JPS6351673A - バイポ−ラトランジスタの製造方法 - Google Patents

バイポ−ラトランジスタの製造方法

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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 本発明は半導体装置に係り、特にバイポーラトランジス
タに関する。
問題点を解決するための手段 本発明は半自己整合したベース接触部を有するバイポー
ラトランジスタの製造方法であって、一の伝導形のベー
ス領域を他の伝導形のシリコン基板の表面領域中に形成
し、一の素子を表面上にベース領域に接触して形成し、
この素子を他の伝導形にドープしてトランジスタのエミ
ッタとし、該表面領域上にベース領域の両側に相接して
一対の一の伝導形のベース接触領域を素子をマスクとし
て使用しながらイオン注入を行なって形成し、他の伝導
形のコレクタ接触部を該表面領域上にベース接触部から
離して形成する段階を含むことを特徴とする製造方法を
提供する。
実施例 以下本発明を実廠例について図面を参照しながら説明す
る。
第１図に示すバイポーラ／０ＭＯ３構造はバイポーラト
ランジスタ１、ｎ−チャンネルＭＯＳトランジスタ２、
及びｐ、−チャンネルＭＯＳトランジスタ３よりなる。
トランジスタ２はｐ形基板４上に直接形成されているが
、トランジスタ１及び３はそれぞれ基板４中に形成され
たｎ形つェル５及び６中に形成されている。ｎチャンネ
ルトランジスタ２ｔユ従来の０ＭＯ３過程によって形成
され、ｎ＋形のソース及びドレイン領域７及び８をそれ
ぞれ含む。ソース及びドレイン領域７及び８には例えば
メタライピージョン等により外部電気接触部９及び１０
が設けられる。トランジスタ２はさらにゲート酸化物層
１２を有する多結晶シリコンゲート１１と、基板４のｐ
＋形接接触部１３、例えばメタライゼーションにより形
成さねるｐ＋形接接触部１３外部電極接触部１４と、分
離用酸化物層１５とを含む。ゲート１１も図示していな
い手段により外部と電気的に接続されている。ρ−チャ
ンネルトランジスタ３もまた従来の０ＭＯ３処理により
ｎ形つェル６中に形成され、ｐ′形ソース及びドレイン
領域１７．１８、またソース及びドレイン領域１７．１
８に例えばメタライＣ−ジョンにより設けられた外部電
気接触部１つ。
２０、ゲート酸化物層２２を有する多結晶シリコンゲー
ト２１、ｎ形つェル６のｎ＋形接接触部２３ｎ＋形接接
触部２３例えばメタライピージョンにより形成される外
部電気接触部２４、及び分ＭＦ＆化物１５を含んでいる
。
第１図よりわかるように、バイポーラトランジスタ１の
断面はｐチャンネルトランジスタ３の断面と非常によく
似ており、事実標準的ＣＭＯ８’Ａ程で使用されている
数のマスクに２つの余分の′？マスク追加するだけでこ
れを０ＭＯ８装置と一体的に形成することができる。バ
イポーラトランジスタ１はコレクタにｎ形つェル５を使
用しており、またウェル５のｎ゛形コレクタ接触部２５
及び例えばメタライピージョン等により形成される外部
電気）妄触部２６を右する。トランジスタ１のベースは
ｐ形架橋部分２８で連結された２つのｐ１形接触領域２
７及び２７ａ、及びこれらに附随する図示した２つの外
部電気接触部２６ａ及び２６ｂより構成され、またエミ
ッタはｐ形領戚２８に接触するｎ９形多結晶シリコン領
域２つより構成される。エミッタにはまた外部電気接触
部（図示せず）が設けられる。
バイポーラトランジスタ”Ｈｉｔ）チャンネルトランジ
スタ３と同じ要素を含み、独立に同じバイポーラ構造を
製造することもできるがトランジスタ３と同時に５！造
される。多結晶シリコンエミッタトランジスタ１の製造
の際２つの余分に必要なマスクはベース領域２８を形成
する際必要な注入領域を画成し、また「ゲート」酸化物
３０に開口部を形成して多結晶シリコンをベースｆｆｉ
域２８と接触するためのものである。第１及び第２図に
はゲート酸化物は周囲の分離用酸化物Ｆｇ１５から分離
されているように示しである。しかし、第３乃ｆ第７図
の説明で明らかにするがこれは分離用酸化物１５の一部
と同時に形成される。
このようにバイポーラ装置はｎ形つ１ルＣＭＯ８技術と
直接に適合しており、その際ｎ形つェルはコレクタとし
て使用される。ｐ形つェルを使用する場合は例えばリン
やヒ素等によるｎ形を形成するイオン注入がさらに必要
である。この段階は一部ｐ形ウェルドライブインによっ
て実行できる。
ウェル中及びフィールドエリア中の酸化物層の厚さの違
いのためｎ形つェルのマスクなしの注入も可能である。
もちろん、注入の際マスクを用いることもできる。これ
によりｎ形つェル５がｐ形つェル５′内に形成されるが
（積層つ１ル）、これを第２図に示すようにバイポーラ
装置のコレクタ領域に使用することらできる。
以下、第１図の構造を形成するための基本的処理段階を
第３図乃至第７図を参照しながら説明する。第１のマス
ク及びフォトレジスト（図示せず）を用いてｎ形つェル
３６及び３７がｐ形基板３２中に例えばリンのイオン注
入及びそれに引続く通常のドライブインにより画成され
る。第２のマスク（図示せず）を使用してｐ形シリコン
基板３２表面上に堆積された窒化珪素層３１あるいは二
酸化珪素の上にさらに堆積された窒化珪素がパターン形
成され、装置区域とフィールド酸化物が成長される区域
とが区分される。窒化物３１は第３図に示す如く、基板
３２表面上の装置区域に対応する位置に残される。ここ
でフィールドドーパント（図示せず）をＵ板表面３２上
に適当なマスクを使用しながら窒化珪素層３１中に開け
られた窓を介して例えばホウ素及び／又はリンのイオン
注入により注入してもよい。基板は次いで酸化され、窓
内にフィールド酸化物層３３が形成される。窒化物３１
の領域がエツチングにより除去された後基板はさらに酸
化されて薄い酸化物領域３４が厚いフィールド酸化物域
３３の間に形成される（第４図）。次に、第３のマスク
（図示せず）を用いてフォトレジスト層４１中に窓４０
が画成され（第５図）、この窓を介して例えばホウ木等
のｐ形ドーパントがイオン注入され、これによりバイポ
ーラトランジスタのベース領ＩＩ！４２が形成される。
この第３のマスクは前記の２つの追加されるマスクの一
方である。次いで第４のマスク（図示せ！ｒ）及び適当
なフォトレジスト層を用いて窓４３がベース領Ｉ４４２
を覆っている薄い酸化物の領域上に開かれる。整合の良
否は以下の理由がら明らかになるように決定的要因には
ならない。多結晶シリコントランジスタが界面酸化物を
必要とする場合は適当な処理をこの時点で行なうことが
できる。この第４のマスクは追加されるマスクのうちの
他方に相当する。フォトレジストが除去された後ドープ
されていない多結晶シリコン層が堆積され、ＡＳ又はＰ
によりイオン注入される。この後これにパターンが形成
され、多結晶シリコンエミッタ４４及びゲート４５．４
６が形成される（第６図）。次いで多結晶シリコンｌ１
Ｚ４４．４５、及び薄い酸化物層の一部領域を適当にパ
ターン形成したフォトレジスト４１ａで保護した状態で
例えばホウ素等のｐ＋トド−ントを注入し、バイポーラ
装置用ベース接触部４７、ｎチャンネルＭＯＳトランジ
スタ用基板接触部４８、及びｐチャンネルＭＯＳトラン
ジスタ用ソース及びドレイン領域４９及び５０を形成す
る。さらに別のマスクを使用し、またフォトレジスト５
１を適当にパターン形成して窓を画成し、例えばヒ素等
のｎ＋トド−ントをイオン注入してバイポーラ装δのコ
レクタ接触部５２、ｎチャンネルＭＯＳトランジスタの
ソース及びドレイン領域５３及び５４、及びｎチャンネ
ルＭＯＳトランジスタのウェル接触部５５を形成する（
第７図）。フォトレジス［・５１を除去した後ウェハは
酸化され、またＰ−３−Ｇ（リン珪酸塩ガラス）層が堆
積されて第１図に層１５として示す厚い酸化物層が形成
される。別のマスクを使用しながら酸化物層中にその下
側にある領域への電気接触部のための窓を形成し、この
ようにして得られた基板をさらに例えばメタライズし、
この金属層をさらに別の適当なマスクを使用しながらパ
ターン形成することで第１図に示したのと同等な構造を
得ることができる。さらに、別のマスク及び処理を行な
って従来のｎチャンネル及びｐチャンネルＭＯ３Ｉ−ラ
ンジスタにおけると同様なスレッショルドテーラリング
を行なってもよい。
高能率多結晶エミッタ構造を使用することでバイポーラ
トランジスタのベース及びコレクタ領域のドーピングレ
ベルを最適化し、ベースコレクタ直列抵抗を下げると同
時に高い電流利１７を達成ザることが可能になる。この
自由度は従来のバイポーラ１〜ランジスタでは得られな
かったものである。
ＣＭＯＳトランジスタのソース及びドレイン領域は多結
晶シリコンゲートの存右のため完全に自己整合した状態
で形成されるが、バイポーラ装置のエミッタは領域４２
及び４７よりなるベースと部分的にしか自己整合しない
。しかし、これによる性能への影響は生じない。
第１図に示した構造のバイポーラトランジスタは非常に
高性能であることが見出された。
上記実施例では多結晶シリコンをバイポーラトランジス
タのエミッタに用いたが、この材料は多結晶シリコンに
限定されない。適当な特性を有する他の材料をバイポー
ラトランジスタのエミッタに使用してもよい。材料はキ
ャリアの発生源及びエミッタを形成するドーパントを有
する導電材料であればよい。多結晶シリコンの代わりに
使用でざる材ｆ３Ｉとしては酸素ドープ多結晶シリコン
、耐熱金属、耐熱金属シリづイド、あるいはアモルファ
スシリコン（水素添加等のなされた）が挙げられる。
ドープされた多結晶シリコンは出願人による英国特訂第
８５０４７２５号の方法で′ＸＡ造することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例によるバイポーラトランジス
タを含むバイポーラ／Ｃ：ＭＯ８構造の断面図、第２図
は第１図に示したｎ形つェルではなくｐ形つェル内に形
成されたバイポーラトランジスタを示す図、第３〜第７
図はｎ形つェルを有するバイポーラ／０ＭＯ８構造を製
造する様々な段階を示す断面図である。 １・・・バイポーラトランジスタ、２・・・ｎ−ヂャン
ネルＣＭＯＳトランジスタ、３・・・ｐ−ブセンネルＣ
ＭＯＳトランジスタ、４・・・基板、５・・・ｎ形つェ
ル（コレクタ）、５′・・・ｐ形つェル、６・・・ｎ形
つェル、７・・・ｎ＋形ソース領域、８・・・ｎ“形ト
レイン領域、９．１０，１４．１９．２０．２４゜２６
．２６ａ、２６ｂ−・・外部電気接触部、１１゜２１．
４５．４６・・・多結晶シリコンゲート、１２・・・ゲ
ート酸化物層、１３・・・ｐ゛形接接触部１５・・・分
離用酸化物、１７・・・ｐ゛形ソース領域、１８・・・
ｐ＋形トドレイン領域２３・・・ｎ＋形接接触部２５・
・・ｎ＋形コレクタ接触部、２７．２７ａ・・・ｐ１形
ベース接触領域、２８・・・ｐ形ベース領域（ベース架
極領域）、２９・・・ｎ＋形多結晶シリコン領域（エミ
ッタ）、３０・・・「ゲート」酸化物層、３１・・・窒
化珪素層、３２・・・Ｐ形シリコン基板、３３・・・フ
ィールド酸化物層、３４・・・酸化物領域、４０゜４３
・・・窓、４１．４１ａ・・・フォトレジスト層、４２
・・・ベース領域、４４・・・多結晶シリコン１ミツタ
、４７・・・ベース接触部（第１の領域）、４８−８゜
接触部基板、４９．５３・・・ソース領域、５０゜５４
・・・ドレインｆｉＭ、５１・・・フォトレジスト、５
２・・・コレクタ接触部、５５・・・ウェルｌ妾触部。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）半自己整合したベース接触部を有するバイポーラ
    トランジスタの製造方法であつて、一の伝導形のベース
    領域を他の伝導形のシリコン基板の表面領域中に形成し
    、一の素子を表面上にベース領域に接触して形成し、こ
    の素子を他の伝導形にドープしてトランジスタのエミッ
    タとし、該表面領域上にベース領域の両側に相接して一
    対の一の伝導形のベース接触領域を素子をマスクとして
    使用しながらイオン注入を行なって形成し、他の伝導形
    のコレクタ接触部を該表面領域上にベース接触部から離
    して形成する段階を含むことを特徴とする製造方法。
  2. （２）表面領域は一の伝導形の基板中の他の伝導形ウェ
    ルである特許請求の範囲第１項記載のバイポーラトラン
    ジスタ製造方法。
  3. （３）素子は多結晶シリコンである特許請求の範囲第１
    項記載のバイポーラトランジスタ製造方法。
  4. （４）図面で実質的に説明したバイポーラトランジスタ
    の製造方法。
  5. （５）特許請求の範囲第１項乃至第４項のうちいずれか
    一項に記載の方法で製造されたバイポーラトランジスタ
    。
JP61122381A 1985-03-23 1986-05-29 バイポ−ラトランジスタの製造方法 Expired - Lifetime JPH0783024B2 (ja)

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