FR2543740A1 - Method of producing transistors by monolithic integration in isoplanar technology and integrated circuits thus obtained - Google Patents

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FR2543740A1 FR8305031A FR8305031A FR2543740A1 FR 2543740 A1 FR2543740 A1 FR 2543740A1 FR 8305031 A FR8305031 A FR 8305031A FR 8305031 A FR8305031 A FR 8305031A FR 2543740 A1 FR2543740 A1 FR 2543740A1
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Gilbert Marie Marcel Ferrieu
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Abstract

In order to ensure good electrical insulation, the method employs five adjacent layers of semiconductor material of alternately opposite type of conduction and includes the chronological succession of the following steps: a substrate 1 receives on a localised zone 2 impurities corresponding to a second type of conduction which is later surrounded by a guard ring 18; an epitaxial layer 4 is deposited; a thick oxide enclosure 5 is created on the said zone by LOCOS technology; a deep doping of the second highly doped type of conduction 6 which joins up with zone 2 is effected inside the enclosure; two nested dopings, base 7 followed by emitter 8, are effected inside the enclosure; the metal contacts of the electrodes 12, 13, 14 are established at the surface, the collector electrode 14 being at this time connected to the deep diffusion 6. Application: integrated circuits in isoplanar technology.

Description

PROCEDE DE REALISATION DE TRANSISTORS PAR INTEGRATION
MONOLITHIQUE EN TECHNOLOGIE ISOPLANAR ET CIRCUITS INTEGRES AINSI OBTENUS.
METHOD FOR PRODUCING TRANSISTORS BY INTEGRATION
MONOLITHIC IN ISOPLANAR TECHNOLOGY AND INTEGRATED CIRCUITS SO OBTAINED.

L'invention concerne un procédé de réali-
sation d'au moins un transistor à structure verticale
de type PNP et/ou de type NPN, par intégration mono
lithique sur un substrat de matériau semiconducteur
monocristallin, mettant en oeuvre cinq couches adja
centes de matériau semicdhduteur de type de conduc
tion opposé en alternance parmi lesquelles le subs
trat est compté comme première couche, selon lequel
une métallisation relie les deuxième et troisième
couches. L'invention concerne aussi les circuits
intégrés obtenus par la mise en oeuvre de ce procédé.
The invention relates to a method for producing
sation of at least one transistor with vertical structure
PNP type and / or NPN type, by mono integration
lithic on a semiconductor material substrate
monocrystalline, using five adja layers
centes of semiconductor material of conduc type
opposite alternation among which the subs
trat is counted as the first layer, according to which
a metallization connects the second and third
layers. The invention also relates to circuits
integrated obtained by the implementation of this process.

On connaît des structures monolithiques
comportant des transistors dits verticaux de type
NPN et/ou de type PNP, élaborés sur un même substrat
de type P ou de type N, et munis chacun d1une région
isolante de type opposé à celui du substrat. On peut
se reporter par exemple à ce sujet a' ltouvrage
"Handbook of Semiconductor Electronics", de
LLOYD P. HUNTER, troisième édition, Mc-GRAW HILL BOOK
Company. A la figure 5-6 (b), page 5-10, on trouve la
représentation d'une structure comportant un transis
tor PNP et un transistor NPN élaborés sur un substrat
de type N, les explicatinns correspondantes étant
fournies â la page 5-11.
We know monolithic structures
comprising so-called vertical type transistors
NPN and / or PNP type, developed on the same substrate
P or N type, each with a region
insulating material opposite to that of the substrate. We can
see for example on this subject in the book
"Handbook of Semiconductor Electronics", by
LLOYD P. HUNTER, third edition, Mc-GRAW HILL BOOK
Company. In Figure 5-6 (b), page 5-10, we find the
representation of a structure with a transis
tor PNP and an NPN transistor developed on a substrate
of type N, the corresponding explanations being
provided on page 5-11.

Dans cette structure connue, un transistor
de type PNP réalisé par exemple sur un substrat de
type N, comporte à partir du substrat, une couche de
type P la plus profonde du transistor, qui constitue
le collecteur du transistor et qui constitue en meme
temps la région isolante, une couche de type N et une couche de type P qui constituent respectivement la base et l'émetteur du transistor. Un transistor de type NPN réalisé sur un substrat du même type N comporte une couche supplémentaire, c'est-à-dire à partir du substrat, une couche de type P qui constitue la région isolante, une couche de type N la plus profonde du transistor, qui constitue le collecteur du transistor, enfin une couche de type P et une couche de type N qui constituent respectivement la base et l'émetteur du transistor.
In this known structure, a transistor
PNP type produced for example on a substrate of
type N, comprises from the substrate, a layer of
deepest type P of the transistor, which constitutes
the collector of the transistor and which constitutes at the same
time the insulating region, an N-type layer and a P-type layer which respectively constitute the base and the emitter of the transistor. An NPN type transistor produced on a substrate of the same N type has an additional layer, that is to say from the substrate, a P type layer which constitutes the insulating region, a deepest N type layer of the transistor, which constitutes the collector of the transistor, finally a P-type layer and an N-type layer which respectively constitute the base and the emitter of the transistor.

Comme le remarque l'auteur de l'ouvrage précité à la fin du paragraphe 5-2c, dans une structure de ce genre, il se forme des transistors parasites et des circuits à quatre couches à fonction d'interrupteur sous certaines conditions de polarisation. Il peut en résulter des courants de fuite des transistors utiles vers le substrat, et donc un défaut d'isolement entre ces transistors, ce qui -limite l'emploi de cette technique. As the author of the aforementioned book notes at the end of paragraph 5-2c, in such a structure, parasitic transistors and four-layer circuits with switch function are formed under certain polarization conditions. This can result in leakage currents from the useful transistors to the substrate, and therefore an insulation fault between these transistors, which limits the use of this technique.

La présente invention a pour but de réaliser des transistors verticaux NPN ou PNP dont l'isolation électrique est améliorée par rapport à celle des transistors réalisés en technologie bipolaire classique
Un autre but# de l'invention est de réaliser des transistors complémentaires NPN et PNP à isolation par jonction dont l'isolation électrique est améliorée par rapport à celle des transistors complémentaires réalisés en technologie bipolaire classique.
The object of the present invention is to produce NPN or PNP vertical transistors, the electrical insulation of which is improved compared to that of transistors produced in conventional bipolar technology.
Another object # of the invention is to produce complementary NPN and PNP transistors with junction isolation, the electrical insulation of which is improved compared to that of the complementary transistors produced in conventional bipolar technology.

On connaît, de la demande de brevet français enregistrée sous le numéro 82 w5 879 au nom de la demanderesse', un procédé de réalisation de transistor(s) à structure verticale par intégration monolithique sur un substrat de matériau semiconduc teur, selon lequel - chaque transistor est obtenu par l'insertion (diffu
sion ou implantation ionique) dans un substrat de
type de conductivité P ou N, d'un caisson consti
tué de couches de matériau semiconducteur de con
ductivités alternées, dont le nombre n est au moins
égal à deux, la couche du caisson la plus éloignée
du substrat constituant la couche de collecteur du
transistor à partir de laquelle sont implantées les
couches de base, puis d'émetteur - parmi ces n couches, on constitue au moins un cou
ple de deux couches adjacentes entre lesquelles
est élaborée une résistance de valeur faible ou
quasiment nulle, des couples consécutifs utilisant
des couches différentes.
We know from the French patent application registered under the number 82 w5 879 in the name of the plaintiff ', a process for producing transistor (s) with vertical structure by monolithic integration on a substrate of semiconductor material, according to which - each transistor is obtained by insertion (diffu
ion implantation) in a substrate of
conductivity type P or N, of a built-up box
killed layers of con semiconductor material
alternate ductivities, the number n of which is at least
equal to two, the farthest layer of the box
of the substrate constituting the collector layer of the
transistor from which are installed the
base layers, then emitter - among these n layers, there is at least one neck
full of two adjacent layers between which
a low value resistance is developed or
almost zero, consecutive couples using
different layers.

Le fait de relier électriquement deux des couches adjacentes du caisson, comprises entre le substrat et la base du transistor et dont les types de conduction-sont opposés revient à court-circuiter la base et l'émetteur d'un transistor parasite existe tant entre le transistor utile et le substrat, c'està-dire à inhiber le fonctionnement de ce transistor parasite et donc à empêcher tout courant de fuite vers le substrat, et cela quels que soient les po tentiels appliqués sur les électrodes du transistor utile, notamment dans le cas où ce dernier est porté à saturation. The fact of electrically connecting two of the adjacent layers of the box, included between the substrate and the base of the transistor and whose conduction types are opposite, amounts to short-circuiting the base and the emitter of a parasitic transistor exists both between the useful transistor and the substrate, that is to say to inhibit the operation of this parasitic transistor and therefore to prevent any leakage current towards the substrate, and this whatever the potentials applied on the electrodes of the useful transistor, in particular in the if the latter is saturated.

La présente invention vise à mettre en oeuvre la propriété électrique décrite au paragraphe précédent dans le cas le plus simple où deux couches seulement sont interposées entre le substrat et la base du transistor, en proposant une réalisation technique pre#cise. A cet effet, la présente invention est remarquable en ce que le procédé défini en préambule met en oeuvre la technologie iso planar et comporte au moins la succession chronologique des étapes suivantes - Ledit substrat d'un premier type de conduction re
çoit sur une zone prévue pour l'emplacement dudit
transistor des impuretés correspondant au deuxième
type de conduction - On introduit de place en place un anneau de garde - On fait croître le monocristal en procédant à un
dépôt monocristallin du premier type de conduction - On opère au moyen de la technologie LOCOS une oxy
dation profonde qui rejoint le bord de ladite zone
de façon à constituer une enceinte - On effectue à l'intérieur de ladite enceinte un do
page profond du deuxième type de conduction forte
ment dopé qui rejoint ladite zone - On effectue à l'intérieur de ladite enceinte, sépa
rément dudit dopage profond, deux dopages gigognes
de base puis d'émetteur - Les contacts métalliques constituant les électrodes
dudit transistor sont établis en surface, l'électro-
de de collecteur étant, à cette occasion, reliée
audit dopage profond.
The present invention aims to implement the electrical property described in the previous paragraph in the simplest case where only two layers are interposed between the substrate and the base of the transistor, by proposing a precise technical implementation. To this end, the present invention is remarkable in that the process defined in the preamble implements iso planar technology and comprises at least the chronological succession of the following stages - Said substrate of a first type of conduction re
çoit on an area provided for the location of said
impurity transistor corresponding to the second
type of conduction - A guard ring is introduced from place to place - The single crystal is grown by making a
monocrystalline deposit of the first type of conduction - We operate by means of LOCOS technology an oxy
deep dation which joins the edge of said area
so as to constitute an enclosure - One carries out inside said enclosure a do
deep page of the second type of strong conduction
doped which joins said zone - It is carried out inside said enclosure, sep
said deep doping, two nested dopings
base then transmitter - The metal contacts constituting the electrodes
of said transistor are established on the surface, the electro-
of collector being, on this occasion, connected
deep doping audit.

En procédant de cette manière, l'isolation électrique latérale du transistor, notamment la suppression de courants de fuite latéraux est assurée par des parois d'oxyde épais et la suppression de courants de fuite verticaux est assurée par un courtcircuit établi entre les deux couches adjacentes du caisson dont l'une est le collecteur du transistor et l'autre une couche d'isolation interposée entre le collecteur et le substrat. By proceeding in this way, the lateral electrical insulation of the transistor, in particular the suppression of lateral leakage currents is ensured by thick oxide walls and the suppression of vertical leakage currents is ensured by a short circuit established between the two adjacent layers of the box, one of which is the collector of the transistor and the other an insulation layer interposed between the collector and the substrate.

Selon un premier mode de réalisation de l'invention, il est créé, à l'intérieur de ladite enceinte, une cheminée de silicium à parois d'oxyde à l'intérieur de laquelle est effectué ledit dopage profond.  According to a first embodiment of the invention, there is created, inside said enclosure, a silicon chimney with oxide walls inside which said deep doping is carried out.

Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, il est créé, par gravure à l'intérieur de ladite enceinte, un puits de profondeur sensiblement moitié de celle de l'enceinte au fond duquel est effectué en même temps que le dopage de base ledit dopage profond puis en meme temps que le dopage d'émetteur et adjacent audit dopage profond, la prise de collecteur fortement dopée du premier type de conduction. According to a second embodiment of the invention, there is created, by etching inside said enclosure, a well of depth substantially half that of the enclosure at the bottom of which is carried out at the same time as the basic doping said deep doping then, at the same time as the emitter doping and adjacent to said deep doping, the collector socket heavily doped with the first type of conduction.

Selon un mode de réalisation compatible avec les précédents, le procédé selon l'invention est remarquable en ce qu'outre ledit transistor on élabore sur ledit substrat au moins un deuxième transistor complémentaire dudit transistor à l'intérieur d'une deuxième enceinte construite de la même façon que ladite enceinte, dont l'émetteur est constitué par ladite zone du deuxième type de conduction relative à la deuxième enceinte, la base par la couche du premier type de conduction qui constitue l'intérieur de ladite deuxième enceinte et le collecteur par une couche du deuxième type de conduction créée dans ladite base. According to an embodiment compatible with the previous ones, the method according to the invention is remarkable in that, in addition to said transistor, at least one second transistor complementary to said transistor is produced on said substrate inside a second enclosure constructed from the same way as said enclosure, the emitter of which is constituted by said zone of the second type of conduction relative to the second enclosure, the base by the layer of the first type of conduction which constitutes the interior of said second enclosure and the collector by a layer of the second type of conduction created in said base.

La description qui suit en regard des dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. The following description with reference to the accompanying drawings, all given by way of example, will make it clear how the invention can be implemented.

La figure i représente en coupe en a, b, c, d, e et f, 6 étapes successives pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. FIG. I represents in section in a, b, c, d, e and f, 6 successive stages for the implementation of the method according to the invention.

Les figures 2a et 2b représentent en coupe un premier mode de réalisation préféré de l'invention. Figures 2a and 2b show in section a first preferred embodiment of the invention.

Les figures 3a et 3b représentent en coupe un deuxième mode de réalisation préféré de l'invention.  Figures 3a and 3b show in section a second preferred embodiment of the invention.

La figure 4 représente en coupe un mode de réalisation de l'invention compatible avec les précédents. Figure 4 shows in section an embodiment of the invention compatible with the previous ones.

Sur les différentes figures les mêmes références désignent les mêmes éléments avec les mêmes fonctions. In the different figures, the same references designate the same elements with the same functions.

La figure la représente un morceau de substrat l d'un premier type de conduction représenté en blanc, qui peut être le type N (donneur) ou le type P (accepteur). Pour fixer les idées, on suppose dans la suite du texte que le premier type de conduction est le type N, le deuxième type de conduction, opposé au premier et représenté par des hachures espacées étant alors le type P. On se propose d'élaborer sur ce morceau de substrat un transistor à structure verticale par intégration monolithique, en mettant en oeuvre cinq couches de matériau semiconducteur de type de conduction opposé en alternance et en effectuant au plus deux dopages- gigognes. Dans ces conditions, le substrat est de type P pour un transistor PNP ou de type N pour un transistor NPN.Le deuxième cas est choisi ici à titre-d'exemple. Le substrat l étant une tranche monocristalline de type N (ou N - ), on apporte localement par un moyen conventionnel, par exemple par diffusion, des impuretés de type P dans une zone superficielle 2 destinée à devenir le fond d'un caisson d'isolement. Cet apport d'impuretés trivalentes peut consister en une implantation ionique ou une diffusion ; le masquage (premier masque) est fait par de la laque photosensible ; dans le cas où le procédé fait appel à une diffusion le masquage doit résister à une température élevée et il est généralement constitué d'oxyde. L'étape suivante consiste à créer des zones 18 situées autour de la zone 2, à faible distance de cette dernière mais sans contact avec elle.Il s'agit d'un cordon du premier type de conduction fortement dopé (N+ en l'occurrence), destiné à atténuer l'effet d'un transistor MOS parasite qui peut s'établir à ce niveau, en augmentant la tension de seuil de ce dernier. Figure la represents a piece of substrate l of a first type of conduction shown in white, which can be type N (donor) or type P (acceptor). To fix the ideas, it is assumed in the rest of the text that the first type of conduction is type N, the second type of conduction, opposite to the first and represented by spaced hatching being then type P. We propose to elaborate on this piece of substrate a transistor with vertical structure by monolithic integration, by implementing five layers of semiconductor material of alternating type of conduction in alternation and by carrying out at most two nested dopings. Under these conditions, the substrate is of type P for a PNP transistor or of type N for an NPN transistor. The second case is chosen here by way of example. The substrate l being a monocrystalline wafer of type N (or N -), local impurities by type P are brought locally by conventional means, for example by diffusion, into a surface zone 2 intended to become the bottom of a box of isolation. This contribution of trivalent impurities can consist of ion implantation or diffusion; the masking (first mask) is done by photosensitive lacquer; in the case where the process uses diffusion, the masking must resist a high temperature and it generally consists of oxide. The next step is to create zones 18 located around zone 2, a short distance from the latter but without contact with it. It is a cord of the first type of highly doped conduction (N + in this case ), intended to attenuate the effect of a parasitic MOS transistor which can be established at this level, by increasing the threshold voltage of the latter.

Comme décrit ci-dessous, des couches d'oxyde épais sont créées, dans une étape ultérieure, au-dessus du cordon 18. Ces oxydes, destinés à séparer le transistor d'autres éléments sont ainsi protégés par des anneaux de garde constitués par le cordon 18 non en contact avec la zone 2 et qui peut être discontinu, n'étant présent que de place en place, ce qui permet notamment une meilleure tenue en tension.As described below, thick oxide layers are created, in a subsequent step, above the cord 18. These oxides, intended to separate the transistor from other elements are thus protected by guard rings constituted by the cord 18 not in contact with zone 2 and which may be discontinuous, being only present from place to place, which in particular allows better resistance to tension.

Une étape optionnelle, réservée à la réalisation d'un transistor NPN est envisageable. Il s'agit de créer une zone N fortement dopée 3, logée à l'intérieur de la (des) zone(s) P, 2. Un deuxième masque est utilisé à cette fin ; ce masque doit être positinnné à l'intérieur des ouvertures du premier masque, de façon qu'en aucun cas la couche N+ ne puisse venir au contact du substrat 1 de type N. La zone 3 peut dure déposée en même temps que l'anneau de garde 18, à l'aide du même deuxième masque. An optional step, reserved for the realization of an NPN transistor is possible. This involves creating a heavily doped N area 3, housed inside the area (s) P, 2. A second mask is used for this purpose; this mask must be positioned inside the openings of the first mask, so that in any case the N + layer cannot come into contact with the type 1 substrate 1. The zone 3 can hard deposited at the same time as the ring guard 18, using the same second mask.

L'étape suivante, figure lb, consiste à faire croître le cristal en procédant à un monocristallin de silicium 4 du premier type de conduction (type N), cette opération étant tout à fait classique dans la réalisation des circuits intégrés. Cette opération étant effectuée sur ltensemble-de la surface de la tranche (ou plaquette) de silicium n'empêche pas l'utilsation d'un masque spécifique. Le dopage' de cette couche ainsi que son épaisseur sont variables et dépendent grandement des performances de tenue en tension attendues sur le produit fini.  The next step, FIG. 1b, consists in growing the crystal by proceeding with a silicon monocrystalline 4 of the first type of conduction (type N), this operation being entirely conventional in the production of integrated circuits. This operation being carried out on the whole of the surface of the silicon wafer (or wafer) does not prevent the use of a specific mask. The doping 'of this layer as well as its thickness are variable and greatly depend on the performance in tension expected on the finished product.

Une caractéristique importante de l'invention consiste, en combinaison avec l'établis- sement de la zone 2, à réaliser autour du futur transistor une enceinte en oxyde de silicium épais qui rejoint les bords de la zone 2 et qui est référencée 5, figure lc et suivantes, ce qui revient à mettre en oeuvre la technologie isoplanar d'ailleurs connue en soi, pour assurer une bonne isolation électrique latérale et éviter ainsi tout courant de fuite latéral vers le substrat. Pour obtenir cette forte épaisseur d'oxyde qui doit être légèrement supérieure à celle de la couche épitaxiée 4, on utilise de préférence la technique connue sous le nom de LOCOS, utilisée notamment par la société française R.T.C. et plus généralement par la société hollandaise PHILIPS, surtout pour la réalisation de structures MOS.Cette technique consiste à déposer dans un premier temps une couche mince de nitrure, Si3N4 sur l'ensemble de la plaquette ; cette couche mince est alors photogravée avec précision aux endroits choisis pour les diffusions ; il est ensuite possible de faire croître des couches épaisses de Si4 sur sur le silicium ainsi mis à nu et de faire dispamStre les couches résiduelles de nitrure. Des perfectionnements ont été apportés à la technique LOCOS indiquée ci-dessus : pour obtenir une meilleure adhérence de la couche de nitrure, on peut prévoir de recouvrir le substrat, avant dépôt du nitrure, d'une très mince couche de silice. D'autre part, l'engendrement d'oxyde de silicium épais provoque un gonflement de la zone oxydée, Pour obtenir une bonne planéité finale de la surface traitée, un moyen consiste, après décapage de la couche de nitrure aux endroits à oxyder et avant l'oxydation, à graver à ces endroits le silicium sur une profondeur équivalant à 10 à 20 % de l'épaisseur de la couche d'oxyde à créer. La technique LOCOS est rendue possible par le fait qu'il existe des décapants sélectifs, certains attaquant le nitrure et pas l'oxyde, d'autres, au contraire, attaquant l'oxyde sans attaquer le nitrure. L'oxydation se fait en général dans des fours à haute température à des vitesses différentes selon le procédé utilisé. On peut utiliser un chauffage à sec avec apport d'oxygène ou opérer en phase humide, en présence de Vapeur d'eau.L'enceinte 5 est réalisée au moyen d'un troisième masque. On notera qu'il peut être intéressant d'effectuer les étapes successives épitaxie-oxydation en deux fois, quitte à utiliser à deux reprise le troisième masque. En effet, le procédé LOCOS permet d'obtenir des couches de silice épaisses. Cependant, la vitesse d'oxydation décroît avec la profondeur à atteindre et il peut être long et donc coûteux d'obtenir des épaisseurs de l'ordre de iO#um pour la réalisation# de l'enceinte. Le fait de répéter l'opération en ne traitant à chaque fois que la moitié environ de l'épaisseur finale désirée pour la couche 4 pallie donc cet inconvénient. On verra d'ailleurs ci-dessous que cette façon de procédé der est indispensable pour le deuxième mode de réale sation de l'invention. An important characteristic of the invention consists, in combination with the establishment of zone 2, in producing around the future transistor a chamber made of thick silicon oxide which joins the edges of zone 2 and which is referenced 5, FIG. lc et seq., which amounts to implementing isoplanar technology which is moreover known per se, to ensure good lateral electrical insulation and thus avoid any lateral leakage current towards the substrate. To obtain this high oxide thickness which must be slightly greater than that of the epitaxial layer 4, the technique known by the name of LOCOS, preferably used by the French company R.T.C., is preferably used. and more generally by the Dutch company PHILIPS, especially for the production of MOS structures. This technique consists in first depositing a thin layer of nitride, Si3N4 on the entire wafer; this thin layer is then photograved with precision at the locations chosen for the diffusions; it is then possible to grow thick layers of Si4 on on the silicon thus exposed and to remove the residual layers of nitride. Improvements have been made to the LOCOS technique indicated above: to obtain better adhesion of the nitride layer, provision may be made to cover the substrate, before deposition of the nitride, with a very thin layer of silica. On the other hand, the generation of thick silicon oxide causes swelling of the oxidized zone. To obtain good final flatness of the treated surface, one means consists, after stripping of the nitride layer at the places to be oxidized and before oxidation, to etch the silicon at these locations to a depth equivalent to 10 to 20% of the thickness of the oxide layer to be created. The LOCOS technique is made possible by the fact that there are selective strippers, some attacking the nitride and not the oxide, others, on the contrary, attacking the oxide without attacking the nitride. Oxidation is generally done in high temperature ovens at different speeds depending on the process used. Dry heating with oxygen can be used or operating in the wet phase, in the presence of water vapor. The enclosure 5 is produced by means of a third mask. It will be noted that it may be advantageous to carry out the successive epitaxy-oxidation stages in two stages, even if it means using the third mask twice. In fact, the LOCOS process makes it possible to obtain thick layers of silica. However, the oxidation speed decreases with the depth to be reached and it can be long and therefore expensive to obtain thicknesses of the order of 10 μm for the production # of the enclosure. The fact of repeating the operation by treating each time only about half of the final thickness desired for the layer 4 therefore overcomes this drawback. We will see below that this method of der is essential for the second embodiment of the invention.

La figure id présente l'étape suivante qui consiste, au moyen d'un quatrième masque, à réaliser à l'intérieur de l'enceinte 5 un dopage profond du deuxième type de conduction (P ou de préférence P+, en l'occurrence dit DP ou DP+), par diffusion ou par implantation ionique. On crée ainsi une zone 6 qui rejoint la zone enterrée 2 à un endroit séparé de la zone 3, de façon à créer une prise de contact avec la zone 2 , ramenée à la surface. Cette étape constitue une phase supplémentaire dans la filière à oxyde localise (isoplanar).  Figure id presents the next step which consists, by means of a fourth mask, in carrying out inside the enclosure 5 a deep doping of the second type of conduction (P or preferably P +, in this case said DP or DP +), by diffusion or by ion implantation. This creates a zone 6 which joins the buried zone 2 at a location separate from zone 3, so as to create contact with zone 2, brought to the surface. This step constitutes an additional phase in the localized oxide system (isoplanar).

Dès lors, comme le montrent les figures le et if, le procédé devient entièrement conventionnel et conforme à la technologie bipolaire classique. Au minimum deux diffusions (ou implantations ioniques) sont encore nécessaires pour la réalisation du transistor à l'intérieur de l'enceinte : un dopage P de base créant la zone 7 au moyen d'un cinquième masque, et un dopage
N (ou de préférence. N+) d'émetteur qui crée une zone 8 d'émetteur à l'intérieur de la zone 7 et une zone 9, séparée des zones 7 et 8 pour la prise de contact collecteur, le tout au moyen d'un sixième masque. Puis sont réalisés les contacts métalliques constituant les électrodes du transistor, qui nécessitent un septième et un huitième masque pour l'ouverture des contacts, et un neuvième masque de gravure d'aluminium.On obtient ainsi le transistor NPN de la figure if, recouvert d'une couche épaisse d'oxyde de silicium il à travers laquelle sont effectués les contacts d'émetteur 12 de base 13 et de collecteur 14, les parties métalliques (en aluminium de préférence) étant représentées par des hachures resserrées. Les filières faisant appel à la technique
LOCOS comportent souvent, de façon non représentée, deux couches d'interconnexion, faisant appel à deux masques supplémentaires. De plus il peut être avantageux de réaliser un puits collecteur reliant la prise de collecteur 9 à la couche enterrée N+, 3, ce qui nécessite un masque supplémentaire. Cette dernière opération, non représentée, a lieu avant les diffusions de base et d'émetteur.
Therefore, as shown in Figures le and if, the process becomes entirely conventional and conforms to conventional bipolar technology. At least two diffusions (or ion implantations) are still necessary for the realization of the transistor inside the enclosure: a basic P doping creating the zone 7 by means of a fifth mask, and a doping
N (or preferably. N +) of transmitter which creates a zone 8 of transmitter inside zone 7 and a zone 9, separated from zones 7 and 8 for making contact with the collector, all by means of 'a sixth mask. Then the metal contacts are made up constituting the electrodes of the transistor, which require a seventh and an eighth mask for the opening of the contacts, and a ninth mask of engraving of aluminum. One thus obtains the NPN transistor of the figure if, covered with 'a thick layer of silicon oxide il through which are made the emitter 12 base 13 and collector 14 contacts, the metal parts (preferably aluminum) being represented by tight hatching. Sectors using technique
LOCOS often have, not shown, two interconnection layers, using two additional masks. In addition, it may be advantageous to produce a collecting well connecting the collecting socket 9 to the buried layer N +, 3, which requires an additional mask. This last operation, not shown, takes place before the basic and transmitter broadcasts.

Le transistor ainsi obtenu dit transistor utile, met en oeuvre, dans le sens vertical cinq couches de conductivités alternées qui sont du haut vers le bas sur la figure if l'émetteur, la base, un caisson constitué d'une part par l'essentiel de la couche épitaxiée N située dans l'enceinte 5 qui constitue le collecteur 15, et par les couches 3 et 9, d'autre part par la couche 2, et une cinquième couche constituée par le substrat 1. The transistor thus obtained, called useful transistor, implements, in the vertical direction five layers of alternating conductivities which are from top to bottom in the figure if the emitter, the base, a box consisting on the one hand of the essential of the epitaxial layer N situated in the enclosure 5 which constitutes the collector 15, and by the layers 3 and 9, on the other hand by the layer 2, and a fifth layer constituted by the substrate 1.

Dans les structures connues des transistors bipolaires verticaux avec région isolante, la couche de collecteur de type N est implantée directement sur un substrat de type P et l'on a l'inconvénient précité de courants de fuite vers le substrat, sous certaines conditions de polarisation du transistor utile, notamment celles qui le portent à saturation, du fait du transistor parasite que peut former le substrat avec les couches 15 et 7. Pour pallier cet inconvénient, la demande de brevet français numéro 82 15 879 déjà citée enseigne que l'on peut en premier lieu façonner pour le transistor utile un caisson constitué par n couches de conductivité alternées n étant supérieur ou égal à 2.Ceci est bien le cas sur la figure if où les deux couches du caisson sont référencées 2 et 15 ; il faut ensuite, pour obtenir l'isolation recherchée, constituer parmi les n couches du caisson au moins un couple de deux couches adjacentes entre lesquelles est élaborée une résistance de valeur faible ou quasiment nulle destinée à courtcircuiter pratiquement ces deux couches. Dans le cas de la présente invention il s'agit donc de court-circuiter les couches 2 et 15, ce qui est réalisé, sur la figure
If au moyen du conducteur 14 qui est relié à la fois à la couche N, 15, par la zone N+, 9, et à la couche 2 par la zone P+, 6.Si l'on fait le schéma électronique de l'ensemble constitué par la figure If, on obtient essentiellement, en plus du transistor utile NPN 8,7,15 un premier transistor parasite PNP 7,15,2 et, disposé en série avec le transistor utile, un deuxième transistor parasite NPN 15,2,1 dont le substrat 1 constitue le collecteur. En court-circuitant la base 2 et l'émetteur 15 de ce deuxième transistor parasite, on supprime tout effet transistor et on réduit ainsi à une valeur négligeable le courant émetteur-collecteur de ce deuxième transistor parasite, qui s'identifie avec un courant de fuite au substrat.
In known structures of vertical bipolar transistors with insulating region, the N-type collector layer is implanted directly on a P-type substrate and there is the aforementioned drawback of leakage currents to the substrate, under certain polarization conditions. of the useful transistor, in particular those which bring it to saturation, due to the parasitic transistor which the substrate can form with the layers 15 and 7. To overcome this drawback, the French patent application number 82 15 879 already cited teaches that can first of all fashion for the useful transistor a box constituted by n alternating conductivity layers n being greater than or equal to 2. This is indeed the case in the figure if where the two layers of the box are referenced 2 and 15; then, to obtain the desired insulation, constitute among the n layers of the box at least a pair of two adjacent layers between which is developed a resistance of low or almost zero value intended to practically short-circuit these two layers. In the case of the present invention, it is therefore a question of short-circuiting the layers 2 and 15, which is done, in the figure
If by means of the conductor 14 which is connected both to the N layer, 15, by the N + zone, 9, and to the layer 2 by the P + zone, 6. If the electronic diagram of the assembly is made constituted by FIG. If, one obtains essentially, in addition to the useful transistor NPN 8,7,15 a first parasitic transistor PNP 7,15,2 and, arranged in series with the useful transistor, a second parasitic transistor NPN 15,2, 1, the substrate 1 of which constitutes the collector. By short-circuiting the base 2 and the emitter 15 of this second parasitic transistor, any transistor effect is eliminated and the emitter-collector current of this second parasitic transistor is thus reduced to a negligible value, which is identified with a current of leakage to the substrate.

Il est clair que l'on peut réaliser de façon analogue un transistor PNP protégé contre les courants de fuite latéraux et/ou verticaux au substrat, en remplaçant, sur la figure 1, les zones N ou N+ par des zones P ou P+ et réciproquement. Dans ce cas cependant, l'étape optionnelle qui consiste à créer la couche 3 est supprimée. Dans la pratique, l'élaboraton du dopage 6 décrit ci-dessus en référence à la figure ld peut entraîner des inconvénients et notamment nécessiter trop de place à l'intérieur de lten- ceinte 5. Pour réduire ces inconvénients, deux modes de réalisation préférés sont décrits ci-dessous en référence aux figures 2 et 3 respectivement. It is clear that a PNP transistor can be produced in a similar manner protected against lateral and / or vertical leakage currents to the substrate, by replacing, in FIG. 1, the N or N + zones by P or P + zones and vice versa. . In this case, however, the optional step of creating layer 3 is omitted. In practice, the development of doping 6 described above with reference to FIG. 1d can lead to drawbacks and in particular require too much space inside the array 5. To reduce these drawbacks, two preferred embodiments are described below with reference to Figures 2 and 3 respectively.

Sur la figure 2a, une cheminée de silicium à parois d'oxyde épais est créée sur toute l'épaisseur de la couche épitaxiale 4. Pour ce faire, une cloison 16 en oxyde épais est ajoutée à l'enceinte 5, les extrémités latérales de la cloison 16 étant au contact de l'enceinte 5. La cloison 16 est réalisée au moyen du même masque qui sert pour l'enceinte 5 et sa partie inférieure entre ainsi en contact avec la couche profonde 2. Un dopage profond 17 du deuxième type de conduction est ensuite effectué au moyen du quatrième masque, à l'intérieur de la cheminée de forme quelconque, par exemple rectangulaire ainsi créée entre la paroi 16 et l'enceinte 5, qui délimite exactement la partie à doper et qui empêche une extension par diffusion indésirable de cette partie lors de traitements thermiques ultérieurs de la plaquette de circuit intégré. On notera, sur la figure 2a ainsi que sur les figures suivantes, la présence des zones 18 situées juste en dessous de l'enceinte 5 qui constituent un anneau de garde. Cet anneau de garde peut être déposé comme décrit ci-dessus en référence à la figure la. On peut aussi, après dépôt de la couche épitaxiée 4, réaliser, à l'aide d'un masque spécifique un dopage N+ en forme de cordon fermé à l'emplacement de la future enceinte. Lors de l'élaboration ultérieure de l'enceinte 5, ce cordon N+ est ensuite repoussé par l'oxyde et migre en direction du substrat jusqu'à occuper l'emplacement représenté sur les figures 2, 3 et 4. La suite des opérations, qui permet de passer de la figure 2a à la figure 2b représentant le transistor complet avec ses contacts est#la même que celle qui permet de passer de la figure le à la figure If.  In FIG. 2a, a silicon chimney with thick oxide walls is created over the entire thickness of the epitaxial layer 4. To do this, a partition 16 in thick oxide is added to the enclosure 5, the lateral ends of the partition 16 being in contact with the enclosure 5. The partition 16 is produced by means of the same mask which is used for the enclosure 5 and its lower part thus comes into contact with the deep layer 2. Deep doping 17 of the second type conduction is then carried out by means of the fourth mask, inside the chimney of any shape, for example rectangular thus created between the wall 16 and the enclosure 5, which exactly delimits the part to be doped and which prevents extension by unwanted diffusion of this part during subsequent heat treatments of the integrated circuit board. It will be noted, in FIG. 2a as well as in the following figures, the presence of the zones 18 situated just below the enclosure 5 which constitute a guard ring. This guard ring can be removed as described above with reference to Figure la. It is also possible, after deposition of the epitaxial layer 4, to produce, using a specific mask, N + doping in the form of a closed bead at the location of the future enclosure. During the subsequent preparation of the enclosure 5, this N + cord is then repelled by the oxide and migrates towards the substrate until it occupies the location shown in FIGS. 2, 3 and 4. The following operations, which makes it possible to pass from FIG. 2a to FIG. 2b representing the complete transistor with its contacts is # the same as that which makes it possible to pass from FIG. 1a to FIG. If.

La figure 3 représente un deuxième mode de réalisation préféré de l'invention, selon lequel la prise de contact commune des couches 2 et 15 se fait dans une dépression ou puits créé par enlèvement de silicium dans la couche 15 située à l'intérieur de l'enceinte 5. La figure 3a met en évidence les premières étapes nécessaires à la formation de ce puits. FIG. 3 represents a second preferred embodiment of the invention, according to which the joint contacting of the layers 2 and 15 takes place in a depression or well created by removal of silicon in the layer 15 located inside the 'enclosure 5. Figure 3a highlights the first steps necessary for the formation of this well.

Le dépôt de la couche épitaxiale et la constitution de l'enceinte sont ici effectués en deux temps. On fait d'abord cotre par épitaxie une couche N, 21, dont l'épaisseur est sensiblement moitié de la couche épitaxiée nécessaire à la filière. Cette opération étant effectuée sur l'ensemble de la plaquette de silicium, ne nécessite pas de masque. Puis, conformément à la technologie LOCOS, la couche 21 est recouverte d'une mince couche d'oxyde permettant l'accro chage et soumise ensuite à un dépôt de nitrure de silicium Si N . La formation des parties inférieures de l'enceinte est effectuée comme décrit ci-dessus en référence a la figure lc (troisième masque).On enlève ensuite la couche de nitrure de silicium restante par décapage à l'exception d'un emplacement (quatrième masque) qui correspond sensiblement à celui de la cheminée pour le premier mode de réalisation préféré (figure 2). On obtient ainsi une pastille de Si3N4, 23 située sensiblement contre enceinte à l'aplomb de la partie de la couche d'isolation 2 qui ne comporte pas la couche enterrée 3. On procède alors au dépôt d'une deuxième couche N épitaxiée 24 sur ltensemble de la surface de façon à obtenir l'épaisseur totale désirée pour la couche épitaxiée. La résistivité de cette couche 24 peut être la même ou différente de celle de la couche 21 sous-jacente. Si ce dépôt est fait avec le soin voulu, il peut être entièrement monocristallin.Toutefois, au-dessus de la partie inférieure 22 de l'enceinte et de la pastille 23, de nombreux défauts peuvent exister dans le réseau cristallin et il peut même arriver que l'on ait du silicium polycristallin. Or comme on le verra ci-dessous, il ne sera pas fait usage du silicium déposé au-dessus du nitrure 23 ni de la silice 22 pour conduire l'électricité et de ce fait la nature du silicium déposé n'a pas une très grosse importance. Lors de la croissance du monocristal, les macles auront tendance à s'étendre obliquement par rapport à une ligne perpendiculaire à la surface de la plaquette et il sera peut-être nécessaire d'en tenir compte dans la détermination des dimensions minimales de l'enceinte.De plus, au cas ou des défauts cristallins sfavèreraient faire trop baisser le rendement du transistor utile, des méthodes existent, décrites par ailleurs, basées sur des recuits ou des fusions localisées notamment, de façon à permettre de réduire le nombre de ces défauts, tel par exemple le procédé décrit dans la publication "Electronics Review" du 2 juin 1982, pages 45 et 46 dans deux articles, l'un de J. Robert LINEBACK, l'autre de Roderic BERESFORD. The deposition of the epitaxial layer and the constitution of the enclosure are carried out here in two stages. First, an N, 21 layer is cut by epitaxy, the thickness of which is substantially half the epitaxial layer necessary for the die. This operation being carried out on the whole of the silicon wafer, does not require a mask. Then, in accordance with LOCOS technology, the layer 21 is covered with a thin oxide layer allowing the bonding and then subjected to a deposit of silicon nitride Si N. The lower parts of the enclosure are formed as described above with reference to FIG. 1c (third mask). The remaining layer of silicon nitride is then removed by pickling except for one location (fourth mask ) which corresponds substantially to that of the chimney for the first preferred embodiment (Figure 2). A pellet of Si3N4, 23 is thus obtained located substantially against the enclosure directly above the part of the insulation layer 2 which does not include the buried layer 3. A second epitaxial layer N is then deposited on the whole surface so as to obtain the total thickness desired for the epitaxial layer. The resistivity of this layer 24 can be the same or different from that of the underlying layer 21. If this deposit is made with the required care, it can be entirely monocrystalline. However, above the lower part 22 of the enclosure and the pellet 23, many defects can exist in the crystal lattice and it can even happen that we have polycrystalline silicon. However, as will be seen below, use will not be made of the silicon deposited above the nitride 23 or of the silica 22 to conduct the electricity and therefore the nature of the deposited silicon does not have a very large importance. During the growth of the single crystal, the twins will tend to extend obliquely to a line perpendicular to the surface of the wafer and it may be necessary to take this into account in determining the minimum dimensions of the enclosure. .Moreover, in the case where crystalline faults would cause the efficiency of the useful transistor to drop too low, methods exist, described elsewhere, based on annealing or localized fusions in particular, so as to make it possible to reduce the number of these faults, such as for example the process described in the publication "Electronics Review" of June 2, 1982, pages 45 and 46 in two articles, one by J. Robert LINEBACK, the other by Roderic BERESFORD.

L'étape suivante consiste à réaliser la partie supérieure 25 de l'enceinte (cinquième masque) toujours au moyen de la technologie LOCOS, ce qui permet dVob- tenir une structure sensiblement identique à celle de la figure lc avec, en plus, la présence de la pastille de nitrure de silicium 23 à mi-épaisseur de la couche épitaxiée à l'intérieur de l'enceinte.The next step consists in producing the upper part 25 of the enclosure (fifth mask), still using LOCOS technology, which makes it possible to obtain a structure substantially identical to that of FIG. 1c with, in addition, the presence of the silicon nitride pellet 23 at mid-thickness of the epitaxial layer inside the enclosure.

On notera que les troisième et cinquième masques sont pratiquement identiques. A l'aide d'un sixième masque, on enlève par décapage le nitrure à l'endroit où l'on souhaite faire une gravure de silicium, ctest-à-dire au-dessus de la pastille 23. Le nitrure restant en surface est référencé 26, figure 3a. Puis, à l'aide d'un décapant sélectif, on fait une gravure chimique qui attaque le silicium seul, à l'exclusion de la silice 25 et du nitrure 26. Cette gravure est arrêtée en profondeur par la pastille de nitrure 23.It will be noted that the third and fifth masks are practically identical. Using a sixth mask, the nitride is removed by pickling where it is desired to etch the silicon, that is to say above the wafer 23. The nitride remaining on the surface is referenced 26, FIG. 3a. Then, using a selective stripper, a chemical etching is carried out which attacks the silicon alone, with the exclusion of silica 25 and nitride 26. This etching is stopped in depth by the nitride pellet 23.

Les couches 23 et 26 sont ensuite complètement enlevées par décapage et on oxyde la surface#entière de la plaquette, ces deux dernières opérations ntétant pas représentées. A l'aide d'un septième masque, on ouvre l'oxyde superficiel pour réaliser le dopage de base (P ou P+) 27, figure 3b et, simultanément, c'est-à-dire en utilisant le même masque, à l'empla- cement de la partie de l'ancienne pastille 23 située du côté de ltenceinte, on ouvre l'oxyde superficiel pour réaliser le dopage profond 28 destiné à la prise de contact avec la zone 2. En l'occurrence, ce dopage 28 a la même épaisseur que celle de la base 27, cette épaisseur étant nécessairement supérieure à celle de la couche épitaxiée 21.De façon analogue on fait ensuite un dopage d'émetteur, par un huitième masque, qui résult#e en une zone N+ d'émetteur 29 à l'intérieur de la zone 27 et en une zone N de prise collecteur, 31, adjacente à la #one 28 et dont l'épaisseur est inférieure à celle de la couche 21. Les prises de contacts d'émetteur 32, de base 33 et de collecteur 34 sont ensuite effectuées et, à cette occasion, il peut être nécessaire d'utiliser plus de deux masques pour le perçage de la couche superficielle de silice 35, dans le but de réaliser des ouvertures en gradins destinés à éviter des cassures ultérieures de l'aluminium qui sera ensuite déposé dans ces ouvertures. La constitution de gradins est particulièrement recommandée pour réaliser la prise de contact collecteur 34 qui est la plus profonde et donc la plus exposée à cassures.The layers 23 and 26 are then completely removed by pickling and the entire surface # of the wafer is oxidized, these last two operations not being shown. Using a seventh mask, the surface oxide is opened to carry out the basic doping (P or P +) 27, FIG. 3b and, simultaneously, that is to say using the same mask, at l location of the part of the old pellet 23 situated on the enclosure side, the surface oxide is opened to carry out the deep doping 28 intended for contacting the zone 2. In this case, this doping 28 has the same thickness as that of the base 27, this thickness being necessarily greater than that of the epitaxial layer 21. In an analogous manner, the emitter is then doped, by an eighth mask, which results # e in an N + d zone emitter 29 inside the zone 27 and in a zone N of collector socket, 31, adjacent to the #one 28 and whose thickness is less than that of the layer 21. The emitter contact sockets 32 , base 33 and manifold 34 are then made and, on this occasion, it may be necessary to use more than two masks for the drilling of the surface layer of silica 35, with the aim of making stepped openings intended to avoid subsequent breakage of the aluminum which will then be deposited in these openings. The constitution of steps is particularly recommended to make the collector contact 34 which is the deepest and therefore the most exposed to breakage.

Le contact métallique commun aux couches 2 et 15, 34, est ici réalisé simplement à travers un perçage unique de la couche superficielle d'oxyde étant donné que les zones de prise de contact de ces deux couches, 28 et 31 respectivement, sont adjacentes. La création simultanée de dopages du silicium à quelques microns de distance l'un de l'autre dans le sens vertical, c'est-à-dire sur des surfaces non rigoureusement planes (zones 27 et 28 ou 29 et 31) peut poser quelques difficultés d'ordre technologique relatives à la netteté de l'image formée sur la plaquette. Cependant, l'homme de métier dispose de plusieurs méthodes pour l'insolation de la plaquette à travers le masque et peut facilement résoudre ces difficultés en tirant profit des tolérances permises par chacune de ces méthodes. The metallic contact common to layers 2 and 15, 34 is here achieved simply through a single drilling of the surface oxide layer since the contacting areas of these two layers, 28 and 31 respectively, are adjacent. The simultaneous creation of dopings of silicon a few microns apart from each other in the vertical direction, that is to say on non-strictly flat surfaces (zones 27 and 28 or 29 and 31) can pose some technological difficulties relating to the sharpness of the image formed on the wafer. However, a person skilled in the art has several methods for insulating the wafer through the mask and can easily resolve these difficulties by taking advantage of the tolerances allowed by each of these methods.

De plus, au cas on la netteté souhaitée pour la formation des zones 28 et 31 ne serait pas optimale; il est toujours possible d'agrandir la zone de la pastille 23 et d'augmenter ainsi les tolérances spatiales latérales quitte à agrandir légèrement l'enceinte du transistor. In addition, in the case of the desired sharpness for the formation of the zones 28 and 31 would not be optimal; it is always possible to enlarge the area of the patch 23 and thus increase the lateral space tolerances even if it means slightly enlarging the enclosure of the transistor.

A la figure 4 sont représentés deux transistors complémentaires, à raison d'un transistor NPN vertical 36 sur la partie droite de la figure et d'un transistor PNP vertical 37 sur la partie gauche de la figure. Pour le transistor 36, on a choisi la représentation de la figure if, mais il peut aussi s'agir du transistor selon la figure 2b ou du transistor selon la figure 3b. Pour réaliser le transistor 37, les premières étapes sont identiques à celles décrites ci-dessus en référence aux figures la à ld, à cela près que la couche 3 n'existe pas dans ce cas. Ensuite, une zone de type
P 38 analogue à la zone 7 est implantée (diffusée) dans la couche 4.La zone 38 sera l'émetteur, res- pectivement le collecteur du transistor 37, la zone 39, analogue à la zone profonde 2 et élaborée au moyen du même masque sera le collecteur, respectivement l'émetteur, et la zone intermédiaires de type N, 41, la base du transistor 37. Les prises de contact 42, 43, 44 des zones 38, 41 et 39 sont réalisées comme aux figures if ou 2b pour le transistor NPN mais dans ce cas, il n'existe pas de contact commun entre deux couches adjacentes de types de conductions opposes, chacune des trois électrodes 42, 43 et 44 étant reliée à une seule des zones 38, 41, 39. On notera que le dopage P 45 pour la prise de contact avec la couche 39 peut aussi être réalisé comme décrit ci-dessus en 17 en référence à la figure 2.On obtient ainsi un transistor PNP vertical 37 dont les performances sont moins bonnes que celles du transistor NPN 369 mais meilleures cependant que celles d'un transistor PNP latéral comme on en realise couramment en technologie isoplanar ou que celles d'un transistor PNP vertical dans un circuit intégré classique à quatre couches pour lequel le substrat lui-même fait office d'émetteur ou de collecteur, ce qui implique l'existence d'un courant de substrat et la mise au même potentiel - celui du substrat - d'électrodes homologues de tous les transistors PNP ainsi réalisés sur un substrat commun.
In FIG. 4 are shown two complementary transistors, at the rate of a vertical NPN transistor 36 on the right part of the figure and of a vertical PNP transistor 37 on the left part of the figure. For transistor 36, the representation of FIG. If has been chosen, but it may also be the transistor according to FIG. 2b or the transistor according to FIG. 3b. To make the transistor 37, the first steps are identical to those described above with reference to Figures la to ld, except that the layer 3 does not exist in this case. Then a type area
P 38 analogous to zone 7 is implanted (diffused) in layer 4. Zone 38 will be the emitter, respectively the collector of transistor 37, zone 39, analogous to deep zone 2 and developed using the same mask will be the collector, respectively the emitter, and the N type intermediate zone, 41, the base of the transistor 37. The contact sockets 42, 43, 44 of the zones 38, 41 and 39 are produced as in the figures if or 2b for the NPN transistor but in this case, there is no common contact between two adjacent layers of types of opposite conduction, each of the three electrodes 42, 43 and 44 being connected to only one of the zones 38, 41, 39. We note that the P 45 doping for making contact with the layer 39 can also be carried out as described above in 17 with reference to FIG. 2. One thus obtains a vertical PNP transistor 37 whose performance is less good than that of the NPN 369 transistor but better than those of a lateral PNP transistor c as is commonly done in isoplanar technology or as those of a vertical PNP transistor in a conventional integrated circuit with four layers for which the substrate itself acts as emitter or collector, which implies the existence of a substrate current and setting the same potential - that of the substrate - of homologous electrodes of all the PNP transistors thus produced on a common substrate.

La présente invention se propose de réaliser des transistors complémentaires en évitant tout courant de fuite au substrat. On notera que le transistor 37 de la figure 4 pourrait provoquer un courant de fuite au substrat sous certaines conditions particulières de polarisation de ses électrodes, c'est-à-dire si son émetteur était constitué par la zone 38 et si il était porté à saturation, ce qui entraînerait le déblocage du transistor NPN parasite qui existe entre le transistor utile PNP et le substrat. Pour éviter cela, les transistors tels que 37 sont polarisés de façon que la zone 39 constitue l'émetteur, la zone 38 étant alors le collecteur. The present invention proposes to produce complementary transistors while avoiding any leakage current to the substrate. It will be noted that the transistor 37 of FIG. 4 could cause a leakage current to the substrate under certain particular conditions of polarization of its electrodes, that is to say if its emitter was constituted by the zone 38 and if it was brought to saturation, which would result in the unblocking of the parasitic NPN transistor which exists between the useful transistor PNP and the substrate. To avoid this, the transistors such as 37 are polarized so that the area 39 constitutes the emitter, the area 38 then being the collector.

De plus, les schémas des circuits électroniques à réaliser par circuits intégrés qui nécessitent des transistors complémentaires peuvent être conçus de façon telle qu'il n'y ait qu'un type de transistors, les transistors NPN de préférence, qui soit susceptible d'être porté à saturation. Lorsque les transistors NPN sont réalisés selon l'invention comme décrit ci-dessus en référence aux figures if, 2b ou 3b, on est alors assuré qu'ils ne peuvent pas être la cause d'un courant de fuite au substrat. Afin de diminuer encore tout risque de courant de substrat, un branchement particulier des circuits doit être réalisé : le substrat de type N doit être relié au point le plus positif du montage, c'est-à-dire en général à la tension d'alimentation la plus positive appui quée au circuit.In addition, the diagrams of the electronic circuits to be produced by integrated circuits which require additional transistors can be designed in such a way that there is only one type of transistors, preferably NPN transistors, which is capable of being brought to saturation. When the NPN transistors are produced according to the invention as described above with reference to Figures if, 2b or 3b, it is then ensured that they cannot be the cause of a leakage current to the substrate. In order to further reduce any risk of substrate current, a specific connection of the circuits must be made: the N-type substrate must be connected to the most positive point of the circuit, that is to say in general to the voltage of most positive power supply on the circuit.

Il va de soi qu'entre les transistors réalisés comme décrit ci-dessus il est possible pour obtenir tout circuit intégré souhaité de réaliser en même temps sur une même plaquette de silicium d'autres composants tels que diodes ou résistances par exemple, de la même façon qu'en technologie isoplanar ou, plus généralement en technologie bipolaire classique. Par ailleurs, on a décrit ci-dessus en référence aux figures 1 à 4 les modes de réalisation préférés de l'invention. On notera à ce sujet qu'il est aussi possible de réaliser des circuits intégrés conformes a' l'invention en inversant les types de dopages indiqués pour les figures 1 à 4, c'est-à-dire en rempla çant les régions de type N par des régions de type P et inversement.  It goes without saying that between the transistors produced as described above it is possible to obtain any desired integrated circuit to produce at the same time on the same silicon wafer other components such as diodes or resistors for example, of the same so that in isoplanar technology or, more generally in conventional bipolar technology. Furthermore, the preferred embodiments of the invention have been described above with reference to FIGS. 1 to 4. It will be noted in this regard that it is also possible to produce integrated circuits in accordance with the invention by reversing the types of doping indicated for FIGS. 1 to 4, that is to say by replacing the type regions N by P-type regions and vice versa.

Claims (6)

REVENDICATIONS :CLAIMS: 1. Procédé de réalisation d'au moins un transistor à structure verticale de type PNP et/ou de type NPN, par intégratinn monolithique sur un substrat de matériau semiconducteur monocristallin, mettant en oeuvre cinq couches adjacentes de matériau semiconducteur de type de conduction opposé en alternance parmi lesquelles le substrat est compté comme première couche, selon lequel une métallisation relie les deuxième et troisième couches, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre la technologie isoplanar et comporte au moins la succession chronologique des étapes suivantes - ledit substrat d'un premier type de conduction re1. Method for producing at least one transistor with a vertical structure of PNP type and / or of NPN type, by monolithic integratinn on a substrate of monocrystalline semiconductor material, using five adjacent layers of semiconductor material of opposite conduction type in alternation among which the substrate is counted as the first layer, according to which a metallization connects the second and third layers, characterized in that it implements isoplanar technology and comprises at least the chronological succession of the following stages - said substrate of a first type of conduction re croit sur une zone prévue pour l'emplacement dudit believes in an area provided for the location of said transistor des impuretés correspondant au deuxième impurity transistor corresponding to the second type de conduction - on introduit de place en place un anneau de garde - on fait croître le monocristal en procédant à un type of conduction - a guard ring is introduced from place to place - the single crystal is grown by making a dépôt monocristallin du premier type de conduction - on opère au moyen de la technologie LOCOS une oxy monocrystalline deposit of the first type of conduction - we operate by means of LOCOS technology an oxy dation profonde qui rejoint le bord de ladite zone deep dation which joins the edge of said area de façon--à constituer une enceinte - on effectue à l'intérieur de ladite enceinte un so as - to constitute an enclosure - one carries out inside said enclosure a dopage profond du deuxième type de conduction deep doping of the second type of conduction fortement dopé qui rejoint ladite zone - on effectue à l'intérieur de ladite enceinte, sépa heavily doped which joins said zone - it is carried out inside said enclosure, separa rément dudit dopage profond, deux dopages gigognes said deep doping, two nested dopings de base puis d'émetteur - les contacts métalliques constituant les électrodes base then transmitter - the metal contacts constituting the electrodes dudit transistor sont établis en surface, ltélec-  of said transistor are established on the surface, the trode de collecteur étant, à cette occasion, reliée collector trode being, on this occasion, connected audit dopage profond. deep doping audit. 2. Procédé de réalisation de transistor(s) à structure verticale selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit matériau semiconducteur est du silicium et que ledit premier type de conduction est le type de conduction N.2. A method of making transistor (s) with vertical structure according to claim 1, characterized in that said semiconductor material is silicon and that said first type of conduction is type of N conduction. 3. Procédé de réalisation de transistor(s) à structure verticale selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il est créé à l'intérieur de ladite enceinte une cheminée de silicium à parois d'oxyde à l'intérieur de laquelle est effectué ledit dopage profond.3. A method of making transistor (s) with vertical structure according to claim 1 or 2 characterized in that there is created inside said enclosure a silicon chimney with oxide walls inside which is performed said deep doping. 4. Procédé de réalisation de transistor(s) à structure verticale selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il est créé par gravure à l'intérieur de ladite enceinte un puits de profondeur sensiblement moitié de celle de l'enceinte au fond duquel est effectué en même temps que le dopage de base ledit dopage profond puis en même temps que le dopage d'émetteur et adjacent audit dopage profond, la prise de collecteur fortement dopée du premier type de conduction.4. A method of making transistor (s) with vertical structure according to claim 1 or 2 characterized in that it is created by etching inside said enclosure a well of depth substantially half that of the enclosure at the bottom which is carried out at the same time as the basic doping said deep doping then at the same time as the emitter doping and adjacent to said deep doping, the collector socket heavily doped with the first type of conduction. 5. Procédé de réalisation de transistor(s) à structure verticale selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'on élabore sur ledit substrat au moins un deuxième transistor complémentaire dudit transistor à l'intérieur d'une deuxième enceinte construite de la même façon que ladite enceinte, dont l'émetteur est constitué par ladite zone du deuxième type de conduction relative à la deuxième enceinte, la base par la couche, du premier type de conduction qui constitue l'intérieur de ladite deuxième enceinte et le collecteur par une couche du deuxième type de conduction créée dans ladite base. 5. A method of making transistor (s) with vertical structure according to one of claims 1 to 4 characterized in that there is developed on said substrate at least one second transistor complementary to said transistor inside a second built enclosure in the same way as said enclosure, the emitter of which is constituted by said zone of the second type of conduction relating to the second enclosure, the base by the layer, of the first type of conduction which constitutes the interior of said second enclosure and the collector by a layer of the second type of conduction created in said base. 6. Circuit intégré en technologie isoplanar obtenu-par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 5. 6. Integrated circuit in isoplanar technology obtained by the implementation of the method according to one of claims 1 to 5.
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