JPH0461268A - 半導体集積回路の製造方法 - 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】 （イ）産業上の利用分野 才発明はＩＣｍａｘと耐Ｂリーｈ、ｖ−を全て゛満足Ｉ
得るトラシミ５゛スタを只備シイ）１！、導体集積回路
に関する。

（ロ）従来の技術 半導体集積回路ｅは各拡散領域を共通ｉ＝用い−ｒＸＬ
程を簡略化号”る、−２、が基本的な技術思想−ｒ゛あ
るので、各回路素子は全で共通の拡散領域１”こ構成さ
れ、同・ブップ、ｆの素子゛（ＮＰＮ　ｌ−ラ′、Ｓ、
・スタ）は全で同一・の特性を有（、ｒ：：いた。

ところが、民生用、特に合°響用ＩＣ％−て゛は、各種
信号処理用回路と同時に出力段のバ′、ノー系トランジ
スタが組み込まれることが多く、回路的な要求から前記
信号処理用の小信号トラ）・ジスタと前記出力段用の大
信号ト・ランタスタとで１１流増幅率ｈ□を異ならしめ
る要求がある。つまり、小信号トランジスタのｈ□を１
００〜２００とし、た時に、大信号トランジスタのり、
を５０程度に下げて：Ｇ人−ルクタ電流Ｉｅｍａｘを増
大ｊるという要求である。

この」うにｈ□を変更を−る手段とじ−で、−１例えば
特開昭６０−７０７５６５３′公報に記載されτ゛いる
ようにベース領域を個々に別形成す２．手段がある。

即ち第３図に示す如く、エビタ４ジャルＪ！！（１）を
分離領域＜２）で分離し７た各アイランド（３）に、小
信号トランジスタ（４）用のベース領域（５）と大信号
トランジスタ（６）用のベース領域（７）とを個々に形
成するものである。この時、大信号トランジスタ（６）
のベース領域（７）は２つの手法が考えられる。

１つは不純物濃度を高く設定してｈ□を小さくする手法
（第４図第１案）、２つは拡散深さを深くして（ベース
幅を広げる）ｈ□を小さくする手法（第４図第２案）で
ある。

（八）発明が解決しようとする！＃！題しかしながら、
上記先の手法はシリコン結晶に対するボロンの飽和限界
があるためにそれ程高くはできず、従ってｈ□を下げる
にも限界があるという欠点があった。しかもツェナ降伏
による耐圧劣化が危惧される他、ベース領域（７）をイ
オン注入で形成する場合はドーズ量が増ず分処理時間が
長くな−＞　”ＴＴ　’、Ｉｌ程の煩雑化を招く。他づ
）、後の手法Ｊｅｔ　ｈ□をトげるというＶＪ的には合
致す゛ろが、不純物ａ度と拡散深さとは密接な関係があ
り、ベースのイ〈鈍物濃度が低下して伝導度変調をきた
ψ−ので、Ｉｅｍａｘが増大し、ないという欠点があン
た。この、−とから、ｈ□が同じであればベースの濃度
は高い力が１．ｅａｉａｘを大きくできるのて二ある。

そし。

１−１不純物濃度とベース幅の両者を制御したとしても
、ｈＦＩ！とＩＣｍａｘの両者を満足させることはやは
り困難であった。

り二）課題を解決するための手段 本発明は上記従来の欠点に鑑み成され、比較的高い不純
物濃度を有する大信号ト・ランジスタ（２５）のベース
領域（２６）の底部に、ベース領域（２６）よりは低い
不純物濃度を有する低濃度ベース領域（２８）を形成す
ることにより、小信号トランジスタ（１６）よりは小さ
いｈ□を有する大信号トランジスタ（２りを共存させる
と共に、前記低濃度ベース領域（２８）とＩ　Ｉ　Ｌ（
２０）のウェル領域（２３）とを同時形成することによ
り、ＩＩＬとの共存をも図るものである。

（＊）作用 本発明によれば、低ａ１１Ｉ−ベース領域（２８）苓重
畳したことによっ［大信号トニシンジスタク２５）のべ
、４幅が広がるので、そのり、を小値１７ｊ、　ｌう〕
・シーズ、夕（１６）のす、□より小さく１１つ適切な
値に制御４′ビ）ことかてごきる。しかも、ベースの一
部は比較的高い不純物濃度を有４−゛るベース領域〈２
６）で構成、＃るので、最大ニアし・フタｔ　′ｔ１ｔ
Ｉｃｍａｚを大にできる。そして、前記大信１１ランジ
スタ（２５）の低濃度べ９ス領域り２８）をＩ　Ｉ　Ｌ
（２Ｏ）の低濃度つ、ル領域（２３〉と同時形成４るの
で、効率的に共存させるこ８とができる。

（へ）実施例 以下に本発明の一実施例を図面を参照し、ながら詳細に
説明する。

第１図は本発明による半導体集積回路を示ず゛断面図で
ある。同図においし、（１１）はＰ型’）す”ノン甲、
結晶基板、（１２）は基板（１１）表面に丁−ビ成長シ
、１８形成したＮ−型１４ビタキシャル層、（１３）け
Ｎ７，９１埋め込み層、（１４）は埋め込み！’Ｐｉ　
（１３）を囲みｊＦ°々キシャル層（１２）を貫通すビ
）Ｐ　＋型分離領域、（Ｉ５）は分離領域（１４）によ
っｒ’′個々（ご分離されたアイ：テ〉ドであ６゜ アイランド（１５）の１つ番こは小侶叶１−７）ジスタ
（１６〉を形成４゛−くＰ型のベース領域（１７）、！
＝　Ｎ″型のゴーミッタ領域（１８）を形成し、アイ−
７〉ド（１５）を：口、・フタとして縦型ＮＰＮトラン
ジスタを形成する。（１９）はＮ′型二ｙ　Ｌクター］
ンタ／７）・領域で＝ある。

他のアイ−７＞　）’（１５）にはＩ　Ｉ　Ｌ（２０＞
を形成ジべくＰ型のインジェクタ領域（２１）と外部ベ
ース領域（２２）、Ｐ”型のウェル領域＜２３）、Ｎ＋
型の：ＩＬ・フタ領域（２４）を形成（７、つ、ル領域
（２３）を逆方゛向縦型インバータ）・ランジスタのベ
ースとし一１’１１　Ｌを形成する。つ、ル領域（２３
）をベースとすることにより、前記インバータトランジ
スタの−１ミツタからベース・＼のキャリ？注入の主体
２−なるＮ”型埋め込み層（１３）にベースが近接する
ので、高い逆βが得られるというものである。

ＥＬ、ｔ＼史に他のアイランド（１５）には大信汀］・
う・〕・・レスタ（２５〉夕、形成すべくＰ型へ−　ス
領域（２６）とＮ”型１−丁ミッタ領域（２７）を形成
する他、べ〜ス領域（２６〉に重ね丁−Ｐ−型の低濃度
ベース領域（２８）を形成した。り２９・）はＮ４コｔ
・り々コンタク］・領域、（３０）はＳ／り丁７〉酸化
膜、（３１）は各電極Ｃある。ベース領域（１，７＞（
２６）と、ゴーミッタ領域（ＩＵ（２７）は夫々共通の
工程で形成し、た。また、Ｉ　Ｉ　１．、（２Ｏ）のウ
ェル領域り２３）と大信号トラ〉・ジスタ（２５）の低
濃度ベース領域（２８）は同時形成した。

ＩＩＬのウェル領域（２３）は、前述し、た、！うにベ
ース・１ミッタ接合を埋め込み層（１３）に近接するこ
とが目的であるから、拡散深さは深く、且つ逆βを高く
する為に低不純物濃度としである。具体的には、ベース
領域（１７）（２６）が表面濃度１０１１０１１ａｔｏ
σ−１、拡散深さ１．０〜１．５μに形成されるのに対
し、ウェル領域（２３）は表面濃度１０′１〜１、０　
Ｉｔａ、ｔｏｍｓ−ｃｒｒｉ−”、拡散深さ２．０〜３
．０μに形成する。

ウェル領域（２３）と大信号トランジスタ（２５）の低
ａ度・＼　ス領域（２８）とは同時形成するので、低濃
度・ベース領域（２８）は当然にＬ記１．たイζ純物濃
度と深さをイイする。、このようにイ・鈍物濃度を低く
［また場合、不純物の表面デプリート・にょろり−”Ｉ
ｔの増スが危惧されるので、低濃度ベー　ス領域（２８
）はベース領域〈２６）をはみ出さないように形成した
。−、、）１す、低濃度ベース領域（２８）の全面をヘ
ス領域（２６）Ｔ覆うように重畳したのである。

大信号］ランジスタ（２５）は、エミッタ領域（２７）
のＦ部にベース領域（２６）と低濃度べ・−ス領域（２
８）とを有４るので、その不純物濃度ブＬ１ファイルは
第５図に丞すような分布を有する。即ち、比較的高不純
物濃度のベース領域（２６）が形成する比較的急峻な傾
きと、比較的低不純物濃度の低濃度ベース領域（２８）
が形成する緩やかな傾きとの２段階の傾きを有する。結
果、大信号トランジスタ（２５）のベース幅Ｗ、は同図
に示す如く低濃度ベース領域（２８〉の拡散深さで決ま
るので、ベース領域〈２６）だけの小信号トランジスタ
（１７）よりはベース幅を大にでき、を流増幅率り。を
小にできる。低不純物濃度の領域であるから、ｈ□が十
゛かり過ぎるＪいうことも無い。と同時に、大信号（・
う）ジスタく２５〉のベースにはベース拡散による比較
的高不純物濃度のベース領域（２６）が重なるので、ベ
ースの伝導度変調による影響が少なく、従ってｈｙｗを
下げたことにより得られるＩｅｍａｘの増大を最大限有
効に引き出ｔことができる。

第２図Ａ乃至第２図りは本願集積回路の製造方法を示し
た。

先ず第２図Ａに示す如く埋め込み層〈１３）と１側の分
離領域（１４）を形成した基板（１１）上にエピタキシ
ャル層＜１２）を形成し、ボロン（Ｂ）を低濃度ベース
領域（２８）とつＬル領域（２３）に対応する部分に選
択的に必要なドーズ量だけイオン注入し、第２図Ｂに示
す通り基板（１１）全体に熱処理を加えることによりエ
ピタキシャル層（１２）表面にドープしたボロン（Ｂ、
）を所望深さまで１ライブインをし、 第２図Ｃに示ｊ通り上側の分離領域〈１４）を形成した
後、再びボｒ１ン（Ｂ）を選択的にイオン注入してドラ
イブインゆ−る、−とに、より小信号トう〉・シースタ
フ１６）のベース領域（１７）と犬信Ｍ（・；アンジス
タ〈？５）のベース領域（２７）、Ｉ　Ｉ　Ｌ（２，、
Ｑ）の外部△、・−・ス領域り２２）とイ〉シ゛エクタ
領域（２１）とを全て同時形成し、 そして第２図りに示す通り、１〜ミツタ拡散で小信号ト
ランジスタ（１６）と大信号トランジスタ（２５）のエ
ミッタ領域（１８）（２７）、およびＩ　Ｉ　Ｌ（ｇＱ
）の″−ルクタ領域（２４）を形成する。

本願構成は、多少の熱処理を加えても拡散深さが変動し
てくい、拡散済みの低濃度ベース領域く２８）にベース
拡散を処して小信号トランジスタ（坊）と大信号トラン
ジスタ（２５）を形成するので、ベース拡散は小信号ト
ランジスタ（１６）用に制御して拡散を行うことができ
る。従って、小信号トランジスタ（１６）、大信号トラ
ンジスタ（μｓ）共に特性の制御が極めて容易である。

（ト）発明の効果 以上に説明した通り、本発明によれば、大信号トランジ
スタ〈２５）に低濃度ベース領域（２８）を重ねること
によって、ｈ□が高い小信号トランジスタ（１６）とり
、が小さい大信号トランジスタ（２５）とを界易に共存
できる利点を山−する。また、大信号トランジスタフ２
５）のベースは比較的高い不純物濃度を有Ｊるベース領
域（２６）との重畳であるから、伝導度変調によるＩｅ
ｍａｘの低下が少なく、従って１ｃｏ＋ａｘを最大限に
増大できる利点を有４“る。さらに、大信号トランジス
タ（２５〉のり、をＦげることによっでＡＳＯを増大せ
しめ、出力段トランジスタとして適切な特性に製造でき
る利点をも有１−る。そして更に、低濃度ベース領域（
２８）を利用することによって、大信号、小信号共に特
性の制御が容易であるという利点をも有する。

そしてさらに、大信号トランジスタ＜２５）の低濃度ベ
ース領域（２８）はＩ　Ｉ　Ｌ（２０）のウェル領域〈
２３）と共用するので、特に製造工程を増大すること無
く３種類の素子を共存できるという利点をも有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を説明するための断面図、第２図Ａ−Ｄ
はその製造方法を説明積るための断面図、第３図は従来
例を説明するための断面図、第４図は従来の不純物濃度
分布を示す図、第５図は本願の不純物濃度分布を示１図
である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）一導電型の半導体基板の上に形成した逆導電型の
   エピタキシャル層と、 前記エピタキシャル層を分離して形成した複数個のアイ
   ランドと、 第１のトランジスタを構成するために、第１のアイラン
   ドの表面に形成した一導電型のベース領域およびベース
   領域表面に形成した逆導電型のエミッタ領域と、 第２のトランジスタを構成するために、第２のアイラン
   ドの表面に形成した一導電型のベース領域およびベース
   領域表面に形成した逆導電型のエミッタ領域と、 前記第２のトランジスタのベース領域に重ねて形成した
   前記ベース領域より深く且つ前記ベース領域よりは低不
   純物濃度の低濃度ベース領域と、ＩＩＬを構成するため
   に、第３のアイランドの表面に形成した一導電型のイン
   ジェクタ領域、外部ベース領域、逆導電型のコレクタ領
   域、および前記第２のトランジスタの低濃度ベース領域
   と同時形成したウェル領域とを具備することを特徴とす
   る半導体集積回路。
2. （２）前記第１のトランジスタのベース領域と前記第２
   のトランジスタのベース領域と前記ＩＩＬのインジェク
   タ領域および外部ベース領域とを同時形成したことを特
   徴とする請求項第１項に記載の半導体集積回路。
3. （３）前記第２のトランジスタは出力用トランジスタを
   構成することを特徴とする請求項第１項に記載の半導体
   集積回路。
4. （４）前記第２のトランジスタのベース領域は前記低濃
   度ベース領域を完全に覆うように重畳することを特徴と
   する請求項第１項に記載の半導体集積回路。
5. （５）一導電型の半導体基板上に逆導電型のエピタキシ
   ャル層を形成する工程、 前記エピタキシャル層の表面に一導電型の不純物をイオ
   ン注入し、所望深さに拡散して大信号トランジスタ用の
   低濃度ベース領域とＩＩＬのウェル領域を形成する工程
   、 前記エピタキシャル層の表面に一導電型の不純物を選択
   的に拡散し、小信号トランジスタ用のベース領域、前記
   大信号トランジスタ用の前記低濃度ベース領域より浅く
   これと重畳し前記低濃度ベース領域よりは高い不純物濃
   度を有するベース領域、およびＩＩＬのインジェクタ領
   域と外部ベース領域を形成する工程、 逆導電型の不純物を選択的に導入し、前記小信号トラン
   ジスタのベース領域表面にエミッタ領域を、前記大信号
   トランジスタの低濃度ベース領域とベース領域とが重畳
   する部分にエミッタ領域を、前記ＩＩＬのウェル領域表
   面にコレクタ領域を形成する工程、 とを具備することを特徴とする半導体集積回路の製造方
   法。