(57)【要約】【課題】従来の半導体装置、例えば、横型ＰＮＰトランジスタでは、耐圧特性を維持しつつ、また、デバイスサイズを増大させることなく、所望の電流増幅率を得ることが難しいという問題があった。【解決手段】本発明の半導体装置では、Ｐ型の単結晶シリコン基板３上にＮ型のエピタキシャル層４が形成されている。横型ＰＮＰトランジスタ１では、エピタキシャル層４はベース領域として用いられる。そして、基板３及びエピタキシャル層４には、モリブデン（Ｍｏ）が拡散されている。この構造により、ベース電流値が調整され、横型ＰＮＰトランジスタ１の所望の電流増幅率（ｈＦＥ）を実現することができる。【選択図】  図１
2008034652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体層と、前記半導体層に形成されるエミッタ領域、ベース領域及びコレクタ領域とを有する半導体装置において、
前記ベース領域として用いられる前記半導体層には、モリブデン（Ｍｏ）が拡散されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記半導体層は、一導電型の半導体基板上に逆導電型のエピタキシャル層が堆積されて成り、前記エピタキシャル層は前記ベース領域として用いられ、少なくとも前記エピタキシャル層には、前記モリブデン（Ｍｏ）が拡散されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
半導体層上に絶縁層を形成し、少なくともエミッタ領域またはコレクタ領域が形成される領域の前記絶縁層に開口部を形成する工程と、
前記開口部から露出する前記半導体層表面が親水性となるように前記半導体層表面を洗浄した後、前記半導体層に拡散させるモリブデン（Ｍｏ）を含有する水溶液を前記半導体層表面に塗布する工程と、
前記エミッタ領域またはコレクタ領域を形成する不純物を含有する液体ソースを前記半導体層上に塗布した後、前記モリブデン（Ｍｏ）及び前記不純物を前記半導体層へと熱拡散させる工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
一導電型の半導体基板上に逆導電型のエピタキシャル層を形成し、前記エピタキシャル層上に絶縁層を形成した後、少なくとも分離領域、エミッタ領域またはコレクタ領域が形成される領域の前記絶縁層に開口部を形成する工程と、
前記開口部から露出する前記エピタキシャル層表面が親水性となるように前記エピタキシャル層表面を洗浄した後、前記エピタキシャル層に拡散させるモリブデン（Ｍｏ）を含有する水溶液を前記エピタキシャル層表面に塗布する工程と、
前記分離領域、エミッタ領域またはコレクタ領域を形成する不純物を含有する液体ソースを前記エピタキシャル層上に塗布した後、前記モリブデン（Ｍｏ）及び前記不純物を前記エピタキシャル層へと熱拡散させる工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、横型ＰＮＰトランジスタの特性改善する半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置の一実施例として、下記の横型ＰＮＰトランジスタが知られている。Ｐ型の半導体基板上には低濃度のＮ型のエピタキシャル領域が形成されている。Ｐ型の半導体基板とＮ型のエピタキシャル領域とに渡り、Ｎ型不純物埋込領域が形成されている。エピタキシャル領域には第１のＮ型不純物領域が形成されている。第１のＮ型不純物領域の濃度は、Ｎ型のエピタキシャル領域の濃度より２〜３倍高くなる。そして、第１のＮ型不純物領域には、ベース領域としての第２のＮ型不純物領域、エミッタ領域としての第１のＰ型不純物領域及びコレクタ領域としての第２のＰ型不純物領域が形成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
従来の半導体装置の一実施例として、下記の横型ＰＮＰトランジスタが知られている。Ｐ型の半導体基板上にＮ型のエピタキシャル層が形成されている。Ｐ型の半導体基板とＮ型のエピタキシャル層とに渡り、Ｎ型の埋込拡散層が形成されている。Ｎ型のエピタキシャル層には、ベース領域としてのＮ型の拡散層、エミッタ領域としてのＰ型の拡散層及びコレクタ領域としてのＰ型の拡散層が形成されている。そして、コレクタ領域としてのＰ型の拡散層は、エミッタ領域としてのＰ型の拡散層の周囲に円環状に形成されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
従来の半導体装置の製造方法の一実施例として、下記のＮＰＮトランジスタの製造方法が知られている。Ｎ型のシリコン単結晶基板を準備し、基板上に熱酸化膜を形成する。熱酸化膜をパターニングし、Ｐ型の拡散層が形成される領域上に開口部を形成する。そして、基板上にホウ素（Ｂ）とライフタイムキラー物質としての白金（Ｐｔ）の両者を含む液体ソースを塗布し、拡散源膜を形成する。その後、非酸化雰囲気中での１０００〜１０５０℃の熱処理を加えることで、拡散源膜からホウ素（Ｂ）及び白金（Ｐｔ）を基板へと拡散させる（例えば、特許文献３参照。）。
【０００５】
従来の半導体装置の製造方法の一実施例として、下記のトランジスタの製造方法が知られている。コレクタとしての半導体基板にベース領域としての拡散層及びエミッタ領域としての拡散層を形成する。そして、基板上にシリコン酸化膜を形成し、ダイオードを形成する領域上のシリコン酸化膜に開口部を形成する。そして、基板上にライフタイムキラー物質としての白金（Ｐｔ）を含む液体ソースを塗布し、拡散源膜を形成する。その後、非酸化雰囲気中での８００〜１０００℃の熱処理を加えることで、拡散源膜から白金（Ｐｔ）を基板へと拡散させる（例えば、特許文献４参照。）。
【特許文献１】特開平５−１４４８３０号公報（第２頁、第１図）
【特許文献２】特開２００４−９５７８１号公報（第４−５頁、第１図）
【特許文献３】特開平２−１３５７３７号公報（第２−３頁、第１図）
【特許文献４】特開平４−８５９３４号公報（第３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、従来の半導体装置では、Ｎ型のエピタキシャル領域にベース領域としての第１のＮ型不純物領域が形成されている。第１のＮ型不純物領域の濃度は、Ｎ型のエピタキシャル領域の濃度より２〜３倍高くなる。この構造により、横型ＰＮＰトランジスタは、ベース領域での濃度が第１のＮ型不純物領域の濃度に支配され、横型ＰＮＰトランジスタの電流増幅率を安定させている。しかしながら、ベース領域として用いられる第１のＮ型不純物領域は、高濃度の不純物領域となるため、横型ＰＮＰトランジスタの耐圧特性が劣化するという問題がある。
【０００７】
また、従来の半導体装置では、Ｎ型のエピタキシャル層にコレクタ領域としてのＰ型の拡散層は、エミッタ領域としてのＰ型の拡散層の周囲に円環状に形成されている。この構造により、エミッタ領域としてのＰ型の拡散層に対しコレクタ領域としてのＰ型の拡散層を効率的に配置することができる。つまり、ベース領域の幅（エミッタ−コレクタ領域間の離間距離）を狭くすることで、横型ＰＮＰトランジスタの電流増幅率を向上させることができる。逆に、低不純物濃度であるＮ型のエピタキシャル層をベース領域として用いることで、横型ＰＮＰトランジスタの電流増幅率が高く成りすぎた場合には、ベース領域の幅（エミッタ−コレクタ領域間の離間距離）を広くすることで対応することができる。この場合には、横型ＰＮＰトランジスタのデバイスサイズが大きくなるという問題がある。
【０００８】
また、従来の半導体装置の製造方法では、基板上にライフタイムキラー物質としての白金（Ｐｔ）を含む液体ソースを塗布し、拡散源膜を形成する。その後、非酸化雰囲気中での熱処理を加えることで、拡散源膜から白金（Ｐｔ）を基板へと拡散させる。このとき、白金（Ｐｔ）を用いることで、Ｎ型不純物が拡散された領域の比抵抗値を上昇させるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の半導体装置は、上述した各事情に鑑みて成されたものであり、半導体層と、前記半導体層に形成されるエミッタ領域、ベース領域及びコレクタ領域とを有する半導体装置において、前記ベース領域として用いられる前記半導体層には、モリブデン（Ｍｏ）が拡散されていることを特徴とする。従って、本発明では、半導体層に拡散されたモリブデン（Ｍｏ）により、ベース電流値を調整し、デバイスサイズを増大させることなく、所望の電流増幅率を実現することができる。
【００１０】
また、本発明の半導体装置の製造方法では、半導体層上に絶縁層を形成し、少なくともエミッタ領域またはコレクタ領域が形成される領域の前記絶縁層に開口部を形成する工程と、前記開口部から露出する前記半導体層表面が親水性となるように前記半導体層表面を洗浄した後、前記半導体層に拡散させるモリブデン（Ｍｏ）を含有する水溶液を前記半導体層表面に塗布する工程と、前記エミッタ領域またはコレクタ領域を形成する不純物を含有する液体ソースを前記半導体層上に塗布した後、前記モリブデン（Ｍｏ）及び前記不純物を前記半導体層へと熱拡散させる工程とを有することを特徴とする。従って、本発明では、少なくともエミッタ領域またはコレクタ領域を形成する工程と共用工程により、半導体層にモリブデン（Ｍｏ）を拡散する。この製造方法により、半導体装置を形成する製造ライン中での金属汚染による電流増幅率のばらつきを低減することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、横型ＰＮＰトランジスタのベース領域には、モリブデン（Ｍｏ）が拡散されている。この構造により、エミッタから注入された正孔とベース領域に存在する多数キャリアである電子とが、モリブデン（Ｍｏ）の深い準位を介して再結合し、横型ＰＮＰトランジスタの所望の電流増幅率（ｈＦＥ）を実現できる。
【００１２】
また、本発明では、エミッタから注入された正孔とベース領域に存在する多数キャリアである電子とが、モリブデン（Ｍｏ）の深い準位を介して再結合することで、横型ＰＮＰトランジスタの所望の電流増幅率（ｈＦＥ）を実現する。そして、横型ＰＮＰトランジスタのデバイスサイズの増大を防止できる。
【００１３】
また、本発明では、エミッタから注入された正孔とベース領域に存在する多数キャリアである電子とが、モリブデン（Ｍｏ）の深い準位を介して再結合することで、横型ＰＮＰトランジスタの所望の電流増幅率（ｈＦＥ）を実現する。そして、当該モリブデン（Ｍｏ）の拡散により、製造ラインの中での金属汚染による電流増幅率（ｈＦＥ）のばらつきを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の一実施の形態である半導体装置について、図１〜図２を参照し、詳細に説明する。図１は、本実施の形態における半導体装置を説明するための断面図である。図２は、本実施の形態における半導体装置の電流増幅率（ｈＦＥ）を説明するための図である。
【００１５】
図１に示す如く、横型ＰＮＰトランジスタ１は、主に、Ｐ型の単結晶シリコン基板３と、ベース領域として用いられるＮ型のエピタキシャル層４と、Ｎ型の埋込拡散層５と、ベース引き出し領域として用いられるＮ型の拡散層６と、エミッタ領域として用いられるＰ型の拡散層７と、コレクタ領域として用いられるＰ型の拡散層８、９とから構成されている。
【００１６】
Ｎ型のエピタキシャル層４が、Ｐ型の単結晶シリコン基板３上に形成されている。尚、本実施の形態では、基板３上に１層のエピタキシャル層４が形成されている場合を示すが、この場合に限定するものではない。例えば、基板のみの場合でも良く、基板上面に複数のエピタキシャル層が積層されている場合でも良い。また、基板は、Ｎ型の単結晶シリコン基板でも良い。
【００１７】
Ｎ型の埋込拡散層５が、基板３とエピタキシャル層４とに渡り形成されている。そして、Ｎ型の埋込拡散層５は、横型ＰＮＰトランジスタ１の形成領域に渡り形成されている。
【００１８】
Ｎ型の拡散層６が、エピタキシャル層４に形成されている。そして、Ｎ型のエピタキシャル層４はベース領域として用いられ、Ｎ型の拡散層６はベース引き出し領域として用いられる。
【００１９】
Ｐ型の拡散層７が、エピタキシャル層４に形成されている。そして、Ｐ型の拡散層７は、エミッタ領域として用いられる。
【００２０】
Ｐ型の拡散層８、９が、エピタキシャル層４に形成されている。そして、Ｐ型の拡散層８、９は、コレクタ領域として用いられる。尚、Ｐ型の拡散層８、９は、Ｐ型の拡散層７の周囲に一環状に形成されている場合でもよい。
【００２１】
絶縁層１０が、エピタキシャル層４上面に形成されている。絶縁層１０は、ＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈｏ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓ）膜等により、形成されている。そして、公知のフォトリソグラフィ技術を用い、例えば、ＣＨＦ３＋Ｏ２系のガスを用いたドライエッチングにより、絶縁層１０にコンタクトホール１１、１２、１３、１４が形成されている。
【００２２】
コンタクトホール１１、１２、１３、１４には、アルミ合金、例えば、Ａｌ−Ｓｉ膜が選択的に形成され、コレクタ電極１５、１７、エミッタ電極１６及びベース電極１８が形成されている。
【００２３】
一方、ＮＰＮトランジスタ２は、主に、Ｐ型の単結晶シリコン基板３と、Ｎ型のエピタキシャル層４と、コレクタ領域として用いられるＮ型の埋込拡散層１９と、コレクタ領域として用いられるＮ型の拡散層２０と、ベース領域として用いられるＰ型の拡散層２１と、エミッタ領域として用いられるＮ型の拡散層２２とから構成されている。
【００２４】
Ｎ型のエピタキシャル層４が、Ｐ型の単結晶シリコン基板３上に形成されている。
【００２５】
Ｎ型の埋込拡散層１９が、基板３とエピタキシャル層４とに渡り形成されている。
【００２６】
Ｎ型の拡散層２０が、Ｎ型のエピタキシャル層４に形成されている。Ｎ型の拡散層２０は、Ｎ型の埋込拡散層１９と連結し、コレクタ領域として用いられる。そして、Ｎ型の拡散層２０とＮ型の埋込拡散層１９とが連結して形成されている。
【００２７】
Ｐ型の拡散層２１が、Ｎ型のエピタキシャル層４に形成されている。そして、Ｐ型の拡散層２１は、ベース領域として用いられる。
【００２８】
Ｎ型の拡散層２２が、Ｐ型の拡散層２１に重畳して形成されている。
【００２９】
絶縁層１０が、エピタキシャル層４上面に形成されている。そして、公知のフォトリソグラフィ技術を用い、例えば、ＣＨＦ３＋Ｏ２系のガスを用いたドライエッチングにより、絶縁層１０にコンタクトホール２３、２４、２５が形成されている。
【００３０】
コンタクトホール２３、２４、２５には、アルミ合金、例えば、Ａｌ−Ｓｉ膜が選択的に形成され、エミッタ電極２６、ベース電極２７及びコレクタ電極２８が形成されている。
【００３１】
詳細は半導体装置の製造方法の説明で後述するが、横型ＰＮＰトランジスタ１のベース領域としてのエピタキシャル層４及び基板３には、モリブデン（Ｍｏ）が拡散されている。そして、横型ＰＮＰトランジスタ１では、エミッタ領域としてのＰ型の拡散層７からベース領域としてのエピタキシャル層４に注入された正孔は、ベース幅（Ｗｂ）が最も狭くなるエピタキシャル層４表面近傍を経路としてコレクタ領域としてのＰ型の拡散層８、９へと流れ込む。このとき、正孔は、Ｎ型のエピタキシャル層４内では少数キャリアであり、エピタキシャル層４内のモリブデン（Ｍｏ）の存在により電子と再結合し易くなる。つまり、正孔のライフタイムは、モリブデン（Ｍｏ）の再結合促進作用により減少し、横型ＰＮＰトランジスタ１の電流増幅率（ｈＦＥ）は低減する。
【００３２】
具体的には、図２に示すように、横型ＰＮＰトランジスタ１の電流増幅率（ｈＦＥ）は、エピタキシャル層４内のモリブデン（Ｍｏ）の拡散量に応じて減少する。尚、図２では、横型ＰＮＰトランジスタ１のエミッタ電流（Ｉｅ）が、１０（μＡ）の場合の電流増幅率（ｈＦＥ）の平均値（Ｘ）を示している。
【００３３】
図示の如く、エピタキシャル層４内にモリブデン（Ｍｏ）を拡散させない場合には、横型ＰＮＰトランジスタ１の電流増幅率（ｈＦＥ）の平均値（Ｘ）は、２７３である。一方、濃度が０．１（ｐｐｍ）のモリブデン（Ｍｏ）水溶液（図７の説明参照）を用いた場合には、横型ＰＮＰトランジスタ１の電流増幅率（ｈＦＥ）の平均値（Ｘ）は、２３６である。また、濃度が１．０（ｐｐｍ）のモリブデン（Ｍｏ）水溶液を用いた場合には、横型ＰＮＰトランジスタ１の電流増幅率（ｈＦＥ）の平均値（Ｘ）は、２０１である。また、濃度が１０．０（ｐｐｍ）のモリブデン（Ｍｏ）水溶液を用いた場合には、横型ＰＮＰトランジスタ１の電流増幅率（ｈＦＥ）の平均値（Ｘ）は、１８８である。また、濃度が１００．０（ｐｐｍ）のモリブデン（Ｍｏ）水溶液を用いた場合には、横型ＰＮＰトランジスタ１の電流増幅率（ｈＦＥ）の平均値（Ｘ）は、１５１である。つまり、エピタキシャル層４内のモリブデン（Ｍｏ）の拡散量が多くなる程、横型ＰＮＰトランジスタ１の電流増幅率（ｈＦＥ）が低減する。
【００３４】
尚、基板３には、種々の半導体素子が形成されているがモリブデン（Ｍｏ）は他の半導体素子の素子特性に影響を与えないため、モリブデン（Ｍｏ）水溶液の濃度は、横型ＰＮＰトランジスタ１の電流増幅率（ｈＦＥ）の特性に合わせて決定することができる。特に、モリブデン（Ｍｏ）が、基板３やエピタキシャル層４内に拡散された場合でも、比抵抗値が増大することはなく、横型ＰＮＰトランジスタ１及び他の半導体素子のオン抵抗値が増大することはない。
【００３５】
更に、図２に示すように、横型ＰＮＰトランジスタ１の電流増幅率（ｈＦＥ）のばらつき（Ｘ／σ）は、エピタキシャル層４内のモリブデン（Ｍｏ）の拡散量に応じて減少する。尚、図２では、横型ＰＮＰトランジスタ１のエミッタ電流（Ｉｅ）が、１０（μＡ）の場合の電流増幅率（ｈＦＥ）の平均値（Ｘ）及び標準偏差（σ）を示している。
【００３６】
図示の如く、エピタキシャル層４内にモリブデン（Ｍｏ）を拡散させない場合には、横型ＰＮＰトランジスタ１の電流増幅率（ｈＦＥ）の標準偏差（σ）は３８．０であり、そのばらつき（Ｘ／σ）は１４（％）である。一方、濃度が０．１（ｐｐｍ）のモリブデン（Ｍｏ）水溶液（図７の説明参照）を用いた場合には、横型ＰＮＰトランジスタ１の電流増幅率（ｈＦＥ）の標準偏差（σ）は１３．０であり、そのばらつき（Ｘ／σ）は６（％）である。また、濃度が１．０（ｐｐｍ）のモリブデン（Ｍｏ）水溶液を用いた場合には、横型ＰＮＰトランジスタ１の電流増幅率（ｈＦＥ）の標準偏差（σ）は１１．０であり、そのばらつき（Ｘ／σ）は６（％）である。また、濃度が１０．０（ｐｐｍ）のモリブデン（Ｍｏ）水溶液を用いた場合には、横型ＰＮＰトランジスタ１の電流増幅率（ｈＦＥ）の標準偏差（σ）は５．９であり、そのばらつき（Ｘ／σ）は３（％）である。また、濃度が１００．０（ｐｐｍ）のモリブデン（Ｍｏ）水溶液を用いた場合には、横型ＰＮＰトランジスタ１の電流増幅率（ｈＦＥ）の標準偏差（σ）は８．０であり、そのばらつき（Ｘ／σ）は５（％）である。つまり、エピタキシャル層４内に一定値以上のモリブデン（Ｍｏ）が拡散されることで、製造ラインの中での金属汚染による影響を回避することができる。これは、製造ラインの中での金属汚染以上のモリブデン（Ｍｏ）がエピタキシャル層４内に拡散されるからであり、横型ＰＮＰトランジスタ１の電流増幅率（ｈＦＥ）のばらつきを低減することができる。
【００３７】
上述したように、横型ＰＮＰトランジスタ１では、モリブデン（Ｍｏ）との再結合促進作用を利用することで、正孔のライフタイムを減少させ、電流増幅率（ｈＦＥ）を低下させ、所望の電流増幅率（ｈＦＥ）を得ることができる。このとき、Ｎ型のエピタキシャル層４の不純物濃度を高くしていないため、横型ＰＮＰトランジスタ１の耐圧特性が劣化することを防止できる。更に、横型ＰＮＰトランジスタ１のベース幅（ドレイン−ソース領域間の離間距離）を広げることなく、電流増幅率（ｈＦＥ）が低下することで、横型ＰＮＰトランジスタ１のデバイスサイズが増大することも防止できる。
【００３８】
次に、本発明の一実施の形態である半導体装置の製造方法について、図３から図８を参照し、詳細に説明する。図３から図８は、図１に示す本実施の形態における半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【００３９】
先ず、図３に示す如く、Ｐ型の単結晶シリコン基板３を準備する。基板３表面を熱酸化し、基板３表面にシリコン酸化膜３１を形成する。Ｎ型の埋込拡散層５、１９の形成領域上に開口部が形成されるように、シリコン酸化膜３１を選択的に除去する。そして、シリコン酸化膜３１をマスクとして用い、基板３の表面にＮ型不純物、例えば、アンチモン（Ｓｂ）を含む液体ソース３２を回転塗布法により塗布する。その後、アンチモン（Ｓｂ）を熱拡散し、Ｎ型の埋込拡散層５、１９を形成する。そして、シリコン酸化膜３１及び液体ソース３２を除去する。
【００４０】
次に、図４に示す如く、基板３上にシリコン酸化膜３３を、例えば、１００〜４５０Å程度堆積する。次に、シリコン酸化膜３３上にフォトレジスト３４を形成する。そして、公知のフォトリソグラフィ技術を用い、Ｐ型の埋込拡散層３５、３６、３７が形成される領域上のフォトレジスト３４に開口部を形成する。その後、基板３の表面から、Ｐ型不純物、例えば、ホウ素（Ｂ）を加速電圧９０〜１８０（ｋｅＶ）、導入量０．５×１０１４〜１．０×１０１６（／ｃｍ２）でイオン注入する。そして、フォトレジスト３４を除去し、熱拡散し、Ｐ型の埋込拡散層３５、３６、３７を形成する。
【００４１】
次に、図５に示す如く、基板３を気相エピタキシャル成長装置のサセプタ上に配置し、基板３上にエピタキシャル層４を形成する。気相エピタキシャル成長装置は、主に、ガス供給系、反応炉、排気系、制御系から構成されている。本実施の形態では、縦型の反応炉を用いることで、エピタキシャル層の膜厚均一性を向上させることができる。このエピタキシャル層４の形成工程における熱処理により、Ｎ型の埋込拡散層５、１９及びＰ型の埋込拡散層３５、３６、３７が熱拡散される。
【００４２】
次に、エピタキシャル層４上にシリコン酸化膜３８を、例えば、１００〜４５０Å程度堆積する。次に、シリコン酸化膜３８上にフォトレジスト３９を形成する。そして、公知のフォトリソグラフィ技術を用い、Ｐ型の拡散層４０、４１、４２が形成される領域上のフォトレジスト３９に開口部を形成する。その後、エピタキシャル層４の表面から、Ｐ型不純物、例えば、ホウ素（Ｂ）を加速電圧９０〜１８０（ｋｅＶ）、導入量０．５×１０１４〜１．０×１０１６（／ｃｍ２）でイオン注入する。そして、フォトレジスト３９を除去し、Ｐ型の拡散層４０、４１、４２を形成する。
【００４３】
次に、図６に示す如く、シリコン酸化膜３８上にフォトレジスト４３を形成する。そして、公知のフォトリソグラフィ技術を用い、Ｎ型の拡散層２０が形成される領域上のフォトレジスト４３に開口部を形成する。フォトレジスト４３をマスクとして用い、エピタキシャル層４の表面からＮ型不純物、例えば、リン（Ｐ）を加速電圧９０〜１１０（ｋｅＶ）、導入量１．０×１０１３〜１．０×１０１５（／ｃｍ２）でイオン注入する。その後、シリコン酸化膜３８及びフォトレジスト４３を除去し、リン（Ｐ）を熱拡散し、Ｎ型の拡散層２０を形成する。
【００４４】
次に、図７に示す如く、エピタキシャル層４表面を熱酸化し、エピタキシャル層４表面にシリコン酸化膜４４を形成する。Ｐ型の拡散層７、８、９、２１の形成領域上に開口部が形成されるように、シリコン酸化膜４４を選択的に除去する。そして、エピタキシャル層４が形成されたウエハー（図示せず）を洗浄することで、シリコン酸化膜４４の開口部から露出するエピタキシャル層４表面が親水性となる。
【００４５】
次に、モリブデン（Ｍｏ）が含有された水溶液（三酸化モリブデンをアンモニアで溶かした溶液）を、例えば、１０（ｍｌ）程度、回転塗布法により塗布する。そして、ウエハーを回転させながらウエハー表面を乾燥させた後、エピタキシャル層４の表面にＰ型不純物、例えば、ホウ素（Ｂ）を含む液体ソース４５を回転塗布法により塗布する。そして、上記モリブデン（Ｍｏ）及びホウ素（Ｂ）を同時に熱拡散することで、Ｐ型の拡散層７、８、９、２１を形成する。このとき、同時に基板３及びエピタキシャル層４にモリブデン（Ｍｏ）が拡散される。その後、シリコン酸化膜４４及び液体ソース４５を除去する。尚、少なくともモリブデン（Ｍｏ）はエピタキシャル層４内に拡散されていれば良い。
【００４６】
次に、図８に示す如く、公知のフォトリソグラフィ技術を用い、所望の形成方法により、Ｎ型の拡散層６、２２を形成する。その後、エピタキシャル層４上に絶縁層１０として、例えば、ＰＳＧ膜等を堆積する。そして、公知のフォトリソグラフィ技術を用い、例えば、ＣＨＦ３＋Ｏ２系のガスを用いたドライエッチングで、絶縁層１０にコンタクトホール１１、１２、１３、１４、２３、２４、２５を形成する。コンタクトホール１１、１２、１３、１４、２３、２４、２５には、アルミ合金、例えば、Ａｌ−Ｓｉ膜を選択的に形成し、コレクタ電極１５、１７、２８、エミッタ電極１６、２６及びベース電極１８、２８を形成する。
【００４７】
尚、本実施の形態では、Ｐ型の拡散層７、８、９、２１を形成する工程との共用工程により、基板３及びエピタキシャル層４にモリブデン（Ｍｏ）を拡散させる場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、エピタキシャル層４に分離領域用のＰ型の拡散層を形成する工程との共用工程により、基板３及びエピタキシャル層４にモリブデン（Ｍｏ）を拡散させる場合でもよい。また、本実施の形態では、モリブデン（Ｍｏ）が含有された水溶液を回転塗布法により塗布する場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、イオン注入法、モリブデン（Ｍｏ）が含有された水溶液中にウエハーを浸漬処理する方法、あるいは、ホウ素（Ｂ）を含む液体ソース４５内にモリブデン（Ｍｏ）化合物を含有させ、ホウ素（Ｂ）と共にモリブデン（Ｍｏ）を拡散させる方法によって、基板３及びエピタキシャル層４にモリブデン（Ｍｏ）を拡散させる場合でもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態における半導体装置を説明する断面図である。
【図２】本発明の実施の形態における半導体装置の特性を説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
【図４】本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
【図５】本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
【図６】本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
【図７】本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
【図８】本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  横型ＰＮＰトランジスタ
２  ＮＰＮトランジスタ
３  Ｐ型の単結晶シリコン基板
４  Ｎ型のエピタキシャル層
７  Ｐ型の拡散層
８  Ｐ型の拡散層
９  Ｐ型の拡散層
【図１】
2008034652.tif 000003
【図２】
2008034652.tif 000004
【図３】
2008034652.tif 000005
【図４】
2008034652.tif 000006
【図５】
2008034652.tif 000007
【図６】
2008034652.tif 000008
【図７】
2008034652.tif 000009
【図８】
2008034652.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成19年7月13日(2007.7.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
更に、図２に示すように、横型ＰＮＰトランジスタ１の電流増幅率（ｈＦＥ）のばらつき（σ／Ｘ）は、エピタキシャル層４内のモリブデン（Ｍｏ）の拡散量に応じて減少する。尚、図２では、横型ＰＮＰトランジスタ１のエミッタ電流（Ｉｅ）が、１０（μＡ）の場合の電流増幅率（ｈＦＥ）の平均値（Ｘ）及び標準偏差（σ）を示している。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
図示の如く、エピタキシャル層４内にモリブデン（Ｍｏ）を拡散させない場合には、横型ＰＮＰトランジスタ１の電流増幅率（ｈＦＥ）の標準偏差（σ）は３８．０であり、そのばらつき（σ／Ｘ）は１４（％）である。一方、濃度が０．１（ｐｐｍ）のモリブデン（Ｍｏ）水溶液（図７の説明参照）を用いた場合には、横型ＰＮＰトランジスタ１の電流増幅率（ｈＦＥ）の標準偏差（σ）は１３．０であり、そのばらつき（σ／Ｘ）は６（％）である。また、濃度が１．０（ｐｐｍ）のモリブデン（Ｍｏ）水溶液を用いた場合には、横型ＰＮＰトランジスタ１の電流増幅率（ｈＦＥ）の標準偏差（σ）は１１．０であり、そのばらつき（σ／Ｘ）は６（％）である。また、濃度が１０．０（ｐｐｍ）のモリブデン（Ｍｏ）水溶液を用いた場合には、横型ＰＮＰトランジスタ１の電流増幅率（ｈＦＥ）の標準偏差（σ）は５．９であり、そのばらつき（σ／Ｘ）は３（％）である。また、濃度が１００．０（ｐｐｍ）のモリブデン（Ｍｏ）水溶液を用いた場合には、横型ＰＮＰトランジスタ１の電流増幅率（ｈＦＥ）の標準偏差（σ）は８．０であり、そのばらつき（σ／Ｘ）は５（％）である。つまり、エピタキシャル層４内に一定値以上のモリブデン（Ｍｏ）が拡散されることで、製造ラインの中での金属汚染による影響を回避することができる。これは、製造ラインの中での金属汚染以上のモリブデン（Ｍｏ）がエピタキシャル層４内に拡散されるからであり、横型ＰＮＰトランジスタ１の電流増幅率（ｈＦＥ）のばらつきを低減することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
上述したように、横型ＰＮＰトランジスタ１では、モリブデン（Ｍｏ）との再結合促進作用を利用することで、正孔のライフタイムを減少させ、電流増幅率（ｈＦＥ）を低下させ、所望の電流増幅率（ｈＦＥ）を得ることができる。このとき、Ｎ型のエピタキシャル層４の不純物濃度を高くしていないため、横型ＰＮＰトランジスタ１の耐圧特性が劣化することを防止できる。更に、横型ＰＮＰトランジスタ１のベース幅（エミッタ−コレクタ領域間の離間距離）を広げることなく、電流増幅率（ｈＦＥ）が低下することで、横型ＰＮＰトランジスタ１のデバイスサイズが増大することも防止できる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
次に、図８に示す如く、公知のフォトリソグラフィ技術を用い、所望の形成方法により、Ｎ型の拡散層６、２２を形成する。その後、エピタキシャル層４上に絶縁層１０として、例えば、ＰＳＧ膜等を堆積する。そして、公知のフォトリソグラフィ技術を用い、例えば、ＣＨＦ３＋Ｏ２系のガスを用いたドライエッチングで、絶縁層１０にコンタクトホール１１、１２、１３、１４、２３、２４、２５を形成する。コンタクトホール１１、１２、１３、１４、２３、２４、２５には、アルミ合金、例えば、Ａｌ−Ｓｉ膜を選択的に形成し、コレクタ電極１５、１７、２８、エミッタ電極１６、２６及びベース電極１８、２７を形成する。