JPH08274111A - バイポーラシリコントランジスタとその製造方法 - Google Patents

バイポーラシリコントランジスタとその製造方法

Info

Publication number
JPH08274111A
JPH08274111A JP8091846A JP9184696A JPH08274111A JP H08274111 A JPH08274111 A JP H08274111A JP 8091846 A JP8091846 A JP 8091846A JP 9184696 A JP9184696 A JP 9184696A JP H08274111 A JPH08274111 A JP H08274111A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arsenic
doped
doping
emitter region
silicon transistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8091846A
Other languages
English (en)
Inventor
Gnannt Klaus
グナント クラウス
Jakob Huber
フーバー ヤーコブ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Publication of JPH08274111A publication Critical patent/JPH08274111A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
    • H10D62/13—Semiconductor regions connected to electrodes carrying current to be rectified, amplified or switched, e.g. source or drain regions
    • H10D62/133—Emitter regions of BJTs
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D10/00—Bipolar junction transistors [BJT]
    • H10D10/01—Manufacture or treatment
    • H10D10/051—Manufacture or treatment of vertical BJTs
    • H10D10/056—Manufacture or treatment of vertical BJTs of vertical BJTs having the main current going through the whole substrate, e.g. power BJTs
    • H10D10/058—Manufacture or treatment of vertical BJTs of vertical BJTs having the main current going through the whole substrate, e.g. power BJTs having multi-emitter structures, e.g. interdigitated, multi-cellular or distributed emitters
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D10/00—Bipolar junction transistors [BJT]
    • H10D10/40—Vertical BJTs
    • H10D10/421—Vertical BJTs having both emitter-base and base-collector junctions ending at the same surface of the body
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/80—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials
    • H10D62/83—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials being Group IV materials, e.g. B-doped Si or undoped Ge
    • H10D62/834—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials being Group IV materials, e.g. B-doped Si or undoped Ge further characterised by the dopants
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S257/00—Active solid-state devices, e.g. transistors, solid-state diodes
    • Y10S257/919—Elements of similar construction connected in series or parallel to average out manufacturing variations in characteristics

Landscapes

  • Bipolar Transistors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 砒素によりn+ ドープされた少なくとも1つ
のエミッタ領域を有するバイポーラシリコントランジス
タであって、高い砒素ドーピング濃度にもかかわらずそ
のエミッタ領域に生ずるシリコン結晶中の結晶欠陥の数
が少なく、ドーピングプロフィルが著しく変化するよう
な長い治癒時間を必要としないシリコントランジスタを
開発する。 【解決手段】 砒素によりn+ ドープされたエミッタ領
域5が追加的に燐ドーピングを有し、また砒素ドーピン
グ濃度対燐ドーピングの濃度比を10:1と500:1
との間とする。このシリコントランジスタはたとえば
0.5μmよりも小さい注入深さのエミッタの非常に急
峻なn+ ドーピングプロフィルを有する高周波トランジ
スタである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、砒素によりn+ ド
ープされた少なくとも1つのエミッタ領域を有するバイ
ポーラシリコントランジスタに関する。
【0002】
【従来の技術】このようなシリコントランジスタはたと
えばミュンヒ(W.von Muench)著「半導体
テクノロジー入門(Einfuehrung in d
ieHalbleitertechnologi
e)」、トイブナー(Teubner)出版、シュトゥ
ットガルト、1993年、第208および209頁から
知られている。そのなかに櫛状の砒素ドープされたエミ
ッタ構造を有するバイポーラシリコン高周波トランジス
タが記載されている。エミッタ領域はわずかな注入深さ
(<0.6μm)を有する非常に急峻なドーピングプロ
フィルを有する。これらの特性はトランジスタの高周波
適性に対して極めて重要である。
【0003】ドーピング物質としての砒素の利点は、上
記のドーピングプロフィルの形成を可能にするその低い
かつ濃度依存性の拡散速度に基づいている。このような
ドーピングプロフィルを形成するための方法としてしば
しばイオン注入法が使用される。
【0004】しかし、たとえば高周波トランジスタのエ
ミッタに対して必要とされるような非常に高い注入量で
はシリコン結晶中に上記のドーピングプロフィルに対し
て応用可能な治癒プロセスの後にしばしばトランジスタ
の機能特性の阻害に通ずる結晶欠陥が残る。たとえば、
エミッタの範囲内に位置する結晶欠陥はエミッタ‐ベー
スダイオードを経ての漏れ電流の増大の原因となる。さ
らに、エミッタの範囲内の結晶欠陥によりエミッタ体積
内の再結合が高まり、それによって電流増幅率が低下す
る。この電流増幅率の低下は小さい電流では比較的強い
影響を生じ、このことは作動電流範囲にわたる電流増幅
率の非線形な経過に通ずる。さらに、結晶欠陥はコレク
タ‐ベースダイオードの機能さえも阻害し得る。
【0005】半導体技術で、十分に高い温度での治癒に
より結晶欠陥の数および電気的な作用を減ずることは一
般的に行われている。しかし上記のドーピングプロフィ
ルに対しては完全な治癒プロセスは存在しない。なぜな
らば、シリコン結晶の内部の砒素ドーピング濃度の降下
の大きい勾配の必要性および砒素ドーピングのわずかな
注入深さの必要性が十分に高い温度および/または長い
治癒時間の適用を許さないからである。従って、砒素に
よりn+ ドープされたエミッタを有する公知のシリコン
トランジスタにおける欠陥頻度は非常に高く、その結果
として生産収率が低下する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、高い砒素ドーピング濃度にもかかわらずそのエミッ
タ領域に生ずるシリコン結晶中の結晶欠陥の数が少な
く、ドーピングプロフィルが著しく変化するような長い
治癒時間を必要としないシリコントランジスタを提供す
ることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この課題は、砒素により
n+ ドープされたエミッタ領域が追加的に燐ドーピング
を有し、また砒素ドーピング濃度対燐ドーピングの濃度
比が10:1と500:1との間であることにより解決
される。
【0008】少量の燐の追加によりシリコン結晶中に生
ずる転位がわずかになり、また機械的な応力がわずかに
なる。その結果、結晶欠陥によるトランジスタの損傷の
確率も顕著に減ぜられる。
【0009】
【実施例】以下図1ないし図6を参照して実施例により
本発明を一層詳細に説明する。
【0010】図1のバイポーラシリコントランジスタは
n+ ドープされたシリコン基板1の上に構成されてい
る。シリコン基板1の上にnドープされたシリコンから
成るコレクタ層2がたとえばエピタキシーにより施され
ている。コレクタ層2内にpドープされたベース領域3
が埋込まれている。ベース領域3の埋込み深さは約0.
5μmである。pドープされたベース領域3はたとえば
硼素によりドープされている。pドープされたベース領
域3内にp+ ドープされたベース接触帯域4およびn+
ドープされたエミッタ領域5が埋込まれている。p+ ド
ープされたベース接触帯域4はたとえば硼素によりドー
プされており、またn+ ドープされたエミッタ領域5は
砒素および燐によりドープされている。n+ ドープされ
たエミッタ領域5はたとえばエミッタ領域の表面の約1
5nm下側に約3e20cm-3のピーク砒素ドーピング
濃度および約1e19cm-3のピーク燐ドーピング濃度
を有する。ベース‐エミッタ間pn接合の位置により定
義されるエミッタ領域5の冶金学的埋込み深さは約0.
25μmである。ベース接触帯域4およびエミッタ領域
5の上にたとえば金・白金・チタン合金から成る接続端
子用メタライジング層6が被覆されている。
【0011】図2はエミッタ領域5の砒素ドーピングプ
ロフィルおよび燐ドーピングプロフィルを示す。砒素ド
ーピング濃度は約80nm以内の約3e20cm-3のピ
ーク砒素ドーピング濃度から出発して約3e19cm-3
へ1桁だけ低下する。続いて、それは約130nm以内
で約3e16cm-3へ3桁だけ低下する。燐ドーピング
濃度は約120nm以内の約1e19cm-3のピーク燐
ドーピング濃度から出発して約1e18cm-3へ1桁だ
け低下する。続いて、それは約80nm以内で約2e1
6cm-3へ約2桁だけ低下する。燐ドーピングプロフィ
ルはベース‐エミッタ間pn接合の特性に本質的な影響
を有していない。
【0012】上記のバイポーラシリコントランジスタを
製造するための図3ないし図6に概要を示されている方
法はたとえば以下の連続工程を有する。 a)n+ ドープされた基板1の上にnドープされたコレ
クタ層2をエピタキシャル法により被覆する(図3) b)硼素の埋込みおよびそれに続いての治癒によりpド
ープされたベース領域3を作る(図4) c)ベース接触帯域4およびエミッタ領域5に対する条
片状の窓を有するシリコン酸化物および/またはシリコ
ン窒化物から絶縁層7、8を析出させる(図5) d)ベース接触帯域4に硼素を注入する(図5) e)エミッタ領域5に2e15cm-2と1e16cm-2
との間の砒素ドーピング量を50keVまでのエネルギ
ーで注入し、また1e13cm-2と5e14cm-2との
間の燐ドーピング量を25keVよりも小さいエネルギ
ーで注入する(図5) f)約10分の継続時間で900°Cにおける焼戻しに
より埋込み欠陥を治癒する g)接続端子メタライジング層6を蒸着する(図6)。
【0013】治癒は上記のf)にあげられている方法の
代わりにいわゆる急速治癒法(RTA=急速熱的アニー
リング)によっても実行され得る。その際にシリコント
ランジスタは、チャンバのなかで出力の大きいランプを
使用して光をシリコントランジスタに集中させることに
より数秒以内に1000°C以上に加熱され、この高い
温度において短時間放置され、また続いて再び急速に冷
却される。同様に、この方法とf)にあげられている炉
プロセスとの組み合わせを使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるバイポーラシリコントランジスタ
の概要を示す断面図。
【図2】本発明によるバイポーラシリコントランジスタ
のn+ ドープされたエミッタ領域の砒素ドーピングプロ
フィルおよび燐ドーピングプロフィルを示す図。
【図3】本発明によるバイポーラシリコントランジスタ
を製造するための工程の概要を示す図。
【図4】本発明によるバイポーラシリコントランジスタ
を製造するための別の工程の概要を示す図。
【図5】本発明によるバイポーラシリコントランジスタ
を製造するための別の工程の概要を示す図。
【図6】本発明によるバイポーラシリコントランジスタ
を製造するための別の工程の概要を示す図。
【符号の説明】
1 シリコン基板 2 コレクタ層 3 ベース領域 4 ベース接触帯域 5 エミッタ領域 6 接続端子メタライジング層 7、8 絶縁層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 砒素によりn+ ドープされた少なくとも
    1つのエミッタ領域を有するバイポーラシリコントラン
    ジスタにおいて、砒素によりn+ ドープされたエミッタ
    領域が追加的に燐ドーピングを有し、また砒素ドーピン
    グ濃度対燐ドーピングの濃度比が10:1と500:1
    との間にあることを特徴とするバイポーラシリコントラ
    ンジスタ。
  2. 【請求項2】 n+ ドープされたエミッタ領域の注入深
    さが0.5μmよりも小さいことを特徴とする請求項1
    記載のバイポーラシリコントランジスタ。
  3. 【請求項3】 n+ ドープされたエミッタ領域が砒素注
    入およびそれに続いての燐注入により作られ、また続い
    て結晶欠陥が治癒されることを特徴とする請求項1また
    は2記載のバイポーラシリコントランジスタの製造方
    法。
  4. 【請求項4】 2e15cm-2と1e16cm-2との間
    の砒素ドーピング量が50keVまでのエネルギーで、
    また1e13cm-2と5e14cm-2との間の燐ドーピ
    ング量が25keVよりも小さいエネルギーで注入され
    ることを特徴とする請求項3記載の方法。
JP8091846A 1995-03-27 1996-03-22 バイポーラシリコントランジスタとその製造方法 Pending JPH08274111A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19511251.2 1995-03-27
DE19511251A DE19511251A1 (de) 1995-03-27 1995-03-27 Bipolarer Siliziumtransistor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08274111A true JPH08274111A (ja) 1996-10-18

Family

ID=7757904

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8091846A Pending JPH08274111A (ja) 1995-03-27 1996-03-22 バイポーラシリコントランジスタとその製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5965929A (ja)
EP (1) EP0735590B1 (ja)
JP (1) JPH08274111A (ja)
KR (1) KR960036118A (ja)
DE (2) DE19511251A1 (ja)
DK (1) DK0735590T3 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009029900A1 (en) * 2007-08-31 2009-03-05 Applied Materials, Inc. Improved methods of emitter formation in solar cells
US8461032B2 (en) * 2008-03-05 2013-06-11 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Use of dopants with different diffusivities for solar cell manufacture
US20100304527A1 (en) * 2009-03-03 2010-12-02 Peter Borden Methods of thermal processing a solar cell
CN102315256B (zh) * 2010-07-08 2014-05-14 旺宏电子股份有限公司 双极接面晶体管装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2917455A1 (de) * 1979-04-30 1980-11-13 Ibm Deutschland Verfahren zur vollstaendigen ausheilung von gitterdefekten in durch ionenimplantation von phosphor erzeugten n-leitenden zonen einer siliciumhalbleitervorrichtung und zugehoerige siliciumhalbleitervorrichtung
US4379727A (en) * 1981-07-08 1983-04-12 International Business Machines Corporation Method of laser annealing of subsurface ion implanted regions
JPS5933860A (ja) * 1982-08-19 1984-02-23 Toshiba Corp 半導体装置およびその製造方法
JPS59152665A (ja) * 1983-02-21 1984-08-31 Nec Corp 半導体装置とその製造方法
JPS6063961A (ja) * 1983-08-30 1985-04-12 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法
JP2504553B2 (ja) * 1989-01-09 1996-06-05 株式会社東芝 バイポ―ラトランジスタを有する半導体装置の製造方法
US5047357A (en) * 1989-02-03 1991-09-10 Texas Instruments Incorporated Method for forming emitters in a BiCMOS process
US5150184A (en) * 1989-02-03 1992-09-22 Texas Instruments Incorporated Method for forming emitters in a BiCMOS process
JPH04159721A (ja) * 1990-10-23 1992-06-02 Nec Corp 半導体装置
JPH0529327A (ja) * 1991-07-19 1993-02-05 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR960036118A (ko) 1996-10-28
DE59610612D1 (de) 2003-08-28
EP0735590B1 (de) 2003-07-23
US5965929A (en) 1999-10-12
DE19511251A1 (de) 1996-10-02
EP0735590A2 (de) 1996-10-02
DK0735590T3 (da) 2003-10-27
EP0735590A3 (de) 1996-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4357622A (en) Complementary transistor structure
US3756861A (en) Bipolar transistors and method of manufacture
US5541122A (en) Method of fabricating an insulated-gate bipolar transistor
WO1985002714A1 (en) Method of making a bipolar junction transistor
US4452645A (en) Method of making emitter regions by implantation through a non-monocrystalline layer
US3595716A (en) Method of manufacturing semiconductor devices
US6001711A (en) Process of fabricating semiconductor device having gettering site layer between insulating layer and active semiconductor layer
EP0076106A2 (en) Method for producing a bipolar transistor
US4485552A (en) Complementary transistor structure and method for manufacture
US5137839A (en) Method of manufacturing a bipolar transistor having polysilicon layer which serves as an emitter electrode and passivating dangling bonds
JPH06163445A (ja) 半導体デバイスの製造方法
US5965929A (en) Bipolar Silicon transistor with arsenic and phosphorous ratio
JPH01243582A (ja) 半導体装置およびその製造方法
RU2107972C1 (ru) Способ изготовления биполярных планарных n-p-n-транзисторов
JP3039166B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
KR100502676B1 (ko) 반도체 소자의 제조 방법
JPS63124520A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS59152665A (ja) 半導体装置とその製造方法
JPH0727916B2 (ja) 半導体デバイス製造方法
JPH01108772A (ja) バイポーラトランジスタの製造方法
JP3041886B2 (ja) 半導体装置の製造方法
KR900000827B1 (ko) 반도체 장치 제조방법
JP3077638B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPS6034062A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH09500760A (ja) ヒ素注入エミッタを有する半導体デバイスの製造プロセス

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20051214

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20051222

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20060608