JPH02189930A - バイポーラトランジスタの製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はバイポーラトランジスタの製造方法に関し、特
にコレクタ領域となるエピタキシャル層の不純物濃度を
シリコン基板よりも低濃度に形成した高耐圧バイポーラ
トランジスタの製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、コレクタ領域となるエピタキシャル層の不純物濃
度をシリコン基板よりも低濃度に形成した高耐圧バイポ
ーラトランジスタが提案されている。この種のトランジ
スタの製造方法を、ＮＰＮトランジスタを例にとって説
明する。

第４図に示すように、Ｐ型シリコン基板１の絶縁拡散分
離を行う領域にはシリコン基板１よりも高濃度を有する
Ｐ壁埋込拡散領域２を形成し、かつ高耐圧ＮＰＮ　）ラ
ンジスタを形成する領域にはＮ型埋込拡散領域５を形成
する。

次に、全面にＰ型シリコン基板１よりも不純物濃度の低
いＮ型エピタキシャル層６をコレクタ領域として形成す
る。そして、このエピタキシャル層６の表面に酸化シリ
コン膜３を形成し、この酸化シリコン膜３に選択的に設
けた窓を通してＰ型不純物、Ｎ型不純物を選択的に導入
して、Ｐ型絶縁拡散領域７．Ｐ型ベース領域８．並びに
Ｎ型エミッタ領域とＮ型コレクタ接続領域としてのＮ型
拡散領域９ａ、９ｂを形成し、ＮＰＮバイポーラトラン
ジスタを構成している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のバイポーラトランジスタの製造方法では
、コレクタ領域となるＮ型エピタキシャル層６の不純物
濃度をＰ型シリコン基板１よりも低濃度に形成している
ため、このエピタキシャル層６の成長中に、Ｐ型シリコ
ン基板１及びＰ壁埋込拡散領域２からの外方拡散による
オーＩ・ドーピングが生し、エピタキシャル層６の比抵
抗が高くなる。またば、Ｎ型エピタキシャル層６がＰ型
に反転することがある。このため、ＮＰＮ　）ランジス
タの寄生コレクタ抵抗が高くなるという問題が生してい
る。

本発明は寄生コレクタ抵抗を抑制したバイポーラトラン
ジスタの製造方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のハイボーラトランジスクの製造方法は、一導電
型のシリコン基板の素子分離相当領域に該シリコン基板
よりも高不純物濃度の一導電型埋込拡散領域を形成する
工程と、このシリコン基板上に前記一導電型埋込拡散領
域を覆うように低不純物濃度の第１のエピタキシャル層
を形成する工程と、この第１のエピタキシャル層の素子
直下領域に逆導電型埋込拡散領域を形成する工程と、前
記第１のエピタキシャル層上に第２のＮ型エピタキシャ
ル層を形成する工程と、この第２のエピタキシャル層の
素子分離相当領域に前記一導電型埋込拡散領域と電気的
に接触する高濃度の一導電型絶縁拡散領域を形成する工
程と、前記第１のエピタキシャル層の素子領域にベース
領域としての一導電型拡散領域を形成する工程と、この
ベース領域及び前記第２のエピタキシャル層に夫々エミ
ソク領域、コレクタ接続領域としての逆導電型拡散領域
を夫々形成する工程とを含んでいる。

〔作用〕

上述した製造方法では、第２のエピタキシャル層の形成
時には、シリコン基板と素子分離用の一導電型埋込拡散
領域を第１のエピタキシャル層によって被覆しており、
第２のエピタキシャル層へのシリコン基板や一導電型拡
散領域からの不純物の外方拡散を防止する。

〔実施例〕

次に、本発明を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の第１実施例の縦断面図であり、本発明
をＮＰＮバイポーラトランジスタに適用した例を示して
いる。また、第２図（ａ）乃至（ｄ）は第１図の構成を
製造する方法を工程順に示す縦断面図である。

先ず、第２図（ａ）に示すように、比抵抗１Ω・ｃｍの
Ｐ型シリコン基板１に対して１０００°Ｃのスチー酸化
処理を１時間施し、シリコン基板１上に４０００人の厚
さの酸化シリコン膜３Ａを形成する。

そして、素子間分離領域相当箇所の酸化シリコン膜３Δ
にフォトリソグラフィ技術で選択的に窓をあけ、この窓
を通してＰ型不純物を導入し、Ｐ型シリコン基板１にＰ
壁埋込拡散領域２を形成する。

この際の拡散技術としては、ボロンをソースとして１０
００°Ｃの拡散及び１１００°Ｃのスチーム酸化２時間
で形成される。

その後、前記酸化シリコン膜３Ａは弗酸及び弗化アンモ
ニウムの混合液で除去する。

次いで、第２図に（ｂ）に示すように、シリコン基板１
の全面に、第１のエピタキシャル層として比抵抗３Ω・
ｃｍのＰ型エピタキシャル層４を２．０μｍ成長する。

そして、このＰ型エピタキシャル層４上に対して１００
０°Ｃのスチーム酸化を１時間行い、４０００人の厚さ
の酸化シリコン膜３Ｂを形成する。そして、この酸化シ
リコン膜３Ｂの素子直下領域にフォトリソグラフィ技術
で選択的に窓をあけ、この窓を通してＮ型不純物を導入
し、工ピタキシャル層４にＮ型埋込拡散領域５を形成す
る。この際の拡散技術としては、アンチモンをソースと
して１２００°Ｃの拡散及び押込みで形成する。

その後、酸化シリコン膜３Ｂは弗酸及び弗化アンモニウ
ムの混合液で除去する。

次に、第２図（ｃ）に示すように、全面に第２のエピタ
キシャル層として比抵抗６．０Ω・ＣＩＩＩのＮ型エピ
タキシャル層６を２０．ｃｚｍ成長する。そして、この
エピタキシャル層６上に酸化シリコン膜３Ｃを形成し、
前記素子分離領域に窓を開設し、この窓を通してエピタ
キシャル層６にＰ型不純物を導入しＰ型絶縁拡散領域７
を形成する。この際の拡散技術としては、ポロンをソー
スとした１１００’Ｃの拡散及び１２００°Ｃの押込み
で形成し、これによりＰ型埋込拡散領域２とＰ型絶縁拡
散領域７が電気的に接続される。

次に、第２図（ｄ−）に示すように、酸化シリコン膜３
Ｄを再成長した後に、素子領域に窓をあけ、ここから前
記エピタキシャル層６にＰ型不純物を導入してＰ型ベー
ス拡散領域８を形成する。この際には、ボロンをソース
としたイオン注入技術が使用される。また、イオン注入
の条件としてはエネルギーが５０ＫｅＶ、　　ドーズ量
が１．０Ｅ１４とされ、アニール及び押込みとして１１
４０°Ｃの窒素雰囲気中で押込みを２０分、更に１００
０°Ｃのスチーム酸化を１時間行う。

しかる後、第１図に示すように、酸化シリコン膜３を成
長させ、エミッタ領域、コレクタ接続領域に窓をあけ、
ここからＮ型不純物を導入してエミッタ領域及びコレク
タ接続領域としてのＮ型拡散領域９ａ、９ｂを形成する
。この際には、例えばリンをソースとした９５０°Ｃの
拡散及びスチーム酸化で形成する。

なお、この後は既存の配線技術を用いてＮＰＮトランジ
スタのエミッタ、ベース及びコレクタに電極を形成し、
配線を行う。

したがって、この製造方法によれば、第１図（Ｃ）に示
したＮ型エピタキシャル層６を形成する工程では、Ｐ型
シリコン基板１及びＰ型埋込拡散領域２の表面はＰ型シ
リコン基板１よりも比抵抗の高いＰ型エピタキシャル層
４で覆われていることになるため、Ｎ型エピタキシャル
層６を成長する際の熱処理によっても、これらからのポ
ロンの外方拡散及びオートドーピングを最小限に抑える
ことができる。これにより、Ｎ型エピタキシャル層６の
比抵抗が増大することを防止して安定化を図り、ＮＰＮ
）ランジスタのコレクタ抵抗が大きくなるという問題を
解消する。

第３図は第２実施例を説明するための途中工程における
縦断面図である。

製造工程は第１実施例と殆ど同じであるが、ここではＰ
型シリコン基板１上に形成する第１のエピタキシャル層
として、Ｎ型低濃度エピタキシャル層４′を２μｍ成長
している。また、このエピタキシャル層４′の比抵抗は
ｌΩ・ＣＩｎ以上とし、Ｐ型埋込拡散領域２よりも低濃
度とする。

この結果、Ｐ型埋込拡散領域２上にもＮ型低濃度エピタ
キシャル層４′が形成されるが、後の工程における熱処
理によってＰ型埋込拡散領域２が上方拡散しＰ型絶縁拡
散領域７と電気的に接続される。

これにより第１の実施例と同様にＮ型エピタキシャル層
６を成長する際に生じるボロンの外方拡散及びオートド
ーピングを抑えることができ、Ｎ型エピタキシャル層６
の比抵抗を安定に形成し、ＮＰＮ）ランジスタのコレク
タ抵抗の増大を防止する。

なお、以上の説明はＮＰＮ）ランジスタに本発明を適用
した例であるが、ＰＮＰトランジスタにおいても同様に
適用できることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、一導電型のシリコン基板
表面と埋込拡散領域とを低濃度の第１のエピタキシャル
層で覆った状態で第２のエピタキシャル層の形成を行っ
ているので、シリコン基板及び埋込拡散領域からの外方
拡散を抑えることができ、バイポーラトランジスタのコ
レクタとなる第２のエピタキシャル層の比抵抗の増大や
、該エピタキシャル層が反転することを防止でき、バイ
ポーラトランジスタの直列寄生抵抗を低く安定に製造で
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の完成状態の縦断面図、第
２図（ａ）乃至（ｌば第１実施例を製造工程順に示ず縦
断面図、第３図は本発明の第２実施例の完成状胆０縦断
面図、第、４図は従来方法の完成状態の縦断面図である
。 １・・・Ｐ型シリコン基板、２・・・Ｐ型埋込拡散領域
、３．３Ａ〜３Ｄ・・・酸化シリコン膜、４・・・Ｐ型
エピタキシャル層（第１のエピタキシャル層）、４′・
・・Ｎ型エピタキシャル層（第１のエピタキシャル層）
、５・・・Ｎ型埋込拡散領域、６・・・Ｎ型エピタキシ
ャル層（第２のエピタキシャル層）、７・・Ｐ型絶縁拡
散領域、８・・・Ｐ型拡散領域（ヘース領域）、９ａ・
・・Ｎ型拡散領域（エミンク領域）、９ｂ・・・Ｎ型拡
散領域（コレクタ接続ｉＪｆ域）。 ■ ■ Ｃす 憾

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、一導電型のシリコン基板の素子分離相当領域に該シ
   リコン基板よりも高不純物濃度の一導電型埋込拡散領域
   を形成する工程と、このシリコン基板上に前記一導電型
   埋込拡散領域を覆うように低不純物濃度の第１のエピタ
   キシャル層を形成する工程と、この第１のエピタキシャ
   ル層の素子直下領域に逆導電型埋込拡散領域を形成する
   工程と、前記第１のエピタキシャル層上に第２のＮ型エ
   ピタキシャル層を形成する工程と、この第２のエピタキ
   シャル層の素子分離相当領域に前記一導電型埋込拡散領
   域と電気的に接触する高濃度の一導電型絶縁拡散領域を
   形成する工程と、前記第１のエピタキシャル層の素子領
   域にベース領域としての一導電型拡散領域を形成する工
   程と、このベース領域及び前記第２のエピタキシャル層
   に夫々エミッタ領域、コレクタ接続領域としての逆導電
   型拡散領域を夫々形成する工程とを含むことを特徴とす
   るバイポーラトランジスタの製造方法。