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Info
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Abstract
Description
Claims (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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