JP2002512736A - トレンチで分離されたバイポーラデバイス - Google Patents

トレンチで分離されたバイポーラデバイス

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Abstract

(57)【要約】 良好な導電率を有し、トレンチ(119)によって分離されたバイポーラ半導体デバイスの内部に位置し、例えばNPNトランジスタのサブコレクタを形成する底部拡散層(103)のような内側層への電気接続部を製造するために、トレンチ内のホール(157)を使用する。このホールに導電性材料を充填し、このホールをデバイスの表面から底部拡散層(103)まで延長し、よってホール内の導電材料を底部拡散層に接触させる。選択的エッチング方法を使用することにより、ホール(157)をトレンチ(119)の側壁に整合させる。メタライゼーションのためのコンタクトホールの形成と同時に、このホールを形成し、メタライゼーション工程においてこのホールを充填し、底部拡散層に接触させることができる。ラテラルPNPトランジスタでは、ベース領域の外側閉じ込め部を構成し、トンラジスタのまわり全体を通過する閉じた溝として、このホールを作成できる。かかる閉じたトレンチの外側側壁は上から見た場合、約45度に面取りし、トレンチ内に過度に小さい角度を有する内側コーナーがないようにすることができる。このようにすることにより、酸化物を充填することが容易となる。

Description

【発明の詳細な説明】 トレンチで分離されたバイポーラデバイス 技術分野 本発明は、バイポーラ半導体デバイスに関し、より詳細には、トレンチにより 電気的に分離され、または閉じ込められたバイポーラトランジスタおよび半導体 ダイオードに関する。 背景 バイポーラトランジスタを製造する際には、高度にドープされた内側層、即ち 、底部拡散層または「埋め込み層」を使用できる。この底部拡散層の目的は、N PNトランジスタに対するコレクタの直列抵抗を低減し、対応するラテラルPN Pトランジスタに対するベース接続部として作動させることにある。高度にドー プされた底部拡散層(前記ケースでは通常N+タイプ)を導入することにより、 部品の性能をかなり改善できる。部品を構築するシリコンプレートにエピタキシ ャル層を成長させる以前に製造されるこの様な底部拡散層は、N+タイプの深い 拡散層を含む領域を通して部品の表面から接続される。この領域では、表面でま ずドーピングを行い、次にドーピングプロセスで導入された原子を適当な熱処理 によりシリコンプレート内に、下方に深く拡散させている。同じシリコンプレー ト上に製造される個々の部品はエピタキシャル層を通し、シリコンプレート、即 ち、前記ケースではPタイプのシリコンである基板から成る内側または内部の材 料まで延びる深いPタイプの拡散層を含む領域により互いに分離できる。 図1に示されるNPNトランジスタについては、シリコンプレート3上でNタ イプのエピタキシャル層5を成長させる前に、P基板3の表面からの拡散により 高度にドープされた内側層、即ち、底部拡散層を製造する。この底部拡散層1は コレクタのアクティブ領域7の全体の下に位置しており、コレクタ接続部の直列 抵抗を低減するようになっている。この直列抵抗は、NPNトランジスタの場合 には、通常、アクティブコレクタ領域7を形成するNタイプの弱くドープされた シリコン層のかなり薄い領域によって決定される。抵抗率が低く、NPNトラン ジスタの場合N+タイプである、高度にドープされた底部拡散層1によって、弱 くドープされた真のコレクタ層7をこのようにシャント接続することにより、素 子の性能をがなり改善できる。すなわち外部コレクタコンタクト9とコレクタの アクティブ部分7との間の抵抗を低減できる。次に、N+タイプの前記底部拡散 層1をN+タイプの深い局部的な拡散層11を介し、部品の表面から接続すると 、いわゆるコレクタプラグが得られる。このコレクタプラグの上方面は外部のコ レクタコンタクト9に接続される。この底部拡散層1はトランジスタのアクティ ブ領域のすべての下で延びるように位置する。従って、この拡散層はP層13内 の真のベース全体の下方およびN+にドープされたエミッタ層15の下方に延び る。既に述べたように、標準的なケースではPタイプのシリコンである基板3ま でエピタキシャル層5を貫通して下方に延びるP+タイプの深い局部的な拡散領 域17によって個々のトランジスタが互いに分離される。 一部のIC応用例では、PNPタイプのラテラルバイポーラトランジスタも使 用される(図2aおよび2b参照)。この場合、本ケースにおいてもN+タイプ となっている底部拡散層21は、エピタキシャルN層である真のベース23まで の接続部を構成する。ベース23に対する接触抵抗を更に低減するために、本例 では部品の表面から底部拡散層21まで延びるN+タイプの深い局部的な拡散層 25も使用されている。本ケースにおける底部拡散層21も、トランジスタのア クティブ領域全体の下方、すなわちP+タイプの真のコレクタ27の下方および 同じくP+にドープされているエミッタ29全体の下方に延びている。図2bの 平面図では、PNPトランジスタのほぼ正方形のレイアウトが示されており、種 々の領域は正方形の構造体または正方形のフレーム状または環状構造体を形成し ている。 このケースにおける底部拡散層を使用する利点として次のことが挙げられる。 i)ベース抵抗が低減できること。 ii)Nタイプであるエピタキシャル層23とPタイプの基板31との間の接 続中間領域または接合部におけるホールの濃度を低減できること。従って、基板 −ベース−エミッタ、または、基板−ベース−コレクタによって形成される垂直 の寄生PNPトランジスタに対する電流利得が低減される。 このように、PNPトランジスタでは良好な電流増幅度および良好な周波数特 性が得られる。 本例でも、エピタキシャル層23を貫通し、Pタイプのシリコンである基板3 1まで下方に延びる深いP拡散層(図示せず)により部品を互いに分離できる。 真の高性能を得たい高周波トランジスタを製造する場合、個々の部品、例えば トランジスタ、を分離するようになっている、図1と共に上で説明したP+タイ プの分離用の深い局部的拡散層17を、少なくとも上部部分にほぼ垂直な側壁を 有するシリコン内に下方に深くエッチングされた溝、いわゆるトレンチと置換す るのが一般的である(図7、および、例えばP.C.ハントとM.P.クーク著、「 プロセスHE:アナログおよびデジタルアプリケーションのための、高度に進歩 したトレンチで分離されたバイポーラ技術」、1988年IEEE議事録、カス タム及び集積回路会議、ニューヨーク、5月16日〜19日を参照)。よって、 底部拡散層と基板との間の容量を大幅に低減できるのと同時に、個々のトランジ スタの寸法、特に横方向、すなわちシリコンプレートの表面に沿った方向の長さ を短縮することができ、部品間の相互の分離を良好にできる。 これらすべてのデザインにおける構造体の表面に沿った方向では、コレクタプ ラグおよびベース接続拡散層、ならびにトランジスタを互いに分離するためのデ バイスを製造するために広い面積が使用される。 米国特許第5,003,365号は、NPNタイプのバイポーラトランジスタを開示し ている。側壁上の酸化膜によって分離されるトレンチがN+タイプの導電性ポリ シリコンによって充填されるという事実により、Nタイプのコレクタ領域6への 接続部が得られる。トレンチの側壁内の酸化膜にはホールが存在しており、トレ ンチ内の充填材料から限られた領域が拡散されている。この領域はトレンチの側 壁に位置する直径平面に沿って延びる平らな表面を有するほぼ半円筒形状となる 。側壁の酸化膜にこのようなホールを製造するには、複数の余分な処理工程が必 要である。トランジスタはトレンチを介したコレクタの接続により基板表面上の 狭い面積を占める。接続のためにトレンチの幅のすべてが更に使用されるという 事実により、トレンチの分離機能が低減し、この結果、基板に対する望ましくな い容量が生じ得る。 米国特許第5,496,745号には、コレクタ層を構成するトレンチの外のコンタク トプラブ35に底部拡散層が直接接続されている、アクティブコレクタ層23の 下方に底部拡散層22が位置するバイポーラトランジスタが開示されている。こ のトランジスタは基板表面の広い面積を占める。 欧州公開特許出願第0303435号に対応する米国特許第5,187,554号には、埋め込 みコレクタ領域を有するバイポーラNPNトランジスタが開示されている。図3 〜5には分離トレンチ内に少なくとも一部が形成された凹部を介し、外部電気コ ンタクトへどのようにコレクタ領域を接続し、トレンチの内側側壁に凹部を形成 するかが示されている。この構造の結果、製造されるトランジスタの面積は狭く なり、寄生容量も少なくなる。 概要 本発明の目的は、性能が改善された、トレンチにより分離されたトランジスタ を提供することにある。 特に本発明の目的は、基板上の狭い面積しか占めない、性能の良好な、トレン チで分離されたトランジスタを提供することにある。 本発明の別の目的は、基板とコレクタとの間の容量ができるだけ小さくされた 、トレンチで分離されたトランジスタを提供することにある。 本発明の別の目的は半導体デバイスを製造する際に、最小の数の追加工程を使 用し、トレンチで分離された半導体デバイスにおいて内側導電層へ接続するため の、容易に製造できるデバイスおよび簡単に実行できる方法を提供することにあ る。 本発明の別の目的は、デバイスの電気的特性、特に同じ基板上に製造される他 のデバイスからの分離(アイソレーション)に対する最小の影響しか与えない、 トレンチで分離された半導体デバイスにおいて、内側導電層を接続するための装 置および方法を提供することにある。 本発明の別の目的は、効率的にトレンチ(単数および複数)を製造できる、ト レンチによって分離されたトランジスタを提供することにある。 バイポーラデバイスとは、上記に引用した米国特許第5,187,554号に開示され ているような一般的なタイプのものである。このバイポーラデバイスはトランジ スタ内の内側層、例えば底部拡散層に対する抵抗が小さい電気接続部を有し、こ の電気接続部は基板の表面の狭い面積しか占めない。従って、トランジスタも基 板の狭い面積しか占めないので、底部拡散層の横方向の長さも短縮でき、この結 果、基板に対する容量も小さくなる。 本発明によって解決すべき課題は、できるだけ少ない余分な処理工程を使用し 、更に容易に実行できる処理工程も使って、容易な方法で製造できると同時に、 少ないスペース条件を有する接続部をどのように提供できるようにするかという ことである。 トレンチ、特にサブコレクタまたはベースコンタクトを形成する底部拡散層に よって分離されたバイポーラ半導体デバイス内に位置し、良好な電子的コンダク タンスを有する内側領域または内側層への電気的接続部を得るために、トレンチ 内のホールを使用する。内側領域または内側層は、一般にバイポーラデバイスの アクティブ領域全体の下方に位置する。このホールは、導電性材料で満たされ、 内部の導電性材料が高い導電率を有する内側領域または層に接触するよう、デバ イスの表面から下方に深く延びる。上で引用した米国特許第5,187,554号のよう に、基板上で横方向にわずかなスペースしか占めない半導体デバイスが得られる 。底部拡散層の側面で接続部が得られ、接続をするために表面方向の面積は不要 であるので、底部拡散層の横方向長さも短縮できるので、基板に対する底部拡散 層の容量も小さくできる。このホールを形成するには、余分な処理工程は1つし か必要でないが、バイポーラの他のサイズを製造するのに必要なある層をコーテ ィングすると同時に、例えばエミッタ開口部内に材料をデポジットするのと同時 に、または外部接続部に対しメタル材料をデポジットするのと同時に、ホールの 充填を行うことができる。このホールは、必要であれば固有の追加される処理工 程で充填することも可能である。 ホールは周辺材料に対するトレンチの境界表面にある、トレンチの側壁に位置 することが好ましく、このホールは、分離トレンチが従来側壁に有していた酸化 膜内に開口部も形成する。この酸化膜内の開口部はデバイスの上部自由表面にエ ッジを有する。ホールの側壁はトレンチの側面の下層部分、すなわちホールを形 成する前に存在した先の側面と一致する。従って、ホール内の導電性材料はホー ルに位置する、トレンチの外のデバイス内の領域と電気的に接触する。トレンチ 内の材料だけを侵し、トレンチに対し横方向に隣接する領域内の材料は侵さない 選択的なエッチング方法を使用すると、この結果、製造方法が簡単になる。従っ て、トレンチ内のホールはトレンチの側面でデバイスの表面にあるトレンチの開 口部から、その表面に対し垂直に下方に延び、更にトレンチの反対側から所定の 距離に位置するので、反対側では電気的に分離する、半分離材料から成る領域が 残る。表面熱酸化膜よりもかなり厚いこの領域により、基板材料に対するコンタ クトホールの材料の容量は小さくなる。 内部の層、例えば底部拡散層に接触するための凹部は、例えば閉じた溝として 製造されるラテラルPNPトランジスタ用であるので、リング形状となる。この 凹部はデバイスのアクティブ領域を囲み、第1側壁によってデバイスのアクティ ブ領域を閉じ込め、よってアクティブ領域に対する直接境界部を有する。 この凹部内の導電性材料はあるタイプの高度にドープされたシリコン、例えば ドープされたアモルファスシリコンおよび/またはドープされた微細結晶シリコ ン、および/またはドープされたポリシリコンまたは金属さえも、特にタングス テンさえも含むことができる。一実施例では、この凹部はデバイスのアクティブ 領域に対する他のコンタクト領域と同時に構成され、エッチングでき、更に凹部 を形成するのに余分な処理工程が不要となるよう、CVD方法を使ってタングス テンをデポジットすることにより、他のコンタクトホールと同時に凹部を充填で きる。 デバイスで使用されるトレンチはエッチングによる通常の方法で製造できる。 その後、デポジションによりトレンチの壁に底部で熱成長されたシリコンのラミ ネート膜、更にその上にシリコン窒化薄膜をコーティングする。最後に、プレー トの表面にシリコン酸化膜をコーティング、例えば適当なタイプのデポジットを 行うことにより、トレンチの残った主要部分を満たす。次にシリコン窒化膜はシ リコン酸化膜をプレーナー化するための次のプレーナー化エッチング工程でエッ チング停止膜として作動し、このシリコン窒化膜によりトレンチの主要部分を満 たす。更に充填方法で使用される酸化シリコン材料が不純物を有している場合、 シリコン窒化膜は不純物が基板材料内に拡散することを防止する。かかる拡散は トレンチの電気分離効果を低減できる。 上記から判るように、環状溝の側壁は互いにほぼ平行とすることができ、アク ティブ領域のすべてのまわりで互いに均一な距離に位置できる。これら側壁は一 方が他方を囲む2つの同心状の長方形または正方形のアウトラインに沿って延び ることが好ましい。外側の側壁のアウトライン内の四角形のコーナーは、この側 壁が常に多角形に沿って延びるように45度に面取りすることができ、この多角 形の内角のすべてはデバイスを製造する際の導電性材料により溝の再充填を容易 にするよう、135度に等しい。トレンチの側壁についても同じことが当てはま る。一般に溝およびトレンチの外側の側壁のコーナーは、デバイスを製造する際 の、材料による溝またはトレンチの再充填を容易にするよう、ほぼ90度を越え る角度、特に実質的に135度以下の角度とすべきである。 デバイスがラテラルPNPトランジスタである場合、デバイスの表面に沿った 横方向の長さに関するトランジスタのエミッタ領域および/またはコレクタ領域 を、電気分離表面層内のリソグラフィー方法によって構成された開口部によって 決定できる。一般的な方法では、これらエミッタおよびコレクタ領域は厚い電界 酸化膜領域によってデバイスの表面に沿って囲むことができ、アクティブ領域に 向かう方向に周辺の電界酸化膜領域上、かつこれを越えて導電性表面層が延びる ので、エミッタまたはコレクタ領域と、この領域に最も隣接する電界酸化膜領域 との間に電気的に分離された表面層のストリップが位置する。この電気的な分離 表面層はシリコン窒化膜とシリコン窒化膜の積層体を含むことが好ましい。 次の説明に、本発明の上記以外の目的および利点を次に記載するが、その一部 は、その記載から明らかとなり、または本発明を実施することにより理解できよ う。添付した請求の範囲に特に記載されている方法、プロセス、装置およびそれ らの組み合わせにより、本発明の目的および利点が実現され、得られるだろう。 図面の簡単な説明 特に、添付した請求の範囲には本発明の新規な特徴事項が記載されているが、 添付図面を参照し、以下に示す非限定的実施例の次の詳細な説明を検討すれば、 構成および内容の双方の点で本発明を完全に理解し、本発明の上記およびそれ以 外の特徴を完全に理解できよう。 図1は、底部拡散層を有する従来のバイポーラNPNトランジスタの略断面図 である。 図2aは、ベースを接続させるための底部拡散層を有する従来のラテラルバイ ポーラPNPトランジスタの略断面図である。 図2bは、図2aに係わるPNPトランジスタを上方から見た略図である。 図3は、適当な性能を有する、トレンチで分離されたNPNトランジスタを製 造する際に、底部拡散層およびエピタキシャル表面層を形成する第1工程後に得 られる構造の略断面図である。 図4は、アクティブ領域を構成し、分離用トレンチを形成した後の、図3と同 様な略断面図である。 図5は、外部のベース接続部を形成し、内部のベースを形成するためのイオン 打ち込みを行った後の、図4に類似する略断面図である。 図6は、スペーサと、内部のエミッタおよびコレクタとの接続部、エミッタと コレクタとの接続部を形成した後の、図5に類似する略断面図である。 図7は、パッシベーションおよびメタライゼーションを行った後の、適当な性 能を有する、完成したNPNトランジスタの、図6に類似する略断面図である。 図8は、高性能を有し、トレンチによって分離されたコンパクトなバイポーラ NPNトランジスタを製造する際に、底部拡散層およびエピタキシャル表面層を 形成した後に得られる構造を示す略断面図である。 図9は、アクティブ領域を構成した後であって、かつトレンチにより分離した 後の、図8に類似する略断面図である。 図10は、外部のベース接続部を形成し、内部のベースを形成するためのイオ ン打ち込みを行った後の、図9に類似する略断面図である。 図11は、スペーサを形成し、コレクタ接続ホールを製造した後の、図10に 類似する略断面図である。 図12は、内部のベースを形成し、コレクタとエミッタとの接続部を清掃した 後の、図11に類似する略断面図である。 図13aは、パッシベーションおよびメタライゼーション後の、図12に類似 する略断面図であり、この図から、完成したNPNトランジスタの構造が理解で きる。 図13bはメタライゼーション工程で、コレクタ接続部を製造する、完成した NPNトランジスタの別の実施例を示す、図13aに類似する略断面図である。 図13cは、図13aの完成したNPNトランジスタの一部の層のアウトライ ンの概略を示す、上から見た図である。 図14は、適当な性能を有し、トレンチにより分離されたバイポーラPNPト ランジスタを製造する際に底部拡散層およびエピタキシャル表面層を形成する、 第1工程後に得られる構造の略断面図である。 図15は、アクティブ領域を構成し、トレンチによって分離した後の、図14 と同様な略断面図である。 図16は、エミッタとコレクタとベース接続領域を構成した後の、図15に類 似する略断面図である。 図17は、パッシベーションおよびメタライゼーションを行った後の、適当な 性能を有する完成したPNPトランジスタの、図16に類似する略断面図である 。 図18は、高性能を有し、トレンチによって分離されたコンパクトなバイポー ラPNPトランジスタを製造する際に、底部拡散層およびエピタキシャル表面層 を形成した後に得られる構造を示す略断面図である。 図19は、アクティブ領域を構成した後であって、かつトレンチにより分離し た後の、図18に類似する略断面図である。 図20は、アクティブ領域において、ラミネートをパターン形成した後の、図 19に類似する略断面図である。 図21aは、代表的なPNPトランジスタのベース幅に対する電流利得のグラ フである。 図21bは、アクティブ領域上にポリシリコンをパターン形成した後の、図2 0に類似する略断面図である。 図22は、パターン形成し、ベース接続部をエッチングした後の、図21bに 類似する略断面図である。 図23は、上部ベース接続部のためのポリシリコン層をデポジットし、パター ン形成し、エッチングした後の、図22に類似する略断面図である。 図24は、パッシベーションおよびメタライゼーション後の、図23に類似す る略断面図であり、この図から、完成したPNPトランジスタの構造が理解でき る。 図25は、完成したPNPトランジスタの一部の層のアウトラインの概略を示 す、上から見た図である。 詳細な説明 図3〜7を参照しながら、トレンチまたは溝により分離され、適当な性能を有 するNPNタイプのバイポーラトランジスタを製造するための方法についてまず 説明する。表面が(100)結晶平面にあるPタイプの単結晶シリコンのプレー ト101を使用する(図3参照)。次に、例えばヒ素またはアンチモニーをイオ ン打ち込みした層により構成できるN+タイプの底部拡散層103、すなわち埋 め込み層をリソグラフィ技術によって構成し、そのプレート上に約2μmの厚み を有するエピタキシャルシリコン層105を成長させる。その後、イオン打ち込 み方法と組み合わせたリソグラフィ方法により、プレートの表面にN領域107 およびP領域109を画定する。例えばリンを使うイオン打ち込み方法により製 造したN領域107を、N+タイプの底部拡散層103の頂部に直接配置する。 次に、例えばホウ素のイオン打ち込み方法によって製造した他の領域109がP ドープされて、製造すべきトランジスタでは使用されない。 従来のLOCOS方法(シリコン局部酸化方法)を使ってアクティブ領域を構 成する。この方法についてはJ.A.アッペル等著、Philips Res.Re pt.第25巻、1970年、118〜132ページの論文、「シリコンの局部 酸化方法およびその半導体技術における応用例」を参照されたい。より広いベー ス−エミッタ領域115から表面にあるコレクタ領域113を分離するために、 N領域107を横断するように酸化物ストリップ111をコーティングする。こ の局部酸化方法では、周辺のP領域109を覆うようNタイプの層107のエッ ジから延びる外側閉じ込め領域125も製造する。その後、リソグラフィ方法に より、分離トレンチ119までの開口部を構成する。このトレンチは、閉じ込め 酸化物領域125内の位置から基板まで、しっかりと製造すべきである(図4参 照)。次に、所望する深さ(約5〜20μm)のトレンチが得られるまで、異方 性ドライエッチング方法を使って、基板101内にしっかりと深くなるよう、開 口部で、外側閉じ込め領域125内の酸化材料および基板材料をエッチングによ って除去する。トレンチ内の表面、すなわちその側壁および底部表面を熱酸化し 、酸化膜121を形成し、その後、トレンチを絶縁または半絶縁材料123、例 えば酸化シリコン、または、ポリシリコンとも称される多結晶シリコンで満たす 。この充填方法によってコーティングされた材料をドライエッチングによりプレ ートの表面全面にわたってエッチングにより除去し、トレンチ119の開口部で 平らな表面が得られ、この表面が次に基板の表面の他の部分と同じ高さに位置す るまでエッチングを続ける。その後、トレンチがポリシリコンで満たされている 場合には、部品の表面にあるトレンチ119の開口部を酸化し、表面に分離層1 26を得る。最初からトレンチが既に酸化物で満たされている場合には、更に酸 化を行う必要はない。 トレンチ119を形成した後に、コレクタプラグ127、すなわち部品表面と 底部拡散層103との間の低抵抗接続部をリソグラフィ方法によって構成し、そ の後、イオン打ち込み方法を用いてドーパント(通常、リン)をコーティングす る(図5参照)。 引き続き本製造方法の説明を、自動整合ベースーエミッタ接合部を有する、い わゆるダブルポリシリコンタイプのNPNトランジスタの実施に関連して行う。 その理由は、このタイプの構造は、トレンチによって得られる分離と通常関連し ているからである。 上記のように、アクティブ領域113、115を構成し、コレクタプラグ12 7を形成した後に、ベース−エミッタ領域115の上部に数百nmの厚みを有す るポリシリコンの薄い層129をデポジットする(図5参照)。その後、ホウ素 をイオン打ち込みすることにより、このポリシリコン層129をP+にドープし 、このポリシリコン層129の上部に薄いCVD(化学的気相)酸化膜131を デポジットする。ホウ素でドープされたP+タイプのこのポリシリコン膜は、仕 上げ処理工程後、外部のベース即ち、ベース接続部を構成する。 ベース−エミッタ領域115内の中心にエミッタ開口部133を構成するよう に、CVD酸化膜131およびポリシリコン層129をリソグラフィ方法によっ てパターン形成する。その後、ドライエッチング、例えばプラズマエッチングに よりこれら膜および層を除去する。エミッタ開口部133を製造した後に、その 上に薄い熱酸化膜135を成長させ、その後、薄い熱酸化膜135を通してホウ 素のイオン打ち込みを行うことにより、内部のベース137を製造する。従って この内部のベース、即ち、真のベース137は、エミッタ開口部133の表面の すぐ下側に位置する。 後の工程で製造されるエミッタをP+のドーピングを有するポリシリコン層1 29内の外部のベースから分離するために、エミッタ開口部133のエッジに沿 ってスペーサ139を形成する(図6参照)。このスペーサは、プレートにわた って順応するようにCVD酸化膜をデポジットすることにより製造する。その後 、異方性ドライエッチングを使用し、プレートの平らな、または水平部分上で、 即ち、元のプレートの表面に平行な部分で、前記酸化膜をエッチングで除く。こ うしてエミッタ開口部133を製造する際に製造されるステップに沿ってサイド ストリング139、すなわちCVD酸化膜のスペーサを製造する。スペーサ13 9を形成した後に、プレート上に数百nmの厚みを有する別のポリシリコン薄膜 141をデポジットする。この膜にヒ素を打ち込み、N+タイプとし、熱処理後 、エミッタ143を形成する。エミッタ電極143をパターン形成し、エッチン グした後に、この構造は図6に示された構造となる。通常、エミッタを形成する ポリシリコン141をコレクタ上に残し、コレクタターミナル145とする。 その後、例えば酸化シリコン膜147によって、この回路をバッシベートし、 ベース、エミッタおよびコレクタまでのコンタクトホールをリソグラフィ方法に よって構成する(図7参照)。コンタクトホールをエッチングした後に、例えば アルミをスパッタリングすることにより、この回路をメタライジングする。次に リソグラフィ方法によって導電層を構成し、ベース、エミッタおよびコレクタま でのそれぞれの金属コンタクト151、153、155を得る。図7からこの結 果が明らかである。 次に、図8〜13cを参照して別の方法について説明する。この方法は、より 高性能であり、上記のようなタイプのトレンチで分離されたバイポーラ部品を製 造するための方法である。こうして得られるバイポーラトランジスタの実施例は 、 例えばシリコンをベースとするバイポーラトランジスタを使用してPA工程(パ ワーアンプ工程)を製造する場合に生じる寄生結合を防止するために、コレクタ と基板との間の容量Cjsをできるだけ小さくしなければならないような小型のト ランジスタセルを得たい場合に特に適す。この方法は、先に述べた方法に多くの 細かい点で類似しているが、特に水平方向の寸法が変わっており、特に異なる部 品部分の位置およびマスク内の開口部の位置などに関し、一部の工程が変更され ている点が異なる。図面では、対応する部分に対し同じ参照符号を使用する。製 造方法における共通する細部については説明しない。 上記のようにスタート材料は表面が(100)結晶平面に位置するPタイプの 単結晶シリコンのプレート101である。ヒ素が既にイオン打ち込みされた層に よってN+タイプのドーピングを有する底部拡散層、すなわち埋め込み層103 を構成する(図8参照)。底部拡散層103をリソグラフィ方法によって構成し 、その後、プレート101上に約1μmの厚みを有するエピタキシャルシリコン 層105を成長させる。その後、イオン打ち込み方法と組み合わせたリソグラフ ィ方法を使ってプレートにN領域107およびP領域109を構成する。例えば リンをイオン打ち込みすることによって製造されたN領域107を、N+タイプ の底部拡散層103の上部に直接載せ、ホウ素をイオン打ち込みすることにより 表面にPドープされた領域109を製造する。 外側閉じ込め酸化物領域125を形成する従来のLOCOS方法を使ってアク ティブ領域を構成する(図9参照)。ベース−エミッタ領域またはベース−エミ ッタ開口部115を形成するために、周辺のP領域109にわたってNタイプの 層107のエッジの近くの領域から閉じ込め領域125が延び、従って、この開 口部115には酸化膜は存在しない。Nタイプの層107にはベース−エミッタ 開口部115が非対称に存在することができ、ここでは内部のベースが形成され 、アクティブコレクタ領域も形成される。従って、この層の小さなぎりぎりの領 域にわたって酸化膜125が位置する一方の側面では、開口部115を層107 のエッジに接近させることができ、他方、反対の側面では、下方の層の反対のエ ッジから大きく離れて開口部115が位置し、よって酸化膜125が層107の より広い面積の上に延在している。 次に、分離用トレンチ119を形成する開口部をリソグラフィ方法によって構 成する(図9参照)。これら開口部はNタイプのエピタキシャル層のエッジ、す なわちこの層とPタイプのエピタキシャル層109との境界部に配置される。こ のことは、閉じ込め酸化膜125の上に開口部が位置することを意味する。開口 部ではトレンチ119を形成するように異方性ドライエッチングを用いて酸化膜 内の材料および基板材料をエッチングで除き、これらトレンチが底部拡散層10 3の下側表面よりも低くなるようにPタイプの基板101内で延びて、約5〜1 0μmの所望する深さとなるまで、このエッチングを続ける。次に、トレンチ1 19の側壁および底面において酸化シリコンの薄い表面層121が得られるよう にトレンチ119を熱酸化し、その後、分離材料123、例えばCVD方法、好 ましくはTEOS(テトラエチルオルソシリケート)を化学的に分解することに より、プレートの表面にデポジットした酸化シリコンで、これらのトレンチを満 たす。次に、部品の表面で平らな表面が得られるまで、ドライエッチングにより 充填材料をエッチングにより除去する。コレクタプラグのための領域が保存され ないように観察すべきである(図4と比較)。よってトランジスタセルはかなり 小さくなり、よって底部拡散層103が占める表面も狭くなる。この結果、コレ クタと基板との間の容量Cjsが低減される。 酸化シリコン膜125によってアクティブ領域を構成し、上記のようなトレン チを形成した後に、ベース−エミッタ領域115の上部に数百nmの厚みのポリ シリコンの薄膜129をデポジットする(図10参照)。その後、ホウ素をイオ ン打ち込みすることによりポリシリコン層120をP+タイプにドープし、その 後、ポリシリコン層129の上部にCVD酸化物の薄膜131をデポジットする 。次にエミッタ開口部133を構成するように、CVD酸化物の薄膜131およ びポリシリコン層129をリソグラフィ方法によりパターン形成し、その後、ド ライエッチング、例えばプラズマエッチングによりリソグラフィーマスク内の開 口部内のこれら層を除く。先に製造したベース−エミッタ開口部115内のほぼ 中心にエミッタ開口部133を配置する。エミッタ開口部133に層129、1 31の領域しか残らないように、所定部分の層129、131もエッチングによ り除去する。Nタイプのエピタキシャル層107の狭い領域にしか酸化膜が延び て いない、ベース−エミッタ開口部115の側面に対応するエミッタ開口部133 の側面で、既にコーティングされているこれら層129、131のより広い領域 を残し、これら層がベースのための接続領域を形成するよう、この側面でトレン チ119上を延びるようにする。エミッタ開口部133の反対の側面では、層1 29および139の狭い領域しか残らず、この領域は酸化膜125のその部分の 上部に位置し、エピタキシャルのN領域107上に位置する。従って、この側面 にあるトレンチ119の開口部には、これら層129、131がない。 エミッタ開口部133をパターン形成した後に、特にこのエミッタ開口部13 3をカバーする薄い熱酸化膜135を成長させ、その後、この薄い熱酸化膜13 5を介し、ホウ素をイオン打ち込みすることにより、内部のベース137を形成 する(図10参照)。 ドーピングP+を有するポリシリコン層129内の外部のベースから、後の工 程で形成すべきエミッタを分離するために、エミッタ開口部のエッジに沿ってス ペーサ139を形成する(図11参照)。この形成はプレート上に一致するよう CVD窒化膜をデポジットすることによって行い、その後、プレートの平らな表 面、すなわちプレートの広い平らな表面に平行に位置する部分上で、前記窒化膜 をエッチングにより除去するのに、異方性エッチング方法を使用する。よってエ ミッタ開口部133を製造する際に既に製造されたステップに沿って、CVD窒 化物のサイドストリング139、すなわちスペーサを形成する。 スペーサを形成した後にコレクタ接続部をリソグラフィ方法で構成する(図1 1を参照し、図5のコレクタプラグ127と比較のこと)。対応するトレンチ1 19とエピタキシャルN層107との間の境界表面上にコレクタコンタクトのた めのマスク内の開口部を設ける。前記エピタキシャルN層には内部のベースが形 成され、更に前記エピタキシャルN層は真のコレクタを含む。その後、トレンチ 部分に位置し、マスク開口部に対応し、後にコレクタコンタクトを形成する、ト レンチを満たす酸化物を、ドライエッチングによって除去する。このドライエッ チングは実質的に酸化シリコンだけしか侵さず、かつ純粋なシリコンに対しては 極めて低いエッチングレートで侵すよう、選択的であることが好ましい。次にト レンチの内側境界ライン上にウィンドーが位置するように、図示していないフォ ト リソグラフィマスク層のパターン形成を行うことができる。ウィンドーまたはマ スクを位置決めするのに高性能である必要はない。図1から判るように、この結 果得られるホール157はNドープされたエピタキシャル層107および底部拡 散層103と直接接触する一方の側壁を有し、トレンチ内の内側材料に対して位 置する反対の側壁を有する。よってホール157はトレンチの側壁と自動整合さ れる。更に通常のケースでは、他の2つの側壁もトレンチ119の内側の材料に 対して位置することとなろう(図13cの平面図も参照)。 コレクタのコンタクトホール157を製造した後に、プレート上に数百nmの 厚みを有するポリシリコンの薄膜をデポジットする。この薄膜はホール157に 進入し、これを完全に満たす。この薄膜はタイプN+となるようにヒ素のイオン 打ち込みがされ、エミッタコンタクト143およびコレクタコンタクト159の 双方を加熱した後に形成される。エミッタ電極およびコレクタ電極をパターン形 成し、エッチングした後に、この構造体は図12に示される形状となる。 その後、層のすべてに、例えば酸化シリコン膜147をコーティングすること により回路を不活性化し、この層にベース、エミッタおよびコレクタへのコンタ クトホールをリソグラフィ方法で構成する(図13aを参照)。コンタクトホー ルをエッチング後、例えばアルミをスパッタリングすることにより回路をメタラ イズする。次に、メタルコンタクトプラグ151、153、155を形成するよ うに導体層をリソグラフィ方法で構成する。図13aからこの結果が明らかであ る(図13cの平面図も参照)。この実施例では、トランジスタセルの寸法は、 外部電気接続用となるそれぞれの金属導線を設置する際に使用できる間隔によっ て完全に決定される。すなわちトランジスタのサイズは金属のピッチによって制 限される。 底部拡散層、または、一般には酸化物により分離されたトレンチの内部におい て良好な電気コンダクタンスを有する内側の層または領域への、接続部を形成す る方法は、当然、NPNトランジスタに限定されるわけではなく、後述するよう に底部拡散層がベースを形成するラテラルPNPトランジスタにも同じように実 施できる。 内側領域への接続部、すなわち底部拡散層を形成するためのホールは、一般に 導電性材料、例えばアモルファスシリコン、微細結晶シリコンまたは多結晶シリ コンの層によって満たすことができ、これら材料はでアンドープであるか後の工 程でドープされ、または、Nタイプであってデポジット操作でドープされる。上 記製造方法は、このアモルファスシリコン、微細結晶シリコンまたは多結晶シリ コンの層が、同時にエミッタコンタクトおよびコレクタコンタクトの双方を形成 するように変更できる。すなわち、エミッタコンタクトおよびコレクタコンタク ト用の材料をコーティングするのと同時にホールを満たすように変更できる。更 に、金属、例えばタングステンでホールを満たすことができ、この金属はCVD 方法を使ってデポジットできる。この場合、製造方法において他のコンタクトホ ールと同時にホールを構成し、エッチングでき、更にホールをCVDを使ってデ ポジットされるタングステンにより他のコンタクトホールと同時に満たすことも できる。この後者のケースは、図13bの別の実施例に示されている。このコレ クタ用のコンタクトホールはトレンチ119内まで下方に深くエッチングされる 。このエッチングは酸化シリコンを侵すが、シリコンは侵さないエッチング剤を 用いて行うことができる。この場合、酸化シリコンでトレンチ119を満たさな ければならない。 次に、図14〜17を参照しながら、適当な性能を有し、トレンチによって分 離されたPNPタイプのラテラルバイポーラトランジスタを製造する方法につい て説明する。この方法は、同じ回路のプレート上で上記のようにNPNタイプの 対応する垂直バイポーラトランジスタを製造する際の処理工程の流れに統合でき るように適応されている(1997年7月11日に出願されたスウェーデン特許 出願第9702693−4号参照)。本明細書に説明するラテラルPNPトラン ジスタは、集積回路内に単独で存在することはめったにないので、このように適 応化された方法は有利である。 上記のように、表面が(100)結晶平面に位置するプレートまたはチップ2 11の形状で、Pタイプのスタート材料である単結晶シリコンを使用する(図1 4参照)。例えばヒ素またはアンチモンがイオン打ち込みされた層により構成で きる底部拡散層、すなわち埋め込み層213をリソグラフィ方法で構成し、その 後、プレート上に2μmの厚みを有するエピタキシャルシリコン層215を形成 する。その後、イオン打ち込み方法と組み合わせたリソグラフィ方法によって、 プレート上にN領域217およびP領域219を構成する。例えばリンがイオン 打ち込みされたN領域217は、N+タイプの底部拡散層213上に直接載り、 例えばホウ素がイオン打ち込みされた他の領域219はよってP型にドープされ ている。 その後、従来のLOCOS方法によってアクティブ領域を構成する(図15参 照)。次に、互いに同心状に位置し、内側ポイントから外側に向かってPNPト ランジスタのエミッタ、コレクタおよびベース接続領域を形成する領域の間に厚 いフィールド酸化膜221を含む領域を形成する。(図2bの上から見た図も比 較すること)。次にリソグラフィ方法によつて分離トレンチ223を構成し、そ の後、異方性ドライエッチング方法を使って基板材料をエッチングで除去し、ト レンチ223の厚みが約5〜19μmになるまでエッチングし続ける。トレンチ 223を熱酸化し、その後、電気的に絶縁性または半絶縁性材料、例えば酸化シ リコンまたは多結晶シリコンでトレンチを満たす。次に平らな表面が得られるま でドライエッチングによって充填材料をエッチングにより除去する。その後、ト レンチがポリシリコンで満たされている場合には、トレンチ223の表面にある 開口部を酸化し、その表面または開口内に電気的絶縁層を得る。最初から既に酸 化シリコンによってトレンチ223が満たされている場合には、かかる余分な酸 化は不要である。 トレンチ223を形成した後に、複数のフィールド酸化ストリング221の間 に位置する3つの同心状領域のうちの最も外側に、リソグラフィ方法によってN +タイプのプラグ225を構成する(図16参照)。このプラグはトランジスタ のベースの電気接続部に対し、部品の表面と底部拡散層213との間の低抵抗接 続部を形成するためのものである。その後、イオン打ち込みによりプレートの表 面上にドーパント、通常リンを加える。その後、プラグ225を形成するための 深い拡散層を形成するのにドーパントを材料内に移動させるための熱処理を実行 する。こうしてアクティブ領域を構成し、N+タイプのプラグを形成した後に、 プレート上に数百nmの厚みを有するポリシリコンの薄膜227をデポジットす る。その後、このポリシリコン膜227の上部に酸化シリコンの薄膜229をデ ポジットし、次にこの酸化シリコン薄膜229を通してホウ素をイオン打ち込む ことにより、ポリシリコンの薄膜227をP+タイプにドープする。その後、酸 化シリコンの薄膜およびポリシリコンの薄膜227をリソグラフィ方法でパター ン形成すると、エミッタ領域およびコレクタ領域には、エッチング後はこれらの 膜しか残らない。すなわち、N+タイプのプラグを形成する深い拡散層を含まな い領域に、複数のフィールド酸化物ストリング221によって構成された同心状 領域の最も内側の2つの領域が残る。ホウ素でP+にドープされたポリシリコン 層227の残りの領域は、最終処理後、製造すべきラテラルPNPトランジスタ のエミッタおよびコレクタに対する内側接続部をそれぞれ形成することになる。 エッチング工程後、プレートの表面上に数百nmの厚みを有する別のポリシリ コン薄膜231をデポジットする。これら層231はN+タイプとなるようにリ ンまたはヒ素が打ち込まれ、熱処理後、製造すべきラテラルPNPトランジスタ のベース接続部を形成する。ベース接続部を形成するように、このポリシリコン 薄膜231をパターン形成し、エッチングすると、この構造体は図16に示され る外観となる。 その後、例えば酸化シリコンの膜233により回路の表面を不活性化する(図 17参照)。ここではベース、エミッタおよびコレクタに対するコンタクトホー ルをリソグラフィ方法で構成する。これらコンタクトホールをエッチングした後 に、例えばアルミをスパッタリングすることにより回路をメタライズする。次に 、プレートの表面上に個々の導線を形成するようリソグラフィ方法およびエッチ ングによって導電層235を構成する。この結果は図17から明らかである。 次に図18〜20、21b〜25を参照しながら、製造されるトランジスタの 性能を改善するために、トレンチで分離されたラテラルPNPトランジスタの製 造の別の実施例について説明する。この別の実施例は各製造トランジスタのため の面積を狭くしたい場合、すなわち各製造トランジスタに対する基板プレートの 表面に必要な面積を小さくし、ベースと基板との間の容量(Cbs)、ベースとエ ミッタとの間の容量(Cbe)およびベースとコレクタの間の容量(Cbc)をでき るだけ小さくすべき場合にも特に適す。 この製造方法は一部の工程が上記PNPトランジスタの製造方法と一致してい るので、これら工程の詳細については説明しない。従って、上記のようにスター と材料は表面が(100)結晶平面にある単結晶シリコンのプレート241によ って構成される(図18参照)。横方向が閉じ込められヒ素がイオン打ち込みさ れた層によって製造された正方形領域(図25の上から見た図も参照)によって 構成された底部拡散層、すなわち埋め込み層をリソグラフィ方法によって構成し 、その後、プレートに約1μmの厚みのエピタキシャルシリコン層245を成長 させる。その後、イオン打ち込み方法と組み合わせたリソグラフィ方法によって プレートの表面にN領域247およびP領域249を構成する。リンをイオン打 ち込みすることによって製造されたN領域247をN+タイプの底部拡散層24 3の上部に直接載せ、この領域内にPNPトランジスタを製造する。ホウ素をイ オン打ち込みすることによって製造した他の領域249をP型にドープし、Nド ープされた領域247を囲み、部品の閉じ込め部を形成する。 次に、従来のLOCOS方法によってアクティブ領域(図19参照)を構成し 、次に互いに同心状に位置する2つの領域253と255との間に厚い電界酸化 物の領域251を形成し、これら領域の間で内側ポイントから外側にPNPトラ ンジスタのエミッタおよびコレクタを形成する。最も内側の領域253は、ホー ルのない連続した領域、例えば正方形の領域のような凸状領域でよいし、他方、 外側領域253は例えば正方形のリングの形状を有する環状形状である(図25 も参照)。その後、リソグラフィ方法によって分離トレンチ253を構成し、ト レンチ257の深さが約5〜10μmの所望する深さとなるまで、異方性ドライ エッチングによって基板材料をエッチングによって除く。 トレンチ内の表面および壁を熱酸化する。すなわち、これらに熱成長した酸化 膜258を設け、同時に20nmの厚みを有するいわゆるKOOI酸化膜254 を領域253および255上に成長させ、例えばLPCVD(低圧化学的気相法 )を使って酸化膜の上部に約60nmの厚みの厚い窒化シリコン膜257を形成 する。次にトレンチ257を電気絶縁材料、例えば酸化シリコンで満たす。後者 の場合、例えばSACVD(準大気圧化学的気相法)を使ってプレートの表面に シリコン酸化膜をデポジットすることによりトレンチを満たす。トレンチの開口 部で平らな表面が得られるまで、ドライエッチングによりこの酸化シリコン膜 をエッチングによって除く。このプレーナー化エッチングと共に酸化シリコン膜 の直接下にある窒化膜256も除く。このシリコン酸化膜は平らまたは水平な部 分ではエッチング方法においてエッチング停止膜として働く。トレンチ257内 には窒化シリコン膜256が残っており、ここでは充填酸化シリコン材料内で生 じ得る不純物に対する拡散バリアとして働く。ベースの接続部に対するN+タイ プの深い拡散層のための領域は保存されないことが、図19から理解できよう( 図16と比較)。よって、製造すべきPNPトランジスタが必要とするプレート の表面の面積はかなり狭くなり、底部拡散層243によって使用される横方向の 面積も縮小される。この結果、ベースと基板との間の容量Cbcが減少する。 アクティブ領域253、255を構成し、トレンチ257をエッチングし、充 填した後に、KOOI酸化膜257を更に除去する共に、好ましくは別のKOO I酸化膜を熱酸化することにより、プレート上に約30nmの厚みの酸化シリコ ンの薄膜259をデポジットする(上で引用したJ.A.アッペル等の論文を参照 )。これとは異なり、先に加えたKOOI層254を残してもよい。その後、好 ましくはLPCVD方法によって約30nmの厚みを有する窒化シリコンの薄膜 261でプレートをコーティングする。次に、フォトレジスト層263をコーテ ィングし、これをパターン形成し、次にフォトレジスト層に形成した開口部を通 してエッチングすることにより、窒化シリコンの上部にある、底部が酸化シリコ ンから成る、コーティングされたこのラミネートをパターン形成する。 この方法の利点は、製造すべきPNPトランジスタのベース幅を決定するエミ ッタ領域とコレクタ領域の間の距離が良好に定められることである。よって、ト レンチ257の制限周波数Ft、ブレークスルー電圧BVCEOおよび電流利得Hfe を良好に制御できる。図21aには、代表的なPNPトランジスタにおけるベー ス幅に対する電流利得のグラフが示されている。 通常、フィールド酸化ストリング251によってエミッタ領域とコレクタ領域 との分離部を構成するが、LOCOS方法を使ってフィールド酸化膜を形成する 際に、いわゆるバーズビークが形成されることにより、フィールド酸化ストリン グによる延長部は良好に構成されない(上記スウェーデン特許出願第97026 93−4号参照)。このパターン形成工程の結果、エミッタとコレクタの開口部 をより小さくできる。その理由は、これら開口部はリソグラフィ方法で構成され るからである。よって、エミッタ−ベース間容量Cbeおよびコレクタ−ベース間 容量Cbcの双方が低減される。 エッチング工程の後に、公知の方法でフォトレジスト層263を除去し、その 後、この表面に約200nmの厚みを有するポリシリコン、微細結晶シリコンま たはアモルファスシリコンから成る薄膜265をデポジットする(図21b参照 )。その後、後にポリシリコン層と称されるこの層は、例えばBまたはBFを使 ってホウ素をイオン打ち込みすることにより、B+タイプとなるようにドーピン グされる。この層はデポジットをする際に直接このドーピングを得ることもでき るので、この場合はイオン打ち込み工程を省略する。その後、ポリシリコン層6 5の上部に約200nmの厚みを有する酸化薄膜267をCVDでデポジットす る。次にフォトレジスト層269をコーティングし、これをパターン形成するこ とにより、フォトレジスト方法によってCVD酸化膜267およびポリシリコン 層265をパターン形成し、よってフォトレジスト層269の他の部分がエミッ タ領域253およびコレクタ領域255に対応するようにし、次にプラズマエッ チングのようなドライエッチングによってフォトレジスト層269によって保護 されていない部分からCVD酸化膜267およびポリシリコン膜265を除く。 酸化物/ポリシリコンの上から層をエッチングすることを含むパターン形成を 行った後に、公知の方法でフォトレジスト層269の残りの部分を除く。その後 、製造すべきラテラルPNPトランジスタのベースに対する内側接続領域を形成 する、N+タイプの底部拡散層253に対する接続部を構成するよう、フォトレ ジスト層271を使ってプレートの表面を再びパターン形成する(図22参照) 。 これらベース接続部は部品を囲む分離トレンチ257内に全体または一部が位 置するように設けられる。従って、部品の面積は狭くなり同時にベース−基板間 容量Cbsも少なくなる。 こうして分離トレンチ257の内側の側壁、すなわちすべてのアクティブ領域 が内部に設けられた領域の境界を形成する側壁、特にN+タイプの底部拡散層2 43および製造すべきPNPトランジスタのベース領域を形成するNドープされ たエピタキシャル層245への境界を形成する側壁上に位置する、フォトレジス ト層271内に開口部273を形成する。これら開口部278は多少トレンチ2 57内の内側側壁を越えて通過するように、すなわちトレンチ257内の内側側 壁の内側に位置する内側部分を有するように、いずれの場合でもこれら開口部を 設けるべきである。その後、上記実施例ではフィールド酸化膜251の下側表面 よりも下方の、約0.5μmの深さまでドライエッチング方法によってトレンチ 257内の酸化物を除去する。エッチングされるホール275がN+タイプの底 部拡散層243まで達するように、いずれのケースでもこのエッチング深さは適 応される。このエッチングは酸化物および窒化物しか除去せず、底部拡散層24 3およびNドープされたエピタキシャル層245の隣接領域内の材料は、認識で きるほど侵さないように、このエッチングを行うことができる。開口部273は トレンチ257の内側トレンチ上に位置し、多少これら側壁の外側上に位置する ので、すなわちアクティブ領域の中心に最も接近するトレンチ257のエッジに 位置する領域上に位置するので、トレンチ257内の内側壁にあるすべての酸化 物が除去され、窒化膜256および熱成長された酸化膜254も除去されること が保証される。従って、この結果生じるホールは図22から明らかなように、ア クティブ接合部が形成された、Nドープされたエピタキシャル領域245および 底部拡散層243が残っている領域に直接接触する側面または側壁の1つを有す る。従って、ホール235は側壁のうちの1つ、すなわちトレンチ257の内側 側壁の一部が以前位置していた場所に実質的に位置する側壁のうちの1つ、すな わち内側側壁を有する。 好ましい方法では、ホール275はアクティブ領域が位置する表面のすべての まわりを通り、これらを側方に閉じ込める閉じた形状、すなわち環状形状を有す る、凹部または深い溝として形成される。特にホール275の内側壁は下方アク ティブ領域、ベース領域またはN領域の外側横方向境界を形成する。トレンチ2 57内に充分多い分離材料が残留し、これらが電気的絶縁機能を満たすことがで きるようにも、ホール275は形成される。トレンチ257の幅は、スペース上 の理由から、かつ妥当な厚みを有する酸化膜を利用することによって再充填でき るようにするために、できるだけ細くすべきであり、図から明らかなようなトレ ンチの形状が得られるよう、トレンチのエッチングを可能にするような、例えば 0.8〜1μmとすることができる。フォトレジスト層271の開口部273は 0.5〜0.6μmの幅を有することができ、ホール275によって形成される、 この結果得られる接点溝は、約0.4〜0.5μmの幅を有することができる。 仕上げエッチングを行い、フォトレジスト層271を除いた後に、プレート上 に約0.3μmの厚みを有するポリシリコンの薄膜277をデポジットする(図 23参照)。このポリシリコン膜277はプレートの表面に順応するようにコー ティングされ、次にホールの幅およびポリシリコン膜277の膜厚の選択に応じ 、ベース接続部のためのエッチングされたホール275を完全に、または部分的 に満たす。その後、例えばリンおよび/またはヒ素をイオン打ち込みすることに より、N+タイプとなるようにポリシリコン膜277を強くドープする。その後 、ポリシリコン膜277がベース接続部のためのエッチングされたホール275 の上部だけに残るか、またはこのホールと直接接続するように、フォトレジスト 層278をコーティングし、これをパターン形成し、プレートの表面にある保護 されていない部分をエッチングすることにより、リソグラフィ方法によりパター ン化する。従って、プレートの表面の他の領域は露出され、この領域はP+タイ プのポリシリコン膜277によって被覆される。 次に、公知の方法でフォトレジスト層を除去し、ドーパントがP+タイプのポ リシリコン膜265およびN+タイプのポリシリコン膜277からドーパントを 拡散させるために高温でプレートを熱処理する。次に、エミッタ領域253およ びコレクタ領域255内のエピタキシャル層245の表面の多少下方に、エミッ タ−ベース接合部およびコレクタ−ベース接合部を形成し、同時に完全なベース 接続部を形成する。その後、ベース、エミッタおよびコレクタに対するコンタク トホール281がリソグラフィ方法で構成される例えば酸化シリコン膜の層27 9を形成することにより、回路を不活性化する(図24参照)。コンタクトホー ルをそれぞれの導通ポリシリコン膜まで下方にエッチングした後、例えばアルミ をスパッタリングすることにより回路をメタライズする。スパッタリングを終了 した後に、高圧の静水圧を使用して、いわゆる強制充填方法によってコンタクト ホールを完全に充填できる。次に導体層283をリソグラフィ方法で構成する。 図24から最終結果が明らかである。 図25では、製造された部品を上から見た図が示されている。簡潔にするため 、層のすべてが描かれているわけではない。フレームとしてPNPトランジスタ を囲む分離トレンチ257の外側コーナーは、トレンチの再充填を改善するため に約45度の角度で斜めにされていることを認識すべきである。約90度の角度 を有するコーナーを形成しない、壁を有するように、所定の材料、例えば絶縁材 料または導電材料で満たされる深い溝を常に形成することが有利であるように思 える。しかしながら、これらの角度はできるだけ大きく、例えば135度にすべ きである。閉じた溝を形成し、主要部分がトレンチ257内に位置するホール2 75も、約45度の角度に面取りされた外側側壁を有する。更に、図13cに示 されたトレンチ123の外側側壁は直角を有しないで、平らな側壁セグメントが 互いに135度の角度を形成する。 当業者には上記製造方法の変形例は明らかである。図24を検討すると、例え ばベース接続部のためにトレンチ257内にホール275を製造し、および/ま たはメタルコンタクトのためのホール281を製造するのと同時にこれらホール を充填し、また同時に金属、例えばタングステンでこれらホール281を充填す るような可能性があることが認識されよう。コンタクトホールの金属としてタン グステンを使用する場合、このタングステンはCVDを使ってコーティングされ 、これをコーティングする前に上記アルミニウムのコーティングと同じように、 コーティングされるメタル金属、例えばタングステンプラグとシリコンプレート 上の電気接続層との間の電気接触を改善するよう、スパッタリングにより適当な Ti、その後TiNをコーティングする。 他の工程のうちで、内側環状フィールド酸化物ストリングを省略し、別個のコ レクタおよびエミッタ層を製造するためのマスクの適当な形状を使用することに より、コレクタ領域とエミッタ領域とを単一の領域に組み合わせた場合、ダイオ ード構造(図示せず)が得られる。このダイオード構造は良好な特性を有し、バ ラクタダイオードとして使用するのに適す。このダイオード構造体だけでなく、 上記PNPトランジスタに類似した構造を有する他の半導体構造体も、添付した 請求の範囲内にある。かかる構造体は、原則的には、アクティブ領域または層に 対する電気接続部を形成し、実質的にアクティブ領域全体の下で延長できる高導 電率を有する内部の層と、更に、デバイスの表面に位置する1つ以上のアクティ ブ領域を囲む電気絶縁トレンチとを含むものである。 分離トレンチ257を充分細い幅に製造できる場合、トレンチの実質的に内部 に環状コンタクト溝275のすべてを設置できるが、このことは好ましい実施例 ではないと認識される。コンタクト溝275をエッチングする場合、酸化物だけ でなくシリコンも除去するエッチング方法を使用すべきである。 上記製造方法は半導体処理技術の分野の技術者には明らかな多数の方法で変更 できる。例えば異なる工程の順序を変更したり、更に省略することも可能である 。 本発明の特定の実施例を図示し、明細書に説明したが、当業者には多数の別の 利点、変更例および変形例を容易に思いつくことができると認められる。従って 、広義の本発明は、本明細書に説明し、図示した特定の細部、代表的な装置およ び図示した実施例のみに限定されるものではない。従って、添付された請求の範 囲により定められる一般的な発明の概念の精神または範囲およびそれらの均等物 から逸脱することなく、種々の変形が可能である。従って、添付した請求の範囲 は本発明の要旨および範囲内に入るかかるすべての変形例および変更例をカバー するものであると理解すべきである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(GH,GM,KE,LS,M W,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY ,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM ,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY, CA,CH,CN,CU,CZ,DE,DK,EE,E S,FI,GB,GE,GH,GM,GW,HU,ID ,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ, LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MD,M G,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT ,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL, TJ,TM,TR,TT,UA,UG,UZ,VN,Y U,ZW (72)発明者 リンドグレン,アンデルス スウェーデン国 ソレンツナ,セルシング ス ベーグ 79,1トル 【要約の続き】 る。このようにすることにより、酸化物を充填すること が容易となる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.高導電率を有する内側層を製造し、該内側層の上にアクティブ領域全体が 延び、前記内側層が複数のアクティブ層の内の第1のアクティブ層への電気接続 部を形成するような少なくとも1つのアクティブ領域を形成する前記複数のアク ティブ層を製造する工程と、 前記アクティブ領域を少なくとも部分的に囲む、電気的に分離するトレンチを 製造する工程と、 高導電率を有する前記内側層まで下方にホールをトレンチ内に製造する工程と 、 高導電率を有する内側層に導電性材料が電気的に接触し、前記内側領域に対す る電気接続部を形成するよう、導電性材料でホールを充填する工程とを備えた、 半導体プレートの表面にバイポーラデバイスを製造するための方法であって、 ホールを製造する際に、 電気的に分離するトレンチの開口部の少なくとも一部をカバーするように位置 するウィンドーを有するマスク層を半導体デバイスの表面にコーティングし、 電気的に分離するトレンチ内の材料だけを侵し、電気的に分離するトレンチの 外部の材料およびアクティブ領域内の材料は侵さないエッチング剤を使ってウィ ンドーを通してエッチングを行うことを特徴とする、バイポーラデバイスを製造 する方法。 2.マスク層をコーティングする工程において、前記アクティブ領域に直接電 気的に絶縁するトレンチの内側の側壁が位置するよう、該内側の側壁をカバーし 、更に内側の側壁に直接位置するアクティブ領域の一部をカバーするようにウィ ンドーを位置決めすることを特徴とする、請求項1記載の方法。 3.電気的に分離するトレンチを製造する工程において、 半導体プレート内にホールまたは凹部を製造する工程と、 ホールまたは凹部の壁に酸化膜を熱成長させる工程と、 酸化膜の上部に窒化膜をコーティングする工程と、 ホールまたは凹部の他の主要部分を均一または一様な、電気的に分離する材料 で充填する工程とを実行することを特徴とする、請求項1〜2のいずれかに記載 の方法。 4.ホールまたは凹部の残りの主要部分を充填する工程において、均一または 一様な、電気的に分離する材料として、酸化シリコンを使用する、請求項3記載 の方法。 5.高導電率を有する内側層を製造し、該内側層の上にアクティブ領域全体が 延び、前記内側層が複数のアクティブ層の内の第1のアクティブ層への電気接続 部を形成するような少なくとも1つのアクティブ領域を形成する前記複数のアク ティブ層を製造する工程と、 前記アクティブ領域を少なくとも部分的に囲む電気的に分離するトレンチを製 造する工程と、 高導電率を有する前記内側層まで下方にホールをトレンチ内に製造する工程と 、 高導電率を有する内側層に導電性材料が電気的に接触し、前記内側領域に対す る電気接続部を形成するよう、導電性材料でホールを充填する工程とを備えた、 半導体プレートの表面にバイポーラデバイスを製造するための方法であって、 ホールを充填する工程において、前記半導体プレートの表面にある、第1アク ティブ層と異なる第2アクティブ層の自由表面に同時に導電性材料をコーティン グし、第2アクティブ層との電気接続部を形成することを特徴とする、バイポー ラデバイスを製造する方法。 6.電気的に分離するトレンチを製造する工程において、 デバイスの表面から凹部を製造し、 凹部の側壁に電気的に分離する膜を製造し、 凹部に電気的に分離する材料または半絶縁材料を充填することにより、電気的 に分離するトレンチを製造し、 トレンチ内にホールを製造する工程において、トレンチが形成されている凹部 の側壁にある電気的に分離する膜を通って下方に、同時にこの膜に沿ってホール が延びるよう、ホールを電気的に分離する膜の全厚みに製造することを特徴とす る、請求項5記載の方法。 7.アクティブ層を製造する工程において、第2アクティブ層の表面がエミッ タ開口部となるように、NPNトランジスタのエミッタを含む第2層を製造する ことを特徴とする、バイポーラデバイスがNPNトランジスタである場合の、請 求項5〜6のいずれかに記載の方法。 8.開口部体のまわりに延びる、フレーム状、環状または閉じた形状を有する 導電性ストリップを開口部のエッジに製造し、導電性ストリップの直接下にある アクティブ層の領域に電気的に接続させる工程と、 エミッタ開口部を閉じ込めるように導電性ストリップの内側エッジに電気分離 部を製造する工程を特徴とする、請求項7記載の方法。 9.高導電率を有する内側層を製造し、該内側層の上にアクティブ領域全体が 延び、前記内側層が複数のアクティブ層の内の第1のアクティブ層への電気接続 部を形成するような少なくとも1つのアクティブ領域を形成する前記複数のアク ティブ層を製造する工程と、 前記アクティブ領域を少なくとも部分的に囲む電気的に分離するトレンチを製 造する工程と、 前記半導体プレートの表面に、電気的に分離する膜を製造する工程と、 前記電気的に分離する膜を通ってアクティブ層の表面まで延びるコンタクトホ ールを製造する工程と、 アクティブ層への電気的接続部を形成するよう、導電性材料によりコンタクト ホールを充填する工程とを備えた、半導体プレートの表面にバイポーラデバイス を製造する方法であって、 コンタクトホールを製造する工程において、電気的に分離する膜を貫通し、次 にトレンチを貫通し、高導電率を有する内側層まで延びるよう、コンタクトホー ルのうちの1つを製造し、 コンタクトホールを充填する工程において、内側領域への電気接続部を形成す るように高導電率を有する前記内側層に導電性材料を電気接触させることを特徴 とする、バイポーラデバイスを製造する方法。 10.CVDを使ってタングステンをデポジットすることによりコンタクトホ ールを充填することを特徴とする、請求項9記載の方法。 11.アルミをスパッタリングすることによりコンタクトホールを充填するこ とを特徴とする、請求項9記載の方法。 12.タングステンまたはアルミを充填する前に、最初にチタン膜をコンタク トホールし、次に窒化チタン膜をコーティングすることを特徴とする、請求項1 0〜11のいずれかに記載の方法。 13.アクティブ領域のほぼ全体の下で延びアクティブ層への電気接続部を形 成する高導電率を有する内側層と、バイポーラデバイスの表面に位置する1つ以 上のアクティブ領域を囲む電気的分離トレンチと、前記電気的分離トレンチに少 なくとも一部が設けられるか、または直接設けられた凹部とを含み、前記凹部が 高導電率を有する内側層と接触する導電性材料によって充填されている、半導体 プレートの表面に形成されたバイポーラデバイス、特にPNPタイプのバイポー ラトランジスタまたはダイオードであって、 前記凹部が環状の溝形状となっており、前記デバイスのアクティブ領域のまわ りを延びると共に、第1側壁によってアクティブ領域への直接境界部を閉じ込め 、かつこの直接境界部を形成することを特徴とするバイポーラデバイス。 14.前記溝の前記第1の側壁がトレンチ内の深く設けられた側壁と実質的に 整合するように位置することを特徴とする、請求項13記載のデバイス。 15.前記凹部内の導電性材料が、トレンチで分離されたラテラルPNPトラ ンジスタのベース接続部の少なくとも一部または半導体ダイオードの埋め込まれ たN領域の接続部の少なくとも一部を形成することを特徴とする、請求項13〜 14のいずれかに記載のデバイス。 16.ホール内の導電性材料がドープされたアモルファスシリコンおよび/ま たはドープされた微細結晶シリコンおよび/またはドープされたポリシリコンを 含むことを特徴とする、請求項13〜15のいずれかに記載のデバイス。 17.ホール内の導電性材料が金属、特にタングステンを含むことを特徴とす る、請求項13〜16のいずれかに記載のデバイス。 18.上から見たトレンチおよび/または溝の側壁が互いに実質的に平行であ り、アクティブ領域のすべてのまわりで均一な距離を有し、一方が他方の内部に 位置する2つの同心状長方形または正方形の形状を有し、前記外側側壁内のコー ナーが45度に面取りされており、デバイスの製造時に電気的に分離する材料に よるトレンチの再充填または導電性材料による溝の再充填を容易にするようにな っていることを特徴とする、請求項13〜17のいずれかに記載のデバイス。 19.トレンチおよび/または溝の外側側壁内のコーナーが実質的に90度を 越える角度、特にほぼ135度または少なくとも135度の角度を有し、デバイ ス製造時における電気的に分離する材料によるトレンチの再充填または導電性材 料による溝の再充填を容易にするようになっていることを特徴とする、請求項1 3〜17のいずれかに記載のデバイス。 20.エミッタ領域および/またはコレクタ領域が電気的に分離する表面膜に リソグラフィー方法により構成された開口部によって決定されることを特徴とす る、エミッタ領域およびコレクタ領域を備えた、請求項13〜19のいずれかに 記載のデバイス。 21.エミッタ領域およびコレクタ領域のエリアがデバイスの表面に沿って見 た場合、厚い電界酸化膜領域によって囲まれており、電気的に分離する表面膜が 周辺の電界酸化膜領域上に延び、かつこれを越えて延び、よってそれぞれのエミ ッタ領域またはコレクタ領域とこの領域に最も近い電界酸化膜領域との間に電気 的に分離する表面膜のストリップが位置することを特徴とする、請求項20記載 のデバイス。 22.電気的に分離する表面膜がシリコン窒化膜とシリコン酸化膜との積層体 を含むことを特徴とする、請求項21記載のデバイス。 23.プレートの表面に少なくとも1つのアクティブ領域を製造する工程と、 アクティブ領域への電気的接続部を形成しアクティブ領域のほぼ全体の下で延 びる高導電率を有する内側層を形成する工程と、 少なくとも1つのアクティブ領域を囲む電気的に分離するトレンチを製造する 工程と、 トレンチ内に少なくとも一部が位置するか、または、トレンチに直接位置する 凹部を、高導電率を有する内側層まで下方に製造する工程と、 高導電率を有する内側層と電気的に接触するように前記凹部を導電性材料で充 填する工程とを備えた、半導体プレートの表面にバイポーラデバイスを製造する 方法であって、 凹部を製造する工程において、デバイスのアクティブ領域のまわりに延び、第 1側壁によってと共にアクティブ領域に対する直接境界部を形成し、これを閉じ 込める環状の溝を形成するように前記凹部を製造することを特徴とする、バイポ ーラデバイスを製造する方法。 24.凹部を製造する工程において、トレンチの側壁の一部が先に位置してい た場所と実質的に同じ場所に溝の第1側壁が位置するよう、プレートの表面から トレンチ内にエッチングすることにより凹部を製造することを特徴とする、請求 項23記載の方法。 25.ドープされていないシリコン、特にアモルファスシリコンおよび/また は微細結晶シリコンおよび/またはポリシリコンの膜をデポジットすることによ り凹部を充填し、次にこの膜をドープすることを特徴とする、請求項23〜24 のいずれかに記載の方法。 26.Nタイプにドープされたシリコン、特にアモルファスシリコンおよび/ または微細結晶シリコンおよび/またはポリシリコンの膜をデポジットすること により凹部を充填することを特徴とする、請求項23〜24のいずれかに記載の 方法。 27.CVD方法を使ってタングステンの膜をデポジットすることにより凹部 を充填することを特徴とする、請求項23〜24のいずれかに記載の方法。 28.デバイスのアクティブ領域への他のコンタクトホールを製造するのと同 時に、前記凹部を構成し、エッチングし、CVD方法を使ってタングステンをデ ポジットすることにより、他のコンタクトホールと同時に前記凹部を充填するこ とを特徴とする、請求項23〜24のいずれかに記載の方法。 29.デバイスのアクティブ領域への他のコンタクトホールを製造するのと同 時に、前記凹部を構成し、エッチングし、アルミニウムをスパッタリングするこ とにより、他のコンタクトホールと同時に前記凹部を充填することを特徴とする 、請求項23〜24のいずれかに記載の方法。 30.タングステンまたはアルミを使って充填する前に、最初にチタン膜をコ ーティングし、次にチタン窒化膜をコーティングすることを特徴とする、請求項 28〜29のいずれかに記載の方法。 31.デバイスの全面に電気的に分離する表面膜をコーティングし、マスク層 内のリソグラフィー方法で構成された開口部を通してエッチングすることにより 、電気的に分離する膜内に開口部を形成することによって、デバイスの表面のア クティブ領域の横方向延長長さを決定することを特徴とする、請求項23〜30 のいずれかに記載の方法。 32.アクティブ領域の面積を決定するために、デバイスの表面に沿って見た 場合にアクティブ領域の両側を囲む厚い電界酸化膜をまずコーティングし、その 後、電気的に分離する表面膜内に開口部を作成する際に、電気的に分離する表面 膜の他の部分が周辺の電界酸化膜領域上に延び、かつこれを越えて延び、よって アクティブ領域とこの領域に最も接近する電界酸化膜との間に電気的に分離する 表面膜のストリップが存在するように開口部を形成することを特徴とする、請求 項31記載の方法。 33.電気的に分離する表面層をコーティングする際に、次にシリコン窒化膜 とシリコン酸化膜との積層体を形成するよう、まずシリコン酸化膜をコーティン グし、次にシリコン窒化膜をコーティングすることによって、電気的に分離する 表面膜をコーティングすることを特徴とする、請求項32記載の方法。 34.デバイスの表面に位置するアクティブ領域を少なくとも部分的に囲み、 電気的に分離する材料によって充填されており、上から見た場合に外側壁と内側 壁を有する、電気的に分離するトレンチを備え、および/または、デバイスの表 面に位置するアクティブ領域を少なくとも部分的に囲み、導電性材料によって充 填されており、上から見た場合に外側壁と内側壁を有する溝を備え、半導体プレ ートの表面に形成されたバイポーラデバイス、特にバイポーラトンラジスタまた はダイオードであって、 前記トレンチおよび/または前記溝の外側壁のコーナーが90度を大幅に越え る角度、特にほぼ実質的に135度または少なくとも135度の角度を有し、デ バイスを製造する際に、電気的に分離する材料による前記トレンチの再充填また は導電性材料による前記溝の再充填を容易にするようになっていることを特徴と する、バイポーラデバイス。 35.上から見たトレンチおよび/または溝の側壁が互いに実質的に平行であ り、アクティブ領域のすべてのまわりで均一な距離を有し、一方が他方の内部に 位置する2つの同心状長方形または正方形の形状を有し、前記外側側壁内のコー ナーが45度に面取りされていることを特徴とする、請求項34記載のデバイス 。 36.少なくとも1つのアクティブ領域を形成し、1つのアクティブ層の表面 までの開口部を前記アクティブ領域内に製造するための複数のアクティブ層と、 導電性ストリップの直接下にあるアクティブ層の領域に電気的に接続する、開 口部のエッジに位置する導電性ストリップと、 電気接続部を形成できる開口部を閉じ込めるよう、導電性ストリップの内側エ ッジに設けられた電気的分離部とを備えた、半導体プレートの表面に設けられた バイポーラデバイスであって、 前記導電性ストリップが、開口部のまわりに全体に延びるフレーム状、環状ま たは閉じた形状を有し、前記導電性ストリップの直接下にあるアクティブ層の領 域に対する導電性ストリップの接触抵抗が低くなっていることを特徴とするバイ ポーラデバイス。 37.閉じ込められた開口部がNPNトンラジスタ内のエミッタ開口部であり 、導電性ストリップがNPNトンラジスタのベース層への接続部を形成すること を特徴とする、請求項36記載のバイポーラデバイス。 38.少なくとも1つのアクティブ領域を形成するための複数のアクティブ層 を製造し、前記アクティブ領域内に1つのアクティブ層の表面までの開口部を製 造する工程と、 導電性ストリップの直接下にあるアクティブ層の領域に電気的に接続するよう に前記開口部のエッジに導電性ストリップを製造する工程と、 電気的接続部を作成できる開口部を閉じ込めるように導電性ストリップの内側 エッジに電気的分離部を製造する工程とを備えた、半導体プレートの表面にバイ ポーラデバイスを製造する方法であって、 前記導電性ストリップの直接下にあるアクティブ層の領域に対する導電性スト リップの接触抵抗を小さくするように前記導電性ストリップを開口部のまわり全 体に延びる、フレーム状、環状または閉じた形状にしたことを特徴とする、バイ ポーラデバイスを製造する方法。
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Families Citing this family (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60040812D1 (de) * 1999-03-15 2008-12-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Herstellungsverfahren für einen Bipolar-Transistor und ein MISFET Halbleiter Bauelement
JP3367500B2 (ja) * 2000-03-15 2003-01-14 日本電気株式会社 半導体装置
US6335247B1 (en) * 2000-06-19 2002-01-01 Infineon Technologies Ag Integrated circuit vertical trench device and method of forming thereof
US6673265B1 (en) * 2000-08-03 2004-01-06 Hrl Laboratories, Llc Antimony-based heterostructure varactor diode with bandgap engineered quantum well electrodes
US6444535B1 (en) * 2001-05-09 2002-09-03 Newport Fab, Llc Method to reduce emitter to base capacitance and related structure
JP4830217B2 (ja) * 2001-06-18 2011-12-07 日本電気株式会社 電界放出型冷陰極およびその製造方法
US6586297B1 (en) * 2002-06-01 2003-07-01 Newport Fab, Llc Method for integrating a metastable base into a high-performance HBT and related structure
US6759731B2 (en) * 2002-06-05 2004-07-06 United Microelectronics Corp. Bipolar junction transistor and fabricating method
US6566733B1 (en) * 2002-06-19 2003-05-20 Micrel, Inc. Method and system for providing a power lateral PNP transistor using a buried power buss
US6943426B2 (en) * 2002-08-14 2005-09-13 Advanced Analogic Technologies, Inc. Complementary analog bipolar transistors with trench-constrained isolation diffusion
US7825488B2 (en) 2006-05-31 2010-11-02 Advanced Analogic Technologies, Inc. Isolation structures for integrated circuits and modular methods of forming the same
US6855985B2 (en) * 2002-09-29 2005-02-15 Advanced Analogic Technologies, Inc. Modular bipolar-CMOS-DMOS analog integrated circuit & power transistor technology
US6936910B2 (en) * 2003-05-09 2005-08-30 International Business Machines Corporation BiCMOS technology on SOI substrates
US20040222436A1 (en) * 2003-05-09 2004-11-11 International Business Machines Corporation Bicmos technology on soi substrates
DE10327709A1 (de) * 2003-06-21 2005-01-13 Infineon Technologies Ag Integrierte Schaltungsanordnung mit npn- und pnp-Bipolartransistoren sowie Herstellungsverfahren
US7319076B2 (en) * 2003-09-26 2008-01-15 Intel Corporation Low resistance T-shaped ridge structure
US7259411B1 (en) 2003-12-04 2007-08-21 National Semiconductor Corporation Vertical MOS transistor
US7265018B2 (en) * 2004-09-21 2007-09-04 International Business Machines Corporation Method to build self-aligned NPN in advanced BiCMOS technology
US7338848B1 (en) * 2004-10-20 2008-03-04 Newport Fab, Llc Method for opto-electronic integration on a SOI substrate and related structure
GB2425400A (en) * 2005-04-18 2006-10-25 X Fab Semiconductor Foundries Improvements in transistor manufacture
US7605027B2 (en) * 2005-04-29 2009-10-20 Nxp B.V. Method of fabricating a bipolar transistor
US7468307B2 (en) * 2005-06-29 2008-12-23 Infineon Technologies Ag Semiconductor structure and method
DE102006029682B4 (de) * 2005-06-29 2015-01-08 Infineon Technologies Ag Halbleiterstruktur und Verfahren zur Herstellung der Struktur
US20070069309A1 (en) * 2005-09-26 2007-03-29 Richard Lindsay Buried well for semiconductor devices
US20070205430A1 (en) * 2006-03-03 2007-09-06 Collins David S Method and structure of refractory metal reach through in bipolar transistor
US7982284B2 (en) 2006-06-28 2011-07-19 Infineon Technologies Ag Semiconductor component including an isolation structure and a contact to the substrate
US7691734B2 (en) * 2007-03-01 2010-04-06 International Business Machines Corporation Deep trench based far subcollector reachthrough
US7863644B1 (en) 2007-04-09 2011-01-04 National Semiconductor Corporation Bipolar transistor and method of forming the bipolar transistor with a backside contact
US7859114B2 (en) * 2008-07-29 2010-12-28 International Business Machines Corporation IC chip and design structure with through wafer vias dishing correction
US8166651B2 (en) 2008-07-29 2012-05-01 International Business Machines Corporation Through wafer vias with dishing correction methods
US8232624B2 (en) 2009-09-14 2012-07-31 International Business Machines Corporation Semiconductor structure having varactor with parallel DC path adjacent thereto
US8378445B2 (en) * 2010-08-31 2013-02-19 Infineon Technologies Ag Trench structures in direct contact
CN102412284B (zh) * 2011-10-24 2014-10-08 上海华虹宏力半导体制造有限公司 锗硅hbt工艺中垂直寄生型pnp三极管及其制造方法
CN102412279B (zh) * 2011-10-24 2014-08-13 上海华虹宏力半导体制造有限公司 锗硅bicmos工艺中垂直寄生型pnp三极管及制造方法
CN103117301B (zh) * 2011-11-16 2015-08-19 上海华虹宏力半导体制造有限公司 锗硅hbt工艺中垂直寄生型pnp三极管及制作方法
CN103117300B (zh) * 2011-11-16 2015-08-19 上海华虹宏力半导体制造有限公司 寄生横向型pnp器件及制造方法
CN102627252B (zh) * 2012-04-19 2014-12-10 西北工业大学 用于沟道填充的新型沟道隔离槽
US9048284B2 (en) 2012-06-28 2015-06-02 Skyworks Solutions, Inc. Integrated RF front end system
US20140001602A1 (en) * 2012-06-28 2014-01-02 Skyworks Solutions, Inc. Device manufacturing using high-resistivity bulk silicon wafer
US9761700B2 (en) 2012-06-28 2017-09-12 Skyworks Solutions, Inc. Bipolar transistor on high-resistivity substrate
CN103094104B (zh) * 2012-12-12 2015-03-11 无锡友达电子有限公司 采用磷埋层及浓磷埋层技术的双极横向pnp管制作工艺
US9087853B2 (en) 2013-10-25 2015-07-21 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Isolation device
US10262898B2 (en) * 2016-04-07 2019-04-16 Stmicroelectronics Sa Method for forming an electrical contact between a semiconductor film and a bulk handle wafer, and resulting structure
KR102475447B1 (ko) 2016-04-26 2022-12-08 주식회사 디비하이텍 바이폴라 접합 트랜지스터 및 이의 제조 방법
DE102016210792B4 (de) * 2016-06-16 2020-10-08 Infineon Technologies Dresden Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Bipolartransistors
CN110430064B (zh) * 2017-03-30 2020-12-04 腾讯科技(深圳)有限公司 区块链系统、消息处理方法及存储介质
CN108109913B (zh) * 2017-12-18 2021-08-31 深圳市晶特智造科技有限公司 双极晶体管的制作方法
CN108063162B (zh) * 2017-12-18 2020-08-28 南京溧水高新创业投资管理有限公司 双极晶体管的制作方法
CN108054094A (zh) * 2017-12-18 2018-05-18 深圳市晶特智造科技有限公司 双极晶体管及其制作方法
CN108063161A (zh) * 2017-12-18 2018-05-22 深圳市晶特智造科技有限公司 双极晶体管及其制作方法
CN108054095B (zh) * 2017-12-21 2020-08-28 南京溧水高新创业投资管理有限公司 双极晶体管的制作方法
JP2020013926A (ja) * 2018-07-19 2020-01-23 株式会社村田製作所 半導体装置
KR102636443B1 (ko) * 2018-12-12 2024-02-15 에스케이하이닉스 주식회사 노이즈 차단 구조를 포함하는 이미지 센싱 장치
CN110828549B (zh) * 2019-11-14 2022-08-16 西安微电子技术研究所 一种保护环掺杂抗辐射晶体管结构及其制备方法
CN111477679B (zh) * 2020-04-17 2023-06-13 重庆伟特森电子科技有限公司 不对称沟槽型SiC-MOSFET栅的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6442859A (en) * 1987-08-11 1989-02-15 Sony Corp Bipolar transistor and manufacture thereof
JPH0210734A (ja) * 1988-06-29 1990-01-16 Sony Corp 半導体装置およびその製造方法
JPH07142566A (ja) * 1993-11-17 1995-06-02 Nippondenso Co Ltd 絶縁物分離半導体装置
JPH09102503A (ja) * 1995-10-05 1997-04-15 Nec Corp 半導体装置およびその製造方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5943545A (ja) * 1982-09-06 1984-03-10 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置
JPH0719838B2 (ja) * 1985-07-19 1995-03-06 松下電器産業株式会社 半導体装置およびその製造方法
US5104816A (en) * 1986-01-30 1992-04-14 Texas Instruments Incorporated Polysilicon self-aligned bipolar device including trench isolation and process of manufacturing same
US5187554A (en) * 1987-08-11 1993-02-16 Sony Corporation Bipolar transistor
US5468989A (en) * 1988-06-02 1995-11-21 Hitachi, Ltd. Semiconductor integrated circuit device having an improved vertical bipolar transistor structure
US5003365A (en) * 1988-06-09 1991-03-26 Texas Instruments Incorporated Bipolar transistor with a sidewall-diffused subcollector
JPH05109753A (ja) * 1991-08-16 1993-04-30 Toshiba Corp バイポーラトランジスタ
US5644157A (en) * 1992-12-25 1997-07-01 Nippondenso Co., Ltd. High withstand voltage type semiconductor device having an isolation region
US5943578A (en) * 1993-02-05 1999-08-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of manufacturing a semiconductor device having an element isolating region
US5448102A (en) * 1993-06-24 1995-09-05 Harris Corporation Trench isolation stress relief
US5892264A (en) * 1993-10-04 1999-04-06 Harris Corporation High frequency analog transistors, method of fabrication and circuit implementation
US6104078A (en) * 1994-03-09 2000-08-15 Denso Corporation Design for a semiconductor device having elements isolated by insulating regions
US5496745A (en) * 1994-12-19 1996-03-05 Electronics And Telecommunications Research Institute Method for making bipolar transistor having an enhanced trench isolation
JPH08306700A (ja) * 1995-04-27 1996-11-22 Nec Corp 半導体装置及びその製造方法
JP3575908B2 (ja) * 1996-03-28 2004-10-13 株式会社東芝 半導体装置
US5914280A (en) * 1996-12-23 1999-06-22 Harris Corporation Deep trench etch on bonded silicon wafer
JPH11284060A (ja) * 1998-03-27 1999-10-15 Hitachi Ltd 半導体装置及びその製造方法
US6362040B1 (en) * 2000-02-09 2002-03-26 Infineon Technologies Ag Reduction of orientation dependent oxidation for vertical sidewalls of semiconductor substrates

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6442859A (en) * 1987-08-11 1989-02-15 Sony Corp Bipolar transistor and manufacture thereof
JPH0210734A (ja) * 1988-06-29 1990-01-16 Sony Corp 半導体装置およびその製造方法
JPH07142566A (ja) * 1993-11-17 1995-06-02 Nippondenso Co Ltd 絶縁物分離半導体装置
JPH09102503A (ja) * 1995-10-05 1997-04-15 Nec Corp 半導体装置およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
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