(57)【要約】シリコンバイポーラトランジスタ（１００）は、共にベースを形成する高ドーピングされている第１ベース層（１０５）および低ドーピングされている第２ベース層（１０６）を有するベースを備えている。エミッタは、完全に高ドーピングされており、第２ベース層（１０６）に直接取り付けられる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、すべてがドーピング原子によって高ドーピングされているエミッタと、コレクタとを備え、
上記ベースは、ドーピング原子によって高ドーピングされた第１ベース領域と、ドーピング原子によって低ドーピングされた第２ベース領域とを有し、
上記エミッタは、上記第２ベース領域に直接接触していることを特徴とするシリコンバイポーラトランジスタ。
【請求項２】
上記第１ベース領域は、上記第２ベース領域よりも上記コレクタの領域の近くに配置されていることを特徴とする請求項１に記載のシリコンバイポーラトランジスタ。
【請求項３】
上記第１ベース領域は、上記第２ベース領域よりも少なくとも２倍、上記ドーピング原子によって、高ドーピングされていることを特徴とする請求項１または２に記載のシリコンバイポーラトランジスタ。
【請求項４】
上記第２ベース領域は、１ｃｍ３あたり約５×１０１８個のドーピング原子によってドーピングされていることを特徴とする請求項３に記載のシリコンバイポーラトランジスタ。
【請求項５】
上記第１ベース領域は、１ｃｍ３あたり約３×１０１９個のドーピング原子によってドーピングされていることを特徴とする請求項３または４に記載のシリコンバイポーラトランジスタ。
【請求項６】
上記第２領域は、１０ｎｍから４０ｎｍのベース幅を有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のシリコンバイポーラトランジスタ。
【請求項７】
上記第１ベース領域は、１ｎｍから３０ｎｍのベース幅を有することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のシリコンバイポーラトランジスタ。
【請求項８】
上記ベースは、さらに、第１ベース領域と第２ベース領域との間の本質的に急激な変化に対応するために用いる、さらなるドーピング原子を有することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のシリコンバイポーラトランジスタ。
【請求項９】
上記ドーピング原子は、硼素原子を含んでいることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載のシリコンバイポーラトランジスタ。
【請求項１０】
上記ベースは、さらに、上記ドーピング原子の拡散を減少するための炭素原子を含んでいることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載のシリコンバイポーラトランジスタ。
【請求項１１】
上記ベースは、ゲルマニウム原子を含んでいることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載のシリコンバイポーラトランジスタ。
【請求項１２】
上記エミッタは、ポリシリコンを含んでいることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のシリコンバイポーラトランジスタ。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載のシリコンバイポーラトランジスタを、少なくとも１つ有することを特徴とする回路構造。
【請求項１４】
コレクタを形成し、
ベースを形成し、
第１ベース領域をドーピング原子によって高ドーピングし、
第２ベース領域をドーピング原子によって低ドーピングし、
エミッタを、第２ベース領域に直接形成し、
上記エミッタのすべてを、ドーピング原子によって高ドーピングすることを特徴とするシリコンバイポーラトランジスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、シリコンバイポーラトランジスタ、回路構造、およびシリコン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。
【０００１】
シリコンバイポーラトランジスタ、その回路構造およびその製造方法は、［１］から知られている。
【０００２】
通常のシリコンバイポーラトランジスタは、エミッタと、ベースと、コレクタとを備えている。
【０００３】
［１］から知られているバイポーラトランジスタでは、バイポーラトランジスタの最大振動周波数が、以下の式：
【０００４】
【数１】
2004503936.tif 000003
【０００５】
に基づいて算出されるということが知られている。ここで
・ｆｍａｘはバイポーラトランジスタの最大振動周波数、
・ｆＴはバイポーラトランジスタの走行周波数、
・ＲＢはバイポーラトランジスタのベース抵抗、
・ＣＢＣはバイポーラトランジスタのベース−コレクタ容量を示している。
【０００６】
従って、［１］に示されるように、バイポーラトランジスタのできる限り高い振動周波数を得るためには、バイポーラトランジスタのベース抵抗ＲＢを減少させることが望ましい。
【０００７】
バイポーラトランジスタのベース抵抗ＲＢは、端子領域の電気抵抗によっても、ドーピング原子によるベースドーピング形状のシート抵抗（Ｓｃｈｉｃｈｔｗｉｄｅｒｓｔａｎｄ）によっても決定される。
【０００８】
ドーピング原子によりトランジスタベースが均一にドーピングされている場合、ピンチとも称されるシート抵抗は、ベースの層厚に反比例している。
【０００９】
しかし、バイポーラトランジスタにおけるベースの層厚の上昇は、バイポーラトランジスタにおける少数キャリア用のベース通過時間τの延長に繋がる。
【００１０】
５×１０１８ｃｍ−３の濃度を超えるドーピング原子によるベースのドーピングの上昇は、バイポーラトランジスタのエミッタとベースとの間の接点の絶縁破壊電圧を過度に低い値に減少させると同時に、ベース／エミッタ遮断層容量（Ｂａｓｉｓ−Ｅｍｉｔｔｅｒ−Ｓｐｅｒｒｓｃｈｉｃｈｔｋａｐａｚｉｔａｅｔ）の増加を引き起こす。
【００１１】
ベース抵抗を減少させるために、［１］では、バイポーラトランジスタのエミッタを、ドーピング原子によって約１０１８ｃｍ−３の濃度に低ドーピングすることが提案されている。
【００１２】
これに対して、［１］から知られているバイポーラトランジスタのベースは、ドーピング原子によって、約１０２０ｃｍ−３のドーピング原子の濃度に高ドーピングされている。
【００１３】
低ドーピングされたエミッタの場合に、バイポーラトランジスタのエミッタ−ベース接点の遮断性能（Ｓｐｅｒｒｆａｅｈｉｇｋｅｉｔ）が失われることなく、ベースを高ドーピングできることが、このような方法によって達成される。
【００１４】
通過周波数を上昇させるため、［１］に記載のトランジスタのベースは、ゲルマニウムを含んでいる。
【００１５】
更に、［２］には、エピタキシーエミッタを有するトランジスタに、炭素原子を添加することによって硼素拡散を減少させることが記載されている。
【００１６】
更に、［３］から、７４ＧＨｚの大変高い最大振動周波数ｆｍａｘを備えているバイポーラトランジスタが開示されている。
【００１７】
［６］は、ヒ化ガリウムのベースに基づくバイポーラトランジスタを記載している。ここで、ベース層は、２つの部分ベース層、すなわち、それぞれヒ化ガリウムからなるｐ＋＋ドーピングされた第１ベース層と、ｐ＋ドーピングされた第２ベース層とを備えている。そして、このベース層は、ｎドーピングされたヒ化ガリウムからなるコレクタ層に接触している。
【００１８】
ｐ＋ドーピングされたヒ化ガリウム部分ベース層は、亜鉛ドーピング原子の拡散バリアの役割を果たす。上記ｐ＋ドーピングされたヒ化ガリウム層は、該ヒ化ガリウム層に接触した、ｎ＋ドーピングされたエミッタ阻止層（Ｅｍｉｔｔｅｒ−Ｓｔｏｐｐｓｃｈｉｃｈｔ）を有している。このエミッタ阻止層は、亜鉛を絶縁するための、エミッタとベースとの間のバリア層の役割を果たす。これにより、確実に、エミッタがｎドーピングされ続ける。エミッタ阻止層は、該エミッタ阻止層に接触したヒ化ガリウムからなるｎドーピングされた「段階的な（ｇｅｇｒａｄｅｔｅ）」エミッタ層の連続を有している。
【００１９】
更に、［７］は、２つのベース層を有するベースを含んでいるシリコンバイポーラトランジスタを示す。この２つのベース層は、ｎドーピングされたコレクタに接触するｐ＋ドーピングされた第１ベース層と、このベース層の上に接触するｐ−ドーピングされた第２ベース層である。第２ベース層は、ｎ−ドーピングされた、すなわち低ドーピングされた、該第２ベース層に接触する第１中間層を有しており、その直後は、該第１中間層に接触する高ドーピングされたｎ＋エミッタである。
【００２０】
上記層の連続は、ベースとエミッタとの間に、ｎドーピングされた中間層を挿入する必要があるという、特有の欠点を有している。このことは、製造する上で、特に、大量生産では、相当煩雑（Ａｕｆｗａｎｄ）となる。従って、技術的に極めて困難となる。更に、このようにしてトランジスタを大量生産すると、製造コストが非常に高くなる。
【００２１】
［８］には、ベース層に、当該ベース層と同じ伝導型の更なる層を含む電力トランジスタ（Ｌｅｉｓｔｕｎｇｓｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が記載されている。
【００２２】
［９］には、エミッタゾーンが、エミッタゾーンの前に配置されたベースゾーンの伝導型のゾーンを有するトランジスタが記載されている。このゾーンの不純物濃度は、ベースゾーンの不純物濃度よりも低いが、１ｃｍ３あたり、少なくとも１０１６個の不純物が存在する。
【００２３】
［１０］には、エミッタ層と、該エミッタ層を取り囲んでおり、エミッタ層の表面が露出していてもよい真性ベース層（ｉｎｔｒｉｎｓｉｓｃｈｅ Ｂａｓｉｓｓｃｈｉｃｈｔ）と、外部ベース層と、該真性ベース層と外部ベース層との間にある連結ベース層とがコレクタ層に形成された半導体装置が記載されている。
【００２４】
［１１］には、部分的に減少する形状（ｆａｌｌｅｎｄｅｒ Ｃｈａｒａｋｔｅｒｉｓｔｉｋ）と、ｎｐｐ＋ｎ＋もしくはｐｎｎ＋ｐ＋のゾーンの連続を有する半導体本体とによって切り替えを行うトランジスタが記載されている。
【００２５】
［１２］には、バイポーラトランジスタおよびその製造方法が記載されている。この際、バイポーラトランジスタは、コレクタ領域と、このコレクタ領域を取り囲んでいる絶縁領域とを備えている。コレクタ領域の上側には単結晶層の連続が配置されており、絶縁領域の上側には、多結晶層の連続が配置されている。この際、被覆層はベース層の上に配置されており、この被覆層は活性なエミッタ領域において部分的にまたは完全に平坦化されている。
【００２６】
その他のＧａＡｓバイポーラトランジスタは、［１３］、［１４］および［１５］に記載されている。
【００２７】
従って、本発明は、シリコンバイポーラトランジスタ、回路構造およびシリコンバイポーラトランジスタの製造方法に特有の課題に基づくものである。この際、シリコンバイポーラトランジスタは、［３］に基づくシリコンバイポーラトランジスタと比較してより高い最大振動周波数ｆｍａｘを有している。
【００２８】
上記の課題は、独立特許請求項に記載の特徴を有するシリコンバイポーラトランジスタ、回路構造、および、シリコンバイポーラトランジスタの製造方法によって解決される。
【００２９】
シリコンバイポーラトランジスタは、エミッタ、ベースおよびコレクタを備えている。上記エミッタの全ては、ドーピング原子によって高ドーピングされている。この際、ドーピング原子は、ベース領域のドーピングに使用されているドーピング原子とは反対の伝導型である。このことは、ベース領域がｎドーピングされている場合、全てのエミッタが高くｐドーピングされており、ベース領域がｐドーピングされている場合、全体のエミッタが高くｎドーピングされていることを意味している。上記エミッタは、ポリシリコンを備えていることが好ましい。
【００３０】
上記ベースは、第１ベース領域と第２ベース領域とに分類され、第２ベース領域は、ドーピング原子、例えば、硼素原子によって、低濃度にドーピングされている。すなわち、第２領域は、ドーピング原子によって低ドーピングされている。
【００３１】
これに対して、第１ベース領域は、ドーピング原子、例えば、硼素原子によって高ドーピングされている。
【００３２】
本発明の範囲では、上記「低ドーピング」および「高ドーピング」の表現（Ｂｅｇｒｉｆｆｅ）は、高ドーピングの場合には、１ｃｍ３あたりのドーピング原子数が、低ドーピングと比べて著しく多いこと、好ましくは、少なくとも２倍（Ｆａｋｔｏｒ ｚｗｅｉ）多いことと理解されるべきである。
【００３３】
例えば、第２ベース領域は、１ｃｍ３あたり５×１０１７から１×１０１９個のドーピング原子からドーピングされ、第１ベース領域は、１ｃｍ３あたり１０１９から約２×１０２０個のドーピング原子からドーピングされていてもよい。
【００３４】
本発明は、通常はできるだけ均一にドーピングされているバイポーラトランジスタのベースが、第１領域において高ドーピングされている第１ベース領域と、第２領域において低ドーピングされている第２ベース領域とに分割されることによって、具体化される。
【００３５】
このようにして、ベースのシート抵抗、すなわち、ベース抵抗ＲＢが著しく減少し、ベース抵抗を５倍以上減少させることさえ可能である。
【００３６】
本発明の実施の一形態では、第１ベース領域の幅（第１ベース幅Ｗ１）および第２ベース領域の幅（第２ベース幅Ｗ２）を、以下の規則に基づいて規定（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｉｅｒｔ）することができる：
第２ベース幅Ｗ２は、エミッタ／ベースｐｎ遷移の所望の逆電圧（Ｓｐｅｒｒｓｐａｎｎｕｎｇ）に基づいて選択され、１０ｎｍから４０ｎｍの幅を有することが好ましい。例えば、２Ｖの逆電圧では、第２ベース幅Ｗ２は、２０ｎｍであることが好ましい。
【００３７】
第１ベース幅Ｗ１は、できるだけ薄く選択される。更に、第１ベース領域は、できるだけ高ドーピングされるので、後続する加熱工程（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｓｃｈｒｉｔｔｅ）の間に、形状（Ｐｒｏｆｉｌｅ）の大きな拡張は生じない。第１ベース幅Ｗ１は、例えば１ｎｍから３０ｎｍでもよい。
【００３８】
第１ベース領域は、バイポーラトランジスタのコレクタに配置され、上述の規則から明らかなように、できるだけ狭く、すなわち、できるだけ小さな第１ベース幅Ｗ１を有するように形成され、ドーピング原子によってできるだけ高ドーピングされることが好ましい。
【００３９】
第１ベース領域と第２ベース領域との間の個々のドーピング原子の拡散を更に減少させるために、本発明の実施の一形態では、例えば、硼素ドーピング原子の拡散を減少させるためのベースに、炭素原子を導入することが有利である。
【００４０】
本発明の実施の一形態では、ベース電荷が上昇することによるトランジスタ電流増幅率の減少は、ゲルマニウム原子を添加することによって有利に補正できる。加えて、Ｇｅをさらに添加することにより、バイポーラトランジスタの走行周波数、すなわち、最大発振周波数も上昇する。
【００４１】
本発明の他の実施形態では、条件が第２ベース領域を、約５×１０１８ｃｍ−３の濃度にドーピングし、第１ベース領域を１ｃｍ３あたり３×１０１９個のドーピング原子によってドーピングすることからなる。
【００４２】
［３］に記載されるように、エミッタ窓（Ｅｍｉｔｔｅｒｆｅｎｓｔｅｒ）（つまり、エミッタが形成されるべき領域）は、ドライエッチングによってサンドイッチ構造に開口される。このサンドイッチ構造は、下から上へ見ると：
・ｐ＋ポリシリコン、
・ＴＥＯＳ、
・窒化物
を含んでいる。
【００４３】
エミッタ窓の側壁は、窒化物スペーサーによって形成される。
【００４４】
最初はまだ酸化物層によってまだ被覆されているコレクタは、等方性ウエットエッチングによって露出される。この場合、［４］に記載されているように、その上に配置されているポリシリコンのアンダーエッチングによって、ポリシリコン突出部が生じる。
【００４５】
更に、本発明の好ましい形態では、条件が硼素原子の代わりのドーピング原子として使用される、アルミニウム原子またはガリウム原子からなる。
【００４６】
しかし、硼素原子の使用は、硼素原子が通常、当然、代わりに使用できる他の公知のドーピング原子よりも小さな拡散速度を有するという長所を有している。このことは、特に、大きく異なっているドーピングによって２つのベース領域を製造するために特に有利である。
【００４７】
少なくとも１つのこのようなバイポーラトランジスタを有する回路構造は、例えば、例えば、移動無線分野または一般的な高クロック速度のプロセッサーといった、高周波数適用に、特に適している。
【００４８】
バイポーラトランジスタの製造方法では、絶縁の後、つまり、コレクタが形成された後、第１ベース領域を形成する第１ベース層は、上記コレクタ上に成長させる。第１ベース層は、好ましくは、例えば、ドーピングガスとしてジボラン（Ｂ２Ｈ６）を用いて、第１分圧下、気相成長によって成長させる。
【００４９】
ただし、ドーピング原子の混合は、気相成長の間に使用される分圧に対して、まず得られた近似値では（ｉｎ ｅｒｓｔｅｒ Ｎａｅｈｒｕｎｇ）一次的である。
【００５０】
第１ベース層に、第２ベース領域を形成する第２ベース層が、第２分圧下で気相成長を使用して成長される。この際、第２分圧は、上記第１分圧よりも著しく小さい。また、ドーピングガスとしてのジボランの使用は、第２ベース層を気相成長させるのと同様に、第２ベース層、すなわち、第２ベース領域が、第１ベース層、つまり第１ベース領域よりも一層低ドーピングされることを意味する。
【００５１】
本発明の実施の一形態では、ベースが形成されるように、［５］に記載の手順に基づきゲルマニウムが添加される。この際、以下に図３と関連して説明されるように、段差形状が第１ベース領域と第２ベース領域とによって確実に形成される本発明は、適切に形成される。
【００５２】
本発明の実施例を、図に示し、以下に詳しく説明する。
【００５３】
図１は、本発明の実施例に基づくバイポーラトランジスタの断面図である。図２ａから図２ｃは、異なる製造の時点でのバイポーラトランジスタの構造の断面図である。図３は、図１のバイポーラトランジスタのドーピング形状の概略図である。
【００５４】
図１は、ベース端子１０１、エミッタ端子１０２およびコレクタ端子１０３を有するバイポーラトランジスタ１００を示す。
【００５５】
ベース端子１０１は、ｐドーピングされたポリシリコン層１０４を介してベースを形成する２つのベース領域に連結されている。
【００５６】
第１ベース領域１０５は、３×１０１９個のドーピング原子（本実施例では硼素原子）に高ドーピングされている。
【００５７】
第２ベース領域としての第２ベース層１０６は、気相成長を使用して第１ベース領域１０５上に成長される。第２ベース領域のドーピングは、１ｃｍ３あたり約５×１０１８個のドーピング原子である。
【００５８】
ベース、特に第１ベース領域１０５は、以下に更に詳しく説明されるように、気相成長を用いて、コレクタ層１０７上に成長される。コレクタ層には、ｎ＋ドーピングされた層１０８が埋め込まれている（ｎ＋埋込層）。
【００５９】
ｎ＋ドーピングされた層１０８は、コレクタ１０７、すなわち、コレクタ層１０７を、コレクタ端子１０３に連結する。
【００６０】
図２ａから図２ｃに示すように、後述するバイポーラトランジスタの製造方法は、均一にドーピングされたベースを有する、［３］に記載されているようなバイポーラトランジスタの製造方法にほぼ相当している。
【００６１】
しかし、本製造方法における違いは、ベース層の形成の範囲にある。
【００６２】
［３］に記載されているように、シリコンを含んでいるコレクタ層１０７から始まる、エミッタ領域、すなわち、製造方法の最後に形成されるエミッタ領域は、サンドイッチ構造によって規定される。このサンドイッチ構造は、真空蒸着法（ＣＶＤ法）を用いた気相から形成される。
【００６３】
サンドイッチ構造は、下から上に見て、以下の層：
・ｐ＋ポリシリコン、
・ＴＥＯＳ、
・窒化物
を備えている。
【００６４】
エミッタ窓の側壁は、窒化物スペーサーによって製造されている。
【００６５】
最初はまだ酸化物層によって被覆されているコレクタは、等方性ウエットエッチングによって露出される。この際、［４］に記載されているように、その上にあるポリシリコンのアンダーエッチングによって、ポリシリコン突出部が生じる。
【００６６】
コレクタ層１０７は、１ｃｍ３あたり２×１０１７個のドーピング原子によってｎドーピングされている。
【００６７】
薄い窒化物スペーサー２０３が、サンドイッチ構造２０１に形成された後、酸化物層２０２は、ウエットエッチングを用いて、ｐ＋ドーピングされたポリシリコン層２０４の下側までアンダーエッチングされる。その結果、約０．１μｍ幅の接触領域２０５が生じる。
【００６８】
後続する工程（図２ｂ参照）では、第１ベース層２０７と第２ベース層２０８とによって構成されているベース層２０６を成長させるために、６５０℃から９００℃の温度、１から１００ｔｏｒｒの圧力下で、気相成長が用いられる。
【００６９】
本実施例では、気相成長の範囲で使用されるガスは、１０から５０ｓｌｍの水素キャリアガスである。この水素キャリアガスは、バイポーラトランジスタの形状を得るために、また、第１ベース領域と第２ベース領域との間のドーピング原子（後述する）の拡散を減少するために、炭素原子とゲルマニウム原子とを組込んだ以下のガス：
・ジクロルシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）、
・塩化水素（ＨＣｌ）
・ゲルマニウム水素（ＧｅＨ４）
・メチルシラン（ＳｉＨ３ＣＨ３）
を含んでいる。気相成長の範囲で用いられるこれらガスは、気相成長の範囲で用いられる全圧の１０−４−１０−２の分圧下で使用される。
【００７０】
第１ベース層２０７の形成に用いられるドーピングガスは、全圧に対して１０−５の分圧のジボラン（Ｂ２Ｈ６）である。このとき、ゲルマニウム水素が、１０−４の分圧下で、第１ベース層に添加される。その結果、第１ベース層は、３×１０１９個の硼素原子の場合、約２０％のゲルマニウム原子の濃度を示す。その結果、図３に示すように、例えば［５］に記載のゲルマニウム用のドーピング形状が形成される。
【００７１】
第１ベース層２０７におけるドーピング原子によるドーピングは、ドーピングの濃度に応じているので、まず得られた近似値では分圧に対して一次的になる。このドーピングは、上記濃度、すなわち、第２ベース層２０８のドーピング原子によるドーピングよりも少なくとも２倍大きい。
【００７２】
第１ベース幅Ｗ１は、できるだけ薄く選択される。更に、第１ベース領域はできるだけ高ドーピングされており、その結果、後続する加熱工程の間に、形状が大きく拡張されることはない。第１ベース幅Ｗ１は、本実施例では１ｎｍから３０ｎｍである。
【００７３】
第１ベース層２０７には、全圧の１０−６の分圧下で第２ベース層２０８を形成するために、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）が用いられる。
【００７４】
同じくゲルマニウム水素が、全圧の１０−５の分圧下で第２ベース層２０９を形成する間に、図３に示す形状で添加される。
【００７５】
従って、１ｃｍ３あたり約５×１０１８の硼素ドーピング原子と、約５％のゲルマニウム原子とのドーピング濃度を有する第２ベース層２０８が形成される。
【００７６】
第２ベース幅Ｗ２は、本実施例では、エミッタ−ベースｐｎ遷移の所望の遮断電圧に応じて、１０ｎｍから４０ｎｍの幅で選択され、２Ｖの遮断電圧の場合、第２ベース幅Ｗ２は２０ｎｍである。
【００７７】
続く工程（図２ｃ参照）では、窒化物スペーサー２０３が、燐酸を用いて除去される。そして、［３］に詳しく説明されている方法に基づいて、ｎ＋ドーピングされたポリシリコンエミッタ２０９が、第２ベース層２０８上に順に成長される更なるスペーサー２１０の上に形成される。
【００７８】
この手順に基づき、図１からバイポーラトランジスタ１００を形成するために、図３に示すドーピング推移３００が生じる。
【００７９】
バイポーラトランジスタ１００の内部での個々の層の成長方向に対して、場所的な方向（Ａｕｓｒｉｃｈｔｕｎｇ）を示す縦座標３０１に沿って、各層のドーピング原子の各濃度が、横座標３０２を用いて示される。
【００８０】
ベースを介した電子の走行時間を短く保持するために、第１ベース領域をできるだけ狭く設計し、高ドーピングすることが有利である。
【００８１】
エミッタ層２０９におけるドーピング原子によるドーピング濃度を示すエミッタ−ドーピング曲線３０３に基づいて、後続する、第２ベース幅Ｗ２に沿った第２ベースドーピング推移３０４は、１ｃｍ３あたり５×１０１８個の硼素原子の第２ベース層２０８における硼素原子のドーピング推移を示す。第２ベース層は、階段状に、すなわち、本質的に急激に、第１ベース領域の高ドーピングへと変化する。すなわち、第１ベース幅Ｗ１を有し、１ｃｍ３あたり３×１０１９個の硼素原子からなる硼素原子ドーピングされた（第１ベースドーピング推移３０５によって示される）第１ベース層２０７を与える。
【００８２】
破線３０６は、ベースの第１ベース層２０７および第２ベース層２０８における、ゲルマニウム原子に相当する濃度推移を示す。平坦な部分、すなわち、第２ベース領域は、約５％のゲルマニウム原子を含んでいる。コレクタ側の領域、すなわち、第１ベース領域は、約２０％のゲルマニウム原子を含んでいる。
【００８３】
上述のドーピング推移を有するこのようなバイポーラトランジスタは、ベース推移を用いることにより、通常は７ｋΩのベースのシート抵抗を、３．５ｋΩに半減するということが実験的に明らかにされる。この際、バイポーラトランジスタの走行時間τは、均一ベースの場合、１．５ｐｓから、異なるドーピングにより分割されたベースの場合、ほんの僅かだけ走行時間１．６ｐｓに上昇される。
【００８４】
本明細書では、以下の刊行物を引用した：
［１］「低ドーピングされたエミッタおよびコレクタ領域の、ＳｉＧｅベースのＨＢＴの高周波数性能への影響」
（Ｂ．Ｈｅｉｎｅｍａｎｎ ｅｔ ａｌ．， Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｌｏｗ ｄｏｐｅｄ ｅｍｉｔｔｅｒ ａｎｄ ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ ｒｅｇｉｏｎｓ ｏｎ ｈｉｇｈ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ＳｉＧｅ−Ｂａｓｅ ＨＢＴｓ， Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ， ３８巻， ６番， 頁１１８３− １１８９， １９９５）
［２］「エピフリーウェルにおけるＳｉ／ＳｉＧｅ：Ｃヘテロ接合バイポーラトランジスタ」
（Ｄ． Ｋｎｏｌｌ ｅｔ ａｌ， Ｓｉ／ＳｉＧｅ： Ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ ｉｎ ａｎ Ｅｐｉ−Ｆｒｅｅ Ｗｅｌｌ， シングルポリシリコンテクノロジー， ＩＥＤＭ ９８， 頁 ７０３− ７０６， １９９８）
［３］「７４ＧＨｚｆｍａｘと１１ｐｓゲート遅延によるＳｉＧｅベースバイポーラ技術」
（Ｔ． Ｆ． Ｍｅｉｓｔｅｒ ｅｔ ａｌ．， ＳｉＧｅ Ｂａｓｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗｉｔｈ ７４ ＧＨｚ ｆｍａｘ ａｎｄ １１ ｐｓ Ｇａｔｅ Ｄｅｌａｙ， ＩＥＤＭ， 頁７３９−７４０， １９９５）
［４］米国特許公報第５３２６７１８号（ＵＳ ５ ３２６ ７１８）
［５］「ノイズパラメータモデリングとＲＦ応用のためのＳｉＧｅ形状設計交換条件」
（Ｎｉｕ Ｇｕｏｆｕ ｅｔ ａｌ， Ｎｏｉｓｅ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ ＳｉＧｅ Ｐｒｏｆｉｌｅ Ｄｅｓｉｇｎ Ｔｒａｄｅｏｆｆｓ ｆｏｒ ＲＦ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ， Ｐｒｏｃ． Ｏｆ ｔｈｅ ２ｎｄ Ｔｏｐｉｃａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ ｉｎ ＲＦ Ｓｙｓｔｅｍｓ， 頁 ９−１４， ２０００）
［６］米国特許公報第５１３２７６４号（ＵＳ５１３２７６４）
［７］米国特許公報第５，１７７，５８３号（ＵＳ５，１７７，５８３）
［８］旧東ドイツ経済特許第２３０６７７Ａ３号（ＤＤ ２３０６７７Ａ３）
［９］ドイツ公開特許第ＯＳ１５１４８４８号（ＤＥＯＳ１５１４８４８）
［１０］ドイツ公開特許第４２４０２０５Ａ１号（ＤＥ４２４０２０５Ａ１）
［１１］ドイツ公開特許第ＡＳ１０８９０７３号（ＤＥＡＳ１０８９０７３）
［１２］ドイツ公開特許第１９８４５７８９Ａ１号（ＤＥ１９８４５７８９Ａ１）
［１３］米国特許公報第４５９３３０５号（ＵＳ４５９３３０５）
［１４］日本特許公報第０３−２８０５４６号（ＪＰ０３−２８０５４６）
［１５］日本特許公報第０３−１９２７２７号（ＪＰ０３−１９２７２７）
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施例におけるバイポーラトランジスタの断面図である。
【図２】
図２Ａから図２Ｃは、様々な製造の時点でのバイポーラトランジスタの構造の断面図である。
【図３】
図１のバイポーラトランジスタのドーピング形状の概略図である。
【符号の説明】
１００　　　バイポーラトランジスタ
１０１　　　ベース端子
１０２　　　エミッタ端子
１０３　　　コレクタ端子
１０４　　　ｐドーピングされたポリシリコン層
１０５　　　第１ベース層
１０６　　　第２ベース層
１０７　　　コレクタ層
１０８　　　ｎドーピングされた層
２０１　　　サンドイッチ構造
２０２　　　コレクタ層
２０３　　　窒化物スペーサー
２０４　　　ｐドーピングされたポリシリコン層
２０５　　　アンダーエッチングされた接触領域
２０６　　　ベース
２０７　　　第１ベース層
２０８　　　第２ベース層
２０９　　　エミッタ層
２１０　　　スペーサー
３００　　　ドーピング推移
３０１　　　縦座標
３０２　　　横座標
３０３　　　エミッタドーピング
３０４　　　第２ベース領域のドーピング推移
３０５　　　第１ベース領域のドーピング推移
３０６　　　ゲルマニウムによるベースの濃度推移
【図３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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