JPH05243249A - バイポーラトランジスタの製造方法 - Google Patents

バイポーラトランジスタの製造方法

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JPH05243249A
JPH05243249A JP8151692A JP8151692A JPH05243249A JP H05243249 A JPH05243249 A JP H05243249A JP 8151692 A JP8151692 A JP 8151692A JP 8151692 A JP8151692 A JP 8151692A JP H05243249 A JPH05243249 A JP H05243249A
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JP
Japan
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film
impurity
region
impurity region
opening
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JP8151692A
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English (en)
Inventor
Ikuo Yoshihara
郁夫 吉原
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 工程を少なくとも増加させることなく、所謂
LGE構造で且つ特性の優れたバイポーラトランジスタ
を製造する。 【構成】 エミッタ領域のパターンの開口22をSiO
2 膜21に形成し、この開口22を多結晶Si膜24で
覆う。多結晶Si膜24には、まずAsを低濃度にイオ
ン注入し、SiO2 膜25から成る側壁を段差部に形成
した後、再びAsを高濃度にイオン注入する。そして、
アニールで多結晶Si膜24からAsを拡散させて、エ
ミッタ領域を構成するn- 型の不純物領域27とn+
の不純物領域28とを形成する。多結晶Si膜24はエ
ミッタ取出し電極になり、この多結晶Si膜24上に側
壁を形成しているので、側壁を形成するためのRIEに
よってエミッタ領域が損傷等を受けることがない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、所謂LGE(Laterall
y Graded Emitter)構造のバイポーラトランジスタの製
造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】エミッタ、ベース間に逆バイアスが印加
されたことによるホットキャリア効果によって電流増幅
率hFEが劣化するのを防止するために、半導体基体の表
面で高濃度不純物領域を低濃度不純物領域で囲み、これ
らの不純物領域をエミッタ領域にしてエミッタ、ベース
間の電界を緩和したLGE構造のバイポーラトランジス
タが考えられている。
【0003】このLGE構造のバイポーラトランジスタ
を製造するために、従来は、半導体基体を覆う絶縁膜に
設けたエミッタ領域用の開口内にまず低濃度不純物領域
を形成し、その後に開口内に側壁を形成し、絶縁膜と側
壁とをマスクにして高濃度不純物領域を形成して、エミ
ッタ領域を形成していた(例えば、SDM91−35
p.17−22)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、エミッタ領
域用の開口内に側壁を形成するためには、絶縁膜等を全
面に堆積させた後、この絶縁膜等の全面に対してRIE
を行う。このため、RIEによってエミッタ領域が損傷
を受けたり、エミッタ領域がエッチングされてベース幅
がばらついたりして、電流増幅率hFE等の特性がばらつ
く。従って、上述の従来の製造方法では、特性の優れた
バイポーラトランジスタを製造することができなかっ
た。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1のバイポーラト
ランジスタの製造方法は、半導体基体14を覆う絶縁膜
21にエミッタ領域のパターンの開口22を形成する工
程と、第1の不純物を相対的に低濃度に含有する半導体
膜24で前記開口22を覆う工程と、前記半導体膜24
のうちで前記開口22に対応する段差部に側壁25を形
成する工程と、前記側壁25をマスクにして前記半導体
膜24に第2の不純物を相対的に高濃度に導入する工程
と、前記半導体膜24から前記開口22を介して前記半
導体基体14へ前記第1及び第2の不純物を拡散させて
第1及び第2の不純物領域27、28を形成する工程と
を有している。
【0006】請求項2のバイポーラトランジスタの製造
方法は、半導体基体14を覆う絶縁膜21に第2の不純
物領域28のパターンの開口22を形成する工程と、前
記絶縁膜21をマスクにして前記半導体基体14に斜め
方向から第1の不純物を相対的に低濃度にイオン注入し
て第1の不純物領域27を形成する工程と、第2の不純
物を相対的に高濃度に含有する半導体膜24で前記開口
22を覆う工程と、前記半導体膜24から前記開口22
を介して前記半導体基体14へ前記第2の不純物を拡散
させて前記第2の不純物領域28を形成する工程とを有
している。
【0007】
【作用】請求項1のバイポーラトランジスタの製造方法
では、第2の不純物を導入する際に側壁25をマスクに
することによって、エミッタ領域の第1の不純物領域2
7内に第2の不純物領域28を形成しているが、この側
壁25はエミッタ取出し電極になる半導体膜24上に形
成している。従って、側壁25を形成するためのエッチ
ングによってエミッタ領域が損傷等を受けることがな
い。
【0008】請求項2のバイポーラトランジスタの製造
方法では、第1の不純物を斜め方向からイオン注入する
ことによって、開口22から絶縁膜21の端縁下に潜り
込む様にエミッタ領域の第1の不純物領域27を形成
し、開口22に対応させて不純物領域28を形成してい
るので、エミッタ領域の第1の不純物領域27内に第2
の不純物領域28を形成するために側壁を必要としな
い。従って、側壁を形成するためのエッチングによって
エミッタ領域が損傷等を受けることがない。
【0009】
【実施例】以下、npnバイポーラトランジスタの製造
に適用した本発明の第1及び第2実施例を、図1〜13
を参照しながら説明する。
【0010】図1が、第1実施例によって製造したLG
E構造のnpnバイポーラトランジスタを示しており、
図2〜8が、その製造工程である第1実施例を示してい
る。この第1実施例では、図2に示す様に、p型のSi
基板11の表面に選択的にn+ 埋込み層12をまず形成
する。そして、n型のエピタキシャル層13を1.5μ
m程度の厚さでSi基板11上に形成して、Si基板1
1とエピタキシャル層13とでSi基体14を形成す
る。
【0011】その後、エピタキシャル層13の素子分離
領域の表面にLOCOS法でSiO2 膜15を形成し、
このSiO2 膜15をマスクにしてエピタキシャル層1
3にBF2 をイオン注入して、真正ベース領域であるp
型の不純物領域16を形成する。
【0012】そして、レジスト(図示せず)をマスクに
してエピタキシャル層13にBF2をイオン注入して、
グラフトベース領域つまりベース電極取出し領域である
+型の不純物領域17を形成し、別のレジスト(図示
せず)をマスクにしてエピタキシャル層13にPhos
をイオン注入して、コレクタ電極取出し領域であるn+
型の不純物領域18を形成する。
【0013】その後、SiO2 膜21を全面に堆積さ
せ、エミッタ領域のパターンの開口22を不純物領域1
6上のSiO2 膜21に形成する。なお、このnpnバ
イポーラトランジスタをBiCMOS集積回路装置中に
形成する場合は、図示の様に、エピタキシャル層13の
素子活性領域の表面にゲート酸化膜としてのSiO2
23を形成しておく。
【0014】次に、図3に示す様に、150nm程度の
膜厚の多結晶Si膜24を全面に堆積させ、この多結晶
Si膜24にAsを50keV程度の加速エネルギで7
×1013cm-2程度のドーズ量にイオン注入する。そし
て、図4に示す様に、200nm程度の膜厚のSiO2
膜25をCVD法で全面に堆積させる。
【0015】次に、SiO2 膜25の全面に対するRI
Eを行って、図5に示す様に、多結晶Si膜24のうち
で開口22に対応する段差部に、SiO2 膜25から成
る側壁を形成する。そして、このSiO2 膜25から成
る側壁をマスクにして、この多結晶Si膜24にAsを
50keV程度の加速エネルギで5×1016cm-2程度
のドーズ量にイオン注入する。
【0016】この結果、多結晶Si膜24のうちで開口
22に対応する段差部とSiO2 膜25下の部分とを除
いて、多結晶Si膜24中のAsの濃度が高くなる。そ
の後、図6に示す様に、多結晶Si膜24をエミッタ取
出し電極のパターンに加工する。
【0017】次に、図7に示す様に、層間絶縁膜とアニ
ール時のキャッピング膜とを兼ねるSiO2 膜26を全
面に堆積させる。そして、900℃程度の温度のN2
囲気中で20分間程度のアニールを行って、多結晶Si
膜24から開口22を介してエピタキシャル層13へA
sを拡散させる。
【0018】ところが、上述の様に、多結晶Si膜24
中のAsの濃度は均一ではなく、多結晶Si膜24のう
ちでエピタキシャル層13に接している部分について
は、SiO2 膜25から成る側壁に囲まれている部分の
濃度がその他の部分の濃度よりも高い。
【0019】このため、図8に示す様に、多結晶Si膜
24のうちでAsの濃度が低い部分のみからエピタキシ
ャル層13へ拡散したAsによって、n- 型の不純物領
域27が不純物領域16中に形成され、多結晶Si膜2
4のうちでAsの濃度が高い部分からエピタキシャル層
13へ拡散すると共に横方向へ拡散したAsによって、
不純物領域27に囲まれたn+ 型の不純物領域28が不
純物領域16中に形成される。
【0020】この結果、不純物領域27、28から成る
エミッタ領域が形成され、不純物領域28の直下の不純
物領域16が真正ベース領域になり、不純物領域28の
直下のn型のエピタキシャル層13が真正コレクタ領域
になる。その後、図1に示した様に、SiO2 膜26、
21等にコンタクト孔31〜33を開孔し、エミッタ電
極、ベース電極及びコレクタ電極としてAl電極34〜
36を形成する。
【0021】図9が、第2実施例によって製造したLG
E構造のnpnバイポーラトランジスタを示しており、
図10〜13が、その製造工程である第2実施例を示し
ている。この第2実施例でも、図10に示す様に、Si
2 膜21に開口22を形成するまでは、上述の第1実
施例における図2の工程と略同様の工程を実行する。但
し開口22は、後に形成するn+ 型の不純物領域28の
パターンに形成する。
【0022】この第2実施例では、その後、SiO2
21をマスクにして、エピタキシャル層13にPhos
を15keV程度の加速エネルギで7×1013cm-2
度のドーズ量にイオン注入して、n- 型の不純物領域2
7を形成する。
【0023】但しこの時、図10から明らかな様に、S
i基体14を回転させつつその表面の法線に対して少な
くとも10°以上、好ましくは45°程度の斜め方向か
らイオン注入を行う。従って、不純物領域27は開口2
2からSiO2 膜21の端縁下に潜り込む様に形成され
る。
【0024】なお、既述の様にこのnpnバイポーラト
ランジスタをBiCMOS集積回路装置中に形成する場
合は、図10の工程における斜め方向からのイオン注入
は、LDD構造のnMOSトランジスタの低濃度ドレイ
ン領域を形成するためにも行われるものである。
【0025】次に、図11に示す様に、150nm程度
の膜厚の多結晶Si膜24を全面に堆積させ、この多結
晶Si膜24にAsを50keV程度の加速エネルギで
5×1016cm-2程度のドーズ量にイオン注入する。そ
の後、図12に示す様に、多結晶Si膜24をエミッタ
取出し電極のパターンに加工する。
【0026】次に、図13に示す様に、層間絶縁膜とア
ニール時のキャッピング膜とを兼ねるSiO2 膜26を
全面に堆積させる。そして、900℃程度の温度のN2
雰囲気中で20分間程度のアニールを行い、多結晶Si
膜24から開口22を介してエピタキシャル層13へA
sを拡散させて、n+ 型の不純物領域28を不純物領域
16中に形成する。
【0027】この時、不純物領域28は開口22に対応
させて形成し、一方、不純物領域27は既述の様に開口
22からSiO2 膜21の端縁下に潜り込む様に形成し
てあるので、不純物領域28は不純物領域27に囲まれ
る。その後、図9に示した様に、SiO2 膜26、21
等にコンタクト孔31〜33を開孔し、エミッタ電極、
ベース電極及びコレクタ電極としてAl電極34〜36
を形成する。
【0028】
【発明の効果】請求項1のバイポーラトランジスタの製
造方法では、エミッタ取出し電極になる半導体膜上に側
壁を形成することによって、側壁を形成するためのエッ
チングによってエミッタ領域が損傷等を受けることがな
い様にしているので、工程を増加させることなく、LG
E構造で且つ特性の優れたバイポーラトランジスタを製
造することができる。
【0029】請求項2のバイポーラトランジスタの製造
方法では、第1の不純物を斜め方向からイオン注入して
側壁の形成を不要にすることによって、側壁を形成する
ためのエッチングによってエミッタ領域が損傷等を受け
ことがない様にしているので、工程を減少させると共
に、LGE構造で且つ特性の優れたバイポーラトランジ
スタを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願の発明の第1実施例によって製造したnp
nバイポーラトランジスタの側断面図である。
【図2】第1実施例の最初の工程を示す側断面図であ
る。
【図3】図2に続く工程を示す側断面図である。
【図4】図3に続く工程を示す側断面図である。
【図5】図4に続く工程を示す側断面図である。
【図6】図5に続く工程を示す側断面図である。
【図7】図6に続く工程を示す側断面図である。
【図8】図7に続く工程を示す側断面図である。
【図9】本願の発明の第2実施例によって製造したnp
nバイポーラトランジスタの側断面図である。
【図10】第2実施例の最初の工程を示す側断面図であ
る。
【図11】図10に続く工程を示す側断面図である。
【図12】図11に続く工程を示す側断面図である。
【図13】図12に続く工程を示す側断面図である。
【符号の説明】
14 Si基体 21 SiO2 膜 22 開口 24 多結晶Si膜 25 SiO2 膜 27 不純物領域 28 不純物領域

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 不純物濃度が相対的に低い第1の不純物
    領域と半導体基体の表面で前記第1の不純物領域に囲ま
    れており不純物濃度が相対的に高い第2の不純物領域と
    からエミッタ領域が成っているバイポーラトランジスタ
    の製造方法において、 前記半導体基体を覆う絶縁膜に前記エミッタ領域のパタ
    ーンの開口を形成する工程と、 第1の不純物を相対的に低濃度に含有する半導体膜で前
    記開口を覆う工程と、 前記半導体膜のうちで前記開口に対応する段差部に側壁
    を形成する工程と、 前記側壁をマスクにして前記半導体膜に第2の不純物を
    相対的に高濃度に導入する工程と、 前記半導体膜から前記開口を介して前記半導体基体へ前
    記第1及び第2の不純物を拡散させて前記第1及び第2
    の不純物領域を形成する工程とを有するバイポーラトラ
    ンジスタの製造方法。
  2. 【請求項2】 不純物濃度が相対的に低い第1の不純物
    領域と半導体基体の表面で前記第1の不純物領域に囲ま
    れており不純物濃度が相対的に高い第2の不純物領域と
    からエミッタ領域が成っているバイポーラトランジスタ
    の製造方法において、 前記半導体基体を覆う絶縁膜に前記第2の不純物領域の
    パターンの開口を形成する工程と、 前記絶縁膜をマスクにして前記半導体基体に斜め方向か
    ら第1の不純物を相対的に低濃度にイオン注入して前記
    第1の不純物領域を形成する工程と、 第2の不純物を相対的に高濃度に含有する半導体膜で前
    記開口を覆う工程と、 前記半導体膜から前記開口を介して前記半導体基体へ前
    記第2の不純物を拡散させて前記第2の不純物領域を形
    成する工程とを有するバイポーラトランジスタの製造方
    法。
JP8151692A 1992-03-03 1992-03-03 バイポーラトランジスタの製造方法 Pending JPH05243249A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06326119A (ja) * 1993-05-13 1994-11-25 Nec Corp 半導体装置の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06326119A (ja) * 1993-05-13 1994-11-25 Nec Corp 半導体装置の製造方法

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