(57)【要約】【課題】縦型ＰＮＰトランジスタの周波数特性の改善を図る。【解決手段】Ｐ型基板１１にＮ型埋込み拡散層１２を埋込み形成し、高不純物濃度のＰ型第一埋込み拡散層１３をＮ型埋込み拡散層に埋込み形成する。Ｎ型埋込み拡散層とＰ型第一埋込み拡散層との間に、不純物濃度がＮ型埋込み拡散層の不純物濃度より高く、且つＰ型第一埋込み拡散層の不純物濃度より低いＰ型第二埋込み拡散層１４を埋込み形成する。次に、Ｐ型基板の表面上にＮ型エピタキシャル成長層１５を形成し、Ｐ型第一埋込み拡散層とＰ型第二埋込み拡散層との上にＰ型拡散層１６を拡散形成する。Ｎ型埋込み拡散層とＰ型拡散層との接合面、およびＮ型埋込み拡散層と高不純物濃度のＰ型埋込み拡散層との接合面に低不純物濃度のＰ型第二埋込み拡散層を介在させることにより、Ｃ−ＥＰＩ容量が減少する。【選択図】  図５
2004297015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｐ型基板と、Ｐ型基板に埋込み形成したＮ型埋込み拡散層と、Ｎ型埋込み拡散層に埋込み形成したＰ型第一埋込み拡散層と、Ｎ型埋込み拡散層とＰ型第一埋込み拡散層との間に埋込み形成したＰ型第二埋込み拡散層と、Ｐ型基板の表面上に形成したＮ型エピタキシャル成長層と、上記Ｐ型第一埋込み拡散層とＰ型第二埋込み拡散層との上に拡散形成したＰ型拡散層とを備え、前記Ｐ型第二埋込み拡散層の不純物濃度がＮ型埋込み拡散層の不純物濃度より高く、且つＰ型第一埋込み拡散層の不純物濃度より低い縦型ＰＮＰトランジスタ。
【請求項２】
Ｐ型基板とＰ型基板に埋込み形成したＮ型埋込み拡散層と、Ｎ型埋込み拡散層に埋込み形成したＰ型第二埋込み拡散層と、Ｐ型第二埋込み拡散層に埋込み形成したＰ型第一埋込み拡散層と、Ｐ型基板の表面上に形成したＮ型エピタキシャル成長層と、上記Ｐ型第一埋込み拡散層とＰ型第二埋込み拡散層との上に拡散形成したＰ型拡散層とを備え、前記Ｐ型第二埋込み拡散層の不純物濃度がＮ型埋込み拡散層の不純物濃度より高く、且つＰ型第一埋込み拡散層の不純物濃度より低い縦型ＰＮＰトランジスタ。
【請求項３】
Ｐ型基板にＮ型埋込み拡散層を埋込み形成する工程と、
不純物濃度がＮ型埋込み拡散層の不純物濃度より高いＰ型第一埋込み拡散層をＮ型埋込み拡散層に埋込み形成する工程と、
Ｎ型埋込み拡散層とＰ型第一埋込み拡散層との間に、不純物濃度がＮ型埋込み拡散層の不純物濃度より高く、且つＰ型第一埋込み拡散層の不純物濃度より低いＰ型第二埋込み拡散層を埋込み形成する工程と、
Ｐ型基板の表面上にＮ型エピタキシャル成長層を形成する工程と、
上記Ｐ型第一埋込み拡散層とＰ型第二埋込み拡散層との上にＰ型拡散層を拡散形成する工程からなる請求項１記載の縦型ＰＮＰトランジスタの製造方法。
【請求項４】
Ｐ型基板にＮ型埋込み拡散層を埋込み形成する工程と、
不純物濃度がＮ型埋込み拡散層の不純物濃度より高いＰ型第二埋込み拡散層をＮ型埋込み拡散層に埋込み形成する工程と、
不純物濃度がＰ型第二埋込み拡散層より高いＰ型第一埋込み拡散層をＰ型第二埋込み拡散層に埋込み形成する工程と、
Ｐ型基板の表面上にＮ型エピタキシャル成長層を形成する工程と、
上記Ｐ型第一埋込み拡散層とＰ型第二埋込み拡散層との上にＰ型拡散層を拡散形成する工程からなる請求項２記載の縦型ＰＮＰトランジスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、縦型ＰＮＰトランジスタ及び縦型ＰＮＰトランジスタの製造方法に関するものであり、特に、コレクタとエピタキシャル成長層間の寄生容量を低減した縦型ＰＮＰトランジスタ及び縦型ＰＮＰ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】
従来の縦型ＰＮＰトランジスタの構造及び縦型ＰＮＰトランジスタの製造方法を図にしたがって説明する。図１１において１はシリコン基板であるＰ型基板であり、Ｐ型基板１にＮ型の高濃度の不純物をドープし熱拡散によりＮ型埋込み拡散層２を形成する。次に、Ｎ型埋込み拡散層２の表面に前記の工程と同様に、Ｐ型の高濃度の不純物をドープし熱拡散によりＰ型埋込み拡散層３を形成する（図１２）。その後にＰ型基板１上にＮ型エピタキシャル成長層４を形成し（図１３）、Ｎ型エピタキシャル成長層４上にＰ型不純物をイオン注入することでＰ型拡散層５を形成する（図１４）。そして、Ｐ型拡散層５の表面にＰ型コレクタコンタクト層６を形成し、Ｎ型エピタキシャル成長層４上にＰ型エミッタ拡散層７とＮ型ベースコンタクト層８を形成する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１９０５３０号公報（段落番号０００４）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
半導体素子における性能向上要求項目の一つとして周波数特性の改善があるが、高周波数特性の制約要素としてコレクタとエピタキシャル成長層間の寄生容量（以下、Ｃ−ＥＰＩ容量と略す）が挙げられ、図１４に示した従来の縦型ＰＮＰトランジスタにおいてＣ−ＥＰＩ容量は下記の三箇所のＰＮ接合で決定される。
【０００５】
（ａ）  Ｐ型拡散層とＮ型エピタキシャル成長層の接合
（ｂ）  Ｐ型埋込み拡散層とＮ型エピタキシャル成長層の接合
（ｃ）  Ｐ型埋込み拡散層とＮ型埋込み拡散層の接合
そこで、上記の三箇所のＰＮ接合によるＣ−ＥＰＩ容量を低減して縦型ＰＮＰトランジスタの周波数特性を改善するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は上記課題を解決することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記目的を達成するために提案するものであり、Ｐ型基板と、Ｐ型基板に埋込み形成したＮ型埋込み拡散層と、Ｎ型埋込み拡散層に埋込み形成したＰ型第一埋込み拡散層と、Ｎ型埋込み拡散層とＰ型第一埋込み拡散層との間に埋込み形成したＰ型第二埋込み拡散層と、Ｐ型基板の表面上に形成したＮ型エピタキシャル成長層と、上記Ｐ型第一埋込み拡散層とＰ型第二埋込み拡散層との上に拡散形成したＰ型拡散層とを備え、前記Ｐ型第二埋込み拡散層の不純物濃度がＮ型埋込み拡散層の不純物濃度より高く、且つＰ型第一埋込み拡散層の不純物濃度より低い縦型ＰＮＰトランジスタを提供するものである。
【０００７】
また、Ｐ型基板とＰ型基板に埋込み形成したＮ型埋込み拡散層と、Ｎ型埋込み拡散層に埋込み形成したＰ型第二埋込み拡散層と、Ｐ型第二埋込み拡散層に埋込み形成したＰ型第一埋込み拡散層と、Ｐ型基板の表面上に形成したＮ型エピタキシャル成長層と、上記Ｐ型第一埋込み拡散層とＰ型第二埋込み拡散層との上に拡散形成したＰ型拡散層とを備え、前記Ｐ型第二埋込み拡散層の不純物濃度がＮ型埋込み拡散層の不純物濃度より高く、且つＰ型第一埋込み拡散層の不純物濃度より低い縦型ＰＮＰトランジスタを提供するものである。
【０００８】
また、Ｐ型基板にＮ型埋込み拡散層を埋込み形成する工程と、不純物濃度がＮ型埋込み拡散層の不純物濃度より高いＰ型第一埋込み拡散層をＮ型埋込み拡散層に埋込み形成する工程と、Ｎ型埋込み拡散層とＰ型第一埋込み拡散層との間に、不純物濃度がＮ型埋込み拡散層の不純物濃度より高く、且つＰ型第一埋込み拡散層の不純物濃度より低いＰ型第二埋込み拡散層を埋込み形成する工程と、Ｐ型基板の表面上にＮ型エピタキシャル成長層を形成する工程と、上記Ｐ型第一埋込み拡散層とＰ型第二埋込み拡散層との上にＰ型拡散層を拡散形成する工程からなる縦型ＰＮＰトランジスタの製造方法を提供するものである。
【０００９】
また、Ｐ型基板にＮ型埋込み拡散層を埋込み形成する工程と、不純物濃度がＮ型埋込み拡散層の不純物濃度より高いＰ型第二埋込み拡散層をＮ型埋込み拡散層に埋込み形成する工程と、不純物濃度がＰ型第二埋込み拡散層より高いＰ型第一埋込み拡散層をＰ型第二埋込み拡散層に埋込み形成する工程と、Ｐ型基板の表面上にＮ型エピタキシャル成長層を形成する工程と、上記Ｐ型第一埋込み拡散層とＰ型第二埋込み拡散層との上にＰ型拡散層を拡散形成する工程からなる縦型ＰＮＰトランジスタの製造方法を提供するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を図に従って詳述する。図１乃至図５は縦型ＰＮＰトランジスタの製造工程を示し、まず、シリコン基板であるＰ型基板１１にＮ型不純物をドープし熱拡散させて、図１に示すようにＮ型埋込み拡散層１２を形成する。
【００１１】
続いて、第一工程と同様にＮ型埋込み拡散層１２の表面にＰ型不純物をドープし熱拡散させて、図２に示すようにＮ型埋込み拡散層１２上にＰ型第一埋込み拡散層１３を形成する。
【００１２】
次に、Ｎ型埋込み拡散層１２とＰ型第一埋込み拡散層１３の接合箇所にＰ型第一埋込み拡散層１３よりも低濃度のＰ型不純物をドープし熱拡散させて、図３に示すようにＮ型埋込み拡散層１２とＰ型第一埋込み拡散層１３との間にＰ型第二埋込み拡散層１４を形成する。
【００１３】
ここで、Ｎ型埋込み拡散層１２とＰ型第一埋込み拡散層１３とＰ型第二埋込み拡散層１４の不純物濃度は、下記の条件を満たすものとする。
【００１４】
Ｎ型埋込み拡散層１２＜Ｐ型第二埋込み拡散層１４＜Ｐ型第一埋込み拡散層１３
以上の埋込み拡散層形成処理の後に、図４に示すようにエピタキシャル成長処理を施してＮ型エピタキシャル成長層１５を形成する。
【００１５】
次に、図５に示すようにＮ型エピタキシャル成長層１５内のＰ型第一埋込み拡散層１３とＰ型第二埋込み拡散層１４の範囲内にＰ型不純物をイオン注入し拡散させてＰ型拡散層１６を形成する。したがって、Ｐ型拡散層１６はＰ型第一埋込み拡散層１３とＰ型第二埋込み拡散層１４の上にあってＮ型埋込み拡散層１２には直接接触していない。そして、Ｐ型拡散層１６上にコレクタコンタクト層１７を形成し、Ｎ型エピタキシャル成長層１５上にＰ型エミッタ拡散層１８とベースコンタクト層１９を形成し、それぞれ対応する図示しないコレクタ電極ならびにエミッタ電極、ベース電極が形成されて縦型ＰＮＰトランジスタが完成する。
【００１６】
上記の縦型ＰＮＰトランジスタにおいてＣ−ＥＰＩ容量は下記の三箇所のＰＮ接合によって決定される。
【００１７】
（ｄ）  Ｐ型拡散層１６とＮ型エピタキシャル成長層１５の接合
（ｅ）  Ｐ型第二埋込み拡散層１４とＮ型埋込み拡散層１２の接合
（ｆ）  Ｐ型第一埋込み拡散層１３とＮ型埋込み拡散層１２の接合
また、電気容量についてＮ型拡散層の不純物濃度（ＮＤ）とＰ型拡散層の不純物濃度（ＮＡ）には下記の関係があることが知られている。
【００１８】
容量α＝√（（ＮＤ＊ＮＡ）／（ＮＤ＋ＮＡ））
したがって、上記のようにＮ型埋込み拡散層１２とＰ型第一埋込み拡散層１３との間にＰ型第一埋込み拡散層１３よりも不純物濃度（ＮＡ）が低いＰ型第二埋込み拡散層１４を入れることによって、従来例において述べた  （ｂ）（Ｐ型埋込み拡散層とＮ型エピタキシャル成長層の接合容量）及び（ｃ）（Ｐ型埋込み拡散層とＮ型埋込み拡散層の接合容量）の一部において容量が低下し、縦型ＰＮＰトランジスタ全体のＣ−ＥＰＩ容量を低減することができる。
【００１９】
図６乃至図１０は他の実施形態を示し、まず、先の製造工程と同様にＰ型基板２１にＮ型埋込み拡散層２２を形成し（図６）、続いて、低濃度のＰ型不純物をドープし熱拡散させてＮ型埋込み拡散層２２上にＰ型第二埋込み拡散層２３を形成する（図７）。
【００２０】
次に、Ｐ型第二埋込み拡散層２３へより高濃度のＰ型不純物をドープし熱拡散させてＰ型第二埋込み拡散層上にＰ型第一埋込み拡散層２４を形成する（図８）。
【００２１】
そして、Ｐ型基板２１上にＮ型エピタキシャル成長層２５を形成し（図９）、Ｎ型エピタキシャル成長層２５のＰ型第一埋込み拡散層２４とＰ型第二埋込み拡散層２３の範囲内にＰ型不純物をイオン注入し拡散させてＰ型拡散層２６を形成する（図１０）。そして、Ｐ型拡散層２６上にコレクタコンタクト層２７を形成し、Ｎ型エピタキシャル成長層２５上にＰ型エミッタ拡散層２８とベースコンタクト層２９を形成し、それぞれ対応する図示しないコレクタ電極ならびにエミッタ電極、ベース電極が形成される。
【００２２】
上記の縦型ＰＮＰトランジスタにおいてＣ−ＥＰＩ容量は下記の二箇所のＰＮ接合容量となる。
【００２３】
（ｇ）  Ｐ型拡散層２６とＮ型エピタキシャル成長層２５の接合容量
（ｈ）  Ｐ型第二埋込み拡散層２３とＮ型埋込み拡散層２２の接合容量
上記の製造方法においては、Ｎ型埋込み拡散層２２上に先ずＰ型第二埋込み拡散層２３を形成し、Ｐ型第二埋込み拡散層２３上にＰ型第一埋込み拡散層２４を形成することによって、不純物濃度（ＮＡ）が低いＰ型第二埋込み拡散層２３のみがＮ型埋込み拡散層２２へ接合することになり、縦型ＰＮＰトランジスタのＣ−ＥＰＩ容量を著しく低減することができる。
【００２４】
尚、この発明は上記の実施形態に限定するものではなく、この発明の技術的範囲内において種々の改変が可能であり、この発明がそれらの改変されたものに及ぶことは当然である。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は縦型ＰＮＰトランジスタのＮ型埋込み拡散層とＰ型拡散層との接合面、およびＮ型埋込み拡散層と高不純物濃度のＰ型埋込み拡散層との接合面に低不純物濃度のＰ型第二埋込み拡散層を介在させることにより、Ｃ−ＥＰＩ容量を低減させることができ、縦型ＰＮＰトランジスタの周波数特性の改善に効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示し、縦型ＰＮＰトランジスタの製造方法の第一工程図。
【図２】縦型ＰＮＰトランジスタの製造方法の第二工程図。
【図３】縦型ＰＮＰトランジスタの製造方法の第三工程図。
【図４】縦型ＰＮＰトランジスタの製造方法の第四工程図。
【図５】縦型ＰＮＰトランジスタの製造方法の第五工程図。
【図６】本発明の他の実施形態を示し、縦型ＰＮＰトランジスタの製造方法の第一工程図。
【図７】縦型ＰＮＰトランジスタの製造方法の第二工程図。
【図８】縦型ＰＮＰトランジスタの製造方法の第三工程図。
【図９】縦型ＰＮＰトランジスタの製造方法の第四工程図。
【図１０】縦型ＰＮＰトランジスタの製造方法の第五工程図。
【図１１】従来例を示し、縦型ＰＮＰトランジスタの製造方法の第一工程図。
【図１２】従来例を示し、縦型ＰＮＰトランジスタの製造方法の第二工程図。
【図１３】従来例を示し、縦型ＰＮＰトランジスタの製造方法の第三工程図。
【図１４】従来例を示し、縦型ＰＮＰトランジスタの製造方法の第四工程図。
【符号の説明】
１１          Ｐ型基板
１２          Ｎ型埋込み拡散層
１３          Ｐ型第一埋込み拡散層
１４          Ｐ型第二埋込み拡散層
１５          Ｎ型エピタキシャル成長層
１６          Ｐ型拡散層
１７          コレクタコンタクト層
１８          エミッタ拡散層
１９          ベースコンタクト層
２１          Ｐ型基板
２２          Ｎ型埋込み拡散層
２３          Ｐ型第二埋込み拡散層
２４          Ｐ型第一埋込み拡散層
２５          Ｎ型エピタキシャル成長層
２６          Ｐ型拡散層
２７          コレクタコンタクト層
２８          エミッタ拡散層
２９          ベースコンタクト層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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