JP2005191226A - Semiconductor device and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体装置およびその製造方法に係り、コレクタ抵抗を低減させる半導体装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a semiconductor device that reduces collector resistance and a manufacturing method thereof.
図7は、バイポーラトランジスタの一例を示す断面図である。図はnpn型バイポーラトランジスタであり、基板表面からコレクタ電極を取り出す構造である。 FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a bipolar transistor. The figure shows an npn type bipolar transistor having a structure in which a collector electrode is taken out from the substrate surface.
基板は、p型半導体基板31であり、その上にn−型エピタキシャル層を積層する等してコレクタ領域32を設ける。
The substrate is a p-
p型基板31とn−型エピタキシャル層32の界面には、n+型のコレクタ埋め込み層33が設けられる。また基板表面から不純物を拡散してn+型拡散領域38を設ける。n+型拡散領域38は、コレクタ埋め込み層33の深さまで拡散されコレクタ埋め込み層33とコンタクトする。n+型拡散領域38は、基板表面に設けられたコレクタ電極51とコンタクトし、基板表面からコレクタの取り出しを行う。
An n + type collector buried
コレクタ埋め込み層33上のコレクタ領域32には、LOCOS酸化膜34を設け、LOCOS酸化膜34間の基板表面にベース領域50と、エミッタ領域46が設けられる。
A LOCOS
ベース領域50は、外部ベース領域39および真性ベース領域41からなり、例えばLOCOS酸化膜34間に櫛歯状に複数配置される。それぞれの真性ベース領域41表面には、エミッタ領域46を設ける。外部ベース領域39およびエミッタ領域46にはそれぞれの領域を形成するための不純物拡散源を兼ねた導電材料からなるベース引き出し電極37およびエミッタ引き出し電極45をコンタクトさせる。絶縁膜47およびTEOS膜36に設けたスルーホールTHを介してそれぞれの引き出し電極に接続するベース電極48およびエミッタ電極49を設ける。また、コレクタ領域32と接続するコレクタ電極51を設ける。(例えば特許文献1参照。)。
The
次に、図8から図10を参照して従来のバイポーラトランジスタの製造方法を説明する。 Next, a conventional bipolar transistor manufacturing method will be described with reference to FIGS.
まず、p型シリコン基板31上にコレクタ埋め込み層の形成予定領域を開口したマスク100を設け、n型不純物をイオン注入する。尚、この際開口部には表面保護のため薄い酸化膜(不図示)が形成されている(図8(A))。その後、酸化膜を除去し、n−型エピタキシャル層を積層してコレクタ領域32を形成する。エピタキシャル成長と共にn型不純物は上下に拡散し、n−型エピタキシャル層32とp型基板31の界面にn+型のコレクタ埋め込み層33が形成される(図8(B))。
First, a
さらに、コレクタ電極を形成する予定の領域にn型不純物をイオン注入し、拡散する。これにより、コレクタ埋め込み層33に達するn+型拡散領域38が形成される(図9)。
Further, n-type impurities are ion-implanted and diffused in a region where a collector electrode is to be formed. As a result, an n + -
その後、素子領域を形成する。まず、所定の位置にLOCOS酸化膜34を形成する。LOCOS酸化膜34間に露出した基板表面とコンタクトするポリシリコン層とTEOS膜36を堆積し、エミッタ領域が形成される予定の領域に開口部OPを形成し、ベース拡散源を兼ねたベース取り出し電極37を形成する。開口部OPに表面保護のための絶縁膜40を形成し、p型不純物をイオン注入する。
Thereafter, an element region is formed. First, the LOCOS
次に、短時間の熱処理を施し、不純物を拡散して、真性ベース領域41を形成する。また、同一の熱処理工程によりベース拡散源37中のp型不純物をコレクタ領域32表面に拡散する。ベース拡散源37にはp型不純物がドープされており、拡散により外部ベース領域39が形成される。真性ベース領域41は、外部ベース領域39の表面付近でコンタクトする(図10(A))。
Next, heat treatment is performed for a short time, and impurities are diffused to form the
その後、外部ベース領域39と後の工程で形成されるエミッタ領域との距離をセルフアラインで確保するため、開口部OPにサイドウォール43を形成する。開口部OP底部の絶縁膜40を除去してエミッタコンタクト部を形成する。再びポリシリコンを堆積し、開口部OPにエミッタ拡散源となるエミッタ引き出し電極45を形成する。その後エミッタ拡散源からn型不純物を真性ベース領域41表面に拡散し、エミッタ領域46を形成する(図10(B))。
Thereafter, in order to secure the distance between the
さらに、平坦化のため絶縁膜47を形成し、絶縁膜47およびTEOS膜36にスルーホールTHを形成する。スルーホールTHを介してベース引き出し電極37にコンタクトするベース電極48を形成し、エミッタ引き出し電極45にコンタクトするエミッタ電極49を形成する。更にn+型拡散領域38にコンタクトするコレクタ電極51を形成し、図7に示す最終構造を得る。
素子裏面にコレクタ電極を設けてリードフレームに接続する構造ではベース電極に接続するベースパッド電極とフレーム(コレクタ電極)間でベース−コレクタ間容量が発生する。一方、図7のごとく基板表面からコレクタ電極を取り出す構造の素子は、リードフレームをエミッタ電極と接続する。この場合ベースパッド電極とリードフレーム(エミッタ電極)間でベース−エミッタ容量は発生するが、ベース−コレクタ間容量に比べて高周波特性に及ぼす影響が少なく、好適である。このような素子では、p型基板31が設けられ、コレクタ埋め込み層33とn+型拡散領域38により、コレクタを基板表面から取り出している。
In the structure in which the collector electrode is provided on the back surface of the element and connected to the lead frame, a base-collector capacitance is generated between the base pad electrode connected to the base electrode and the frame (collector electrode). On the other hand, an element having a structure in which the collector electrode is extracted from the substrate surface as shown in FIG. 7 connects the lead frame to the emitter electrode. In this case, although base-emitter capacitance is generated between the base pad electrode and the lead frame (emitter electrode), it has less influence on high-frequency characteristics than the base-collector capacitance, which is preferable. In such an element, a p-
バイポーラトランジスタでは、コレクタ抵抗の低減が高周波特性向上の大きな要因となる。また、コレクタ抵抗の低減はコレクタ−エミッタ間飽和電圧(以下、VCE(sat)と称する)の低減にも効果的であり、VCE(sat)が低い方が消費電力が小さくできるので望ましい。 In a bipolar transistor, a reduction in collector resistance is a major factor in improving high-frequency characteristics. Reduction of the collector resistance is also effective in reducing the collector-emitter saturation voltage (hereinafter referred to as VCE (sat)), and a lower VCE (sat) is preferable because power consumption can be reduced.
従来の構造においては、低濃度のコレクタ領域32と、電流経路となるコレクタ埋め込み層33およびn+型拡散領域38のトータルの抵抗がコレクタ抵抗となる。そこで、コレクタ抵抗を低減する場合、コレクタ埋め込み層33を形成する際の注入ドーズ量を高め、基板表面から形成するn+型拡散領域38とのコンタクト抵抗を低減させる。コレクタ埋め込み層33の全領域の不純物濃度が高まるとコレクタ埋め込み層33の上下拡散がより進み、低濃度のコレクタ領域32幅が狭まることになる。
In the conventional structure, the collector resistance is the total resistance of the low
つまり、コレクタ埋め込み層33とn+型拡散領域38のコンタクト部分の抵抗が低減し、さらにエミッタ領域46直下の低濃度のコレクタ領域32幅が狭まり、コレクタ領域内に不純物濃度の高い領域が多くなる。これによりコレクタ抵抗は低減し、VCE(sat)の低減に寄与できる。このため、例えば発振器用途などとしては出力波形が歪まず、好適である。
That is, the resistance of the contact portion between the collector buried
しかし、コレクタ領域32の低濃度領域が狭くなると、コレクタ−エミッタ間の降伏電圧(VCEO)が低下してしまう。これは、バイアス印加によって低濃度領域を広がった空乏層が、急激に濃度の高くなるコレクタ埋め込み層33まで到達すると、これ以上空乏層が広がることができず降伏に至るためである。つまり、コレクタ領域32とコレクタ埋め込み層33との界面がベース領域50に近づくために、降伏電圧が下がり耐圧が劣化してしまう。
However, when the low concentration region of the
すなわち、コレクタ埋め込み層と基板表面からの接触部分のコンタクト抵抗の低減と、VCEO特性はトレードオフとなり、これらの両立は困難であった。 That is, a reduction in contact resistance at the contact portion from the collector buried layer and the substrate surface and a VCEO characteristic are traded off, and it is difficult to achieve both of them.
本発明はかかる課題に鑑みてなされ、第1に、一導電型の半導体基板と、前記半導体基板上に設けられた逆導電型のコレクタ領域と、前記コレクタ領域表面に設けられた一導電型のベース領域と、前記ベース領域表面に設けられた逆導電型のエミッタ領域と、前記半導体基板と前記コレクタ領域との界面に設けられた逆導電型の第1の埋め込み層と、前記基板表面から前記第1の埋め込み層付近に達して設けられた逆導電型の拡散領域と、前記拡散領域下部に設けられ、該拡散領域および前記第1の埋め込み層に接する逆導電型の第2の埋め込み層とを具備することにより解決するものである。 The present invention has been made in view of such problems. First, a one-conductivity-type semiconductor substrate, a reverse-conductivity-type collector region provided on the semiconductor substrate, and a one-conductivity-type semiconductor substrate provided on the collector region surface. A base region, a reverse conductivity type emitter region provided on the surface of the base region, a reverse conductivity type first buried layer provided at an interface between the semiconductor substrate and the collector region, and the substrate surface A reverse conductivity type diffusion region provided so as to reach the vicinity of the first buried layer; and a reverse conductivity type second buried layer provided below the diffusion region and in contact with the diffusion region and the first buried layer; It solves by having.
また、前記第2の埋め込み層は、前記第1の埋め込み層より高い不純物濃度を有することを特徴とするものである。 Further, the second buried layer has a higher impurity concentration than the first buried layer.
また、前記第2の埋め込み層は、前記拡散領域と同程度以上の幅に設けられることを特徴とするものである。 Further, the second buried layer is provided with a width equal to or larger than that of the diffusion region.
また、前記第2の埋め込み層は、前記第1の埋め込み層より拡散係数の大きい不純物により設けることを特徴とするものである。 Further, the second buried layer is provided by an impurity having a diffusion coefficient larger than that of the first buried layer.
また、前記拡散領域は前記基板表面に設けたコレクタ電極に接続することを特徴とするものである。 Further, the diffusion region is connected to a collector electrode provided on the substrate surface.
第2に、一導電型の半導体基板上に、逆導電型の第1の埋め込み層と該第1の埋め込み層の一部と接する逆導電型の第2の埋め込み層を設けた逆導電型のコレクタ領域を形成する工程と、前記コレクタ領域表面から前記第2の埋め込み層に達する逆導電型の拡散領域を形成する工程と、前記コレクタ領域表面に、一導電型のベース領域を形成し、該ベース領域表面に逆導電型のエミッタ領域を形成する工程とを具備することにより解決するものである。 Second, a reverse conductivity type first buried layer and a reverse conductivity type second buried layer in contact with a part of the first buried layer are provided on a one conductivity type semiconductor substrate. Forming a collector region; forming a reverse conductivity type diffusion region reaching the second buried layer from the collector region surface; forming a one conductivity type base region on the collector region surface; And a step of forming a reverse conductivity type emitter region on the surface of the base region.
また、前記第2の埋め込み層は、前記第1の埋め込み層より上方まで拡散して形成されることを特徴とするものである。 Further, the second buried layer is formed by diffusing up to a position above the first buried layer.
また、前記基板表面に、前記エミッタ領域およびベース領域にそれぞれコンタクトするエミッタ電極およびベース電極を形成し、前記拡散領域にコンタクトするコレクタ電極を形成する工程とを具備することを特徴とするものである。 A step of forming an emitter electrode and a base electrode in contact with the emitter region and the base region, respectively, and forming a collector electrode in contact with the diffusion region on the surface of the substrate; .
本発明に依れば、第1に、第2コレクタ埋め込み層により、第1コレクタ埋め込み層とn+型拡散領域とのコンタクト抵抗を低減できるので、コレクタ抵抗を低減でき、VCE(sat)を低減できる。 According to the present invention, first, the contact resistance between the first collector buried layer and the n + -type diffusion region can be reduced by the second collector buried layer, so that the collector resistance can be reduced and V CE (sat) is reduced. it can.
第2には、第1のコレクタ埋め込み層に拡散係数の小さい不純物を用いることで、コレクタ埋め込み層の不純物の這い上がりを抑制でき、コレクタ領域の低濃度の領域を所定の幅確保できるので、耐圧の劣化を抑制してコレクタ抵抗が低減できる。 Second, by using an impurity having a small diffusion coefficient in the first collector buried layer, it is possible to suppress the rise of impurities in the collector buried layer and to secure a predetermined width of the low concentration region of the collector region. The collector resistance can be reduced by suppressing the deterioration of the collector.
第3には、第2のコレクタ埋め込み層は、第1のコレクタ埋め込み層と比較して拡散係数が大きいので、上方まで這い上がり、n+型拡散領域との接触が良好となり、コレクタの取り出しとなる経路において不純物濃度の高い領域を広げることができる。 Third, since the second collector buried layer has a larger diffusion coefficient than the first collector buried layer, the second collector buried layer rises upward, has good contact with the n + -type diffusion region, and takes out the collector. A region with a high impurity concentration can be expanded in the path.
従ってVCEO特性を劣化させずに、第1のコレクタ埋め込み層とn+型拡散領域とのコンタクト抵抗を低減でき、トータルのコレクタ抵抗を低減できる。 Therefore, the contact resistance between the first collector buried layer and the n + -type diffusion region can be reduced without degrading the VCEO characteristics, and the total collector resistance can be reduced.
図1から図6を参照して、本発明の半導体装置についてnpn型バイポーラトランジスタを例に説明する。 With reference to FIGS. 1 to 6, the semiconductor device of the present invention will be described by taking an npn bipolar transistor as an example.
バイポーラトランジスタは、半導体基板1と、コレクタ領域2と、ベース領域20と、エミッタ領域16と、第1埋め込み層3と、拡散領域8と、第2埋め込み層5とから構成される。
The bipolar transistor includes a semiconductor substrate 1, a
基板はp型シリコン半導体基板1であり、その上にn−型エピタキシャル層を積層するなどしてコレクタ領域2を設ける。
The substrate is a p-type silicon semiconductor substrate 1, and a
p型半導体基板1とn−型エピタキシャル層2の界面には、例えばヒ素(As)、アンチモン(Sb)等を拡散したn+型の第1のコレクタ埋め込み層3が設けられる。また基板表面から例えばヒ素、リン(P)等の不純物を拡散してn+型拡散領域8を設ける。n+型拡散領域8は、第1コレクタ埋め込み層3の付近の深さまで拡散される。
At the interface between the p-type semiconductor substrate 1 and the n − -
第2コレクタ埋め込み層5は、例えばリン等のn+型不純物の拡散層であり、n+型拡散領域8の下部で、n+型拡散領域8と同程度あるいはそれ以上の幅に設けられ、n+型拡散領域8および第1コレクタ埋め込み層3とコンタクトする。
The second collector buried
第1コレクタ埋め込み層3の注入ドーズ量は2E15cm−2程度であり、第2コレクタ埋め込み層5の注入ドーズ量は1E16cm−2程度である。熱処理により活性化した後の不純物濃度は第1コレクタ埋め込み層3が1E19cm−3程度であり、第2コレクタ埋め込み層5が2E21cm−3程度となる。
The implantation dose of the first collector buried
第2コレクタ埋め込み層5は、n+型拡散領域8および第1コレクタ埋め込み層3とのコンタクト部分に重畳して設けられる。また、少なくとも、第2コレクタ埋め込み層5を介してn+型拡散領域および第1コレクタ埋め込み層3とがコンタクトしている構造でもよいが、コレクタ抵抗を低減するためにはn+型拡散領域8と第1コレクタ埋め込み層3とのコンタクト部に重畳して設けるのが好適である。
The second collector buried
エピタキシャル層が厚い場合でも、第2コレクタ埋め込み層5によりコンタクトさせることができる。
Even when the epitaxial layer is thick, the second collector buried
第1コレクタ埋め込み層3上のコレクタ領域2にはLOCOS酸化膜4を設け、LOCOS酸化膜4間の基板表面にベース領域20およびエミッタ領域16が設けられる。ベース領域20は、外部ベース領域9および真性ベース領域11からなり、例えばLOCOS酸化膜4間に櫛歯状に複数配置される。それぞれの真性ベース領域11表面には、エミッタ領域16を設ける。外部ベース領域9およびエミッタ領域16にはそれぞれの領域を形成するための不純物拡散源を兼ねた導電材料からなるベース引き出し電極7およびエミッタ引き出し電極15をコンタクトさせ、それぞれに接続するベース電極18およびエミッタ電極19を設ける。また、コレクタ電極21は、n+型拡散領域8とコンタクトし、基板表面に設けられる。
A LOCOS oxide film 4 is provided in the
第1コレクタ埋め込み層3は、拡散係数の小さい不純物の拡散層であるので、エピタキシャル成長とともに上方および下方へあまり拡散しない。一方、第2コレクタ埋め込み層5の不純物は、第1コレクタ埋め込み層3の不純物より拡散係数が大きく、さらに濃度も高い。すなわち、第2コレクタ埋め込み層5は、エピタキシャル成長と共に第1コレクタ埋め込み層3より上方(および下方)まで拡散される。
Since the first collector buried
一方、n+型拡散領域8は、第1コレクタ埋め込み層3に達する条件で拡散形成される領域である。すなわち、コレクタ領域2の厚み分の深さを拡散させなければならないが、n+型拡散領域8の先端は不純物濃度も少なくなり、ここでのコンタクト抵抗が増大してしまう問題があった。
On the other hand, the n + -
しかし、本実施形態によれば、第2コレクタ埋め込み層5の這い上がりを利用することによりn+型拡散領域8と、第1コレクタ埋め込み層3の接合部分の不純物濃度を高めることができ、コンタクト抵抗を低減できる。また、万一、n+型拡散領域8および第1コレクタ埋め込み層3の接触が不十分な場合でも、第2コレクタ埋め込み層5により、両者を確実に接続することができる。
However, according to the present embodiment, by using the rising of the second collector buried
バイポーラトランジスタではコレクタ抵抗の低減が望まれ、第1コレクタ埋め込み層3の不純物濃度を向上によりコレクタ抵抗の低減は可能である。しかし、第1コレクタ埋め込み層3の不純物濃度を向上すると、上方拡散も進む。これにより、コレクタ抵抗の低減にはなるが、コレクタ領域2の厚みが薄くなり耐圧が劣化する問題がある。
In the bipolar transistor, it is desired to reduce the collector resistance, and the collector resistance can be reduced by improving the impurity concentration of the first collector buried
しかし、本実施形態では第1コレクタ埋め込み層3はヒ素、又はアンチモンである。従って、上方(下方)拡散がそれほど進まないので、所定のコレクタ領域2の厚みを確保でき、耐圧を確保できる。
However, in the present embodiment, the first collector buried
また、第2コレクタ埋め込み層5は拡散係数が大きいリンであり、不純物濃度も高い。これにより、第1コレクタ埋め込み層3より上方まで高濃度の領域が広がり、コンタクト抵抗を低減できるので、コレクタ抵抗の低減に寄与できる。
The second collector buried
すなわち、所定の耐圧と、コンタクト抵抗の低減によるコレクタ抵抗の低減とを兼ね備えた半導体装置を提供できる。 That is, it is possible to provide a semiconductor device having both a predetermined breakdown voltage and a reduction in collector resistance due to a reduction in contact resistance.
次に、図2から図6および図1を参照して、本実施形態のバイポーラトランジスタの製造方法の一例を説明する。 Next, an example of a method for manufacturing the bipolar transistor of this embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 6 and FIG.
バイポーラトランジスタの製造方法は、一導電型の半導体基板上に、逆導電型の第1の埋め込み層と第1の埋め込み層の一部と接する逆導電型の第2の埋め込み層を設けた逆導電型のコレクタ領域を形成する工程と、コレクタ領域表面から第2の埋め込み層に達する逆導電型の拡散領域を形成する工程と、コレクタ領域表面に、一導電型のベース領域を形成する工程と、ベース領域表面に逆導電型のエミッタ領域を形成する工程とから構成される。 In the bipolar transistor manufacturing method, a reverse conductivity type first buried layer and a reverse conductivity type second buried layer in contact with a part of the first buried layer are provided on a one conductivity type semiconductor substrate. Forming a collector region of the mold, forming a reverse conductivity type diffusion region reaching the second buried layer from the collector region surface, forming a one conductivity type base region on the collector region surface, Forming a reverse conductivity type emitter region on the surface of the base region.
第1工程(図2および図3参照):一導電型の半導体基板上に、逆導電型の第1の埋め込み層と第1の埋め込み層の一部と接する逆導電型の第2の埋め込み層を設けた逆導電型のコレクタ領域を形成する工程。 First step (see FIGS. 2 and 3): a reverse conductivity type first buried layer and a reverse conductivity type second buried layer in contact with a part of the first buried layer on a one conductivity type semiconductor substrate. Forming a reverse conductivity type collector region provided with
まず、図2では、p型シリコン基板1上に第1コレクタ埋め込み層の形成予定領域を開口したマスク100を設け、例えばヒ素等のn型不純物を、ドーズ量2E15cm−2、加速エネルギー100KeV程度の条件でイオン注入する。尚、この際開口部には表面保護のため薄い酸化膜(不図示)が形成されている(図2(A))。さらに、第2コレクタ埋め込み層形成予定領域が開口したマスク100を形成し、第1コレクタ埋め込み層の不純物より拡散係数の大きいn型不純物(例えばリン)をドーズ量1E16cm−2、加速エネルギー20KeV程度でイオン注入する。
First, in FIG. 2, a
尚、第2コレクタ埋め込み層の形成予定領域は、第1コレクタ埋め込み層形成予定領域と一部重畳し、かつコレクタ電極形成予定領域の下方に位置する領域である(図2(B))。 Note that the region where the second collector buried layer is to be formed is a region which partially overlaps the region where the first collector buried layer is to be formed and is located below the region where the collector electrode is to be formed (FIG. 2B).
その後、図3の如く、酸化膜を除去し、例えば比抵抗0.6Ωcm、厚み1.5μm程度のn−型エピタキシャル層を積層してコレクタ領域2を形成する。エピタキシャル成長と共に第1コレクタ埋め込み層3と第2コレクタ埋め込み層5は上下に拡散し、n−型エピタキシャル層2とp型基板1の界面にn+型の第1コレクタ埋め込み層3が形成され、同時に第2コレクタ埋め込み層5が形成される。
Thereafter, as shown in FIG. 3, the oxide film is removed, and an n − type epitaxial layer having a specific resistance of 0.6 Ωcm and a thickness of about 1.5 μm is laminated to form the
このとき、第2コレクタ埋め込み層5のリンは、第1コレクタ埋め込み層3のヒ素より拡散係数が大きく、濃度も高いため、第1コレクタ埋め込み層3より上方(及び下方)まで拡散が進む。
At this time, phosphorus in the second collector buried
第2工程(図4参照):コレクタ領域表面から第2の埋め込み層に達する逆導電型の拡散領域を形成する工程。 Second step (see FIG. 4): a step of forming a reverse conductivity type diffusion region reaching the second buried layer from the collector region surface.
その後、コレクタ電極を形成する予定の領域の絶縁膜を開口して、例えばリン等のn型不純物をイオン注入する。イオン注入条件は、ドーズ量5E15cm−2、加速エネルギー100KeV程度である(図4(A))。 Thereafter, an insulating film in a region where a collector electrode is to be formed is opened, and n-type impurities such as phosphorus are ion-implanted. The ion implantation conditions are a dose of 5E15 cm −2 and an acceleration energy of about 100 KeV (FIG. 4A).
その後熱処理により拡散し、少なくとも第2コレクタ埋め込み層5に達するn+型拡散領域8を形成する。n+型拡散領域8は第1コレクタ埋め込み層3に達する条件で拡散され、第2コレクタ埋め込み層5は両者のコンタクト部分に重畳して形成される。これにより、コンタクト部分の抵抗が低減できる(図4(B))。
After that, the n + -
尚、第2コレクタ埋め込み層5は、第1コレクタ埋め込み層3より不純物濃度が高く、上方まで拡散される。したがって、万一n+型拡散領域8の先端と第1コレクタ埋め込み層3とのコンタクトが不十分であっても、第2コレクタ埋め込み層5により、両者を確実に接続させることができる。
The second collector buried
第3工程(図5および図6参照):コレクタ領域表面に、一導電型のベース領域を形成するし、ベース領域表面に逆導電型のエミッタ領域を形成する工程。 Third step (see FIGS. 5 and 6): a step of forming a base region of one conductivity type on the surface of the collector region and forming an emitter region of reverse conductivity type on the surface of the base region.
その後、素子領域を形成する。まず、図5では、所定の位置にLOCOS酸化膜4を形成する。LOCOS酸化膜4間に露出した基板表面とコンタクトするポリシリコン層を堆積し、その上にTEOS膜6を形成する。ポリシリコン層およびTEOS膜6のエミッタ領域形成予定の領域を開口して開口部OPを形成する。これによりベース拡散源を兼ねたベース取り出し電極7が形成される。開口部OPに基板表面の保護のため絶縁膜10を形成後、p型不純物をイオン注入する(図5(A))。
Thereafter, an element region is formed. First, in FIG. 5, the LOCOS oxide film 4 is formed at a predetermined position. A polysilicon layer in contact with the substrate surface exposed between the LOCOS oxide films 4 is deposited, and a
その後、短時間の熱処理を施して真性ベース領域11を形成する。また、同一の熱処理工程によりベース拡散源7中のp型不純物をコレクタ領域2表面に拡散する。ベース拡散源7にはp型不純物がドープされており、拡散により外部ベース領域9が形成される。真性ベース領域11は、外部ベース領域9の表面付近でコンタクトする(図5(B))。
Thereafter, the
次に、図6では、外部ベース領域9と後の工程で形成されるエミッタ領域との距離をセルフアラインで確保するため、開口部OPにサイドウォール13を形成する。また、エミッタ領域を形成するため、開口部OP底部の絶縁膜10を除去してエミッタコンタクト部ECを形成する(図6(A))。
Next, in FIG. 6, the
再びポリシリコンを堆積し、開口部OPにエミッタ拡散源となるエミッタ引き出し電極15を形成する。その後エミッタ拡散源15からn型不純物を真性ベース領域11表面に拡散し、エミッタ領域16を形成する(図6(B))。
Polysilicon is deposited again, and an
さらに、平坦化のため絶縁膜17を形成し、絶縁膜17およびTEOS膜6にスルーホールTHを形成する。スルーホールTHを介してベース引き出し電極7にコンタクトするベース電極18を形成し、エミッタ引き出し電極15にコンタクトするエミッタ電極19を形成する。
Further, an insulating
更にn+型拡散領域8にコンタクトするコレクタ電極21を形成し、図1に示す最終構造を得る。コレクタ電極21は、ベース電極18およびエミッタ電極19と同様に基板表面に形成される。
Further, a
1 p型シリコン基板
2 コレクタ領域
3 第1コレクタ埋め込み層
4 LOCOS酸化膜
5 第2コレクタ埋め込み層
6 TEOS膜
7 ベース引き出し電極
8 n+型拡散領域
9 外部ベース領域
10 絶縁膜
11 真性ベース領域
13 サイドウォール
15 エミッタ引き出し電極
16 エミッタ領域
17 絶縁膜
18 ベース電極
19 エミッタ電極
20 ベース領域
21 コレクタ電極
31 p型シリコン基板
32 コレクタ領域
33 コレクタ埋め込み層
34 LOCOS酸化膜
36 TEOS膜
37 ベース引き出し電極
38 n+型拡散領域
39 外部ベース領域
40 絶縁膜
41 真性ベース領域
43 サイドウォール
45 エミッタ引き出し電極
46 エミッタ領域
47 絶縁膜
48 ベース電極
49 エミッタ電極
50 ベース領域
51 コレクタ電極
100 絶縁膜
TH スルーホール
EC エミッタコンタクト部
OP 開口部
1 p-
16
45 Emitter extraction electrode
46
Claims (8)
前記半導体基板上に設けられた逆導電型のコレクタ領域と、
前記コレクタ領域表面に設けられた一導電型のベース領域と、
前記ベース領域表面に設けられた逆導電型のエミッタ領域と、
前記半導体基板と前記コレクタ領域との界面に設けられた逆導電型の第1の埋め込み層と、
前記基板表面から前記第1の埋め込み層付近に達して設けられた逆導電型の拡散領域と、
前記拡散領域下部に設けられ、該拡散領域および前記第1の埋め込み層に接する逆導電型の第2の埋め込み層とを具備することを特徴とする半導体装置。 A semiconductor substrate of one conductivity type;
A reverse conductivity type collector region provided on the semiconductor substrate;
A base region of one conductivity type provided on the collector region surface;
A reverse conductivity type emitter region provided on the surface of the base region;
A reverse conductivity type first buried layer provided at an interface between the semiconductor substrate and the collector region;
A reverse conductivity type diffusion region provided from the substrate surface to the vicinity of the first buried layer;
A semiconductor device comprising: a second buried layer of a reverse conductivity type provided under the diffusion region and in contact with the diffusion region and the first buried layer.
前記コレクタ領域表面から前記第2の埋め込み層に達する逆導電型の拡散領域を形成する工程と、
前記コレクタ領域表面に、一導電型のベース領域を形成し、該ベース領域表面に逆導電型のエミッタ領域を形成する工程とを具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。 On the one conductivity type semiconductor substrate, a reverse conductivity type collector region is provided in which a reverse conductivity type first buried layer and a reverse conductivity type second buried layer in contact with a part of the first buried layer are provided. And a process of
Forming a reverse conductivity type diffusion region reaching the second buried layer from the collector region surface;
Forming a base region of one conductivity type on the surface of the collector region and forming an emitter region of reverse conductivity type on the surface of the base region.
Priority Applications (1)
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