JP2000306923A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2000306923A
JP2000306923A JP6141499A JP6141499A JP2000306923A JP 2000306923 A JP2000306923 A JP 2000306923A JP 6141499 A JP6141499 A JP 6141499A JP 6141499 A JP6141499 A JP 6141499A JP 2000306923 A JP2000306923 A JP 2000306923A
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semiconductor
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Shigeaki Okawa
重明 大川
Toshiyuki Okoda
敏幸 大古田
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a semiconductor device suitable for driving an electric capacitor microphone by making at one end high in resistance, for the parasitic capacitance caused by an extended electrode requiring a large area. SOLUTION: A semiconductor substrate 21 whose specific resistance is 100-5,000 Ω.cm is prepared. An epitaxial layer 23 is formed on the substrate 21, and an island region 25 is formed. An NPN transistor and a junction field- effect transistor are formed in the region 25. An extended electrode 43 is formed to be continuous to the gate electrode of the junction field-effect transistor. The specific resistance of a portion of the substrate 21 under the electrode 43 is made high. A P-type diffusion region 44 is formed on a surface of the substrate 21, which is under each circuit element so that the region 44 will play the role of junction isolation. Since capacitors C1 and C2 reach the high specific resistance portion of the substrate 21, a substantially isolated state is achieved, which can hence prevent the flowing of a current from the electrode 43 to a ground potential GND.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、エレクトリックコ
ンデンサマイクを駆動するために用いて好適な、半導体
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device suitable for driving an electric condenser microphone.

【0002】[0002]

【従来の技術】コンデンサマイクロホン(ECM)は、
音声などの空気振動を容量値の変化という電気信号に変
換するための素子である。その出力信号は極めて微弱な
ものであり、これを増幅するための素子には、入力イン
ピーダンスが高く、高ゲインが得られ、且つ低ノイズで
あるという特性が求められる。
2. Description of the Related Art A condenser microphone (ECM) is
It is an element for converting air vibration such as voice into an electric signal of change in capacitance value. The output signal is extremely weak, and an element for amplifying the output signal is required to have characteristics such as high input impedance, high gain, and low noise.

【0003】斯かる要求に適切な素子として、接合型F
ET素子(J−FET)や、MOS型FET素子等があ
げられる。このうちJ−FET素子は、BIP型ICに
集積化が容易である等の特徴を有している。(例えば、
特開昭58−197885号)。
[0003] As an element suitable for such a demand, a junction type F
Examples include an ET element (J-FET) and a MOS type FET element. Among them, the J-FET element has features such as easy integration into a BIP type IC. (For example,
JP-A-58-197885).

【0004】図8にこの種のJ−FET(Pチャネル
型)装置を示した。まずP型の半導体基板1には、N型
のエピタキシャル層2が積層され、この間には、N+型
の埋込層3が形成されている。この埋込層3を囲むよう
にP+型の分離領域4がエピタキシャル層2表面から半
導体基板1に貫通して形成され、島領域5を形成してい
る。
FIG. 8 shows this type of J-FET (P-channel type) device. First, an N-type epitaxial layer 2 is laminated on a P-type semiconductor substrate 1, and an N + -type buried layer 3 is formed therebetween. A P + type isolation region 4 is formed to penetrate the semiconductor substrate 1 from the surface of the epitaxial layer 2 so as to surround the buried layer 3, thereby forming an island region 5.

【0005】また島領域5の表面には、N+型のトップ
ゲート領域6が形成され、このトップゲート領域6の下
層には、P型のチャネル領域7が形成されている。前記
チャネル領域の両端には、P型のソース領域8、P型の
ドレイン領域9が形成され、外側には高濃度のゲートコ
ンタクト領域10が形成されている。
[0005] An N + type top gate region 6 is formed on the surface of the island region 5, and a P type channel region 7 is formed below the top gate region 6. A P-type source region 8 and a P-type drain region 9 are formed at both ends of the channel region, and a high-concentration gate contact region 10 is formed outside.

【0006】更に、絶縁膜を介して、ソース電極11
S、ドレイン電極11Dおよびゲート電極11Gが形成
されて、Pチャネル型のJ−FETとして構成される。
Further, the source electrode 11 is interposed via an insulating film.
S, a drain electrode 11D, and a gate electrode 11G are formed to constitute a P-channel J-FET.

【0007】ゲート領域にPN接合が形成されているた
めここを逆バイアスし、空乏層の大小によりドレイン電
流の制御を行っている。
Since a PN junction is formed in the gate region, the PN junction is reverse-biased, and the drain current is controlled by the size of the depletion layer.

【0008】また、集積化した場合は、他の島領域5に
は、P型のベース領域12とN+型のエミッタ領域13
及びN+型のコレクタコンタクト領域14を形成してい
る。NPNトランジスタ等の素子は、J−FETが受け
た信号を処理する集積回路網を構成する。
When integrated, the other island region 5 has a P-type base region 12 and an N + -type emitter region 13.
And an N + type collector contact region 14. Elements such as NPN transistors form an integrated network that processes the signals received by the J-FET.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、斯かる
素子をエレクトリックマイクコンデンサの信号増幅用途
に用いるときは、半導体集積回路上に電極パッドよりも
遙かに大きな面積の拡張電極15を設けることを要求さ
れる場合がある。
However, when such an element is used for signal amplification of an electric microphone capacitor, it is necessary to provide an extended electrode 15 having a much larger area than an electrode pad on a semiconductor integrated circuit. May be done.

【0010】この様な場合、絶縁膜16を挟んで拡張電
極15とエピタキシャル層2とで形成される容量C1、
およびエピタキシャル層2と基板1とで形成されるPN
接合容量C2とが寄生的に発生し、これらが基板バイア
スした接地電位GNDに接続される。これらの容量値は
数十pFにも達し、決して無視できないレベルの値とな
る。
In such a case, the capacitance C1 formed by the extension electrode 15 and the epitaxial layer 2 with the insulating film 16 interposed therebetween,
And PN formed by epitaxial layer 2 and substrate 1
Junction capacitances C2 are generated parasitically, and these are connected to the substrate-biased ground potential GND. These capacitance values reach several tens of pF, which are values that cannot be ignored.

【0011】図9に容量C1、C2を含めた回路図を示
した。エレクトリックコンデンサマイクECMの一端が
J−FET17のゲート(入力端子)に接続され、J−
FET17のソースが接地され、ドレインが出力端子O
UTに接続される。出力端子OUTは、同一基板上に形
成されたNPNトランジスタ等からなる集積回路網に接
続される。そして、J−FET17のゲートと接地電位
GNDとの間に、上記した容量C1、C2が直列接続さ
れる。すると、エレクトリックコンデンサマイクECM
から出力された信号が容量C1、C2を介して接地電位
GNDに流出し(図示電流i)、J−FET17のゲー
トに印加される信号レベルが低下して、好ましい出力電
圧が得られないという欠点があった。
FIG. 9 shows a circuit diagram including the capacitors C1 and C2. One end of the electric condenser microphone ECM is connected to the gate (input terminal) of the J-FET 17 and
The source of the FET 17 is grounded, and the drain is the output terminal O.
Connected to UT. The output terminal OUT is connected to an integrated circuit network including NPN transistors and the like formed on the same substrate. The capacitors C1 and C2 are connected in series between the gate of the J-FET 17 and the ground potential GND. Then, the electric condenser microphone ECM
Is output to the ground potential GND via the capacitors C1 and C2 (current i shown in the figure), and the signal level applied to the gate of the J-FET 17 is reduced, so that a desirable output voltage cannot be obtained. was there.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題に鑑
みて成され、一導電型の半導体基板と、前記基板の上に
形成した逆導電型の半導体層と、前記半導体層を分離し
た島領域と、前記島領域に形成した入力トランジスタ
と、前記半導体層に表面を被覆する絶縁膜と、前記入力
トランジスタの入力端子に接続され前記絶縁膜の上に延
在された拡張電極とを備え、前記拡張電極下部の前記半
導体基板の比抵抗が部分的に高く設定されていることを
特徴とするものであり、これによって、拡張電極から接
地電位GNDへの信号の流出を防止するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the aforementioned problems, and has a semiconductor substrate of one conductivity type, a semiconductor layer of the opposite conductivity type formed on the substrate, and the semiconductor layer. An island region, an input transistor formed in the island region, an insulating film covering a surface of the semiconductor layer, and an extended electrode connected to an input terminal of the input transistor and extending over the insulating film. The specific resistance of the semiconductor substrate below the extension electrode is partially set high, thereby preventing a signal from flowing from the extension electrode to the ground potential GND. .

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail.

【0014】図1は本発明の半導体装置を示す断面図で
ある。電界効果トランジスタJ−FETとしてNチャネ
ル型の素子を形成し、更にはNPNトランジスタと共に
同一基板上に集積化したものである。
FIG. 1 is a sectional view showing a semiconductor device of the present invention. An N-channel element is formed as a field-effect transistor J-FET, and further integrated with the NPN transistor on the same substrate.

【0015】図中、符号21は単結晶シリコン半導体基
板を示す。一般的なバイポーラ型集積回路に用いられる
基板の比抵抗が2〜4Ω・cm程度、高い場合でも40
〜60Ω・cmであるのに対して、本願の半導体基板2
1は比抵抗が100〜5000Ω・cmと高いものを用
いる。
In FIG. 1, reference numeral 21 denotes a single crystal silicon semiconductor substrate. The specific resistance of a substrate used for a general bipolar integrated circuit is about 2 to 4 Ω · cm,
Semiconductor substrate 2 of the present application.
For 1, a material having a high specific resistance of 100 to 5000 Ω · cm is used.

【0016】半導体基板21の表面にはN+埋め込み層
22を形成し、その上に形成したN型のエピタキシャル
層23をP+分離領域24で接合分離して複数の島領域
25を形成する。島領域25の1つには、N+埋め込み
層22に重畳してP+埋め込み層26が設けられ、P+
埋め込み層26は島領域25の表面から拡散により形成
したPウェル領域27と連結している。Pウェル領域2
7の表面には、N型のチャネル領域28とP+型のトッ
プゲート領域29を設け、チャネルを構成するN型チャ
ネル領域28をエピタキシャル層23表面から下方に埋
め込んでいる。Pウェル領域27がバックゲートとな
る。
An N + buried layer 22 is formed on the surface of a semiconductor substrate 21, and a plurality of island regions 25 are formed by bonding and separating an N-type epitaxial layer 23 formed thereon on a P + isolation region 24. In one of the island regions 25, a P + buried layer 26 is provided so as to overlap the N + buried layer 22.
The buried layer 26 is connected to a P-well region 27 formed by diffusion from the surface of the island region 25. P well region 2
An N-type channel region 28 and a P + -type top gate region 29 are provided on the surface 7, and the N-type channel region 28 constituting a channel is buried below the surface of the epitaxial layer 23. P well region 27 becomes a back gate.

【0017】チャネル領域28とトップゲート領域29
の端部に重畳して、ウェル領域27の低濃度拡散表面を
覆うように、P+型のゲートコンタクト領域30が形成
される。更に、チャネル領域28を貫通するようにし
て、N+型のソース領域31とドレイン領域32とが形
成される。このトランジスタは、ゲートに印加される電
位に応じてチャネル領域28内に空乏層を形成し、ソー
ス・ドレイン間のチャネル電流を制御する。符号33が
ソース電極、符号34がドレイン電極、同じく符号35
がゲート電極である。
Channel region 28 and top gate region 29
P + type gate contact region 30 is formed so as to cover the low-concentration diffusion surface of well region 27 so as to overlap with the end portion of the well region 27. Further, an N + type source region 31 and a drain region 32 are formed so as to penetrate the channel region 28. This transistor forms a depletion layer in the channel region 28 according to the potential applied to the gate, and controls the channel current between the source and the drain. Reference numeral 33 denotes a source electrode, reference numeral 34 denotes a drain electrode, and reference numeral 35 denotes the same.
Is a gate electrode.

【0018】他方の島領域25には、表面にP型のベー
ス領域36を形成し、ベース領域36の表面にN+エミ
ッタ領域37を形成して、島領域25をコレクタとする
NPNトランジスタとする。符号38はN+コレクタコ
ンタクト領域である。また、符号39はエミッタ電極、
符号40はベース電極、符号41はコレクタ電極であ
る。
In the other island region 25, a P-type base region 36 is formed on the surface, and an N + emitter region 37 is formed on the surface of the base region 36, thereby forming an NPN transistor using the island region 25 as a collector. Reference numeral 38 denotes an N + collector contact region. Reference numeral 39 denotes an emitter electrode,
Reference numeral 40 is a base electrode, and reference numeral 41 is a collector electrode.

【0019】これらの電極群は、対応する各拡散領域の
表面にオーミック接触すると共に、エピタキシャル層2
3表面を被覆するシリコン酸化膜42の上を延在し、各
回路素子間を接続して集積回路網を形成する。このう
ち、J−FETのゲートに接続されるゲート電極35
は、酸化膜42の上を拡張されて、例えば直径が1.0
〜1.5mmの円形パターンからなる拡張電極43に連
続する。拡張電極43が、エレクトリックコンデンサマ
イクに接続される。
These electrode groups make ohmic contact with the surface of each corresponding diffusion region, and the epitaxial layer 2
The circuit extends over the silicon oxide film 42 covering the three surfaces and connects each circuit element to form an integrated circuit network. Among them, the gate electrode 35 connected to the gate of the J-FET
Is expanded on the oxide film 42 to have a diameter of, for example, 1.0
It is continuous with the extended electrode 43 having a circular pattern of about 1.5 mm. The extension electrode 43 is connected to the electric condenser microphone.

【0020】拡張電極43の下部は、酸化膜42を挟ん
でP+分離領域24で囲まれた島領域25の一つが位置
し、更にその下部には高比抵抗の半導体基板21が位置
する。N+埋め込み層22は設けない。また、回路素子
を収納することもない。そして、拡張電極43の下部を
除く半導体基板21の表面には、半導体基板21の比抵
抗よりも低い比抵抗が得られるように、P型の拡散領域
44を形成している。これによって、P+分離領域24
はエピタキシャル層23表面からP型拡散領域44に達
している。
Under the extension electrode 43, one of the island regions 25 surrounded by the P + isolation region 24 with the oxide film 42 interposed therebetween is located, and further below the extension region 43, the semiconductor substrate 21 having a high specific resistance is located. No N + buried layer 22 is provided. Also, there is no need to house circuit elements. A P-type diffusion region 44 is formed on the surface of the semiconductor substrate 21 except for the lower part of the extension electrode 43 so that a specific resistance lower than the specific resistance of the semiconductor substrate 21 is obtained. Thereby, the P + isolation region 24
Reach the P-type diffusion region 44 from the surface of the epitaxial layer 23.

【0021】拡散領域44は、従来の半導体基板が受け
持っていた役割を担うものとして形成されている。拡散
深さを10〜20μmとし、ピークの不純物濃度で1E
16atoms/cm−3程度、比抵抗ρが1乃至4Ω・c
m程度のプロファイルを持つ拡散領域とする。この程度
の高不純物濃度の拡散領域を設けることにより、島領域
25と島領域25との間のリーク電流等を防止する。ま
た、拡散領域44に対して接合分離するために与える接
地電位GNDは、P+分離領域24の表面に形成した電
極45によって、分離領域24を介して供給するように
構成している。拡張電極44下部の島領域25は電位を
印加しないフローティング状態で利用する構成としてい
る。同じくJ−FET素子を形成した島領域25自体も
フローティング状態で利用する構成とした。なお、半導
体基板21は200〜400μmもの厚みを有してい
る。また、基板21の裏面電極に接地電位を印加するか
は任意である。
The diffusion region 44 is formed to play the role of a conventional semiconductor substrate. The diffusion depth is 10 to 20 μm, and the peak impurity concentration is 1E.
About 16 atoms / cm-3, specific resistance ρ is 1 to 4Ω · c
The diffusion region has a profile of about m. By providing the diffusion region having such a high impurity concentration, a leak current between the island regions 25 is prevented. Further, the ground potential GND to be provided for junction separation with respect to the diffusion region 44 is configured to be supplied through the separation region 24 by an electrode 45 formed on the surface of the P + separation region 24. The island region 25 below the extension electrode 44 is configured to be used in a floating state where no potential is applied. Similarly, the island region 25 in which the J-FET element is formed is used in a floating state. Note that the semiconductor substrate 21 has a thickness of 200 to 400 μm. Whether the ground potential is applied to the back electrode of the substrate 21 is arbitrary.

【0022】図2は、この半導体装置の全体像を示す平
面図である。チップサイズが略2.5×3.0mm程度
の半導体チップ50のほぼ中央部分に、直径が1.0〜
1.5mm程度の拡張電極43が設けられており、拡張
電極43の一部が延在してJ−FET素子51のゲート
電極35に接続されている。半導体チップ50の周辺部
には、外部接続用のボンディングパッド52が複数個配
置されている。ボンディングパッド52は、1辺が10
0〜300μmの正方形を有する。他の回路素子、例え
ばNPNトランジスタ、抵抗素子、容量素子などは、拡
張電極43を除いた領域に、拡張電極43を取り囲むよ
うにして配置されている。
FIG. 2 is a plan view showing an overall image of the semiconductor device. A semiconductor chip 50 having a chip size of about 2.5 × 3.0 mm has a diameter of 1.0 to
An extension electrode 43 of about 1.5 mm is provided, and a part of the extension electrode 43 extends and is connected to the gate electrode 35 of the J-FET element 51. At the periphery of the semiconductor chip 50, a plurality of bonding pads 52 for external connection are arranged. The bonding pad 52 has 10 sides.
It has a square of 0-300 μm. Other circuit elements, for example, an NPN transistor, a resistance element, a capacitance element, and the like are arranged in a region excluding the extension electrode 43 so as to surround the extension electrode 43.

【0023】斯様に、拡張電極44の下部の半導体基板
21を高比抵抗にしたことによって、半導体基板21の
直列抵抗Rが極めて大になり、回路的には殆ど絶縁状態
にしたと言っても過言ではない。従って、酸化膜42を
誘電体として拡張電極43と島領域25とで構成される
容量C1、及び島領域25と半導体基板21とのPN接
合で形成される容量C2とが形成されたとしても、直列
抵抗Rの働きによって容量C2から先の接続をほぼ絶縁
状態にする事が出来る。また、島領域25とP+分離領
域24とのPN接合によっても容量C3が発生して、容
量C1と接地電位GNDとの間を接続するものの、面積
比で考慮すれば容量C3は無視し得る範囲内(数十pF
に対して数mpF)の容量値である。容量C3をも考慮
するので有れば、少なくとも拡張電極43を囲む分離領
域24表面には接地電極を配置しないパターン設計が望
ましい。
As described above, by setting the semiconductor substrate 21 below the extension electrode 44 to have a high specific resistance, the series resistance R of the semiconductor substrate 21 becomes extremely large, so that the circuit is almost insulated. Not too much. Therefore, even if the capacitor C1 formed by the extended electrode 43 and the island region 25 using the oxide film 42 as a dielectric and the capacitor C2 formed by the PN junction between the island region 25 and the semiconductor substrate 21 are formed, By the action of the series resistor R, the connection beyond the capacitor C2 can be substantially insulated. The capacitance C3 is also generated by the PN junction between the island region 25 and the P + isolation region 24, and connects between the capacitance C1 and the ground potential GND, but the capacitance C3 can be neglected in consideration of the area ratio. Within (several tens of pF
Is several mpF). If the capacitance C3 is also taken into consideration, a pattern design in which no ground electrode is arranged at least on the surface of the isolation region 24 surrounding the extension electrode 43 is desirable.

【0024】この様に、接地電位GNDへの経路をほぼ
絶縁状態にすることによって、拡張電極から接地電位G
NDへの寄生電流の発生を防止し、入力信号の振幅レベ
ル低下を防止する事が出来る。
In this way, by making the path to the ground potential GND substantially insulated, the extended electrode is connected to the ground potential G.
It is possible to prevent the occurrence of a parasitic current to the ND and prevent the amplitude level of the input signal from decreasing.

【0025】以下に、本発明の製造方法を図3〜図6を
用いて説明する。
Hereinafter, the manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0026】第1工程:図3(A)参照 上記したとおりの高比抵抗の半導体基板21を用意す
る。P型を出発点としているが、例えば1000Ω・c
m以上ともなれば導電型を定義することが難しく、イン
トリシック(i)層と称しても良い。表面を熱酸化して
酸化膜60を形成し、その上にレジストマスク61を形
成する。レジストマスク61によって、拡張電極43を
配置すべき領域を除く基板21の全表面に選択的にボロ
ン(B)を導入する。
First step: See FIG. 3A A semiconductor substrate 21 having a high specific resistance as described above is prepared. The starting point is the P type, for example, 1000Ω · c
If it is more than m, it is difficult to define the conductivity type, and it may be referred to as an intrinsic (i) layer. An oxide film 60 is formed by thermally oxidizing the surface, and a resist mask 61 is formed thereon. The resist mask 61 selectively introduces boron (B) to the entire surface of the substrate 21 except for the region where the extension electrode 43 is to be arranged.

【0027】第2工程:図3(B)参照 全体に1100℃、数時間の熱処理を与え、導入したボ
ロンを熱拡散して、基板21の表面にP型の拡散領域4
4を形成する。拡散深さと不純物濃度は上記したとおり
である 第3工程:図4(A)参照 表面を熱酸化して酸化膜を形成し、ホトエッチング手法
によって酸化膜に開口部分を形成する。該開口部分に露
出する半導体基板21表面に、アンチモン(Sb)を拡
散してN+型の埋め込み層22を形成する。続いて、酸
化膜を形成し直し、再度ホトエッチング手法によって酸
化膜に開口部分を形成し、基板21表面にボロン(B)
をイオン注入してP+型の埋込層26および分離領域2
4aを形成する。
Second step: See FIG. 3B. The whole is subjected to a heat treatment at 1100 ° C. for several hours, and the introduced boron is thermally diffused to form a P-type diffusion region 4 on the surface of substrate 21.
4 is formed. The diffusion depth and impurity concentration are as described above. Third step: See FIG. 4A. The surface is thermally oxidized to form an oxide film, and an opening is formed in the oxide film by a photoetching technique. Antimony (Sb) is diffused on the surface of the semiconductor substrate 21 exposed at the opening to form an N + type buried layer 22. Subsequently, the oxide film is formed again, an opening is formed in the oxide film again by a photoetching technique, and boron (B) is formed on the surface of the substrate 21.
Implanted into the P + type buried layer 26 and the isolation region 2
4a is formed.

【0028】第4工程:図4(B)参照 続いて、前記イオン注入用の酸化膜マスクを取り除いた
後、N型のエピタキシャル層23を気相成長法によって
形成する。膜厚は5〜12μmとし、比抵抗ρ=5〜2
0Ω・cmとする。
Fourth Step: See FIG. 4B Subsequently, after removing the oxide film mask for ion implantation, an N-type epitaxial layer 23 is formed by a vapor phase growth method. The film thickness is 5 to 12 μm, and the specific resistance ρ = 5 to 2
0 Ω · cm.

【0029】エピタキシャル層を形成した後、エピタキ
シャル層23の表面にSi酸化膜を形成し、ホトエッチ
ング手法によって該Si酸化膜に開口部を形成する。こ
の開口部を通してボロン(B、BF2)をイオン注入し
てP型のウェル領域27を形成し、全体に1100℃、
1〜3時間程度の熱処理を与える。
After the formation of the epitaxial layer, a Si oxide film is formed on the surface of the epitaxial layer 23, and an opening is formed in the Si oxide film by a photo-etching technique. Boron (B, BF2) is ion-implanted through the opening to form a P-type well region 27.
A heat treatment for about 1 to 3 hours is given.

【0030】第5工程:図5(A)参照 続いて、前記の熱処理によりエピタキシャル層23表面
に成長したSi酸化膜の上にイオン注入用のレジストマ
スクを形成し、上側の分離領域24bに対応する部分の
開口部を介してP型の不純物、ここではボロンをイオン
注入する。そして前記レジストマスクを除去した後、上
側と下側の分離領域24a、24bが結合するまで、そ
してP型埋め込み層26とP型ウェル領域27とが結合
するまで、同じく1100℃、1〜3時間程度の熱処理
で拡散する。分離領域24によって、エピタキシャル層
23が接合型電界効果トランジスタ(J−FET)等を
形成すべき島領域25に接合分離される。
Fifth Step: See FIG. 5A Subsequently, a resist mask for ion implantation is formed on the Si oxide film grown on the surface of the epitaxial layer 23 by the above-described heat treatment, and the resist mask corresponding to the upper isolation region 24b is formed. A P-type impurity, here, boron, is ion-implanted through the opening of the portion to be formed. Then, after removing the resist mask, 1100 ° C., 1 to 3 hours until the upper and lower isolation regions 24 a and 24 b are combined and the P-type buried layer 26 and the P-type well region 27 are combined. Diffuses by about heat treatment. By the isolation region 24, the epitaxial layer 23 is junction-isolated into an island region 25 where a junction field effect transistor (J-FET) or the like is to be formed.

【0031】第6工程:図5(B)参照 先の熱処理によってエピタキシャル層23表面に成長し
たSiO2膜を除去した後、再度500Å程度のSiO
2膜を付け直す。SiO2膜上にホトレジスト膜により
イオン注入用マスクを付け、NPNトランジスタのベー
ス領域36ゲートコンタクト領域30に対応する部分を
開口し、ここにベースの不純物であるボロンをイオン注
入する。そしてレジストマスク除去の後、1100℃、
1〜2時間の熱処理によりベース拡散を行う。ベース領
域36とゲートコンタクト領域30はP型ウェル領域2
7よりは浅い拡散領域とし、ゲートコンタクト領域30
はP型ウェル領域27とN型島領域25とのPN接合の
上部を覆うようにして配置されている。即ち、ゲートコ
ンタクト領域30はP型ウェル領域27の周辺部分を環
状に取り囲んでいる。そして、再度イオン注入用マスク
を付け直し、形成予定のエミッタ領域37、ソース領域
31、ドレイン領域32およびコレクタコンタクト領域
38に対応する部分を開口し、ここにN型の不純物であ
るヒ素またはリンをイオン注入する。
Sixth step: Refer to FIG. 5B. After removing the SiO 2 film grown on the surface of the epitaxial layer 23 by the above heat treatment, the SiO 2 film of about 500 ° is again formed.
2 Reattach the film. A mask for ion implantation is provided on the SiO2 film with a photoresist film, a portion corresponding to the base region 36 and the gate contact region 30 of the NPN transistor is opened, and boron as a base impurity is ion-implanted therein. After removing the resist mask, 1100 ° C.
Base diffusion is performed by heat treatment for 1 to 2 hours. The base region 36 and the gate contact region 30 are the P-type well region 2
7 as a diffusion region shallower than the gate contact region 30.
Are arranged so as to cover the upper part of the PN junction between the P-type well region 27 and the N-type island region 25. That is, the gate contact region 30 annularly surrounds the peripheral portion of the P-type well region 27. Then, a mask for ion implantation is reattached, and portions corresponding to the emitter region 37, the source region 31, the drain region 32, and the collector contact region 38 to be formed are opened, and arsenic or phosphorus, which is an N-type impurity, is filled therein. Ions are implanted.

【0032】第7工程:図6(A)参照 更に、レジストマスクを付け直して、チャネル領域28
に対応する部分のSi酸化膜上に開口部62を具備する
マスク層63を形成する。開口部62の端は、ゲートコ
ンタクト領域30の上部に位置して、ウェル領域27の
表面及び環状に形成されたゲートコンタクト領域30の
内周端近傍の表面を露出する。そして、マスク層63の
開口部を通してN型の不純物であるヒ素またはリンを1
×1012〜1013atoms/cm3でイオン注入し、チャネル
領域28を形成する。
Seventh step: Refer to FIG. 6 (A).
A mask layer 63 having an opening 62 is formed on a portion of the Si oxide film corresponding to. The end of the opening 62 is located above the gate contact region 30 to expose the surface of the well region 27 and the surface near the inner peripheral end of the annularly formed gate contact region 30. Then, arsenic or phosphorus, which is an N-type impurity, is added through the opening of the mask layer 63 to 1.
Ion implantation is performed at × 10 12 to 10 13 atoms / cm 3 to form a channel region 28.

【0033】マスク層63をそのままに、開口部62を
通してP型の不純物であるB又はBF2を1×1013
1014atoms/cm3でイオン注入し、トップゲート領域2
9を形成する。
While the mask layer 63 is kept as it is, B or BF 2 which is a P-type impurity is passed through the opening 62 to 1 × 10 13 to
Ion implantation at 10 14 atoms / cm 3 , top gate region 2
9 is formed.

【0034】その後前記イオン注入用マスクを取り除
き、1000℃、30〜1時間のエミッタ拡散を行って
エミッタ領域37、ソース領域31、ドレイン領域32
を熱拡散すると共に、チャネル領域28とトップゲート
領域29を熱拡散する。尚、エミッタ熱拡散の後にチャ
ネル領域28とトップゲート領域29のイオン注入と熱
処理を行っても良い。
After that, the ion implantation mask is removed, and the emitter is diffused at 1000 ° C. for 30 to 1 hour to form an emitter region 37, a source region 31, and a drain region 32.
And the channel region 28 and the top gate region 29 are thermally diffused. After the emitter thermal diffusion, ion implantation and heat treatment of the channel region 28 and the top gate region 29 may be performed.

【0035】第8工程:図6(B)参照 これらの熱処理によってエピタキシャル層23表面に形
成されたシリコン酸化膜64に、一般的なホトエッチン
グ手法によってコンタクト孔65を形成する。拡張電極
43を形成すべき領域には、既に膜厚8000〜200
00Åのシリコン酸化膜64が形成されている。これら
の酸化膜厚を更に厚くするためにCVD酸化膜、SiN
膜等を形成しても良い。
Eighth Step: See FIG. 6B A contact hole 65 is formed in the silicon oxide film 64 formed on the surface of the epitaxial layer 23 by these heat treatments by a general photo etching technique. In the region where the extension electrode 43 is to be formed, a film thickness of 8000 to 200
A silicon oxide film 64 of 00 ° is formed. CVD oxide film, SiN
A film or the like may be formed.

【0036】そして、全面にアルミニウム材料をスパッ
タあるいは蒸着手法によって膜厚1.0〜3.0μm膜
厚に形成し、一般的なホトエッチング手法によってホト
エッチングすることにより、ソース電極33、ドレイン
電極34、ゲート電極35、エミッタ電極39、ベース
電極40、コレクタ電極41、接地電極45、及び拡張
電極43を形成して、図1の構成を得る。
Then, an aluminum material is formed on the entire surface to a thickness of 1.0 to 3.0 μm by a sputtering or vapor deposition technique, and is photo-etched by a general photo-etching technique to form a source electrode 33 and a drain electrode 34. The gate electrode 35, the emitter electrode 39, the base electrode 40, the collector electrode 41, the ground electrode 45, and the extension electrode 43 are formed to obtain the configuration shown in FIG.

【0037】図7は、製造方法の第2の実施の形態を示
す断面図である。先の製造方法は、高比抵抗基板21を
用いて、拡張電極の下部を高比抵抗状態にした。本例
は、拡張電極43の下部に選択的にN型不純物(砒素、
アンチモン等)を拡散して、結果的に導電型を相殺して
比抵抗を増大する手法である。
FIG. 7 is a sectional view showing a second embodiment of the manufacturing method. In the above-described manufacturing method, the lower part of the extension electrode is set to the high specific resistance state using the high specific resistance substrate 21. In this example, an N-type impurity (arsenic,
This is a method of diffusing antimony and the like, thereby offsetting the conductivity type as a result and increasing the specific resistance.

【0038】すなわち図7(A)に示したように、通常
のバイポーラ型集積回路に多用されている、比抵抗が2
〜4Ω・cmのP型基板21を準備し、基板21表面に
選択マスクを形成し、拡張電極43の下部となる領域に
選択的にN型不純物(砒素、アンチモン等)をイオン注
入し、これを熱拡散することによって高比抵抗領域70
を形成する。高比抵抗領域70の比抵抗は100〜50
00Ω・cmとなるように、そのドーズ量と熱処理が選
択される。
That is, as shown in FIG. 7A, the specific resistance which is frequently used in a normal bipolar type integrated circuit is 2.
A P-type substrate 21 of about 4 Ω · cm is prepared, a selection mask is formed on the surface of the substrate 21, and N-type impurities (arsenic, antimony, etc.) are selectively ion-implanted into a region below the extension electrode 43. Is thermally diffused to form a high resistivity region 70.
To form The specific resistance of the high specific resistance region 70 is 100 to 50.
The dose and the heat treatment are selected so as to be 00 Ω · cm.

【0039】その後、図4(A)〜図6(B)までの工
程と同様の工程を経ることにより、図6(B)に示した
ように、拡張電極下部の基板21表面に高比抵抗領域7
0を形成した構造を得ることが出来る。
Thereafter, through the same steps as the steps from FIG. 4A to FIG. 6B, as shown in FIG. 6B, a high specific resistance is formed on the surface of the substrate 21 below the extension electrode. Area 7
0 can be obtained.

【0040】上記の実施例は、J−FETとしてNチャ
ネル型を例にしたが、Pチャネル型J−FETを形成す
ることも可能である。また、入力トランジスタとしてJ
−FETを例にしたが、Nチャネル、Pチャネル型のM
OSFET素子を用いたものでも良い。
In the above embodiment, an N-channel type J-FET is taken as an example. However, a P-channel type J-FET can be formed. In addition, J as an input transistor
-N-channel, P-channel type M
A device using an OSFET device may be used.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明によれば、値の大きな容量C1、
C2を不可避的に発生させる拡張電極43の下部の基板
21を、選択的に高比抵抗の状態にしたので、容量C2
から先をほぼ絶縁状態にすることができ、これによって
エレクトリックコンデンサマイクから入力された信号が
流出して信号レベルを低下させるという従来の不具合を
解消出来る。
According to the present invention, a large value capacitor C1,
Since the substrate 21 below the extension electrode 43 that inevitably generates C2 is selectively brought into a high resistivity state, the capacitance C2
Can be made substantially insulated, thereby eliminating the conventional problem that the signal input from the electric condenser microphone flows out and lowers the signal level.

【0042】また、基板21として高比抵抗基板を用い
た場合は、回路素子下部に核酸領域44を設けることに
より、従来の基板が果たしていた役割を代行させ、島領
域25間のリーク防止など、回路素子間の接合分離を達
成できるものである。
When a high-resistivity substrate is used as the substrate 21, the nucleic acid region 44 is provided below the circuit element to replace the role of the conventional substrate and prevent leakage between the island regions 25. The junction separation between the circuit elements can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を説明する為の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the present invention.

【図2】本発明を説明する為の平面図である。FIG. 2 is a plan view for explaining the present invention.

【図3】本発明の製造方法を説明する為の断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing method of the present invention.

【図4】本発明の製造方法を説明する為の断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing method of the present invention.

【図5】本発明の製造方法を説明する為の断面図であ
る。
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing method of the present invention.

【図6】本発明の製造方法を説明する為の断面図であ
る。
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing method of the present invention.

【図7】本発明の製造方法を説明する為の断面図であ
る。
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing method of the present invention.

【図8】従来例を説明するための断面図である。FIG. 8 is a sectional view for explaining a conventional example.

【図9】従来例を説明するための回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram for explaining a conventional example.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F082 AA17 BA02 BA22 BA32 BC08 BC13 EA01 EA12 EA45 FA20 5F102 GA12 GA16 GB01 GC01 GC03 GD04 GJ03 GR08 GT02 GV07 GV08 HC01 HC05 HC07 HC15 HC21  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5F082 AA17 BA02 BA22 BA32 BC08 BC13 EA01 EA12 EA45 FA20 5F102 GA12 GA16 GB01 GC01 GC03 GD04 GJ03 GR08 GT02 GV07 GV08 HC01 HC05 HC07 HC15 HC21

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板と、前記基板の上に形成した
半導体層と、前記半導体層に形成した入力トランジスタ
と、前記半導体層の表面を被覆する絶縁膜と、前記入力
トランジスタの入力端子に接続され前記絶縁膜の上に延
在された拡張電極とを備え、 前記拡張電極下部の前記半導体層の比抵抗が部分的に高
く設定されていることを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor substrate, a semiconductor layer formed on the substrate, an input transistor formed on the semiconductor layer, an insulating film covering a surface of the semiconductor layer, and an input terminal of the input transistor. And an extended electrode extending over the insulating film, wherein the specific resistance of the semiconductor layer below the extended electrode is partially set high.
【請求項2】 前記入力トランジスタが、接合型電界効
果トランジスタであることを特徴とする請求項1記載の
半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said input transistor is a junction field effect transistor.
【請求項3】 前記部分的に高く設定された半導体基板
の比抵抗が100〜5000Ω・cmであることを特徴
とする請求項1記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein a specific resistance of the partially set semiconductor substrate is 100 to 5000 Ω · cm.
【請求項4】 半導体基板と、前記基板の上に形成した
半導体層と、前記半導体層を分離した島領域と、前記島
領域に形成した入力トランジスタと、前記半導体層に表
面を被覆する絶縁膜と、前記入力トランジスタの入力端
子に続され前記絶縁膜の上に延在された拡張電極とを備
え、 前記半導体基板の比抵抗を100Ω・cm以上とし、且
つ、前記電界効果型トランジスタ下部の前記基板表面
に、一導電型の拡散領域を形成したことを特徴とする半
導体装置。
4. A semiconductor substrate, a semiconductor layer formed on the substrate, an island region separating the semiconductor layer, an input transistor formed in the island region, and an insulating film covering a surface of the semiconductor layer And an extended electrode that is connected to the input terminal of the input transistor and extends on the insulating film. The semiconductor substrate has a specific resistance of 100 Ω · cm or more, and the lower part of the field effect transistor. A semiconductor device having a diffusion region of one conductivity type formed on a surface of a substrate.
【請求項5】 前記入力トランジスタが、接合型電界効
果トランジスタであることを特徴とする請求項4記載の
半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 4, wherein said input transistor is a junction field effect transistor.
【請求項6】 前記半導体基板の比抵抗が100〜50
00Ω・cmとしたことを特徴とする請求項4記載の半
導体装置。
6. The semiconductor substrate having a specific resistance of 100 to 50.
5. The semiconductor device according to claim 4, wherein the resistance is set to 00 Ω · cm.
【請求項7】 前記一導電型の拡散領域に接地電位を印
加する為の電極配線を形成したことを特徴とする請求項
4記載の半導体装置。
7. The semiconductor device according to claim 4, wherein an electrode wiring for applying a ground potential to said one conductivity type diffusion region is formed.
【請求項8】 前記接地電位を印加する為の電極配線
を、前記半導体層の表面から前記一導電型の拡散領域の
表面に達する一導電型の分離領域の表面に形成したこと
を特徴とする請求項7記載の半導体装置。
8. An electrode wiring for applying the ground potential is formed on a surface of a one-conductivity type separation region extending from a surface of the semiconductor layer to a surface of the one-conductivity type diffusion region. The semiconductor device according to claim 7.
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