JPS61208263A - トランジスタの製造方法 - Google Patents

トランジスタの製造方法

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JPS61208263A
JPS61208263A JP60049775A JP4977585A JPS61208263A JP S61208263 A JPS61208263 A JP S61208263A JP 60049775 A JP60049775 A JP 60049775A JP 4977585 A JP4977585 A JP 4977585A JP S61208263 A JPS61208263 A JP S61208263A
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JP
Japan
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region
emitter
base
epitaxial layer
impurity concentration
Prior art date
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Pending
Application number
JP60049775A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Omukae
大迎 毅
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.)
Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Sanyo Electric Co Ltd, Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP60049775A priority Critical patent/JPS61208263A/ja
Publication of JPS61208263A publication Critical patent/JPS61208263A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/10Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
    • H10D62/17Semiconductor regions connected to electrodes not carrying current to be rectified, amplified or switched, e.g. channel regions
    • H10D62/177Base regions of bipolar transistors, e.g. BJTs or IGBTs
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D10/00Bipolar junction transistors [BJT]
    • H10D10/40Vertical BJTs
    • H10D10/421Vertical BJTs having both emitter-base and base-collector junctions ending at the same surface of the body

Landscapes

  • Bipolar Transistors (AREA)

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 本発明はトランジスタの製造方法、特にエミッタベース
間耐圧V1.。を大巾に向上したトランジスタの製造方
法に関する。
(ロ) 従来の技術 従来より製造されているNPNトランジスタでは■□。
はIOV以下のものがほとんどである。
高いVE30を有するトランジスタとしては第4図に示
すL E C(Low Emitter Concen
tration )構造のものがすでに製品化されてい
る。例えば2SC1636,2SC2878がこれに該
当する。
第5図(ハ)に於いて、CυはN+型の半導体基板、(
221はN型の第1エピタキシャル層、儲はNu(7)
第2エピタキシャル層、(24はP+型のベース領域ト
なる埋め込み層、(ハ)はP1型のベースコンタクト領
域、(26)はN1型のエミッタコンタクト領域、(5
)は第2エピタキシャル層(2四表面を被覆する酸化膜
、(2al 09)(30)はコレクタ電極、ベース電
極およびエミッ夕電極である。
斯るLEC構造のトランジスタは埋め込み層(241お
よびベースコンタクト領域(ハ)で囲まれた第2エピタ
キシャル層C3)を低不純物濃度のエミッタ領域として
用いるので、■□。が25Vという高い■□。
を有するトランジスタが得られる。第6図はこのLEC
構造のトランジスタの不純物プロファイルを示し、ベー
ス領域(財)を高不純物濃度に設定するとともにエミッ
タ領域を低不純物濃度に設定して〜・る。
斯るLEC構造を有するトランジスタは第5図(イ)乃
至第5図(/→に示される様に製造される。すなわち第
5図(イ)に示す如く、N+型半導体基板Cυ表面にN
−Wの第1エピタキシャル層(2)を積層し、第1エピ
タキシャル層(22表面にP+型の埋め込み層c!4)
を拡散する。次に第5図(ロ)に示す如く、第1エピタ
キシャル層eり表面にN−型の第2エピタキシャル層の
を積層する。更に第5図(ハ)に示す如く、第2エピタ
キシャル層(ハ)表面から埋め込み層(24に到達する
PIJのベースコンタクト領域(ハ)を拡散して第2エ
ピタキシャル層(231を区画して低不純物濃度のエミ
ッタ領域C311を形成し、このエミッタ領域c31)
表面にはN+型のエミッタコンタクト領域四を拡散する
。基板(2υ、ベースコンタクト領域−およびエミッタ
コンタクト領域■には夫々コレクタ電極(ハ)、ベース
電極@およびエミクタ電極艶を形成している。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点しかしながら斯
上したLEC構造のトランジスタの製造に際しては、第
1および第2エピタキシャル層四@を形成するために2
度のエピタキシャル工程を必要とし、製造工程が複雑化
して量産に適さない欠点がある。
またベースコンタクト領域(ハ)を第2エピタキシャル
層(ハ)を貫通して設けているので横方向の拡散も考慮
しな(てはならず、ベースコンタクト領域[有]の外周
で区画されるベース面積A、に比べて実質的に−1:ミ
クタ領域OI)となる第2エピタキシャル層(ハ)の外
周で区画されるエミッタ面積A80割合を大きくできな
いのでエミッタ領域を大きく取れずコレクタ電流を増大
できない欠点もあった。
に)問題点を解決するための手段 本発明は断点に鑑みてなされ、ベース領域(6)を低不
純物濃度のイオン注入層で形成することによりVE30
の高いトランジスタを簡便な方法で実現するものである
(ホ) 作用 本発明ではベース領域(6)を低不純物濃度に設定して
いるのでエピタキシャル層(2)は1回で済むのである
(へ)実施例 本発明の一実施例を第1図(イ)乃至第1図(ホ)を参
照して詳述する。
本発明の第1の工程は一導電屋で高不純物濃度の半導体
基板(1)上に同導電型で低不純物濃度のエピタキシャ
ル層(2)を積層することにある(第1図(イ))。
本工程ではN+型のシリコン半導体基板(1)上に不純
物濃度が4xlOcm  程度の低不純物濃度のエピタ
キシャル層(2)を成長させる。エピタキシャル層(2
)は約10μm厚に形成され、実質的にコレクタ領域(
3)を形成している。
本発明の第2の工程はエピタキシャル層(2)表面から
予定の領域に逆導電型で高不純物濃度のベースコンタク
ト領域(4)を拡散することにある(第1図(ロ))。
本工程ではエピタキシャル層(2)表面を被[jる酸化
膜(5)に周知のホトエツチング技術によりベースコン
タクト領域(4)を拡散する領域に拡散孔を設ケ、ホロ
ンを拡散してP“型のベースコンタクト領域(4)を形
成する。
本発明の第3の工程はエピタキシャル層+21表面から
七〇周端なベースコンタクト領域(4)に重量して一導
電凰を与える不純物をイオン注入し、所定のエミッタベ
ース間耐圧V。。を有する注入量の低不純物濃度のベー
ス領域(6)を形成することにある(第1図(ハ))。
本工程は本発明の特徴とするものであり、エピタキシャ
ル層(2)表面の酸化膜(5)をマスクとして予定ノベ
ース領域(6)にボロンをイオン注入して表面不純物濃
度が8×1015CrrL□“2 と低不純物濃度のベ
ース領域(6)を形成することにある。第3図に示す如
く、ベース領域(6)の不純物濃度はVmsoと相関関
係を有し、所定の■□0を得る様にボロンの注入量を決
定する。本実施例ではボロンのイオン注入を加速電圧5
0KeVでドーズ量4,8X10cm  で行い、Vg
 s。を32Vに設定している。ベース領域(6)の周
端はベースコンタクト領域(4)と重畳して形成され、
ベースコレクタ接合の表面端部での反転を防止してVc
 s。耐圧特性のソフト化とICI。増大を抑制してい
る。
本発明の第4の工程はエピタキシャル層(2)の予定の
エミッタ領域(7)を露出した後一導電型を与える不純
物を付着しその表面を安定化膜(8)で被覆してエミッ
タ拡散を行うことにある(IEI図に))。
本工程ではエピタキシャル層(2)表面の酸化膜(5)
をホトエツチングしてエミッタ領域(7)の拡散孔を形
成し、リンドープしたCVD酸化膜5000Aとノンド
ープCVD酸化膜を積層したデポジション膜(9)を付
着し、更にその表面を安定化膜(8)で被覆する。安定
化膜(8)としてはシリコン窒化膜を用い、減圧CVD
法で約600A厚圧デポジシヨンする。その後リン拡散
を行い、デポジション膜(9)よりリン拡散してN+型
のエミッタ領域(7)を形成している。
本工程て於いて安定化膜(8)となるシリコン窒化膜は
700℃と高温で減圧CVD法により付着され、グレン
サイズの小さい緻密なSI3N4を形成して不純物汚染
からのマスク作用を高めて(・る。この安定化膜(8)
はリン拡散中にエミッタベース接合上の酸化膜(5)f
9)を被覆し、拡散工程でこの酸化膜+5)f91中に
可動イオン(ナトリウムイオン等)で汚染されることか
ら保護している。
本発明の最終工程は安定化膜(8)を少くともエミッタ
ベース接合上の絶縁膜+5)f9)上に残存させること
にある(第1図(ホ))。
本工程では安定化膜(8)であるシリコン窒化膜をエツ
チングして少くともコンタクト孔を形成する部分は除去
する。そして少くともエミッタベース接合上にはそのま
まシリコン窒化膜(8)を残存させて、完成後も外部か
らの汚染を防止してエミッタベース接合上の酸化膜(5
1(91を安定に保ち、エミッタベース接合の表面端部
での反転を防止してエミッタ遮断電流工。。の増大とh
Flの低下を除去している。
更に本工程では酸化膜(5)(91にコンタクト孔を形
成し、ベースコンタクト領域(4)およびエミッタ領域
(7)Kオーミックコンタクトしたベース電極aolお
よびエミッタ電極圓を設け、半導体基板(1)の裏面に
はコレクタ電極(1zを設けている。
所出した本発明のトランジスタではベース領域(6)を
低不純物濃度にすることで高い丸、。を実現している。
本発明のトランジスタでは第4図から明らかな様に、同
一ペレットサイズの従来のLEC構造のトランジスタに
比較してベース面積(人、)とエミッタ面積(A、)の
比を約2倍以上にでき、エミッタ領域(7)を大巾に増
大できるので、最大コレクタ電流を約10倍以上に向上
できる。また本発明のトランジスタではエピタキシャル
層(2)の厚みを従来のLEC構造のトランジスタの第
1および第2エピタキシャル層22)(ハ)の厚み約2
0μmより半分程度だ薄く形成でき、ベース領域(6)
の不純物濃度も低いので、逆βを高く設定でき逆トラン
ジスタの特性を向上できる。従ってミューティング回路
等に用いる場合に要求される逆トランジスタ特性も十分
圧満足できる。
(ト)  発明の効果 本発明に依ればベース領域(6)を低不純物濃度に設定
することによりエピタキシャル層(2)を1回のエピタ
キシャル工程で実現でき、極めて簡便にVE30の高い
トランジスタを量産できる。
また本発明では安定化膜(8)でトランジスタ表面を被
覆しているので素子の信頼性が向上できる。
更に本発明ではベース面積に対してエミッタ面積を大き
く形成できるので、同一コレクタ電流を得るには従来の
LEC構造に対して小さいペレットサイズで実現でき、
ウニノ・−当りの収率な大巾に向上できる。
【図面の簡単な説明】
第1図イ)乃至第1図(ホ)は本発明に依るトランジス
タの製造方法を説明する断面図、第2図は本発明のトラ
ンジスタの不純物プロファイルを説明する特性図、第3
図は本発明に於けるボロン注大量とVo。どの相関を説
明する特性図、第4図は本発明と従来のトランジスタの
特性を比較する図、第5図(イ)乃至第5図E−1は従
来のLEC構造のトランジスタの製造方法を説明する断
面図、第6図は従来のLEC構造のトランジスタの不純
物プロファイルを説明する特性図である。 主な図番の説明 (1)は半導体基板、(2)はエピタキシャル層、(4
)はベースコンタクト領域、(6)はベース領域、(7
)バー1−ミッタ領域、(8)は安定化膜である。 出願人 三洋電機株式会社 外1名 代理人 弁理士  佐 野 静 夫 第1図ξイ1 3 ゛ 第1図(ロ) 第1図(−) 第2図 4       1ご(μm) VEeO(V)  ω 第5図(ロ) 第 5図 (ハ) 運3

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一導電型で高不純物濃度の半導体基板上に同導電
    型で低不純物濃度のエピタキシャル層を積層する工程と
    、 前記エピタキシャル層表面から予定の領域に逆導電型で
    高不純物濃度のベースコンタクト領域を拡散する工程と
    、 前記エピタキシャル層表面からその周端を前記ベースコ
    ンタクト領域に重畳して一導電型を与える不純物をイオ
    ン注入し所定のエミッタベース間耐圧V_E_3_0を
    有する注入量の低不純物濃度のベース領域を形成する工
    程と、 前記エピタキシャル層の予定のエミッタ領域を露出した
    後一導電型を与える不純物を付着しその表面を安定化膜
    で被覆してエミッタ拡散を行う工程と、 前記安定化膜を少くともエミッタベース接合上の絶縁膜
    上に残存させる工程とを具備するトランジスタの製造方
    法。
JP60049775A 1985-03-13 1985-03-13 トランジスタの製造方法 Pending JPS61208263A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH025531A (ja) * 1988-06-24 1990-01-10 Matsushita Electron Corp 半導体装置の製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5164874A (ja) * 1974-12-03 1976-06-04 Nippon Electric Co
JPS5534462A (en) * 1978-08-31 1980-03-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method and apparatus for semiconductor
JPS58206158A (ja) * 1982-05-27 1983-12-01 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法

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