JP2002026136A - Semiconductor integrated circuit device and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device and its manufacturing method

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JP2002026136A
JP2002026136A JP2000206309A JP2000206309A JP2002026136A JP 2002026136 A JP2002026136 A JP 2002026136A JP 2000206309 A JP2000206309 A JP 2000206309A JP 2000206309 A JP2000206309 A JP 2000206309A JP 2002026136 A JP2002026136 A JP 2002026136A
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substrate
semiconductor substrate
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region
integrated circuit
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JP2000206309A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeaki Okawa
重明 大川
Toshiyuki Okoda
敏幸 大古田
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the junction capacity of an input element formed on a substrate by using a substrate with high specific resistance by decreasing the impurity density of the semiconductor substrate and a semiconductor integrated circuit device, and then to surely output a fine signal by reducing the outflow of an input signal of the input element. SOLUTION: This semiconductor integrated circuit device uses a P- type high specific resistance semiconductor substrate 33 as a semiconductor substrate for an NPN transistor 31 and a junction-type FET 32. Consequently, a depletion layer is formed large in size on the substrate 33 with a reverse-bias voltage, and the junction capacity of the input element is decreased. Then the outflow of the input signal of the input element is reduced, to obtain a semiconductor integrated circuit device which surely outputs the fine signal.

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、入力素子として接
合型FETまたはED−MOSトランジスタを用い、半
導体基板の不純物濃度を低くして比抵抗を大きくするこ
とで、それら入力素子の接合容量を小さくする半導体集
積回路装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses a junction type FET or ED-MOS transistor as an input element and reduces the impurity concentration of a semiconductor substrate to increase the specific resistance, thereby reducing the junction capacitance of the input element. And a semiconductor integrated circuit device.

【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、か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 and low noise.

【0003】斯かる要求に適切な入力素子として、接合
型FETまたはED−MOSトランジスタが上げられ
る。このうち接合型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)。
As an input element suitable for such a demand, a junction type FET or an ED-MOS transistor is used. Among them, the junction type FET device has features such as easy integration into a BIP type IC. (For example, JP-A-58-197885).

【0004】図8に、上記した接合型FET2を入力素
子として用い、NPNトランジスタ1と一体化してモノ
リシックに形成した半導体集積回路装置の断面図を示
す。この半導体集積回路装置では、P型半導体基板3上
にN-型のエピタキシャル層4が積層される。そして、
このエピタキシャル層4はP+型分離領域5により第1
の島領域6および第2の島領域7へと分離される。この
第1の島領域6にはNPNトランジスタ1が、また、第
2の島領域7には接合型FET2が一体化してモノリシ
ックに形成される。また、P+型分離領域5は、P型の
半導体基板3の表面から上下方向へ拡散するP+型分離
領域8およびエピタキシャル層4の表面から拡散するP
+型分離領域9の2者が連結することで形成される。
FIG. 8 is a sectional view of a semiconductor integrated circuit device which is formed monolithically with the NPN transistor 1 by using the junction FET 2 as an input element. In this semiconductor integrated circuit device, an N type epitaxial layer 4 is stacked on a P type semiconductor substrate 3. And
This epitaxial layer 4 is firstly formed by a P + type isolation region 5.
Are separated into an island region 6 and a second island region 7. The NPN transistor 1 is formed in the first island region 6 and the junction FET 2 is formed in the second island region 7 in a monolithic manner. The P + -type isolation region 5 is composed of a P + -type isolation region 8 that diffuses vertically from the surface of the P-type semiconductor substrate 3 and a P + type diffusion region that diffuses from the surface of the epitaxial layer 4.
The + type separation region 9 is formed by connecting two members.

【0005】NPNトランジスタ1では、P型の半導体
基板3とその基板3上に積層されるエピタキシャル層4
との間にN+型埋め込み層10が形成され、このエピタ
キシャル層4をコレクタ領域としたものである。そし
て、エピタキシャル層4には、N+型拡散領域13、1
4およびP型の拡散領域15が形成される。N+型拡散
領域13はコレクタ導出領域となり、N+型拡散領域1
4はエミッタ領域となり、P型拡散領域15はベース領
域となることで、このNPNトランジスタ1は形成され
る。
[0005] In the NPN transistor 1, a P-type semiconductor substrate 3 and an epitaxial layer 4 laminated on the substrate 3 are formed.
An N + -type buried layer 10 is formed between these layers, and the epitaxial layer 4 is used as a collector region. The N + type diffusion regions 13, 1
4 and P-type diffusion regions 15 are formed. The N + type diffusion region 13 serves as a collector leading region, and the N + type diffusion region 1
The NPN transistor 1 is formed by 4 serving as an emitter region and the P-type diffusion region 15 serving as a base region.

【0006】接合型FET2では、P型の半導体基板3
とその基板3上に積層されるエピタキシャル層4との間
にN+型埋め込み層11およびP+型埋め込み層12が形
成され、P+型埋め込み層12はエピタキシャル層4の
表面から拡散により形成されたP+ウェル領域23と連
結する。そして、P+ウェル領域23の表面には、N型
のチャンネル領域16とP型のチャンネル領域17が形
成され、それらでチャンネルを形成する。また、P+
ェル領域12の表面には、P型拡散領域18、22およ
びN+型拡散領域19、20、21が形成され、それら
の領域で電気接続される。
In the junction type FET 2, a P-type semiconductor substrate 3
The N + -type buried layer 11 and P + -type buried layer 12 is formed between the epitaxial layer 4 laminated thereon the substrate 3, P + -type buried layer 12 is formed by diffusion from the surface of the epitaxial layer 4 Connected to the P + well region 23. Then, an N-type channel region 16 and a P-type channel region 17 are formed on the surface of the P + well region 23 and form a channel with them. On the surface of the P + well region 12, P type diffusion regions 18 and 22 and N + type diffusion regions 19, 20, and 21 are formed, and these regions are electrically connected.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体集積回路
装置は、半導体基板抵抗が2〜4Ω・cmとなるように
半導体基板に不純物が添加された。そして、この比抵抗
が小さい半導体基板上に、入力素子として接合型FET
またはED−MOSトランジスタが形成されていた。
In a conventional semiconductor integrated circuit device, an impurity is added to a semiconductor substrate so that the resistance of the semiconductor substrate becomes 2 to 4 Ω · cm. Then, on a semiconductor substrate having a small specific resistance, a junction type FET is used as an input element.
Alternatively, an ED-MOS transistor has been formed.

【0008】入力素子として上記した接合型FET等を
用いた場合、絶縁膜を挟んで拡張電極とエピタキシャル
層とで形成される容量C1、およびエピタキシャル層と
半導体基板とで形成されるPN接合容量C2が寄生的に
発生する。そして、これらが基板バイアスした接地電位
GNDに接続されたとき、この接合容量C2は、4.0
0〜8.00×10-5pF/μm2と大きな値を示し
た。
When the above-mentioned junction type FET or the like is used as an input element, a capacitance C1 formed by an extension electrode and an epitaxial layer with an insulating film interposed therebetween, and a PN junction capacitance C2 formed by an epitaxial layer and a semiconductor substrate. Occurs parasitically. When these are connected to the substrate-grounded ground potential GND, the junction capacitance C2 becomes 4.0.
It showed a large value of 0 to 8.00 × 10 −5 pF / μm 2 .

【0009】そのため、従来の半導体集積回路装置で
は、これら素子の接合容量が大きくなってしまうため、
入力信号が容量C1、C2を介して接地電位GNDに流
出してしまい、入力信号のレベルが低下し、望まれる出
力信号が得られなかった。特に、この半導体集積回路装
置には、入力インピーダンスが高い入力素子が用いられ
るため、微小な入力信号が更に微小になりその信号を増
幅するので、S/N(信号対雑音比)が悪化するという
課題が生じた。
For this reason, in the conventional semiconductor integrated circuit device, the junction capacitance of these elements becomes large.
The input signal leaked to the ground potential GND via the capacitors C1 and C2, the level of the input signal was lowered, and a desired output signal could not be obtained. In particular, since an input element having a high input impedance is used in this semiconductor integrated circuit device, a minute input signal is further reduced and the signal is amplified, so that the S / N (signal-to-noise ratio) deteriorates. A challenge has arisen.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した従来
の課題に鑑みてなされたもので、本発明である半導体集
積回路装置では、半導体基板抵抗が1000Ω・cm以
上となるように、半導体基板に添加される不純物を低減
した。そして、この半導体基板上に形成された入力素子
の接合容量が、4.00〜8.00×10-6pF/μm
2となる構造を有している。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and a semiconductor integrated circuit device according to the present invention has a semiconductor substrate resistance of 1000 Ω · cm or more. Impurities added to the substrate have been reduced. The junction capacitance of the input element formed on the semiconductor substrate is 4.00 to 8.00 × 10 −6 pF / μm.
It has a structure of 2 .

【0011】その結果、エピタキシャル層と半導体基板
とで形成されるPN接合容量が減少する。そのことで、
半導体集積回路装置における入力信号の流出を防止する
ことができ微小信号も確実に出力される半導体集積回路
装置を得ることができる。
As a result, the PN junction capacitance formed between the epitaxial layer and the semiconductor substrate decreases. By that,
An outflow of an input signal in the semiconductor integrated circuit device can be prevented, and a semiconductor integrated circuit device capable of reliably outputting a small signal can be obtained.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0013】図1は、NPNトランジスタ31と接合型
FET32とを組み込んだICの断面図である。P――
型の単結晶シリコン基板33に気相成長法によりNまた
はN -で積層した厚さ7〜9μmのエピタキシャル層3
4が形成される。そして、エピタキシャル層34は、両
者を完全に貫通するP+型分離領域35によってNPN
トランジスタ31を形成する第1の島領域36と、接合
型FET32を形成する第2の島領域37とに電気的に
分離される。この分離領域35は、基板33表面から上
下方向に拡散した第1の分離領域38およびエピタキシ
ャル層34の表面から形成した第2の分離領域39から
成り、2者が連結することでエピタキシャル層34を島
状に分離する。
FIG. 1 shows an NPN transistor 31 and a junction type.
It is sectional drawing of IC which incorporated FET32. P-
N-type single crystal silicon substrate 33 is vapor-deposited by N
Is N -7-9 μm thick epitaxial layer 3 laminated by
4 are formed. And, the epitaxial layer 34
Penetrating completely through the person+NPN by the mold separation region 35
A first island region 36 forming the transistor 31 and a junction
To the second island region 37 forming the type FET 32
Separated. The separation region 35 is located above the surface of the substrate 33.
Downwardly diffused first isolation region 38 and epitaxy
From the second isolation region 39 formed from the surface of the
The epitaxial layer 34 is connected to the island
Separate into pieces.

【0014】そして、従来の半導体集積回路装置におけ
る基板3(図8参照)の比抵抗が2〜4Ω・cm程度で
あるのに比べて、本発明の半導体集積回路装置では、比
抵抗が1000Ω・cm以上の高比抵抗の基板33を用
いる。
The specific resistance of the substrate 3 (see FIG. 8) of the conventional semiconductor integrated circuit device is about 2 to 4 Ω · cm, whereas the specific resistance of the semiconductor integrated circuit device of the present invention is 1000 Ω · cm. A substrate 33 having a high specific resistance of not less than cm is used.

【0015】NPNトランジスタ31は、上記した高比
抵抗の基板33上にN-のエピタキシャル層34を積層
される。そして、その基板33上に積層されるエピタキ
シャル層34との間にN+型埋め込み層41が形成さ
れ、このエピタキシャル層34をコレクタ領域としたも
のである。そして、エピタキシャル層34には、N+
拡散領域44、45およびP型の拡散領域46が形成さ
れる。N+型拡散領域44はコレクタ導出領域となり、
+型拡散領域45はエミッタ領域となり、P型拡散領
域46はベース領域となる。
[0015] NPN transistor 31, N on the substrate 33 of high resistivity as described above - are stacked epitaxial layer 34. An N + -type buried layer 41 is formed between the substrate and the epitaxial layer 34 laminated on the substrate 33, and the epitaxial layer 34 is used as a collector region. Then, N + type diffusion regions 44 and 45 and a P type diffusion region 46 are formed in the epitaxial layer 34. The N + type diffusion region 44 becomes a collector leading region,
N + type diffusion region 45 becomes an emitter region, and P type diffusion region 46 becomes a base region.

【0016】ここで、図には示さなかったが、他の周辺
回路とを一体化してモノリシックに形成する場合は、シ
リコン酸化膜55上にAlによる電極配線、ポリイミド
系絶縁膜による層間絶縁膜、ポリイミド系のジャケット
・コート等が形成される。
Here, although not shown in the figure, when other peripheral circuits are integrated and monolithically formed, an electrode wiring of Al on the silicon oxide film 55, an interlayer insulating film of a polyimide based insulating film, A polyimide-based jacket coat or the like is formed.

【0017】しかし、本発明のように、高比抵抗の基板
33上にNPNトランジスタ31を形成すると、そのN
PNトランジスタ31からのリーク電流が基板33に接
地したGNDに流れてしまう。そのことで、GNDの電
位が上がるため逆バイアス状態が解消され、PN接合さ
れていた部分に電流が流れ回路の誤作動を招いてしま
う。
However, when the NPN transistor 31 is formed on the substrate 33 having a high specific resistance as in the present invention, the N
Leakage current from the PN transistor 31 flows to GND grounded to the substrate 33. As a result, the potential of GND rises, so that the reverse bias state is eliminated, and a current flows through the portion where the PN junction has occurred, thereby causing a malfunction of the circuit.

【0018】その対策として本発明では、NPNトラン
ジスタ31が形成される第1の島領域36において、基
板33は、あらかじめ表面からボロン(B)がイオン注
入されP-型埋め込み層40が形成されている。そのこ
とで、このP-型埋め込み層40が従来の基板3が果た
していた役割をはたすことで、NPNトランジスタ31
におけるリーク電流の防止、回路素子間の接合分離等を
達成することができる。
As a countermeasure, according to the present invention, in the first island region 36 where the NPN transistor 31 is formed, boron (B) is ion-implanted from the surface of the substrate 33 in advance to form the P type buried layer 40. I have. As a result, the P type buried layer 40 plays the role of the conventional substrate 3, so that the NPN transistor 31
In this case, it is possible to achieve the prevention of a leak current, the junction separation between circuit elements, and the like.

【0019】次に、接合型FET32では、NPNトラ
ンジスタ31と同様に上記した高比抵抗のP――型の単
結晶シリコン基板33上にN-型のエピタキシャル層3
4が積層される。そして、基板33とその基板33上に
積層されるエピタキシャル層34との間にN+型埋め込
み層42およびP+型埋め込み層43が形成され、P+
埋め込み層43はエピタキシャル層34の表面から拡散
により形成されたP+ウェル領域47と連結する。ここ
で、N+型埋め込み層42の濃度は、P+型埋め込み層4
3の濃度よりも高いため、この両者が連結している領域
はN+型の埋め込み層となる。そして、P+ウェル領域4
7の表面には、N型のチャンネル領域48とP+型のト
ップゲート領域49が形成され、それらでチャンネルを
形成する。N+型拡散領域51、53はドレイン電極の
役割を果たし、N+型拡散領域52はソース電極の役割
を果たす。
Next, in the junction type FET 32, similarly to the NPN transistor 31, the N type epitaxial layer 3 is formed on the high specific resistance P type single crystal silicon substrate 33.
4 are stacked. Then, an N + -type buried layer 42 and a P + -type buried layer 43 are formed between the substrate 33 and the epitaxial layer 34 laminated on the substrate 33, and the P + -type buried layer 43 is separated from the surface of the epitaxial layer 34. It is connected to the P + well region 47 formed by diffusion. Wherein the concentration of N + -type buried layer 42, P + -type buried layer 4
Since the concentration is higher than 3, the region where the two are connected becomes an N + type buried layer. And the P + well region 4
On the surface of 7, an N-type channel region 48 and a P + -type top gate region 49 are formed, and they form a channel. The N + type diffusion regions 51 and 53 serve as drain electrodes, and the N + type diffusion region 52 serves as a source electrode.

【0020】本発明では、上記したように高比抵抗の基
板33を用いることで接合型FET32の接合容量を低
減することができる。この接合型FET32では、逆バ
イアスの電圧がかかることにより、基板33とN+型埋
め込み層42とのPN接合容量が発生する。特に、P
――型の基板33とN-型の第1エピタキシャル層34
が接している領域では、より大きなPN接合容量が発生
する。しかし、この接合容量は、P――型の単結晶シリ
コン基板33を介して形成されるため、このPN接合に
逆バイアスの電圧がかかることで空乏層が大きく広が
り、接合容量は低減する。具体的には、基板の比抵抗
が、従来の2〜4Ω・cmから本発明の1000Ω・c
m以上に改善されたことで、接合容量は、従来の4.0
0〜8.00×10-5pF/μm2から本発明の4.0
0〜8.00×10-6pF/μm2になる。
In the present invention, the junction capacitance of the junction FET 32 can be reduced by using the substrate 33 having a high specific resistance as described above. In the junction FET 32, a PN junction capacitance between the substrate 33 and the N + -type buried layer 42 is generated by applying a reverse bias voltage. In particular, P
―― type substrate 33 and N type first epitaxial layer 34
In the region where is in contact, a larger PN junction capacitance is generated. However, since this junction capacitance is formed via the P -type single-crystal silicon substrate 33, when a reverse bias voltage is applied to the PN junction, the depletion layer is greatly expanded and the junction capacitance is reduced. Specifically, the specific resistance of the substrate is changed from the conventional 2 to 4 Ω · cm to 1000 Ω · c of the present invention.
m or more, the junction capacitance can be reduced to the conventional value of 4.0.
0 to 8.00 × 10 −5 pF / μm 2 to 4.0 of the present invention.
0 to 8.00 × 10 −6 pF / μm 2 .

【0021】その結果、入力インピーダンスの大きい接
合型FET、ED−MOSトランジスタを入力素子とし
て用いる本発明の半導体集積回路装置において、これら
の入力信号は、ハイインピーダンスにより微小信号で入
力される。しかし、高比抵抗の基板33を用いること
で、入力素子の接合容量が低減される。そのことによ
り、入力信号がこれら接合容量を介して接地電位GND
へ流出することを防止することができ微小信号も確実に
出力される半導体集積回路装置を得ることができる。
As a result, in the semiconductor integrated circuit device of the present invention in which a junction FET and an ED-MOS transistor having a large input impedance are used as input elements, these input signals are input as small signals with high impedance. However, by using the substrate 33 having a high specific resistance, the junction capacitance of the input element is reduced. As a result, the input signal is supplied to the ground potential GND through these junction capacitors.
It is possible to obtain a semiconductor integrated circuit device that can be prevented from flowing out into the semiconductor integrated circuit and can output a small signal without fail.

【0022】また、図2に示したように、第1の島領域
36にNPNトランジスタ61を、第2の島領域に入力
素子としてED−MOSトランジスタ62を形成する場
合もある。
As shown in FIG. 2, an NPN transistor 61 may be formed in the first island region 36, and an ED-MOS transistor 62 may be formed in the second island region as an input element.

【0023】NPNトランジスタ61は、上記したよう
に形成される。そして、基板65とエピタキシャル層6
6との間に形成されるP-型埋め込み層77により、N
PNトランジスタ61におけるリーク電流の防止、回路
素子間の接合分離等を達成することができる。
The NPN transistor 61 is formed as described above. Then, the substrate 65 and the epitaxial layer 6
6 by the P type buried layer 77 formed between
Prevention of leakage current in the PN transistor 61, junction separation between circuit elements, and the like can be achieved.

【0024】ED−MOSトランジスタ62は、P――
型の単結晶シリコン基板65に気相成長法によりNまた
はN-で積層した厚さ7〜9μmのエピタキシャル層6
6が形成される。その基板65とエピタキシャル層66
との間にN++型埋め込み層67、68が形成される。そ
して、エピタキシャル層66の表面には、ソースあるい
はドレイン領域となるP+型拡散領域69、70、7
2、73およびP-型チャンネル領域71が形成され、
その上にゲート電極74、75が形成される。このこと
により、基板65上には、デプレッション型MOSトラ
ンジスタ63およびエンハンスメント型トランジスタ6
4が形成される。そして、このデプレッション型MOS
トランジスタ63とエンハンスメント型トランジスタ6
4との間には、LOCOS酸化膜76が形成される。こ
のLOCOS酸化膜76はこれら2つの素子を分離する
他に、厚い酸化膜により形成されることでチャンネルス
トッパーの役割も果たしている。デプレッション型MO
Sトランジスタ63は、ゲート電圧が0V時にONし、
ゲートに電圧がかかった時にOFFとなる。一方、エン
ハンスメント型MOSトランジスタ64は、その逆の動
作をする。この入力素子としてED−MOSトランジス
タ62を用いた場合でも、上記した入力素子として接合
型FETを形成したときと同様に、高比抵抗の基板65
を用いることで、入力素子の接合容量が低減される。そ
のことにより、入力信号がこれら接合容量を介して接地
電位GNDへ流出することを防止することができ微小信
号も確実に出力される半導体集積回路装置を得ることが
できる。
[0024] ED-MOS transistor 62, P -
Layer 9 having a thickness of 7 to 9 μm laminated on a single-crystal silicon substrate 65 of N type by N or N by vapor phase epitaxy.
6 are formed. The substrate 65 and the epitaxial layer 66
N ++ type buried layers 67 and 68 are formed between the layers. Then, on the surface of the epitaxial layer 66, P + type diffusion regions 69, 70, and 7 serving as source or drain regions are provided.
2, 73 and a P - type channel region 71 are formed,
Gate electrodes 74 and 75 are formed thereon. Thus, the depletion type MOS transistor 63 and the enhancement type transistor 6
4 are formed. And this depletion type MOS
Transistor 63 and enhancement transistor 6
4, a LOCOS oxide film 76 is formed. The LOCOS oxide film 76 also serves as a channel stopper by being formed of a thick oxide film in addition to separating these two elements. Depletion type MO
The S transistor 63 is turned on when the gate voltage is 0 V,
It turns off when voltage is applied to the gate. On the other hand, the enhancement type MOS transistor 64 operates in the opposite manner. Even when the ED-MOS transistor 62 is used as the input element, similarly to the case where the junction FET is formed as the input element, the substrate 65 having a high specific resistance is used.
Is used, the junction capacitance of the input element is reduced. As a result, it is possible to prevent the input signal from flowing out to the ground potential GND via these junction capacitors, and it is possible to obtain a semiconductor integrated circuit device capable of reliably outputting a small signal.

【0025】次に、図1に示した本発明の半導体集積回
路装置の製造方法を図3〜図7を参照にして説明する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor integrated circuit device of the present invention shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS.

【0026】先ず、図3に示すように、比抵抗が100
0Ω・cm以上となるP――型の単結晶シリコン基板3
3を準備する。この基板33は、あらかじめ基板の一部
にボロン(B)がイオン注入されたP-型埋め込み層4
0が形成されている。
First, as shown in FIG.
P - type single crystal silicon substrate 3 of 0 Ω · cm or more
Prepare 3 This substrate 33 has a P -type buried layer 4 in which boron (B) is ion-implanted into a part of the substrate in advance.
0 is formed.

【0027】次に、図4に示すように、基板33の表面
を熱酸化して酸化膜を形成し、酸化膜をホトエッチング
してそれぞれの選択マスクとする。そして、基板33表
面に分離領域35の第1の分離領域38およびP+型埋
め込み層43を形成するボロン(B)およびN+型埋め
込み層41、42を形成するリン(P)またはアンチモ
ン(Sb)を拡散する。
Next, as shown in FIG. 4, the surface of the substrate 33 is thermally oxidized to form an oxide film, and the oxide film is photo-etched to form respective selective masks. Then, boron (B) forming the first isolation region 38 of the isolation region 35 and the P + type buried layer 43 and phosphorus (P) or antimony (Sb) forming the N + type buried layers 41 and 42 on the surface of the substrate 33 are formed. Spread).

【0028】次に、図5に示すように、選択マスクとし
て用いた酸化膜を全て除去した後、基板33をエピタキ
シャル成長装置のサセプタ上に配置し、ランプ加熱によ
って基板33に1180℃程度の高温を与えると共に反
応管内にSiH2Cl2ガスとH2ガスを導入することに
より、NまたはN-のエピタキシャル層34を7〜9μ
m成長させる。このとき、同時に、第1の分離領域3
8、N+型埋め込み層41、42、P-型埋め込み層40
およびP+型埋め込み層43を拡散させる。
Next, as shown in FIG. 5, after removing all the oxide film used as the selection mask, the substrate 33 is placed on a susceptor of an epitaxial growth apparatus, and a high temperature of about 1180 ° C. is applied to the substrate 33 by lamp heating. By applying SiH 2 Cl 2 gas and H 2 gas into the reaction tube, the N or N epitaxial layer 34 is formed to a thickness of 7 to 9 μm.
m. At this time, at the same time, the first separation region 3
8, N + type buried layers 41 and 42, P type buried layer 40
And the P + type buried layer 43 is diffused.

【0029】次に、図6に示すように、エピタキシャル
層34表面を熱酸化して選択マスクを形成する。この熱
処理で第1の分離領域38も少し拡散される。次いで選
択マスクを変更し、分離領域35の第2分離領域39を
形成するボロン(B)、P型拡散領域46、47を拡散
する。そして酸化膜付けを行いながら基板33全体に熱
処理を与え、第1と第2の分離領域38、39を拡散す
ることにより両者を連結させる。
Next, as shown in FIG. 6, the surface of the epitaxial layer 34 is thermally oxidized to form a selection mask. This heat treatment also slightly diffuses the first isolation region 38. Next, the selection mask is changed, and boron (B) forming the second isolation region 39 of the isolation region 35 and the P-type diffusion regions 46 and 47 are diffused. Then, a heat treatment is applied to the entire substrate 33 while applying an oxide film, and the first and second isolation regions 38 and 39 are diffused to connect them.

【0030】次に、図7に示すように、第1の島領域3
6にN+型拡散領域44、45形成し、N+型拡散領域4
4をコレクタ導出領域とし、N+型拡散領域45をエミ
ッタ領域とし、P型拡散領域46をベース領域とするこ
とでNPNトランジスタ31が完成する。そして、第2
の島領域37のP+型埋め込み層43はエピタキシャル
層34の表面から拡散により形成されたP+ウェル領域
47と連結する。そして、P+ウェル領域47の表面に
は、N型のチャンネル領域48とP+型のトップゲート
領域49が形成され、それらでチャンネルを形成する。
また、P型拡散領域50、54はベース領域となり、N
+型拡散領域51、53はドレイン電極の役割を果た
し、N+型拡散領域52はソース電極の役割を果たす。
このことで、接合型FET32が完成する。その後、図
1に示すように、これらの素子が電気接続されることに
よって図1の半導体集積回路装置の構造となる。
Next, as shown in FIG. 7, the first island region 3
N + -type diffusion region 44 and 45 formed in 6, N + -type diffusion region 4
NPN transistor 31 is completed by using 4 as a collector lead-out region, N + type diffusion region 45 as an emitter region, and P type diffusion region 46 as a base region. And the second
The P + type buried layer 43 in the island region 37 is connected to the P + well region 47 formed by diffusion from the surface of the epitaxial layer 34. Then, on the surface of the P + well region 47, an N-type channel region 48 and a P + -type top gate region 49 are formed, and they form a channel.
The P-type diffusion regions 50 and 54 serve as base regions,
+ Type diffusion regions 51 and 53 play the role of a drain electrode, and N + type diffusion region 52 plays a role of a source electrode.
Thus, the junction FET 32 is completed. Thereafter, as shown in FIG. 1, these elements are electrically connected to form the structure of the semiconductor integrated circuit device of FIG.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明によれば、半導体集積回路装置に
おけるP――型の単結晶シリコン基板において、比抵抗
が1000Ω・cm以上の不純物濃度の低い基板が用い
られる。そのことにより、この基盤上に形成される接合
型FET、ED−MOSトランジスタ等の入力素子の接
合容量を低減することができる。具体的には、基板の比
抵抗が、従来の2〜4Ω・cmから本発明の1000Ω
・cm以上に改善されたことで、接合容量は、従来の
4.00〜8.00×10-5pF/μm2から本発明の
4.00〜8.00×10-6pF/μm2になる。これ
らの入力素子は、入力インピーダンスが高く、入力信号
が小さいため、それら入力素子の接合容量が低減された
ことにより、入力信号が接合容量を介して接地電位GN
Dへ流出することを防止することができ微小信号も確実
に出力される半導体集積回路装置を得ることができる。
According to the present invention, a P -type single-crystal silicon substrate in a semiconductor integrated circuit device having a specific resistance of 1000 Ω · cm or more and a low impurity concentration is used. This makes it possible to reduce the junction capacitance of input elements such as junction FETs and ED-MOS transistors formed on the substrate. Specifically, the specific resistance of the substrate is changed from the conventional 2 to 4 Ω · cm to 1000 Ω of the present invention.
Cm, the junction capacitance can be increased from 4.00 to 8.00 × 10 −5 pF / μm 2 of the present invention to 4.00 to 8.00 × 10 −6 pF / μm 2 of the present invention. become. These input elements have a high input impedance and a small input signal. Therefore, the junction capacitance of these input elements is reduced, so that the input signal passes through the junction capacitance to the ground potential GN.
It is possible to obtain a semiconductor integrated circuit device that can be prevented from flowing out to D and that can reliably output a small signal.

【0032】また、これら入力素子と同一のP――型の
単結晶シリコン基板上に形成されるNPNトランジスタ
において、NPNトランジスタが形成される基板表面に
ボロン(B)がイオン注入されることでP型埋め込み
層が形成される。そして、このP型埋め込み層を基板
としてNPNトランジスタが形成される。そのことによ
り、このP-型埋め込み層が従来の基板が果たしていた
役割を果たし、NPNトランジスタにおけるリーク電流
の防止、回路素子間の接合分離等を達成することができ
る。
In the case of an NPN transistor formed on the same P -type single-crystal silicon substrate as these input elements, boron (B) is ion-implanted into the surface of the substrate on which the NPN transistor is formed. - type buried layer is formed. Then, an NPN transistor is formed using the P type buried layer as a substrate. As a result, the P -type buried layer plays the role of the conventional substrate, and can prevent leakage current in the NPN transistor, achieve junction separation between circuit elements, and the like.

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

【図1】本発明の半導体集積回路装置を説明する断面図
である。
FIG. 1 is a sectional view illustrating a semiconductor integrated circuit device of the present invention.

【図2】本発明の半導体集積回路装置を説明する断図面
である。
FIG. 2 is a sectional view illustrating a semiconductor integrated circuit device of the present invention.

【図3】本発明の製造方法を説明する断図面である。FIG. 3 is a sectional view illustrating a manufacturing method of the present invention.

【図4】本発明の製造方法を説明する断図面である。FIG. 4 is a sectional view illustrating a manufacturing method of the present invention.

【図5】本発明の製造方法を説明する断図面である。FIG. 5 is a sectional view illustrating a manufacturing method of the present invention.

【図6】本発明の製造方法を説明する断図面である。FIG. 6 is a sectional view illustrating a manufacturing method of the present invention.

【図7】本発明の製造方法を説明する断図面である。FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the manufacturing method of the present invention.

【図8】従来の半導体集積回路装置を説明する断面図で
ある。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a conventional semiconductor integrated circuit device.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/337 29/808 Fターム(参考) 5F003 AP04 AP05 BA11 BA25 BA91 BC01 BC02 BC08 BG05 BJ15 BJ16 BM01 BP31 5F048 AA07 AA10 AC02 AC07 BA07 BA13 BD05 BG12 BH01 CA03 CA07 5F082 AA06 BA02 BA04 BA12 BA13 BA22 BA47 BC03 BC08 BC09 EA02 EA22 5F102 FA05 GA02 GA12 GB01 GC01 GD04 GJ00 GK02 GL03 GM02 HC01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/337 29/808 F term (Reference) 5F003 AP04 AP05 BA11 BA25 BA91 BC01 BC02 BC08 BG05 BJ15 BJ16 BM01 BP31 5F048 AA07 AA10 AC02 AC07 BA07 BA13 BD05 BG12 BH01 CA03 CA07 5F082 AA06 BA02 BA04 BA12 BA13 BA22 BA47 BC03 BC08 BC09 EA02 EA22 5F102 FA05 GA02 GA12 GB01 GC01 GD04 GJ00 GK02 GL03 GM02 HC01

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一導電型の半導体基板と、 該基板表面に積層された逆導電型のエピタキシャル層
と、 該エピタキシャル層を分離して第1および第2の島領域
を形成する一導電型の分離領域とを備え、前記半導体基
板の不純物濃度を低くして比抵抗を大きくし、前記第1
および第2の島領域のうち一方の前記島領域の下にある
前記半導体基板に一導電型の埋め込み層を形成して前記
半導体基板の表面不純物濃度を高くすることを特徴とす
る半導体集積回路装置。
1. A semiconductor substrate of one conductivity type, an epitaxial layer of a reverse conductivity type laminated on a surface of the substrate, and a semiconductor substrate of one conductivity type separating the epitaxial layer to form first and second island regions. An isolation region, wherein the impurity concentration of the semiconductor substrate is reduced to increase the specific resistance;
And a surface impurity concentration of the semiconductor substrate is increased by forming a buried layer of one conductivity type in the semiconductor substrate below one of the island regions of the second island region. .
【請求項2】 前記半導体基板の比抵抗を1000Ω・
cm以上にすることを特徴とする請求項1に記載した半
導体集積回路装置。
2. The semiconductor substrate according to claim 1, wherein said semiconductor substrate has a specific resistance of 1000Ω ·
2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the distance is not less than cm.
【請求項3】 前記埋め込み層を有しない前記第1ある
いは第2の島領域に入力素子として用いる接合型FET
またはED−MOSトランジスタを形成することを特徴
とする請求項1に記載した半導体集積回路装置。
3. A junction type FET used as an input element in the first or second island region having no buried layer.
2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein an ED-MOS transistor is formed.
【請求項4】 前記半導体基板に前記埋め込み層を有す
る前記第1あるいは第2の島領域にNPNトランジスタ
を形成することを特徴とする請求項1に記載した半導体
集積回路装置。
4. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein an NPN transistor is formed in said first or second island region having said buried layer in said semiconductor substrate.
【請求項5】 一導電型の半導体基板を準備する工程
と、 前記半導体基板の一部にイオン注入し、拡散することに
より一導電型の埋め込み層を形成する工程と、 前記半導体基板に逆導電型の埋め込み層と一導電型の分
離領域を形成する工程と、 前記半導体基板上に逆導電型のエピタキシャル層を形成
する工程と、 前記エピタキシャル層を貫通する前記分離領域を形成
し、第1の島領域と第2の島領域に分離する工程と、 前記第1あるいは第2の島領域のうち前記半導体基板に
前記埋め込み層を形成した島領域にNPNトランジスタ
を形成する工程と、 前記第1あるいは第2の島領域のうち前記半導体基板に
前記埋め込み層を形成しない島領域に入力素子として用
いる接合型FETまたはED−MOSトランジスタを形
成する工程とを具備する半導体集積回路装置およびその
製造方法。
5. A step of preparing a semiconductor substrate of one conductivity type; a step of forming a buried layer of one conductivity type by ion-implanting and diffusing ions into a part of the semiconductor substrate; Forming a buried layer of one type and an isolation region of one conductivity type; forming an epitaxial layer of the opposite conductivity type on the semiconductor substrate; forming the isolation region penetrating the epitaxial layer; Separating an island region and a second island region; forming an NPN transistor in the island region of the first or second island region where the buried layer is formed in the semiconductor substrate; Forming a junction type FET or ED-MOS transistor used as an input element in an island region of the second island region where the buried layer is not formed in the semiconductor substrate. Semiconductor integrated circuit device and manufacturing method thereof.
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