JP3158404B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に高周波特
性の改善されたバイポーラ型半導体装置の製造方法に関
する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a bipolar semiconductor device having improved high-frequency characteristics.
従来、この種の半導体装置の構成技術として下記に示
すものがある。2. Description of the Related Art Conventionally, there are the following techniques for forming a semiconductor device of this type.
第4図(A)及び第4図(B)は従来の半導体装置を
示すパターン図及び半導体チップの縦断面図である。4A and 4B are a pattern diagram showing a conventional semiconductor device and a longitudinal sectional view of a semiconductor chip.
この従来例を製造工程に沿って説明する。単結晶シリ
コンより成るP型半導体基板1上にN型埋込み拡散層2
及びP型埋込み拡散層2が設けられ、それらの上にN型
エピタキシャル層4が設けられる。更に、N型エピタキ
シャル層4表面よりP型埋込み拡散層3に達するP型絶
縁分離拡散層5が設けられ、P型埋込み拡散層3とP型
絶縁分離拡散層5とでトランジスタ形成領域を囲み素子
間の絶縁分離を行なう。更にN型エピタキシャル層4表
面に選択的に表面部での素子間分離を行なう二酸化シリ
コン等の絶縁物層6が設けられる。更に、N型エピタキ
シャル層4表面からの選択拡散により、P型真性ベース
領域7、P型外部ベース領域8、N型コレクタ取り出し
領域9を設け、多結晶シリコン層10を介してのN型不純
物の導入によりN型エミッタ領域11が設けられる。更
に、層間絶縁物層12,13に設けた開孔を介して、アルミ
ニウム等の外部金属配線14に接続形成して成る。This conventional example will be described along the manufacturing process. N-type buried diffusion layer 2 on P-type semiconductor substrate 1 made of single crystal silicon
And a P-type buried diffusion layer 2, on which an N-type epitaxial layer 4 is provided. Further, a P-type insulating separation / diffusion layer 5 extending from the surface of the N-type epitaxial layer 4 to the P-type buried diffusion layer 3 is provided, and the P-type buried diffusion layer 3 and the P-type insulating separation / diffusion layer 5 surround a transistor forming region. The insulation between them is performed. Further, on the surface of the N-type epitaxial layer 4, an insulator layer 6 such as silicon dioxide for selectively separating elements at the surface is provided. Further, a P-type intrinsic base region 7, a P-type external base region 8, and an N-type collector extraction region 9 are provided by selective diffusion from the surface of the N-type epitaxial layer 4, and the N-type impurity is removed through the polycrystalline silicon layer 10. By introduction, an N-type emitter region 11 is provided. Further, it is formed by connecting to an external metal wiring 14 such as aluminum through openings formed in the interlayer insulating layers 12 and 13.
又、第5図(A)及び第5図(B)は、上述の半導体
装置と比較して高周波特性の改善を行なった構造を示す
ための平面図及び縦断面図であり、所謂ダブルベース構
造と呼ばれるものである。即ち、上述の構成に対し、P
型真性ベース領域7の両側に第1,第2のP型外部ベース
領域8,8′が設けられ、外部金属配線14にて第1,第2の
P型外部ベース領域8,8′を接続して成る構造となって
いる。この改善された構造では、N型エミッタ領域11直
下のP型真性ベース領域7部から、P型外部ベース領域
8,8′に到る経路におけるP型真性ベース領域7の抵抗
成分で示されるベース抵抗が、前述の例に比較し、経路
が1ケ所から2ケ所(並列)に変るため、約半分に低減
できる。FIGS. 5A and 5B are a plan view and a longitudinal sectional view, respectively, showing a structure in which the high-frequency characteristics are improved as compared with the above-described semiconductor device. It is called. That is, for the above configuration, P
First and second P-type external base regions 8, 8 'are provided on both sides of the mold intrinsic base region 7, and the first and second P-type external base regions 8, 8' are connected by external metal wiring 14. It has a structure consisting of: In this improved structure, the P-type intrinsic base region 7 immediately below the N-type emitter region 11 is removed from the P-type external base region.
The base resistance indicated by the resistance component of the P-type intrinsic base region 7 in the path extending to 8, 8 'is reduced to about half since the path changes from one place to two places (parallel) as compared with the above example. it can.
上述した従来のダブルベース構造の半導体装置では、
ベース抵抗を低減することが可能となるが、その反面、
真性ベース領域7及び外部ベース領域8,8′から成るベ
ース領域を構成するのに要する面積が従来例前者の約1.
5倍となるためベース・コレクタ間容量が増加し、全体
としての高周波特性の改善は比較的小さくなるという欠
点がある。又、トランジスタの素子面積も拡大するた
め、集積度が小さくなるという欠点がある。In the above-described conventional semiconductor device having a double base structure,
Although it is possible to reduce the base resistance, on the other hand,
The area required to form the base region including the intrinsic base region 7 and the external base regions 8, 8 'is about 1.
Since it is 5 times, the capacitance between the base and the collector is increased, and the improvement of the high frequency characteristics as a whole is relatively small. Further, since the element area of the transistor is increased, the degree of integration is reduced.
本発明の半導体装置の第1の製造方法は、一導電型の
半導体基板の上に逆導電型埋込拡散層及び前記逆導電型
埋込拡散層と離間した一導電型埋込拡散層をそれぞれ選
択的に形成する工程と、前記半導体基板の上に逆導電型
のエピタキシャル層を形成する工程と、前記エピタキシ
ャル層の素子形成領域の表面に耐酸化性膜パターンを形
成する工程と、前記耐酸化性膜パターンに覆われない領
域の所定の領域のエピタキシャル層表面に選択的に一導
電型の不純物を導入して分離用拡散層及び第1外部ベー
ス拡散層を形成する工程と、前記耐酸化性膜をマスクと
して前記エピタキシャル層を熱酸化して前記エピタキシ
ャル層中に絶縁物層を形成すると共に、前記分離用拡散
層及び前記第1外部ベース拡散層を前記エピタキシャル
層中に拡散させてそれぞれ分離拡散領域及び第1外部ベ
ース拡散領域として、前記絶縁物層の下方においては少
なくとも前記分離拡散領域を前記一導電型埋込拡散層に
連結させる工程と、前記エピタキシャル層の素子形成領
域のそれぞれ所定の領域に一導電型の真性ベース領域及
び前記真性ベース領域よりも高不純物濃度でかつ深い拡
散層の一導電型の第2外部ベース領域を形成して、前記
第1外部ベース拡散領域及び前記第2外部ベース領域を
前記真性ベース領域とその周囲で重なりを持たせる共に
前記第1外部ベース拡散領域及び前記第2外部ベース領
域を前記真性ベース領域の周囲で連結させる工程とを含
むことを特徴とする。また、本発明の半導体装置の第2
の製造方法は、一導電型の半導体基板の上に逆導電型埋
込拡散層及び前記逆導電型埋込拡散層と離間した一導電
型埋込拡散層をそれぞれ選択的に形成する工程と、前記
半導体基板の上に逆導電型のエピタキシャル層を形成す
る工程と、前記エピタキシャル層の素子形成領域のうち
第1外部ベース拡散層形成予定領域を除く表面に耐酸化
性膜パターンを形成し、前記第1外部ベース拡散層形成
予定領域を含み、かつ、前記耐酸化性膜パターンに覆わ
れない領域の所定の領域のエピタキシャル層表面に選択
的に一導電型の不純物を導入して分離用拡散層及び第1
外部ベース拡散層を形成する工程と、前記耐酸化性膜パ
ターンをマスクとして前記エピタキシャル層を熱酸化し
て前記エピタキシャル層中に絶縁物層を形成すると共
に、前記分離用拡散層及び前記第1外部ベース拡散層を
前記エピタキシャル層中に拡散させてそれぞれ分離拡散
領域及び第1外部ベース拡散領域として、前記絶縁物層
の下方においては少なくとも前記分離拡散領域を前記一
導電型埋込拡散層に連結させる工程と、前記エピタキシ
ャル層の素子形成領域のそれぞれ所定の領域に一導電型
の真性ベース領域及び前記真性ベース領域よりも高不純
物濃度でかつ深い拡散層の一導電型の第2外部ベース領
域を形成して、前記第1外部ベース拡散領域にその一部
が連結すべく前記真性ベース領域を形成すると共に、前
記素子形成領域のうち前記真性ベース領域及び前記第1
外部ベース拡散領域を除く所定の領域に少なくとも前記
第2外部ベース領域を形成して前記第1外部ベース拡散
領域及び前記第2外部ベース領域を連結させる工程とを
含むことを特徴とする。A first method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes the steps of forming a reverse conductivity type buried diffusion layer and a reverse conductivity type buried diffusion layer separated from the reverse conductivity type buried diffusion layer on a semiconductor substrate of one conductivity type. Selectively forming, forming a reverse conductivity type epitaxial layer on the semiconductor substrate, forming an oxidation resistant film pattern on a surface of an element formation region of the epitaxial layer, Forming a diffusion layer for isolation and a first external base diffusion layer by selectively introducing an impurity of one conductivity type into the surface of the epitaxial layer in a predetermined area of the area not covered by the conductive film pattern; Using the film as a mask, the epitaxial layer is thermally oxidized to form an insulator layer in the epitaxial layer, and the separation diffusion layer and the first external base diffusion layer are diffused into the epitaxial layer. A step of connecting at least the isolation diffusion region to the one conductivity type buried diffusion layer below the insulator layer as an isolation diffusion region and a first external base diffusion region, respectively; A first conductivity type second base region and a first conductivity type second base region having a higher impurity concentration and a deeper diffusion layer than the first base region are formed in predetermined regions, respectively. Making the second external base region overlap the intrinsic base region and surrounding the intrinsic base region, and connecting the first external base diffusion region and the second external base region around the intrinsic base region. Features. Further, the second aspect of the semiconductor device of the present invention
A method of selectively forming a reverse conductivity type buried diffusion layer and a reverse conductivity type buried diffusion layer and a conductivity type buried diffusion layer separately from each other on a semiconductor substrate of one conductivity type, Forming a reverse conductivity type epitaxial layer on the semiconductor substrate, and forming an oxidation-resistant film pattern on a surface of the element forming region of the epitaxial layer excluding a region where a first external base diffusion layer is to be formed; A diffusion layer for isolation by selectively introducing an impurity of one conductivity type into a surface of the epitaxial layer in a predetermined region of a region not including the region where the first external base diffusion layer is to be formed and not covered by the oxidation resistant film pattern; And the first
Forming an external base diffusion layer; thermally oxidizing the epitaxial layer using the oxidation resistant film pattern as a mask to form an insulator layer in the epitaxial layer; and forming the isolation diffusion layer and the first external layer. A base diffusion layer is diffused into the epitaxial layer to form an isolation diffusion region and a first external base diffusion region, respectively, and at least the isolation diffusion region below the insulator layer is connected to the one conductivity type buried diffusion layer. Forming a one-conductivity-type intrinsic base region and a one-conductivity-type second external base region having a higher impurity concentration and a deeper diffusion layer than the intrinsic base region in respective predetermined regions of the element formation region of the epitaxial layer. Then, the intrinsic base region is formed so that a part thereof is connected to the first external base diffusion region, and the element forming region is formed. Said intrinsic base region and the first
Forming at least the second external base region in a predetermined region other than the external base diffusion region, and connecting the first external base diffusion region and the second external base region.
次に、本発明について図面を参照して詳細に説明す
る。Next, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図(A)は本発明の第一の実施例を示すパターン
図、第1図(B)及び(C)はそれぞれ第1図(A)の
I−I′線及びII−II′線相当部で切断した半導体チッ
プの縦断面図である。FIG. 1A is a pattern diagram showing a first embodiment of the present invention, and FIGS. 1B and 1C are lines II 'and II-II' in FIG. 1A, respectively. FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of a semiconductor chip cut at a corresponding portion.
この実施例についてその製造工程に沿って説明する。 This embodiment will be described along the manufacturing steps.
比抵抗が5〜30Ωcm程度のP型単結晶シリコン基板1
が準備され、その上にN型埋込み拡散層2及びP型埋込
み拡散層3をイオン注入あるいは不純物拡散法を用いて
選択的に設ける。N型埋込み拡散層2及びP型埋込み拡
散層3はそれぞれ、例えば15〜40Ω/□及び80〜300Ω
/□程度となるよう構成される。更に、その上には比抵
抗が0.3〜2.0Ωcm、厚さが1.5〜4.0μmのN型エピタキ
シャル層4を設ける。更に、N型エピタキシャル層4表
面からの選択拡散によりP型絶縁分離拡散層5を設け、
P型埋込み拡散層3と共にトランジスタ、抵抗等の素子
領域間を絶縁分離する。P型絶縁分離拡散層5は例えば
100〜150keVのエネルギーで5.0×1013〜3.0×1014cm-2
ドーズ量でのボロンのイオン注入と、980℃〜1000℃窒
素雰囲気中での熱処理にて実現される。P-type single crystal silicon substrate 1 having a specific resistance of about 5 to 30 Ωcm
Is provided, and an N-type buried diffusion layer 2 and a P-type buried diffusion layer 3 are selectively provided thereon by ion implantation or impurity diffusion. The N-type buried diffusion layer 2 and the P-type buried diffusion layer 3 are, for example, 15 to 40 Ω / □ and 80 to 300 Ω, respectively.
/ □. Further, an N-type epitaxial layer 4 having a specific resistance of 0.3 to 2.0 Ωcm and a thickness of 1.5 to 4.0 μm is provided thereon. Further, a P-type insulating separation / diffusion layer 5 is provided by selective diffusion from the surface of the N-type epitaxial layer 4,
Along with the P-type buried diffusion layer 3, the element regions such as transistors and resistors are insulated and separated. The P-type isolation / diffusion layer 5 is, for example,
5.0 × 10 13 to 3.0 × 10 14 cm -2 at energy of 100 to 150 keV
This is achieved by boron ion implantation at a dose and heat treatment in a nitrogen atmosphere at 980 to 1000 ° C.
更にN型エピタキシャル層4の表面を選択酸化するこ
とにより、厚さ0.6〜1.2μmの二酸化シリコンより成る
絶縁物層6を設ける。この時、絶縁物層6の下の一部
に、選択的にP型拡散層20を絶縁物層6と整合して設け
る。Further, by selectively oxidizing the surface of the N-type epitaxial layer 4, an insulating layer 6 made of silicon dioxide having a thickness of 0.6 to 1.2 μm is provided. At this time, a P-type diffusion layer 20 is selectively provided below a part of the insulator layer 6 so as to be aligned with the insulator layer 6.
更に絶縁物層6で定められる素子領域にP型真性ベー
ス領域7及び第1,第2のP型外部ベース領域8,8′を設
ける。P型真性ベース領域7及びP型外部ベース領域8,
8′はそれぞれ10〜30keVのエネルギーで1.0×1013〜3.0
×1013cm-2及び2.0×1015〜1.0×1016cm-2cmのドーズ量
でのボロンのイオン注入により構成され、層抵抗及び接
合深さは2〜6kΩ/□、0.15〜0.3μm及び20〜70Ω/
□、0.4〜0.6μm程度となる。Further, a P-type intrinsic base region 7 and first and second P-type external base regions 8, 8 'are provided in an element region defined by the insulator layer 6. A P-type intrinsic base region 7 and a P-type external base region 8,
8 ′ is energy of 10 to 30 keV and 1.0 × 10 13 to 3.0
It is constituted by boron ion implantation at a dose of × 10 13 cm −2 and 2.0 × 10 15 to 1.0 × 10 16 cm −2 cm, and has a layer resistance and a junction depth of 2 to 6 kΩ / □, 0.15 to 0.3 μm. And 20-70Ω /
□, about 0.4 to 0.6 μm.
又、同様にN型コレクタ取り出し領域9を燐又は砒素
のイオン注入(ドーズ量は2.0×1015〜1.0×1016cm-2)
によりN型エピタキシャル層4中にP型真性ベース領域
7及びP型外部ベース領域8,8′と隔離して設ける。Similarly, ions of phosphorus or arsenic are implanted into the N-type collector extraction region 9 (dosage is 2.0 × 10 15 to 1.0 × 10 16 cm −2 ).
Thereby, it is provided in the N-type epitaxial layer 4 so as to be isolated from the P-type intrinsic base region 7 and the P-type external base regions 8, 8 '.
更に、CVD法で形成した二酸化シリコンにより成る層
間絶縁層12に設けた開孔を介してP型真性ベース領域7
に多結晶シリコンよりなるエミッタ電極10を被着し、エ
ミッタ電極を介してP型真性ベース領域に砒素を導入
し、N型エミッタ領域11を設ける。Further, a P-type intrinsic base region 7 is formed through an opening provided in an interlayer insulating layer 12 made of silicon dioxide formed by a CVD method.
Then, an emitter electrode 10 made of polycrystalline silicon is adhered, arsenic is introduced into the P-type intrinsic base region via the emitter electrode, and an N-type emitter region 11 is provided.
更に、層間絶縁膜13に設けた開孔を介してP型外部ベ
ース領域8及び、エミッタ電極10及びN型コレクタ取り
出し領域9にアルミニウム等により成る外部金属配線14
を設ける。Further, the P-type external base region 8, the emitter electrode 10 and the N-type collector extraction region 9 are connected to the external metal wiring 14 made of aluminum or the like through the opening provided in the interlayer insulating film 13.
Is provided.
本実施例におけるP型拡散層20の形成方法を第2図
(A)〜(C)を用いて説明する。まず、第2図(A)
に示すように単結晶シリコン基板31上に50nm膜厚の二酸
化シリコン膜32を被着し、その上に100〜130nmの窒化シ
リコン膜33を被着する。素子領域を定めるためのフォト
リソグラフィによりフォトレジスト層34を選択被着し、
次いでフォトレジスト層34を用いて窒化シリコン膜33を
選択除去する。次いで、第2図(B)に示すようにフォ
トレジスト層34を残したまま、フォトレジスト層34より
大きな開口を有する第2のフォトレジスト層35を選択被
着する。次いで、フォトレジスト層34及び第2のフォト
レジスト層35をマスクとして、80〜150keVのエネルギー
で1.0×1013〜3.0×1013cm-2のドーズ量でボロンのイオ
ン注入を行なう。次いで、第2図(C)に示すように、
フォトレジスト層34,35を除去し、960℃〜1050℃のH2−
O2雰囲気中での酸化処理により、二酸化シリコン膜36を
形成すると共に、二酸化シリコン膜36と端部の整合され
たP型拡散層20を得る。上述の条件下では、P型拡散層
は300Ω〜1.5kΩ/□の層抵抗で0.6μm〜0.8μmの接
合深さを有する。A method for forming the P-type diffusion layer 20 in this embodiment will be described with reference to FIGS. First, FIG. 2 (A)
As shown in FIG. 7, a 50 nm-thick silicon dioxide film 32 is deposited on a single crystal silicon substrate 31, and a 100-130 nm silicon nitride film 33 is deposited thereon. Selectively deposit a photoresist layer 34 by photolithography to define the device area,
Next, the silicon nitride film 33 is selectively removed using the photoresist layer. Next, as shown in FIG. 2 (B), a second photoresist layer 35 having an opening larger than the photoresist layer 34 is selectively applied while the photoresist layer 34 is left. Next, using the photoresist layer 34 and the second photoresist layer 35 as masks, boron ions are implanted at an energy of 80 to 150 keV and at a dose of 1.0 × 10 13 to 3.0 × 10 13 cm −2 . Next, as shown in FIG. 2 (C),
The photoresist layers 34 and 35 are removed, and H 2 − at 960 ° C. to 1050 ° C.
The oxidation treatment in the O 2 atmosphere forms the silicon dioxide film 36 and obtains the P-type diffusion layer 20 whose end is aligned with the silicon dioxide film 36. Under the conditions described above, the P-type diffusion layer has a junction depth of 0.6 μm to 0.8 μm with a layer resistance of 300 Ω to 1.5 kΩ / □.
第1図(A)に示すように、P型拡散層20はP型真性
ベース領域7及び第1,第2のP型外部ベース領域8,8′
と接して形成される。従って、第2のP型外部ベース領
域8′はP型拡散層20を介して第1の外部ベース領域8
と接続され、第2のP型外部ベース領域に対する外部金
属配線と接続するためのコンタクト孔15の必要性はなく
なり、その分面積を小さくできる。又、P型拡散層20は
トランジスタ形成領域を区画する絶縁物層の端部に設け
ることができるので面積の増大を招くことはない。As shown in FIG. 1A, the P-type diffusion layer 20 includes a P-type intrinsic base region 7 and first and second P-type external base regions 8, 8 '.
Formed in contact with Therefore, the second P-type external base region 8 ′ is connected to the first external base region 8 via the P-type diffusion layer 20.
The need for the contact hole 15 for connection with the external metal wiring for the second P-type external base region is eliminated, and the area can be reduced accordingly. Further, since the P-type diffusion layer 20 can be provided at the end of the insulator layer that defines the transistor formation region, the area does not increase.
発明者の実験では、第1の実施例に示した形状で、P
型拡散層20の幅を1.8μmとしたエミッタ面積が1.2μm
×12μmのサンプルで、ベース・コレクタ間容量が、従
来のダブルベース構造に比較し15%低減が確認されてい
る。又、P型拡散層20の幅は、ベース・コレクタ間容量
低減の見地より2.5μm以下、望ましくは0.8μm〜2.0
μmと設定することが効果的である。In the experiment of the inventor, the shape shown in the first embodiment was changed to P
The emitter area is 1.2 μm with the width of the diffusion layer 20 being 1.8 μm.
With a × 12 μm sample, the base-collector capacitance has been confirmed to be 15% lower than the conventional double base structure. The width of the P-type diffusion layer 20 is 2.5 μm or less, preferably 0.8 μm to 2.0 μm from the viewpoint of reducing the base-collector capacitance.
It is effective to set it to μm.
第3図(A)及び第3図(B)は本発明の第2の実施
例を示すパターン図及び半導体チップの縦断面図であ
る。3 (A) and 3 (B) are a pattern diagram and a longitudinal sectional view of a semiconductor chip showing a second embodiment of the present invention.
第2の実施例ではP型真性ベース領域7、第1,第2の
P型ベース領域8,8′及びN型コレクタ取り出し領域9
のそれぞれが絶縁物層6により分離されており、又、P
型真性ベース領域7は直接、第1,第2のP型外部ベース
領域8,8′とは接せず、全周囲を絶縁物層6下のP型拡
散層20を介して接続される構造となっている。In the second embodiment, a P-type intrinsic base region 7, first and second P-type base regions 8, 8 'and an N-type collector extraction region 9 are provided.
Are separated by an insulator layer 6, and P
The structure in which the pattern intrinsic base region 7 is not directly in contact with the first and second P-type external base regions 8 and 8 ′ but is connected all around via the P-type diffusion layer 20 under the insulator layer 6. It has become.
この実施例では、第1,第2のP型外部ベース領域8,
8′が絶縁物層6により整合されて形成できるため、エ
ミッタ・ベース間耐圧の低下原因となるN型エミッタ領
域11とP型外部ベース領域8,8′との距離を一定にする
ことができ、N型エミッタ領域、P型外部ベース領域形
成時のパターン合わせ誤差の影響を軽減し得る利点があ
る。又、P型拡散層20の層抵抗を低い値に設定できる場
合には、第2のP型外部ベース領域8′を省略すること
ができる利点がある。In this embodiment, the first and second P-type external base regions 8,
Since the 8 'can be formed so as to be aligned by the insulator layer 6, the distance between the N-type emitter region 11 and the P-type external base regions 8, 8' which causes a decrease in the emitter-base breakdown voltage can be made constant. , N-type emitter region, and P-type external base region. Further, when the layer resistance of the P-type diffusion layer 20 can be set to a low value, there is an advantage that the second P-type external base region 8 'can be omitted.
以上説明したように本発明は、真性ベース領域の両端
の第1,第2の外部ベース領域間を絶縁物層下のP型拡散
層で接続することにより、第2の外部ベース領域に金属
配線とのコンタクト孔を設ける必要がなくなり面積を小
さくできるので、従来のダブルベース構造と同等のベー
ス抵抗低減効果を有しながら、ベース領域の面積低減化
によるベース・コレクタ間容量の低下を実現でき、高周
波特性を改善できる効果がある。As described above, according to the present invention, by connecting the first and second external base regions at both ends of the intrinsic base region with the P-type diffusion layer below the insulator layer, the metal wiring is formed in the second external base region. Since it is not necessary to provide a contact hole with the base, the area can be reduced, so that the base-collector capacitance can be reduced by reducing the area of the base region while having the same base resistance reduction effect as the conventional double base structure. This has the effect of improving high frequency characteristics.
第1図(A)は本発明の第1の実施例を示すパターン
図、第1図(B)及び(C)は第1図(A)のI−I′
線及びII−II′線相当部で切断した半導体チップの縦断
面図、第2図(A)〜(C)は第1の実施例の製造方法
を説明するための工程順に配置した半導体チップの縦断
面図、第3図(A)及び(B)は第2の実施例を示すパ
ターン図及び半導体チップの縦断面図、第4図(A)及
び(B)は従来例を示すパターン図及び半導体チップの
縦断面図、第5図(A)及び(B)は他の従来例を示す
パターン図及び半導体チップの縦断面図である。 1……P型単結晶シリコン基板、2……N型埋込み拡散
層、3……P型埋込み拡散層、4……N型エピタキシャ
ル層、5……P型絶縁分離拡散層、6……絶縁物層、7
……P型真性ベース領域、8……(第1の)P型外部ベ
ース領域、8′……第2のP型外部ベース領域、9……
コレクタ取り出し領域、10……エミッタ電極、11……N
型エミッタ領域、12,13……層間絶縁膜、14……外部金
属配線、15……コンタクト孔、20……P型拡散層、31…
…単結晶シリコン基板、32……二酸化シリコン膜、33…
…窒化シリコン膜、34……フォトレジスト層、35……第
2のフォトレジスト、36……二酸化シリコン膜。FIG. 1 (A) is a pattern diagram showing a first embodiment of the present invention, and FIGS. 1 (B) and 1 (C) are II 'of FIG. 1 (A).
2 (A) to 2 (C) are longitudinal sectional views of a semiconductor chip cut along a line and a portion corresponding to the line II-II '. FIGS. FIGS. 3 (A) and 3 (B) are pattern diagrams showing a second embodiment and a vertical sectional view of a semiconductor chip, and FIGS. 4 (A) and (B) are pattern diagrams showing a conventional example. FIGS. 5A and 5B are a longitudinal sectional view of a semiconductor chip and a pattern diagram showing another conventional example. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... P type single crystal silicon substrate, 2 ... N type buried diffusion layer, 3 ... P type buried diffusion layer, 4 ... N type epitaxial layer, 5 ... P type insulation separation diffusion layer, 6 ... Insulation Material layer, 7
... P-type intrinsic base region, 8 ... (first) P-type external base region, 8 '... second P-type external base region, 9 ...
Collector extraction area, 10 ... Emitter electrode, 11 ... N
Emitter regions, 12, 13 ... interlayer insulating film, 14 ... external metal wiring, 15 ... contact holes, 20 ... P-type diffusion layer, 31 ...
... Single-crystal silicon substrate, 32 ... Silicon dioxide film, 33 ...
... silicon nitride film, 34 ... photoresist layer, 35 ... second photoresist, 36 ... silicon dioxide film.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/33 - 21/331 H01L 21/8222 - 21/8228 H01L 21/8232 H01L 27/06 - 27/06 101 H01L 27/08 - 27/08 101 H01L 27/082 H01L 29/68 - 29/737 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/33-21/331 H01L 21/8222-21/8228 H01L 21/8232 H01L 27/06-27 / 06 101 H01L 27/08-27/08 101 H01L 27/082 H01L 29/68-29/737
Claims (2)
拡散層及び前記逆導電型埋込拡散層と離間した一導電型
埋込拡散層をそれぞれ選択的に形成する工程と、前記半
導体基板の上に逆導電型のエピタキシャル層を形成する
工程と、前記エピタキシャル層の素子形成領域の表面に
耐酸化性膜パターンを形成する工程と、前記耐酸化性膜
パターンに覆われない領域の所定の領域のエピタキシャ
ル層表面に選択的に一導電型の不純物を導入して分離用
拡散層及び第1外部ベース拡散層を形成する工程と、前
記耐酸化性膜をマスクとして前記エピタキシャル層を熱
酸化して前記エピタキシャル層中に絶縁物層を形成する
と共に、前記分離用拡散層及び前記第1外部ベース拡散
層を前記エピタキシャル層中に拡散させてそれぞれ分離
拡散領域及び第1外部ベース拡散領域として、前記絶縁
物層の下方においては少なくとも前記分離拡散領域を前
記一導電型埋込拡散層に連結させる工程と、前記エピタ
キシャル層の素子形成領域のそれぞれ所定の領域に一導
電型の真性ベース領域及び前記真性ベース領域よりも高
不純物濃度でかつ深い拡散層の一導電型の第2外部ベー
ス領域を形成して、前記第1外部ベース拡散領域及び前
記第2外部ベース領域を前記真性ベース領域とその周囲
で重なりを持たせる共に前記第1外部ベース拡散領域及
び前記第2外部ベース領域を前記真性ベース領域の周囲
で連結させる工程とを含むことを特徴とする半導体装置
の製造方法。A step of selectively forming a reverse conductivity type buried diffusion layer and one conductivity type buried diffusion layer separated from the reverse conductivity type buried diffusion layer on a semiconductor substrate of one conductivity type; Forming a reverse conductivity type epitaxial layer on the semiconductor substrate, forming an oxidation resistant film pattern on a surface of an element forming region of the epitaxial layer, and forming a region not covered by the oxidation resistant film pattern. Forming a diffusion layer for isolation and a first external base diffusion layer by selectively introducing an impurity of one conductivity type into the surface of the epitaxial layer in a predetermined region; and forming the epitaxial layer using the oxidation resistant film as a mask. Forming an insulator layer in the epitaxial layer by thermal oxidation, and diffusing the isolation diffusion layer and the first external base diffusion layer into the epitaxial layer to form an isolation diffusion region and a first diffusion layer, respectively; Connecting at least the isolation diffusion region to the one conductivity type buried diffusion layer below the insulator layer as a base diffusion region; Forming a second conductivity type second external base region having a higher impurity concentration and a deeper diffusion layer than the intrinsic base region, and forming the first external base diffusion region and the second external base region Forming a first base diffusion region and the second base base region around the intrinsic base region while providing an overlap around the intrinsic base region and a method of manufacturing the semiconductor device. .
拡散層及び前記逆導電型埋込拡散層と離間した一導電型
埋込拡散層をそれぞれ選択的に形成する工程と、前記半
導体基板の上に逆導電型のエピタキシャル層を形成する
工程と、前記エピタキシャル層の素子形成領域のうち第
1外部ベース拡散層形成予定領域を除く表面に耐酸化性
膜パターンを形成し、前記第1外部ベース拡散層形成予
定領域を含み、かつ、前記耐酸化性膜パターンに覆われ
ない領域の所定の領域のエピタキシャル層表面に選択的
に一導電型の不純物を導入して分離用拡散層及び第1外
部ベース拡散層を形成する工程と、前記耐酸化性膜パタ
ーンをマスクとして前記エピタキシャル層を熱酸化して
前記エピタキシャル層中に絶縁物層を形成すると共に、
前記分離用拡散層及び前記第1外部ベース拡散層を前記
エピタキシャル層中に拡散させてそれぞれ分離拡散領域
及び第1外部ベース拡散領域として、前記絶縁物層の下
方においては少なくとも前記分離拡散領域を前記一導電
型埋込拡散層に連結させる工程と、前記エピタキシャル
層の素子形成領域のそれぞれ所定の領域に一導電型の真
性ベース領域及び前記真性ベース領域よりも高不純物濃
度でかつ深い拡散層の一導電型の第2外部ベース領域を
形成して、前記第1外部ベース拡散領域にその一部が連
結すべく前記真性ベース領域を形成すると共に、前記素
子形成領域のうち前記真性ベース領域及び前記第1外部
ベース拡散領域を除く所定の領域に少なくとも前記第2
外部ベース領域を形成して前記第1外部ベース拡散領域
及び前記第2外部ベース領域を連結させる工程とを含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。2. A step of selectively forming a reverse conductivity type buried diffusion layer and one conductivity type buried diffusion layer separated from the reverse conductivity type buried diffusion layer on a semiconductor substrate of one conductivity type, respectively. Forming a reverse conductivity type epitaxial layer on the semiconductor substrate, and forming an oxidation-resistant film pattern on a surface of the element forming region of the epitaxial layer excluding a region where a first external base diffusion layer is to be formed; A diffusion layer for isolation by selectively introducing an impurity of one conductivity type into a surface of the epitaxial layer in a predetermined region of a region not including the region where the first external base diffusion layer is to be formed and not covered by the oxidation resistant film pattern; And forming a first external base diffusion layer, and thermally oxidizing the epitaxial layer using the oxidation-resistant film pattern as a mask to form an insulator layer in the epitaxial layer;
The separation diffusion layer and the first external base diffusion layer are diffused into the epitaxial layer to form a separation diffusion region and a first external base diffusion region, respectively, and at least the separation diffusion region below the insulator layer is formed under the insulator layer. A step of connecting to a buried diffusion layer of one conductivity type; and forming an intrinsic base region of one conductivity type and a deeper diffusion layer having a higher impurity concentration than the intrinsic base region in predetermined regions of the element formation region of the epitaxial layer. A second external base region of a conductivity type is formed, the intrinsic base region is formed to be partially connected to the first external base diffusion region, and the intrinsic base region and the second external base region of the element forming region are formed. (1) At least the second
Forming an external base region and connecting the first external base diffusion region and the second external base region.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11980289A JP3158404B2 (en) | 1989-05-12 | 1989-05-12 | Method for manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
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JPH02298037A JPH02298037A (en) | 1990-12-10 |
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