JP2008218982A - Semiconductor device and manufacturing method therefor - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method therefor Download PDF

Info

Publication number
JP2008218982A
JP2008218982A JP2008006276A JP2008006276A JP2008218982A JP 2008218982 A JP2008218982 A JP 2008218982A JP 2008006276 A JP2008006276 A JP 2008006276A JP 2008006276 A JP2008006276 A JP 2008006276A JP 2008218982 A JP2008218982 A JP 2008218982A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductivity type
diffusion layer
layer
region
iso
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008006276A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuru Soma
充 相馬
Hirotsugu Hata
博嗣 畑
Yoshimasa Amatatsu
芳正 天辰
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
System Solutions Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Semiconductor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd, Sanyo Semiconductor Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP2008006276A priority Critical patent/JP2008218982A/en
Priority to CN2008101277336A priority patent/CN101304029B/en
Priority to US12/026,593 priority patent/US7791171B2/en
Publication of JP2008218982A publication Critical patent/JP2008218982A/en
Priority to US12/836,221 priority patent/US7910449B2/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Element Separation (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem wherein it is difficult, in conventional semiconductor devices, to reduce the size of an isolation region (ISO) that form region, due to increased lateral diffusion width of a P-type embedded layer constituting the ISO. <P>SOLUTION: In a semiconductor device, two epitaxial layers EPI7 and EPI8 are formed on a P-type substrate 6. In the substrate 6 and the epitaxial layers EPI7 and EPI8, isolation regions ISO1, ISO2, and ISO3 are formed to divide the substrate and the epitaxial layers into multiple islands, and ISO1 is formed by connecting L-ISO9, M-ISO10, and U-ISO11. By arranging M-ISO10 between L-ISO9 and U-ISO11, lateral diffusion width W1 of L-ISO9 is narrowed. According to this structure, the ISO1 forming region is made narrow. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体装置及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof.

従来の半導体装置の一実施例として、下記のNPNトランジスタ281の構造が知られている。図25に示す如く、P型の半導体基板282上には、N型のエピタキシャル層(以下、EPIと呼ぶ。)283が形成される。EPI283には、基板282表面から上下方向に拡散するP型の埋込拡散層(以下、埋込層と呼ぶ。)284、285とEPI283表面から拡散するP型の拡散層286、287とが形成される。そして、EPI283は、埋込層284、285と拡散層286、287とが連結してなる分離領域(以下、ISOと呼ぶ。)288、289により、複数の島領域(以下、アイランドと呼ぶ。)に区分される。アイランドの1つには、例えば、NPNトランジスタ281が形成される。NPNトランジスタ281は、主に、コレクタ領域としてのN型の埋込層290、ベース領域としてのP型の拡散層291及びエミッタ領域としてのN型の拡散層292から形成される。また、埋込層284、285は、専用の熱処理を行うことで、拡散される。一方、拡散層286、287も、専用の熱処理を行うことで、拡散される。この熱拡散工程により、埋込層284、285と拡散層286、287とは連結し、ISO288、289が形成される(例えば、特許文献1参照。)。
特開平9−283646号公報(第3−4、6頁、第1、5−7図)
As an example of a conventional semiconductor device, the following structure of an NPN transistor 281 is known. As shown in FIG. 25, an N-type epitaxial layer (hereinafter referred to as EPI) 283 is formed on a P-type semiconductor substrate 282. In the EPI 283, P-type buried diffusion layers (hereinafter referred to as buried layers) 284 and 285 that diffuse in the vertical direction from the surface of the substrate 282 and P-type diffusion layers 286 and 287 that diffuse from the EPI 283 surface are formed. Is done. The EPI 283 includes a plurality of island regions (hereinafter referred to as islands) by isolation regions (hereinafter referred to as ISO) 288 and 289 formed by connecting the buried layers 284 and 285 and the diffusion layers 286 and 287. It is divided into. For example, an NPN transistor 281 is formed in one of the islands. The NPN transistor 281 is mainly formed of an N type buried layer 290 as a collector region, a P type diffusion layer 291 as a base region, and an N type diffusion layer 292 as an emitter region. Further, the buried layers 284 and 285 are diffused by performing a dedicated heat treatment. On the other hand, the diffusion layers 286 and 287 are also diffused by performing a dedicated heat treatment. By this thermal diffusion process, the buried layers 284 and 285 and the diffusion layers 286 and 287 are connected to form ISO 288 and 289 (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 9-283646 (pages 3-4 and 6, pages 1 and 5-7)

上述したように、従来の半導体装置では、EPI283の膜厚は、NPNトランジスタ281の耐圧が考慮され決められる。例えば、パワー用の半導体素子と制御用の半導体素子とが、同一の基板282に形成される場合には、パワー用半導体素子の耐圧特性に応じて、EPI283の膜厚が決められる。そして、埋込層284、285は、基板282表面からEPI283へと這い上がる。一方、P型の拡散層286、287は、EPI283表面から這い下がる。この構造により、埋込層284、285は、その這い上がり量に応じて、その横方向拡散幅W23、W24も広がってしまう。その結果、ISO288、289の形成領域が縮小され難いという問題がある。   As described above, in the conventional semiconductor device, the film thickness of the EPI 283 is determined in consideration of the breakdown voltage of the NPN transistor 281. For example, when the power semiconductor element and the control semiconductor element are formed on the same substrate 282, the film thickness of the EPI 283 is determined in accordance with the breakdown voltage characteristics of the power semiconductor element. Then, the buried layers 284 and 285 crawl up from the surface of the substrate 282 to the EPI 283. On the other hand, the P-type diffusion layers 286 and 287 crawl down from the surface of the EPI 283. With this structure, the buried layers 284 and 285 also have their lateral diffusion widths W23 and W24 widened in accordance with the amount of rise. As a result, there is a problem that the formation region of ISO 288 and 289 is difficult to be reduced.

また、従来の半導体装置では、基板282上にEPI283が形成される。ISO288、289により区画されたEPI283にはNPNトランジスタ281が形成される。そして、EPI283はN型の低不純物濃度領域である。位置合わせ精度により、埋込層284や拡散層291の形成領域がずれ、両拡散層284、291間の離間距離L9が短くなり、空乏層が広がる領域が狭くなる。そして、NPNトランジスタ281では、ベース領域−ISO間がショートし易くなり、所望の耐圧特性が得難いという問題がある。また、離間距離L9のばらつきにより、NPNトランジスタ281の耐圧特性が安定しない。   In the conventional semiconductor device, the EPI 283 is formed on the substrate 282. An NPN transistor 281 is formed in the EPI 283 partitioned by ISO 288 and 289. EPI 283 is an N-type low impurity concentration region. Due to the alignment accuracy, the formation region of the buried layer 284 and the diffusion layer 291 is shifted, the separation distance L9 between the diffusion layers 284 and 291 is shortened, and the region where the depletion layer extends is narrowed. The NPN transistor 281 has a problem that it is easy to short-circuit between the base region and the ISO, and it is difficult to obtain a desired breakdown voltage characteristic. Further, the breakdown voltage characteristics of the NPN transistor 281 are not stable due to the variation in the separation distance L9.

また、従来の半導体装置では、NPNトランジスタ281の所望の耐圧を実現するためには、拡散層291と埋込層284との離間距離L9を一定の距離で確保する必要がある。同様に、拡散層291と拡散層286との離間距離L10も一定の距離で確保する必要がある。しかしながら、埋込層284及び拡散層286の横方向拡散幅W23、W25の広がりにより、NPNトランジスタ281のデバイスサイズを縮小し難いという問題がある。   Further, in the conventional semiconductor device, in order to realize a desired breakdown voltage of the NPN transistor 281, it is necessary to secure a separation distance L 9 between the diffusion layer 291 and the buried layer 284 at a constant distance. Similarly, the separation distance L10 between the diffusion layer 291 and the diffusion layer 286 needs to be secured at a constant distance. However, there is a problem that it is difficult to reduce the device size of the NPN transistor 281 due to the spread of the lateral diffusion widths W23 and W25 of the buried layer 284 and the diffusion layer 286.

また、従来の半導体装置の製造方法では、埋込層284、285と拡散層286、287とを連結させるために、上述した2回の熱拡散工程を行っている。この製造方法により、埋込層284、285は、その這い上がり量に応じて、その横方向拡散幅W23、W24も広がってしまう。また、当該熱拡散工程により、N型の埋込層290もEPI283表面側へと這い上がる。その結果、ISO288、289の形成領域及びNPNトランジスタ281のデバイスサイズを縮小し難いという問題がある。   In the conventional method for manufacturing a semiconductor device, the above-described two thermal diffusion steps are performed in order to connect the buried layers 284 and 285 and the diffusion layers 286 and 287. With this manufacturing method, the buried layers 284 and 285 also have their lateral diffusion widths W23 and W24 widened in accordance with the amount of rising. In addition, the N-type buried layer 290 also rises toward the surface side of the EPI 283 by the thermal diffusion process. As a result, there is a problem that it is difficult to reduce the device size of the ISO 288 and 289 formation region and the NPN transistor 281.

更に、図26に示すように、NPNトランジスタ301、302が、ISO303を介して隣り合う構造について説明する。NPNトランジスタ301のコレクタ領域にグランド電圧(GND)が印加され、NPNトランジスタ302のコレクタ領域に電源電圧(Vcc)が印加される。この場合、NPNトランジスタ302では、P型のISO303及びP型の半導体基板304とN型のEPI305及びN型の埋込層306とのPN接合領域には逆バイアスが印加される。そして、空乏層が、PN接合領域からP型のISO303及びP型の基板304側へと広がる。   Further, as shown in FIG. 26, a structure in which the NPN transistors 301 and 302 are adjacent to each other through the ISO 303 will be described. A ground voltage (GND) is applied to the collector region of the NPN transistor 301, and a power supply voltage (Vcc) is applied to the collector region of the NPN transistor 302. In this case, in the NPN transistor 302, a reverse bias is applied to the PN junction region between the P-type ISO 303 and the P-type semiconductor substrate 304 and the N-type EPI 305 and the N-type buried layer 306. Then, the depletion layer extends from the PN junction region to the P-type ISO 303 and the P-type substrate 304 side.

このとき、ISO303では、P型の埋込層307とP型の拡散層308との重畳領域の不純物濃度が低濃度となると、点線で示すように、空乏層がNPNトランジスタ301側へと広がってしまう。そして、空乏層がN型の埋込層309まで広がると、NPNトランジスタ301、302間のコレクタ領域がショートし、リーク電流が発生する問題がある。一方、このリーク電流を防止するためには、埋込層307及び拡散層308をより広く拡散させ、重畳領域の不純物濃度を高める必要がある。この場合には、埋込層307の拡散幅W26及び拡散層308の拡散幅W27が広くなり、NPNトランジスタ301、302のデバイスサイズを縮小し難いという問題がある。   At this time, in ISO 303, when the impurity concentration of the overlapping region of the P-type buried layer 307 and the P-type diffusion layer 308 becomes low, the depletion layer spreads toward the NPN transistor 301 as shown by the dotted line. End up. When the depletion layer extends to the N-type buried layer 309, there is a problem that the collector region between the NPN transistors 301 and 302 is short-circuited and a leak current is generated. On the other hand, in order to prevent this leakage current, it is necessary to diffuse the buried layer 307 and the diffusion layer 308 more widely and increase the impurity concentration of the overlapping region. In this case, there is a problem that the diffusion width W26 of the buried layer 307 and the diffusion width W27 of the diffusion layer 308 are widened and it is difficult to reduce the device size of the NPN transistors 301 and 302.

上述した各事情に鑑みて成されたものであり、本発明の半導体装置では、一導電型の半導体基板と、前記半導体基板上に形成された逆導電型の第1のエピタキシャル層と、前記第1のエピタキシャル層上に形成された逆導電型の第2のエピタキシャル層と、前記第1及び第2のエピタキシャル層を複数のアイランドに区分する一導電型の分離領域とを有し、前記分離領域は、前記半導体基板、前記第1のエピタキシャル層及び第2のエピタキシャル層とに渡り形成された一導電型の第1の埋込拡散層と、前記第2のエピタキシャル層に形成された一導電型の第2の埋込拡散層と、前記第2のエピタキシャル層に形成された一導電型の第1の拡散層とが連結して形成されることを特徴とする。   In view of the above circumstances, the semiconductor device according to the present invention includes a one-conductivity-type semiconductor substrate, a reverse-conductivity-type first epitaxial layer formed on the semiconductor substrate, A reverse conductivity type second epitaxial layer formed on one epitaxial layer; and a one conductivity type isolation region that divides the first and second epitaxial layers into a plurality of islands; Is a one conductivity type first buried diffusion layer formed over the semiconductor substrate, the first epitaxial layer and the second epitaxial layer, and one conductivity type formed in the second epitaxial layer. The second buried diffusion layer is connected to the first diffusion layer of one conductivity type formed in the second epitaxial layer.

また、本発明の半導体装置の製造方法では、一導電型の半導体基板を準備し、前記半導体基板上に逆導電型の第1のエピタキシャル層を形成する工程と、前記第1のエピタキシャル層に一導電型の第1の埋込拡散層を形成する不純物をイオン注入した後、前記第1のエピタキシャル層上に逆導電型の第2のエピタキシャル層を形成する工程と、前記第2のエピタキシャル層の表面から一導電型の第2の埋込拡散層を形成する不純物を注入した後、連続して一導電型の拡散層を形成する不純物を注入し、熱拡散することで前記一導電型の第1の埋込拡散層、前記一導電型の第2の埋込拡散層及び前記一導電型の拡散層を連結させ分離領域を形成する工程とを有することを特徴とする。   In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a step of preparing a semiconductor substrate of one conductivity type and forming a first epitaxial layer of a reverse conductivity type on the semiconductor substrate, and a step of forming the first epitaxial layer on the semiconductor substrate. A step of forming a second epitaxial layer of opposite conductivity type on the first epitaxial layer after ion-implanting impurities forming the first buried diffusion layer of conductivity type; and After the impurity forming the second buried diffusion layer of one conductivity type is implanted from the surface, the impurity of forming the diffusion layer of one conductivity type is continuously implanted and thermally diffused, whereby the first conductivity type second buried diffusion layer is implanted. And a step of forming an isolation region by connecting the one buried diffusion layer, the one conductivity type second buried diffusion layer, and the one conductivity type diffusion layer.

本発明では、分離領域(以下、ISOと呼ぶ。)を構成する拡散層が深さ方向に複数形成され、個々の拡散層の這い上がり量または這い下がり量が低減される。この構造により、ISOの形成領域が狭められる。   In the present invention, a plurality of diffusion layers constituting the isolation region (hereinafter referred to as ISO) are formed in the depth direction, and the amount of rising or falling of each diffusion layer is reduced. This structure narrows the ISO formation region.

また、本発明では、基板上に2層のエピタキシャル層(以下、EPIと呼ぶ。)が形成される。この構造により、1層目のEPIに形成されるISOの拡散幅が狭められ、ISOの形成領域が狭められる。   In the present invention, two epitaxial layers (hereinafter referred to as EPI) are formed on the substrate. With this structure, the diffusion width of ISO formed in the EPI of the first layer is narrowed, and the ISO formation region is narrowed.

また、本発明では、NPNトランジスタのベース領域とISOとの間に、N型の埋込拡散層(以下、埋込層と呼ぶ。)とN型の拡散層とが連結して配置される。この構造により、ベース領域−ISO間がショートし難い構造となり、NPNトランジスタの耐圧特性が向上される。   In the present invention, an N type buried diffusion layer (hereinafter referred to as a buried layer) and an N type diffusion layer are connected between the base region of the NPN transistor and the ISO. With this structure, the base region and the ISO are not easily short-circuited, and the breakdown voltage characteristics of the NPN transistor are improved.

また、本発明では、NPNトランジスタのベース領域とISOとの間にN型の拡散層が形成される。この構造により、ベース領域−ISO間がショートし難い構造となり、NPNトランジスタの耐圧特性が向上される。   In the present invention, an N-type diffusion layer is formed between the base region of the NPN transistor and the ISO. With this structure, the base region and the ISO are not easily short-circuited, and the breakdown voltage characteristics of the NPN transistor are improved.

また、本発明では、NPNトランジスタのベース領域とISOとの間に配置されたN型の拡散層が、三重拡散構造である。この構造により、ベース領域−ISO間がよりショートし難い構造となる。   In the present invention, the N-type diffusion layer disposed between the base region of the NPN transistor and the ISO has a triple diffusion structure. With this structure, the base region and the ISO are less likely to be short-circuited.

また、本発明では、2層目のEPI表面からISOを構成する埋込層及び拡散層のイオン注入工程を連続して行う。この製造方法により、当該埋込層を拡散させる専用の熱拡散工程を削減でき、ISOの形成領域の広がりを防止できる。   In the present invention, the ion implantation process of the buried layer and the diffusion layer constituting the ISO is continuously performed from the EPI surface of the second layer. With this manufacturing method, a dedicated thermal diffusion process for diffusing the buried layer can be reduced, and the spread of the ISO formation region can be prevented.

また、本発明では、2層目のEPI表面からISOを構成する埋込層及び拡散層のイオン注入工程を連続して行う。この製造方法により、マスク枚数が削減でき、製造コストを低減できる。   In the present invention, the ion implantation process of the buried layer and the diffusion layer constituting the ISO is continuously performed from the EPI surface of the second layer. With this manufacturing method, the number of masks can be reduced and the manufacturing cost can be reduced.

また、本発明では、LOCOS酸化膜を形成した後、ISOを構成する拡散層を形成する。この製造方法により、上記拡散層の形成領域表面及びその近傍領域に発生する結晶欠陥を低減できる。   In the present invention, after forming the LOCOS oxide film, the diffusion layer constituting the ISO is formed. With this manufacturing method, crystal defects generated on the surface of the diffusion layer forming region and in the vicinity thereof can be reduced.

また、本発明では、ISOを構成する拡散層とMOSトランジスタのバックゲート領域を構成する拡散層とを共用工程で形成する。この製造方法により、熱拡散工程が低減され、ISOの形成領域の広がりを抑制できる。   In the present invention, the diffusion layer constituting the ISO and the diffusion layer constituting the back gate region of the MOS transistor are formed in a common process. With this manufacturing method, the thermal diffusion process is reduced and the spread of the ISO formation region can be suppressed.

以下に、本発明の第1の実施の形態である半導体装置について、図1を参照して説明する。   The semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

図1に示す如く、分離領域(以下、ISOと呼ぶ。)1〜3は、IC全体に格子状に形成され、このISOで囲まれた島領域(以下、アイランドと呼ぶ。)には、多種多様の半導体素子が形成される。図示の如く、一方のアイランドにはNPNトランジスタ4が形成され、他方のアイランドにはNチャネル型MOSトランジスタ5が形成される。   As shown in FIG. 1, isolation regions (hereinafter referred to as ISO) 1 to 3 are formed in a lattice shape on the entire IC, and there are various island regions (hereinafter referred to as islands) surrounded by ISO. A variety of semiconductor elements are formed. As shown, an NPN transistor 4 is formed on one island, and an N-channel MOS transistor 5 is formed on the other island.

先ず、図示したように、ISO1〜3は、P型の単結晶シリコン基板6上の1層目及び2層目のN型のエピタキシャル層(以下、EPIと呼ぶ。)7、8を貫通し、複数のアイランドに区分する。ISO1〜3は、雪だるまのように3つの拡散層から構成される。例えば、ISO1〜3は、それぞれ、下からP型の埋込拡散層(以下、埋込層と呼ぶ。)9、10、12、13、15、16及びP型の拡散層11、14、17から構成される。尚、図1に示す断面では、ISO1〜3は個別に図示されるが、アイランドを囲むように一体に形成される。   First, as shown in the figure, the ISOs 1 to 3 penetrate through first and second N-type epitaxial layers (hereinafter referred to as EPI) 7 and 8 on a P-type single crystal silicon substrate 6. Divide into multiple islands. ISOs 1-3 are composed of three diffusion layers like a snowman. For example, in ISO 1 to 3, P-type buried diffusion layers (hereinafter referred to as buried layers) 9, 10, 12, 13, 15, 16 and P-type diffusion layers 11, 14, 17 from the bottom. Consists of In the cross section shown in FIG. 1, ISOs 1 to 3 are individually illustrated, but are integrally formed so as to surround the island.

1層目のEPI7は、基板6上に形成される。2層目のEPI8が、EPI7上に形成される。   The first EPI 7 is formed on the substrate 6. A second EPI 8 is formed on EPI 7.

P型の埋込層9、12、15(以下、L−ISO9、12、15と呼ぶ。)は、基板6、1層目及び2層目のEPI7、8とに渡り形成される。このL−ISOは、1層目のEPI7表面からイオン注入される。   P type buried layers 9, 12, 15 (hereinafter referred to as L-ISO 9, 12, 15) are formed across the substrate 6, the first layer, and the second layer EPIs 7, 8. This L-ISO is ion-implanted from the surface of the first EPI7.

P型の埋込層10、13、16(以下、M−ISO10、13、16と呼ぶ。)は、2層目のEPI8に形成される。M−ISO10、13、16は、L−ISO9、12、15と連結する。このM−ISOは、2層目のEPI8表面からイオン注入される。   P-type buried layers 10, 13, and 16 (hereinafter referred to as M-ISO 10, 13, and 16) are formed in the second EPI 8. The M-ISOs 10, 13, and 16 are connected to the L-ISOs 9, 12, and 15, respectively. This M-ISO is ion-implanted from the surface of the second EPI8.

P型の拡散層11、14、17(以下、U−ISO11、14、17と呼ぶ。)は、2層目のEPI8に形成される。U−ISO11、14、17は、M−ISO10、13、16と連結する。このU−ISOは、2層目のEPI8表面からイオン注入される。   P-type diffusion layers 11, 14 and 17 (hereinafter referred to as U-ISO 11, 14 and 17) are formed in the second EPI 8. U-ISO11,14,17 connects with M-ISO10,13,16. This U-ISO is ion-implanted from the surface of the second EPI 8 layer.

図示したように、ISO1では、L−ISO9とU−ISO11との間にはM−ISO10が配置される。そして、M−ISO10は、1層目のEPI7から這い上がるL−ISO9と2層目のEPI8表面から這い下がるU−ISO11とを連結する。この構造により、L−ISO9の這い上がり量が低減され、L−ISO9の横方向への拡散幅W1も大幅に低減される。つまり、ISO1の形成領域はL−ISO9の横方向への拡散幅W1により決まるため、ISO1の形成領域が大幅に低減される。   As illustrated, in ISO 1, M-ISO 10 is arranged between L-ISO 9 and U-ISO 11. The M-ISO 10 connects the L-ISO 9 climbing from the first layer EPI 7 and the U-ISO 11 climbing from the surface of the second EPI 8. With this structure, the amount of climbing of the L-ISO 9 is reduced, and the lateral diffusion width W1 of the L-ISO 9 is also greatly reduced. That is, the formation region of ISO1 is determined by the lateral diffusion width W1 of L-ISO9, so that the formation region of ISO1 is significantly reduced.

同様に、ISO2、3においても、L−ISO12、15の拡散幅W2、W3が大幅に狭くなり、ISO2、3の形成領域も大幅に低減される。また、ISO1〜3では、M−ISO10、13、16が形成されることで、U−ISO11、14、17の這い下がり量が低減され、このU−ISOの横方向への拡散幅W4〜W6が低減される。   Similarly, in ISO 2 and 3, the diffusion widths W 2 and W 3 of L-ISO 12 and 15 are significantly narrowed, and the formation regions of ISO 2 and 3 are also greatly reduced. Also, in ISO 1 to 3, the M-ISOs 10, 13, and 16 are formed, so that the amount of creeping down of the U-ISOs 11, 14, and 17 is reduced, and the lateral diffusion widths W4 to W6 of the U-ISO are reduced. Is reduced.

更に、基板6上には2層のEPI7、8が堆積される。1層目のEPI7の膜厚は、例えば、0.6μmであり、2層目のEPI8の膜厚は、例えば、1.0μmである。この構造により、1層目のEPI7の膜厚が薄くなる。そして、L−ISO9、12、15の這い上がり量が低減され、その横方向への拡散幅W1〜W3も大幅に低減される。そして、ISO1〜3の形成領域が大幅に低減される。   Further, two layers of EPIs 7 and 8 are deposited on the substrate 6. The film thickness of the first EPI 7 is, for example, 0.6 μm, and the film thickness of the second EPI 8 is, for example, 1.0 μm. With this structure, the film thickness of the first EPI 7 is reduced. And the amount of climbing of L-ISO9,12,15 is reduced, The spreading | diffusion width W1-W3 to the horizontal direction is also reduced significantly. And the formation area of ISO1-3 is reduced significantly.

次に、NPNトランジスタ4は、主に、基板6と、1層目及び2層目のEPI7、8と、コレクタ領域としてのN型の埋込層18と、ベース領域としてのP型の拡散層19と、エミッタ領域としてのN型の拡散層20と、N型の埋込層21、22と、N型の拡散層23、24とから構成される。   Next, the NPN transistor 4 mainly includes a substrate 6, first and second EPIs 7 and 8, an N-type buried layer 18 as a collector region, and a P-type diffusion layer as a base region. 19, an N type diffusion layer 20 as an emitter region, N type buried layers 21 and 22, and N type diffusion layers 23 and 24.

N型の埋込層21、22は、1層目及び2層目のEPI7、8に渡り形成される。このN型の埋込層は、P型の拡散層19とISO1、2との間に配置される。   The N type buried layers 21 and 22 are formed over the first and second EPIs 7 and 8. The N type buried layer is disposed between the P type diffusion layer 19 and the ISOs 1 and 2.

N型の拡散層23、24は、2層目のEPI8に形成される。N型の拡散層23はN型の埋込層21と連結し、N型の拡散層24はN型の埋込層22と連結する。そして、このN型の拡散層は、P型の拡散層19とISO1、2との間に配置される。図示していないが、例えば、このN型の拡散層は、P型の拡散層19の周囲を囲むように一環状に配置される。   The N type diffusion layers 23 and 24 are formed in the second EPI 8. The N type diffusion layer 23 is connected to the N type buried layer 21, and the N type diffusion layer 24 is connected to the N type buried layer 22. The N type diffusion layer is disposed between the P type diffusion layer 19 and the ISOs 1 and 2. Although not shown, for example, the N type diffusion layer is arranged in a ring so as to surround the periphery of the P type diffusion layer 19.

LOCOS酸化膜(以下、LOCOSと呼ぶ。)25〜27が、EPI8に形成される。LOCOS25〜27の平坦部では、その膜厚が、例えば、3000〜10000Å程度となる。LOCOS25、27の下方には、ISO1、2が形成される。   LOCOS oxide films (hereinafter referred to as LOCOS) 25 to 27 are formed on the EPI 8. In the flat portion of the LOCOS 25 to 27, the film thickness is, for example, about 3000 to 10,000 mm. ISOs 1 and 2 are formed below the LOCOSs 25 and 27.

絶縁層28が、EPI8上面に形成される。絶縁層28は、NSG(Nondoped Silicate Glass)膜及びBPSG(Boron Phospho Silicate Glass)膜等により、形成される。そして、ドライエッチングにより、絶縁層28にコンタクトホール29〜31が形成される。   An insulating layer 28 is formed on the upper surface of the EPI 8. The insulating layer 28 is formed of an NSG (Nondoped Silicate Glass) film, a BPSG (Boron Phospho Silicate Glass) film, or the like. Then, contact holes 29 to 31 are formed in the insulating layer 28 by dry etching.

コンタクトホール29〜31には、例えば、Al−Si膜、Al−Si−Cu膜、Al−Cu膜等から成るアルミ合金膜が選択的に形成され、エミッタ電極32、ベース電極33及びコレクタ電極34が形成される。このとき、コレクタ電極34は、コンタクトホール31を介してN型の拡散層24と接続する。そして、N型の拡散層24とN型の埋込層22とを利用することで、コレクタ領域でのシート抵抗値が低減される。尚、前記エミッタ電極32、ベース電極33及びコレクタ電極34は、前記コンタクトホール29〜31内にタングステン(W)等の金属プラグを埋め込み、その上にアルミ合金膜を形成してもよい。   In the contact holes 29 to 31, for example, an aluminum alloy film made of an Al—Si film, an Al—Si—Cu film, an Al—Cu film, or the like is selectively formed, and an emitter electrode 32, a base electrode 33, and a collector electrode 34 are formed. Is formed. At this time, the collector electrode 34 is connected to the N type diffusion layer 24 through the contact hole 31. By using the N type diffusion layer 24 and the N type buried layer 22, the sheet resistance value in the collector region is reduced. The emitter electrode 32, the base electrode 33, and the collector electrode 34 may be formed by embedding a metal plug such as tungsten (W) in the contact holes 29 to 31 and forming an aluminum alloy film thereon.

次に、Nチャネル型MOSトランジスタ5は、主に、基板6と、1層目及び2層目のEPI7、8と、N型の埋込層35と、バックゲート領域としてのP型の拡散層36、37と、ソース領域としてのN型の拡散層38、40と、ドレイン領域としてのN型の拡散層39、41と、ゲート電極42とから構成される。   Next, the N-channel MOS transistor 5 mainly includes a substrate 6, first and second EPIs 7 and 8, an N-type buried layer 35, and a P-type diffusion layer as a back gate region. 36, 37, N-type diffusion layers 38 and 40 as source regions, N-type diffusion layers 39 and 41 as drain regions, and a gate electrode 42.

N型の埋込層35は、基板6と1層目のEPI7とに渡り形成される。   The N type buried layer 35 is formed across the substrate 6 and the first EPI 7.

P型の拡散層36は、1層目及び2層目のEPI7、8に形成され、バックゲート領域として用いられる。P型の拡散層37が、P型の拡散層36と重畳して形成され、バックゲート引き出し領域として用いられる。   The P-type diffusion layer 36 is formed in the first and second EPIs 7 and 8 and is used as a back gate region. A P-type diffusion layer 37 is formed so as to overlap with the P-type diffusion layer 36 and is used as a back gate extraction region.

N型の拡散層38、39が、P型の拡散層36に形成される。N型の拡散層38は、ソース領域として用いられる。N型の拡散層39は、ドレイン領域として用いられる。N型の拡散層38にはN型の拡散層40が形成され、N型の拡散層39にはN型の拡散層41が形成される。この構造により、ドレイン領域はDDD(Double Diffused Drain)構造となる。そして、N型の拡散層38、39間に位置するP型の拡散層36は、チャネル領域として用いられる。チャネル領域として用いられるEPI8上面にはゲート酸化膜43が形成される。   N-type diffusion layers 38 and 39 are formed in the P-type diffusion layer 36. The N type diffusion layer 38 is used as a source region. The N type diffusion layer 39 is used as a drain region. An N type diffusion layer 40 is formed in the N type diffusion layer 38, and an N type diffusion layer 41 is formed in the N type diffusion layer 39. With this structure, the drain region has a DDD (Double Diffused Drain) structure. The P type diffusion layer 36 located between the N type diffusion layers 38 and 39 is used as a channel region. A gate oxide film 43 is formed on the upper surface of the EPI 8 used as the channel region.

ゲート電極42は、ゲート酸化膜43上面に形成される。ゲート電極42は、例えば、ポリシリコン膜とタングステンシリサイド膜とにより所望の膜厚となるように形成される。図示していないが、タングステンシリサイド膜の上面にシリコン酸化膜が形成される。   The gate electrode 42 is formed on the upper surface of the gate oxide film 43. The gate electrode 42 is formed to have a desired film thickness by using, for example, a polysilicon film and a tungsten silicide film. Although not shown, a silicon oxide film is formed on the upper surface of the tungsten silicide film.

LOCOS27、44、45が、EPI8に形成される。   LOCOS 27, 44 and 45 are formed in the EPI 8.

絶縁層28が、EPI8上面に形成される。そして、ドライエッチングにより、絶縁層28にコンタクトホール46〜48が形成される。   An insulating layer 28 is formed on the upper surface of the EPI 8. Then, contact holes 46 to 48 are formed in the insulating layer 28 by dry etching.

コンタクトホール46〜48には、上記同様にアルミ合金膜が選択的に形成され、ソース電極49、ドレイン電極50及びバックゲート電極51が形成される。尚、前記ソース電極49、ドレイン電極50及びバックゲート電極51は、前記コンタクトホール46〜48内にタングステン(W)等の金属プラグを埋め込み、その上にアルミ合金膜を形成してもよい。   Similar to the above, an aluminum alloy film is selectively formed in the contact holes 46 to 48, and a source electrode 49, a drain electrode 50, and a back gate electrode 51 are formed. The source electrode 49, the drain electrode 50, and the back gate electrode 51 may be formed by embedding a metal plug such as tungsten (W) in the contact holes 46 to 48 and forming an aluminum alloy film thereon.

詳細は半導体装置の製造方法において後述するが、L−ISO9、12、15、M−ISO10、13、16及びU−ISO11、14、17のそれぞれを拡散するための専用の熱拡散工程を削減している。特に、L−ISO9、12、15を拡散するための専用の熱拡散工程を省略することで、N型の埋込層18、35の這い上がり量が低減され、EPI7、8の膜厚を薄くすることができる。   Although details will be described later in the method of manufacturing a semiconductor device, a dedicated thermal diffusion process for diffusing each of L-ISO 9, 12, 15, M-ISO 10, 13, 16 and U-ISO 11, 14, 17 is reduced. ing. In particular, by omitting a dedicated thermal diffusion process for diffusing the L-ISOs 9, 12, and 15, the amount of creeping of the N-type buried layers 18 and 35 is reduced, and the film thickness of the EPIs 7 and 8 is reduced. can do.

従来の構造では、EPI283(図25参照)の膜厚が、例えば、2.1μmであったが、本実施の形態では、1層目及び2層目のEPI7、8の合わせた膜厚が、例えば、1.6μmとなる。特に、1層目のEPI7の膜厚を薄くし、更に、L−ISO9の横方向の拡散幅W1を狭めることで、P型の拡散層19とL−ISO9との離間距離L1を狭めることができる。また、上述したように、U−ISO11の横方向の拡散幅W4を狭めることで、P型の拡散層19とU−ISO11との離間距離L2を狭めることができる。従来の構造では、P型の拡散層291(図25参照)とP型の埋込層284(図25参照)との離間距離L9(図25参照)は、例えば、1.7μmであり、P型の拡散層291とP型の拡散層286(図25参照)との離間距離L10(図25参照)は、例えば、2.0μmであった。しかしながら、本実施の形態では、離間距離L1は、例えば、1.32μmとなり、離間距離L2は、例えば、1.58μmとなる。その結果、NPNトランジスタ4の耐圧特性を維持しつつ、ベース領域−ISO間が狭められ、NPNトランジスタ4のデバイスサイズが縮小される。   In the conventional structure, the film thickness of the EPI 283 (see FIG. 25) was 2.1 μm, for example, but in this embodiment, the combined film thickness of the first and second EPIs 7 and 8 is For example, 1.6 μm. In particular, the distance L1 between the P-type diffusion layer 19 and the L-ISO 9 can be reduced by reducing the film thickness of the first EPI 7 and further reducing the lateral diffusion width W1 of the L-ISO 9. it can. Further, as described above, the distance L2 between the P-type diffusion layer 19 and the U-ISO 11 can be narrowed by narrowing the lateral diffusion width W4 of the U-ISO 11. In the conventional structure, the distance L9 (see FIG. 25) between the P-type diffusion layer 291 (see FIG. 25) and the P-type buried layer 284 (see FIG. 25) is, for example, 1.7 μm. The separation distance L10 (see FIG. 25) between the mold diffusion layer 291 and the P-type diffusion layer 286 (see FIG. 25) was, for example, 2.0 μm. However, in the present embodiment, the separation distance L1 is, for example, 1.32 μm, and the separation distance L2 is, for example, 1.58 μm. As a result, while maintaining the breakdown voltage characteristics of the NPN transistor 4, the space between the base region and ISO is narrowed, and the device size of the NPN transistor 4 is reduced.

更に、上述したように、P型の拡散層19とP型のISO1、2との間には、連結したN型の埋込層21とN型の拡散層23及び連結したN型の埋込層22とN型の拡散層24が配置される。上記連結したN型の埋込層21、23及び上記連結したN型の埋込層22、24が配置されることで、P型の拡散層19とP型のISO1、2との間のEPI7、8の不純物濃度が高くなる。この構造により、P型の拡散層19とN型のEPI8とのPN接合領域から広がる空乏層に関し、N型のEPI8側に広がる空乏層が、広がり難くなる。同様に、P型のISO1、2とN型のEPI7、8とのPN接合領域から広がる空乏層に関しても、N型のEPI7、8側に広がる空乏層が、広がり難くなる。そのことで、上記空乏層の広がりが、上記連結したN型の埋込層21、23及び上記連結したN型の埋込層22、24により調整されることで、ベース領域−ISO間がショートし難くなり、NPNトランジスタ4の耐圧特性が向上される。   Further, as described above, between the P-type diffusion layer 19 and the P-type ISOs 1 and 2, the connected N-type buried layer 21, the N-type diffusion layer 23, and the connected N-type buried layer. A layer 22 and an N-type diffusion layer 24 are disposed. By arranging the connected N type buried layers 21 and 23 and the connected N type buried layers 22 and 24, the EPI 7 between the P type diffusion layer 19 and the P type ISOs 1 and 2 is provided. , 8 is increased in impurity concentration. With this structure, with respect to the depletion layer spreading from the PN junction region between the P-type diffusion layer 19 and the N-type EPI 8, the depletion layer spreading toward the N-type EPI 8 is difficult to spread. Similarly, with respect to the depletion layer extending from the PN junction region between the P-type ISOs 1 and 2 and the N-type EPIs 7 and 8, the depletion layer extending toward the N-type EPIs 7 and 8 is difficult to spread. Accordingly, the spread of the depletion layer is adjusted by the connected N-type buried layers 21 and 23 and the connected N-type buried layers 22 and 24, so that the base region and the ISO are short-circuited. Thus, the breakdown voltage characteristic of the NPN transistor 4 is improved.

尚、本実施の形態では、ISO1〜3において、L−ISO9、12、15とU−ISO11、14、17との間にM−ISO10、13、16のみが配置される場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、このL−ISOとこのU−ISOとの間に複数段のP型の埋込層が配置される場合でもよい。   In the present embodiment, the case where only M-ISOs 10, 13, and 16 are arranged between L-ISOs 9, 12, and 15 and U-ISOs 11, 14, and 17 in ISO 1 to 3, has been described. However, the present invention is not limited to this case. For example, a plurality of P-type buried layers may be disposed between the L-ISO and the U-ISO.

また、本実施の形態では、上記連結したN型の埋込層21、23及び上記連結したN型の埋込層22、24の配置領域は、NPNトランジスタ4の耐圧特性に応じて種々の設計変更が可能である。例えば、P型の拡散層19とP型のISO1、2との離間距離により、所望の耐圧特性が確保される領域には、上記連結したN型の埋込層21、23及び上記連結したN型の埋込層22、24が必ずしも配置される必要はない。つまり、P型の拡散層19とP型のISO1、2との離間距離が短い領域には、少なくとも上記連結したN型の埋込層21、23及び上記連結したN型の埋込層22、24が配置されればよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。   In the present embodiment, the arrangement regions of the connected N-type buried layers 21 and 23 and the connected N-type buried layers 22 and 24 are variously designed according to the breakdown voltage characteristics of the NPN transistor 4. It can be changed. For example, the connected N-type buried layers 21 and 23 and the connected N-type are provided in a region where a desired withstand voltage characteristic is ensured by the separation distance between the P-type diffusion layer 19 and the P-type ISOs 1 and 2. The buried layers 22 and 24 of the mold are not necessarily arranged. That is, in the region where the separation distance between the P-type diffusion layer 19 and the P-type ISOs 1 and 2 is short, at least the connected N-type buried layers 21 and 23 and the connected N-type buried layer 22, 24 should just be arrange | positioned. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明の第2の実施の形態である半導体装置について、図2を参照して説明する。   A semiconductor device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図2に示す如く、ISO61〜63で区画された1つのアイランドにはNPNトランジスタ64が形成され、別のアイランドにはNチャネル型MOSトランジスタ65が形成される。尚、図示していないが、その他のアイランドにはPチャネル型MOSトランジスタ、PNPトランジスタ等が形成される。   As shown in FIG. 2, an NPN transistor 64 is formed on one island partitioned by ISO 61 to 63, and an N-channel MOS transistor 65 is formed on another island. Although not shown, P-channel MOS transistors, PNP transistors, and the like are formed on other islands.

先ず、第1の実施例と同様に、図示したように、ISO61〜63は、P型の単結晶シリコン基板66上の1層目及び2層目のN型のEPI67、68を貫通し、複数のアイランドに区分する。ISO61は、P型の埋込層69(以下、L−ISO69と呼ぶ。)、P型の埋込層70(以下、M−ISO70と呼ぶ。)及びP型の拡散層71(以下、U−ISO71と呼ぶ。)から構成される。同様に、ISO62は、P型の埋込層72、73(以下、L−ISO72、M−ISO73と呼ぶ。)及びP型の拡散層74(以下、U−ISO74と呼ぶ。)から構成され、ISO63は、P型の埋込層75、76(以下、L−ISO75、M−ISO76と呼ぶ。)及びP型の拡散層77(以下、U−ISO77と呼ぶ。)から構成される。   First, as shown in the figure, the ISOs 61 to 63 penetrate through the first and second N-type EPIs 67 and 68 on the P-type single crystal silicon substrate 66 as shown in the figure. Divide into islands. The ISO 61 includes a P-type buried layer 69 (hereinafter referred to as L-ISO 69), a P-type buried layer 70 (hereinafter referred to as M-ISO 70), and a P-type diffusion layer 71 (hereinafter referred to as U-). It is called ISO71.) Similarly, the ISO 62 includes P type buried layers 72 and 73 (hereinafter referred to as L-ISO 72 and M-ISO 73) and a P type diffusion layer 74 (hereinafter referred to as U-ISO 74). The ISO 63 includes P-type buried layers 75 and 76 (hereinafter referred to as L-ISO 75 and M-ISO 76) and a P-type diffusion layer 77 (hereinafter referred to as U-ISO 77).

1層目のEPI67が、基板66上に形成される。2層目のEPI68が、1層目のEPI67上に形成される。   A first EPI 67 is formed on the substrate 66. A second EPI 68 is formed on the first EPI 67.

L−ISO69、72、75は、基板66、1層目及び2層目のEPI67、68とに渡り形成される。   The L-ISOs 69, 72, and 75 are formed across the substrate 66, the first layer, and the second layer of EPIs 67 and 68.

M−ISO70、73、76は、2層目のEPI68に形成される。M−ISO70、73、76は、L−ISO69、72、75と連結する。   The M-ISOs 70, 73, and 76 are formed in the second EPI 68. The M-ISOs 70, 73, and 76 are connected to the L-ISOs 69, 72, and 75.

U−ISO71、74、77は、2層目のEPI68に形成される。U−ISO71、74、77は、M−ISO70、73、76と連結する。   The U-ISOs 71, 74, and 77 are formed in the second EPI 68. The U-ISOs 71, 74, and 77 are connected to the M-ISOs 70, 73, and 76, respectively.

図示したように、ISO61では、L−ISO69とU−ISO71との間にはM−ISO70が配置される。そして、M−ISO70は、EPI67から這い上がるL−ISO69とEPI68表面から這い下がるU−ISO71とを連結する。   As illustrated, in ISO 61, M-ISO 70 is arranged between L-ISO 69 and U-ISO 71. The M-ISO 70 connects the L-ISO 69 climbing from the EPI 67 and the U-ISO 71 climbing from the EPI 68 surface.

この構造により、L−ISO69の這い上がり量が低減され、L−ISOの横方向への拡散幅W7も大幅に低減される。つまり、ISO61の形成領域はL−ISO69の横方向への拡散幅W7により決まるため、ISO61の形成領域が大幅に低減される。尚、同様に、ISO62、63においても、L−ISO72、75の拡散幅W8、W9が大幅に狭くなり、ISO62、63の形成領域も大幅に低減される。また、U−ISO71、74、77の横方向への拡散幅W10〜W12も低減される。   With this structure, the amount of climbing of the L-ISO 69 is reduced, and the diffusion width W7 in the lateral direction of the L-ISO is also greatly reduced. That is, the ISO 61 formation region is determined by the lateral diffusion width W7 of the L-ISO 69, so that the ISO 61 formation region is significantly reduced. Similarly, also in ISOs 62 and 63, the diffusion widths W8 and W9 of L-ISOs 72 and 75 are significantly narrowed, and the formation regions of ISOs 62 and 63 are also greatly reduced. In addition, the lateral diffusion widths W10 to W12 of the U-ISOs 71, 74, and 77 are also reduced.

更に、基板66上には2層のEPI67、68が堆積される。1層目のEPI67の膜厚は、例えば、0.6μmであり、2層目のEPI68の膜厚は、例えば、1.0μmである。この構造により、1層目のEPI67の膜厚が薄くなる。そして、L−ISO69、72、75の這い上がり量が低減され、その横方向への拡散幅W7〜W9も大幅に低減される。そして、ISO61〜63の形成領域が大幅に低減される。   Further, two layers of EPI 67 and 68 are deposited on the substrate 66. The film thickness of the first EPI 67 is, for example, 0.6 μm, and the film thickness of the second EPI 68 is, for example, 1.0 μm. With this structure, the film thickness of the first EPI 67 is reduced. Further, the amount of climbing of the L-ISOs 69, 72, and 75 is reduced, and the lateral diffusion widths W7 to W9 are also greatly reduced. And the formation area of ISO61-63 is reduced significantly.

次に、NPNトランジスタ64は、主に、基板66と、EPI67、68と、コレクタ領域としてのN型の埋込層78と、ベース領域としてのP型の拡散層79と、エミッタ領域としてのN型の拡散層80と、N型の拡散層81〜86とから構成される。   Next, the NPN transistor 64 mainly includes a substrate 66, EPIs 67 and 68, an N-type buried layer 78 as a collector region, a P-type diffusion layer 79 as a base region, and an N-type as an emitter region. A type diffusion layer 80 and N type diffusion layers 81-86.

N型の拡散層81〜86は、2層目のEPI68に形成される。N型の拡散層81、83、85はそれぞれ重畳して形成され、N型の拡散層82、84、86はそれぞれ重畳して形成される。そして、N型の拡散層81〜86は、P型の拡散層79とISO61、62との間に配置される。図示していないが、例えば、N型の拡散層81とN型の拡散層82とは、P型の拡散層79の周囲を囲むように一環状に配置される。尚、N型の拡散層83とN型の拡散層84及びN型の拡散層85とN型の拡散層86も同様にP型の拡散層79の周囲を囲むように一環状に配置される。   The N type diffusion layers 81 to 86 are formed in the second EPI 68. The N type diffusion layers 81, 83, and 85 are formed so as to overlap each other, and the N type diffusion layers 82, 84, and 86 are formed so as to overlap each other. The N type diffusion layers 81 to 86 are disposed between the P type diffusion layer 79 and the ISOs 61 and 62. Although not shown, for example, the N type diffusion layer 81 and the N type diffusion layer 82 are arranged in a ring so as to surround the periphery of the P type diffusion layer 79. The N-type diffusion layer 83 and the N-type diffusion layer 84 and the N-type diffusion layer 85 and the N-type diffusion layer 86 are similarly arranged in a ring so as to surround the P-type diffusion layer 79. .

LOCOS87〜89が、EPI68に形成される。LOCOS87、89の下方には、P型のISO61、62が形成される。   LOCOSs 87-89 are formed in the EPI 68. P-type ISOs 61 and 62 are formed below the LOCOSs 87 and 89.

絶縁層90が、EPI68上面に形成される。絶縁層90は、NSG膜及びBPSG膜等により、形成される。そして、ドライエッチングにより、絶縁層90にコンタクトホール91〜93が形成される。   An insulating layer 90 is formed on the upper surface of the EPI 68. The insulating layer 90 is formed by an NSG film, a BPSG film, or the like. Then, contact holes 91 to 93 are formed in the insulating layer 90 by dry etching.

コンタクトホール91〜93には、第1の実施例と同様に、アルミ合金膜が選択的に形成され、エミッタ電極94、ベース電極95及びコレクタ電極96が形成される。このとき、コレクタ電極96は、コンタクトホール93を介してN型の拡散層86と接続する。そして、N型の拡散層82、84、86を利用することで、コレクタ領域でのシート抵抗値が低減される。   Similar to the first embodiment, an aluminum alloy film is selectively formed in the contact holes 91 to 93, and an emitter electrode 94, a base electrode 95, and a collector electrode 96 are formed. At this time, the collector electrode 96 is connected to the N type diffusion layer 86 through the contact hole 93. Then, by using the N-type diffusion layers 82, 84, 86, the sheet resistance value in the collector region is reduced.

次に、Nチャネル型MOSトランジスタ65は、主に、基板66と、EPI67、68と、N型の埋込層97と、バックゲート領域としてのP型の拡散層98、99と、ソース領域としてのN型の拡散層100、102と、ドレイン領域としてのN型の拡散層101、103と、ゲート電極104とから構成される。   Next, the N-channel MOS transistor 65 mainly includes a substrate 66, EPIs 67 and 68, an N-type buried layer 97, P-type diffusion layers 98 and 99 as back gate regions, and a source region. N-type diffusion layers 100 and 102, N-type diffusion layers 101 and 103 as drain regions, and a gate electrode 104.

N型の埋込層97は、基板66とEPI67とに渡り形成される。   The N type buried layer 97 is formed across the substrate 66 and the EPI 67.

P型の拡散層98は、EPI67、68に形成され、バックゲート領域として用いられる。P型の拡散層99が、P型の拡散層98と重畳して形成され、バックゲート引き出し領域として用いられる。   The P-type diffusion layer 98 is formed in the EPIs 67 and 68 and used as a back gate region. A P-type diffusion layer 99 is formed so as to overlap with the P-type diffusion layer 98 and is used as a back gate extraction region.

N型の拡散層100、101が、P型の拡散層98に形成される。N型の拡散層100は、ソース領域として用いられる。N型の拡散層101は、ドレイン領域として用いられる。N型の拡散層100にはN型の拡散層102が形成され、N型の拡散層101にはN型の拡散層103が形成される。この構造により、ドレイン領域はDDD構造となる。そして、N型の拡散層100、101間に位置するP型の拡散層98は、チャネル領域として用いられる。チャネル領域として用いられるEPI68上面にはゲート酸化膜105が形成される。   N-type diffusion layers 100 and 101 are formed in the P-type diffusion layer 98. The N type diffusion layer 100 is used as a source region. The N type diffusion layer 101 is used as a drain region. An N-type diffusion layer 102 is formed in the N-type diffusion layer 100, and an N-type diffusion layer 103 is formed in the N-type diffusion layer 101. With this structure, the drain region has a DDD structure. The P type diffusion layer 98 located between the N type diffusion layers 100 and 101 is used as a channel region. A gate oxide film 105 is formed on the upper surface of the EPI 68 used as the channel region.

ゲート電極104は、ゲート酸化膜105上面に形成される。ゲート電極104は、例えば、ポリシリコン膜とタングステンシリサイド膜とにより所望の膜厚となるように形成される。図示していないが、タングステンシリサイド膜の上面にシリコン酸化膜が形成される。   The gate electrode 104 is formed on the upper surface of the gate oxide film 105. The gate electrode 104 is formed to have a desired film thickness by using, for example, a polysilicon film and a tungsten silicide film. Although not shown, a silicon oxide film is formed on the upper surface of the tungsten silicide film.

LOCOS89、106、107が、EPI68に形成される。   LOCOSs 89, 106, and 107 are formed in the EPI 68.

絶縁層90が、EPI68上面に形成される。そして、ドライエッチングにより、絶縁層90にコンタクトホール108〜110が形成される。   An insulating layer 90 is formed on the upper surface of the EPI 68. Then, contact holes 108 to 110 are formed in the insulating layer 90 by dry etching.

コンタクトホール108〜110には、アルミ合金膜が選択的に形成され、ソース電極111、ドレイン電極112及びバックゲート電極113が形成される。   In the contact holes 108 to 110, an aluminum alloy film is selectively formed, and a source electrode 111, a drain electrode 112, and a back gate electrode 113 are formed.

詳細は半導体装置の製造方法において後述するが、L−ISO69、72、75、M−ISO70、73、76及びU−ISO71、74、77のそれぞれを拡散するための専用の熱拡散工程を削減している。特に、L−ISO69、72、75を拡散するための専用の熱拡散工程を省略することで、N型の埋込層78、97の這い上がり量が低減され、EPI67、68の膜厚を薄くすることができる。   Although details will be described later in the method of manufacturing a semiconductor device, a dedicated thermal diffusion process for diffusing each of L-ISO 69, 72, 75, M-ISO 70, 73, 76 and U-ISO 71, 74, 77 is reduced. ing. In particular, by omitting a dedicated thermal diffusion process for diffusing L-ISO 69, 72, 75, the amount of creeping up of N type buried layers 78, 97 is reduced, and the film thickness of EPI 67, 68 is reduced. can do.

従来の構造では、EPI283(図25参照)の膜厚が、例えば、2.1μmであったが、本実施の形態では、EPI67、68の合わせた膜厚が、例えば、1.6μmとなる。特に、1層目のEPI67の膜厚を薄くし、更に、L−ISO69の横方向の拡散幅W7を狭めることで、P型の拡散層79とL−ISO69との離間距離L3を狭めることができる。また、上述したように、U−ISO71の横方向の拡散幅W10を狭めることで、P型の拡散層79とU−ISO71との離間距離L4を狭めることができる。   In the conventional structure, the film thickness of EPI283 (see FIG. 25) is 2.1 μm, for example, but in this embodiment, the combined film thickness of EPI67 and 68 is 1.6 μm, for example. In particular, the distance L3 between the P-type diffusion layer 79 and the L-ISO 69 can be reduced by reducing the film thickness of the first EPI 67 and further reducing the lateral diffusion width W7 of the L-ISO 69. it can. Further, as described above, by reducing the lateral diffusion width W10 of the U-ISO 71, the separation distance L4 between the P-type diffusion layer 79 and the U-ISO 71 can be reduced.

従来の構造では、P型の拡散層291(図25参照)とP型の埋込層284(図25参照)との離間距離L9(図25参照)は、例えば、1.7μmであり、P型の拡散層291とP型の拡散層286(図25参照)との離間距離L10(図25参照)は、例えば、2.0μmであった。しかしながら、本実施の形態では、離間距離L3は、例えば、1.23μmとなり、離間距離L4は、例えば、1.55μmとなる。その結果、NPNトランジスタ64の耐圧特性を維持しつつ、ベース領域−ISO間が狭められ、NPNトランジスタ64のデバイスサイズが縮小される。   In the conventional structure, the distance L9 (see FIG. 25) between the P-type diffusion layer 291 (see FIG. 25) and the P-type buried layer 284 (see FIG. 25) is, for example, 1.7 μm. The separation distance L10 (see FIG. 25) between the mold diffusion layer 291 and the P-type diffusion layer 286 (see FIG. 25) was, for example, 2.0 μm. However, in the present embodiment, the separation distance L3 is, for example, 1.23 μm, and the separation distance L4 is, for example, 1.55 μm. As a result, while maintaining the breakdown voltage characteristics of the NPN transistor 64, the space between the base region and the ISO is narrowed, and the device size of the NPN transistor 64 is reduced.

更に、上述したように、P型の拡散層79とP型のISO61、62との間には、N型の拡散層81〜86が配置される。N型の拡散層81〜86が配置されることで、P型の拡散層79とP型のISO61、62との間のEPI67、68の不純物濃度が高くなる。この構造により、P型の拡散層79とN型のEPI68とのPN接合領域から広がる空乏層に関し、N型のEPI68側に広がる空乏層が、広がり難くなる。同様に、P型のISO61、62とN型のEPI67、68とのPN接合領域から広がる空乏層に関しても、N型のEPI67、68側に広がる空乏層が、広がり難くなる。そのことで、上記空乏層の広がりが、N型の拡散層81〜86により調整されることで、ベース領域−ISO間がショートし難くなり、NPNトランジスタ64の耐圧特性が向上される。   Further, as described above, the N type diffusion layers 81 to 86 are arranged between the P type diffusion layer 79 and the P type ISOs 61 and 62. By arranging the N type diffusion layers 81 to 86, the impurity concentrations of the EPIs 67 and 68 between the P type diffusion layer 79 and the P type ISOs 61 and 62 are increased. With this structure, with respect to the depletion layer spreading from the PN junction region between the P-type diffusion layer 79 and the N-type EPI 68, the depletion layer spreading toward the N-type EPI 68 becomes difficult to spread. Similarly, with respect to the depletion layer extending from the PN junction region between the P-type ISOs 61 and 62 and the N-type EPIs 67 and 68, the depletion layer extending toward the N-type EPIs 67 and 68 is difficult to spread. As a result, the spread of the depletion layer is adjusted by the N type diffusion layers 81 to 86, so that it is difficult for the base region and the ISO to be short-circuited, and the breakdown voltage characteristics of the NPN transistor 64 are improved.

尚、本実施の形態では、ISO61〜63において、L−ISO69、72、75とU−ISO71、74、77との間にM−ISO70、73、76のみが配置される場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、このL−ISOとこのU−ISOとの間に複数段のP型の埋込層が配置される場合でもよい。   In the present embodiment, in ISO 61-63, the case where only M-ISOs 70, 73, 76 are arranged between L-ISOs 69, 72, 75 and U-ISOs 71, 74, 77 has been described. However, the present invention is not limited to this case. For example, a plurality of P-type buried layers may be disposed between the L-ISO and the U-ISO.

また、本実施の形態では、N型の拡散層81〜86の配置領域は、NPNトランジスタ64の耐圧特性に応じて種々の設計変更が可能である。例えば、P型の拡散層79とP型のISO61、62との離間距離により、所望の耐圧特性が確保される領域には、N型の拡散層81〜86は必ずしも配置される必要はない。つまり、P型の拡散層79とP型のISO61、62との離間距離が短い領域には、少なくともN型の拡散層81〜86が配置されればよい。   In the present embodiment, various design changes can be made to the arrangement region of the N type diffusion layers 81 to 86 according to the breakdown voltage characteristics of the NPN transistor 64. For example, the N type diffusion layers 81 to 86 are not necessarily arranged in a region where desired breakdown voltage characteristics are ensured by the separation distance between the P type diffusion layer 79 and the P type ISOs 61 and 62. That is, at least the N type diffusion layers 81 to 86 may be disposed in a region where the separation distance between the P type diffusion layer 79 and the P type ISOs 61 and 62 is short.

また、本実施の形態では、N型の拡散層81、83、85及びN型の拡散層82、84、86のそれぞれが重畳して形成される場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、N型の拡散層81、82のみの場合でもよい。また、N型の拡散層81、83及びN型の拡散層82、84のそれぞれが重畳する二重拡散構造の場合でもよい。また、それぞれ四重拡散構造等の更なる多重拡散構造の場合でもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。   In this embodiment, the case where the N-type diffusion layers 81, 83, and 85 and the N-type diffusion layers 82, 84, and 86 are formed so as to overlap each other is described. However, the present invention is limited to this case. is not. For example, only the N type diffusion layers 81 and 82 may be used. In addition, a double diffusion structure in which the N type diffusion layers 81 and 83 and the N type diffusion layers 82 and 84 overlap each other may be used. Further, it may be a case of a further multiple diffusion structure such as a quadruple diffusion structure. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

次に、本発明の第3の実施の形態である半導体装置の製造方法について、図3〜図9を参照して説明する。尚、図3〜図9に示す半導体装置の製造方法は、図1に示す半導体装置の製造方法であるため、同一の構成要素には同一の符番を用いる。   Next, a method for manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 9 is the method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 1, the same reference numerals are used for the same components.

先ず、図3に示す如く、P型の単結晶シリコン基板6を準備する。基板6上にシリコン酸化膜121を形成し、N型の埋込層122、123の形成領域上に開口部が形成されるように、シリコン酸化膜121を選択的に除去する。そして、シリコン酸化膜121をマスクとして用い、基板6の表面にN型不純物、例えば、アンチモン(Sb)を含む液体ソース124を塗布する。その後、アンチモン(Sb)を熱拡散し、N型の埋込層122、123を形成した後、シリコン酸化膜121及び液体ソース124を除去する。   First, as shown in FIG. 3, a P-type single crystal silicon substrate 6 is prepared. A silicon oxide film 121 is formed on the substrate 6, and the silicon oxide film 121 is selectively removed so that openings are formed on the formation regions of the N type buried layers 122 and 123. Then, using the silicon oxide film 121 as a mask, a liquid source 124 containing an N-type impurity such as antimony (Sb) is applied to the surface of the substrate 6. Thereafter, antimony (Sb) is thermally diffused to form N type buried layers 122 and 123, and then the silicon oxide film 121 and the liquid source 124 are removed.

次に、図4に示す如く、基板6上に1層目のN型のEPI7を形成する。このとき、膜厚が0.5〜0.7μm程度となるように、EPI7を形成する。このEPI7の形成工程における熱処理により、前記N型の埋込層122、123(図3参照)が熱拡散され、N型の埋込層18、35が形成される。   Next, as shown in FIG. 4, a first N-type EPI 7 is formed on the substrate 6. At this time, the EPI 7 is formed so that the film thickness is about 0.5 to 0.7 μm. The N type buried layers 122 and 123 (see FIG. 3) are thermally diffused by the heat treatment in the formation process of the EPI 7 to form the N type buried layers 18 and 35.

次に、EPI7上にシリコン酸化膜125を形成し、イオン注入技術を用い、N型の拡散層126、127を形成する。その後、シリコン酸化膜125上にフォトレジスト128を形成し、P型の埋込層129〜131が形成される領域上のフォトレジスト128に開口部を形成する。その後、EPI7の表面から、P型不純物、例えば、ホウ素(B+)をイオン注入する。そして、フォトレジスト128及びシリコン酸化膜125を除去する。   Next, a silicon oxide film 125 is formed on the EPI 7, and N-type diffusion layers 126 and 127 are formed using an ion implantation technique. Thereafter, a photoresist 128 is formed on the silicon oxide film 125, and an opening is formed in the photoresist 128 on the region where the P type buried layers 129 to 131 are formed. Thereafter, a P-type impurity such as boron (B +) is ion-implanted from the surface of the EPI 7. Then, the photoresist 128 and the silicon oxide film 125 are removed.

次に、図5に示す如く、EPI7上に2層目のN型のEPI8を形成する。このとき、膜厚が0.9〜1.1μm程度となるように、EPI8を形成する。このEPI8の形成工程における熱処理により、前記N型の埋込層126、127(図4参照)及び前記P型の埋込層129、130、131(図4参照)が熱拡散され、N型の埋込層21、22及びL−ISO9、12、15が形成される。   Next, as shown in FIG. 5, a second N-type EPI 8 is formed on the EPI 7. At this time, the EPI 8 is formed so that the film thickness is about 0.9 to 1.1 μm. The N type buried layers 126 and 127 (see FIG. 4) and the P type buried layers 129, 130, and 131 (see FIG. 4) are thermally diffused by the heat treatment in the formation process of the EPI 8, and the N type buried layers. Buried layers 21 and 22 and L-ISOs 9, 12, and 15 are formed.

その後、EPI8上にシリコン酸化膜132を形成し、シリコン酸化膜132上にフォトレジスト133を形成する。そして、N型の拡散層134、135が形成される領域上のフォトレジスト133に開口部を形成する。EPI8の表面から、N型不純物、例えば、リン(P+)をイオン注入する。   Thereafter, a silicon oxide film 132 is formed on the EPI 8, and a photoresist 133 is formed on the silicon oxide film 132. Then, an opening is formed in the photoresist 133 on the region where the N type diffusion layers 134 and 135 are to be formed. N-type impurities such as phosphorus (P +) are ion-implanted from the surface of the EPI 8.

次に、図6に示す如く、フォトレジスト133(図5参照)を除去し、熱拡散し、N型の拡散層23、24を形成した後、シリコン酸化膜132(図5参照)を除去する。そして、EPI8の所望の領域にLOCOS25〜27、44、45を形成する。EPI8上面にシリコン酸化膜136を形成し、シリコン酸化膜136上にフォトレジスト137を形成する。そして、P型の埋込層138〜141が形成される領域上のフォトレジスト137に開口部を形成する。その後、EPI8の表面から、P型不純物、例えば、ホウ素(B++)をイオン注入する。   Next, as shown in FIG. 6, the photoresist 133 (see FIG. 5) is removed and thermally diffused to form N-type diffusion layers 23 and 24, and then the silicon oxide film 132 (see FIG. 5) is removed. . Then, LOCOS 25 to 27, 44, and 45 are formed in a desired region of EPI8. A silicon oxide film 136 is formed on the upper surface of the EPI 8, and a photoresist 137 is formed on the silicon oxide film 136. Then, an opening is formed in the photoresist 137 on the region where the P type buried layers 138 to 141 are formed. Thereafter, a P-type impurity such as boron (B ++) is ion-implanted from the surface of the EPI 8.

次に、P型の埋込層138〜141が熱拡散されることなく、同一のフォトレジスト137を用い2回目のイオン注入を行う。フォトレジスト137上から、P型不純物、例えば、ホウ素(B+)をイオン注入する。この2回目のイオン注入工程により、P型の拡散層142〜145が形成される。つまり、本実施の形態では、P型の埋込層138〜141及びP型の拡散層142〜145をそれぞれ熱拡散するための専用の熱拡散工程が削減されている。   Next, a second ion implantation is performed using the same photoresist 137 without thermally diffusing the P type buried layers 138 to 141. A P-type impurity such as boron (B +) is ion-implanted from above the photoresist 137. P-type diffusion layers 142 to 145 are formed by this second ion implantation step. That is, in the present embodiment, dedicated thermal diffusion steps for thermally diffusing the P type buried layers 138 to 141 and the P type diffusion layers 142 to 145 are reduced.

ここで、LOCOS25、27、44、45を形成した後に、LOCOS25、27、44、45上からホウ素(B++、B+)をイオン注入する。この製造方法により、比較的に分子レベルの大きいホウ素(B++、B+)をイオン注入することでダメージを受けたEPI8表面から、LOCOS25、27、44、45形成時の熱により結晶欠陥が発生することを防ぐことができる。つまり、LOCOS形成後にホウ素をイオン注入することで、上記ダメージ領域にLOCOS形成時の熱が加わることを防止できる。   Here, after the LOCOSs 25, 27, 44, 45 are formed, boron (B ++, B +) is ion-implanted from above the LOCOSs 25, 27, 44, 45. With this manufacturing method, crystal defects are generated from the surface of EPI 8 damaged by ion implantation of boron (B ++, B +) having a relatively large molecular level due to the heat at the time of forming LOCOS 25, 27, 44, 45. Can be prevented. That is, by implanting boron ions after forming LOCOS, it is possible to prevent heat from being applied to the damaged region during LOCOS formation.

次に、図7に示す如く、フォトレジスト137(図6参照)を除去し、熱拡散し、M−ISO10、13、16、U−ISO11、14、17及びP型の拡散層36を形成した後、シリコン酸化膜136(図6参照)を除去する。以下の説明では、P型の埋込層140(図6参照)とP型の拡散層144(図6参照)とは熱拡散により連結し、P型の拡散層36となる。   Next, as shown in FIG. 7, the photoresist 137 (see FIG. 6) is removed and thermally diffused to form M-ISO 10, 13, 16, U-ISO 11, 14, 17, and a P-type diffusion layer 36. Thereafter, the silicon oxide film 136 (see FIG. 6) is removed. In the following description, the P-type buried layer 140 (see FIG. 6) and the P-type diffusion layer 144 (see FIG. 6) are connected by thermal diffusion to form the P-type diffusion layer 36.

上述したように、1回目のイオン注入工程の後に、熱拡散工程を行うことなく、連続して2回目のイオン注入工程を行った後、熱拡散工程を行う。この製造方法により、M−ISO10、13、16、U−ISO11、14、17及びP型の拡散層36は1回の熱拡散工程により形成される。つまり、1回目及び2回目のイオン注入後の専用の熱拡散工程を省略することで、L−ISO9、12、15の横方向拡散幅W1、W2、W3(図1参照)を抑制し、ISO1、2、3(図1参照)の形成領域も狭めることができる。   As described above, the thermal diffusion process is performed after the second ion implantation process is continuously performed without performing the thermal diffusion process after the first ion implantation process. With this manufacturing method, the M-ISO 10, 13, 16, U-ISO 11, 14, 17, and the P-type diffusion layer 36 are formed by a single thermal diffusion process. That is, by omitting the dedicated thermal diffusion step after the first and second ion implantations, the lateral diffusion widths W1, W2, and W3 (see FIG. 1) of the L-ISOs 9, 12, and 15 are suppressed, and the ISO1 The formation region of 2, 3 (see FIG. 1) can also be narrowed.

更に、1回目のイオン注入工程では、2回目のイオン注入工程よりも高加速電圧によりイオン注入を行う。そして、M−ISO10、13、16は、L−ISO9、12、15の近傍に形成される。この製造方法より、L−ISO9、12、15の這い上がり量を低減させつつ、M−ISO10、13、16とL−ISO9、12、15とは確実に連結させることができる。   Further, in the first ion implantation step, ion implantation is performed with a higher acceleration voltage than in the second ion implantation step. And M-ISO10,13,16 is formed in the vicinity of L-ISO9,12,15. With this manufacturing method, it is possible to reliably connect the M-ISOs 10, 13, 16 and the L-ISOs 9, 12, 15 while reducing the amount of scooping of the L-ISOs 9, 12, 15.

更に、L−ISO9、12、15の不純物濃度を低濃度とすることで、L−ISO9、12、15の横方向拡散幅W1〜W3を抑制し、ISO1〜3の形成領域も狭めることができる。同様に、U−ISO11、14、17の這い下がり量を低減することで、U−ISO11、14、17の横方向拡散幅W4〜W6(図1参照)を抑制することができる。   Furthermore, by making the impurity concentrations of L-ISOs 9, 12, and 15 low, the lateral diffusion widths W1 to W3 of L-ISOs 9, 12, and 15 can be suppressed, and the formation regions of ISOs 1 to 3 can be narrowed. . Similarly, the lateral diffusion widths W4 to W6 (see FIG. 1) of the U-ISOs 11, 14, and 17 can be suppressed by reducing the amount of creeping down of the U-ISOs 11, 14, and 17.

その後、EPI8上にゲート酸化膜43を形成する。そして、ゲート酸化膜43上に、例えば、ポリシリコン膜、タングステンシリサイド膜から成るゲート電極42を形成する。その後、ゲート酸化膜43として用いるシリコン酸化膜上にフォトレジスト146を形成する。そして、N型の拡散層147、148が形成される領域上のフォトレジスト146に開口部を形成する。そして、EPI8表面から、N型不純物、例えば、リン(P+)をイオン注入する。このとき、LOCOS27、44及びゲート電極42をマスクとして利用することで、位置精度良くN型の拡散層147、148を形成することができる。その後、フォトレジスト146を除去し、熱拡散する。尚、当該熱拡散工程により、N型の拡散層147、148が熱拡散され、N型の拡散層38、39(図8参照)が形成される。   Thereafter, a gate oxide film 43 is formed on the EPI 8. Then, a gate electrode 42 made of, for example, a polysilicon film or a tungsten silicide film is formed on the gate oxide film 43. Thereafter, a photoresist 146 is formed on the silicon oxide film used as the gate oxide film 43. Then, an opening is formed in the photoresist 146 on the region where the N type diffusion layers 147 and 148 are formed. Then, an N-type impurity such as phosphorus (P +) is ion-implanted from the EPI 8 surface. At this time, by using the LOCOS 27 and 44 and the gate electrode 42 as a mask, the N-type diffusion layers 147 and 148 can be formed with high positional accuracy. Thereafter, the photoresist 146 is removed and thermal diffusion is performed. In this thermal diffusion step, the N type diffusion layers 147 and 148 are thermally diffused to form the N type diffusion layers 38 and 39 (see FIG. 8).

次に、図8に示す如く、ゲート酸化膜43上にフォトレジスト149を形成する。そして、P型の拡散層150が形成される領域上のフォトレジスト149に開口部を形成する。EPI8表面から、P型不純物、例えば、ホウ素(B)をイオン注入する。その後、フォトレジスト149を除去し、熱拡散する。尚、当該熱拡散工程により、P型の拡散層150が熱拡散され、P型の拡散層19(図9参照)が形成される。   Next, as shown in FIG. 8, a photoresist 149 is formed on the gate oxide film 43. Then, an opening is formed in the photoresist 149 on the region where the P type diffusion layer 150 is to be formed. P-type impurities such as boron (B) are ion-implanted from the EPI 8 surface. Thereafter, the photoresist 149 is removed and thermal diffusion is performed. In this thermal diffusion step, the P type diffusion layer 150 is thermally diffused to form the P type diffusion layer 19 (see FIG. 9).

最後に、図9に示す如く、N型の拡散層20、40、41を形成した後、P型の拡散層37を形成する。その後、EPI8上に絶縁層28として、例えば、NSG膜及びBPSG膜等を堆積する。そして、ドライエッチングで、絶縁層28にコンタクトホール29〜31、46〜48を形成する。コンタクトホール29〜31、46〜48には、例えば、Al−Si膜、Al−Si−Cu膜、Al−Cu膜等から成るアルミ合金膜を選択的に形成し、エミッタ電極32、ベース電極33、コレクタ電極34、ソース電極49、ドレイン電極50及びバックゲート電極51を形成する。   Finally, as shown in FIG. 9, after forming the N type diffusion layers 20, 40, 41, the P type diffusion layer 37 is formed. Thereafter, for example, an NSG film and a BPSG film are deposited on the EPI 8 as the insulating layer 28. Then, contact holes 29 to 31 and 46 to 48 are formed in the insulating layer 28 by dry etching. In the contact holes 29 to 31 and 46 to 48, for example, an aluminum alloy film made of an Al—Si film, an Al—Si—Cu film, an Al—Cu film or the like is selectively formed, and an emitter electrode 32 and a base electrode 33 are formed. The collector electrode 34, the source electrode 49, the drain electrode 50, and the back gate electrode 51 are formed.

尚、本実施の形態では、ISOを構成する拡散層を形成する際に、LOCOS25〜27、44、45上から同一レジストマスクを用いて、連続して2回のイオン注入工程を行う場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、LOCOS25〜27、44、45上から同一レジストマスクを用いて、連続して3回以上のイオン注入工程を行い、L−ISO9、12、15とU−ISO11、14、17との間に複数段のP型の埋込層を形成する場合でもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。   In the present embodiment, a description will be given of a case where two ion implantation steps are continuously performed using the same resist mask from above LOCOS 25 to 27, 44, and 45 when forming the diffusion layer constituting the ISO. However, the present invention is not limited to this case. For example, using the same resist mask from above LOCOS 25-27, 44, 45, three or more ion implantation steps are continuously performed, and between L-ISO 9, 12, 15 and U-ISO 11, 14, 17 A plurality of P-type buried layers may be formed. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

次に、本発明の第4の実施の形態である半導体装置の製造方法について、図10〜図17を参照して説明する。尚、図10〜図17に示す半導体装置の製造方法は、図2に示す半導体装置の製造方法であるため、同一の構成要素には同一の符番を用いる。   Next, a method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 to 17 is the method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 2, and the same reference numerals are used for the same components.

先ず、図10に示す如く、P型の単結晶シリコン基板66を準備する。基板66上にシリコン酸化膜161を形成し、N型の埋込層162、163の形成領域上に開口部が形成されるように、シリコン酸化膜161を選択的に除去する。そして、シリコン酸化膜161をマスクとして用い、基板66の表面にN型不純物、例えば、アンチモン(Sb)を含む液体ソース164を塗布する。その後、アンチモン(Sb)を熱拡散し、N型の埋込層162、163を形成した後、シリコン酸化膜161及び液体ソース164を除去する。   First, as shown in FIG. 10, a P-type single crystal silicon substrate 66 is prepared. A silicon oxide film 161 is formed on the substrate 66, and the silicon oxide film 161 is selectively removed so that openings are formed on the formation regions of the N type buried layers 162 and 163. Then, using the silicon oxide film 161 as a mask, a liquid source 164 containing an N-type impurity such as antimony (Sb) is applied to the surface of the substrate 66. Thereafter, antimony (Sb) is thermally diffused to form N type buried layers 162 and 163, and then the silicon oxide film 161 and the liquid source 164 are removed.

次に、図11に示す如く、基板66上に1層目のN型のEPI67を形成する。このとき、膜厚が0.5〜0.7μm程度となるように、EPI67を形成する。このEPI67の形成工程における熱処理により、前記N型の埋込層162、163(図10参照)が熱拡散され、N型の埋込層78、97が形成される。   Next, as shown in FIG. 11, a first N-type EPI 67 is formed on the substrate 66. At this time, the EPI 67 is formed so that the film thickness is about 0.5 to 0.7 μm. By the heat treatment in the step of forming the EPI 67, the N type buried layers 162 and 163 (see FIG. 10) are thermally diffused to form N type buried layers 78 and 97.

次に、EPI67上にシリコン酸化膜165を形成し、シリコン酸化膜165上にフォトレジスト166を形成する。そして、P型の埋込層167〜169が形成される領域上のフォトレジスト166に開口部を形成する。その後、EPI67の表面から、P型不純物、例えば、ホウ素(B++)をイオン注入する。そして、フォトレジスト166及びシリコン酸化膜165を除去する。   Next, a silicon oxide film 165 is formed on the EPI 67, and a photoresist 166 is formed on the silicon oxide film 165. Then, an opening is formed in the photoresist 166 on the region where the P type buried layers 167 to 169 are formed. Thereafter, a P-type impurity such as boron (B ++) is ion-implanted from the surface of the EPI 67. Then, the photoresist 166 and the silicon oxide film 165 are removed.

次に、図12に示す如く、EPI67上に2層目のN型のEPI68を形成する。このとき、膜厚が0.9〜1.1μm程度となるように、EPI68を形成する。このEPI68の形成工程における熱処理により、前記P型の埋込層167〜169(図11参照)が熱拡散され、L−ISO69、72、75が形成される。   Next, as shown in FIG. 12, a second N-type EPI 68 is formed on the EPI 67. At this time, the EPI 68 is formed so that the film thickness is about 0.9 to 1.1 μm. The P-type buried layers 167 to 169 (see FIG. 11) are thermally diffused by heat treatment in the formation process of the EPI 68, and L-ISOs 69, 72, and 75 are formed.

その後、EPI68上にシリコン酸化膜170を形成した後、シリコン酸化膜170上にフォトレジスト171を形成する。N型の拡散層172〜175が形成される領域上のフォトレジスト171に開口部を形成する。先ず、N型の拡散層172、173を形成するために、EPI68の表面から、例えば、N型不純物のリン(P+)をイオン注入する。次に、N型の拡散層174、175を形成するために、EPI68の表面から、例えば、N型不純物のリン(P+)を連続してイオン注入する。その後、フォトレジスト171を除去し、熱拡散した後シリコン酸化膜170を除去する。尚、当該熱拡散工程により、N型の拡散層172〜175が熱拡散され、N型の拡散層81〜84(図13参照)が形成される。   Thereafter, a silicon oxide film 170 is formed on the EPI 68, and then a photoresist 171 is formed on the silicon oxide film 170. Openings are formed in the photoresist 171 over the region where the N type diffusion layers 172 to 175 are to be formed. First, in order to form the N-type diffusion layers 172 and 173, for example, phosphorus (P +) of an N-type impurity is ion-implanted from the surface of the EPI 68. Next, in order to form the N type diffusion layers 174 and 175, for example, phosphorus (P +) of an N type impurity is ion-implanted continuously from the surface of the EPI 68. Thereafter, the photoresist 171 is removed, and after thermal diffusion, the silicon oxide film 170 is removed. In this thermal diffusion step, the N type diffusion layers 172 to 175 are thermally diffused, and N type diffusion layers 81 to 84 (see FIG. 13) are formed.

次に、図13に示す如く、EPI68の所望の領域にLOCOS87〜89、106、107を形成する。EPI68上面にシリコン酸化膜176を形成し、シリコン酸化膜176上にフォトレジスト177を形成する。そして、P型の埋込層178〜180、181が形成される領域上のフォトレジスト177に開口部を形成する。その後、EPI68の表面から、P型不純物、例えば、ホウ素(B++)をイオン注入する。   Next, as shown in FIG. 13, LOCOSs 87 to 89, 106, and 107 are formed in desired regions of the EPI 68. A silicon oxide film 176 is formed on the upper surface of the EPI 68, and a photoresist 177 is formed on the silicon oxide film 176. Then, an opening is formed in the photoresist 177 on the region where the P type buried layers 178 to 180 and 181 are formed. Thereafter, a P-type impurity such as boron (B ++) is ion-implanted from the surface of the EPI 68.

次に、P型の埋込層178〜181が熱拡散されることなく、同一のフォトレジスト177を用い2回目のイオン注入を行う。フォトレジスト177上から、P型不純物、例えば、ホウ素(B+)をイオン注入する。この2回目のイオン注入工程により、P型の拡散層182〜185が形成される。その後、フォトレジスト177を除去する。つまり、本実施の形態では、P型の埋込層178〜181及びP型の拡散層182〜185を熱拡散するための専用の熱拡散工程が削減されている。   Next, a second ion implantation is performed using the same photoresist 177 without thermally diffusing the P type buried layers 178 to 181. P type impurities such as boron (B +) are ion-implanted from above the photoresist 177. P-type diffusion layers 182 to 185 are formed by the second ion implantation process. Thereafter, the photoresist 177 is removed. In other words, in the present embodiment, a dedicated thermal diffusion process for thermally diffusing the P type buried layers 178 to 181 and the P type diffusion layers 182 to 185 is reduced.

ここで、LOCOS87、89、106、107を形成した後に、LOCOS87、89、106、107上からホウ素(B++、B+)をイオン注入する。この製造方法により、比較的に分子レベルの大きいホウ素(B++、B+)をイオン注入することでダメージを受けたEPI68表面から、LOCOS87、89、106、107形成時の熱により結晶欠陥が発生することを防ぐことができる。つまり、LOCOS形成後にホウ素をイオン注入することで、上記ダメージ領域にLOCOS形成時の熱が加わることを防止できる。   Here, after the LOCOSs 87, 89, 106, 107 are formed, boron (B ++, B +) is ion-implanted from above the LOCOSs 87, 89, 106, 107. Due to this manufacturing method, crystal defects are generated from the surface of EPI 68 damaged by ion implantation of boron (B ++, B +) having a relatively large molecular level due to the heat at the time of forming LOCOS 87, 89, 106, 107. Can be prevented. That is, by implanting boron ions after forming LOCOS, it is possible to prevent heat from being applied to the damaged region during LOCOS formation.

次に、図14に示す如く、シリコン酸化膜176上にフォトレジスト186を形成する。N型の拡散層187、188が形成される領域上のフォトレジスト186に開口部を形成する。そして、EPI68の表面から、N型不純物、例えば、リン(P+)をイオン注入する。その後、フォトレジスト186を除去し、熱拡散した後、シリコン酸化膜176を除去する。   Next, as shown in FIG. 14, a photoresist 186 is formed on the silicon oxide film 176. Openings are formed in the photoresist 186 over the region where the N type diffusion layers 187 and 188 are to be formed. Then, an N-type impurity such as phosphorus (P +) is ion-implanted from the surface of the EPI 68. Thereafter, the photoresist 186 is removed, and after thermal diffusion, the silicon oxide film 176 is removed.

尚、当該熱拡散工程により、P型の埋込層178〜181、P型の拡散層182〜185及びN型の拡散層187、188が熱拡散され、M−ISO70、73、76(図15参照)、U−ISO71、74、77及びP型の拡散層98(図15参照)及びN型の拡散層85、86(図15参照)が形成される。以下の説明では、P型の埋込層180とP型の拡散層184とは熱拡散により連結し、P型の拡散層98(図15参照)となる。更に、図示していないが、N型の拡散層85、86は、Pチャネル型MOSトランジスタのバックゲート領域を構成するN型の拡散層と同一工程で形成される。しかしながら、N型の拡散層85、86は、形成される場合でも、形成されない場合でもよい。   In this thermal diffusion step, the P type buried layers 178 to 181, the P type diffusion layers 182 to 185 and the N type diffusion layers 187 and 188 are thermally diffused, and M-ISOs 70, 73 and 76 (FIG. 15). U-ISO 71, 74, 77 and P-type diffusion layer 98 (see FIG. 15) and N-type diffusion layers 85, 86 (see FIG. 15) are formed. In the following description, the P-type buried layer 180 and the P-type diffusion layer 184 are connected by thermal diffusion to form a P-type diffusion layer 98 (see FIG. 15). Further, although not shown, the N-type diffusion layers 85 and 86 are formed in the same process as the N-type diffusion layer constituting the back gate region of the P-channel MOS transistor. However, the N-type diffusion layers 85 and 86 may be formed or not formed.

図13及び図14を用いて上述したように、1回目のイオン注入工程の後に、熱拡散工程を行うことなく、連続して2回目のイオン注入工程を行う。更に、熱拡散工程を行うことなく、N型の拡散層85、86を形成するイオン注入工程を行い、その後、熱拡散工程を行う。この製造方法により、M−ISO70、73、76、U−ISO71、74、77、P型の拡散層98及びN型の拡散層85、86は1回の熱拡散工程により形成される。つまり、1回目及び2回目のイオン注入後の2回の熱拡散工程を省略することで、L−ISO69、72、75の横方向拡散幅W7〜W9(図2参照)を抑制し、ISO61、62、63(図2参照)の形成領域も狭めることができる。   As described above with reference to FIGS. 13 and 14, the second ion implantation step is continuously performed after the first ion implantation step without performing the thermal diffusion step. Further, an ion implantation process for forming N-type diffusion layers 85 and 86 is performed without performing a thermal diffusion process, and then a thermal diffusion process is performed. With this manufacturing method, the M-ISO 70, 73, 76, the U-ISO 71, 74, 77, the P-type diffusion layer 98, and the N-type diffusion layers 85, 86 are formed by a single thermal diffusion process. That is, by omitting the two thermal diffusion steps after the first and second ion implantations, the lateral diffusion widths W7 to W9 (see FIG. 2) of the L-ISOs 69, 72, and 75 are suppressed, and the ISO 61, The formation region of 62, 63 (see FIG. 2) can also be narrowed.

更に、1回目のイオン注入工程では、2回目のイオン注入工程よりも高加速電圧によりイオン注入を行う。そして、M−ISO70、73、76は、L−ISO69、72、75の近傍に形成される。この製造方法より、L−ISO69、72、75の這い上がり量が低減されるが、M−ISO70、73、76とL−ISO69、72、75とは確実に連結させることができる。   Further, in the first ion implantation step, ion implantation is performed with a higher acceleration voltage than in the second ion implantation step. And M-ISO70,73,76 is formed in the vicinity of L-ISO69,72,75. Although the amount of scooping up of the L-ISOs 69, 72, 75 is reduced by this manufacturing method, the M-ISOs 70, 73, 76 and the L-ISOs 69, 72, 75 can be reliably connected.

更に、L−ISO69、72、75の不純物濃度を低濃度とすることで、L−ISO69、72、75の横方向拡散幅W7〜W9を抑制し、ISO61〜63の形成領域も狭めることができる。同様に、U−ISO71、74、77の這い下がり量を低減することで、U−ISO71、74、77の横方向拡散幅W10〜W12(図2参照)を抑制することができる。   Further, by reducing the impurity concentration of L-ISO 69, 72, 75, the lateral diffusion widths W7-W9 of L-ISO 69, 72, 75 can be suppressed, and the formation region of ISO 61-63 can be narrowed. . Similarly, the lateral diffusion widths W10 to W12 (see FIG. 2) of the U-ISOs 71, 74, and 77 can be suppressed by reducing the amount of creeping down of the U-ISOs 71, 74, and 77.

次に、図15に示す如く、EPI68上にゲート酸化膜105を形成する。そして、ゲート酸化膜105上に、例えば、ポリシリコン膜、タングステンシリサイド膜が積層されたゲート電極104を形成する。その後、ゲート酸化膜105上にフォトレジスト189を形成する。そして、N型の拡散層190、191が形成される領域上のフォトレジスト189に開口部を形成する。EPI68表面から、N型不純物、例えば、リン(P+)をイオン注入する。このとき、LOCOS89、106及びゲート電極104をマスクとして利用することで、位置精度良くN型の拡散層190、191を形成することができる。その後、フォトレジスト189を除去し、熱拡散する。尚、当該熱拡散工程により、N型の拡散層190、191が熱拡散され、N型の拡散層100、101(図16参照)が形成される。   Next, as shown in FIG. 15, a gate oxide film 105 is formed on the EPI 68. Then, a gate electrode 104 in which, for example, a polysilicon film and a tungsten silicide film are stacked is formed on the gate oxide film 105. Thereafter, a photoresist 189 is formed on the gate oxide film 105. Then, an opening is formed in the photoresist 189 on the region where the N type diffusion layers 190 and 191 are to be formed. N-type impurities such as phosphorus (P +) are ion-implanted from the EPI 68 surface. At this time, by using the LOCOSs 89 and 106 and the gate electrode 104 as a mask, the N-type diffusion layers 190 and 191 can be formed with high positional accuracy. Thereafter, the photoresist 189 is removed and thermal diffusion is performed. In this thermal diffusion step, the N type diffusion layers 190 and 191 are thermally diffused to form the N type diffusion layers 100 and 101 (see FIG. 16).

次に、図16に示す如く、ゲート酸化膜105上にフォトレジスト192を形成する。そして、P型の拡散層193が形成される領域上のフォトレジスト192に開口部を形成する。EPI68表面から、P型不純物、例えば、ホウ素(B)をイオン注入する。その後、フォトレジスト192を除去し、熱拡散する。尚、当該熱拡散工程により、P型の拡散層193が熱拡散され、P型の拡散層79(図17参照)が形成される。   Next, as shown in FIG. 16, a photoresist 192 is formed on the gate oxide film 105. Then, an opening is formed in the photoresist 192 on the region where the P-type diffusion layer 193 is formed. P-type impurities such as boron (B) are ion-implanted from the EPI 68 surface. Thereafter, the photoresist 192 is removed and thermal diffusion is performed. In this thermal diffusion step, the P type diffusion layer 193 is thermally diffused to form a P type diffusion layer 79 (see FIG. 17).

最後に、図17に示す如く、N型の拡散層80、102、103を形成した後、P型の拡散層99を形成する。その後、EPI68上に絶縁層90として、例えば、NSG膜及びBPSG膜等を堆積する。そして、ドライエッチングで、絶縁層90にコンタクトホール91〜93、108〜110を形成する。コンタクトホール91〜93、108〜110には、上記アルミ合金膜を選択的に形成し、エミッタ電極94、ベース電極95、コレクタ電極96、ソース電極111、ドレイン電極112及びバックゲート電極113を形成する。   Finally, as shown in FIG. 17, after N-type diffusion layers 80, 102, 103 are formed, a P-type diffusion layer 99 is formed. Thereafter, for example, an NSG film and a BPSG film are deposited on the EPI 68 as the insulating layer 90. Then, contact holes 91 to 93 and 108 to 110 are formed in the insulating layer 90 by dry etching. The aluminum alloy film is selectively formed in the contact holes 91 to 93 and 108 to 110, and the emitter electrode 94, the base electrode 95, the collector electrode 96, the source electrode 111, the drain electrode 112, and the back gate electrode 113 are formed. .

尚、本実施の形態では、ISOを構成する拡散層を形成する際に、LOCOS87〜89、106、107上から同一レジストマスクを用いて、連続して2回のイオン注入工程を行う場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、LOCOS87〜89、106、107上から同一レジストマスクを用いて、連続して3回以上のイオン注入工程を行い、L−ISO69、72、75とU−ISO71、74、77との間に複数段のP型の埋込層を形成する場合でもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。   In the present embodiment, a description will be given of a case where two ion implantation steps are successively performed using the same resist mask from above LOCOSs 87 to 89, 106, and 107 when forming a diffusion layer constituting ISO. However, the present invention is not limited to this case. For example, using the same resist mask from above LOCOS 87-89, 106, 107, three or more ion implantation steps are performed continuously, and between L-ISO 69, 72, 75 and U-ISO 71, 74, 77. A plurality of P-type buried layers may be formed. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

次に、本発明の第5の実施の形態である半導体装置について、図18〜図19を参照して説明する。図18(A)は、本実施の形態の半導体装置を説明するための断面図である。図18(B)は、図18(A)に示すNPNトランジスタを説明するための平面図である。図19(A)は、本実施の形態のISOを構成する拡散層の不純物濃度と拡散深さとを説明するための図である。図19(B)は、本実施の形態のISOを説明するための断面図である。   Next, a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 18A is a cross-sectional view for describing the semiconductor device of this embodiment. FIG. 18B is a plan view for explaining the NPN transistor shown in FIG. FIG. 19A is a diagram for explaining the impurity concentration and the diffusion depth of the diffusion layer constituting the ISO of the present embodiment. FIG. 19B is a cross-sectional view for explaining the ISO of this embodiment.

尚、本実施の形態では、主に、ISO201〜203の形状が、図1に示すISO1〜3の形状と異なる。そして、ISO201〜203により区画されるアイランドに形成されるNPNトランジスタ204及びNチャネル型MOSトランジスタ205の形状は、図1に示すNPNトランジスタ4及びNチャネル型MOSトランジスタ5の形状と、実質、同一である。そのため、上述した図1の説明を、適宜、参照し、同一の構成要素には同じ符番を付す。   In the present embodiment, the shapes of ISOs 201 to 203 are mainly different from the shapes of ISOs 1 to 3 shown in FIG. The shapes of the NPN transistor 204 and the N-channel MOS transistor 205 formed on the islands partitioned by ISO 201 to 203 are substantially the same as the shapes of the NPN transistor 4 and the N-channel MOS transistor 5 shown in FIG. is there. Therefore, the description of FIG. 1 described above is referred to as appropriate, and the same reference numerals are given to the same components.

図18(A)に示す如く、P型の基板6上には1層目のN型のEPI7が形成される。EPI7上には2層目のEPI8が形成される。EPI7、8は、ISO201、202、203により複数のアイランドに区分される。そして、アイランドの一領域にはNPNトランジスタ204が形成され、他の領域にはNチャネル型MOSトランジスタ205が形成される。   As shown in FIG. 18A, a first N-type EPI 7 is formed on a P-type substrate 6. A second EPI 8 is formed on the EPI 7. The EPIs 7 and 8 are divided into a plurality of islands by ISOs 201, 202, and 203. An NPN transistor 204 is formed in one region of the island, and an N-channel MOS transistor 205 is formed in the other region.

ISO201は、P型の埋込層206(以下、L−ISO206と呼ぶ。)、P型の埋込層207(以下、M−ISO207と呼ぶ。)及びP型の拡散層208(以下、U−ISO208と呼ぶ。)から構成される。丸印209で示すように、L−ISO206とU−ISO208とはその一部領域が重畳する。M−ISO207は、丸印209で示す上記重畳領域と、更に、重畳する。そして、M−ISO207を含むISO201は、N型の拡散層23とPN接合領域を形成する。尚、上述したISO201と同様に、ISO202、203は、P型の埋込層210、213(以下、L−ISO210、213と呼ぶ。)、P型の埋込層211、214(以下、M−ISO211、214と呼ぶ。)及びP型の拡散層212、215(以下、U−ISO212、215と呼ぶ。)により構成される。   The ISO 201 includes a P-type buried layer 206 (hereinafter referred to as L-ISO 206), a P-type buried layer 207 (hereinafter referred to as M-ISO 207), and a P-type diffusion layer 208 (hereinafter referred to as U-). It is called ISO208). As indicated by a circle 209, L-ISO 206 and U-ISO 208 partially overlap each other. The M-ISO 207 further overlaps with the overlapping region indicated by the circle 209. The ISO 201 including the M-ISO 207 forms a PN junction region with the N type diffusion layer 23. Similar to the ISO 201 described above, the ISOs 202 and 203 include P-type buried layers 210 and 213 (hereinafter referred to as L-ISO 210 and 213) and P-type buried layers 211 and 214 (hereinafter referred to as M-). And P-type diffusion layers 212 and 215 (hereinafter referred to as U-ISO 212 and 215).

図18(B)に示す如く、実線216〜220に囲まれる領域は、上記U−ISO208、212に対応し、点線221、222に囲まれる領域は、N型の拡散層23、24に対応し、一点鎖線223に囲まれる領域は、P型の拡散層19に対応し、実線224に囲まれる領域は、N型の拡散層20に対応する。図示したように、N型の拡散層23、24は、ISO201、202の内側に一環状に配置され、M−ISO207、211を含むISO201、202とPN接合領域を形成する。   As shown in FIG. 18B, the region surrounded by the solid lines 216 to 220 corresponds to the U-ISOs 208 and 212, and the region surrounded by the dotted lines 221 and 222 corresponds to the N-type diffusion layers 23 and 24. The region surrounded by the alternate long and short dash line 223 corresponds to the P type diffusion layer 19, and the region surrounded by the solid line 224 corresponds to the N type diffusion layer 20. As shown in the figure, the N type diffusion layers 23 and 24 are arranged in a ring shape inside the ISOs 201 and 202 and form PN junction regions with the ISOs 201 and 202 including the M-ISOs 207 and 211.

尚、図18(A)の断面では、U−ISO208、212は別々の拡散層として図示されているが、実際には一環状の一つの拡散層として形成される。また、M−ISO207、211、L−ISO206、210、N型の埋込層21、22及びN型の拡散層23、24も同様である。   In the cross section of FIG. 18A, the U-ISOs 208 and 212 are illustrated as separate diffusion layers, but in actuality, they are formed as one annular diffusion layer. The same applies to the M-ISOs 207 and 211, the L-ISOs 206 and 210, the N-type buried layers 21 and 22, and the N-type diffusion layers 23 and 24.

図19(A)では、縦軸はL−ISO206、M−ISO207及びU−ISO208の不純物濃度を示し、横軸はそれらの拡散深さを示す。そして、実線はISO201全体を示し、点線はU−ISO208を示し、一点鎖線はM−ISO207を示し、二点鎖線はL−ISO206を示す。   In FIG. 19A, the vertical axis represents the impurity concentration of L-ISO 206, M-ISO 207, and U-ISO 208, and the horizontal axis represents the diffusion depth thereof. A solid line indicates the entire ISO 201, a dotted line indicates the U-ISO 208, a one-dot chain line indicates the M-ISO 207, and a two-dot chain line indicates the L-ISO 206.

点線が示すように、EPI8表面から0.3μm程度の領域に不純物濃度のピークが位置するように、U−ISO208が形成される。また、一点鎖線が示すように、EPI8表面から0.5μm程度の領域に不純物濃度のピークが位置するように、M−ISO207が形成される。また、二点鎖線が示すように、EPI8表面から1.75μm程度の領域に不純物濃度のピークが位置するように、L−ISO206が形成される。また、実線が示すように、ISO201は、M−ISO207とU−ISO208が重畳することで、EPI8表面から0.3〜0.5μmの範囲に高濃度に推移する領域を有する。そして、U−ISO208とL−ISO206とは、EPI8表面から1.0μm程度の領域で重畳するが、この重畳領域においても1.0×1017/cm以上の不純物濃度を維持する。 As indicated by the dotted line, the U-ISO 208 is formed so that the peak of the impurity concentration is located in a region of about 0.3 μm from the surface of the EPI 8. Further, as indicated by the alternate long and short dash line, the M-ISO 207 is formed so that the impurity concentration peak is located in a region of about 0.5 μm from the surface of the EPI 8. Further, as indicated by the two-dot chain line, the L-ISO 206 is formed so that the peak of the impurity concentration is located in a region of about 1.75 μm from the surface of the EPI 8. As indicated by the solid line, the ISO 201 has a region where the M-ISO 207 and the U-ISO 208 are superposed so that the concentration changes from 0.3 to 0.5 μm in the range of 0.3 to 0.5 μm from the EPI 8 surface. U-ISO 208 and L-ISO 206 overlap with each other in a region of about 1.0 μm from the surface of EPI 8, and the impurity concentration of 1.0 × 10 17 / cm 2 or more is maintained in this overlapping region.

この構造により、P型のISO201及びP型の基板6とN型のEPI7、8及びN型の埋込層18とのPN接合領域から広がる空乏層が、ISO201を横断して、隣接する他のアイランドまで広がることを防止できる。そして、隣接する素子間でのリーク電流が防止される。   With this structure, a depletion layer extending from the PN junction region between the P-type ISO 201 and the P-type substrate 6 and the N-type EPIs 7 and 8 and the N-type buried layer 18 crosses the ISO 201 and other adjacent It can be prevented from spreading to the island. And the leak current between adjacent elements is prevented.

図19(B)では、d1はU−ISO208の不純物濃度のピーク位置の深さを示し、d2はM−ISO207の不純物濃度のピーク位置の深さを示し、d3はEPI7、8の総膜厚の中央領域までの深さを示し、d4はU−ISO208とL−ISO206との重畳領域までの深さを示し、d5はL−ISO206の不純物濃度のピーク位置の深さを示す。尚、図19(A)を用いて上述したように、それぞれ、d1=0.3μm程度、d2=0.5μm程度、d3=0.8μm程度、d4=1.0μm程度、d5=1.75μm程度である。   In FIG. 19B, d1 indicates the depth of the peak position of the impurity concentration of U-ISO 208, d2 indicates the depth of the peak position of the impurity concentration of M-ISO 207, and d3 indicates the total film thickness of EPIs 7 and 8. , D4 represents the depth to the overlapping region of U-ISO 208 and L-ISO 206, and d5 represents the depth of the peak position of the impurity concentration of L-ISO 206. As described above with reference to FIG. 19A, d1 = about 0.3 μm, d2 = about 0.5 μm, d3 = about 0.8 μm, d4 = about 1.0 μm, d5 = 1.75 μm, respectively. Degree.

図示したように、U−ISO208及びM−ISO207の不純物濃度のピークは、EPI7、8の中央領域d3よりもEPI8表面側に位置する。その結果、ISO201では、M−ISO207及びU−ISO208の領域が、L−ISO206の領域よりも高不純物濃度となり、横方向拡散も広がり易くなる。そして、EPI8の不純物濃度はL−ISO206の不純物濃度よりも低いため、ISO201の形状は、L−ISO206上に、横方向に扁平したM−ISO207及びU−ISO208が配置された形状となる。そして、U−ISO208とM−ISO207とが重畳し、EPI8表面から0.3〜0.5μm程度の領域では、ISO201とN型の拡散層23とがPN接合領域を形成する。このP型不純物が高濃度となる領域では、横方向拡散も広がり易いが、N型の拡散層23により、M−ISO207の拡散幅W13の広がりが抑えられる。そして、ISO201の横方向拡散幅を抑えることで、NPNトランジスタ204のデバイスサイズが縮小される。尚、図18(A)、(B)に示すように、N型の拡散層21〜24は、ISO201、202の内側に一環状に配置されることで、ISO201、202の拡散広がりも全周において抑えられる。   As shown in the figure, the peak of the impurity concentration of U-ISO 208 and M-ISO 207 is located on the EPI 8 surface side from the central region d3 of EPI 7 and 8. As a result, in the ISO 201, the M-ISO 207 and U-ISO 208 regions have a higher impurity concentration than the L-ISO 206 region, and the lateral diffusion is easily spread. And since the impurity concentration of EPI8 is lower than the impurity concentration of L-ISO206, the shape of ISO201 becomes a shape where M-ISO207 and U-ISO208 flattened in the horizontal direction are arranged on L-ISO206. Then, U-ISO 208 and M-ISO 207 overlap each other, and ISO 201 and N-type diffusion layer 23 form a PN junction region in a region of about 0.3 to 0.5 μm from the surface of EPI 8. In the region where the P-type impurity has a high concentration, lateral diffusion is also likely to spread, but the N-type diffusion layer 23 suppresses the spread of the diffusion width W13 of the M-ISO 207. The device size of the NPN transistor 204 is reduced by suppressing the lateral diffusion width of the ISO 201. As shown in FIGS. 18A and 18B, the N-type diffusion layers 21 to 24 are arranged in a ring shape inside the ISOs 201 and 202, so that the diffusion spread of the ISOs 201 and 202 can be made all around. Can be suppressed.

更に、M−ISO207が、丸印209が示す重畳領域と、更に、重畳する。この構造により、3つの拡散層206〜208により、丸印209で示す重畳領域の不純物濃度が、所望の濃度以上になるように設計される。そのため、L−ISO206の這い上がり量及びU−ISO208の這い下がり量を狭めることができる。そして、M−ISO207の拡散幅W13及びL−ISO206の拡散幅W14を狭め、ISO201の横方向拡散を抑えることで、NPNトランジスタ204のデバイスサイズが縮小される。   Further, the M-ISO 207 further overlaps with the overlapping area indicated by the circle 209. With this structure, the three diffusion layers 206 to 208 are designed so that the impurity concentration of the overlapping region indicated by a circle 209 is equal to or higher than a desired concentration. For this reason, the amount of climbing of the L-ISO 206 and the amount of climbing of the U-ISO 208 can be reduced. The device size of the NPN transistor 204 is reduced by narrowing the diffusion width W13 of the M-ISO 207 and the diffusion width W14 of the L-ISO 206 and suppressing the lateral diffusion of the ISO 201.

尚、本実施の形態においても、図18(A)に示すP型の拡散層19とM−ISO207との離間距離L5及びP型の拡散層19とL−ISO206との離間距離L6を狭めることができる。この構造により、図1を用いて説明した実施の形態と同様に、NPNトランジスタ204の耐圧特性が維持され、NPNトランジスタ204のデバイスサイズが縮小される。   Also in this embodiment, the separation distance L5 between the P-type diffusion layer 19 and the M-ISO 207 and the separation distance L6 between the P-type diffusion layer 19 and the L-ISO 206 shown in FIG. Can do. With this structure, the breakdown voltage characteristic of the NPN transistor 204 is maintained and the device size of the NPN transistor 204 is reduced, as in the embodiment described with reference to FIG.

また、基板6上に2層のEPI7、8が積層され、EPI7、8にISO201〜203が形成される構造について説明したが、この場合に限定されるものではない。例えば、基板上に3層以上のEPIが積層され、その複数層のEPIに上記構造のISOが形成される場合でも良い。この場合においても、ISOの横方向拡散を抑えながら、その不純物濃度を調整することが可能となる。   In addition, the structure in which two layers of EPIs 7 and 8 are stacked on the substrate 6 and the ISOs 201 to 203 are formed on the EPIs 7 and 8 has been described. However, the present invention is not limited to this case. For example, three or more layers of EPI may be stacked on the substrate, and the ISO having the above structure may be formed on the plurality of layers of EPI. Even in this case, the impurity concentration can be adjusted while suppressing the lateral diffusion of ISO.

また、1層目のEPI7の膜厚が、2層目のEPI8の膜厚よりも薄くなる構造について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、1層目及び2層目のEPI7、8の膜厚が等しい構造、また、1層目のEPI7の膜厚が、2層目のEPI8の膜厚よりも厚い構造の場合でも良い。つまり、基板上に積層されるEPIの総膜厚に対して上記構造のISOが形成されることで、同様な効果を得ることができる。このとき、U−ISO208とL−ISO206との重畳領域(丸印209で囲まれる領域)が、1層目のEPI7に形成される場合でもよい。   Moreover, although the structure in which the film thickness of the first EPI 7 is thinner than the film thickness of the second EPI 8 has been described, the present invention is not limited to this case. For example, the first and second EPIs 7 and 8 may have the same thickness, or the first EPI 7 may be thicker than the second EPI 8. That is, the same effect can be obtained by forming the ISO having the above structure with respect to the total film thickness of the EPI laminated on the substrate. At this time, the overlapping region of the U-ISO 208 and the L-ISO 206 (the region surrounded by the circle 209) may be formed in the EPI 7 in the first layer.

また、NPNトランジスタ204のコレクタ領域としてのN型の埋込層21、22及びN型の拡散層23、24がP型の拡散層19の周囲に配置される構造について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、アイランド領域にダイオードが配置される構造では、例えば、カソード領域としてのN型の拡散層(N型の埋込層が形成される構造ではN型の埋込層を含む。)が、アノード領域としてのP型の拡散層の周囲に配置される構造においても、上記の同様な効果を得ることができる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。   In addition, the structure in which the N type buried layers 21 and 22 and the N type diffusion layers 23 and 24 as the collector region of the NPN transistor 204 are arranged around the P type diffusion layer 19 has been described. It is not limited. For example, in a structure in which a diode is arranged in an island region, for example, an N-type diffusion layer as a cathode region (an N-type buried layer is included in a structure in which an N-type buried layer is formed) is an anode. The same effect as described above can also be obtained in the structure disposed around the P-type diffusion layer as the region. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

次に、本発明の第6の実施の形態である半導体装置の製造方法について、図20〜図22を参照して説明する。そして、上述したように、NPNトランジスタ204及びNチャネル型MOSトランジスタ205の形状は、図1に示すNPNトランジスタ4及びNチャネル型MOSトランジスタ5の形状と、実質、同一である。そのため、上述した図3及び図5〜図9の説明を、適宜、参照し、同一の構成要素には同じ符番を付す。   Next, a method for manufacturing a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As described above, the shapes of the NPN transistor 204 and the N-channel MOS transistor 205 are substantially the same as the shapes of the NPN transistor 4 and the N-channel MOS transistor 5 shown in FIG. Therefore, the description of FIG. 3 and FIGS. 5 to 9 described above is referred to as appropriate, and the same reference numerals are given to the same components.

先ず、図3に示す如く、P型の基板6を準備し、基板6にN型の埋込層122、123を形成する。尚、詳細の製造方法は、図3の説明を参照する。   First, as shown in FIG. 3, a P-type substrate 6 is prepared, and N-type buried layers 122 and 123 are formed on the substrate 6. For details of the manufacturing method, refer to the description of FIG.

次に、図20に示す如く、基板6上に1層目のN型のEPI7を形成する。このとき、EPI7の形成工程における熱処理により、前記N型の埋込層122、123(図3参照)が熱拡散され、N型の埋込層18、35が形成される。   Next, as shown in FIG. 20, the first N-type EPI 7 is formed on the substrate 6. At this time, the N-type buried layers 122 and 123 (see FIG. 3) are thermally diffused by the heat treatment in the EPI 7 formation process, and the N-type buried layers 18 and 35 are formed.

次に、EPI7上にシリコン酸化膜231を形成し、N型の拡散層232、233を形成する。その後、シリコン酸化膜231上にフォトレジスト234を形成し、P型の埋込層235〜237が形成される領域上のフォトレジスト234に開口部を形成する。その後、EPI7の表面から、P型不純物、例えば、ホウ素(B+)を加速電圧80keV、導入量3.0×1013/cmでイオン注入する。そして、フォトレジスト234及びシリコン酸化膜231を除去する。 Next, a silicon oxide film 231 is formed on the EPI 7 and N-type diffusion layers 232 and 233 are formed. Thereafter, a photoresist 234 is formed on the silicon oxide film 231, and an opening is formed in the photoresist 234 on the region where the P type buried layers 235 to 237 are to be formed. Thereafter, a P-type impurity such as boron (B +) is ion-implanted from the surface of the EPI 7 with an acceleration voltage of 80 keV and an introduction amount of 3.0 × 10 13 / cm 2 . Then, the photoresist 234 and the silicon oxide film 231 are removed.

このとき、フォトレジスト234の厚みt1は、例えば、1.8μmであり、P型の埋込層235〜237の形成領域上の線幅W15〜W17は、例えば、1.2μmである。これは、フォトレジストの膜厚を厚くし、イオン注入用の開口部を形成する場合、以下の問題が起こるからである。フォトレジストを開口する際、フォトレジストの膜厚が厚い場合にはエッチング時間も長くなり、開口部のフォトレジスト側面がだれ易くなる。つまり、フォトレジストは上端部に近い程エッチング時間が長くなり、開口部の上端部に近づく程、その開口面積が大きくなる。その結果、フォトレジストのだれた領域の膜厚は、その他の領域の膜厚よりも薄くなる。フォトレジストの厚い部分に合わせた加速電圧により不純物をイオン注入すると、フォトレジストのだれた領域では不純物がフォトレジストを通過してしまう。そして、設計した線幅よりも広い領域に不純物が注入され、熱拡散されることで、微細加工が難しくなる。   At this time, the thickness t1 of the photoresist 234 is, for example, 1.8 μm, and the line widths W15 to W17 on the formation region of the P type buried layers 235 to 237 are, for example, 1.2 μm. This is because the following problems occur when the thickness of the photoresist is increased and the opening for ion implantation is formed. When opening the photoresist, if the thickness of the photoresist is thick, the etching time becomes long, and the side surface of the photoresist in the opening is likely to droop. That is, the etching time becomes longer as the photoresist is closer to the upper end portion, and the opening area becomes larger as it is closer to the upper end portion of the opening portion. As a result, the film thickness of the dripping region of the photoresist is thinner than the film thickness of the other regions. When impurities are ion-implanted with an acceleration voltage matched to a thick portion of the photoresist, the impurities pass through the photoresist in a region where the photoresist is dripped. Then, impurities are implanted into a region wider than the designed line width and are thermally diffused, which makes fine processing difficult.

そこで、上述したように、フォトレジスト234の膜厚t1を薄くすることで、フォトレジスト234のエッチング時間が短くなり、開口部のだれが防止される。そして、フォトレジスト234の配線幅W15〜W17の微細加工が可能となる。更に、フォトレジスト234の膜厚t1を薄くすることに対応し、イオン注入時の加速電圧を低くする。その結果、P型の埋込層235〜237の不純物濃度のピークがEPI7表面側に近くなり、P型の埋込層235〜237はEPI8へと這い上がり易くなる。そして、P型の埋込層235〜237を拡散させる熱処理時間を短くできることで、P型の埋込層235〜237の横方向拡散幅も狭めることができる。   Therefore, as described above, by reducing the film thickness t1 of the photoresist 234, the etching time of the photoresist 234 is shortened, and dripping of the opening is prevented. Then, the fine processing of the wiring widths W15 to W17 of the photoresist 234 becomes possible. Further, the acceleration voltage at the time of ion implantation is lowered in response to the reduction in the film thickness t1 of the photoresist 234. As a result, the peak of the impurity concentration of the P-type buried layers 235 to 237 is close to the EPI 7 surface side, and the P-type buried layers 235 to 237 are likely to rise to the EPI 8. Further, since the heat treatment time for diffusing the P type buried layers 235 to 237 can be shortened, the lateral diffusion width of the P type buried layers 235 to 237 can also be reduced.

次に、図5〜図6に示す如く、EPI7上に2層目のN型のEPI8を形成する。EPI8にN型の拡散層23、24を形成した後、LOCOS25〜27、44、45を形成する。そして、本実施の形態においても、P型の埋込層235〜237(図20参照)を熱拡散するための専用の熱拡散工程を行っていない。このとき、EPI8の形成工程における熱処理により、前記N型の埋込層232、233(図20参照)が熱拡散され、N型の埋込層21、22が形成される。同様に、前記P型の埋込層235〜237が熱拡散され、L−ISO206、210、213(図21参照)が形成される。尚、詳細の製造方法は、図5〜図6の説明を参照する。   Next, as shown in FIGS. 5 to 6, a second N-type EPI 8 is formed on the EPI 7. After the N-type diffusion layers 23 and 24 are formed on the EPI 8, LOCOS 25 to 27, 44, and 45 are formed. Also in this embodiment, a dedicated thermal diffusion process for thermally diffusing the P type buried layers 235 to 237 (see FIG. 20) is not performed. At this time, the N-type buried layers 232 and 233 (see FIG. 20) are thermally diffused by the heat treatment in the EPI 8 formation process, and the N-type buried layers 21 and 22 are formed. Similarly, the P type buried layers 235 to 237 are thermally diffused to form L-ISOs 206, 210, and 213 (see FIG. 21). For the detailed manufacturing method, refer to the description of FIGS.

次に、図21に示す如く、EPI8上面にシリコン酸化膜238を形成し、シリコン酸化膜238上にフォトレジスト239を形成する。そして、P型の埋込層240〜243が形成される領域上のフォトレジスト239に開口部を形成する。その後、EPI8の表面から、P型不純物、例えば、ホウ素(B++)を加速電圧300keV、導入量2.5×1013/cmでイオン注入する。 Next, as shown in FIG. 21, a silicon oxide film 238 is formed on the upper surface of the EPI 8, and a photoresist 239 is formed on the silicon oxide film 238. Then, an opening is formed in the photoresist 239 on the region where the P type buried layers 240 to 243 are to be formed. Thereafter, a P-type impurity such as boron (B ++) is ion-implanted from the surface of the EPI 8 at an acceleration voltage of 300 keV and an introduction amount of 2.5 × 10 13 / cm 2 .

このとき、フォトレジスト239の厚みt2は、例えば、1.8μmであり、P型の埋込層240〜243の形成領域上の線幅W18〜W20は、例えば、1.2μmである。上述したように、フォトレジスト239の厚みt2を薄くすることで、線幅W18〜W20の微細加工が可能となる。そして、不純物をイオン注入する際の加速電圧を低くすることで、P型の埋込層240、241、243の不純物濃度のピークがEPI8表面側に近くなる。   At this time, the thickness t2 of the photoresist 239 is, for example, 1.8 μm, and the line widths W18 to W20 on the formation region of the P-type buried layers 240 to 243 are, for example, 1.2 μm. As described above, the fine processing of the line widths W18 to W20 can be performed by reducing the thickness t2 of the photoresist 239. Then, by reducing the acceleration voltage at the time of impurity ion implantation, the peak of the impurity concentration of the P-type buried layers 240, 241, and 243 becomes closer to the EPI8 surface side.

次に、P型の埋込層240〜243が熱拡散されることなく、同一のフォトレジスト239を用い2回目のイオン注入を行う。フォトレジスト239上から、P型不純物、例えば、ホウ素(B+)を加速電圧190keV、導入量8.0×1012/cmでイオン注入する。この2回目のイオン注入工程により、P型の拡散層244〜247が形成される。その後、フォトレジスト239を除去し、熱拡散し、M−ISO207、211、214(図22参照)、P型の拡散層36及びU−ISO208、212、215(図22参照)を形成した後、シリコン酸化膜238を除去する。 Next, a second ion implantation is performed using the same photoresist 239 without thermally diffusing the P type buried layers 240 to 243. P-type impurities such as boron (B +) are ion-implanted from above the photoresist 239 at an acceleration voltage of 190 keV and an introduction amount of 8.0 × 10 12 / cm 2 . P-type diffusion layers 244 to 247 are formed by the second ion implantation process. Thereafter, the photoresist 239 is removed and thermally diffused to form the M-ISO 207, 211, 214 (see FIG. 22), the P-type diffusion layer 36, and the U-ISO 208, 212, 215 (see FIG. 22). The silicon oxide film 238 is removed.

つまり、1回目のイオン注入工程の後に、熱拡散工程を行うことなく、連続して2回目のイオン注入工程を行った後、熱拡散工程を行う。この製造方法により、M−ISO207、211、214、P型の拡散層36及びU−ISO208、212、215は1回の熱拡散工程により形成される。   That is, after the first ion implantation step, the thermal diffusion step is performed after the second ion implantation step is continuously performed without performing the thermal diffusion step. With this manufacturing method, the M-ISOs 207, 211, and 214, the P-type diffusion layer 36, and the U-ISOs 208, 212, and 215 are formed by a single thermal diffusion process.

そして、フォトレジスト239の厚みt2に対応し、不純物をイオン注入する際の加速電圧を低くすることで、U−ISO208、212、215の不純物濃度のピークがEPI8表面側に近くなる。この製造方法により、比較的に分子レベルの大きいホウ素(B++、B+)をイオン注入するが、ホウ素によりEPI8がダメージを受ける領域が低減される。尚、全てのイオン注入工程が終わった後に、上記ダメージを回復するため、窒素雰囲気中でアニーリングが行われる。   Then, the peak of the impurity concentration of the U-ISOs 208, 212, and 215 becomes closer to the EPI8 surface side by lowering the acceleration voltage when ion-implanting the impurities corresponding to the thickness t2 of the photoresist 239. With this manufacturing method, boron (B ++, B +) having a relatively large molecular level is ion-implanted, but the area where EPI 8 is damaged by boron is reduced. After all the ion implantation steps are completed, annealing is performed in a nitrogen atmosphere in order to recover the damage.

次に、図7〜図9に示す如く、EPI8上にゲート酸化膜43、ゲート電極42を形成する。その後、N型の拡散層38〜41及びP型の拡散層19、37を形成する。尚、詳細の製造方法は、図7〜図9の説明を参照する。   Next, as shown in FIGS. 7 to 9, a gate oxide film 43 and a gate electrode 42 are formed on the EPI 8. Thereafter, N type diffusion layers 38 to 41 and P type diffusion layers 19 and 37 are formed. For details of the manufacturing method, refer to the description of FIGS.

最後に、図22に示す如く、EPI8上に絶縁層28として、例えば、NSG膜及びBPSG膜等を堆積する。そして、ドライエッチングで、絶縁層28にコンタクトホール29〜31、46〜48を形成する。コンタクトホール29〜31、46〜48には、第1の実施例と同様に、アルミ合金膜を選択的に形成し、エミッタ電極32、ベース電極33、コレクタ電極34、ソース電極49、ドレイン電極50及びバックゲート電極51を形成する。   Finally, as shown in FIG. 22, for example, an NSG film and a BPSG film are deposited on the EPI 8 as the insulating layer 28. Then, contact holes 29 to 31 and 46 to 48 are formed in the insulating layer 28 by dry etching. Similar to the first embodiment, aluminum alloy films are selectively formed in the contact holes 29 to 31 and 46 to 48, and the emitter electrode 32, the base electrode 33, the collector electrode 34, the source electrode 49, and the drain electrode 50 are formed. Then, the back gate electrode 51 is formed.

尚、本実施の形態では、ISOを形成する際に、EPI8表面からM−ISO207、211、214及びU−ISO208、212、215を形成する場合について説明したが、この場合に限定するものではない。更に、フォトレジスト239を同一マスクとして用い、例えば、ホウ素(B+)を加速電圧40keV、導入量4.0×1012/cmでイオン注入する場合でもよい。この場合には、U−ISO208、212、215の形成領域における不純物濃度が、更に、高濃度となる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。 In this embodiment, the case where the M-ISO 207, 211, 214 and the U-ISO 208, 212, 215 are formed from the surface of the EPI 8 when forming the ISO has been described. However, the present invention is not limited to this case. . Further, the photoresist 239 may be used as the same mask, and for example, boron (B +) may be ion-implanted with an acceleration voltage of 40 keV and an introduction amount of 4.0 × 10 12 / cm 2 . In this case, the impurity concentration in the formation region of the U-ISOs 208, 212, and 215 is further increased. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

次に、本発明の第7の実施の形態である半導体装置について、図23〜図24を参照して説明する。図23(A)は、本実施の形態の半導体装置を説明するための断面図である。図23(B)は、図23(A)に示すNPNトランジスタを説明するための平面図である。図24(A)は、本実施の形態のISOを説明するための断面図である。図24(B)は、濃度分布により示されるISOを説明するための図である。   Next, a semiconductor device according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 23A is a cross-sectional view for describing the semiconductor device of this embodiment. FIG. 23B is a plan view for explaining the NPN transistor shown in FIG. FIG. 24A is a cross-sectional view for explaining the ISO of this embodiment. FIG. 24B is a diagram for explaining the ISO indicated by the concentration distribution.

尚、本実施の形態では、主に、ISO251〜253の形状が、図2に示すISO61〜63の形状と異なる。そして、このISOにより区画されるアイランドに形成されるNPNトランジスタ254及びNチャネル型MOSトランジスタ255の形状は、図2に示すNPNトランジスタ64及びNチャネル型MOSトランジスタ65の形状と、実質、同一である。そのため、上述した図2の説明を、適宜、参照し、同一の構成要素には同じ符番を付す。   In the present embodiment, the shapes of ISOs 251 to 253 are mainly different from the shapes of ISOs 61 to 63 shown in FIG. The shapes of the NPN transistor 254 and the N-channel MOS transistor 255 formed on the island partitioned by the ISO are substantially the same as the shapes of the NPN transistor 64 and the N-channel MOS transistor 65 shown in FIG. . Therefore, the description of FIG. 2 described above is referred to as appropriate, and the same reference numerals are given to the same components.

図23(A)に示す如く、基板66上には1層目のEPI67が形成される。EPI67上には2層目のEPI68が形成される。EPI67、68は、ISO251〜253により複数のアイランドに区分される。そして、アイランドの一領域にはNPNトランジスタ254が形成され、他の領域にはNチャネル型MOSトランジスタ255が形成される。   As shown in FIG. 23A, a first EPI 67 is formed on the substrate 66. A second EPI 68 is formed on the EPI 67. The EPIs 67 and 68 are divided into a plurality of islands according to ISO 251-253. An NPN transistor 254 is formed in one region of the island, and an N-channel MOS transistor 255 is formed in the other region.

ISO251は、P型の埋込層256(以下、L−ISO256と呼ぶ。)、P型の埋込層257(以下、M−ISO257と呼ぶ。)及びP型の拡散層258(以下、U−ISO258と呼ぶ。)から構成される。丸印259で示すように、L−ISO256とU−ISO258とはその一部領域が重畳する。M−ISO257は、丸印259で示す上記重畳領域と、更に、重畳する。そして、M−ISO257を含むISO251は、N型の拡散層81、83とPN接合領域を形成する。尚、上述したISO251と同様に、ISO252、253は、P型の埋込層260、263(以下、L−ISO260、263と呼ぶ。)、P型の埋込層261、264(以下、M−ISO261、264と呼ぶ。)及びP型の拡散層262、265(以下、U−ISO262、265と呼ぶ。)により構成される。   The ISO 251 includes a P-type buried layer 256 (hereinafter referred to as L-ISO 256), a P-type buried layer 257 (hereinafter referred to as M-ISO 257), and a P-type diffusion layer 258 (hereinafter referred to as U-). ISO 258). As indicated by a circle 259, L-ISO 256 and U-ISO 258 partially overlap each other. The M-ISO 257 further overlaps with the overlapping region indicated by the circle 259. The ISO 251 including the M-ISO 257 forms N-type diffusion layers 81 and 83 and a PN junction region. Similar to the ISO 251 described above, the ISOs 252 and 253 are P-type buried layers 260 and 263 (hereinafter referred to as L-ISO 260 and 263) and P-type buried layers 261 and 264 (hereinafter referred to as M-). And P-type diffusion layers 262 and 265 (hereinafter referred to as U-ISO 262 and 265).

図23(B)に示す如く、実線266〜270に囲まれる領域は、U−ISO258、262に対応し、点線271、272に囲まれる領域は、N型の拡散層81〜86に対応し、一点鎖線273に囲まれる領域は、P型の拡散層79に対応し、実線274に囲まれる領域は、N型の拡散層80に対応する。図示したように、N型の拡散層81〜86は、ISO251、252の内側に一環状に配置され、M−ISO257、261を含むISO251、252とPN接合領域を形成する。   As shown in FIG. 23B, the region surrounded by solid lines 266 to 270 corresponds to U-ISO 258 and 262, and the region surrounded by dotted lines 271 and 272 corresponds to N type diffusion layers 81 to 86, A region surrounded by an alternate long and short dash line 273 corresponds to the P type diffusion layer 79, and a region surrounded by the solid line 274 corresponds to the N type diffusion layer 80. As shown in the figure, the N type diffusion layers 81 to 86 are arranged in a ring shape inside the ISOs 251 and 252 and form PN junction regions with the ISOs 251 and 252 including the M-ISOs 257 and 261.

図24(A)では、d6はU−ISO258の不純物濃度のピーク位置の深さを示し、d7はM−ISO257の不純物濃度のピーク位置の深さを示し、d8はEPI67、68の総膜厚の中央領域までの深さを示し、d9はU−ISO258とL−ISO256との重畳領域までの深さを示し、d10はL−ISO256の不純物濃度のピーク位置の深さを示す。尚、d6=0.3μm程度、d7=0.5μm程度、d8=0.8μm程度、d9=1.0μm程度、d10=1.75μm程度である。   In FIG. 24A, d6 indicates the depth of the peak position of the impurity concentration of U-ISO258, d7 indicates the depth of the peak position of the impurity concentration of M-ISO257, and d8 indicates the total film thickness of EPI67 and 68. D9 indicates the depth to the overlapping region of U-ISO258 and L-ISO256, and d10 indicates the depth of the peak position of the impurity concentration of L-ISO256. Note that d6 = about 0.3 μm, d7 = about 0.5 μm, d8 = about 0.8 μm, d9 = about 1.0 μm, and d10 = 1.75 μm.

図示したように、ISO251の形状は、図19(B)に示すISO201の形状と、実質、同一である。そのため、ISO251の不純物濃度とその拡散深さは、図19(A)に示す通りであり、図19(A)、(B)の説明を、適宜、参照する。   As illustrated, the shape of ISO 251 is substantially the same as the shape of ISO 201 shown in FIG. Therefore, the impurity concentration and the diffusion depth of ISO 251 are as shown in FIG. 19A, and the description of FIGS. 19A and 19B is referred to as appropriate.

そして、U−ISO258及びM−ISO257の不純物濃度のピークは、EPI67、68の中央領域d8よりもEPI68表面側に位置する。U−ISO258とM−ISO257とが重畳し、EPI68表面から0.3〜0.5μm程度の領域では、ISO251とN型の拡散層81、83とがPN接合領域を形成する。このP型不純物が高濃度となる領域では、横方向拡散も広がり易いが、N型の拡散層81、83により、M−ISO257の拡散幅W21の広がりが抑えられる。そして、ISO251の横方向拡散幅を抑えることで、NPNトランジスタ254のデバイスサイズが縮小される。尚、図23(A)、(B)に示すように、N型の拡散層81〜86は、ISO251、252の内側に一環状に配置されることで、ISO251、252の拡散幅の広がりも全周において抑えられる。   The peak of the impurity concentration of U-ISO 258 and M-ISO 257 is located on the EPI 68 surface side with respect to the central region d8 of EPI 67 and 68. U-ISO 258 and M-ISO 257 overlap each other, and ISO 251 and N-type diffusion layers 81 and 83 form a PN junction region in a region of about 0.3 to 0.5 μm from the surface of EPI 68. In the region where the P-type impurity has a high concentration, lateral diffusion is also likely to spread, but the N-type diffusion layers 81 and 83 suppress the spread of the diffusion width W21 of the M-ISO 257. The device size of the NPN transistor 254 is reduced by suppressing the lateral diffusion width of the ISO 251. As shown in FIGS. 23A and 23B, the N-type diffusion layers 81 to 86 are arranged in a ring shape inside the ISOs 251 and 252 so that the diffusion width of the ISOs 251 and 252 is widened. Suppressed all around.

更に、M−ISO257が、丸印259が示す重畳領域と、更に、重畳する。この構造により、3つの拡散層256〜258により、丸印259で示す重畳領域の不純物濃度が、所望の濃度以上になるように設計される。そのため、L−ISO256の這い上がり量及びU−ISO258の這い下がり量を狭めることができる。そして、M−ISO257の拡散幅W21及びL−ISO256の拡散幅W22を狭め、ISO251の横方向拡散を抑えることで、NPNトランジスタ254のデバイスサイズが縮小される。   Further, the M-ISO 257 further overlaps with the overlapping region indicated by the circle 259. With this structure, the three diffusion layers 256 to 258 are designed so that the impurity concentration of the overlapping region indicated by a circle 259 is equal to or higher than a desired concentration. For this reason, the amount of climbing of the L-ISO 256 and the amount of climbing of the U-ISO 258 can be reduced. The device size of the NPN transistor 254 is reduced by narrowing the diffusion width W21 of the M-ISO 257 and the diffusion width W22 of the L-ISO 256 and suppressing the lateral diffusion of the ISO 251.

図24(B)に示す如く、太線275が、ISO251の外形形状を示す。そして、色が濃く表示される領域程、高濃度領域となる。尚、図示していないが、図19(B)に示すISO201も同様な外形形状となる。   As shown in FIG. 24B, a thick line 275 indicates the outer shape of ISO251. An area where the color is displayed darker is a higher density area. Although not shown, the ISO 201 shown in FIG. 19B has a similar outer shape.

ISO251がN型の拡散層81、83とPN接合領域を形成する側(紙面右側)について説明する。深さd7から深さd9の領域では、3つの拡散層256〜258が重畳し、その横方向拡散の広がり易い。しかしながら、N型の拡散層81、83により、その重畳領域での横方向拡散の広がりが抑えられている。一方、深さd9より深い領域では、L−ISO256の不純物濃度に従い、緩やか曲面で変化し、上記PN接合領域を形成する領域よりも拡散幅が広くなる。上述したように、L−ISO256の横方向拡散の広がりは、熱処理時間を短くすることで抑えられる。   The side where the ISO 251 forms the N-type diffusion layers 81 and 83 and the PN junction region (the right side of the drawing) will be described. In the region from the depth d7 to the depth d9, the three diffusion layers 256 to 258 are overlapped, and the lateral diffusion easily spreads. However, the spread of lateral diffusion in the overlapping region is suppressed by the N-type diffusion layers 81 and 83. On the other hand, in the region deeper than the depth d9, it changes in a gently curved surface in accordance with the impurity concentration of L-ISO256, and the diffusion width becomes wider than the region where the PN junction region is formed. As described above, the spread of the lateral diffusion of L-ISO 256 can be suppressed by shortening the heat treatment time.

尚、本実施の形態においても、図23(A)に示すP型の拡散層79とM−ISO257との離間距離L7及びP型の拡散層79とL−ISO256との離間距離L8を狭めることができる。この構造により、図2を用いて説明した実施の形態と同様に、NPNトランジスタ254の耐圧特性が維持され、NPNトランジスタ254のデバイスサイズが縮小される。   Also in this embodiment, the separation distance L7 between the P-type diffusion layer 79 and the M-ISO 257 and the separation distance L8 between the P-type diffusion layer 79 and the L-ISO 256 shown in FIG. Can do. With this structure, the breakdown voltage characteristic of the NPN transistor 254 is maintained and the device size of the NPN transistor 254 is reduced, as in the embodiment described with reference to FIG.

また、基板66上に2層のEPI67、68が積層され、EPI67、68にISO251〜253が形成される構造について説明したが、この場合に限定されるものではない。例えば、基板上に3層以上のEPIが積層され、その複数層のEPIに上記構造のISOが形成される場合でも良い。この場合においても、ISOの横方向拡散を抑えながら、その不純物濃度を調整することが可能となる。   Further, the structure in which the two EPIs 67 and 68 are stacked on the substrate 66 and the ISOs 251 to 253 are formed on the EPIs 67 and 68 has been described. However, the present invention is not limited to this case. For example, three or more layers of EPI may be stacked on the substrate, and the ISO having the above structure may be formed on the plurality of layers of EPI. Even in this case, the impurity concentration can be adjusted while suppressing the lateral diffusion of ISO.

また、1層目のEPI67の膜厚が、2層目のEPI68の膜厚よりも薄くなる構造について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、1層目及び2層目のEPI67、68の膜厚が等しい構造、また、1層目のEPI67の膜厚が、2層目のEPI68の膜厚よりも厚い構造の場合でも良い。つまり、基板上に積層されるEPIの総膜厚に対して上記構造のISOが形成されることで、同様な効果を得ることができる。このとき、U−ISO258とL−ISO256との重畳領域(丸印259で囲まれる領域)が、1層目のEPI67に形成される場合でもよい。   Further, although the structure in which the film thickness of the first EPI 67 is thinner than the film thickness of the second EPI 68 has been described, the present invention is not limited to this case. For example, the first and second EPIs 67 and 68 may have the same thickness, or the first EPI 67 may be thicker than the second EPI 68. That is, the same effect can be obtained by forming the ISO having the above structure with respect to the total film thickness of the EPI laminated on the substrate. At this time, the overlapping region of U-ISO 258 and L-ISO 256 (region surrounded by a circle 259) may be formed in the first EPI 67.

また、NPNトランジスタ254のコレクタ領域としてのN型の拡散層81〜86がP型の拡散層79の周囲に配置される構造について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、アイランド領域にダイオードが配置される構造では、例えば、カソード領域としてのN型の拡散層が、アノード領域としてのP型の拡散層の周囲に配置される構造においても、上記の同様な効果を得ることができる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。   Further, although the structure in which the N type diffusion layers 81 to 86 as the collector region of the NPN transistor 254 are arranged around the P type diffusion layer 79 has been described, the present invention is not limited to this case. For example, in the structure in which the diode is arranged in the island region, for example, the same effect as described above is also obtained in the structure in which the N-type diffusion layer as the cathode region is arranged around the P-type diffusion layer as the anode region. Can be obtained. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

最後に、図23(A)に示す半導体装置の製造方法の説明は、上述した図3〜図17及び図20〜図22を参照し、ここではその説明を割愛する。上述したように、ISO251〜253の形状は、図18(A)に示すISO201〜203の形状と、実質、同一であり、その製造方法も同様である。また、NPNトランジスタ254及びNチャネル型MOSトランジスタ255の形状は、図2に示すNPNトランジスタ64及びNチャネル型MOSトランジスタ65の形状と、実質、同一であり、その製造方法も同様である。   Lastly, the description of the method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 23A will be omitted with reference to FIGS. 3 to 17 and FIGS. 20 to 22 described above. As described above, the shapes of ISOs 251 to 253 are substantially the same as the shapes of ISO 201 to 203 shown in FIG. 18A, and the manufacturing method thereof is also the same. The shapes of the NPN transistor 254 and the N-channel MOS transistor 255 are substantially the same as the shapes of the NPN transistor 64 and the N-channel MOS transistor 65 shown in FIG. 2, and the manufacturing method thereof is also the same.

本発明の実施の形態における半導体装置を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the semiconductor device in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における半導体装置を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the semiconductor device in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the semiconductor device in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the semiconductor device in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the semiconductor device in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the semiconductor device in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the semiconductor device in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the semiconductor device in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the semiconductor device in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the semiconductor device in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the semiconductor device in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the semiconductor device in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the semiconductor device in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the semiconductor device in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the semiconductor device in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the semiconductor device in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the semiconductor device in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における半導体装置を説明する(A)断面図、(B)平面図である。1A is a cross-sectional view and FIG. 2B is a plan view illustrating a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における(A)分離領域の不純物濃度と拡散深さとを説明するための図、(B)分離領域を説明する断面図である。(A) The figure for demonstrating the impurity concentration and diffusion depth of an isolation region in embodiment of this invention, (B) It is sectional drawing explaining an isolation region. 本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the semiconductor device in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the semiconductor device in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the semiconductor device in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における半導体装置を説明する(A)断面図、(B)平面図である。1A is a cross-sectional view and FIG. 2B is a plan view illustrating a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における(A)分離領域を説明する断面図、(B)濃度分布により示される分離領域を説明する図である。(A) Sectional drawing explaining the isolation | separation area | region in embodiment of this invention, (B) It is a figure explaining the isolation | separation area shown by concentration distribution. 従来の実施の形態における半導体装置を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the semiconductor device in conventional embodiment. 従来の実施の形態における半導体装置を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the semiconductor device in conventional embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 分離領域
2 分離領域
3 分離領域
4 NPNトランジスタ
5 Nチャネル型MOSトランジスタ
6 P型の単結晶シリコン基板
7 N型のエピタキシャル層
8 N型のエピタキシャル層
9 P型の埋込拡散層
10 P型の埋込拡散層
11 P型の拡散層
21 N型の拡散層
23 N型の拡散層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Separation region 2 Separation region 3 Separation region 4 NPN transistor 5 N channel type MOS transistor 6 P type single crystal silicon substrate 7 N type epitaxial layer 8 N type epitaxial layer 9 P type buried diffusion layer 10 P type Embedded diffusion layer 11 P-type diffusion layer 21 N-type diffusion layer 23 N-type diffusion layer

Claims (15)

一導電型の半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された逆導電型の第1のエピタキシャル層と、
前記第1のエピタキシャル層上に形成された逆導電型の第2のエピタキシャル層と、
前記第1及び第2のエピタキシャル層を複数のアイランドに区分する一導電型の分離領域とを有し、
前記分離領域は、前記半導体基板、前記第1のエピタキシャル層及び第2のエピタキシャル層とに渡り形成された一導電型の第1の埋込拡散層と、前記第2のエピタキシャル層に形成された一導電型の第2の埋込拡散層と、前記第2のエピタキシャル層に形成された一導電型の第1の拡散層とが連結して形成されることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate of one conductivity type;
A first epitaxial layer of a reverse conductivity type formed on the semiconductor substrate;
A second epitaxial layer of reverse conductivity type formed on the first epitaxial layer;
An isolation region of one conductivity type that divides the first and second epitaxial layers into a plurality of islands;
The isolation region is formed in the first epitaxial diffusion layer of one conductivity type formed across the semiconductor substrate, the first epitaxial layer, and the second epitaxial layer, and the second epitaxial layer. 2. A semiconductor device comprising: a first conductivity type second buried diffusion layer and a first conductivity type first diffusion layer formed in the second epitaxial layer connected to each other.
前記アイランドの1つ領域にはバイポーラトランジスタが形成され、
前記バイポーラトランジスタのベース領域として用いられる一導電型の第2の拡散層と前記分離領域との間には、前記第1及び第2のエピタキシャル層に渡り形成された逆導電型の埋込拡散層と前記第2のエピタキシャル層に形成された逆導電型の拡散層とが連結して形成されることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
A bipolar transistor is formed in one region of the island,
A reverse conductivity type buried diffusion layer formed across the first and second epitaxial layers between the one conductivity type second diffusion layer used as a base region of the bipolar transistor and the isolation region. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is formed by connecting a diffusion layer of a reverse conductivity type formed in the second epitaxial layer.
前記逆導電型の埋込拡散層及び前記逆導電型の拡散層は、前記一導電型の第2の拡散層を囲むように配置され、前記バイポーラトランジスタのコレクタ電極は前記逆導電型の拡散層と接続することを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
The reverse conductivity type buried diffusion layer and the reverse conductivity type diffusion layer are disposed so as to surround the one conductivity type second diffusion layer, and the collector electrode of the bipolar transistor is the reverse conductivity type diffusion layer. The semiconductor device according to claim 2, wherein:
前記一導電型の第1の埋込拡散層と前記一導電型の第1の拡散層とは、前記第2のエピタキシャル層にてその一部領域が重畳し、
前記一導電型の第1の埋込拡散層の不純物濃度のピークは、前記第1及び第2のエピタキシャル層の総膜厚の中央よりも前記基板側に位置し、且つ、前記一導電型の第2の埋込拡散層の不純物濃度のピーク及び前記一導電型の第1の拡散層の不純物濃度のピークは、前記中央よりも前記第2のエピタキシャル層の表面側に位置することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
The one conductivity type first buried diffusion layer and the one conductivity type first diffusion layer are partially overlapped by the second epitaxial layer,
The peak of the impurity concentration of the first conductivity type first buried diffusion layer is located closer to the substrate than the center of the total film thickness of the first and second epitaxial layers, and the one conductivity type The impurity concentration peak of the second buried diffusion layer and the impurity concentration peak of the first conductivity type first diffusion layer are located on the surface side of the second epitaxial layer from the center. The semiconductor device according to claim 1.
前記一導電型の第2の埋込拡散層は、前記重畳領域よりも前記第2のエピタキシャル層の表面側に不純物濃度のピークを有し、且つ、前記一導電型の第2の埋込拡散層は、前記重畳領域を含むように前記一導電型の第1の埋込拡散層及び前記一導電型の第1の拡散層と重畳するように形成されることを特徴とする請求項4に記載の半導体装置。 The one conductivity type second buried diffusion layer has a peak of impurity concentration on the surface side of the second epitaxial layer with respect to the overlapping region, and the one conductivity type second buried diffusion layer. 5. The layer according to claim 4, wherein the layer is formed so as to overlap the first buried diffusion layer of one conductivity type and the first diffusion layer of one conductivity type so as to include the overlapping region. The semiconductor device described. 前記アイランドの1つの領域にはバイポーラトランジスタが形成され、前記バイポーラトランジスタのベース領域としての一導電型の第2の拡散層と前記分離領域との間には逆導電型の拡散層が形成され、
前記一導電型の第2の埋込拡散層は、前記逆導電型の拡散層と接合領域を形成することを特徴とする請求項4または請求項5に記載の半導体装置。
A bipolar transistor is formed in one region of the island, and a reverse conductivity type diffusion layer is formed between the one conductivity type second diffusion layer as the base region of the bipolar transistor and the isolation region,
6. The semiconductor device according to claim 4, wherein the one conductivity type second buried diffusion layer forms a junction region with the opposite conductivity type diffusion layer.
前記逆導電型の拡散層は、前記一導電型の第2の拡散層を囲むように配置され、前記接合領域は、前記逆導電型の拡散層の形成領域に渡り形成されることを特徴とする請求項6に記載の半導体装置。 The reverse conductivity type diffusion layer is disposed so as to surround the one conductivity type second diffusion layer, and the junction region is formed across a region where the reverse conductivity type diffusion layer is formed. The semiconductor device according to claim 6. 一導電型の半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された逆導電型の第1のエピタキシャル層と、
前記第1のエピタキシャル層上に形成された逆導電型の第2のエピタキシャル層と、
前記第1及び第2のエピタキシャル層を複数のアイランドに区分する一導電型の分離領域とを有し、
前記分離領域は、前記半導体基板、前記第1のエピタキシャル層及び第2のエピタキシャル層とに渡り形成された一導電型の第1の埋込拡散層と、前記第2のエピタキシャル層に形成された一導電型の第2の埋込拡散層と、前記第2のエピタキシャル層に形成された一導電型の第1の拡散層とが連結して形成され、
前記アイランドの1つの領域にバイポーラトランジスタが形成され、前記バイポーラトランジスタのベース領域として用いられる一導電型の第2の拡散層と前記分離領域との間には逆導電型の拡散層が形成されることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate of one conductivity type;
A first epitaxial layer of a reverse conductivity type formed on the semiconductor substrate;
A second epitaxial layer of reverse conductivity type formed on the first epitaxial layer;
An isolation region of one conductivity type that divides the first and second epitaxial layers into a plurality of islands;
The isolation region is formed in the first epitaxial diffusion layer of one conductivity type formed across the semiconductor substrate, the first epitaxial layer, and the second epitaxial layer, and the second epitaxial layer. A first conductivity type second buried diffusion layer and a first conductivity type first diffusion layer formed in the second epitaxial layer are connected to each other;
A bipolar transistor is formed in one region of the island, and a reverse conductivity type diffusion layer is formed between the one conductivity type second diffusion layer used as a base region of the bipolar transistor and the isolation region. A semiconductor device.
前記逆導電型の拡散層は、前記一導電型の第2の拡散層を囲むように配置され、前記バイポーラトランジスタのコレクタ電極は前記逆導電型の拡散層と接続することを特徴とする請求項8に記載の半導体装置。 The reverse conductivity type diffusion layer is disposed so as to surround the one conductivity type second diffusion layer, and a collector electrode of the bipolar transistor is connected to the reverse conductivity type diffusion layer. 8. The semiconductor device according to 8. 一導電型の半導体基板を準備し、前記半導体基板上に逆導電型の第1のエピタキシャル層を形成する工程と、
前記第1のエピタキシャル層に一導電型の第1の埋込拡散層を形成する不純物をイオン注入した後、前記第1のエピタキシャル層上に逆導電型の第2のエピタキシャル層を形成する工程と、
前記第2のエピタキシャル層の表面から一導電型の第2の埋込拡散層を形成する不純物を注入した後、連続して一導電型の拡散層を形成する不純物を注入し、熱拡散することで前記一導電型の第1の埋込拡散層、前記一導電型の第2の埋込拡散層及び前記一導電型の拡散層を連結させ分離領域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。
Preparing a semiconductor substrate of one conductivity type and forming a first epitaxial layer of reverse conductivity type on the semiconductor substrate;
Forming a second epitaxial layer of opposite conductivity type on the first epitaxial layer after ion-implanting an impurity for forming the first buried diffusion layer of one conductivity type into the first epitaxial layer; ,
Implanting an impurity for forming a second buried diffusion layer of one conductivity type from the surface of the second epitaxial layer, and subsequently implanting an impurity for forming a diffusion layer of one conductivity type and thermally diffusing. And a step of connecting the first buried diffusion layer of one conductivity type, the second buried diffusion layer of one conductivity type, and the diffusion layer of one conductivity type to form an isolation region. A method for manufacturing a semiconductor device.
同一のレジストマスクを用いて前記一導電型の第2の埋込拡散層及び前記一導電型の拡散層を形成する不純物をイオン注入することを特徴とする請求項10に記載の半導体装置の製造方法。 11. The semiconductor device according to claim 10, wherein an impurity forming the second conductive diffusion layer of the one conductivity type and the diffusion layer of the one conductivity type is ion-implanted using the same resist mask. Method. 前記第2のエピタキシャル層にLOCOS酸化膜を形成した後、前記LOCOS酸化膜上から前記一導電型の第2の埋込拡散層及び前記一導電型の拡散層を形成する不純物をイオン注入することを特徴とする請求項10または請求項11に記載の半導体装置の製造方法。 After a LOCOS oxide film is formed on the second epitaxial layer, impurities for forming the one conductivity type second buried diffusion layer and the one conductivity type diffusion layer are ion-implanted from the LOCOS oxide film. 12. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 10, wherein: 前記一導電型の第2の埋込拡散層及び前記一導電型の拡散層を形成する不純物をイオン注入する工程では、前記一導電型の第2の埋込拡散層及び前記一導電型の拡散層の不純物濃度のピークが前記第1及び第2のエピタキシャル層の総膜厚の中央よりも前記第2のエピタキシャル層の表面側に位置するように、前記不純物をイオン注入することを特徴とする請求項10に記載の半導体装置の製造方法。 In the step of ion-implanting impurities forming the one conductivity type second buried diffusion layer and the one conductivity type diffusion layer, the one conductivity type second buried diffusion layer and the one conductivity type diffusion are formed. The impurity is ion-implanted so that the peak of the impurity concentration of the layer is located on the surface side of the second epitaxial layer from the center of the total film thickness of the first and second epitaxial layers. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 10. 同一のレジストマスクを用いて前記一導電型の第2の埋込拡散層及び前記一導電型の拡散層を形成する不純物をイオン注入することを特徴とする請求項13に記載の半導体装置の製造方法。 14. The manufacturing method of a semiconductor device according to claim 13, wherein impurities forming the second buried diffusion layer of one conductivity type and the diffusion layer of one conductivity type are ion-implanted using the same resist mask. Method. 半導体層と、前記半導体層を複数のアイランドに区分する一導電型の分離領域と、前記アイランドの一領域における前記分離領域の内周に位置し、前記半導体層に形成された逆導電型の拡散層とを有し、
前記分離領域は、前記逆導電型の拡散層と接合領域を形成し、前記接合領域を形成する領域の前記分離領域の拡散幅は、前記接合領域よりも前記半導体層の深部に位置する前記分離領域の拡散幅よりも狭くなることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor layer; a one-conductivity-type isolation region that divides the semiconductor layer into a plurality of islands; and a reverse-conductivity type diffusion formed in the semiconductor layer and located on an inner periphery of the isolation region in the one region of the island And having a layer
The isolation region forms a junction region with the reverse conductivity type diffusion layer, and a diffusion width of the isolation region of the region forming the junction region is located in a deeper part of the semiconductor layer than the junction region A semiconductor device characterized by being narrower than the diffusion width of the region.
JP2008006276A 2007-02-09 2008-01-15 Semiconductor device and manufacturing method therefor Pending JP2008218982A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008006276A JP2008218982A (en) 2007-02-09 2008-01-15 Semiconductor device and manufacturing method therefor
CN2008101277336A CN101304029B (en) 2007-02-09 2008-02-05 Semiconductor device and manufacturing method thereof
US12/026,593 US7791171B2 (en) 2007-02-09 2008-02-06 Semiconductor device and method of manufacturing the same
US12/836,221 US7910449B2 (en) 2007-02-09 2010-07-14 Semiconductor device and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007030797 2007-02-09
JP2008006276A JP2008218982A (en) 2007-02-09 2008-01-15 Semiconductor device and manufacturing method therefor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008218982A true JP2008218982A (en) 2008-09-18

Family

ID=39838605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008006276A Pending JP2008218982A (en) 2007-02-09 2008-01-15 Semiconductor device and manufacturing method therefor

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2008218982A (en)
CN (1) CN101304029B (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102664161B (en) 2012-05-25 2016-11-16 杭州士兰集成电路有限公司 The isolation structure of High voltage BCD process mesohigh device and manufacture method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
CN101304029B (en) 2011-01-19
CN101304029A (en) 2008-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7932580B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2016063072A (en) Semiconductor device manufacturing method
KR100779005B1 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR100318283B1 (en) Planar process using common registration mark for well injection
KR20070059967A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JPH08162630A (en) Structure of high-voltage transistor of semiconductor element and its manufacture
US7910449B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
KR20070061362A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JPH04239760A (en) Manufacture of semiconductor device
JP2008218982A (en) Semiconductor device and manufacturing method therefor
JP3642466B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP6188205B2 (en) Bipolar transistor with high breakdown voltage
JP5261642B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US9112013B2 (en) Semiconductor device and method for producing the same
US6291303B1 (en) Method for manufacturing a bipolar junction device
JP2001291781A (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPS59124153A (en) Semiconductor integrated circuit device
JP7279393B2 (en) Manufacturing method of semiconductor integrated circuit
JP2687489B2 (en) Semiconductor device
JPS61269360A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
KR101099563B1 (en) Bipolar junction transistor and method for manufacturing the same
KR101077057B1 (en) Method for manufacturing bipolar junction transistor
US20130020636A1 (en) High Voltage Device and Manufacturing Method Thereof
JPH07249636A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JPH04142771A (en) Semiconductor device and manufacture thereof