JPH088271A - Bipolar transistor emitter structure and manufacturing method thereof - Google Patents

Bipolar transistor emitter structure and manufacturing method thereof

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JPH088271A
JPH088271A JP6159249A JP15924994A JPH088271A JP H088271 A JPH088271 A JP H088271A JP 6159249 A JP6159249 A JP 6159249A JP 15924994 A JP15924994 A JP 15924994A JP H088271 A JPH088271 A JP H088271A
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layer
impurity
diffusion layer
emitter
concentration
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JP6159249A
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Japanese (ja)
Inventor
Mamoru Shinohara
衛 篠原
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、基板表面近傍におけるエミッタ層
とベース層との接合部における接合耐圧を向上させて接
合リークの発生を抑え、かつ結晶欠陥の発生を抑えて、
バイポーラトランジのトランジスタ特性の向上を図る。 【構成】 ベース層21の上層の一部分に形成した高濃
度拡散層22と、そのベース層21内における高濃度拡
散層22の側周にこの高濃度拡散層22よりも浅い接合
を有する状態に形成した低濃度拡散層23とからなる構
造のエミッタ層24である。
(57) [Summary] [Object] The present invention improves the junction breakdown voltage at the junction between the emitter layer and the base layer in the vicinity of the surface of the substrate to suppress the occurrence of junction leakage and the occurrence of crystal defects.
To improve the transistor characteristics of the bipolar transistor. [Structure] A high-concentration diffusion layer 22 formed in a part of the upper layer of the base layer 21, and a side junction of the high-concentration diffusion layer 22 in the base layer 21 are formed with a junction shallower than the high-concentration diffusion layer 22 The emitter layer 24 has a structure including the low-concentration diffusion layer 23.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、バイポーラトランジス
タのエミッタ構造およびその製造方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an emitter structure of a bipolar transistor and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】バイポーラトランジスタのエミッタ構造
を図6に示す概略断面図によって説明する。図では縦型
NPNバイポーラトランジスタ101を示す。
2. Description of the Related Art An emitter structure of a bipolar transistor will be described with reference to a schematic sectional view shown in FIG. The figure shows a vertical NPN bipolar transistor 101.

【0003】図に示すように、半導体基体111の上層
にはP+ 型拡散層からなるベース層112が形成されて
いる。このベース層112の上層の一部分にはN+ 型拡
散層からなるエミッタ層113が形成されている。また
上記半導体基体111の表面には、層間絶縁膜121が
形成されている。さらにこの層間絶縁膜121上には、
エミッタ層113およびベース層112のそれぞれに接
続するエミッタ電極131およびベース電極132が形
成されている。
As shown in the figure, a base layer 112 made of a P + -type diffusion layer is formed on the upper layer of the semiconductor substrate 111. On a part of the upper layer of the base layer 112, an emitter layer 113 made of an N + type diffusion layer is formed. An interlayer insulating film 121 is formed on the surface of the semiconductor substrate 111. Further, on the interlayer insulating film 121,
An emitter electrode 131 and a base electrode 132, which are connected to the emitter layer 113 and the base layer 112, are formed.

【0004】ここで上記バイポーラトランジスタのエミ
ッタ層113とベース層112とにおける不純物濃度分
布を図7によって説明する。なお、この図の縦軸は不純
物濃度を示し、横軸はベース層112およびエミッタ層
113の表面レベル(エミッタ層113とエミッタ電極
131との界面レベル)からの拡散深さを示す。
The impurity concentration distribution in the emitter layer 113 and the base layer 112 of the bipolar transistor will be described with reference to FIG. The vertical axis of this figure shows the impurity concentration, and the horizontal axis shows the diffusion depth from the surface level of the base layer 112 and the emitter layer 113 (the interface level between the emitter layer 113 and the emitter electrode 131).

【0005】図に示すように、ベース層(112)を形
成するP型不純物の濃度曲線Dpは、拡散深さが深くな
るに連れて低くなっている。これは、ベース層(11
2)内に内部電界を形成することでキャリア移動度を大
きくしてトランジスタの動作速度を高めるためである。
そしてベース層(112)の拡散深さはおよそ0.5μ
mになっている。
As shown in the figure, the concentration curve Dp of the P-type impurity forming the base layer (112) becomes lower as the diffusion depth becomes deeper. This is the base layer (11
This is because by forming an internal electric field in 2), the carrier mobility is increased and the operating speed of the transistor is increased.
The diffusion depth of the base layer (112) is about 0.5 μm.
It has become m.

【0006】また、エミッタ層(113)を形成するN
型不純物の濃度曲線Dnは、上記濃度曲線Dpと同様に
拡散深さが深くなるに連れて低くなっているが、濃度曲
線Dpよりも拡散深さが浅くなっている。エミッタ層
(113)の拡散深さはおよそ0.3μmになってい
る。
Further, N forming the emitter layer (113)
The concentration curve Dn of the type impurities becomes lower as the diffusion depth becomes deeper like the concentration curve Dp, but the diffusion depth becomes shallower than the concentration curve Dp. The diffusion depth of the emitter layer (113) is about 0.3 μm.

【0007】そして基板表面近傍におけるエミッタ層
(113)とベース層(112)との接合は、エミッタ
層(113)を形成するN型不純物の濃度が1020cm
-3であり、ベース層112を形成するP型拡散層の濃度
が1018cm-3になっている。そのため、高濃度のPN
接合になっている。
The junction between the emitter layer (113) and the base layer (112) near the substrate surface is such that the concentration of N-type impurities forming the emitter layer (113) is 10 20 cm.
-3 , and the concentration of the P-type diffusion layer forming the base layer 112 is 10 18 cm -3 . Therefore, high concentration PN
It is a joint.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
バイポーラトランジスタでは、基板表面近傍におけるエ
ミッタ層とベース層とのPN接合が高濃度な接合になっ
ているため、その接合耐圧は、例えばおよそ3.7Vで
ある。このように接合耐圧が小さいと、耐圧以下の印加
電圧であってもトンネル性のリーク電流が発生する。ま
た、上記PN接合が2種の高濃度不純物が混在する状態
で形成されていることから、その接合部もしくはその近
傍に結晶欠陥が誘発され易い。結晶欠陥が発生した場合
には、例えば結晶欠陥によるリーク電流が発生するた
め、バイポーラトランジスタの電気的特性が劣化する。
However, in the conventional bipolar transistor, since the PN junction between the emitter layer and the base layer in the vicinity of the surface of the substrate is a high-concentration junction, the junction breakdown voltage is, for example, about 3. It is 7V. When the junction breakdown voltage is small as described above, a tunneling leak current occurs even at an applied voltage equal to or lower than the breakdown voltage. Further, since the PN junction is formed in a state where two types of high-concentration impurities are mixed, crystal defects are likely to be induced at the junction or in the vicinity thereof. When a crystal defect occurs, for example, a leak current occurs due to the crystal defect, and the electrical characteristics of the bipolar transistor deteriorate.

【0009】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、バイポーラトランジスタにおけるエミッタ層
とベース層との接合部における「接合耐圧の低下」、
「接合リークの発生」および「結晶欠陥の発生」といっ
た不都合を解決するのに優れたバイポーラトランジスタ
のエミッタ構造およびその製造方法を提供することを目
的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and "decreases junction breakdown voltage" at a junction between an emitter layer and a base layer in a bipolar transistor,
An object of the present invention is to provide an emitter structure of a bipolar transistor and a manufacturing method thereof, which are excellent in solving the disadvantages such as "generation of junction leak" and "generation of crystal defect".

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたバイポーラトランジスタのエミッ
タ構造およびその製造方法である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is an emitter structure of a bipolar transistor and a method of manufacturing the same for achieving the above object.

【0011】すなわち、バイポーラトランジスタのエミ
ッタ構造は、ベース層の上層の一部分に高濃度拡散層が
形成されていて、さらにそのベース層内における高濃度
拡散層の側周にこの高濃度拡散層よりも浅い接合を有す
る低濃度拡散層が設けられているものである。
That is, in the emitter structure of the bipolar transistor, the high-concentration diffusion layer is formed in a part of the upper layer of the base layer, and the side periphery of the high-concentration diffusion layer in the base layer is higher than the high-concentration diffusion layer. A low-concentration diffusion layer having a shallow junction is provided.

【0012】またバイポーラトランジスタのエミッタの
製造方法は以下のように行う。すなわち、第1工程で、
半導体基体上に第1の膜を成膜した後、その半導体基体
のベース層形成領域内におけるエミッタ形成予定領域上
の第1の膜に開口部を形成する。次いで第2工程で、開
口部内に露出しているエミッタ形成予定領域に低濃度拡
散層を形成する第1不純物を導入する。続いて第3工程
で、開口部の内壁部にサイドウオールを形成する。そし
て第4工程で、サイドウオールの内側に露出したエミッ
タ形成予定領域に第1不純物と同一導電型の第2不純物
を第1不純物のドーピング濃度より高濃度に導入する。
その後第5工程で、第1不純物を第2不純物よりも半導
体基体の表面方向に広く拡散させるとともに、第2不純
物を第1不純物よりも深く半導体基体の深さ方向に拡散
させて、半導体基体の上層部分に第1不純物を拡散して
なる低濃度拡散層と第2不純物を拡散してなる高濃度拡
散層とを形成する。
The method of manufacturing the emitter of the bipolar transistor is performed as follows. That is, in the first step,
After forming the first film on the semiconductor substrate, an opening is formed in the first film on the emitter formation planned region in the base layer formation region of the semiconductor substrate. Next, in a second step, a first impurity for forming a low concentration diffusion layer is introduced into the emitter formation planned region exposed in the opening. Then, in a third step, sidewalls are formed on the inner wall of the opening. Then, in a fourth step, a second impurity having the same conductivity type as the first impurity is introduced into the emitter formation region exposed inside the sidewall at a concentration higher than the doping concentration of the first impurity.
After that, in a fifth step, the first impurity is diffused more widely than the second impurity in the surface direction of the semiconductor substrate, and the second impurity is diffused deeper than the first impurity in the depth direction of the semiconductor substrate. A low concentration diffusion layer formed by diffusing the first impurity and a high concentration diffusion layer formed by diffusing the second impurity are formed in the upper layer portion.

【0013】[0013]

【作用】上記構成のバイポーラトランジスタのエミッタ
構造では、ベース層の上層の一部分に高濃度拡散層が形
成されていて、さらにそのベース層内における高濃度拡
散層の側周にこの高濃度拡散層よりも浅い接合を有する
低濃度拡散層が設けられている。したがって、半導体基
体の表面近傍では、エミッタ層の低濃度拡散層とベース
層の高濃度拡散層とで接合される。このように、エミッ
タ層とベース層との接合部の不純物濃度は緩やかに変化
しているので、接合部への電界の集中が緩和される。ま
たエミッタ層とベース層との接合が低濃度拡散層と高濃
度拡散層との接合なので、接合部の結晶欠陥が低減され
る。
In the emitter structure of the bipolar transistor having the above structure, the high-concentration diffusion layer is formed in a part of the upper layer of the base layer, and the high-concentration diffusion layer is formed on the side periphery of the high-concentration diffusion layer in the base layer. A low-concentration diffusion layer having a shallow junction is also provided. Therefore, in the vicinity of the surface of the semiconductor substrate, the low concentration diffusion layer of the emitter layer and the high concentration diffusion layer of the base layer are joined. In this way, since the impurity concentration at the junction between the emitter layer and the base layer changes gently, the concentration of the electric field at the junction is relieved. Further, since the junction between the emitter layer and the base layer is the junction between the low concentration diffusion layer and the high concentration diffusion layer, crystal defects at the junction are reduced.

【0014】上記バイポーラトランジスタのエミッタの
製造方法では、半導体基体上に第1の膜を成膜した後、
ベース層形成領域内におけるエミッタ形成予定領域上の
第1の膜に開口部を形成し、次いでその開口部からエミ
ッタ形成予定領域に第1不純物を導入する。このため、
半導体基体の表面近傍におけるエミッタ層とベース層と
の接合は、導入した第1の不純物を拡散してなる低濃度
拡散層とベース層との接合になる。また、開口部の内壁
部にサイドウオールを形成してから、そのサイドウオー
ルの内側に露出したエミッタ形成予定領域に第2不純物
を第1不純物のドーピング濃度より高濃度に導入する。
このため、第2不純物はサイドウォールによって遮蔽さ
れてサイドウォールの下方には導入されないので、第2
不純物は第1不純物が導入されている領域よりも狭い範
囲に導入される。したがって、第2不純物を拡散してな
る高濃度拡散層の側周に第1不純物を拡散してなる低濃
度拡散層が、高濃度拡散層よりも浅い接合状態で形成さ
れることになる。その結果、エミッタ層とベース層との
接合における不純物濃度の変化は緩やかになる。
In the method of manufacturing the emitter of the bipolar transistor described above, after the first film is formed on the semiconductor substrate,
An opening is formed in the first film on the emitter formation planned region in the base layer formation region, and then the first impurity is introduced from the opening to the emitter formation planned region. For this reason,
The junction between the emitter layer and the base layer near the surface of the semiconductor substrate is a junction between the low-concentration diffusion layer formed by diffusing the introduced first impurity and the base layer. In addition, after forming the sidewall on the inner wall of the opening, the second impurity is introduced into the emitter formation region exposed inside the sidewall at a higher concentration than the doping concentration of the first impurity.
Therefore, the second impurity is blocked by the sidewall and is not introduced below the sidewall.
The impurities are introduced in a narrower range than the region where the first impurities are introduced. Therefore, the low-concentration diffusion layer formed by diffusing the first impurity is formed on the side periphery of the high-concentration diffusion layer formed by diffusing the second impurity in a junction state shallower than the high-concentration diffusion layer. As a result, the change in the impurity concentration at the junction between the emitter layer and the base layer becomes gentle.

【0015】[0015]

【実施例】本発明の実施例を図1の概略構成断面図によ
って説明する。図では、一例として、縦型NPNバイポ
ーラトランジスタ1を示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the schematic sectional view of FIG. In the figure, the vertical NPN bipolar transistor 1 is shown as an example.

【0016】図に示すように、半導体基体11は、例え
ばP型シリコン基板(以下シリコン基板と記す)12と
その上面に形成したN型エピタキシャル層(以下エピタ
キシャル層と記す)13とからなる。またシリコン基板
12とエピタキシャル層13との間にはN型埋込拡散層
(以下埋込層と記す)14が形成されている。さらにエ
ピタキシャル層13の上層にはベース層形成予定領域1
5とコレクタ取り出し拡散層の形成予定領域16とを区
分する素子分離領域17が形成されている。
As shown in the figure, the semiconductor substrate 11 is composed of, for example, a P-type silicon substrate (hereinafter referred to as a silicon substrate) 12 and an N-type epitaxial layer (hereinafter referred to as an epitaxial layer) 13 formed on the upper surface thereof. An N type buried diffusion layer (hereinafter referred to as a buried layer) 14 is formed between the silicon substrate 12 and the epitaxial layer 13. Furthermore, the base layer formation scheduled region 1 is formed on the epitaxial layer 13.
An element isolation region 17 that separates the region 5 from the region 16 where the collector extraction diffusion layer is to be formed is formed.

【0017】上記エピタキシャル層13の上層部分に
は、P+ 型拡散層からなるベース層21が形成されてい
る。このベース層21の表面濃度はおよそ1018cm-3
に設定されている。
A base layer 21 made of a P + type diffusion layer is formed on the upper layer portion of the epitaxial layer 13. The surface concentration of the base layer 21 is about 10 18 cm -3.
Is set to

【0018】上記ベース層21の上層の一部分にはN+
型拡散層からなる高濃度拡散層22が形成されている。
この高濃度拡散層22は、N型不純物の例えばヒ素(A
s)をドーピングすることによって形成されている。そ
して高濃度拡散層22の表面側の不純物濃度は、例えば
およそ1020cm-3に設定されている。したがって、こ
の不純物濃度は従来のNPNバイポーラトランジスタの
エミッタ層における表面側の不純物濃度の値とほぼ同等
である。また高濃度拡散層22の底面側の不純物濃度
は、例えばおよそ1017cm-3に設定されている。
N + is formed on a part of the upper layer of the base layer 21.
A high-concentration diffusion layer 22 composed of a mold diffusion layer is formed.
The high-concentration diffusion layer 22 is formed of N-type impurities such as arsenic (A
s) is doped. The impurity concentration on the surface side of the high concentration diffusion layer 22 is set to, for example, about 10 20 cm -3 . Therefore, this impurity concentration is almost equal to the value of the impurity concentration on the surface side in the emitter layer of the conventional NPN bipolar transistor. The impurity concentration on the bottom surface side of the high concentration diffusion layer 22 is set to, for example, about 10 17 cm -3 .

【0019】さらに上記ベース層21内における高濃度
拡散層22の側周には、この高濃度拡散層22よりも浅
い接合を有するN- 型拡散層からなる低濃度拡散層23
が形成されている。この低濃度拡散層23は、N型不純
物の例えばリン(P)をドーピングすることによって形
成されている。そして低濃度拡散層23の表面側の不純
物濃度は、例えばおよそ5×1018cm-3に設定されて
いる。したがって、この不純物濃度は従来のNPNバイ
ポーラトランジスタのエミッタ層における表面側の不純
物濃度の値よりもおよそ2桁低くなっている。
Further, on the side periphery of the high-concentration diffusion layer 22 in the base layer 21, a low-concentration diffusion layer 23 composed of an N -- type diffusion layer having a junction shallower than the high-concentration diffusion layer 22.
Are formed. The low-concentration diffusion layer 23 is formed by doping N-type impurities such as phosphorus (P). The impurity concentration on the surface side of the low concentration diffusion layer 23 is set to, for example, about 5 × 10 18 cm −3 . Therefore, this impurity concentration is about two orders of magnitude lower than the value of the impurity concentration on the surface side in the emitter layer of the conventional NPN bipolar transistor.

【0020】このように、上記高濃度拡散層22と上記
低濃度拡散層23とによってエミッタ層24が構成され
ている。
As described above, the high-concentration diffusion layer 22 and the low-concentration diffusion layer 23 constitute the emitter layer 24.

【0021】また上記エピタキシャル層13にはベース
層21に接合することなく埋込層14に接合するN+
拡散層からなるプラグ拡散層25が形成されている。そ
の上層にはコレクタ取り出し拡散層26が形成されてい
る。さらにエピタキシャル層13上には層間絶縁膜18
が形成されている。そして上記層間絶縁膜18には、ベ
ース層21,エミッタ層24,コレクタ取り出し拡散層
25に通じるコンタクトホール27,28,29が形成
されている。そして各コンタクトホール27,28およ
び29には順にベース電極30,エミッタ電極31およ
びコレクタ電極32が形成されている。
Further, the epitaxial layer 13 is provided with a plug diffusion layer 25 formed of an N + type diffusion layer which is joined to the buried layer 14 without joining to the base layer 21. A collector extraction diffusion layer 26 is formed thereabove. Further, an interlayer insulating film 18 is formed on the epitaxial layer 13.
Are formed. The interlayer insulating film 18 has contact holes 27, 28, 29 communicating with the base layer 21, the emitter layer 24, and the collector extraction diffusion layer 25. Then, a base electrode 30, an emitter electrode 31 and a collector electrode 32 are sequentially formed in each of the contact holes 27, 28 and 29.

【0022】上記の如くに、縦型NPNバイポーラトラ
ンジスタ1のエミッタ層24は、高濃度拡散層22と低
濃度拡散層23とから構成されている。
As described above, the emitter layer 24 of the vertical NPN bipolar transistor 1 is composed of the high concentration diffusion layer 22 and the low concentration diffusion layer 23.

【0023】上記構成のバイポーラトランジスタ1のエ
ミッタ構造では、ベース層21の上層の一部分に高濃度
拡散層22が形成されていて、さらにそのベース層21
内における高濃度拡散層22の側周にこの高濃度拡散層
22よりも浅い接合を有する低濃度拡散層23が設けら
れている。したがって、半導体基体11のエピタキシャ
ル層13の表面近傍では、エミッタ層24の低濃度拡散
層23とベース層21とで接合されるので、エミッタ層
24とベース層21との接合部の不純物濃度は緩やかに
変化している。このため、接合部への電界の集中が緩和
される。そしてエミッタ・ベース間の接合耐圧はおよそ
11.6Vになり、この接合耐圧は従来のバイポーラト
ランジスタよりもおよそ3.1倍高くなる。また耐圧以
下の印加電圧であってもリーク電流の発生がほとんどな
い(1pA以下)ものになる。
In the emitter structure of the bipolar transistor 1 having the above structure, the high-concentration diffusion layer 22 is formed in a part of the upper layer of the base layer 21, and the base layer 21 is further formed.
A low-concentration diffusion layer 23 having a junction shallower than the high-concentration diffusion layer 22 is provided on the side periphery of the high-concentration diffusion layer 22 inside. Therefore, in the vicinity of the surface of the epitaxial layer 13 of the semiconductor substrate 11, the low-concentration diffusion layer 23 of the emitter layer 24 and the base layer 21 are bonded, so that the impurity concentration at the junction of the emitter layer 24 and the base layer 21 is gentle. Has changed to. Therefore, the concentration of the electric field on the junction is relieved. The junction breakdown voltage between the emitter and the base is about 11.6 V, which is about 3.1 times higher than that of the conventional bipolar transistor. Further, even if the applied voltage is lower than the breakdown voltage, almost no leak current is generated (1 pA or less).

【0024】またエミッタ層24が低濃度拡散層23で
ベース層21と接合していることから、接合部の結晶欠
陥が低減される。
Further, since the emitter layer 24 is joined to the base layer 21 by the low-concentration diffusion layer 23, crystal defects at the joint portion are reduced.

【0025】また、バイポーラトランジスタの基本的特
性や性能はエミッタ直下の縦方向の構造によって決定さ
れるが、上記バイポーラトランジスタ1は、エミッタ層
24の底部とベース層21との接合は、高濃度拡散層2
2とベース層21との接合になっている。このため、従
来のバイポーラトランジスタと同様の接合になっている
ので、基本的特性や性能が従来のバイポーラトランジス
タと同等のものになる。
The basic characteristics and performance of the bipolar transistor are determined by the vertical structure immediately below the emitter. In the bipolar transistor 1, the junction between the bottom of the emitter layer 24 and the base layer 21 has a high concentration diffusion. Layer 2
2 and the base layer 21 are joined. Therefore, since the junction is similar to that of the conventional bipolar transistor, the basic characteristics and performance are equivalent to those of the conventional bipolar transistor.

【0026】次に上記バイポーラトランジスタ1のエミ
ッタの製造方法を、図2,図3の製造工程図(その
1),(その2)によって説明する。本図2,図3で
は、一例として、縦型NPNバイポーラトランジスタの
エミッタの製造方法を示す。また、図においては、上記
図1で説明したのと同様の構成部品には同一の符号を付
して示す。
Next, a method of manufacturing the emitter of the bipolar transistor 1 will be described with reference to manufacturing process diagrams (No. 1) and (No. 2) of FIGS. 2 and 3 show, as an example, a method of manufacturing an emitter of a vertical NPN bipolar transistor. Further, in the drawing, the same components as those described in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0027】図2の(1)に示すように、通常のプロセ
スによって、例えばP型シリコン基板(以下シリコン基
板と記す)12の上層の一部分にN型埋込拡散層(以下
埋込層と記す)14を形成する。そして上記シリコン基
板12の上面にN型エピタキシャル層(以下エピタキシ
ャル層と記す)13を形成する。その際に、上記埋込層
14はエピタキシャル層13の下層にも拡散される。こ
のようにして半導体基体11を形成する。
As shown in FIG. 2A, an N-type buried diffusion layer (hereinafter referred to as a buried layer) is formed on a part of an upper layer of a P-type silicon substrate (hereinafter referred to as a silicon substrate) 12 by a normal process. ) 14 is formed. Then, an N-type epitaxial layer (hereinafter referred to as an epitaxial layer) 13 is formed on the upper surface of the silicon substrate 12. At that time, the buried layer 14 is also diffused into the lower layer of the epitaxial layer 13. In this way, the semiconductor substrate 11 is formed.

【0028】次いで、上記エピタキシャル層13の一部
分に上記埋込層14に接合するN+拡散層からなるプラ
グ拡散層25を形成する。さらに例えばLOCOS法に
よって、上記エピタキシャル層13の上層に、ベース層
形成予定領域15とプラグ拡散層25とを区分する素子
分離領域17を形成する。そしてベース層形成予定領域
15である上記エピタキシャル層13の上層の一部分に
ベース層(21)を形成するための不純物51を導入す
る。ここまでの製造方法は、通常のバイポーラトランジ
スタの製造方法と同様なので、簡単に説明した。
Next, a plug diffusion layer 25, which is an N + diffusion layer and is joined to the buried layer 14, is formed on a part of the epitaxial layer 13. Further, for example, by the LOCOS method, an element isolation region 17 for partitioning the base layer formation planned region 15 and the plug diffusion layer 25 is formed in the upper layer of the epitaxial layer 13. Then, an impurity 51 for forming the base layer (21) is introduced into a part of the upper layer of the epitaxial layer 13 which is the base layer formation scheduled region 15. Since the manufacturing method up to this point is the same as the manufacturing method of a normal bipolar transistor, it will be briefly described.

【0029】その後、例えば熱酸化法によって、上記半
導体基板11のエピタキシャル層13の表面に、例えば
厚さが30nmの酸化膜41を形成する。
After that, an oxide film 41 having a thickness of, for example, 30 nm is formed on the surface of the epitaxial layer 13 of the semiconductor substrate 11 by, for example, a thermal oxidation method.

【0030】そして第1の工程を行う。この工程では、
例えばCVD法によって、上記酸化膜41上および素子
分離領域17上に第1の膜42を成膜する。この第1の
膜42は、例えば多結晶シリコンまたはドーピングに用
いる不純物を含む多結晶シリコンで、例えば400nm
の厚さに形成する。
Then, the first step is performed. In this process,
For example, the first film 42 is formed on the oxide film 41 and the element isolation region 17 by the CVD method. The first film 42 is, for example, polycrystalline silicon or polycrystalline silicon containing impurities used for doping, and has a thickness of, for example, 400 nm.
To the thickness of.

【0031】その後、図2の(2)に示すように、リソ
グラフィー技術とエッチングとによって、第1の膜42
の2点鎖線で示す部分を除去して、ベース層形成予定領
域15内におけるエミッタ形成予定領域19上の第1の
膜42に開口部43を形成する。このとき、プラグ拡散
層25上の第1の膜42も除去しておく。なお。図の
(2)以降では、上記第1不純物(51)の図示は省略
する。
After that, as shown in FIG. 2B, the first film 42 is formed by lithography and etching.
The portion indicated by the two-dot chain line is removed to form an opening 43 in the first film 42 on the emitter formation scheduled region 19 in the base layer formation scheduled region 15. At this time, the first film 42 on the plug diffusion layer 25 is also removed. Incidentally. In (2) and subsequent figures, the illustration of the first impurity (51) is omitted.

【0032】次いで第2工程を行う。この工程では、例
えばイオン注入法によって、上記開口部43内に露出し
ているエミッタ形成予定領域19に低濃度拡散層を形成
する第1不純物52を、上記第1の膜42をマスクにし
て自己整合的にドーピングする。この第1不純物52に
は、例えばリンを用いる。このときのドーズ量として
は、形成しようとするベース層の表面濃度の1018cm
-3よりも若干高いおよそ5×1018cm-3になるように
設定する。
Next, the second step is performed. In this step, for example, by ion implantation, the first impurity 52 forming a low-concentration diffusion layer is exposed in the emitter formation planned region 19 exposed in the opening 43 by using the first film 42 as a mask. Doping consistently. As the first impurity 52, for example, phosphorus is used. The dose amount at this time is 10 18 cm which is the surface concentration of the base layer to be formed.
It is set to be about 5 × 10 18 cm −3 , which is slightly higher than −3 .

【0033】続いて図2の(3)に示す第3工程を行
う。この工程では、例えばCVD法によって、上記開口
部43の内壁部とともに上記第1の膜42側の全面に第
2の膜44を形成する。この第2の膜44は、例えばシ
リコン酸化膜からなり、例えば300nmの膜厚で形成
される。
Subsequently, the third step shown in FIG. 2C is performed. In this step, the second film 44 is formed on the entire surface on the side of the first film 42 together with the inner wall of the opening 43 by, for example, the CVD method. The second film 44 is made of, for example, a silicon oxide film and has a film thickness of, for example, 300 nm.

【0034】そして図2の(4)に示すように、異方性
エッチングを行って、上記第2の膜44を全面エッチバ
ックする。そして図面の2点鎖線で示す第2の膜44の
部分を除去して、上記開口部43の内壁に残した上記第
2の膜(44)でサイドウオール45を形成する。
Then, as shown in FIG. 2D, anisotropic etching is performed to etch back the entire surface of the second film 44. Then, the portion of the second film 44 indicated by the two-dot chain line in the drawing is removed, and the side wall 45 is formed by the second film (44) left on the inner wall of the opening 43.

【0035】その後図3の(5)に示す第4工程を行
う。この工程では、例えばイオン注入法によって、上記
開口部43のサイドウォール45の内側に露出している
エミッタ形成予定領域19に上記第1不純物52と同一
導電型の第2不純物53を、上記第1の膜42とサイド
ウォール45とをマスクにして自己整合的に、第1不純
物52のドーピング濃度より高濃度にドーピングする。
この第2不純物52には例えばヒ素を用い、第2不純物
53のドーズ量を例えばおよそ1016cm-2に設定す
る。上記イオン注入法では、サイドウオール45によっ
て第2不純物53のドーピングが遮られる。このため、
サイドウォール45の下方のエピタキシャル層13に
は、第2不純物53はドーピングされない。したがっ
て、サイドウォール45の下方のエピタキシャル層13
には、第1不純物52のみがドーピングされた状態にな
る。また上記第2不純物53は、プラグ拡散層25の上
層にも導入される。
Thereafter, the fourth step shown in FIG. 3 (5) is performed. In this step, for example, by ion implantation, a second impurity 53 having the same conductivity type as the first impurity 52 and the first impurity 52 are formed in the emitter formation planned region 19 exposed inside the sidewall 45 of the opening 43. The film 42 and the sidewall 45 are used as a mask to dope in a self-aligned manner at a concentration higher than the doping concentration of the first impurity 52.
Arsenic is used as the second impurity 52, and the dose amount of the second impurity 53 is set to, for example, about 10 16 cm −2 . In the above ion implantation method, the sidewall 45 blocks the doping of the second impurity 53. For this reason,
The second impurity 53 is not doped in the epitaxial layer 13 below the sidewall 45. Therefore, the epitaxial layer 13 below the sidewall 45 is
Then, only the first impurity 52 is doped. The second impurity 53 is also introduced into the upper layer of the plug diffusion layer 25.

【0036】そして図3の(6)に示す第5工程を行
う。この工程では、活性化アニール処理によって、第1
不純物(52)を第2不純物(53)よりも半導体基体
11のエピタキシャル層13の表面方向に広く拡散させ
る。それとともに、第2不純物(53)を第1不純物
(52)よりも深くエピタキシャル層13の深さ方向に
拡散させる。その結果、エピタキシャル層13の上層部
分に、第2不純物(53)が拡散してなる高濃度拡散層
22と、この高濃度拡散層22の側周側に第1不純物
(52)が拡散してなる低濃度拡散層23とが形成され
る。そして、全工程を完了したとき、上記第1不純物
(52)が拡散して形成される低濃度拡散層23の表面
濃度はおよそ5×1018cm-3になる。さらに第2不純
物(52)が拡散して形成される高濃度拡散層22の表
面濃度はおよそ1020cm-3になる。このようにして、
高濃度拡散層22と低濃度拡散層23とからなるエミッ
タ層24が製造される。同時に、プラグ拡散層25の上
層にはコレクタ取り出し拡散層26が形成される。
Then, the fifth step shown in FIG. 3 (6) is performed. In this step, the activation annealing process is performed to
The impurities (52) are diffused more widely than the second impurities (53) in the surface direction of the epitaxial layer 13 of the semiconductor substrate 11. At the same time, the second impurity (53) is diffused deeper than the first impurity (52) in the depth direction of the epitaxial layer 13. As a result, the high-concentration diffusion layer 22 in which the second impurities (53) are diffused is formed in the upper layer portion of the epitaxial layer 13, and the first impurities (52) are diffused in the side peripheral side of the high-concentration diffusion layer 22. And the low-concentration diffusion layer 23 is formed. Then, when all the steps are completed, the surface concentration of the low concentration diffusion layer 23 formed by diffusing the first impurity (52) becomes about 5 × 10 18 cm −3 . Further, the surface concentration of the high-concentration diffusion layer 22 formed by diffusing the second impurity (52) becomes about 10 20 cm −3 . In this way,
The emitter layer 24 including the high concentration diffusion layer 22 and the low concentration diffusion layer 23 is manufactured. At the same time, a collector extraction diffusion layer 26 is formed on the plug diffusion layer 25.

【0037】その後、エッチングによって、第1の膜4
2を除去する。そして図3の(7)に示すように、エピ
タキシャル層13側の全面に、例えばCVD法によっ
て、ホウ素リンシリケートガラス(BPSG)やリンシ
リケートガラス(PSG)等の酸化シリコン系の絶縁膜
46を形成する。次いでリソグラフィー技術とエッチン
グによって、ベース層21,エミッタ層24,コレクタ
取り出し拡散層26のそれぞれに通じるコンタクトホー
ル27,28,29を形成する。その後、通常の配線形
成技術によって、各コンタクトホール27,28,29
を通してベース層21,エミッタ層24,コレクタ取り
出し拡散層26に接続するベース電極30,エミッタ電
極31,コレクタ電極32を形成する。上記の如くにバ
イポーラトランジスタ1が形成される。
Then, by etching, the first film 4 is formed.
Remove 2. Then, as shown in (7) of FIG. 3, a silicon oxide-based insulating film 46 such as boron phosphorus silicate glass (BPSG) or phosphorus silicate glass (PSG) is formed on the entire surface on the epitaxial layer 13 side by, for example, the CVD method. To do. Then, contact holes 27, 28 and 29 are formed to reach the base layer 21, the emitter layer 24 and the collector extraction diffusion layer 26 by lithography and etching. After that, each contact hole 27, 28, 29 is formed by a normal wiring forming technique.
A base electrode 30, an emitter electrode 31, and a collector electrode 32 connected to the base layer 21, the emitter layer 24, and the collector extraction diffusion layer 26 are formed through. The bipolar transistor 1 is formed as described above.

【0038】上記製造方法では、まず、エミッタ形成予
定領域19上の開口部43から第1不純物52を導入す
ることから、ベース層21との接合領域には第1不純物
52を拡散してなる低濃度拡散層23が形成される。ま
た上記開口部43の内壁にサイドウォール45を形成し
てから、サイドウォール45の内側のエミッタ形成予定
領域19に第1不純物よりも高濃度に第2不純物53を
導入する。そのため、第2不純物53はサイドウォール
45によって遮蔽されて、サイドウォール45の下方に
は導入されない。したがって、第2不純物53は第1不
純物52が導入されている領域よりも狭い範囲に導入さ
れることになる。しかも第2不純物は第1不純物よりも
深くに導入されるので、第2不純物53を拡散してなる
高濃度拡散層22の側周に第1不純物52を拡散してな
る低濃度拡散層23が、高濃度拡散層22よりも浅い接
合状態で形成されることになる。その結果、エミッタ層
24とベース層21との接合における不純物濃度の変化
は緩やかになる。
In the above manufacturing method, first, the first impurity 52 is introduced from the opening 43 on the emitter formation planned region 19, so that the first impurity 52 is diffused into the junction region with the base layer 21. The concentration diffusion layer 23 is formed. Further, after forming the sidewall 45 on the inner wall of the opening 43, the second impurity 53 is introduced into the emitter formation region 19 inside the sidewall 45 at a concentration higher than that of the first impurity. Therefore, the second impurity 53 is shielded by the sidewall 45 and is not introduced below the sidewall 45. Therefore, the second impurity 53 is introduced in a range narrower than the region where the first impurity 52 is introduced. Moreover, since the second impurity is introduced deeper than the first impurity, the low-concentration diffusion layer 23 formed by diffusing the first impurity 52 is formed on the side periphery of the high-concentration diffusion layer 22 formed by diffusing the second impurity 53. , The high-concentration diffusion layer 22 is shallower than the high-concentration diffusion layer 22. As a result, the change in the impurity concentration at the junction between the emitter layer 24 and the base layer 21 becomes gentle.

【0039】次に、上記バイポーラトランジスタの製造
方法を、BiCMOSプロセスに適用した一例を、図
4,図5の製造工程図によって説明する。本図4,図5
では、通常のBi−CMOSプロセスにおいて、本案を
適用した工程のみを説明し、その他の工程の説明は省略
する。また上記図2,図3で説明したのと同様の構成部
品には同一の符号を付して示す。さらにBi−CMOS
のうちNPNバイポーラトランジスタとNMOSトラン
ジスタとを示し、PMOSトランジスタの図示は省略す
る。
Next, an example in which the method for manufacturing the above bipolar transistor is applied to the BiCMOS process will be described with reference to the manufacturing process diagrams of FIGS. Figures 4 and 5
Now, in the normal Bi-CMOS process, only the process to which the present invention is applied will be described, and the description of the other processes will be omitted. Further, the same components as those described with reference to FIGS. 2 and 3 are designated by the same reference numerals. Bi-CMOS
Of these, the NPN bipolar transistor and the NMOS transistor are shown, and the PMOS transistor is not shown.

【0040】従来のBi−CMOSプロセスに本案のエ
ミッタの製造方法を適用するには、従来のBi−CMO
Sプロセスにおいて、NMOSトランジスタとPMOS
トランジスタとの各ゲート電極を形成する工程から各ソ
ース・ドレインを形成する工程までに適用する。ここで
は、PMOSトランジスタの形成方法は従来プロセスと
同様なので説明を簡略にして、NMOSトランジスタと
バイポーラトランジスタとに関して説明する。
In order to apply the emitter manufacturing method of the present invention to the conventional Bi-CMOS process, the conventional Bi-CMO method is used.
In S process, NMOS transistor and PMOS
It is applied from the step of forming each gate electrode with a transistor to the step of forming each source / drain. Here, since the method of forming the PMOS transistor is the same as the conventional process, the description will be simplified and the NMOS transistor and the bipolar transistor will be described.

【0041】すなわち、図4の(1)に示すように、例
えば熱酸化法によって、露出している半導体基板11の
エピタキシャル層13の表層を酸化して、NMOSトラ
ンジスタの形成予定領域(以下NMOS領域と記す)2
にゲート酸化膜61を形成する。それと同時に、バイポ
ーラトランジスタの形成予定領域(以下バイポーラ領域
と記す)3のエピタキシャル層13の表層に酸化膜41
を形成する。さらに同時に、PMOSトランジスタのゲ
ート酸化膜(図示省略)を形成する。上記ゲート酸化膜
61および酸化膜41は、例えばおよそ30nmの膜厚
に形成される。
That is, as shown in FIG. 4A, the exposed surface layer of the epitaxial layer 13 of the semiconductor substrate 11 is oxidized by, for example, a thermal oxidation method to form a region where an NMOS transistor is to be formed (hereinafter referred to as an NMOS region). 2)
Then, a gate oxide film 61 is formed. At the same time, an oxide film 41 is formed on the surface layer of the epitaxial layer 13 in the area where the bipolar transistor is to be formed (hereinafter referred to as the bipolar area) 3.
To form. At the same time, a gate oxide film (not shown) of the PMOS transistor is formed. The gate oxide film 61 and the oxide film 41 are formed to have a film thickness of, for example, about 30 nm.

【0042】次いで、CVD法によって、ゲート酸化膜
61および酸化膜41側の全面に第1の膜42を堆積す
る。この第1の膜42は、例えばおよそ1021cm-3
濃度のリンを不純物として含む多結晶シリコンで、例え
ば400nmの厚さに形成される。
Then, a first film 42 is deposited on the entire surface on the side of the gate oxide film 61 and the oxide film 41 by the CVD method. The first film 42 is, for example, polycrystalline silicon containing phosphorus as an impurity with a concentration of about 10 21 cm −3 , and is formed with a thickness of 400 nm, for example.

【0043】続いて図4の(2)に示すように、リソグ
ラフィー技術とエッチングとによって、第1の膜42の
2点鎖線で示す部分を除去して、上記ゲート酸化膜61
上の所定位置に第1の膜(42)でゲート電極62を形
成する。それと同時に、バイポーラ領域3のエミッタ形
成予定領域19上の第1の膜42に開口部43を形成す
るとともに、上記プラグ拡散層25上の第1の膜42を
除去する。さらに同時に、PMOSトランジスタの形成
予定領域(以下PMOS領域と記す)のゲート酸化膜上
の所定位置にゲート電極(図示省略)を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 4B, the portion indicated by the chain double-dashed line of the first film 42 is removed by the lithography technique and etching, and the gate oxide film 61 is formed.
A gate electrode 62 is formed of the first film (42) at a predetermined position above. At the same time, the opening 43 is formed in the first film 42 on the emitter formation planned region 19 of the bipolar region 3, and the first film 42 on the plug diffusion layer 25 is removed. At the same time, a gate electrode (not shown) is formed at a predetermined position on the gate oxide film in the region where the PMOS transistor is to be formed (hereinafter referred to as the PMOS region).

【0044】次いで図4の(3)に示すように、エピタ
キシャル層13側の全面にレジストを塗布してレジスト
膜81を形成する。続いてリソグラフィー技術によっ
て、このレジスト膜81にNMOS領域2と開口部43
とを露出させた開口部82,83を形成する。
Next, as shown in FIG. 4C, a resist is applied to the entire surface on the epitaxial layer 13 side to form a resist film 81. Subsequently, the NMOS region 2 and the opening 43 are formed in the resist film 81 by the lithography technique.
Openings 82 and 83 exposing and are formed.

【0045】続いて、ゲート電極62と第1の膜42と
素子分離領域17とレジスト膜81とをマスクに用いた
イオン注入法によって、NMOS領域2に第1不純物5
2を導入する。それと同時に、上記開口部43内に露出
しているエミッタ形成予定領域19に第1不純物52を
導入する。この第1不純物52には、例えばリンを用い
る。このときのドーズ量としては、全工程を完了したと
きの表面濃度が、NMOSトランジスタのLDD層の表
面濃度(例えば5×1018cm-3)になるように設定す
る。この表面濃度は、後に形成されるベース層(21)
の表面濃度の1018cm-3よりも若干高い。その後上記
レジスト膜81を除去した後、PMOS領域(図示省
略)にも選択的にP型の不純物を低濃度で導入する。
Then, the first impurity 5 is added to the NMOS region 2 by an ion implantation method using the gate electrode 62, the first film 42, the element isolation region 17, and the resist film 81 as a mask.
Introduce 2. At the same time, the first impurity 52 is introduced into the emitter formation planned region 19 exposed in the opening 43. As the first impurity 52, for example, phosphorus is used. The dose amount at this time is set so that the surface concentration when all the steps are completed becomes the surface concentration of the LDD layer of the NMOS transistor (for example, 5 × 10 18 cm −3 ). This surface concentration is the base layer (21) to be formed later.
Slightly higher than the surface concentration of 10 18 cm -3 . After removing the resist film 81, P-type impurities are selectively introduced into the PMOS region (not shown) at a low concentration.

【0046】続いて図4の(4)に示すように、例えば
CVD法によって、上記開口部43の内壁部とともに上
記第1の膜42の表面側、上記ゲート電極62およびP
MOSトランジスタのゲート電極(図示省略)を覆う状
態に第2の膜44を形成する。この第2の膜44は、例
えばシリコン酸化膜からなり、例えば300nmの膜厚
で形成される。
Then, as shown in FIG. 4 (4), the inner wall of the opening 43, the surface of the first film 42, the gate electrode 62 and the gate electrode 62 are formed by the CVD method, for example.
The second film 44 is formed so as to cover the gate electrode (not shown) of the MOS transistor. The second film 44 is made of, for example, a silicon oxide film and has a film thickness of, for example, 300 nm.

【0047】そして図5の(5)に示すように、異方性
エッチングを行って、上記第2の膜44を全面エッチバ
ックする。そして図面の2点鎖線で示す第2の膜44の
部分を除去して、上記ゲート電極62の両側壁に残した
上記第2の膜(44)でサイドウォール63を形成す
る。またPMOSトランジスタのゲート電極の両側壁に
も残した上記第2の膜(44)でサイドウォール(図示
省略)を形成する。それとともに、上記開口部43の内
壁に残した上記第2の膜(44)でサイドウオール45
を形成する。
Then, as shown in FIG. 5 (5), anisotropic etching is performed to etch back the entire surface of the second film 44. Then, the portion of the second film 44 shown by the chain double-dashed line in the drawing is removed, and the side wall 63 is formed by the second film (44) left on both side walls of the gate electrode 62. A side wall (not shown) is formed by the second film (44) left on both side walls of the gate electrode of the PMOS transistor. At the same time, the side wall 45 is formed by the second film (44) left on the inner wall of the opening 43.
To form.

【0048】その後、PMOS領域(図示省略)を覆う
状態に、例えばレジストでマスク(図示省略)を形成す
る。そして、例えばイオン注入法によって、上記サイド
ウォール45の内側のエミッタ形成予定領域19に上記
第1不純物52と同一導電型の第2不純物53を第1不
純物52のドーピング濃度より高濃度に自己整合的にド
ーピングする。同時に、ゲート電極62とサイドウォー
ル63とをマスクにしてNMOS領域2のエピタキシャ
ル層13に第2不純物53を導入する。上記第2不純物
53には例えばヒ素を用い、そのドーズ量を例えばおよ
そ10 16cm-2に設定する。このため、全工程を完了し
たとき、後に説明する高濃度拡散層(22)およびソー
ス・ドレイン(73,74)の表面濃度はおよそ1020
cm-3になる。
After that, the PMOS region (not shown) is covered.
In this state, a mask (not shown) is formed using, for example, a resist
It Then, for example, by ion implantation, the side
In the emitter formation planned region 19 inside the wall 45,
The second impurity 53 of the same conductivity type as the first impurity 52 is
The doping concentration is higher than the doping concentration of the pure substance 52 in a self-aligned manner.
To rape. At the same time, the gate electrode 62 and the side
Of the NMOS region 2 with the mask 63 as a mask.
The second impurity 53 is introduced into the rule layer 13. The second impurity
53 is arsenic, for example, and its dose is
So 10 16cm-2Set to. For this reason, complete the entire process
The high-concentration diffusion layer (22) and saw, which will be described later.
The surface concentration of the drain (73,74) is about 10.20
cm-3become.

【0049】上記イオン注入法では、サイドウオール4
5,63によって第2不純物53のドーピングが遮られ
る。このため、サイドウォール45,63の下方のエピ
タキシャル層13には、第2不純物53はドーピングさ
れない。したがって、サイドウォール45の下方のエピ
タキシャル層13,Pウェル層91には、第1不純物5
2のみがドーピングされた状態になる。また上記イオン
注入時には、プラグ拡散層25の上層にも第2不純物5
3が導入される。その後、上記マスク(図示省略)を除
去した後、PMOS領域(図示省略)にも選択的にP型
の不純物を高濃度で導入する。
In the above ion implantation method, the sidewall 4
The doping of the second impurity 53 is blocked by 5, 63. Therefore, the epitaxial layer 13 below the sidewalls 45 and 63 is not doped with the second impurity 53. Therefore, the first impurity 5 is formed in the epitaxial layer 13 and the P well layer 91 below the sidewall 45.
Only 2 is in the doped state. During the ion implantation, the second impurity 5 is also added to the upper layer of the plug diffusion layer 25.
3 is introduced. Then, after removing the mask (not shown), P-type impurities are selectively introduced into the PMOS region (not shown) at a high concentration.

【0050】そして図5の(6)に示す第5工程を行
う。この工程では、活性化アニール処理によって、第1
不純物(52)を第2不純物(53)よりもエピタキシ
ャル層13の表面方向に広く拡散させる。それととも
に、第2不純物(53)を第1不純物(52)よりも深
くエピタキシャル層13の深さ方向に拡散させる。その
結果、バイポーラ領域3のエピタキシャル層13の上層
部分に第1不純物(52)を拡散してなる低濃度拡散層
23と第2不純物(53)を拡散してなる高濃度拡散層
22とが形成される。このようにして、高濃度拡散層2
2と低濃度拡散層23とからなるエミッタ層24を形成
する。同時に、ベース層を形成する不純物(図示省略)
を拡散させて、ベース層21を形成する。
Then, the fifth step shown in FIG. 5 (6) is performed. In this step, the activation annealing process is performed to
The impurities (52) are diffused more widely in the surface direction of the epitaxial layer 13 than the second impurities (53). At the same time, the second impurity (53) is diffused deeper than the first impurity (52) in the depth direction of the epitaxial layer 13. As a result, a low concentration diffusion layer 23 formed by diffusing the first impurity (52) and a high concentration diffusion layer 22 formed by diffusing the second impurity (53) are formed in the upper layer portion of the epitaxial layer 13 in the bipolar region 3. To be done. In this way, the high concentration diffusion layer 2
An emitter layer 24 composed of 2 and a low concentration diffusion layer 23 is formed. At the same time, impurities forming the base layer (not shown)
Are diffused to form the base layer 21.

【0051】さらに同時に、NMOS領域2のゲート電
極62の両側に、第1不純物(52)を拡散させて、低
濃度拡散層からなるLDD層71,72を形成する。そ
れとともに、第2不純物(53)を拡散させて、高濃度
拡散層からなるソース・ドレイン73,74をLDD層
71,72を介して形成する。
At the same time, the first impurity (52) is diffused on both sides of the gate electrode 62 in the NMOS region 2 to form LDD layers 71 and 72 made of low concentration diffusion layers. At the same time, the second impurity (53) is diffused to form the source / drain 73, 74 made of the high concentration diffusion layer via the LDD layers 71, 72.

【0052】また上記高濃度拡散層22を形成する際に
は、プラグ拡散層25の上層にN+型拡散層からなるコ
レクタ取り出し拡散層26を形成する。さらに、PMO
S領域には、PMOSトランジスタのLDD層(図示省
略)とソース・ドレイン(図示省略)が形成される。
When forming the high-concentration diffusion layer 22, a collector extraction diffusion layer 26 made of an N + type diffusion layer is formed on the plug diffusion layer 25. Furthermore, PMO
An LDD layer (not shown) and a source / drain (not shown) of the PMOS transistor are formed in the S region.

【0053】図示はしないが、その後、エッチングによ
って第1の膜(42)を除去する。そして、通常のプロ
セスによって、層間絶縁膜の形成、各電極の形成を行
う。
Although not shown, the first film (42) is thereafter removed by etching. Then, an interlayer insulating film and each electrode are formed by a normal process.

【0054】上記Bi−CMOSの製造方法では、第1
不純物52を導入するためのイオン注入マスクをNMO
SトランジスタおよびPMOSトランジスタの各ゲート
電極62,(図示省略)を形成する第1の膜42で同時
に形成する。したがって、マスク変更を行えばプロセス
的な負担増はない。またエミッタ24の低濃度拡散層2
3を残すためのサイドウオール45の形成工程は、NM
OSトランジスタのLDD層71,72を形成する工程
をそのまま適用することができる。したがって従来型の
BiCMOSの製造方法に比べ工程数の増加はないの
で、従来プロセスよりも生産性が低下することはない。
In the above Bi-CMOS manufacturing method, the first method is used.
An ion implantation mask for introducing the impurities 52 is used as NMO.
The gate electrodes 62 of the S transistor and the PMOS transistor are simultaneously formed with the first film 42 forming the gate electrodes 62 (not shown). Therefore, changing the mask does not increase the process load. In addition, the low concentration diffusion layer 2 of the emitter 24
The formation process of the side wall 45 for leaving 3 is NM
The process of forming the LDD layers 71 and 72 of the OS transistor can be applied as it is. Therefore, since the number of steps is not increased as compared with the conventional BiCMOS manufacturing method, the productivity is not reduced as compared with the conventional process.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上、説明したように請求項1記載の本
発明によれば、ベース層内における高濃度拡散層の側周
にこの高濃度拡散層よりも浅い接合を有する低濃度拡散
層を設けたので、半導体基体の表面近傍では、エミッタ
層の低濃度拡散層とベース層とで接合され、その接合部
の不純物濃度は緩やかに変化する。このため、接合部へ
の電界集中を緩和することができるので、接合耐圧の向
上が図れる。それととに、トンネル効果によるリーク電
流の発生を低減することができる。さらに、基板表面近
傍におけるエミッタ層とベース層との接合濃度差が小さ
くなるので、接合部では結晶欠陥が誘発され難くなる。
このため、結晶欠陥の発生に起因するトランジスタ特性
の劣化がなくなるので、結晶欠陥によるリーク電流の発
生も低減できる。したがって、トランジスタ特性の向上
が図れる。
As described above, according to the present invention as set forth in claim 1, the low-concentration diffusion layer having a junction shallower than the high-concentration diffusion layer is formed on the side periphery of the high-concentration diffusion layer in the base layer. Since it is provided, the low-concentration diffusion layer of the emitter layer and the base layer are bonded in the vicinity of the surface of the semiconductor substrate, and the impurity concentration at the bonding portion changes gently. Therefore, the concentration of the electric field on the junction can be alleviated, so that the junction breakdown voltage can be improved. In addition, the occurrence of leak current due to the tunnel effect can be reduced. Furthermore, since the difference in the junction concentration between the emitter layer and the base layer near the surface of the substrate becomes small, it becomes difficult to induce crystal defects at the junction.
Therefore, the transistor characteristics are not deteriorated due to the generation of crystal defects, and the generation of leakage current due to crystal defects can be reduced. Therefore, the transistor characteristics can be improved.

【0056】請求項2記載の本発明によれば、ベース形
成予定領域中のエミッタ形成予定領域上における半導体
基体上に成膜した第1の膜に開口部を形成した後、その
開口部からエミッタ形成予定領域に第1不純物を導入す
るので、表面近傍のベース層に接合するエミッタ層は第
1の不純物を拡散した低濃度拡散層とすることができ
る。また、開口部の内壁部にサイドウオールを形成して
から、そのサイドウオールの内側に露出したエミッタ形
成予定領域に第2不純物を第1不純物よりも高濃度に導
入するので、サイドウォールの下方には第1不純物のみ
を導入した領域を残すことができる。このため、表面近
傍における第2不純物を拡散してなる高濃度拡散層の側
周に第1不純物を拡散してなる低濃度拡散層を、高濃度
拡散層よりも浅い接合状態で形成することが可能にな
る。その結果、エミッタ層とベース層との接合における
不純物濃度の変化を緩やかなものにすることができる。
According to the second aspect of the present invention, after the opening is formed in the first film formed on the semiconductor substrate in the emitter formation planned region in the base formation planned region, the emitter is formed from the opening. Since the first impurity is introduced into the formation planned region, the emitter layer joined to the base layer near the surface can be a low concentration diffusion layer in which the first impurity is diffused. In addition, since the sidewall is formed on the inner wall of the opening and the second impurity is introduced at a higher concentration than the first impurity into the emitter formation planned region exposed inside the sidewall, the second impurity is formed below the sidewall. Can leave a region into which only the first impurity is introduced. Therefore, it is possible to form a low-concentration diffusion layer formed by diffusing the first impurity on the side periphery of the high-concentration diffusion layer formed by diffusing the second impurity near the surface in a junction state shallower than the high-concentration diffusion layer. It will be possible. As a result, the change in impurity concentration at the junction between the emitter layer and the base layer can be made gentle.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例の概略構成断面図である。FIG. 1 is a schematic configuration sectional view of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例の製造工程図(その1)であ
る。
FIG. 2 is a manufacturing process diagram (1) of the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例の製造工程図(その2)であ
る。
FIG. 3 is a manufacturing process diagram (2) of the embodiment of the present invention.

【図4】Bi−CMOSへの適用例の説明図(その1)
である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of an application example to Bi-CMOS (No. 1).
Is.

【図5】Bi−CMOSへの適用例の説明図(その2)
である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of an application example to Bi-CMOS (Part 2).
Is.

【図6】従来のエミッタ構造の概略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a conventional emitter structure.

【図7】エミッタ層とベース層の不純物濃度分布図であ
る。
FIG. 7 is an impurity concentration distribution diagram of an emitter layer and a base layer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 バイポーラトランジスタ 11 半導体基体 15 ベース層形成予定領域 19 エミッタ形成予定領域 21 ベース層 22 高濃度拡散層 23 低濃度拡散層 24 エミッタ層 42 第1の膜 43 開口部 45 サイドウオール 52 第1不純物 53 第2不純物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bipolar transistor 11 Semiconductor substrate 15 Base layer formation planned region 19 Emitter formation planned region 21 Base layer 22 High concentration diffusion layer 23 Low concentration diffusion layer 24 Emitter layer 42 First film 43 Opening 45 Sidewall 52 First impurity 53 2 impurities

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/06 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical indication H01L 27/06

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 バイポーラトランジスタにおけるベース
層の上層の一部分に形成した高濃度拡散層と、 前記高濃度拡散層よりも浅い接合を有するもので前記ベ
ース層内における該高濃度拡散層の側周に設けた低濃度
拡散層とからなることを特徴とするバイポーラトランジ
スタのエミッタ構造。
1. A bipolar transistor having a high-concentration diffusion layer formed in a part of an upper layer of a base layer, and a junction shallower than the high-concentration diffusion layer, the side periphery of the high-concentration diffusion layer in the base layer. An emitter structure for a bipolar transistor, characterized in that it comprises a provided low-concentration diffusion layer.
【請求項2】 バイポーラトランジスタのエミッタの製
造方法であって、 半導体基体上に第1の膜を成膜した後、該半導体基体の
ベース層形成領域内におけるエミッタ形成予定領域上の
該第1の膜に開口部を形成する第1工程と、 前記開口部内に露出しているエミッタ形成予定領域に低
濃度拡散層を形成する第1不純物を導入する第2工程
と、 前記開口部の内壁部にサイドウォールを形成する第3工
程と、 前記サイドウオールの内側に露出したエミッタ形成予定
領域に前記第1不純物と同一導電型の第2不純物を前記
第1不純物のドーピング濃度より高濃度に導入する第4
工程と、 前記第1不純物を前記第2不純物よりも半導体基体の表
面方向に広く拡散させるとともに、前記第2不純物を前
記第1不純物よりも深く該半導体基体の深さ方向に拡散
させて、該半導体基体の上層部分に該第1不純物を拡散
してなる低濃度拡散層と該第2不純物を拡散してなる高
濃度拡散層とを形成する第5工程とからなることを特徴
とするバイポーラトランジスタのエミッタの製造方法。
2. A method of manufacturing an emitter of a bipolar transistor, which comprises forming a first film on a semiconductor substrate and then forming the first film on an emitter formation region in a base layer formation region of the semiconductor substrate. A first step of forming an opening in the film; a second step of introducing a first impurity forming a low-concentration diffusion layer into an emitter formation planned region exposed in the opening; and an inner wall of the opening. A third step of forming a sidewall; and a step of introducing a second impurity of the same conductivity type as the first impurity into the emitter formation region exposed inside the sidewall at a concentration higher than a doping concentration of the first impurity. Four
And diffusing the first impurity more widely than the second impurity in the surface direction of the semiconductor substrate, and diffusing the second impurity deeper than the first impurity in the depth direction of the semiconductor substrate. A bipolar transistor comprising a fifth step of forming a low concentration diffusion layer formed by diffusing the first impurity and a high concentration diffusion layer formed by diffusing the second impurity in an upper layer portion of a semiconductor substrate. Of manufacturing the emitter of.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6024271A (en) * 1996-11-29 2000-02-15 Kabushiki Kaisha Shinkawa Wire bonding apparatus
JP2017059770A (en) * 2015-09-18 2017-03-23 ラピスセミコンダクタ株式会社 Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device

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