JPH0684934A - ヘテロ接合バイポーラトランジスタとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 優れたトランジスタ性能を持つヘテロ接合バ
イポーラトランジスタ（ＨＢＴ）とその形成方法を提供
する。 【構成】 本発明のＨＢＴのベースは、中央ベース領域
１３０と周辺ベース領域１４０、１５０からなってい
る。従来技術とは異なり、このＨＢＴではエミッターと
ベース領域の間に酸化物スペーサー層がなく、その代わ
り、前記の周辺ベース領域の一部１５０が前記のエミッ
ター領域１６０と当接し、直接接触している。前記の中
央ベース層の厚みが約５００オングストローム以下であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はヘテロ接合バイポーラト
ランジスタとその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（Ｈ
ＢＴ）についてはこれまでに報告されている。例えば、
発明者Ｃ．スミスらの１９９１年４月９日に特許された
米国特許第５、００６、９１２号にはシリコンーゲルマ
ニウム合金層からなるベースを持つトランジスタが記載
されている。このＨＢＴを設計する上で一つの重要なフ
ァクターは通常、活性ベース領域をバイパスし、ベース
コンタクト層とエミッタ間に電流が流れるのを防ぐこと
である。従来技術のアプローチでは、このような短絡
を、通常前記エミッタあるいはエミッタコンタクト領域
とこれと当接した、ベースまたはベースコンタクト領域
の間に酸化物スペーサを組み込むことによって阻止して
いた。このようなスペーサは、前記のベース抵抗を増加
させ、中央ベースおよび周辺ベース（すなわちエミッタ
に対し、それぞれ中央と周辺に存在するベース部分）を
結合させるための製造工程がさらに必要となるため望ま
しくない。もう一つのアプローチは、材料をきわめて薄
いエピタキシャルベース層までのみ取り除き、それ以上
は取り除かない選択的エッチング技術を用いるものであ
る。このような技術は要求される精度で制御することが
困難であるため望ましくない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、活性ベース領域をバイパスし、ベースコンタクト層
とエミッタ間に電流が流れるのを防ぐＨＢＴを提供する
ことである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】我々は前記の周辺ベース
の一部が前記のエミッタ領域と当接し、直接接触するＨ
ＢＴおよびこのＨＢＴを製造する方法を発見した。この
ようなＨＢＴは、第１導電性（ｐ型またはｎ型のいずれ
か）を持つ単結晶シリコン基板１０の主表面上に形成さ
れる。前記の主表面の少なくとも一部の上に、「真性」
シリコン層と称する、実質的に非ドープシリコン領域３
０が接触して形成される。いくらかの残留不純物がこの
ような層に存在するものと予想され、それらは通常ｎ型
残留ドーピングをもたらす。「実質的に非ドープ」と
は、いかなるドーパントも意図的にこの真性シリコン層
に加えられていないか、あるいはいくらか加えられてい
てもその添加量とその結果生じる導電性が残留レベル程
度であるということを意味する。本発明のＨＢＴにはさ
らに前記の第１導電型逆の第２導電型を持つシリコンサ
ブコレクタ領域４０（このサブコレクタ領域は前記の真
性シリコン層の一部と少なくとも接触し、その上に位置
する）、前記サブコレクタ領域４０の一部と少なくとも
接触しその上に位置する前記第２導電型を持つシリコン
コレクタ領域７０、前記のコレクタ領域の一部と少なく
とも接触しその上に位置し、これとｐｎ接合を形成す
る、前記第１導電型を持つベース領域１３０、および前
記の第２導電型を持ち、前記のベース領域とｐｎ接合を
形成するシリコンエミッタ領域１６０をさらに含む。こ
のエミッタ領域は、「中央ベース」と称する、前記ベー
ス領域の中の第１部分の上に位置している。エミッタ領
域は「周辺ベース」と称する、第２部分１４０、１５０
の上には位置していない。さらに、この中央ベース１３
０は、約０．１以上で約０．５以下のモル分率のゲルマ
ニュウムを持つ単結晶シリコンーゲルマニウム合金から
なり、この中央ベースはその厚みが約５００オングスト
ローム（以下Ａとする）を越えず、前記の周辺ベースの
一部は前記の主表面に実質的に垂直に位置するインター
フェースにそって前記エミッタ領域と直接当接し、接触
している。更に、本発明は、単結晶シリコン基板の一部
（第１導電型を持つ基板部分）の主表面上にヘテロ接合
バイポーラトランジスタを製造する方法に関するもので
ある。この方法は第１、実質的に非ドープシリコン層を
気相エピタキシー（ＶＰＥ法）によって前記の主表面上
に成長させる工程、前記第一層の少なくとも上部（「サ
ブコレクタ層」と呼ぶ）に、イオン打ち込みによって前
記の第１導電型と逆の第２導電型を与える工程、ＶＰＥ
法によって前記のサブコレクタ層上にシリコンコレクタ
層を成長させる工程、ＶＰＥ法によって前記のコレクタ
層上に中間シリコン層を成長させる工程、「ベース層」
と称する、シリコンーゲルマニウム合金層をＶＰＥ法に
よって前記の中間層上に成長させる工程、シリコンエミ
ッタ層をＶＰＥ法によって前記ベース層上に成長させる
工程、前記の第２導電性を前記のエミッタコンタクト層
に与えるべく、エミッタ層の上部（エミッタコンタクト
層）にイオンを打ち込む工程、および中央領域が実質的
に縦方向に整列し、実質的に同じ横方向の広がりをもつ
ように、前記中間シリコン層、ベース層、エミッタ層お
よびエミッタコンタクト層内に中央領域と周辺領域とを
規定する工程を含む。前記の方法にはさらに、前記第１
の導電性が前記の周辺領域のそれぞれに与えられるよう
に、実質的に中央領域のそれぞれに含まれないように、
前記の周辺領域のそれぞれにイオンを打ち込む工程が含
まれる。前記のイオン打ち込み工程はその結果完成され
たトランジスタの前記のエミッタ層の周辺領域と中央エ
ミッタ領域の間に突合せが生じるように行われる。前記
の方法にはさらに前記エミッタコンタクト層の周辺領域
を除去する工程、および前記トランジスタの形成を完了
させる工程が含まれる。

【０００５】

【実施例】図１において、本発明は、例えば単結晶シリ
コン基板１０の上に形成されたｎｐｎヘテロ接合バイポ
ーラトランジスタ（ＨＢＴ）であり、このシリコン基板
はｎｐｎ型を用いた説明のため、ｐ型となっている。前
記基板の表面に近い部分にｐ型チャネルーストップ領域
２０が形成されている。このチャネルーストップ領域２
０は従来から用いられている。表面部分の上に、前記チ
ャネルーストップ領域２０の間にほぼ真性であるシリコ
ン領域３０がエピタキシャル成長されている。これは、
通常意図的なドーピングを行わないが、残留分としてｎ
型であり、約１００オームｃｍの残留抵抗率を持つ。領
域３０は例えば厚みが約１．５μｍである。本発明のト
ランジスタの作動中、領域３０は通常電荷キャリアーの
空乏層となる。これは、この空乏層によって装置のアク
ティブな部分と基板のグラウンド間に幅広い誘電体領域
を効果的に挿入することになり、寄生キャパシタンスの
減少をもたらすため、きわめて有利なことである。

【０００６】領域３０の上に高濃度にドープされた、ｎ
型サブコレクタ領域４０がおかれている。これは例えば
約０．５μｍの厚みを持つものである。絶縁フィールド
酸化物領域５０および６０が領域３０と４０を実質的に
取り巻いている。サブコレクタ４０の一部の上に、ｎ型
コレクタ領域７０がおかれ、前記のサブコレクタの物理
的に分離された部分の上にコレクタコンタクト領域８０
がおかれ、この上にコレクタ電極９０が設けられてい
る。コレクタ領域７０は例えば約０．１−０．５μｍの
厚みを持つ。このコレクタは絶縁酸化物領域１００およ
び１１０によって幅方向に物理的に分離されている。絶
縁酸化物領域１１０と１２０は前記サブコレクタの上部
（即ち基板末端）表面と前記コレクタ電極上部部分との
間を縦方向に分離している。

【０００７】少なくともコレクタ領域７０の一部の上に
中央ベース１３０がおかれる。この中央ベース１３０は
ｐ⁺⁺ドープされた、エピタキシャル成長したシリコンー
ゲルマニウム合金、Ｓｉ_1ーxＧｅ_xであり、ここでｘは通
常０．１−０．５の間であり、例えば約０．３である。
この中央ベース１３０は、約５００Ａ以上の厚みを持た
ず、通常は少なくとも約５０Ａの厚みを持つ。この中央
ベースの上にｎ型エミッタ１６０がおかれ、これは例え
ば２０００Ａの厚みを持つ。この中央ベース１３０に隣
接して、そこから横方向に突き出して、前記の周辺ベー
ス１４０、１５０が延びている。この周辺ベース１４
０、１５０は、例えば約２５００Ａの厚みを持つ。この
周辺ベースはｐ⁺⁺にドープされている。周辺ベース１４
０は通常少なくとも一部が多結晶シリコンからなってい
るが、周辺ベース１５０は通常相当量のエピタキシャル
シリコンを含む。エピタキシャルシリコンの含有量は製
造中のアラインメント許容差に依存する。従来技術とは
対照的に、前記周辺ベース１５０はエミッタ１６０に隣
接しているのみならず、実質的に垂直なインターフェー
スに沿って、それと直接物理的に接触している。

【０００８】周辺ベース部分１４０の一部の上にベース
コンタクト領域１８０とベース電極２００がおかれてい
る。エミッタ１６０の上にはｎ⁺ドープエミッタコンタ
クト領域１７０、エミッタＴｉＷコンタクト領域１９０
およびエミッタ電極２１０がおかれている。このエミッ
タメサ、これには領域１６０、１７０、１９０、２１０
が含まれる、は絶縁酸化物領域２２０によって物理的に
分離されている。

【０００９】中央ベース１３０は従来技術におけるＨＢ
Ｔのベース領域といくつかの重要な点で異なっている。
すなわち、この中央ベースの厚みは具体的には大体５０
Ａから５００Ａの間であるが、これは従来のＨＢＴにお
ける、より典型的なベース層（少なくとも通常５００Ａ
の厚みを持つ）よりも薄い。さらに、ゲルマニウムのモ
ル分率は既に述べた通り、通常０．１から０．５の範囲
にあるが、これは他の報告されている殆どのＳｉ−Ｇｅ
ベース層の値（通常約７−１０モル％以上のゲルマニウ
ムを含まない）よりも大きい。さらに、このゲルマニュ
ウムのモル分率は通常この中央ベース内で勾配をもた
ず、このベースの厚み全体にわたり実質的に一定であ
る。「実質的に一定である」とは、このゲルマニュウム
のモル分率がこの中央ベースの内部では約１％から２％
以上の変動を示さず、より大きな変動が生じうる境界領
域においては、その厚みが約５Ａを越えず、あるいは中
央ベースの全厚みの約１０％以下ということである。
（しかし、このゲルマニュウムのモル分率が一定である
というのは必要不可欠な要件ではなく、本発明はこのゲ
ルマニュウムのモル分率が勾配を持つような他の実施例
をも包含するよう意図されているものである。）さら
に、上述のごとく、この周辺ベースは前記エミッタと直
接接触している。

【００１０】前述の、本発明のトランジスタの新規の諸
性質はいくつかの望ましい結果をもたらす。例えば、前
記Ｓｉ−Ｇｅベースと前記のエミッタ間のヘテロ接合の
存在によって、エミッタがベースより高濃度にドープさ
れなくてはならないとする通常の制約が緩和される。
（例えば、エッチ・クレーマー著、Ｐｒｏｃ．ＩＲＥ４
５巻、１５３５−１５３７頁（１９５７年）を参照。）
その結果、前記のベースは従来のバイポーラトランジス
タよりも、より高濃度にドープすることができ、電流の
利得を実質的に損なう事なく、より高い性能を得ること
ができる。

【００１１】本発明のトランジスタはまたエミッタとコ
レクタの相互交換に関し、容易に対称的に作ることがで
きる。そのため、「コレクタアップ」動作（電子流の流
れが上向き）が可能である。またトランジスタは、簡単
に比較的低いコレクタ−基板キャパシタンスを持つよう
に作ることができるので、高速回路動作が強化される。
この対称性と高速性の組合せによって従来形のバイポー
ラトランジスタ技術では不可能なレベルのインテグレー
ションが可能となる。この本発明のトランジスタによっ
て達成可能な作動速度に関しては、コレクタ−ベースキ
ャパシタンスが前記の周辺ベース領域を比較的厚い酸化
物層（図１の層１００）の上におくことによって，たや
すく減少することができる。

【００１２】本発明のトランジスタのこの新規の構造上
の特徴により、少なくともその製造上のいくつかの潜在
的な工程に影響が現れる。例えば、ヘテロ接合があるこ
とにより、エピタキシーとイオン打ち込みを組み合わせ
て使用すれば、エミッタとベースの自己整列が可能にな
る。つまり、もしヘテロ接合がなかったとすれば、この
周辺ベースはエミッタから分離されなくてはならない。
このような分離には、さらに等方性酸化物堆積、それに
続くリアクティブ・イオン・エッチング（ＲＩＥ）等の
工程が必要となる。このヘテロ接合が存在しなければ、
前記の周辺ベースをエミッタから分離することができ
ず、注入効率の損失が生じ、従って、前記の周辺ベース
領域への相当量の電子注入によって、電流利得に損失が
生じる。この問題は、前記のヘテロ接合によって避ける
ことができる。というのも、（例としてｎｐｎ型の装置
において）ヘテロ接合はエミッタから前記のシリコンー
ゲルマニウム中央ベースへの電子の注入に対するポテン
シャルバリアー（これが前記の周辺ベースのシリコン部
分への注入に対する該当するバリアーよりも低い）を導
くからである。さらに、イオン打ち込み技術は前記の周
辺ベースへ高ドープレベルを与えるために簡単に用いる
ことができる。さらに、本発明のトランジスタのすべて
の接合領域はエピタキシャル成長室内で容易にその場で
成長させることができ、室内から基板を取り出すことに
よる、プロセスの中断がない。

【００１３】上記に記載したトランジスタの製造におけ
る一連の工程の一例を図２ー８に示し、以下に解説す
る。

【００１４】図２において、フォトレジスト２３０がま
ず基板１０に塗布され、チャネルストップ領域２０がホ
ウ素イオンの打ち込みによって従来法で形成される。そ
の後図３において、酸化物領域５０と６０が従来法によ
って形成される。フィールド酸化物を約２μｍ成長さ
せ、３レベルレジスト（すなわちレジスト３００、酸化
物３１０およびレジスト３２０）を塗布し、前記のレジ
ストを露光し、３レベルエッチングを行い、ついでＲＩ
Ｅによって前記のフィールド酸化物を選択的に除去す
る。ついで図４に示す、エピタキシャルシリコン領域３
０と４０が形成される。前記のレジストを除去し、犠牲
酸化物を成長させ、フッ化水素酸（１００：１）による
エッチングを行い、領域３０と４０の選択的エピタキシ
ャル成長を行なう（図１も参照のこと）。この選択的エ
ピタキシャル成長が実質的には、露出した、単結晶シリ
コンの表面上でのみ起こることで、従って、酸化物の表
面には実質的にはシリコン層が形成されない。（選択的
エピタキシャル成長の技法は当該分野でよく知られてお
り、例えば、ビー・ディー・ジョイスおよびジェー・エ
ー・ボールドレイらの「シリコンの選択的エピタキシャ
ル堆積」ネイチャー誌１９５巻（１９６２年）４８５ー
４８６頁に記載されている。）次にサブコレクタ領域４
０が例えば約５ｘ１０¹⁵ｃｍ^-2のフラックスで、約３０
ｋｅＶおよび１００ｋｅＶのエネルギーでのヒ素イオン
の打ち込みによって形成される。その後前記の酸化物層
が従来法により平らな表面を形成するのに適した高さ
（例えば、具体的には前記のシリコン層の表面から約
０．２２μｍ高い点）までエッチングされる。酸化物層
５００をついで熱的に成長させる。その後、図５に示す
ように、アクティブ素子領域のエピタキシャル成長のた
めの準備が行われる。窓６００が従来法による３ーレベ
ルレジストの塗布とパターニング、および酸化物ＲＩ
Ｅ、犠牲熱酸化物成長、およびフッ化水素酸（１００：
１）によるエッチングによって酸化物層５００の中に形
成される。

【００１５】気相エピタクシー用の反応器は当該分野で
よく知られている。適当なリアクションチェンバーは例
えば、ジェー・エフ・ギボンズらの「制限反応プロセッ
シング：シリコンエピタクシー」Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．
Ｌｅｔｔ．４７巻、７２１ー７２３頁に記載されてい
る。本発明の技術に従い、前記の基板はエピタキシャル
成長チェンバー内におかれる。前記のコレクタに相当す
るシリコン層７００をまず選択的エピタキシャル成長
（ＳＥＧ）によりジクロロシランから成長させる。シリ
コン層７１０をついで非選択的エピタキシャル成長によ
りシランから成長させる（ガスの選択は重要である。な
ぜならガス流におけるＨＣｌの濃度が選択性の量、すな
わち成長が単結晶表面に限定される傾向の度合を決定す
るからである。）シリコン層７１０の内のエピタキシャ
ルシリコン層７００の上に位置する部分はエピタキシャ
ルに成長し、従って、単結晶シリコンを形成する。しか
し、シリコン層７１０の内の酸化物領域の上に位置する
部分は実質的に多結晶シリコン（以降ポリシリコンと呼
ぶ）として成長する。Ｓｉ−Ｇｅベース層７２０をつい
で非選択的エピタキシャル成長によってジクロロシラン
とゲルマンから成長する。３０原子％のゲルマニウム層
を成長するのに用いられるガスの一例としては例えば８
０ｓｃｃｍのジクロロシラン、１１ｓｃｃｍのゲルマン
および２０Ｌｐｍ（リットル／分）の水素を含むものが
あげられる。ジボラン（Ｂ₂Ｈ₆）を前記のガス流に加え
ることによって前記のベース層にその場でドーピングが
行われる。典型的な成長温度は約６３０℃である。層７
１０と同様に、層７２０もポリシリコン領域とエピタキ
シャル単結晶領域を形成する。ついで、エミッタ領域に
対応する層７３０をジクロロシランから非選択的にエピ
タキシャル成長させる。前の二つの層と同様に、層７３
０は多結晶領域と単結晶領域を形成する。

【００１６】図６においてｎ⁺エミッタコンタクト領域
（図１の領域１７０）は層７３０の薄い上部の部分にヒ
素イオンを打ち込み、層８００を規定することによって
形成する。このイオン打ち込みは約５ｘ１０¹⁵ｃｍ^-2の
フラックスで約３０ｋｅＶのエネルギーにて行われる。
図７において、層７１０、７２０、７３０、８００がパ
ターン化された３レベルレジストを用いたポリシリコン
領域のイオンエッチングによって従来法によりパターン
化される。その後窒化物領域９００を約３００℃におけ
る５０００Ａの窒化珪素層のプラズマ堆積とそれに続く
パターン化された３レベルレジストを用いたＲＩＥによ
り形成する。周辺ベース領域がついで層７１０、７２
０、７３０、８００へのホウ素と二フッ化ホウ素イオン
の打ち込みによって形成される。具体的には打ち込みエ
ネルギーおよびフラックスはそれぞれ二フッ化ホウ素が
４５ｋｅＶで１０¹⁵ｃｍ^-2、ホウ素が約３０ｋｅＶで１
０¹⁵ｃｍ^-2、および３０ｋｅＶで３ｘ１０¹⁵ｃｍ^ー2であ
る。

【００１７】図８において、層７３０と８００は前記ｎ
⁺領域からｐ⁺領域を分離し、それによって前記のエミッ
タを分離するために、層９００をエッチマスクとして用
い、従来法によりエッチングされている。横方向のスト
ラグルにより、打ち込まれたホウ素イオンはｎ⁺領域１
７０（図１参照）に侵入する傾向がある。この効果は領
域１７０の影響を受けた部分を酸化することによって逆
反応させることができる。例をあげると、これは約７５
０℃で約４０分間高圧酸化を行うことによって行うこと
ができる。この高圧酸化工程はまた酸化層９１０の成長
をもたらし、それは例えば約２０００Ａの厚みとなる。

【００１８】層９００はついで熱リン酸中でエッチング
により除去され、ついで１０００Ａの厚みの追加の酸化
物層を低圧化学気相堆積によって堆積する。ついで急速
熱アニールを行うが、例えばこれは約８５０℃で約１０
秒間行われる。図１にもどって、ベース、エミッタおよ
びコレクタコンタクトホールは３ーレベルレジストを用
いた従来法によるＲＩＥ酸化物エッチングによって形成
される。コンタクト層８０、１８０および１９０（図１
参照）が１５００Ａの厚みのチタニウムータングステン
合金（ＴｉＷ）層を堆積することによって形成される。
電極９０、２００、２１０がついで１μｍの厚みのアル
ミニウムー銅合金（銅１％）の層を堆積し、前記のアル
ミニウム層とＴｉＷ層をパターン化された３ーレベルレ
ジストを用いてリアクティブイオンエッチングすること
によって形成される。この後水素４００℃で３０分間ア
ニールが行われる。

【００１９】例 上記に述べた方法により、１０μｍのエミッタ長と２μ
ｍのエミッタ幅を持つＨＢＴを製造した。コレクタ特性
曲線を測定し図９に示した。図より明かなごとく、１０
０以上の電流利得が得られ、またトランジスタ性能は従
来のシリコンバイポーラトランジスタと比較すると、よ
り好ましいものであった。図９の上部のいくつかの曲線
で見られる振れは測定技術によって生じたものである。

【００２０】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明は周辺ベー
スの一部が前記のエミッタ領域と突き合わされ直接接触
するＨＢＴおよびこのＨＢＴを製造する方法を提供する
ものである。本発明の方法で作られたＨＢＴは、従来の
シリコンバイポーラトランジスタよりも優れたトランジ
スタ性能を示す。尚、特許請求の範囲に記載した参照番
号は、発明の容易なる理解の為で、権利解釈に影響を及
ぼすものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトランジスタの一実施例の断面図であ
る。

【図２】図１のトランジスタの製造における連続工程を
示す断面図である。

【図３】図１のトランジスタの製造における連続工程を
示す断面図である。

【図４】図１のトランジスタの製造における連続工程を
示す断面図である。

【図５】図１のトランジスタの製造における連続工程を
示す断面図である。

【図６】図１のトランジスタの製造における連続工程を
示す断面図である。

【図７】図１のトランジスタの製造における連続工程を
示す断面図である。

【図８】図１のトランジスタの製造における連続工程を
示す断面図である。

【図９】本発明の方法で製造した一つのトランジスタに
おいて測定したコレクタ特性曲線のプロットである。

【符号の説明】

１０ 単結晶シリコン基板 ２０ ｐ型チャネルーストップ領域 ３０ 真性シリコン領域 ４０ ｎ型サブコレクタ領域 ５０ 絶縁フィールド酸化物領域 ６０ 絶縁フィールド酸化物領域 ７０ ｎ型コレクタ領域 ８０ コレクタコンタクト領域 ９０ コレクタ電極 １００ 絶縁酸化物領域 １１０ 絶縁酸化物領域 １２０ 絶縁酸化物領域 １３０ 中央ベース領域 １４０ 周辺ベース領域 １５０ 周辺ベース領域 １６０ エミッタ領域 １７０ エミッタコンタクト領域 １８０ ベースコンタクト領域 １９０ エミッタＴｉＷコンタクト領域 ２００ ベース電極 ２１０ エミッタ電極 ２２０ 絶縁酸化物領域 ２３０ フォトレジスト ３００ レジスト ３１０ 酸化物層 ３２０ レジスト ５００ 酸化物層 ６００ 窓 ７００ シリコン層 ７１０ シリコン層 ７２０ Ｓｉ−Ｇｅベース層 ７３０ エミッタ領域 ８００ エミッタコンタクト領域 ９００ 酸化物領域 ９１０ 酸化物層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バーラム ジェラリー ファラハニ アメリカ合衆国 11550 ニューヨーク サウス ヘンプステッド、メイプル アヴ ェニュー 1139 (72)発明者 クリフォード アラン キング アメリカ合衆国 10003 ニューヨーク ニューヨーク、サード アヴェニュー 111、アパートメント ９エフ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１導電型を持つ単結晶シリコン基板
   （１０）と、 前記基板（１０）の主表面の少なくとも一部の上に接触
   配置される非ドープシリコン領域（３０）と、 前記非ドープシリコン領域（３０）の少なくとも一部の
   上に接触配置され、第１導電型と逆の第２導電型を持つ
   シリコンサブコレクタ領域（４０）と、 第２導電型を持ち、前記サブコレクタ領域（４０）の少
   なくとも一部の上に、それと接触して配置されるコレク
   タ領域（７０）と、 第１導電型を持ち、前記のコレクタ領域（７０）の少な
   くとも一部の上に接触配置され、それとｐｎ接合を形成
   するベース領域（１３０）と、 前記の第２導電型を持ち、前記のベース領域（１３０）
   とｐｎ接合を形成するエミッタ領域（１６０）と、から
   なるヘテロ接合バイポーラトランジスタにおいて、 前記のエミッタ領域（１６０）は、前記ベース領域（１
   ３０）の第１部分（「中央ベース」（１３０）と称す
   る）の上にのみ配置され、第２部分（「周辺ベース」
   （１５０）と称する）の上には配置されず、 ａ） 前記中央ベースは、約０．１以上、約０．５以下
   のモル分率のゲルマニュウムを有する単結晶シリコンー
   ゲルマニウム合金からなり、 ｂ） 前記中央ベースの厚みが、約５００オングストロ
   ーム以下で、 ｃ） 前記周辺ベースの一部が、前記基板（１０）の主
   表面に対し、実質的に垂直方向に、前記のエミッタ領域
   （１６０）と当接していることを特徴とするヘテロ接合
   バイポーラトランジスタ。
2. 【請求項２】 前記ゲルマニュウムのモル分率は、前記
   の中央ベース全体にわたり実質的に一定であることを特
   徴とする請求項１のトランジスタ。
3. 【請求項３】 ａ） 第１の非ドープシリコン層（３
   ０）を、第１導電型の単結晶シリコン基板（１０）の主
   表面上に気相エピタクシーによって成長する工程と、 ｂ） 前記の第１層（３０）の少なくとも上部（４０、
   「サブコレクタ層」と称する）に、第１導電型逆の第２
   導電型を与えるよう、イオンを注入する工程と、 ｃ） 前記のサブコレクタ層（４０）の上に気相エピタ
   クシーによって第２シリコン層（７００、「コレクタ
   層」と称する）を成長させる工程と、 ｄ） 前記コレクタ層（７００）の上方に気相エピタク
   シーによって、シリコンーゲルマニュウム合金層（７２
   ０、「ベース層」と称する）を成長させる工程と、 ｅ） 前記のベース層の上に気相エピタクシーによっ
   て、第３のシリコン層（７３０、「エミッタ層」と称す
   る）を成長させる工程と、 ｆ） 前記のエミッタ層の上部（８００、「エミッタコ
   ンタクト層」と称する）に、第２導電型を与えるように
   イオンを注入する工程と、 ｇ） 前記のトランジスタの形成を完成させる工程と、
   からなる、第１導電型を持つ単結晶シリコン基板部分の
   主表面上にヘテロ接合バイポーラトランジスタを形成す
   る方法において、 ｈ） 工程（ｃ）の後、工程（ｄ）の前に、前記のコレ
   クタ層（７００）とベース層（７２０）の間に気相エピ
   タクシーによって第４のシリコン層（７１０）を成長さ
   せる工程と、 ｉ） 工程（ｆ）の後で、前記の第４のシリコン層、ベ
   ース層、エミッタ層およびエミッタコンタクト層の中
   に、中央部分が実質的に縦に整列し、実質的に同じ横方
   向の幅を持つように、中央領域と周辺領域とを規定する
   工程と、 ｊ） 工程（ｉ）の後で、前記の中央領域のそれぞれか
   らは実質的に除外され、前記の第１導電性が前記周辺領
   域のそれぞれに与えられるように前記の周辺領域のそれ
   ぞれの中にイオンを打ち込む工程と、前記の打ち込み工
   程によって、完成されたトランジスタにおいて前記エミ
   ッタ層の周辺領域と前記中央エミッタ領域とが当接さ
   れ、 ｋ） 工程（ｊ）の後で、前記のエミッタコンタクト層
   の前記周辺領域を除去する工程と、を含むことを特徴と
   するトランジスタの形成方法。