JPH03248556A - バイポーラ集積回路装置 - Google Patents

バイポーラ集積回路装置

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JPH03248556A
JPH03248556A JP2047685A JP4768590A JPH03248556A JP H03248556 A JPH03248556 A JP H03248556A JP 2047685 A JP2047685 A JP 2047685A JP 4768590 A JP4768590 A JP 4768590A JP H03248556 A JPH03248556 A JP H03248556A
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type semiconductor
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Takenori Morikawa
森川 武則
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/10DRAM devices comprising bipolar components
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S257/00Active solid-state devices, e.g. transistors, solid-state diodes
    • Y10S257/925Bridge rectifier module

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  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体集積回路装置に関し、特にアルファ線耐
性を必要するバイポーラ集積回路装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、バイポーラメモリは第5図に示すように、例えば
P型シリコン基板1上の高濃度N型埋込み層4上に形成
された低濃度のN型エピタキシャル層5上に、選択的に
P型不純物を拡散して形成された縦型NPN)ランジス
タの高濃度P型ベース領域8.横型PNP)ランジスタ
の高濃度P型エミッタ領域7を有する。
さらに、多結晶シリコンからのN型不純物の拡散による
縦型NPN)ランジスタの高濃度N型コレクタ領域9.
高濃度N型エミッタ領域10有し、5i02膜11の所
定箇所に開口したコンタクト孔に電極12が形成されて
いる。また、N型エピタキシャル層5の表面から高濃度
N型半導体層4までを貫く絶縁領域6が設けられ、これ
により素子分離がなされている。
配線材料等に含まれる放射性元素の崩壊によってアルフ
ァ線が発生し、これがP型シリコン基板1と高濃度N型
埋込み層4との接合部分に入射することにより、電子・
正孔対を発生する。このとき、高濃度N型埋込み層4は
P型シリコン基板1に対して正にバイアスされているた
め、高濃度N型埋込み層4への電子の収集が起る。さら
に、アルファ線の入射の軌跡に沿って空乏層が広がるこ
とで発生した電子を収集する過程(ファネリング現象)
も同時に起るため、高濃度N型埋込み層4への電子の収
集はより多くなる。このため、メモリセルのコレクタ電
極に対して、収集電子による電流が発生し、フリップフ
ロ・ツブの状態反転を起すというソフトエラーの問題が
ある。
アルファ線耐性向上の一環として、ファネリング現象を
抑制するために、P型シリコン基板1の濃度を高くする
ことで、空乏層の広がりを抑え、高濃度N型埋込み層4
への電子の収集を減らすという手段がとられていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来のバイポーラメモリは、アルファ線耐性向
上のために、半導体基板の濃度を高くしなければならず
、このためメモリセル部の容量が増加し、情報の読出し
、書込み時間が遅れるという欠点がある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明のバイポーラ集積回路装置は、第1の導電型を有
する半導体基板中の所定位置に高濃度第1導電型半導体
層を有し、半導体基板表面の所望の位置に高濃度第1導
電型半導体層に直接接しない高濃度第2導電型半導体層
を有し、半導体基板表面上の全面に低濃度第2導電型半
導体層を有している。また、本発明のバイポーラ集積回
路装置は、低濃度第2導電型半導体層の表面から高濃度
第1導電型半導体層までを貫く絶縁領域を有している。
〔実施例〕
次に本発明について図面を参照して説明する。
第1図(a>は本発明の第1の実施例のバイポーラメモ
リセルの断面図である。本実施例におけるバイポーラメ
モリは、例えば、P型シリコン基板1上に高濃度P型半
導体層2を介して低濃度P型半導体層3を設けており、
低濃度P型半導体層3上に高濃度N型埋込み層4を介し
て成長した低濃度のN型エピタキシャル層5上に、選択
的にP型不純物を拡散して形成された縦型NPN)ラン
ジスタの高濃度P型ベース領域8.横型PNI))う〉
・ジスタの高濃度P型エミッタ領域7を有する。
さらに、多結晶シリコンからのN型不純物の拡散による
縦型NPN)ランジスタの高濃度N型コレクタ領域9.
高濃度N型エミッタ領域1o有し、SiO□膜11の所
定箇所に開口したコンタクト孔にt極12が形成されて
いる。また、N型エピタキシャル層5の表面から高濃度
P型半導体層2までを貫く絶縁領域6が設けられ、これ
により素子分離がなされている。
縦型NPN F−ランジスタの高濃度P型ベース領域8
は横型PNP)ランジスタの高濃度P型コレクタ領域と
しても機能する。また、N型エピタキシャル層5は横型
PNP )ランジスタのベース領域として機能する。
第1図(b)は、第1図(a)のA−A’線に沿う不純
物濃度の分布図である。
本実施例において、低濃度P型半導体層3は空乏層が高
濃度P型半導体層2まで達しない厚さであり、P型シリ
コン基板1と高濃度N型埋込み層4との間が1.6■に
逆バイアスされているときの空乏層の厚さが0.7μm
であることがら、1μm程度必要である。
次に、製造工程の主要部分を、図を参照して説明する。
第2図(a>、(b)は第1の実施例の主要工程図であ
る。MBE法を用いて、P型シリコン基板1上に高濃度
P型半導体層2を0.5μm、低濃度P型半導体層3を
1.5μm、高濃度N型埋込み層を1.5μm、低濃度
のN型エピタキシャル層5を1.0μm連続して形成す
る。MBE法であるため、低温で各半導体層とも均一な
濃度、膜厚に制御良く形成することができる。
次に、N型エピタキシャル層5表面がら、高濃度P型半
導体層2まで貫く湧(図示せず)を形成してから溝の表
面に熱酸化膜を形成し、その後溝を多結晶シリコンまた
は誘電体で埋設して絶縁領域6を形成する。
続いて、縦型NPN )ランジスタの高濃度P型ベース
領域8.横型PNP)ランジスタの高濃度P型エミッタ
領域7.縦型NPN)ランジスタの高濃度N型コレクタ
領域9.高濃度N型エミッタ領域10.SiO□膜11
.電極12を形成し、第1図(a)に示したバイポーラ
メモリを製造する。
次に本発明の第2の実施例について説明する。
バイポーラメモリセル部の断面図を第3図に示す。第1
の実施例と異なるのは、メモリセル部およびアルファ線
耐性が必要な周辺回路部に、局所的に高濃度P型半導体
層2を設けることである。
これによって、高速性が要求され、かつ、アルファ線耐
性を必要としない周辺回路部は、従来と全く変わらない
容量が確保され、高速動作を犠牲にすることが避けられ
る。
次に、本実施例の主要工程を、第4図(a)。
(b)を用いて説明する。
まず、P型シリコン基板1上に形成されたマスク酸化膜
13をイオン注入のマスクとして用い、ボロンを400
keV以上のエネルギーで注入し、P型シリコン基板1
の1μm以上の深さの所望の領域に高濃度P型半導体層
2を形成する。ここで、第1の実施例における低濃度P
型半導体層に相当する部分は、本実施例においてはP型
シリコン基板となっている。
次に、マスク酸化膜13を除去してがら、高濃度N型埋
込み層4.低濃度のN型エピタクシャル層5を形成する
。メモリセル部、絶縁領域の形成方法は第1の実施例と
同じである。
なお、本発明の実施例としてバイポーラメモリをとりあ
げたが、半導体基板、埋込み層等の導電型を適宜選択す
ることによりB i CMOS集積回路装置におけるバ
イポーラ集積回路に適用することも可能である。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明の実施例は、バイポーラ集積
回路装置における少なくともアルファ線耐性を要する領
域において、その領域の高濃度N型埋込み層直下の少な
くとも1μmの深さのP型シリコン基板中に高濃度P型
半導体層を形成しておくことにより、バイポーラ素子と
基板間の容量を増大させることなく、アルファ線耐性を
確保することができる。このためメモリセル部の容量は
増加することなく、情報の読出し、書込み時間が遅れる
ということは避けられる。
アルファ線耐性の確保に関して述べる。まず、高濃度P
型半導体層は深さ方向に濃度が減少している(第1図(
b)参照)ため、深さ方向とは逆の方向に電界が発生し
、アルファ線により発生した電子のうちP型シリコン基
板から高濃度N型埋込み層への拡散が、この電界に妨げ
られるため、高濃度N型埋込み層に収集する電子を低減
することができる。
次に、絶縁領域が高濃度P型半導体層を貫いているため
、高濃度N型埋込み層および高濃度P型半導体層の中間
層であるP型半導体層(第1の実施例では低濃度P型半
導体層、第2の実施例ではP型シリコン基板)における
アルファ線により発生した電子の横方向拡散は絶縁領域
の存在により妨げられる。
また、高濃度P型半導体層の存在により、ファネリング
現象による空乏層の広がりは抑制され、このためファネ
リング現象による電子の発生は低減し、高濃度N型埋込
み層中への電子の収集量はより少なくなる。
上述の3項目の効果により、高濃度N型埋込み層中への
電子の収集量は極めて少なくすることができるため、ア
ルファ線の入射によるメモリセル等での電位変動は軽減
でき、例えば、メモリセルにおける状態反転を防止でき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は本発明の第1の実施例のバイポーラメモ
リセルの断面図、第1図(b)は第1の実施例の不純物
濃度の分布図、第2図(a)。 (b)は第1の実施例の主要製造工程の断面図、第3図
は本発明の第2の実施例のバイポーラメモリセルの断面
図、第4図(a)、(b)は第2の実施例の主要製造工
程の断面図、第5図は従来のバイポーラメモリセルの断
面図である。 1・・・P型シリコン基板、2・・・高濃度P型半導体
層、3・・・低濃度P型半導体層、4・・・高濃度N型
埋込み層、5・・・N型エピタキシャル層、6・・・絶
縁領域、7・・高濃度P型エミッタ領域、8・・・高濃
度P型ベース領域、9・・・高濃度N型コルクタ領域、
10・・・高濃度N型エミッタ領域、11・・・SiO
□膜、12・・・電極、13・・・マスク酸化膜。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1の導電型を有する半導体基板中の所定位置に
    高濃度第1導電型半導体層を有し、前記半導体基板表面
    の所望の位置に前記高濃度第1導電型半導体層に直接接
    しない高濃度第2導電型半導体層を有し、前記半導体基
    板表面上の全面に低濃度第2導電型半導体層を有するこ
    と特徴とする半導体集積回路装置。
  2. (2)前記低濃度第2導電型半導体層の表面から前記高
    濃度第1導電型半導体層までを貫く絶縁領域を有するこ
    とを特徴とする請求項(1)記載の半導体集積回路装置
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