JP2002076011A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor device and its manufacturing method

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JP2002076011A
JP2002076011A JP2000253933A JP2000253933A JP2002076011A JP 2002076011 A JP2002076011 A JP 2002076011A JP 2000253933 A JP2000253933 A JP 2000253933A JP 2000253933 A JP2000253933 A JP 2000253933A JP 2002076011 A JP2002076011 A JP 2002076011A
Authority
JP
Japan
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collector
region
insulating film
semiconductor substrate
trench
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2000253933A
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Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Iwasaki
貴之 岩崎
Yoichi Tamaoki
洋一 玉置
Yoshinobu Chida
良暢 地田
Kosuke Tsuji
浩輔 辻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
Hitachi Solutions Technology Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi ULSI Systems Co Ltd
Hitachi Tohbu Semiconductor Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To allow enlargement of a collector lead-out region to prevent the dielectric strength between a collector and a base from declining caused by decrease of a distance from the end of the collector lead-out region to the base region. SOLUTION: A semiconductor device comprises a collector layer formed in a semiconductor substrate, a base region and an emitter region on a main surface of the semiconductor substrate, and a collector lead-out region connecting the collector layer and a collector electrode formed on the surface of the semiconductor substrate. A trench is formed as a region for the collector lead-out region, ion implantation is performed through the trench to form the collector lead-out region, and the trench is embedded by the collector electrode. Since there is no need to increase the energy of the ion implantation for forming a collector lead-out region, this construction allows enlargement of the collector lead-out region to prevent the collector lead-out region from enlarging in a horizontal direction, and the dielectric strength between the collector and the base from declining.

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、バイポーラトラン
ジスタを有する半導体装置及びその製造方法に関し、特
に、高耐圧のバイポーラトランジスタを有する半導体装
置に適用して有効な技術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 having a bipolar transistor and a method of manufacturing the same, and more particularly to a technique effective when applied to a semiconductor device having a high withstand voltage bipolar transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】図1は、従来のバイポーラトランジスタ
型半導体装置の一例を示す縦断面図であり、バイポーラ
トランジスタは、例えば単結晶シリコンからなる半導体
基体1に酸化珪素からなる埋込絶縁膜2を介して単結晶
シリコンの半導体層3を形成したSOI(Silicon On I
nsulator)型の半導体基板を用い、半導体層3にエピタ
キシャル成長させた例えばボロンが導入されたp型のコ
レクタ埋込層4及びp型のコレクタ層5が形成され、コ
レクタ層5上に形成され例えばリン或いはヒ素が導入さ
れたn型のベース領域6内に例えばボロンが導入された
p型のエミッタ領域7が形成されている。エミッタ領域
7上には層間絶縁膜8を介して多結晶シリコン膜9が形
成されており、層間絶縁膜8に設けられた開口によって
多結晶シリコン膜9がエミッタ領域7と接続し、エミッ
タ領域7は多結晶シリコン膜9からの不純物の固相拡散
によって形成されている。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional bipolar transistor type semiconductor device. In a bipolar transistor, a buried insulating film 2 made of silicon oxide is formed on a semiconductor substrate 1 made of, for example, single crystal silicon. SOI (Silicon On I) in which a semiconductor layer 3 of single crystal silicon is formed through
Using a semiconductor substrate of the nsulator type, a p-type collector buried layer 4 and a p-type collector layer 5 into which, for example, boron has been epitaxially grown on the semiconductor layer 3 are formed. Alternatively, a p-type emitter region 7 doped with, for example, boron is formed in an n-type base region 6 doped with arsenic. A polycrystalline silicon film 9 is formed on emitter region 7 with an interlayer insulating film 8 interposed therebetween. Polycrystalline silicon film 9 is connected to emitter region 7 by an opening provided in interlayer insulating film 8, and emitter region 7 is formed. Are formed by solid-phase diffusion of impurities from the polycrystalline silicon film 9.

【0003】層間絶縁膜8及び多結晶シリコン膜9は層
間絶縁膜10によって覆われており、この10層間絶縁
膜上にアルミニウム或いはタングステン等を用いたコレ
クタ電極11、ベース電極12、エミッタ電極13が形
成されており、層間絶縁膜10,8に設けた開口を通し
て、コレクタ電極11がコレクタ引き出し領域14と接
続され、このコレクタ引き出し領域14がコレクタ埋込
層4に接続されている。同様に層間絶縁膜10,8に設
けた開口を通して、ベース電極12が低抵抗化のための
ベースコンタクト領域15に接続され、ベースコンタク
ト領域15がベース領域6に接続され、エミッタ電極1
3が多結晶シリコン膜9に接続されている。
The interlayer insulating film 8 and the polycrystalline silicon film 9 are covered with an interlayer insulating film 10, and a collector electrode 11, a base electrode 12, and an emitter electrode 13 made of aluminum or tungsten are formed on the interlayer insulating film 10. The collector electrode 11 is connected to the collector lead-out region 14 through openings formed in the interlayer insulating films 10 and 8, and the collector lead-out region 14 is connected to the collector buried layer 4. Similarly, the base electrode 12 is connected to the base contact region 15 for lowering the resistance through the openings provided in the interlayer insulating films 10 and 8, the base contact region 15 is connected to the base region 6, and the emitter electrode 1
3 is connected to the polycrystalline silicon film 9.

【0004】トランジスタとしては、選択酸化によるフ
ィールド絶縁膜16及び埋込絶縁膜2に達する溝状のト
レンチ絶縁膜17によって、他の素子から分離されてお
り、ベース領域6とコレクタ引き出し領域14との間は
フィールド絶縁膜18によって分離されている。
A transistor is separated from other elements by a trench-like trench insulating film 17 reaching the field insulating film 16 and the buried insulating film 2 by selective oxidation. The space is separated by a field insulating film 18.

【0005】このトランジスタは通常コレクタ層5が
0.7μm程度に形成されているが、テスター用半導体
装置等に用いる場合には、コレクタ‐エミッタ間の耐圧
が15v程度必要となり、コレクタ‐エミッタ間の耐圧
を向上させるために、ベース領域とコレクタ埋込層との
距離を拡大する必要がある。この距離を拡大することに
よって、コレクタ埋込層と比較してコレクタ層は低不純
物濃度のため、ベース領域からコレクタ側へ空乏層が伸
びやすくなり、コレクタ‐ベース間耐圧が向上する。
In this transistor, the collector layer 5 is usually formed to have a thickness of about 0.7 μm. However, when used in a semiconductor device for a tester, a withstand voltage between the collector and the emitter of about 15 V is required. In order to improve the breakdown voltage, it is necessary to increase the distance between the base region and the collector buried layer. By increasing this distance, the collector layer has a lower impurity concentration than the collector buried layer, so that the depletion layer easily extends from the base region to the collector side, and the collector-base breakdown voltage is improved.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】こうしたコレクタ層の
膜厚拡大によって、コレクタ引き出し領域は、コレクタ
埋込層と接続させてコレクタ抵抗を低減させるために、
その膜厚を増加させる必要がある。このため、コレクタ
引き出し領域へのイオン注入のエネルギーを上げること
になるが、イオン注入のエネルギーを上げた場合には、
コレクタ引き出し領域が水平方向にも拡大し、コレクタ
引き出し領域の端部からベース領域までの距離が減少す
るため、コレクタ‐ベース間の耐圧が低下してしまっ
た。
With such an increase in the thickness of the collector layer, the collector lead-out region is connected to the collector buried layer to reduce the collector resistance.
It is necessary to increase the film thickness. For this reason, the energy of ion implantation into the collector extraction region is increased, but when the energy of ion implantation is increased,
Since the collector lead-out region also expanded in the horizontal direction, and the distance from the end of the collector lead-out region to the base region was reduced, the withstand voltage between the collector and the base was reduced.

【0007】この問題を解決するためにベース領域とコ
レクタ引き出し領域との間の素子間分離絶縁膜の幅を拡
げることが考えられるが、この方法では、コレクタ‐基
板間の容量が増加するため、最大カットオフ周波数fT
maxが低下する等の他の問題が生じ、加えてトランジ
スタのレイアウト面積が増加するという問題もある。
In order to solve this problem, it is conceivable to increase the width of the element isolation insulating film between the base region and the collector lead region. However, in this method, the capacitance between the collector and the substrate increases. Maximum cutoff frequency fT
Other problems such as a decrease in max occur, and there is also a problem that the layout area of the transistor increases.

【0008】本発明の課題は、このような問題を解決
し、コレクタベース間の耐圧を向上させた半導体装置提
供することにある。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device which solves such a problem and improves the breakdown voltage between the collector and the base.

【0009】本発明の前記ならびにその他の課題と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0011】半導体基板内にコレクタ層が形成され、半
導体基板主面にベース領域及びエミッタ領域が形成さ
れ、前記コレクタ層と半導体基板主面上に形成されたコ
レクタ電極とをコレクタ引き出し領域によって接続する
半導体装置において、前記コレクタ引き出し領域にトレ
ンチを形成し、このトレンチが前記コレクタ電極によっ
て埋め込まれている。
A collector layer is formed in a semiconductor substrate, a base region and an emitter region are formed on a main surface of the semiconductor substrate, and the collector layer and a collector electrode formed on the main surface of the semiconductor substrate are connected by a collector lead-out region. In the semiconductor device, a trench is formed in the collector lead-out region, and the trench is filled with the collector electrode.

【0012】半導体基板内にコレクタ層が形成され、半
導体基板主面にベース領域及びエミッタ領域が形成さ
れ、前記コレクタ層と半導体基板主面上に形成されたコ
レクタ電極とをコレクタ引き出し領域によって接続し、
前記ベース領域と前記コレクタ引き出し領域とをフィー
ルド絶縁膜によって分離する半導体装置において、前記
フィールド絶縁膜にトレンチを形成し、このトレンチを
絶縁膜によって埋め込んだ分離絶縁膜を形成する。
A collector layer is formed in a semiconductor substrate, a base region and an emitter region are formed on a main surface of the semiconductor substrate, and the collector layer and a collector electrode formed on the main surface of the semiconductor substrate are connected by a collector lead-out region. ,
In a semiconductor device that separates the base region and the collector lead-out region by a field insulating film, a trench is formed in the field insulating film, and an isolation insulating film is formed by filling the trench with an insulating film.

【0013】半導体基板内にコレクタ層が形成され、半
導体基板主面にベース領域及びエミッタ領域が形成さ
れ、前記コレクタ層と半導体基板主面上に形成されたコ
レクタ電極とをコレクタ引き出し領域によって接続する
半導体装置において、前記コレクタ引き出し領域に拡散
防止領域が設けられている。
A collector layer is formed in a semiconductor substrate, a base region and an emitter region are formed on a main surface of the semiconductor substrate, and the collector layer and a collector electrode formed on the main surface of the semiconductor substrate are connected by a collector lead-out region. In the semiconductor device, a diffusion prevention region is provided in the collector lead-out region.

【0014】半導体基板内にコレクタ層が形成され、半
導体基板主面にベース領域及びエミッタ領域が形成さ
れ、前記コレクタ層と半導体基板主面上に形成されたコ
レクタ電極とをコレクタ引き出し領域によって接続する
半導体装置の製造方法において、前記コレクタ引き出し
領域となる領域にトレンチを形成する工程と、このトレ
ンチから不純物の導入を行ないコレクタ引き出し領域を
形成する工程と、前記トレンチを前記コレクタ電極とな
る導電膜によって埋め込む工程とを有する。
A collector layer is formed in a semiconductor substrate, a base region and an emitter region are formed on a main surface of the semiconductor substrate, and the collector layer and a collector electrode formed on the main surface of the semiconductor substrate are connected by a collector lead-out region. In the method for manufacturing a semiconductor device, a step of forming a trench in a region to be the collector lead-out region, a step of introducing a dopant from the trench to form a collector lead-out region, and forming the trench by a conductive film serving as the collector electrode Embedding.

【0015】半導体基板内にコレクタ層が形成され、半
導体基板主面にベース領域及びエミッタ領域が形成さ
れ、前記コレクタ層と半導体基板主面上に形成されたコ
レクタ電極とをコレクタ引き出し領域によって接続し、
前記ベース領域と前記コレクタ引き出し領域とをフィー
ルド絶縁膜によって分離する半導体装置の製造方法にお
いて、前記フィールド絶縁膜を形成する工程と、前記フ
ィールド絶縁膜にトレンチを形成する工程と、前記トレ
ンチを絶縁膜によって埋め込んだ分離絶縁膜を形成する
工程とを有する。
A collector layer is formed in a semiconductor substrate, a base region and an emitter region are formed on a main surface of the semiconductor substrate, and the collector layer and a collector electrode formed on the main surface of the semiconductor substrate are connected by a collector lead-out region. ,
In a method of manufacturing a semiconductor device in which the base region and the collector lead-out region are separated from each other by a field insulating film, a step of forming the field insulating film; a step of forming a trench in the field insulating film; Forming an isolation insulating film embedded therein.

【0016】(作用)本発明の構成によれば、コレクタ
引き出し領域を形成するイオン注入のエネルギーを上げ
る必要がないので、コレクタ引き出し領域の水平方向へ
の拡大を防止し、コレクタ‐ベース間の耐圧が低下する
ことがない。
(Operation) According to the structure of the present invention, it is not necessary to increase the energy of ion implantation for forming the collector extraction region, so that the collector extraction region is prevented from expanding in the horizontal direction and the withstand voltage between the collector and the base is reduced. Does not decrease.

【0017】また、コレクタ引き出し領域を形成するイ
オン注入の際に、分離絶縁膜によってコレクタ引き出し
領域の水平方向への拡大を防止し、コレクタ‐ベース間
の耐圧が低下することがない。
In addition, at the time of ion implantation for forming the collector extraction region, the isolation insulating film prevents the collector extraction region from expanding in the horizontal direction, so that the breakdown voltage between the collector and the base does not decrease.

【0018】また、コレクタ引き出し領域を形成するイ
オン注入の際に、拡散防止領域によってコレクタ引き出
し領域の水平方向への拡大を防止し、コレクタ‐ベース
間の耐圧が低下することがない。
Further, at the time of ion implantation for forming the collector extraction region, the diffusion prevention region prevents the collector extraction region from expanding in the horizontal direction, and the breakdown voltage between the collector and the base does not decrease.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。なお、実施の形態を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described below. In all the drawings for describing the embodiments, components having the same functions are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof will be omitted.

【0020】(実施の形態1)図2は、本発明の一実施
の形態であるバイポーラトランジスタ型半導体装置を示
す縦断面図である。
(Embodiment 1) FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a bipolar transistor type semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【0021】本実施の形態の半導体装置は、例えば単結
晶シリコンからなる半導体基体1に酸化珪素からなる埋
込絶縁膜2を介して単結晶シリコンの半導体層3を形成
したSOI(Silicon On Insulator)型の半導体基板を
用い、半導体層3にエピタキシャル成長させた例えばボ
ロンが導入されたp型のコレクタ埋込層4及びp型のコ
レクタ層5が形成され、コレクタ層5上に形成され例え
ばリン或いはヒ素が導入されたn型のベース領域6内に
例えばボロンが導入されたp型のエミッタ領域7が形成
されている。エミッタ領域7上には層間絶縁膜8を介し
て多結晶シリコン膜9が形成されており、層間絶縁膜8
に設けられた開口によって多結晶シリコン膜9がエミッ
タ領域7と接続し、エミッタ領域7は多結晶シリコン膜
9からの不純物の固相拡散によって形成されている。
The semiconductor device according to the present embodiment has an SOI (Silicon On Insulator) in which a semiconductor layer 3 of single crystal silicon is formed on a semiconductor substrate 1 of single crystal silicon via a buried insulating film 2 of silicon oxide. A p-type collector buried layer 4 and a p-type collector layer 5 into which, for example, boron has been epitaxially grown in the semiconductor layer 3 are formed using a semiconductor substrate of a semiconductor type. Is formed in an n-type base region 6 into which p is introduced, for example, boron is introduced. Polycrystalline silicon film 9 is formed on emitter region 7 with interlayer insulating film 8 interposed therebetween.
The polycrystalline silicon film 9 is connected to the emitter region 7 by the opening provided in the first region, and the emitter region 7 is formed by solid-phase diffusion of impurities from the polycrystalline silicon film 9.

【0022】層間絶縁膜8及び多結晶シリコン膜9は層
間絶縁膜10によって覆われており、この層間絶縁膜1
0上にアルミニウム或いはタングステン等を用いたコレ
クタ電極11、ベース電極12、エミッタ電極13が形
成されており、層間絶縁膜10,8に設けた開口を通し
て、コレクタ電極11がコレクタ引き出し領域14と接
続され、このコレクタ引き出し領域14がコレクタ埋込
層4に接続されている。同様に層間絶縁膜10,8に設
けた開口を通して、ベース電極12が低抵抗化のための
ベースコンタクト領域15に接続され、ベースコンタク
ト領域15がベース領域6に接続され、エミッタ電極1
3が多結晶シリコン膜9に接続されている。
The interlayer insulating film 8 and the polycrystalline silicon film 9 are covered with an interlayer insulating film 10.
A collector electrode 11, a base electrode 12, and an emitter electrode 13 made of aluminum, tungsten, or the like are formed on the substrate 0, and the collector electrode 11 is connected to a collector lead-out region 14 through openings provided in the interlayer insulating films 10, 8. The collector lead-out region 14 is connected to the collector buried layer 4. Similarly, the base electrode 12 is connected to the base contact region 15 for lowering the resistance through the openings provided in the interlayer insulating films 10 and 8, the base contact region 15 is connected to the base region 6, and the emitter electrode 1
3 is connected to the polycrystalline silicon film 9.

【0023】トランジスタとしては、選択酸化によるフ
ィールド絶縁膜16及び埋込絶縁膜2に達する溝状のト
レンチ絶縁膜17によって、他の素子から分離されてお
り、ベース領域6とコレクタ引き出し領域14との間は
フィールド絶縁膜18によって分離されている。
The transistor is separated from other elements by a trench-like trench insulating film 17 reaching the field insulating film 16 and the buried insulating film 2 by selective oxidation. The space is separated by a field insulating film 18.

【0024】コレクタ引き出し領域14は、イオン注入
によって高濃度化し、コレクタ埋込層4とコレクタ電極
11とを低抵抗で接続するために設けられており、本実
施の形態では、このコレクタ引き出し領域14の中央
に、溝状或いは孔状のトレンチを設け、このトレンチを
コレクタ電極11によって埋め込んである。このトレン
チを設けることによって、コレクタ引き出し領域14の
表面とコレクタ埋込層4との距離が減少するため、コレ
クタ引き出し領域14形成のイオン注入の際に、エネル
ギーを増加させる必要がなくなり、コレクタ引き出し領
域14の水平方向への拡散を減少させることが可能とな
り、コレクタ引き出し領域14とベース領域6とが近接
することによる耐圧の低下を防止することができる。
The collector lead-out region 14 is provided for increasing the concentration by ion implantation and connecting the collector buried layer 4 and the collector electrode 11 with low resistance. In the present embodiment, the collector lead-out region 14 is provided. A trench or a hole-like trench is provided at the center of the trench, and the trench is filled with the collector electrode 11. By providing this trench, the distance between the surface of the collector lead-out region 14 and the collector buried layer 4 is reduced, so that it is not necessary to increase the energy at the time of ion implantation for forming the collector lead-out region 14, and the collector lead-out region 14 14 can be reduced in the horizontal direction, and a decrease in breakdown voltage due to the proximity of the collector lead-out region 14 and the base region 6 can be prevented.

【0025】また、このトレンチによってコレクタ電極
11とコレクタ引き出し領域14との接触面積が増加す
るため、コレクタ電極11のコンタクト抵抗を低減する
ことができる。このトレンチはイオン注入エネルギーの
低減が目的であるため、コレクタ埋込層4に達する必要
はない。このトレンチが深すぎた場合にはコレクタ電極
11形成の際にトレンチを埋めることが難しくなり、埋
込のためのプロセスが別途必要となりプロセスの増加を
引き起こすことも考えられる。
The contact area between collector electrode 11 and collector lead-out region 14 is increased by the trench, so that the contact resistance of collector electrode 11 can be reduced. Since the purpose of this trench is to reduce ion implantation energy, it is not necessary to reach the collector buried layer 4. If the trench is too deep, it becomes difficult to fill the trench when forming the collector electrode 11, and a separate process for filling is required, which may increase the number of processes.

【0026】従来構造のバイポーラトランジスタと本実
施の形態のバイポーラトランジスタとでは、何れもコレ
クタ‐ベース間耐圧は15vと同一条件とした場合に、
従来構造のトランジスタではコレクタ‐ベース間の距離
は1.5μm必要であるが、本実施の形態のトランジス
タでは1.0μmとすることができる。このためコレク
タ‐基板間の容量を低減することが可能となる。図3に
コレクタ電流Icとカットオフ周波数fTとの関係を示
すが、従来構造のバイポーラトランジスタと比較して本
実施の形態のバイポーラトランジスタでは、最大カット
オフ周波数が3.5GHzから4.1GHzへ向上して
いる。
In the bipolar transistor of the conventional structure and the bipolar transistor of the present embodiment, when the collector-base breakdown voltage is set to the same condition as 15 V,
In the transistor of the conventional structure, the distance between the collector and the base is required to be 1.5 μm, but in the transistor of the present embodiment, it can be set to 1.0 μm. Therefore, the capacity between the collector and the substrate can be reduced. FIG. 3 shows the relationship between the collector current Ic and the cut-off frequency fT. In the bipolar transistor of the present embodiment, the maximum cut-off frequency is improved from 3.5 GHz to 4.1 GHz as compared with the bipolar transistor having the conventional structure. are doing.

【0027】続いて、図2に示す半導体装置の製造方法
について図4乃至図6を用いて説明する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 2 will be described with reference to FIGS.

【0028】先ず、SOI(Silicon On Insulator)型
の半導体基板の半導体層3にエピタキシャル成長させて
例えばボロンが導入されたp型のコレクタ埋込層4及び
p型のコレクタ層5となる半導体層を形成し、選択酸化
によるフィールド絶縁膜16及び埋込絶縁膜2に達する
溝状のトレンチ絶縁膜17を形成して、他の素子から分
離し、ベース領域及びコレクタ引き出し領域の形成され
る領域を互いに分離するフィールド絶縁膜18を形成
し、コレクタ引き出し領域となる領域の中央に、溝状或
いは孔状のトレンチを設ける。この状態を図4に示す。
First, a semiconductor layer 3 is formed by epitaxial growth on a semiconductor layer 3 of an SOI (Silicon On Insulator) type semiconductor substrate, for example, a p-type collector buried layer 4 into which boron is introduced and a p-type collector layer 5. Then, a trench-shaped trench insulating film 17 reaching the field insulating film 16 and the buried insulating film 2 by selective oxidation is formed, separated from other elements, and the regions where the base region and the collector lead-out region are formed are separated from each other. A field insulating film 18 is formed, and a trench in the shape of a groove or a hole is provided in the center of the region serving as the collector lead-out region. This state is shown in FIG.

【0029】次に、コレクタ引き出し領域となる領域に
前記トレンチをとおしてイオン注入を行ないコレクタ引
き出し領域14を形成する。このトレンチを設けること
によって、コレクタ引き出し領域14の表面とコレクタ
埋込層4との距離が減少するため、コレクタ引き出し領
域14形成のイオン注入の際に、エネルギーを増加させ
る必要がなくなり、コレクタ引き出し領域14の水平方
向への拡散を減少させることが可能となり、コレクタ引
き出し領域14とベース領域6とが近接することによる
耐圧の低下を防止することができる。この状態を図5に
示す。
Next, ion implantation is performed through the trench in the region to be the collector extraction region to form the collector extraction region 14. By providing this trench, the distance between the surface of the collector lead-out region 14 and the collector buried layer 4 is reduced, so that it is not necessary to increase the energy at the time of ion implantation for forming the collector lead-out region 14, and the collector lead-out region 14 14 can be reduced in the horizontal direction, and a decrease in breakdown voltage due to the proximity of the collector lead-out region 14 and the base region 6 can be prevented. This state is shown in FIG.

【0030】次に、コレクタ層5上に例えばリン或いは
ヒ素が導入されたn型のベース領域6を形成し、ベース
領域6の一部に高不純物濃度のベースコンタクト領域1
5を形成し、半導体基板を覆う層間絶縁膜8を介して多
結晶シリコン膜9が形成され、エミッタ領域7上の層間
絶縁膜8に設けられた開口によって多結晶シリコン膜9
からの不純物の固相拡散によってエミッタ領域7が形成
される。続いて、層間絶縁膜8及び多結晶シリコン膜9
を覆う層間絶縁膜10を形成しベースコンタクト領域1
5、多結晶シリコン膜9、コレクタ引き出し領域14を
露出させるための開口を形成する。この状態を図6に示
す。
Next, an n-type base region 6 into which, for example, phosphorus or arsenic is introduced is formed on the collector layer 5, and a part of the base contact region 1 having a high impurity concentration is formed in a part of the base region 6.
5 is formed, a polycrystalline silicon film 9 is formed via an interlayer insulating film 8 covering the semiconductor substrate, and the polycrystalline silicon film 9 is formed through an opening provided in the interlayer insulating film 8 on the emitter region 7.
The emitter region 7 is formed by solid-phase diffusion of impurities from the substrate. Subsequently, the interlayer insulating film 8 and the polycrystalline silicon film 9
Forming an interlayer insulating film 10 covering the base contact region 1
5. An opening for exposing the polycrystalline silicon film 9 and the collector lead-out region 14 is formed. This state is shown in FIG.

【0031】この後、層間絶縁膜10上にアルミニウム
或いはタングステン等を用いた導体膜を形成し、この導
体膜をパターニングすることにより、コレクタ電極1
1、ベース電極12、エミッタ電極13を形成して図2
に示す状態となる。
Thereafter, a conductor film using aluminum, tungsten, or the like is formed on the interlayer insulating film 10 and the conductor film is patterned to form the collector electrode 1.
1, the base electrode 12 and the emitter electrode 13 are formed and FIG.
The state shown in FIG.

【0032】(実施の形態2)図7は、本発明の他の実
施の形態であるバイポーラトランジスタ型半導体装置を
示す縦断面図である。
(Embodiment 2) FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a bipolar transistor type semiconductor device according to another embodiment of the present invention.

【0033】本実施の形態の半導体装置は、例えば単結
晶シリコンからなる半導体基体1に酸化珪素からなる埋
込絶縁膜2を介して単結晶シリコンの半導体層3を形成
したSOI(Silicon On Insulator)型の半導体基板を
用い、半導体層3にエピタキシャル成長させた例えばボ
ロンが導入されたp型のコレクタ埋込層4及びp型のコ
レクタ層5が形成され、コレクタ層5上に形成され例え
ばリン或いはヒ素が導入されたn型のベース領域6内に
例えばボロンが導入されたp型のエミッタ領域7が形成
されている。エミッタ領域7上には層間絶縁膜8を介し
て多結晶シリコン膜9が形成されており、層間絶縁膜8
に設けられた開口によって多結晶シリコン膜9がエミッ
タ領域7と接続し、エミッタ領域7は多結晶シリコン膜
9からの不純物の固相拡散によって形成されている。
The semiconductor device according to the present embodiment has an SOI (Silicon On Insulator) in which a semiconductor layer 3 of single crystal silicon is formed on a semiconductor substrate 1 of single crystal silicon via a buried insulating film 2 of silicon oxide. A p-type collector buried layer 4 and a p-type collector layer 5 into which, for example, boron has been epitaxially grown in the semiconductor layer 3 are formed using a semiconductor substrate of a semiconductor type. Is formed in an n-type base region 6 into which p is introduced, for example, boron is introduced. Polycrystalline silicon film 9 is formed on emitter region 7 with interlayer insulating film 8 interposed therebetween.
The polycrystalline silicon film 9 is connected to the emitter region 7 by the opening provided in the first region, and the emitter region 7 is formed by solid-phase diffusion of impurities from the polycrystalline silicon film 9.

【0034】層間絶縁膜8及び多結晶シリコン膜9は層
間絶縁膜10によって覆われており、この層間絶縁膜1
0上にアルミニウム或いはタングステン等を用いたコレ
クタ電極11、ベース電極12、エミッタ電極13が形
成されており、層間絶縁膜10,8に設けた開口を通し
て、コレクタ電極11が、低抵抗で接続するためにイオ
ン注入によって高濃度化したコレクタ引き出し領域14
によってコレクタ埋込層4と接続されている。同様に層
間絶縁膜10,8に設けた開口を通して、ベース電極1
2が低抵抗化のためのベースコンタクト領域15に接続
され、ベースコンタクト領域15がベース領域6に接続
され、エミッタ電極13が多結晶シリコン膜9に接続さ
れている。
The interlayer insulating film 8 and the polycrystalline silicon film 9 are covered with an interlayer insulating film 10.
A collector electrode 11, a base electrode 12, and an emitter electrode 13 using aluminum, tungsten, or the like are formed on the substrate 0, and the collector electrode 11 is connected with low resistance through openings provided in the interlayer insulating films 10, 8. Extraction region 14 which has been highly concentrated by ion implantation
Is connected to the collector buried layer 4. Similarly, the base electrode 1 is passed through openings provided in the interlayer insulating films 10 and 8.
2 is connected to a base contact region 15 for reducing the resistance, the base contact region 15 is connected to the base region 6, and the emitter electrode 13 is connected to the polycrystalline silicon film 9.

【0035】トランジスタとしては、選択酸化によるフ
ィールド絶縁膜16及び埋込絶縁膜2に達する溝状のト
レンチ絶縁膜17によって、他の素子から分離されてお
り、ベース領域6とコレクタ引き出し領域14との間は
フィールド絶縁膜18によって分離されている。本実施
の形態では、このフィールド絶縁膜18に溝状のトレン
チを設け酸化珪素等の絶縁体を充填した分離絶縁膜19
を形成し、この分離絶縁膜19を設けることによって、
コレクタ引き出し領域14の水平方向の拡散を防止する
ことができるので、コレクタ引き出し領域14とベース
領域6とが近接することによる耐圧の低下を防止するこ
とができる。
The transistor is separated from other elements by a trench insulating film 17 reaching the buried insulating film 16 and the field insulating film 16 by selective oxidation. The space is separated by a field insulating film 18. In the present embodiment, the field insulating film 18 is provided with a trench in the form of a trench, and is filled with an insulator such as silicon oxide.
Is formed, and by providing the isolation insulating film 19,
Since the diffusion of the collector lead-out region 14 in the horizontal direction can be prevented, it is possible to prevent a decrease in breakdown voltage due to the proximity of the collector lead-out region 14 and the base region 6.

【0036】続いて、図7に示す半導体装置の製造方法
について図8乃至図10を用いて説明する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 7 will be described with reference to FIGS.

【0037】先ず、SOI(Silicon On Insulator)型
の半導体基板の半導体層3にエピタキシャル成長させて
半導体層を形成し、例えばが導入されたp型のコレクタ
層5となる半導体層を形成し、例えばボロンのイオン注
入によってp型のコレクタ埋込層4を形成し、選択酸化
によるフィールド絶縁膜16,18を形成する。この状
態を図8に示す。
First, a semiconductor layer is formed by epitaxial growth on a semiconductor layer 3 of an SOI (Silicon On Insulator) type semiconductor substrate, and a semiconductor layer to be a p-type collector layer 5 into which, for example, is introduced is formed. To form a p-type collector buried layer 4 by ion implantation, and form field insulating films 16 and 18 by selective oxidation. This state is shown in FIG.

【0038】次に、選択酸化によるフィールド絶縁膜1
6から埋込絶縁膜2に達する溝を形成し、併せてベース
領域6とコレクタ引き出し領域14とを分離するフィー
ルド絶縁膜18からコレクタ層5に達する溝状のトレン
チを形成する。フィールド絶縁膜18に形成する溝は、
フィールド絶縁膜16に形成する溝よりも浅いが、溝を
形成するエッチングでは、溝の側面が傾斜するために、
溝の間隔によって深さに限界が生じるため、フィールド
絶縁膜16に形成する溝の平面パターンをフィールド絶
縁膜18からコレクタ層5に達する溝状のトレンチを形
成する。フィールド絶縁膜18に形成する溝の平面パタ
ーンより狭くすることによって、同一のエッチング工程
で深さの異なる双方の溝を形成することができるので、
工程数を増加させることがない。この状態を図9に示
す。
Next, the field insulating film 1 is formed by selective oxidation.
A groove reaching the buried insulating film 2 from the gate insulating film 2 is formed, and a groove-shaped trench reaching the collector layer 5 from the field insulating film 18 separating the base region 6 and the collector lead-out region 14 is formed. The groove formed in the field insulating film 18 is
Although it is shallower than the groove formed in the field insulating film 16, in the etching for forming the groove, since the side surface of the groove is inclined,
Since the depth is limited by the interval between the grooves, a planar pattern of the groove formed in the field insulating film 16 is formed as a groove-shaped trench extending from the field insulating film 18 to the collector layer 5. By making the grooves formed in the field insulating film 18 narrower than the plane pattern, both grooves having different depths can be formed in the same etching step.
There is no increase in the number of steps. This state is shown in FIG.

【0039】次に、フィールド絶縁膜16,18に形成
した溝を酸化珪素等で埋込みトレンチ絶縁膜17及び分
離絶縁膜19を形成する。この状態を図10に示す。こ
の後、の工程は、前述した図5,6に示す工程を適用す
ることができる。
Next, trenches formed in the field insulating films 16 and 18 are buried with silicon oxide or the like to form a trench insulating film 17 and an isolation insulating film 19. This state is shown in FIG. Thereafter, the steps shown in FIGS. 5 and 6 can be applied to the subsequent steps.

【0040】(実施の形態3)図11は、本発明の他の
実施の形態であるバイポーラトランジスタ型半導体装置
を示す縦断面図である。
(Embodiment 3) FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing a bipolar transistor type semiconductor device according to another embodiment of the present invention.

【0041】本実施の形態の半導体装置は、例えば単結
晶シリコンからなる半導体基体1に酸化珪素からなる埋
込絶縁膜2を介して単結晶シリコンの半導体層3を形成
したSOI(Silicon On Insulator)型の半導体基板を
用い、半導体層3にエピタキシャル成長させた例えばボ
ロンが導入されたp型のコレクタ埋込層4及びp型のコ
レクタ層5が形成され、コレクタ層5上に形成され例え
ばリン或いはヒ素が導入されたn型のベース領域6内に
例えばボロンが導入されたp型のエミッタ領域7が形成
されている。エミッタ領域7上には層間絶縁膜8を介し
て多結晶シリコン膜9が形成されており、層間絶縁膜8
に設けられた開口によって多結晶シリコン膜9がエミッ
タ領域7と接続し、エミッタ領域7は多結晶シリコン膜
9からの不純物の固相拡散によって形成されている。
The semiconductor device according to the present embodiment has an SOI (Silicon On Insulator) in which a semiconductor layer 3 of single crystal silicon is formed on a semiconductor substrate 1 of single crystal silicon via a buried insulating film 2 of silicon oxide. A p-type collector buried layer 4 and a p-type collector layer 5 into which, for example, boron has been epitaxially grown in the semiconductor layer 3 are formed using a semiconductor substrate of a semiconductor type. Is formed in an n-type base region 6 into which p is introduced, for example, boron is introduced. Polycrystalline silicon film 9 is formed on emitter region 7 with interlayer insulating film 8 interposed therebetween.
The polycrystalline silicon film 9 is connected to the emitter region 7 by the opening provided in the first region, and the emitter region 7 is formed by solid-phase diffusion of impurities from the polycrystalline silicon film 9.

【0042】層間絶縁膜8及び多結晶シリコン膜9は層
間絶縁膜10によって覆われており、この層間絶縁膜1
0上にアルミニウム或いはタングステン等を用いたコレ
クタ電極11、ベース電極12、エミッタ電極13が形
成されており、層間絶縁膜10,8に設けた開口を通し
て、コレクタ電極11が、低抵抗で接続するためにイオ
ン注入によって高濃度化したコレクタ引き出し領域14
によってコレクタ埋込層4と接続されている。同様に層
間絶縁膜10,8に設けた開口を通して、ベース電極1
2が低抵抗化のためのベースコンタクト領域15に接続
され、ベースコンタクト領域15がベース領域6に接続
され、エミッタ電極13が多結晶シリコン膜9に接続さ
れている。
The interlayer insulating film 8 and the polycrystalline silicon film 9 are covered with an interlayer insulating film 10.
A collector electrode 11, a base electrode 12, and an emitter electrode 13 using aluminum, tungsten, or the like are formed on the substrate 0, and the collector electrode 11 is connected with low resistance through openings provided in the interlayer insulating films 10, 8. Extraction region 14 which has been highly concentrated by ion implantation
Is connected to the collector buried layer 4. Similarly, the base electrode 1 is passed through openings provided in the interlayer insulating films 10 and 8.
2 is connected to a base contact region 15 for reducing the resistance, the base contact region 15 is connected to the base region 6, and the emitter electrode 13 is connected to the polycrystalline silicon film 9.

【0043】本実施の形態では、コレクタ引き出し領域
14に、拡散防止領域20を設けてある。拡散防止領域
20としては、コレクタ引き出し領域14を形成するボ
ロンは半導体基板を構成するシリコンの原子半径よりも
小さいため、その拡散は格子間位置を介して進行する。
従って、ボロンのイオン導入に先立って、他の注入原子
によってシリコンの格子間位置を占めておくことによっ
て、ボロンイオンの移動を防止することができる。この
ため、拡散防止領域20を設けることによって、コレク
タ引き出し領域14の水平方向の拡散を防止することが
できるので、コレクタ引き出し領域14とベース領域6
とが近接することによる耐圧の低下を防止することがで
きる。
In this embodiment, the diffusion prevention region 20 is provided in the collector lead-out region 14. As the diffusion prevention region 20, the boron forming the collector lead-out region 14 is smaller than the atomic radius of silicon constituting the semiconductor substrate, so that the diffusion proceeds through the interstitial position.
Therefore, prior to the introduction of boron ions, by occupying the interstitial positions of silicon with other implanted atoms, the migration of boron ions can be prevented. Therefore, by providing the diffusion prevention region 20, the diffusion of the collector lead-out region 14 in the horizontal direction can be prevented.
Can be prevented from lowering the withstand voltage due to the proximity of.

【0044】拡散防止領域20を形成するために注入す
るイオンとしては、原子半径がシリコンの原子半径より
も小さいものを選ぶ必要がある。加えて、拡散防止領域
20が注入したイオンによってn型導電領域となると、
p型のコレクタ引き出し領域14と高濃度のpn接合が
形成されコレクタ‐ベース耐圧が低下する。逆に、拡散
防止領域20が注入したイオンによってp型導電領域と
なると、n型のベース領域6と高濃度のpn接合が形成
されコレクタ‐ベース耐圧が低下する。従って、拡散防
止領域20の形成に用いられるイオン種としてはn型或
いはp型とならないものを選ぶ必要がある。これらの条
件を満たすものとしては、ゲルマニウム(Ge)、アル
ゴン(Ar)等がある。
As ions to be implanted to form the diffusion preventing region 20, those having an atomic radius smaller than that of silicon must be selected. In addition, when the diffusion preventing region 20 becomes an n-type conductive region by the implanted ions,
A high-concentration pn junction is formed with the p-type collector lead-out region 14, so that the collector-base breakdown voltage decreases. Conversely, when the diffusion preventing region 20 becomes a p-type conductive region by the implanted ions, a high-concentration pn junction is formed with the n-type base region 6 and the collector-base breakdown voltage decreases. Therefore, it is necessary to select an ion species that does not become n-type or p-type as the ion species used for forming the diffusion prevention region 20. Those satisfying these conditions include germanium (Ge) and argon (Ar).

【0045】トランジスタとしては、選択酸化によるフ
ィールド絶縁膜16及び埋込絶縁膜2に達する溝状のト
レンチ絶縁膜17によって、他の素子から分離されてお
り、ベース領域6とコレクタ引き出し領域14との間は
フィールド絶縁膜18によって分離されている。
The transistor is separated from other elements by a trench-like trench insulating film 17 reaching the field insulating film 16 and the buried insulating film 2 by selective oxidation. The space is separated by a field insulating film 18.

【0046】続いて、図11に示す半導体装置の製造方
法について図12乃至図14を用いて説明する。
Subsequently, a method of manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 11 will be described with reference to FIGS.

【0047】先ず、SOI(Silicon On Insulator)型
の半導体基板の半導体層3にエピタキシャル成長させて
半導体層を形成し、例えばが導入されたp型のコレクタ
層5となる半導体層を形成し、例えばボロンのイオン注
入によってp型のコレクタ埋込層4を形成し、選択酸化
によるフィールド絶縁膜16,18を形成し、選択酸化
によるフィールド絶縁膜16から埋込絶縁膜2に達する
溝を形成し、フィールド絶縁膜16,18に形成した溝
を酸化珪素等で埋込みトレンチ絶縁膜17を形成する。
続いて、コレクタ引き出し領域14の形成される領域
に、ゲルマニウム或いはアルゴンをイオン注入し、拡散
防止領域20を形成する。この状態を図12に示す。
First, a semiconductor layer is formed by epitaxial growth on a semiconductor layer 3 of an SOI (Silicon On Insulator) type semiconductor substrate, and a semiconductor layer serving as a p-type collector layer 5 into which is introduced, for example, boron is formed. Forming a p-type collector buried layer 4 by selective ion implantation, forming field insulating films 16 and 18 by selective oxidation, forming a groove from the field insulating film 16 to the buried insulating film 2 by selective oxidation, The trenches formed in the insulating films 16 and 18 are filled with silicon oxide or the like to form a trench insulating film 17.
Subsequently, germanium or argon is ion-implanted into a region where the collector lead-out region 14 is to be formed, thereby forming a diffusion prevention region 20. This state is shown in FIG.

【0048】次に、コレクタ引き出し領域となる領域に
例えばボロンのイオン注入を行ないコレクタ引き出し領
域14を形成する。拡散防止領域20が設けられている
ため、拡散防止領域20を構成するイオンによってボロ
ンの拡散が抑制されるため、コレクタ引き出し領域14
形成のイオン注入の際に、コレクタ引き出し領域14の
水平方向への拡散を減少させることが可能となり、コレ
クタ引き出し領域14とベース領域6とが近接すること
による耐圧の低下を防止することができる。この状態を
図13に示す。
Next, for example, boron ions are implanted into a region to be a collector extraction region to form a collector extraction region 14. Since the diffusion prevention region 20 is provided, the diffusion of boron by ions forming the diffusion prevention region 20 is suppressed.
At the time of ion implantation for formation, it is possible to reduce the diffusion of the collector lead-out region 14 in the horizontal direction, and it is possible to prevent a decrease in withstand voltage due to the proximity of the collector lead-out region 14 and the base region 6. This state is shown in FIG.

【0049】次に、コレクタ層5上に例えばリン或いは
ヒ素が導入されたn型のベース領域6を形成し、ベース
領域6の一部に高不純物濃度のベースコンタクト領域1
5を形成し、半導体基板を覆う層間絶縁膜8を介して多
結晶シリコン膜9が形成され、エミッタ領域7上の層間
絶縁膜8に設けられた開口によって多結晶シリコン膜9
からの不純物の固相拡散によってエミッタ領域7が形成
される。この状態を図14に示す。
Next, an n-type base region 6 into which, for example, phosphorus or arsenic is introduced is formed on the collector layer 5, and a part of the base contact region 1 having a high impurity concentration is formed in a part of the base region 6.
5 is formed, a polycrystalline silicon film 9 is formed via an interlayer insulating film 8 covering the semiconductor substrate, and the polycrystalline silicon film 9 is formed through an opening provided in the interlayer insulating film 8 on the emitter region 7.
The emitter region 7 is formed by solid-phase diffusion of impurities from the substrate. This state is shown in FIG.

【0050】この後、層間絶縁膜8及び多結晶シリコン
膜9を覆う層間絶縁膜10を形成しベースコンタクト領
域15、多結晶シリコン膜9、コレクタ引き出し領域1
4を露出させるための開口を形成し、層間絶縁膜10上
にアルミニウム或いはタングステン等を用いた導体膜を
形成し、この導体膜をパターニングすることにより、コ
レクタ電極11、ベース電極12、エミッタ電極13を
形成して図11に示す状態となる。
Thereafter, an interlayer insulating film 10 covering the interlayer insulating film 8 and the polycrystalline silicon film 9 is formed, and the base contact region 15, the polycrystalline silicon film 9, and the collector lead region 1 are formed.
An opening for exposing 4 is formed, a conductor film using aluminum or tungsten or the like is formed on interlayer insulating film 10, and this conductor film is patterned to form collector electrode 11, base electrode 12, emitter electrode 13 Is formed to obtain the state shown in FIG.

【0051】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明
は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要
旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは
勿論である。
As described above, the invention made by the present inventor is:
Although a specific description has been given based on the above-described embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the invention.

【0052】例えば、本発明に用いられる半導体基板
は、SOI基板に限らず、半導体基体にエピタキシャル
層等の半導体層を形成したもの、半導体基体単体から構
成されたもの等の種々の形態のものを含んでもよい。ま
た、前述した実施の形態ではpnp型のバイポーラトラ
ンジスタについて本発明を説明したが、npn型のバイ
ポーラトランジスタ、GST(Gate Selfalign Transist
or)構造のトランジスタにも本発明は適用が可能であ
る。また、前述した実施の形態ではエミッタ領域の形成
に固相拡散を用いたが、リン又はヒ素がドープされた多
結晶シリコン膜からの拡散によってエミッタ領域を形成
し、ボロンがドープされた多結晶シリコン膜からの拡散
によってベース領域を形成する2層多結晶シリコン構造
を採用することもできる。また、エミッタ領域の形成に
固相拡散を用いずに、他の不純物導入によってエミッタ
領域を形成してもよい。
For example, the semiconductor substrate used in the present invention is not limited to an SOI substrate, but may be of various forms such as a semiconductor substrate having a semiconductor layer such as an epitaxial layer formed on a semiconductor substrate, and a semiconductor substrate formed of a single body. May be included. In the above-described embodiment, the present invention has been described with respect to a pnp type bipolar transistor. However, an npn type bipolar transistor, a GST (Gate Selfalign Transistor)
The present invention can be applied to a transistor having an or) structure. Further, in the above-described embodiment, solid-phase diffusion is used for forming the emitter region. However, the emitter region is formed by diffusion from a phosphorus or arsenic-doped polycrystalline silicon film, and boron-doped polycrystalline silicon is formed. A two-layer polycrystalline silicon structure in which a base region is formed by diffusion from a film may be employed. Further, the emitter region may be formed by introducing another impurity without using solid-phase diffusion for forming the emitter region.

【0053】[0053]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。 (1)本発明によれば、コレクタ引き出し領域を形成す
るイオン注入のエネルギーを上げる必要がないので、コ
レクタ引き出し領域の水平方向への拡大を防止すること
ができるという効果がある。 (2)本発明によれば、コレクタ引き出し領域を形成す
るイオン注入の際に、分離絶縁膜によってコレクタ引き
出し領域の水平方向への拡大を防止することができると
いう効果がある。 (3)本発明によれば、コレクタ引き出し領域を形成す
るイオン注入の際に、拡散防止領域によってコレクタ引
き出し領域の水平方向への拡大を防止することができる
という効果がある。 (4)本発明によれば、上記効果(1)(2)(3)に
より、コレクタ‐ベース間の耐圧低下を防止するという
効果がある。 (5)本発明によれば、ベース領域とコレクタ引き出し
領域との間の素子間分離絶縁膜の幅を拡げる必要がない
ので、という効果がある。 (6)本発明によれば、上記効果(5)により、コレク
タ‐基板間の容量の増加による最大カットオフ周波数f
Tmaxの低下を防止することができるという効果があ
る。 (7)本発明によれば、上記効果(5)により、トラン
ジスタのレイアウト面積の増加を防止することができる
という効果がある。
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. (1) According to the present invention, since it is not necessary to increase the energy of ion implantation for forming the collector extraction region, there is an effect that the collector extraction region can be prevented from expanding in the horizontal direction. (2) According to the present invention, at the time of ion implantation for forming the collector extraction region, there is an effect that the horizontal expansion of the collector extraction region can be prevented by the isolation insulating film. (3) According to the present invention, at the time of ion implantation for forming the collector extraction region, there is an effect that the diffusion prevention region can prevent the collector extraction region from expanding in the horizontal direction. (4) According to the present invention, the effects (1), (2), and (3) have an effect of preventing a decrease in withstand voltage between the collector and the base. (5) According to the present invention, there is an effect that it is not necessary to increase the width of the element isolation insulating film between the base region and the collector lead-out region. (6) According to the present invention, due to the effect (5), the maximum cutoff frequency f due to the increase in the capacitance between the collector and the substrate.
There is an effect that a decrease in Tmax can be prevented. (7) According to the present invention, the effect (5) has an effect that an increase in the layout area of the transistor can be prevented.

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

【図1】従来の半導体装置の要部を示す縦断面図であ
る。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a main part of a conventional semiconductor device.

【図2】本発明の一実施の形態である半導体装置の要部
を示す縦断面図である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view illustrating a main part of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention;

【図3】従来の半導体装置と本発明の一実施の形態であ
る半導体装置との特性を比較するためのグラフである。
FIG. 3 is a graph for comparing characteristics of a conventional semiconductor device and a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施の形態である半導体装置の要部
を工程毎に示す縦断面図である。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a main part of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention for each process.

【図5】本発明の一実施の形態である半導体装置の要部
を工程毎に示す縦断面図である。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a main part of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention for each process.

【図6】本発明の一実施の形態である半導体装置の要部
を工程毎に示す縦断面図である。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a main part of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention for each process.

【図7】本発明の他の実施の形態である半導体装置の要
部を示す縦断面図である。
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a main part of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.

【図8】本発明の他の実施の形態である半導体装置の要
部を工程毎に示す縦断面図である。
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a main part of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention for each process.

【図9】本発明の他の実施の形態である半導体装置の要
部を工程毎に示す縦断面図である。
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a main part of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention for each process.

【図10】本発明の他の実施の形態である半導体装置の
要部を工程毎に示す縦断面図である。
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a main part of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention for each process.

【図11】本発明の他の実施の形態である半導体装置の
要部を示す縦断面図である。
FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing a main part of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.

【図12】本発明の他の実施の形態である半導体装置の
要部を工程毎に示す縦断面図である。
FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing a main part of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention for each process.

【図13】本発明の他の実施の形態である半導体装置の
要部を工程毎に示す縦断面図である。
FIG. 13 is a vertical sectional view showing a main part of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention for each process.

【図14】本発明の他の実施の形態である半導体装置の
要部を工程毎に示す縦断面図である。
FIG. 14 is a longitudinal sectional view showing a main part of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention for each process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体基体、2…埋込絶縁膜、3…半導体層、4…
コレクタ埋込層、5…コレクタ層、6…ベース領域、7
…エミッタ領域、8,10…層間絶縁膜、9…多結晶シ
リコン膜、11…コレクタ電極、12…ベース電極、1
3…エミッタ電極、14…コレクタ引き出し領域、15
…ベースコンタクト領域、16,18…フィールド絶縁
膜、17…トレンチ絶縁膜、19…分離絶縁膜、20…
拡散防止領域。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor base, 2 ... Buried insulating film, 3 ... Semiconductor layer, 4 ...
Collector buried layer, 5: collector layer, 6: base region, 7
... Emitter region, 8,10 ... Interlayer insulating film, 9 ... Polycrystalline silicon film, 11 ... Collector electrode, 12 ... Base electrode, 1
3 ... emitter electrode, 14 ... collector lead-out area, 15
... base contact region, 16, 18 ... field insulating film, 17 ... trench insulating film, 19 ... isolation insulating film, 20 ...
Diffusion prevention area.

フロントページの続き (72)発明者 岩崎 貴之 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 玉置 洋一 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 地田 良暢 群馬県高崎市西横手町1番地1 日立東部 セミコンダクタ株式会社内 (72)発明者 辻 浩輔 東京都小平市上水本町5丁目22番1号 株 式会社日立超エル・エス・アイ・システム ズ内 Fターム(参考) 5F003 AP05 AP06 AZ03 BA11 BA25 BA27 BA97 BC02 BC08 BE07 BE08 BG03 BG10 BH18 BH99 BJ03 BP23 BP31 5F032 AA09 AA14 AA35 AA44 BB01 CA18 CA24 DA22 DA47 Continued on the front page (72) Inventor Takayuki Iwasaki 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside the Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Yoichi Tamaki 6-16, Shinmachi, Ome-shi, Tokyo 3 shares (72) Inventor Yoshinobu Chida 1 Nishiyokote-cho, Takasaki-shi, Gunma 1 Inside Hitachi Eastern Semiconductor Co., Ltd. (72) Inventor Kosuke Tsuji 5--22 Kamimizuhoncho, Kodaira-shi, Tokyo No. 1 F-term in Hitachi Ultra-LII Systems Co., Ltd. (Reference) 5F003 AP05 AP06 AZ03 BA11 BA25 BA27 BA97 BC02 BC08 BE07 BE08 BG03 BG10 BH18 BH99 BJ03 BP23 BP31 5F032 AA09 AA14 AA35 AA44 BB01 DA

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板内にコレクタ層が形成され、
半導体基板主面にベース領域及びエミッタ領域が形成さ
れ、前記コレクタ層と半導体基板主面上に形成されたコ
レクタ電極とをコレクタ引き出し領域によって接続する
半導体装置において、 前記コレクタ引き出し領域にトレンチを形成し、このト
レンチが前記コレクタ電極によって埋め込まれているこ
とを特徴とする半導体装置。
1. A collector layer is formed in a semiconductor substrate,
In a semiconductor device having a base region and an emitter region formed on a main surface of a semiconductor substrate and connecting the collector layer and a collector electrode formed on the main surface of the semiconductor substrate by a collector lead region, a trench is formed in the collector lead region. A semiconductor device, wherein the trench is filled with the collector electrode.
【請求項2】 半導体基板内にコレクタ層が形成され、
半導体基板主面にベース領域及びエミッタ領域が形成さ
れ、前記コレクタ層と半導体基板主面上に形成されたコ
レクタ電極とをコレクタ引き出し領域によって接続し、
前記ベース領域と前記コレクタ引き出し領域とをフィー
ルド絶縁膜によって分離する半導体装置において、 前記フィールド絶縁膜にトレンチを形成し、このトレン
チを絶縁膜によって埋め込んだ分離絶縁膜を形成するこ
とを特徴とする半導体装置。
2. A collector layer is formed in a semiconductor substrate,
A base region and an emitter region are formed on the main surface of the semiconductor substrate, and the collector layer and a collector electrode formed on the main surface of the semiconductor substrate are connected by a collector extraction region,
A semiconductor device for separating a base region and a collector lead-out region by a field insulating film, wherein a trench is formed in the field insulating film, and a separating insulating film is formed by filling the trench with an insulating film. apparatus.
【請求項3】 半導体基板内にコレクタ層が形成され、
半導体基板主面にベース領域及びエミッタ領域が形成さ
れ、前記コレクタ層と半導体基板主面上に形成されたコ
レクタ電極とをコレクタ引き出し領域によって接続する
半導体装置において、 前記コレクタ引き出し領域に拡散防止領域が設けられて
いることを特徴とする半導体装置。
3. A collector layer is formed in a semiconductor substrate,
In a semiconductor device having a base region and an emitter region formed on a main surface of a semiconductor substrate and connecting the collector layer and a collector electrode formed on the main surface of the semiconductor substrate by a collector lead region, a diffusion prevention region is provided in the collector lead region. A semiconductor device, which is provided.
【請求項4】 半導体基板内にコレクタ層が形成され、
半導体基板主面にベース領域及びエミッタ領域が形成さ
れ、前記コレクタ層と半導体基板主面上に形成されたコ
レクタ電極とをコレクタ引き出し領域によって接続する
半導体装置の製造方法において、 前記コレクタ引き出し領域となる領域にトレンチを形成
する工程と、 このトレンチから不純物の導入を行ないコレクタ引き出
し領域を形成する工程と、 前記トレンチを前記コレクタ電極となる導電膜によって
埋め込む工程とを有することを特徴とする半導体装置の
製造方法。
4. A collector layer is formed in a semiconductor substrate,
In a method for manufacturing a semiconductor device, a base region and an emitter region are formed on a main surface of a semiconductor substrate, and the collector layer and a collector electrode formed on the main surface of the semiconductor substrate are connected by a collector lead region. Forming a trench in a region, forming a collector lead-out region by introducing impurities from the trench, and embedding the trench with a conductive film serving as the collector electrode. Production method.
【請求項5】 半導体基板内にコレクタ層が形成され、
半導体基板主面にベース領域及びエミッタ領域が形成さ
れ、前記コレクタ層と半導体基板主面上に形成されたコ
レクタ電極とをコレクタ引き出し領域によって接続し、
前記ベース領域と前記コレクタ引き出し領域とをフィー
ルド絶縁膜によって分離する半導体装置の製造方法にお
いて、 前記フィールド絶縁膜を形成する工程と、 前記フィールド絶縁膜にトレンチを形成する工程と、 前記トレンチを絶縁膜によって埋め込んだ分離絶縁膜を
形成する工程とを有することを特徴とする半導体装置の
製造方法。
5. A collector layer is formed in a semiconductor substrate,
A base region and an emitter region are formed on the main surface of the semiconductor substrate, and the collector layer and a collector electrode formed on the main surface of the semiconductor substrate are connected by a collector extraction region,
In a method of manufacturing a semiconductor device in which the base region and the collector lead-out region are separated by a field insulating film, a step of forming the field insulating film; a step of forming a trench in the field insulating film; Forming a separation insulating film buried by the method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007281029A (en) * 2006-04-03 2007-10-25 Nec Electronics Corp Semiconductor device and its manufacturing method

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