JP2783888B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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JP2783888B2
JP2783888B2 JP2026459A JP2645990A JP2783888B2 JP 2783888 B2 JP2783888 B2 JP 2783888B2 JP 2026459 A JP2026459 A JP 2026459A JP 2645990 A JP2645990 A JP 2645990A JP 2783888 B2 JP2783888 B2 JP 2783888B2
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健裕 平井
彰弘 神田
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、縦型NPNトランジスタと縦型PNPトランジ
スタとを多数同一半導体基板上に集積した半導体装置お
よびその製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
従来技術において、縦型NPNトランジスタと縦型PNPト
ランジスタとを同一基板上に形成する方法を第2図に基
づいて説明する。
第2図(a)に示すように、p型半導体基板1の一主
面上の縦型PNPトランジスタ形成領域Aに、n型埋め込
み層2が形成され、次に縦型NPNトランジスタ形成領域
Bにn型埋め込み層6が形成され、次にn型埋め込み層
2の中に、p型埋め込み層4が形成されるのと同時に、
p型分離領域5が形成される。その後p型半導体基板1
の一主面上に、エピタキシャル成長により、n型半導体
層7が形成される。
次に第2図(b)に示すように、縦型PNPトランジス
タ形成領域Aに、コレクタとなるp型半導体領域8が、
同トランジスタのp型分離領域5に繋がるp型分離領域
9と同時に形成され、次に縦型PNPトランジスタ形成領
域Bに、コレクタウォールとなるn型半導体領域21が形
成される。そしてLOCOS酸化により、フィールド酸化膜1
0が形成された後、p型半導体領域8中に、縦型PNPトラ
ンジスタのベースとなるn型半導体領域11が形成され
る。その後、縦型NPNトランジスタのベースとなるn型
半導体領域13の形成と同時に、直下でp型分離領域9に
繋がるp型予備分離領域14が形成される。
次に第2図(c)に示すように、n型半導体領域11中
に縦型PNPトランジスタのp+エミッタ15aが形成されるの
と同時に、p型半導体領域13中に縦型NPNトランジスタ
のp+ベースコンタクト15bおよびp型半導体領域8中に
縦型PNPトランジスタのp+コレクタコンタクト15cが形成
される。その後、p型半導体領域13中に縦型NPNトラン
ジスタのn+エミッタ16aが形成されるのと同時に、n型
半導体領域11中に縦型PNPトランジスタのn+ベースコン
タクト16bおよびn型半導体領域21中に縦型NPNトランジ
スタのn+コレクタコンタクト16cが形成される。そし
て、p型半導体基板1の一主面全面に、絶縁膜17が形成
され、この絶縁膜17にエミッタ,ベースおよびコレクタ
のコンタクトホールが形成された後、金属電極18が形成
される。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、このような従来の方法では、縦型NPN
トランジスタのコレクタウォールとなるn型半導体領域
21を形成するために、フォトマスクが別に必要となり、
その分プロセスステップが長く複雑になるので、集積回
路製造のコストアップにつながっていた。
またフォトマスクを減らすために、縦型NPNトランジ
スタのコレクタウォールとなるn型半導体領域21を形成
しなければ、コレクタ抵抗の増加をもたらし、高電流で
の電流増幅率の低下や高周波特性の低下など、トランジ
スタの性能が大幅に低下するという問題があった。
この発明は、上述の問題点に鑑み、縦型NPNトランジ
スタと縦型PNPトランジスタとの両者の性能を損なう事
なく、フォトマスクを減らし、プロセスステップを短く
簡略化することで、集積回路製造のコストダウンを実現
できる半導体装置およびその製造方法を提供することを
目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
請求項(1)記載の半導体装置は、第1導電型半導体
基板の一主面部に縦型NPNトランジスタと縦型PNPトラン
ジスタとを並置し、かつ、前記縦型NPNトランジスタの
第2導電型埋め込みサブコレクタ領域となる第2導電型
の第1の埋め込み層と、前記縦型PNPトランジスタの第
1導電型埋め込みサブコレクタ領域と前記第1導電型半
導体基板とを分離している第2導電型の第2の埋め込み
層とを有した半導体装置であって、 前記縦型NPNトランジスタのコレクタコンタクトの直
下付近に前記第2の埋め込み層と同時に形成された第2
導電型の第3の埋め込み層が、前記第2導電型の第1の
埋め込み層にオーバーラップして、その一部が前記第1
導電型半導体基板の一主面方向とその反対方向におい
て、第2導電型の第1の埋め込み層より外側に延在した
構造を有するものである。
請求項(2)記載の半導体装置の製造方法は、第1導
電型半導体基板の一主面部に縦型NPNトランジスタと縦
型PNPトランジスタとを並置して形成し、縦型NPNトラン
ジスタの第2導電型埋め込みサブコレクタ領域となる第
2導電型の第1の埋め込み層の濃度よりも、縦型PNPト
ランジスタの第1導電型埋め込みサブコレクタ領域と第
1導電型半導体基板とを分離している第2導電型の第2
の埋め込み層の濃度が薄い半導体装置の製造方法におい
て、 縦型PNPトランジスタの第2導電型の第2の埋め込み
層の形成と同時に、縦型NPNトランジスタのコレクタコ
ンタクトの直下付近に、第2導電型の第1の埋め込み層
とオーバーラップするように、かつ第1導電型半導体基
板の一主面方向とその反対方向において、第2導電型の
第1の埋め込み層より外側に延在するように、第2導電
型の第3の埋め込み層を形成するものである。
〔作用〕
この発明の構成によれば、縦型PNPトランジスタの第
2導電型の第2の埋め込み層の形成と同時に、縦型NPN
トランジスタのコレクタコンタクトの直下付近に、縦型
NPNトランジスタの第2導電型の第1の埋め込み層とオ
ーバーラップするように、かつこの第1の埋め込み層よ
りも上方に広く拡散するように、第2導電型の第3の埋
め込み層を形成したため、この第2導電型の第3の埋め
込み層は、縦型NPNトランジスタのコレクタコンタクト
付近まで達し、縦型NPNトランジスタのコレクタウォー
ルとなる。したがって、従来のような縦型NPNトランジ
スタのコレクタウォールを別の工程で形成することなし
に、単一の工程で縦型PNPトランジスタの第2導電型の
第2の埋め込み層の形成とともに、縦型NPNトランジス
タのコレクタウォールを形成することができる。
〔実施例〕
この発明の一実施例の半導体装置とその製造方法を第
1図(a)〜(e)に基づいて説明する。
第1図(a)〜(e)は、この発明の一実施例の半導
体装置の製造方法を示す工程順断面図である。
第1図(a)に示すように、p型半導体基板1の一主
面上の縦型PNPトランジスタ形成領域Aに、n型埋め込
み層2(第2導電型の第2の埋め込み層)を形成するの
と同時に縦型NPNトランジスタ形成領域Bのコレクタコ
ンタクトの直下付近に、n型埋め込み層3(第2導電型
の第3の埋め込み層)を形成する。次に縦型NPNトラン
ジスタ形成領域Bにn型埋め込み層6(第2導電型の第
1の埋め込み層)を形成する。さらにp型埋め込み層4
(第1導電型埋め込みサブコレクタ領域となる。)をn
型埋め込み層2の中に形成するのと同時にp型分離領域
5を形成する。
なおn型埋め込み層6の形成は、p型埋め込み層4お
よびp型分離領域5の形成の後でも良い。
またn型埋め込み層3の濃度は、n型埋め込み層2の
濃度と同様に、n型埋め込み層6よりも薄い。したがっ
て、n型埋め込み層3は、n型埋め込み層6にオーバー
ラップする。
次に第1図(b)に示すように、p型半導体基板1上
に、n型半導体層7をエピタキシャル成長で形成する。
この際、n型埋め込み層3とn型埋め込み層6との拡散
係数との違いにより、n型埋め込み層3は、n型埋め込
み層6より上方に拡散する。次に縦型PNPトランジスタ
形成領域Aにコレクタ領域となるp型半導体領域8を形
成するのと同時に、p型分離領域9を形成する。その
後、LOCOS酸化により、フィールド酸化膜10を形成す
る。
次に第1図(c)に示すように、縦型PNPトランジス
タのベースとなるn型半導体領域11を形成するのと同時
に、縦型NPN型トランジスタのコレクトコンタクトにn
型半導体領域12を形成する。次に縦型NPNトランジスタ
のベースとなるp型半導体領域13を形成するのと同時
に、p型予備分離領域14を形成する。
なお縦型NPNトランジスタのコレクタコンタクト領域
に形成したn型半導体領域12は、コレクタ電極のコンタ
クト抵抗値が許容の範囲であれば形成しなくてもよい。
次に第1図(d)に示すように、縦型PNPトランジス
タのp+エミッタ15aと、縦型NPNトランジスタのp+ベース
コンタクト15bと、縦型PNPトランジスタのp+コレクタコ
ンタクト15cとを同時に形成する。そしてさらに、縦型N
PNトランジスタのn+エミッタ16aと、縦型PNPトランジス
タのn+ベースコンタクト16bと、縦型NPNトランジスタの
n+コレクタコンタクト16cとを同時に形成する。
最後に第1図(e)に示すように、p型半導体基板1
の一主面全面に絶縁膜17を堆積した後、この絶縁膜17に
トランジスタのエミッタ,ベースおよびコレクタのコン
タクトホールを形成し、金属電極18を形成する。
このように、縦型NPNトランジスタのコレクタコンタ
クトの直下付近のみに形成したn型埋め込み層3(第2
導電型の第3の埋め込み層)が、n型埋め込み層6(第
2導電型の第1の埋め込み層)にオーバーラップしてお
り、かつp型半導体基板1の一主面方向とその反対方向
において、n型埋め込み層6より外側に延在した構造を
有する。
なおこの実施例では、p型半導体基板1を用いたが、
n型半導体基板を用いて、それぞれの領域の導電型を反
転させたものでもよい。
〔発明の効果〕
この発明の構成によれば、縦型PNPトランジスタの第
2導電型の第2の埋め込み層の形成と同時に、縦型NPN
トランジスタのコレクタコンタクトの直下付近のみに、
縦型NPNトランジスタの第2導電型の第1の埋め込み層
とオーバーラップするように、かつこの第2導電型の第
1の埋め込み層よりも上方に広く拡散するように、第2
導電型の第3の埋め込み層を形成したため、この第2導
電型の第3の埋め込み層が、縦型NPNトランジスタのコ
レクタコンタクト付近まで達し、コレクタウォールとな
る。したがって、従来のように縦型NPNトランジスタの
コレクタウォールを別の工程で形成することなしに、単
一の工程で縦型PNPトランジスタの第2の埋め込み層の
形成とともに縦型NPNトランジスタのコレクタウォール
を形成することができる。
その結果、同一基板上に縦型NPNトランジスタと縦型P
NPトランジスタとを並置して形成する際、従来のよう
に、縦型NPNトランジスタのコレクタウォールを形成す
るためだけに必要であったフォトマスクおよびそれを形
成するためのプロセスステップが不要となるので、フォ
トマスク経費節減およびプロセスの短縮、簡略化が可能
となり、大幅なコストダウンが可能となる。また縦型NP
Nトランジスタは、コレクタウォールを形成せずにプロ
セスの簡略化を図るのではないので、従来の縦型NPNト
ランジスタのコレクタウォールを形成しない場合のよう
な、コレクタ抵抗の増加、高周波特性の低下というよう
なトランジスタの性能の低下を招くこともなく、十分に
高性能を維持することができ、その実用的効果は大き
い。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(e)は、この発明の一実施例の半導体
装置の製造方法を示す工程順断面図、第2図(a)〜
(c)は従来の半導体装置の製造方法を示す工程順断面
図である。 1……p型半導体基板、2……n型埋め込み層(第2導
電型の第2の埋め込み層)、3……n型埋め込み層(第
2導電型の第3の埋め込み層)、4……p型埋め込み層
(第1導電型埋め込みサブコレクタ領域)、6……n型
埋め込み層(第2導電型の第1の埋め込み層)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 27/082 H01L 21/328 H01L 29/73

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1導電型半導体基板の一主面部に縦型NP
    Nトランジスタと縦型PNPトランジスタとを並置し、か
    つ、前記縦型NPNトランジスタの第2導電型埋め込みサ
    ブコレクタ領域となる第2導電型の第1の埋め込み層
    と、前記縦型PNPトランジスタの第1導電型埋め込みサ
    ブコレクタ領域と前記第1導電型半導体基板とを分離し
    ている第2導電型の第2の埋め込み層とを有した半導体
    装置であって、 前記縦型NPNトランジスタのコレクタコンタクトの直下
    付近に前記第2の埋め込み層と同時に形成された第2導
    電型の第3の埋め込み層が、前記第2導電型の第1の埋
    め込み層にオーバーラップして、その一部が前記第1導
    電型半導体基板の一主面方向とその反対方向において、
    前記第2導電型の第1の埋め込み層より外側に延在した
    構造を有する半導体装置。
  2. 【請求項2】第1導電型半導体基板の一主面部に縦型NP
    Nトランジスタと縦型PNPトランジスタとを並置して形成
    し、前記縦型NPNトランジスタの第2導電型埋め込みサ
    ブコレクタ領域となる第2導電型の第1の埋め込み層の
    濃度よりも、前記縦型PNPトランジスタの第1導電型埋
    め込みサブコレクタ領域と前記第1導電型半導体基板と
    を分離している第2導電型の第2の埋め込み層の濃度が
    薄い半導体装置の製造方法において、 前記縦型PNPトランジスタの第2導電型の第2の埋め込
    み層の形成と同時に、前記縦型NPNトランジスタのコレ
    クタコンタクトの直下付近に、前記第2導電型の第1の
    埋め込み層とオーバーラップするように、かつ前記第1
    導電型半導体基板の一主面方向とその反対方向におい
    て、前記第2導電型の第1の埋め込み層より外側に延在
    するように、第2導電型の第3の埋め込み層を形成する
    ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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