JPH01286360A - バイポーラトランジスタおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 バイポーラトランジスタの新規な構造に関し、コレクタ
・エミッタ間隔を制御性良く形成できるように構成する
ことを目的とし、 一導電型コレクタ領域上に異種導電型ベース領域と絶縁
膜を介したエミッタ引出し電極とが並設され、且つ、前
記異種導電型ベース領域側部の前記エミッタ引出し電極
と接する位置に一導電型エミッタ領域が設けられている
ことを特徴とする。

且つ、その製造方法は、一導電型コレクタ領域上に絶縁
膜を介してエミッタ引出し電極を形成する工程、次いで
、前記エミッタ引出し電極および前記絶縁膜を選択的に
除去して、該除去部分に異種導電型ベース領域をエピタ
キシャル成長し、該ベース領域側部の前記エミッタ引出
し電極と接する位置に一導電型エミッタ領域を形成する
工程が含まれてなることを特徴とする特 〔産業上の利用分野〕 本発明はバイポーラトランジスタの新規な構造に関する
。

バイポーラトランジスタはモストランジスタより高速動
作が可能であるが、その構造が複雑なために微細化が難
しく、６−層の検討が望まれている。

〔従来の技術〕

第４図は従来のバイポーラトランジスタの断面図を示し
ており、本例はｎｐｎ型バイポーラトランジスタで１、
■はｎ型コレクタ領域、２はｐ型へ一ス領域、３はｎ型
エミッタ領域、４は絶縁膜。

５はコレクタ電極、６はベース電極、７はエミッタ電極
である。

このようなバイポーラトランジスタを形成する場合、そ
の形成方法はｎ型コレクタ領域１にｐ型不純物をイオン
注入し、活性化のための熱処理をおこなってｐ型ベース
領域２を形成し、更に、そのベース領域２にｎ型不純物
をイオン注入し、再び熱処理してｎ型エミッタ領域３を
形成している。

また、イオン注入の代わりに、気体や固体からの熱拡散
によってベース、エミッタの領域を形成する方法も採ら
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、トランジスタは集積化してＩｃ（半導体集積
回路）やり、　Ｓ　Ｉを構成さゼており、その高速動作
のための微細化が図られているが、ハ・イボ−ラドう：
／ジスタの場合、特に高速化のためにはコレクタ・エミ
ッタ間隔（ベース幅）を短くすることが必須の条件であ
り、出来るだけベースとエミッタとを近づける工夫がな
されている。

しかし、コレクタ領域にベース領域を画定し７た後、そ
のベース領域に約１０００’ｃ前後の熱処理をおこなっ
てエミッタ領域を形成するために、最初に画定したベー
ス領域が変化してベース幅を精度良く形成することが国
運である。且つ、イオン注入法の場合は、注入不純物の
チャンネリングなどの問題が加わって、そのベース幅の
精度を更に困難にしている。

そうすると、その変動分だけのデバイス特性のバラツキ
が起こり、且つ、製造工程では、その特性変動を見込ん
だ許容寸法が必要になって、そのためにトランジスタの
微細化が阻害される。

本発明はこのような問題点を解消させて、ベース幅（ベ
ース・エミッタ間隔）が制御性良く形成できることを目
的とした構造のバイポーラ１−ランジスタを提供するも
のである。

（課題を解決するための手段〕 その課題は、−ｉ電型コレクタ領域上に異種真電型ベー
ス領域と絶縁膜を介したエミッタ引出し電極とが並設さ
れ、且つ、前記異種導電型ベース領域側部の前記エミッ
タ引出し電極と接する位置に一導電型エミッタ領域が設
けられていることを特徴とするバイポーラトランジスタ
によって解決される。

且つ、その製造方法は、一導電型コレクタ領域上に絶縁
膜を介してエミッタ引出し電極を形成する工程、 次いで、前記エミッタ引出し電極および前記絶縁膜を選
択的に除去して、該除去部分に異種導電型ベース領域を
エピタキシャル成長し、該ベース領域側部の前記エミッ
タ引出し電極と接する位置に−ｍ電型エミッタ領域を形
成する工程が含まれてなることを特徴とする。

〔作　用〕

即ち、本発明はコレクタ領域上のベース領域にエミッタ
領域がコレクタ領域に対し垂直に設りられ、そのエミッ
タ領域はベース領域の形成と同時に画定される構造にす
る。そうすると、ベース幅を制御性良く形成することが
でき、デバイスの微細化、率いてはＩＣの高集積化・高
速動作を図ることができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して実施例によって詳細に説明する。

第１図は本発明にかかるパイポーラトランジス夕の断面
図を示しており、第４図と同じ（ｎｐｎ型トランジスタ
で、１１はｎ型コレクタ領域、１２はｐ型ベース領域、
１３はｎ型エミッタ領域、１４は絶縁膜、１５はコレク
タ電極、１６はベース電極、１７はエミッタ電極で、２
０はｎ型不純物をドープした多結晶シリコン膜からなる
エミッタ引出し電極、２１は絶縁膜１４以外のコレクタ
領域とエミッタ電極との間に介在させた絶縁膜である。

このような構造はベース幅が絶縁膜２ｏの膜厚しによっ
て主に規制され、しかも、エミッタ領域がベース領域の
形成と同時に画定されるため、へ−ス幅の制御性が非常
に良くなる。

次に、本発明にかかるバイポーラトランジスタの形成方
法を説明すると、第２図＋ａ）〜（「）にその形成工程
順断面図を示している。

第２図ｆａ）参照；まず、ｎ型シリコン基板からなるコ
レクタ領域１１上に５ｉ０２　　（酸化シリコン）膜か
らなる絶縁膜２１（膜厚５００〜１０００人程度）を熱
酸化して形成し、その上にｎ型不純物をドープした多結
晶シリコン膜２０（膜厚１０００〜３０００人）を化学
気相成長（ＣＶ　Ｄ）法で被着する。更に、多結晶シリ
コン膜にイオン注入法又は熱拡散法によって不純物を添
加して不純物濃度１ｏ１４〜１０”／ｃ＋ｄ程度にする
。なお、上記絶縁ＩＩ−！１１２１は５ｉ０２膜の代わ
りに、Ｓｉ３Ｎ４膜を被着しても構わない。

第２図（ｂ）参照；次いで、リソグラフィ技術によって
レジスト膜マスク　（図示せず）を被覆し、多結晶シリ
コン膜２０をパターンニングした後、５ｉ０２膜からな
る絶縁膜１４（膜ｙ￥２０００〜３０００人）を被着す
る。なお、この絶縁膜１４は多結晶シリコン１９２Ｑを
熱酸化して形成することもできる。

第２図（Ｃ１参照；次いで、再びリソグラフィ技術を用
いてレジスト膜マスク　（図示せず）を形成し、多結晶
シリコン膜の中央部分の絶縁膜１４．多結晶シリコン膜
２０および絶縁膜２１をエツチング除去する。そのエツ
チングには塩素系ガスや弗素系ガスを用いたドライエツ
チング法を用いる。

第２図Ｔｄ）参照；次いで、その上面にｐ型シリコン膜
（膜厚２０００〜３０００人程度）をエピタキシャル成
長する。そうすると、コレクタ領域１１に接した部分は
単結晶シリコン膜が成長し、絶縁膜２１．１４の上には
多結晶シリコン膜２２が被着する。この単結晶シリコン
膜がｐ型ベース領域１２となるが、このエピタキシャル
成長時に１０００℃程度の高温に加熱されるために、ｐ
型ベース領域１２に接したエミッタ引出し電極からｎ型
不純物が同時に拡散して垂直なｎ型エミッタ領域１３が
形成される。なお、ｐ型ベース領域１２の不純物含有濃
度は１０　　／ｃａ程度にする。

第２図（ｅ）参照；次いで、再びリソグラフィ技術によ
って絶縁膜２１．１４上の多結晶シリコン膜２２を除去
した後、全面に５ｉ０２膜からなる絶縁膜１４°　（膜
厚２０００Å以上）を被着する。

第２図（ｆ）参照；次いで、絶縁膜１４．１４°を窓開
けしてアルミニウム膜からなるベース電極１６．　エミ
ッタ電極１７を形成する。なお、本例は２つのエミッタ
電極を形成しているが、片方のエミッタ引出し電極を含
む部分をエツチング除去すれば、第１図に示すバイポー
ラトランジスタが完成される。

且つ、第２図に示す工程順断面図にはコレクタ電極の部
分を図示していないが、コレクタ電極はへ一ス電極、エ
ミック電極と同時に図示していない側方位置に形成され
る。

上記が形成方法の概要であるが、このような形成方法に
おいて、ベース幅は基本的には絶縁膜２１の膜厚によっ
て決定される。且つ、第２図（ｄｌで説明したｐ型シリ
コン膜のエピタキシャル成長時には、その基板温度の高
低によってエミッタ領域１３のベース領域１２への拡散
幅がやや変化して、へ−ス幅が少し変化するが、その変
化幅を予め予測しておくことができる。即ち、本発明で
は、ベース幅は第２図（ｄ）の工程でのみ決まるがら、
従来のような複雑な二次的な変動がなく、従って、ベー
ス幅の制御が極めて容易になり、ベース幅を一層微細に
形成できて、微細化、高集積化に役立つ、且つ、光エピ
タキシャル成長法を適用すれば基板温度を低くして成長
することができて、ベース幅の制御を更に高めることが
可能になる。

次の第３図は本発明にかがる他のバイポーラトランジス
タの断面図を示している。図中の３０はｐ型不純物をド
ープした多結晶シリコン膜からなるベース引出し電極２
その他の記号は第１図と同一部位に同一記号が付けであ
る。即ち、この例はｐ型ベース領域１２をエピタキシャ
ル成長した際、形成された多結晶シリコン１ｌｆｉの一
部をベース引出１．７電極３０として利用したもので、
第１図と木質的には変わりのない構造である。

なお、Ｌ記実施例はｎｐｎ型バイポーラトランジスタで
説明しているが、本発明をｐｎｐ型バイポーラトランジ
スタにも適用できることは当然である。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明にかかるバイポ
ーラトランジスタはコレクタ・エミッタ間隔（ベース幅
）の制御が容易になり、デバイスを一層微細化して、ｒ
ｃＯ高集積化・高速動作に極めて寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるバイポーラトランジスタの断面
図、 第２図（ａｌ〜Ｉｎは本発明にかかるバイポーラトラン
ジスタの形成工程順断面図、 第３図は本発明にかかる他のバイポーラ１−ランジスタ
の断面図、 第４図は従来のバイポーラトランジスタの断面図である
。 図において、 １１はｎ甲コレクタ領域、１２はｐ型ベース領域、■３
はｎ型エミッタ領域、１４．１４“は絶縁膜、１５はコ
レクタ電極、　　１６はベース電極、１７はエミッタ電
極、 ２０は多結晶シリコン膜からなるエミッタ引出し電極、 ２１はコレクタ領域とエミッタ引出し電極との間に介在
する絶縁膜、 ３０は多結晶シリコン膜からなるベース引出し電極第１
図 、Ｉ’ｆ１５ＦＥ１１Ｉ−二ｖ−ｖ３ＲＩＴ’−ラＩ−
ｉン；７７／ｌ　かＡ’ｒＲ１１＃？ｆａｍ第　　２　
　図　　（′２６丁） 第２図（すｆ１２）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一導電型コレクタ領域上に異種導電型ベース領域
   と絶縁膜を介したエミッタ引出し電極とが並設され、且
   つ、前記異種導電型ベース領域側部の前記エミッタ引出
   し電極と接する位置に一導電型エミッタ領域が設けられ
   ていることを特徴とするバイポーラトランジスタ。
2. （２）一導電型コレクタ領域上に絶縁膜を介してエミッ
   タ引出し電極を形成する工程、 次いで、前記エミッタ引出し電極および前記絶縁膜を選
   択的に除去して、該除去部分に異種導電型ベース領域を
   エピタキシャル成長し、該ベース領域側部の前記エミッ
   タ引出し電極と接する位置に一導電型エミッタ領域を形
   成する工程が含まれてなることを特徴とするバイポーラ
   トランジスタの製造方法。