JPH01232764A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH01232764A
JPH01232764A JP5967288A JP5967288A JPH01232764A JP H01232764 A JPH01232764 A JP H01232764A JP 5967288 A JP5967288 A JP 5967288A JP 5967288 A JP5967288 A JP 5967288A JP H01232764 A JPH01232764 A JP H01232764A
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JP
Japan
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region
layer
type
semiconductor
electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP5967288A
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Japanese (ja)
Inventor
Shunichi Sukegawa
俊一 助川
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Texas Instruments Japan Ltd
Original Assignee
Texas Instruments Japan Ltd
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Publication date
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Publication of JPH01232764A publication Critical patent/JPH01232764A/en
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Abstract

PURPOSE:To make possible the high-speed operation of a semiconductor device by a method wherein a semiconductor layer is buried in the lower part of a hole (a trench groove or the like) formed on the side of one main surface of a semiconductor substrate and a high-temperature treatment is eliminated in such a way that the lower electrode of a vertical type semiconductor element on the side of the hole is led out through a diffused region diffused from this semiconductor layer. CONSTITUTION:An N-type well diffused region 22 is formed on the side of one main surface of a P-type Si substrate 21, an N<+> poly Si layer 30 containing an N-type impurity in a high concentration is buried in the lower part of a trench groove 20 formed in this well region and an N<+> collector region 27 is formed integrally with the layer 30 on the side of the layer 30 by the self-diffusion of an impurity from the layer 30. An N+ poly Si collector electrode 38 insulated from its periphery with an Si oxide film 35 is adhered at a position right over the layer 30. Accordingly, a high-temperature thermal process is not needed for the formation of the region 27 not it is needed to grow an epitaxial layer. Moreover, the parasitic capacity of the region 27 is reduced and as the electrode 38 reaches up to the same depth as that of the region 27, the parasitic resistance of the region 27 is also small. Thereby, the high-speed operation of a semiconductor device becomes possible.

Description

【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 本発明°は半導体装置、特に縦型バイポーラトランジス
タに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Field of Industrial Application The present invention relates to a semiconductor device, particularly a vertical bipolar transistor.

口、従来技術 従来の縦型バイポーラトランジスタは、例えば第8図に
示すような構造からなっている。即ち、P型シリコン基
板1上に形成されたN−型エピタキシャル層2内にP−
型ベース領域3が拡散形成され1、このベース領域内に
N+型エミッタ領域4とpf型ベース電極取り出し領域
5とが夫々拡散形成され、またエピタキシャル層2と基
板1との間に形成されたN十型埋め込み層6に達する深
さにN+型コレクタ領域7が拡散形成されている。
2. Prior Art A conventional vertical bipolar transistor has a structure as shown in FIG. 8, for example. That is, P- type is formed in the N- type epitaxial layer 2 formed on the P-type silicon substrate 1.
A type base region 3 is formed by diffusion 1, and an N+ type emitter region 4 and a PF type base electrode extraction region 5 are respectively diffused and formed in this base region. An N+ type collector region 7 is formed by diffusion to a depth that reaches the ten-shaped buried layer 6.

従って、このNPN型の縦型バイポーラトランジスタは
、コレクタ領域7とベース領域3とが埋め込み層6を介
して接続されることになる。なお、図中の8はエミンタ
電極、9はベース電極、10はコレクタ電極、11はフ
ィールド酸化膜、12はP−型ウェル拡散領域、13は
P+型チャネルストンパ領域である。
Therefore, in this NPN type vertical bipolar transistor, the collector region 7 and the base region 3 are connected via the buried layer 6. In the figure, 8 is an emitter electrode, 9 is a base electrode, 10 is a collector electrode, 11 is a field oxide film, 12 is a P- type well diffusion region, and 13 is a P+ type channel stopper region.

第8図の構造によれば、埋め込み層6を介してコレクタ
領域7に接続しているが、こうした埋め込み層を形成す
ることによって次の如き欠点が生じる。
According to the structure shown in FIG. 8, it is connected to the collector region 7 through the buried layer 6, but the following drawbacks arise due to the formation of such a buried layer.

(1)、埋め込み層形成時に高温の拡散処理とエピタキ
シャル層2の成長とが必要となる。
(1) High temperature diffusion treatment and growth of the epitaxial layer 2 are required when forming the buried layer.

(2)、埋め込みN6はかなりの面積に亘って存在して
いるので、寄生容量が大きく、かつ寄生抵抗も大きくな
り、動作速度が低下する。
(2) Since the buried portion N6 exists over a considerable area, the parasitic capacitance and parasitic resistance become large, and the operating speed decreases.

(3)、これに加え、埋め込み層6はその後の熱処理工
程(コレクタ領域7等の不純物拡散)で横方向の不純物
拡散を生じることもあって、素子領域の面積が拡大し、
その微細化が困難である。
(3) In addition to this, lateral impurity diffusion may occur in the buried layer 6 during the subsequent heat treatment process (diffusion of impurities into the collector region 7, etc.), which increases the area of the element region.
Its miniaturization is difficult.

(4)、コレクタ領域7の不純物拡散時の熱によって、
P−型ウエル頭載12の不純物拡散が生じてその領域の
不純物濃度が低下し、このために空乏層が広がって隣接
する素子領域間が導通し易くなるので、図示の如きチャ
ふルストソバ領域13の形成が必要となり、これも素子
の微細化を阻害する−・因である。
(4) Due to the heat during impurity diffusion in the collector region 7,
Impurity diffusion in the P-type well cap 12 occurs and the impurity concentration in that region decreases, and this spreads the depletion layer and facilitates conduction between adjacent device regions. This also hinders the miniaturization of elements.

ハ5発明の目的 本発明の目的は、高温処理を必要とせず、高速動作が可
能で微細化に適した半導体装置を提供することにある。
C.5 Purpose of the Invention An object of the present invention is to provide a semiconductor device that does not require high-temperature processing, can operate at high speed, and is suitable for miniaturization.

二8発明の構成 即ち、本発明は、半導体基体の一主面側に所定深さに形
成された孔の下部に高不純物濃度の半導体層が埋め込ま
れ、前記孔の側方位置に縦型の半導体素子が構成されて
おり、前記半導体層からの不純物拡散により形成された
不純物拡散領域と前記半導体層とを介して前記半導体素
子の下部電極が前記孔からこの真上位置に取り出されて
いる半導体装置に係るものである。
28 Structure of the Invention That is, in the present invention, a semiconductor layer with a high impurity concentration is embedded in the lower part of a hole formed at a predetermined depth on one main surface side of a semiconductor substrate, and a vertical type is formed at a side position of the hole. A semiconductor device comprising a semiconductor element, wherein a lower electrode of the semiconductor element is taken out from the hole to a position directly above the semiconductor layer via an impurity diffusion region formed by impurity diffusion from the semiconductor layer and the semiconductor layer. It is related to the device.

ホ、実施例 以下、本発明の詳細な説明する。E, Example The present invention will be explained in detail below.

第1図〜第3図は、本発明の第1の実施例を示すもので
ある。
1 to 3 show a first embodiment of the present invention.

本例による縦型バイポーラトランジスタは、第1図及び
第2図に示すように、P型シリコン基板21の一主面側
に所定深さにN型ウェル拡散領域22が形成され、この
ウェル領域内で所定深さに形成されたトレンチ溝20を
用いてコレクタ電極38を取り出す構造になっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the vertical bipolar transistor according to this example has an N-type well diffusion region 22 formed at a predetermined depth on one main surface side of a P-type silicon substrate 21, and inside this well region. The structure is such that the collector electrode 38 is taken out using the trench groove 20 formed to a predetermined depth.

即ち、トレンチ溝20の底部側(下部)にN型不純物を
高濃度に含むN+型ポリシリコン層30が埋め込まれ、
このポリシリコン層からの不純物の自己拡散(後述の低
温熱工程時)によってその側方にN++コレクタ領域2
7が・体に拡散形成されている。この自己拡散のために
は、ポリシリコン層30の側面にはシリコン酸化膜31
が後述のオーバーエ、7チによって切除されている。ま
た、ポリシリコン層30の直下には、その堆積時に前取
って不純物を含まないノンドープのポリシリコン層32
がシリコン酸化膜31を介して溝2oの底面上に埋め込
まれている。
That is, an N+ type polysilicon layer 30 containing a high concentration of N type impurities is embedded in the bottom side (lower part) of the trench groove 20.
By self-diffusion of impurities from this polysilicon layer (during a low-temperature thermal process described later), an N++ collector region 2 is formed on the side of the polysilicon layer.
7 is diffusely formed in the body. For this self-diffusion, a silicon oxide film 31 is formed on the side surface of the polysilicon layer 30.
was removed by Oberer and 7chi, which will be described later. Immediately below the polysilicon layer 30, a non-doped polysilicon layer 32 containing no impurities is formed in advance during deposition.
is buried on the bottom surface of trench 2o via silicon oxide film 31.

ポリシリコン層30はコレクタ領域の一部をなすもので
あるが、その真上位置にはシリコン酸化膜33で周囲か
ら絶縁されたN中型ポリシリコンのコレクタ電極38が
被着されている。また、トレンチ溝20の側方位置では
、ウェル領域22中に不純物拡散で形成されたP−型ベ
ース領域23内にN++エミッタ領域24とP+型コン
タクト領域25とが形成されていて、エミッタ領域24
−ベース領域23−コレクク領域27でNPN型の縦型
バイポーラトランジスタが構成されている。
The polysilicon layer 30 forms a part of the collector region, and a collector electrode 38 of N medium size polysilicon insulated from the surroundings by a silicon oxide film 33 is deposited directly above it. Further, at a side position of the trench groove 20, an N++ emitter region 24 and a P+ type contact region 25 are formed in a P- type base region 23 formed by impurity diffusion in the well region 22.
- Base region 23 - Collector region 27 constitute an NPN type vertical bipolar transistor.

なお、図中の28はエミッタ電極、29はベース電極、
41はフィールド酸化膜である。
In addition, 28 in the figure is an emitter electrode, 29 is a base electrode,
41 is a field oxide film.

上記のように、本実施例の1−ランジスクによれば、コ
レクタ領域27若しくはコレクタ電極38を従来のよう
にNt型埋め込み層を介して接続するのではなく、トレ
ンチ溝20の下部側方−・の自己拡散によるN+型領領
域27びポリシリコン層30を介してコレクタ電極38
を取り出しており、かつこのコレクタ電極を溝20から
ポリシリコン層30の真上に設けていることから、次の
如き顕著な作用効果を得ることができる。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the collector region 27 or the collector electrode 38 is not connected via the Nt-type buried layer as in the conventional case, but is connected to the bottom side of the trench groove 20. Collector electrode 38 is formed through N+ type region 27 and polysilicon layer 30 due to self-diffusion of
Since the collector electrode is provided directly above the polysilicon layer 30 from the groove 20, the following remarkable effects can be obtained.

(1)、コレクタ領域となる拡散領域27はポリシリコ
ンからの自己拡散によるものであるから、高温の熱工程
は必要でなく、かついわゆる埋め込みタイプでないため
にエピタキシャル層を成長させることも要しない。これ
は大口径ウェハを使用可能とし、有利である。
(1) Since the diffusion region 27 which becomes the collector region is formed by self-diffusion from polysilicon, a high-temperature thermal process is not required, and since it is not a so-called buried type, there is no need to grow an epitaxial layer. This is advantageous as it allows the use of large diameter wafers.

(2)、この拡散領域27は選択的に狭い面積に形成で
きるため、その寄生容量が小さくなり、また拡散領域2
7と同じ深さまでポリシリコン電極38が達しているこ
とから寄生抵抗も小さ(、これによって高速動作が可能
となる。
(2) Since this diffusion region 27 can be selectively formed in a narrow area, its parasitic capacitance is reduced, and the diffusion region 2
Since the polysilicon electrode 38 reaches the same depth as 7, the parasitic resistance is also small (this makes high-speed operation possible).

(31,Lかも、拡散領域27を蒼むコレクタ部は、縦
型バイポーラ1ランジスタ構造の隣りに形成したトレン
チ溝20を利用したものであ乙ことから、このトランジ
スタ素子自体の占める面積はかなり縮小され、微細化及
び高集積化にとって非常に有利である。
(In case of 31, L, the collector part surrounding the diffusion region 27 utilizes the trench groove 20 formed next to the vertical bipolar transistor structure, so the area occupied by this transistor element itself is considerably reduced. This is very advantageous for miniaturization and high integration.

(4)、また、上記自己拡散は後述の低温工程で行われ
るため、他の半導体領域に悪影舌を与えることもな(、
デバイスの特性安定化、更には微細化を一層促進する。
(4) Also, since the above self-diffusion is performed in a low-temperature process described below, it does not cause any negative effects on other semiconductor regions.
Stabilizing device characteristics and further promoting miniaturization.

次に、本例によるトランジスタの製造方法を第3図につ
いて説明する。
Next, a method for manufacturing a transistor according to this example will be explained with reference to FIG.

まず第3A図のように、公知の技術によって、P型シリ
コン基板21にN型ウェル領域22を拡散し、フィール
ド酸化膜41で囲まれた素子領域にP型不純物(例えば
ボロン)の・イオン42を打ち込み、P−型半導体領域
23を形成する。
First, as shown in FIG. 3A, an N-type well region 22 is diffused into a P-type silicon substrate 21 by a known technique, and P-type impurity (for example, boron) ions 42 are diffused into a device region surrounded by a field oxide film 41. is implanted to form a P- type semiconductor region 23.

次いで、第3B図のように、ウェル領域22内に公知の
ドライエツチング技術でトレンチ溝20を選択的に形成
し、しかる後に熱酸化法によって溝20を含む全面にシ
リコン酸化膜31を成長させる。
Next, as shown in FIG. 3B, a trench groove 20 is selectively formed in the well region 22 by a known dry etching technique, and then a silicon oxide film 31 is grown on the entire surface including the groove 20 by a thermal oxidation method.

次いで、溝20を含む全面にノンドープのポリシリンコ
ンをCV D (Chemical  Vapor  
Deposition)で全面に堆積させてから、ドラ
イエツチングでポリシリコンをエツチング(工・ノチバ
ノク)シ、第3C図のように′a20の底面にのみポリ
シリコン32を残す。
Next, non-doped polysilicon is coated on the entire surface including the groove 20 using CVD (Chemical Vapor
After the polysilicon is deposited on the entire surface by dry etching, the polysilicon 32 is left only on the bottom surface of 'a20' as shown in FIG. 3C.

次いで、第3D図のように、酸化膜31をオーバーエツ
チングする。次いで、このオーバーエ・ノチ部43を含
む全面にドープド(N型不純物、例えばAsを高濃度に
含む)ポリシリコンをCVDで付着せしめ、エッチバッ
クで第3E図のように高濃度ポリシリコン層30として
120の底部上に残す。
Next, as shown in FIG. 3D, the oxide film 31 is over-etched. Next, doped polysilicon (containing a high concentration of N-type impurities, such as As) is deposited on the entire surface including the over-notch portion 43 by CVD, and is etched back to form a highly concentrated polysilicon layer 30 as shown in FIG. 3E. Leave on the bottom of 120.

次いで、第3F図のように、CVDによって全面にSi
n、を堆積させ、エソチバ、りによって溝20にのみS
in2層33を残す。この後表面の熱酸化工程(図示省
略)を行い、この際の熱によって、溝20の下部の側壁
においてポリシリコン層30からN型不純物が側方へと
自己拡散し、図示の如きN+型拡散領域27が選択的に
形成される。
Next, as shown in Fig. 3F, Si is deposited on the entire surface by CVD.
S is deposited only in the groove 20 by etching.
The in2 layer 33 is left. After this, a thermal oxidation process (not shown) is performed on the surface, and the heat at this time causes the N-type impurity to self-diffuse laterally from the polysilicon layer 30 on the lower sidewall of the groove 20, resulting in N+ type diffusion as shown in the figure. Region 27 is selectively formed.

次いで、第3G図のように、表面の熱酸化後に5inz
層33を選択的にエツチングして溝20の壁面にのみS
in、膜33を残す。そしてエミッタ用の窓44も開け
てお((但し、これは後で行ってもよい)。
Next, as shown in Figure 3G, after thermal oxidation of the surface, 5inz
The layer 33 is selectively etched so that only the walls of the groove 20 are etched.
in, leaving the membrane 33. Then, open the emitter window 44 (however, you can do this later).

次いで、第3H図のように、CVDで全面に被着したド
ープド(N型不純物、例えばAsを高濃度に含む)ポリ
シリコンをフォトエツチングでパターニングし、溝20
内及び窓44にのみそのポリシリコンを38(コレクタ
電極)及び28(エミ、り電極)として残す。この際、
窓44からはN型不純物が拡散してP−型領域23中に
N+型エミッタ領域24が形成される。
Next, as shown in FIG. 3H, the doped polysilicon (containing a high concentration of N-type impurities, such as As) deposited on the entire surface by CVD is patterned by photoetching to form grooves 20.
The polysilicon is left only in the interior and window 44 as 38 (collector electrode) and 28 (emitter electrode). On this occasion,
N type impurities are diffused from the window 44 to form an N + type emitter region 24 in the P − type region 23 .

次いで、図示は省略したが、ベース電極用の窓開けを行
い、P型不純物(例えばボロン)を高濃度に含むポリシ
リコンをCVDで被着してからバターニングし、ポリシ
リコンのベース電極29及びコンタクト?il域25(
第1図参照)を形成する。
Next, although not shown, a window for the base electrode is opened, polysilicon containing a high concentration of P-type impurities (for example, boron) is deposited by CVD, and then buttered to form the polysilicon base electrode 29 and contact? il area 25 (
(see Figure 1).

この後は公知の方法で絶縁膜コーティング、多層配線等
を施し、デバイスを完成する。
After this, insulating film coating, multilayer wiring, etc. are applied by known methods to complete the device.

以盾ム明した製造方法から明らかなように、本例による
縦型バイポーラトランジスタは、高温熱処理を用いずに
狭い領域にコレクタ頭載を選択的に設けて製造すること
ができるものである。特にこの種のトランジスタでは、
トレンチ溝及び自己拡散を用いてコレクタ電極を取り出
すことは画期的な手段である。
As is clear from the manufacturing method described above, the vertical bipolar transistor according to this example can be manufactured by selectively providing the collector head in a narrow area without using high-temperature heat treatment. Especially for this type of transistor,
Extracting the collector electrode using trench grooves and self-diffusion is an innovative means.

第4図及び第5図は、更に微細化に適し、かつバイポー
ラ技術とMO3技術の組み合わせ(バイMO3)を実現
した実施例を示す。
4 and 5 show an embodiment that is suitable for further miniaturization and realizes a combination of bipolar technology and MO3 technology (bi-MO3).

この例では第4図に示すように、P型シリコン基板21
に各P−型ウエル領域50.51、N−型ウェル領域2
2.52を形成し、これらの各ウェル間はトレンチアイ
ソレーション法で分離し、各素子領域に分けている。即
ち、基板21には深いトレンチ溝60を形成し、各溝に
はシリコン酸化膜53を介してポリシリコン54を充填
している。N−型ウェル領域22には、第1図で述べた
と同様の構成のN P N型箱型バイポーラlう〉′ジ
スタが設けられている。また、I)−型ウェル領域50
には、N++拡散領域6・1.62をソース又はドレ・
イン令■域とするNチャネルMo5tランジスタが設け
られている。これとCMOSを構成するPチャネルMo
5tランジスタはN−″型ウェル領域52に設けられて
おり、63.64はP+型ソース又はドレイン領域であ
る。なお65.66はソース電!−167,68はトレ
ーイン電極、69.70はグー[電極である。
In this example, as shown in FIG.
Each P-type well region 50,51, N-type well region 2
2.52 are formed, and these wells are separated by trench isolation method and divided into respective element regions. That is, deep trench grooves 60 are formed in the substrate 21, and each groove is filled with polysilicon 54 via a silicon oxide film 53. The N-type well region 22 is provided with an NPN box-shaped bipolar transistor having the same configuration as described in FIG. In addition, I)-type well region 50
In this case, the N++ diffusion region 6.1.62 is connected to the source or drain.
An N-channel Mo5t transistor is provided in the in-range region. This and P channel Mo that constitutes CMOS
The 5t transistor is provided in the N-'' type well region 52, and 63.64 is a P+ type source or drain region. 65.66 is a source electrode!-167, 68 is a train electrode, and 69.70 is a goo. [It is an electrode.

第4図のデバイスでは、第1図に示したデバ・イスと同
様の利点を有していると共に、素子分離にトレンチ溝6
0を用いていることからICとしての微細化を・層間上
させることができ、図示の如きハ・(CMO3?W合素
子を設ける上で非常に有利である。
The device shown in FIG. 4 has the same advantages as the device chair shown in FIG.
Since 0 is used, it is possible to increase the miniaturization of the IC between layers, which is very advantageous in providing a CMO3?W composite element as shown in the figure.

次に製造方法を説明すると、まず第5A図のようにシリ
コン基板21の一主面に公知の方法でつニル拡散を行い
、各ウェル領域22.50.51.52を形成する。そ
して、各ウェル領域間をドライエツチングで加工し、各
トレンチ溝60を形成し、更にシリコン酸化膜53を成
長させる。
Next, the manufacturing method will be described. First, as shown in FIG. 5A, well regions 22, 50, 51, and 52 are formed by performing diffusion on one main surface of the silicon substrate 21 by a known method. Then, the space between each well region is processed by dry etching to form each trench groove 60, and a silicon oxide film 53 is further grown.

次いで、CVDで全面にポリシリコン54を付着させた
後、第5B図のようにエッチハックによって各溝にポリ
シリコン54を残す。次に、N−型ウェル領域22の表
面の酸化膜をエツチング除去してから、P型不純物42
を打込んでP−型領域23を形成する。
Next, after depositing polysilicon 54 on the entire surface by CVD, polysilicon 54 is left in each groove by etch hacking as shown in FIG. 5B. Next, the oxide film on the surface of the N-type well region 22 is removed by etching, and then the P-type impurity 42 is etched away.
A P-type region 23 is formed by implanting.

次いで、第5C図のように、P−型領域23を貫通して
ドライエンチングでトレンチ溝20を形成し、表面酸化
する。
Next, as shown in FIG. 5C, a trench groove 20 is formed by dry etching to penetrate the P-type region 23, and the surface is oxidized.

次いで、第5D図のように、トレンチ溝20の底部にポ
リシリコン32を残すように加工した後、第5E図のよ
うに酸化膜31をオーバーエツチングする。
Next, as shown in FIG. 5D, the polysilicon 32 is processed to remain at the bottom of the trench groove 20, and then the oxide film 31 is over-etched as shown in FIG. 5E.

次いで、第5F図のように、第3E図と同様に溝20に
のみN++ポリシリコン30を付着させる。
Next, as shown in FIG. 5F, N++ polysilicon 30 is deposited only in the groove 20 as in FIG. 3E.

次いで、第5G図のように、第3F図と同様に5102
層33をCVDで堆積させ、ポリシリコン30から溝側
方−・自己拡散させてN 型コレクタ領域27を形成す
る。
Next, as in FIG. 5G, 5102 as in FIG. 3F.
A layer 33 is deposited by CVD and self-diffused from the polysilicon 30 to the trench sides to form an N-type collector region 27.

次いで、第5 H図のように、表面の酸化膜33を工・
ノチングし、各箇所に窓開けを行う。但し、ウェル領域
50上の酸化膜は後工程でエツチング除去し、再び付は
直してゲート酸化膜とするのがよい。
Next, as shown in Fig. 5H, the oxide film 33 on the surface is etched.
Notch and open windows at each location. However, it is preferable to remove the oxide film on the well region 50 by etching in a later step and reapply it to form a gate oxide film.

そして次に、第51図のようにN++ポリシリコンを付
着させ、各電極38.28.65.66を形成する。こ
の際、N型不純物の同時拡散で各N+型領領域4.61
.62を形成することができる。
Then, as shown in FIG. 51, N++ polysilicon is deposited to form each electrode 38, 28, 65, 66. At this time, by simultaneous diffusion of N-type impurities, each N+ type region 4.61
.. 62 can be formed.

第6図は、本発明の他の実施例を示すものである。FIG. 6 shows another embodiment of the invention.

ここでは、第1図の例に比べて、コレクタ領域27及び
コレクタ電極38を共通にし、エミッタ領域24及びベ
ースコンタクBl域25を夫々複数個形成して、N P
 Nバイポーラ1ランジスタを並列に接続した構造とな
っている。従って、電流駆動能力を倍増させることがで
き、この場合の専有面積の増加は少ない。
Here, compared to the example shown in FIG. 1, the collector region 27 and the collector electrode 38 are made common, and a plurality of emitter regions 24 and a plurality of base contact Bl regions 25 are formed, so that the N P
It has a structure in which N bipolar transistors are connected in parallel. Therefore, the current drive capability can be doubled, and in this case, the occupied area does not increase much.

第7図は、マルチエミッタ構造の例を示すものであって
、第1図と比較してエミッタ領域24(従ってエミ/り
電極28)が複数個に分割されたものである。このデバ
ーイスは例えばTTLO入づいて更に変形可能である。
FIG. 7 shows an example of a multi-emitter structure, in which the emitter region 24 (therefore, the emitter/electrode 28) is divided into a plurality of parts compared to FIG. This device can be further modified, for example by using TTLO.

例えば、上述のポリシリコン30に代えて池の半導体材
料を使用してよいし、その形成方法も変更可能である。
For example, a similar semiconductor material may be used in place of the polysilicon 30 described above, and the method of forming it may also be changed.

トレンチ溝の形成方法も種々のドライエツチング法が採
用できる。また、上述の工・ノチバノク(第3D図)は
必ずしも行わなくても自己拡散は可能である。
Various dry etching methods can be used to form the trenches. Further, self-diffusion is possible even if the above-mentioned process (Fig. 3D) is not necessarily performed.

また、エミ・7タ及びベースコンタクト領域の形成は上
述のポリシリコン付着時(第3 H図等)でなくてもよ
く、通常のイオン注入によってもよい。
Further, the emitter/7 contact region and the base contact region do not have to be formed during the above-mentioned polysilicon deposition (as shown in FIG. 3H), but may be formed by ordinary ion implantation.

また、それらの電極もポリシリコンでなく、アルミニウ
ム等の金属で形成してよい。こうした工程や材質の変更
は、第5図の例(第5I図等)でも同様に可能である。
Further, these electrodes may also be formed of metal such as aluminum instead of polysilicon. Such changes in processes and materials are also possible in the example shown in FIG. 5 (FIG. 5I, etc.).

なお、上述の各半導体領域の導電型を逆にしでよいし、
各領域等の形状、配置等も変更できることは勿論である
。また、本発明はハ・イポーラiランジスク以外のデバ
イス又は素子にも通用可能である。
Note that the conductivity type of each semiconductor region described above may be reversed,
Of course, the shape, arrangement, etc. of each area can also be changed. Further, the present invention can be applied to devices or elements other than hyperpolar disks.

へ1発明の作用効果 本発明は上述の如く、半導体基体の一主面側に形成した
孔(lレンチ溝等)の下部に埋め込んだ半導体層と、こ
れから拡散された拡散領域とを介して、孔側方の縦型半
鹿体素子の下部電極を取り出しているので、従来の如き
高温工程は不要となり、エビクキシャル層も不要となる
。また、上記拡散領域は選択的に狭い領域に形成される
から、寄生容量及び寄生抵抗が小さ(なり、高速動作が
可能である。しかも、下部電極の取り出しを上記孔を通
してこの真上に行っているので、素子自体の占有面積が
縮小され、デバイスの微細化に適したものとなる。
1. Functions and Effects of the Invention As described above, the present invention provides the following effects: Since the lower electrode of the vertical half-body element on the side of the hole is taken out, there is no need for the conventional high-temperature process, and there is no need for an evixial layer. Furthermore, since the diffusion region is selectively formed in a narrow region, the parasitic capacitance and parasitic resistance are small (and high-speed operation is possible).Moreover, the lower electrode can be taken out through the hole directly above it. Therefore, the area occupied by the element itself is reduced, making it suitable for miniaturization of devices.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図〜第7は本発明の実施例を示すものであって、 第1図は第1の実施例によるNPN縦型バイポーラE・
ランジスクの断面図、 第2図は第1図の平面図(但し、フィールド酸化膜は図
示省略−第2図の1−1線断面が第1図である。)、 第3A図、第3B図、第3C図、第3D図、第3E図、
第3F図、第3G図、第3H図は第1図のトランジスタ
の製造方法を主要段階について順次示す各断面図、 第4図は他の実施例によるデバイスの断面図、第5A図
、第5B図、第5C図、第5D図、第5E図、第5F図
、第5G図、第511図、第51図は第4図のデバイス
の製造方法を主要段階について順次示す各断面図、 第6図、第7図は更に他の実施例によるデバイス二側の
各断面(斜視)図 である。 第8図は従来のNPN縦型縦型パイポーラトランタスク
面図である。 なお、図面に示す符号において、 20.60・ ・・・トレンチ溝 21   ・・・・シリコン基板 22.50.51.52 ・・・・ウェル領域 23   ・・・・ベース領域 24    ・・・ ・エミッタ領域 25   ・・・・ベースコンタクト領域27   ・
・・・エミ、り領域 28    ・・・・エミッタ電極 29   ・・・・ベース電極 30   ・・・・N÷型ポリシリコン層31.33・
 ・ ・・酸化膜 32   ・・・・ノンドープポリシリコン層38  
  ・・・・コレクタ電極 である。 代理人  弁理士  逢 坂   末 弟1図 第2図 27(Fe>       3゜ 第3A図 第3B図 第3C図 第3D図 第3F図 jj   Jl 第6図 第7図
1 to 7 show embodiments of the present invention, and FIG. 1 shows an NPN vertical bipolar E-type according to the first embodiment.
2 is a plan view of FIG. 1 (however, the field oxide film is omitted - the cross section taken along the line 1-1 in FIG. 2 is shown in FIG. 1), FIG. 3A, FIG. 3B , Figure 3C, Figure 3D, Figure 3E,
3F, 3G, and 3H are sectional views sequentially showing the main steps of the method for manufacturing the transistor shown in FIG. 1; FIG. 4 is a sectional view of a device according to another embodiment; FIG. 5A, and 5B. 5C, 5D, 5E, 5F, 5G, 511, and 51 are cross-sectional views sequentially showing the main steps of the method for manufacturing the device shown in FIG. 7 are sectional (perspective) views of the second side of the device according to still another embodiment. FIG. 8 is a cross-sectional view of a conventional NPN vertical bipolar transistor. In addition, in the symbols shown in the drawings, 20.60...Trench groove 21...Silicon substrate 22.50.51.52...Well region 23...Base region 24...Emitter Region 25...Base contact region 27.
...Emitter region 28 ...Emitter electrode 29 ...Base electrode 30 ...N÷ type polysilicon layer 31.33.
... Oxide film 32 ... Non-doped polysilicon layer 38
...Collector electrode. Agent Patent Attorney Aisaka Youngest Brother 1 Figure 2 Figure 27 (Fe> 3゜ Figure 3A Figure 3B Figure 3C Figure 3D Figure 3F jj Jl Figure 6 Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、半導体基体の一主面側に所定深さに形成された孔の
下部に高不純物濃度の半導体層が埋め込まれ、前記孔の
側方位置に縦型の半導体素子が構成されており、前記半
導体層からの不純物拡散により形成された不純物拡散領
域と前記半導体層とを介して前記半導体素子の下部電極
が前記孔からこの真上位置に取り出されている半導体装
置。
1. A semiconductor layer with a high impurity concentration is embedded in the lower part of a hole formed to a predetermined depth on one main surface side of a semiconductor substrate, and a vertical semiconductor element is configured at a side position of the hole, A semiconductor device, wherein a lower electrode of the semiconductor element is taken out from the hole to a position directly above the hole through the semiconductor layer and an impurity diffusion region formed by impurity diffusion from the semiconductor layer.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0284739A (en) * 1988-06-09 1990-03-26 Texas Instr Inc <Ti> Bipolar transistor
JP2008235891A (en) * 2007-03-19 2008-10-02 Dongbu Hitek Co Ltd Bipolar transistor and manufacturing method therefor

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