JPH04122064A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

Info

Publication number
JPH04122064A
JPH04122064A JP2243193A JP24319390A JPH04122064A JP H04122064 A JPH04122064 A JP H04122064A JP 2243193 A JP2243193 A JP 2243193A JP 24319390 A JP24319390 A JP 24319390A JP H04122064 A JPH04122064 A JP H04122064A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sbd
type
region
area
slot
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
JP2243193A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukio Minato
湊 幸男
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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 NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP2243193A priority Critical patent/JPH04122064A/en
Publication of JPH04122064A publication Critical patent/JPH04122064A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce an effective surface area of a Schottky barrier diode and reduce a memory cell area of a bi-polar RAM by making an anode of the Schottky barrier diode in the form of a slot. CONSTITUTION:A Schottky barrier diode(SBD) 15 is connected to a P-type base region 7 through a P<->-type load resistance region 8. In the region 7, an N<+>-type emitter regions 9a, 9b and a P<+>-type base extraction region 10 are formed. The SBD 15, being in the form of a slot, is constituted of an N<->-type epitaxial layer 3, SBD anode electrodes 13a, 13b, 13c, and the polycrystal silicon 14 which is to be buried in the slot section. The electrodes 13a, 13b are formed on the side wall of the slot while the electrode 13c is formed on the bottom face of the slot. And, the electrode 13a is connected to the P<->-type load resistance region 8. When the total area of the SBD anode electrodes is same as that of the conventional SBD, the exposed area of the SBD 15 is smaller than that of the conventional type and thus the memory cell area of a bi-polar RAM can also be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はバイポーラRAMに関し、特にバイポーラRA
Mの負荷を構成するダイオードの構造に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to bipolar RAM, and particularly to bipolar RAM.
The present invention relates to the structure of a diode that constitutes a load of M.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

バイポーラ・トランジスタを用いた論理回路やメモリは
MOSトランジスタを用いたものに較べ、高速性能の点
で優れている。特に、これらのものが中型や大型コンピ
ュータに用いられた場合、それらの性能を決定すること
が多いので、より一層の高速化や高集積化が進められて
いる。
Logic circuits and memories using bipolar transistors are superior to those using MOS transistors in terms of high-speed performance. In particular, when these devices are used in medium-sized or large-sized computers, their performance is often determined, so further speeding up and higher integration are being promoted.

そういった高速性能を得るために、主に5BD(ショッ
トキ・バリア・ダイオード)負荷型のメモリセルが使用
されている。第4図に等価回路に示す、対になった縦型
NPN トランジスタ(以下、Trと記す)Ql、Q2
の負荷に抵抗R1と5BD1とを、抵抗R2と5BD2
とを用い、NPN  TrQt 、Q2はそれぞれベー
スとコレクタを交差接続しである。
In order to obtain such high-speed performance, 5BD (Schottky barrier diode) load type memory cells are mainly used. A pair of vertical NPN transistors (hereinafter referred to as Tr) Ql and Q2 are shown in the equivalent circuit in Figure 4.
resistor R1 and 5BD1 to the load, resistor R2 and 5BD2
NPN TrQt and Q2 are used to cross-connect the base and collector, respectively.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上述した従来のSBD負荷型メモリセルを用いたバイポ
ーラECL  RAMは、超高速性能の点では非常に優
れている。しかし、メモリセルサイズが大きいために、
大容量化が困難である。これは、SBDのアノード領域
がエピタキシャル層の表面に平面的に形成されているた
め、メモリセルにおけるSBDの面積が30%前後を占
めることになる。一方、この面積を小さくすると、高速
性能やα線によるソフトエラーが問題となる。
The above-mentioned bipolar ECL RAM using the conventional SBD load type memory cell is extremely superior in terms of ultra-high-speed performance. However, due to the large memory cell size,
It is difficult to increase capacity. This is because the anode region of the SBD is formed planarly on the surface of the epitaxial layer, so the area of the SBD occupies about 30% of the memory cell. On the other hand, if this area is reduced, high-speed performance and soft errors caused by alpha rays will become a problem.

本発明の目的は、上記欠点を除去し、メモリセルに形成
するSBDのアノード領域を大きくすると同時にSBD
に付く容量を大きくし、メモリセル選択時の高速化及び
α線によるソフトエラーに対する余裕度を増大させ、信
頼性の向上したバイポーラRAMを提供することにある
An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks, enlarge the anode region of the SBD formed in a memory cell, and at the same time
The object of the present invention is to provide a bipolar RAM with improved reliability by increasing the capacity attached to the memory cell, increasing the speed at which memory cells are selected, and increasing the margin against soft errors caused by alpha rays.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明のバイポーラRAMは、メモリセルを構成するS
BDのアノード領域、つまり溝内面に金属共晶合金層を
介在させ、接合を形成した構造を有している。
The bipolar RAM of the present invention has S
It has a structure in which a metal eutectic alloy layer is interposed in the anode region of the BD, that is, the inner surface of the groove, and a bond is formed.

〔実施例〕〔Example〕

次に本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.

第1図<a)は本発明の第1の実施例の平面図、第1図
(b)は第1図(a)のA−A’線断面図である。第2
図(a)、(b)は、本実施例の構造の形成方法の一例
を説明するための主要工程の断面図である。
FIG. 1<a) is a plan view of a first embodiment of the present invention, and FIG. 1(b) is a sectional view taken along the line AA' in FIG. 1(a). Second
Figures (a) and (b) are cross-sectional views of main steps for explaining an example of the method for forming the structure of this example.

第1図(a)、(b)において、P−型シリコン基板1
上には、N+型埋め込み層2を介して、N−型エピタキ
シャル層3が形成されており、N−型エピタキシャル層
3表面からP−型シリコン基板1に達する溝、N−型エ
ピタキシャル層3表面及び溝表面を覆う酸化シリコン膜
4.及び溝内の埋設材により素子分離領域5が形成され
ている。N=型エピタキシャル層3における素子分離領
域5により囲まれた素子形成領域には、N+型埋め込み
層2に至るN+型コレクタ引き出し領域6、P型ベース
領域7.P−型負荷抵抗領域8゜およびショットキ・バ
リア・ダイオード(SBD)15が形成されている。
In FIGS. 1(a) and 1(b), a P-type silicon substrate 1
Above, an N- type epitaxial layer 3 is formed via an N+ type buried layer 2, and a groove reaching from the surface of the N- type epitaxial layer 3 to the P- type silicon substrate 1, and a groove extending from the surface of the N- type epitaxial layer 3 are formed. and a silicon oxide film covering the groove surface4. An element isolation region 5 is formed by the buried material in the trench. In the element forming region surrounded by the element isolation region 5 in the N= type epitaxial layer 3, there are an N+ type collector extraction region 6 reaching the N+ type buried layer 2, a P type base region 7. A P-type load resistance region 8° and a Schottky barrier diode (SBD) 15 are formed.

5BD15は、p−型負荷抵抗領域8を介して、P型ベ
ース領域7と接続している。P型ベース領域7内には、
N+型エミッタ領域9a、9bが形成され、P+型ベー
ス引き出し領10が形成されている。5BD15は、溝
型の形状を有し、N−型エピタキシャル層3.SBDア
ノード電極13a、13b、13c、及び埋設材である
ところの多結晶シリコン14から構成されている。SB
Dアノード電極13a、13bは溝型の側面に形成され
、SBDアノード電極13cは溝型の底面に形成されて
いる。SBDアノード電tri 13 aは、P−型負
荷抵抗領域と接続している。
5BD15 is connected to the P-type base region 7 via the P-type load resistance region 8. In the P type base region 7,
N+ type emitter regions 9a and 9b are formed, and a P+ type base extraction region 10 is formed. 5BD15 has a groove-shaped shape and is an N-type epitaxial layer 3. It is composed of SBD anode electrodes 13a, 13b, 13c, and polycrystalline silicon 14 which is a buried material. S.B.
The D anode electrodes 13a and 13b are formed on the side surfaces of the groove shape, and the SBD anode electrode 13c is formed on the bottom surface of the groove shape. The SBD anode voltage tri 13 a is connected to a P-type load resistance region.

5BD15の露呈部面積に比べ、SBDアノード電極の
面積は溝型の側面に形成されたSBDアノード電極l・
3a、13bの分だけ広くなっている。このことから、
SBDアノード電極の面積が従来と同一であるならば、
5BD15の露呈部面積は従来のSBDの面積より狭い
ことになる。このため、本実施例では、SBDの■、特
性が改善され、コレクタに付く全容量CTも増加する。
Compared to the area of the exposed part of 5BD15, the area of the SBD anode electrode is smaller than the area of the SBD anode electrode formed on the side surface of the groove.
It is wider by 3a and 13b. From this,
If the area of the SBD anode electrode is the same as the conventional one,
The exposed area of the 5BD15 is smaller than that of the conventional SBD. Therefore, in this embodiment, the characteristics of the SBD are improved, and the total capacitance CT attached to the collector is also increased.

従って、本実施例のような構造のSBDを有するメモリ
・セルでは、従来のSBD面積より狭い露呈面積のSB
Dでも、α線入射によるセルのコレクタの電位変動が少
なくなり、信頼性が向上する。
Therefore, in a memory cell having an SBD structured as in this embodiment, the exposed area of the SB is smaller than that of the conventional SBD.
In case D, the potential fluctuation of the collector of the cell due to the incidence of α rays is reduced, and the reliability is improved.

次に、本実施例の構造を実現するための製造方法につい
て説明する。
Next, a manufacturing method for realizing the structure of this example will be explained.

まず、第2図(a)に示すように、P−型シリコン基板
1上にN+型埋め込みNj2を形成し、その上に厚さ0
.2μm程度のN−型エピタキシャル層3を成長させる
。次に、P−型シリコン基板1に達する溝をドライ・エ
ツチングにより形成し、渭及びN−型エピタキシャル層
3の表面に熱酸化による酸化シリコン膜4を形成し、溝
の部分にエッチバック法により例えばノンドープ多結晶
シリコンからなる埋設材を埋め込み、素子分離領域5を
形成する。次に、N+型コレクタ引き出し領域6.P型
ベース領域7.P−型負荷抵抗領域8、N+型エミッタ
領域9a、9b、及びP+型ベース引き出し領域10を
形成し、半導体基板の形成が完了する。P型ベース領域
7.P−型負荷抵抗領域8の形成は、ボロンのイオン注
入により行なわれる。続いて、半導体基板の表面に、気
相成長による窒化シリコン膜11を堆積し、選択トライ
・エツチングにより幅2μm、長さ4μm。
First, as shown in FIG. 2(a), an N+ type buried Nj2 is formed on a P- type silicon substrate 1, and a layer with a thickness of 0 is formed on it.
.. An N-type epitaxial layer 3 of about 2 μm is grown. Next, a groove reaching the P-type silicon substrate 1 is formed by dry etching, a silicon oxide film 4 is formed by thermal oxidation on the surface of the wave and N-type epitaxial layer 3, and an etch-back method is applied to the groove portion. For example, a burying material made of non-doped polycrystalline silicon is buried to form an element isolation region 5. Next, N+ type collector extraction area 6. P-type base region7. P- type load resistance region 8, N+ type emitter regions 9a and 9b, and P+ type base extraction region 10 are formed, and the formation of the semiconductor substrate is completed. P-type base region7. The P-type load resistance region 8 is formed by boron ion implantation. Subsequently, a silicon nitride film 11 is deposited on the surface of the semiconductor substrate by vapor phase growth, and selectively etched to a width of 2 μm and a length of 4 μm.

深さ1.5μmの溝12を形成する。この渭12の表面
は0.3μm程度の深さにわたってドライ・エツチング
時に多数の欠陥が発生しているのて、シリコンのウェッ
ト・エツチングにより、この欠陥領域を除去する。
A groove 12 with a depth of 1.5 μm is formed. Since a large number of defects have been generated on the surface of this edge 12 during dry etching to a depth of about 0.3 .mu.m, these defective regions are removed by wet etching of silicon.

次に、溝近傍の酸化シリコン膜4をエツチング除去した
後、講12の表面に白金(Pt)を厚さ200nm程度
付着させる。約600℃てアニルを行ない、溝12の表
面ての白金とシリコンの共晶化反応を行なうことにより
、共晶合金ptSiからなるSBDアノード電極13a
、113b、13cが形成される。
Next, after removing the silicon oxide film 4 near the groove by etching, platinum (Pt) is deposited on the surface of the groove 12 to a thickness of about 200 nm. By performing annealing at approximately 600° C. and performing a eutectic reaction between platinum and silicon on the surface of the groove 12, the SBD anode electrode 13a made of eutectic alloy ptSi is formed.
, 113b, 13c are formed.

次に、第2図(b)に示すように、ノンドープ多結晶シ
リコン膜を表面に堆積し、これの高さがP−型負荷抵抗
領域8と同程度になるまでエッチハックを行ない、溝1
2に対する埋設材としての多結晶シリコン14を形成す
る。この段階で、N−型エピタキシャル層3.SBDア
ノード電極1.3a、13b、13c、及び′多結晶シ
リコン14からなる溝型の形状を有する5BD15が完
成する。続いて、窒化シリコン膜11をエツチング除去
し、第1図(a)、(b)に示した構造を得る。
Next, as shown in FIG. 2(b), a non-doped polycrystalline silicon film is deposited on the surface, and etched and hacked until the height of the film becomes comparable to that of the P-type load resistance region 8.
Polycrystalline silicon 14 is formed as a buried material for 2. At this stage, the N-type epitaxial layer 3. A groove-shaped 5BD 15 made of SBD anode electrodes 1.3a, 13b, 13c, and polycrystalline silicon 14 is completed. Subsequently, the silicon nitride film 11 is removed by etching to obtain the structure shown in FIGS. 1(a) and 1(b).

引き続いて、5BD15の露呈部及び領域6゜9a、9
b、10の露呈部が05μm程度の余裕を持って覆われ
るように、厚さ約150nmのバリアメタル層を形成し
、眉間絶縁膜を堆積し、バリアメタル層に接続するアル
ミニウム配線を形成し、SBD負荷型のバイポーラRA
Mか形成される。
Subsequently, exposed parts and areas 6°9a, 9 of 5BD15
b. Form a barrier metal layer with a thickness of about 150 nm so that the exposed part 10 is covered with a margin of about 0.5 μm, deposit an insulating film between the eyebrows, and form an aluminum wiring connected to the barrier metal layer, SBD load type bipolar RA
M is formed.

以上説明したように、本実施例は、SBDのアノード電
極か溝12内部に形成され、負荷抵抗とも接続されてい
るので、メモリセル面積を極めて小さくすることかでき
る。また、この表面は、はぼ平坦であるので、それの上
層に配線がきても段切れの恐れがない。
As explained above, in this embodiment, the anode electrode of the SBD is formed inside the groove 12 and is also connected to the load resistor, so that the memory cell area can be made extremely small. In addition, since this surface is almost flat, there is no risk of breakage even if wiring is placed on top of it.

SBD部の領域について、本実施例と従来のものを比較
すると、SBDのアノード面積5SBD=23μm2を
形成するために、従来のSBDの占有面積Soは、 S、)=4X4.75.czm2 本実施例のSBDの占有面積S1は 51=4X1 と従来のものに比べて1/4.75(約21%)と格段
に面積の縮小ができる。SBDは通常メモリセルの40
%を占有しており、メモリセlしは、この構造を用いた
場合、約32%小さくなる。またSBDに付く容量は、
アノード面積に比例しており、同等で問題ない。
Comparing the area of the SBD section between this embodiment and the conventional one, in order to form the anode area of the SBD 5SBD=23 μm2, the occupied area So of the conventional SBD is S, )=4×4.75. czm2 The occupied area S1 of the SBD of this embodiment is 51=4X1, which is 1/4.75 (approximately 21%), which is a significant reduction in area compared to the conventional one. SBD usually has 40 memory cells.
%, and the memory cell size is approximately 32% smaller using this structure. Also, the capacity attached to SBD is
It is proportional to the anode area, so there is no problem as it is equivalent.

また、製造工程においても、SBD形成のための溝のエ
ツチングとそれの埋設工程とが必要であるが、他は殆ん
ど従来と同じ製造方法を用いることができる。
Further, in the manufacturing process, etching of a groove for forming an SBD and a step of burying the groove are necessary, but almost the same manufacturing method as the conventional method can be used in other respects.

第3図(a)は本発明の第2の実施例の平面図、第3図
<b>は第3図(a)のA−A’線断面図である。
FIG. 3(a) is a plan view of a second embodiment of the present invention, and FIG. 3(b) is a sectional view taken along the line AA' in FIG. 3(a).

本実施例では、素子分離領域5aの側面にSBDアノー
ド電極13dが形成され、これらは5BD15aのアノ
ード電極となる。本実施例ではセル1ビツトにつきSB
Dが1個分節約できる。このため、本実施例では、メモ
リセルの面積は本発明の第1の実施例に比べ、更に10
%程度低減することができ、従来構造より約35%狭く
なる。
In this embodiment, the SBD anode electrode 13d is formed on the side surface of the element isolation region 5a, and these serve as the anode electrode of the 5BD 15a. In this embodiment, SB per bit of cell
You can save one D. Therefore, in this embodiment, the area of the memory cell is further increased by 10% compared to the first embodiment of the present invention.
35% narrower than the conventional structure.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明は、ショットキ・バリア・ダ
イオード負荷型のバイポーラRAMからなる半導体装置
において、ショットキ・バリア・ダイオードのアノード
を溝型にすることにより、ショットキ・バリア・ダイオ
ードの実効表面面積を縮小することが可能となり、バイ
ポーラRAMのメモリ・セルの面積を縮小することが実
現できる。
As explained above, in a semiconductor device comprising a Schottky barrier diode-loaded bipolar RAM, the effective surface area of the Schottky barrier diode is increased by making the anode of the Schottky barrier diode groove-shaped. This makes it possible to reduce the area of the memory cell of the bipolar RAM.

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

第1図(a)は本発明の第1の実施例を説明するための
平面図、第111J(b)は第1図(a)のA−A’線
断面図、第2図(a>、(b)は本発明の第1の実施例
の半導体装置の構造の形成方法を説明するための主要工
程の断面図、第3図(a)は本発明の第2の実施例を説
明するための平面図、第3図(b)は第3図(a)のA
−A線断面図、第4図は本発明及び従来技術を説明する
ためのメモリセルの等価回路図。 1・・・P−型シリコン基板、2・・・N”型埋め込み
層、3−N−型エピタキシャル層、4・・・酸化シリコ
ン膜、5,5a・・・素子分離領域、6・・・N+型コ
レクタ引き出し領域、7・・・P型ベース領域、8・・
・P−型負荷抵抗領域、9’a、9b・・・N”′型エ
ミッタ領域、10・・・P+型ベース引き出し領域、1
1・・・窒化シリコン膜、12・・・溝、13a、13
b、13c、13d・・・SBDアノード電極(ptS
i)、14・・・多結晶シリコン、15.15a・・・
ショットキ・バリア・ダイオード(SBD)。 5BDI、5BD2・・・ショットキ・バリア・ダイオ
ード、R1,R2・・・負荷抵抗、Ql、Q2・・・バ
イポーラ・トランジスタ。
FIG. 1(a) is a plan view for explaining the first embodiment of the present invention, FIG. 111J(b) is a sectional view taken along the line AA' in FIG. 1(a), and FIG. , (b) is a sectional view of the main steps for explaining the method of forming the structure of a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3(a) is a cross-sectional view for explaining the second embodiment of the present invention. The plan view of Fig. 3(b) is A of Fig. 3(a).
- A sectional view and FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a memory cell for explaining the present invention and the prior art. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... P- type silicon substrate, 2... N'' type buried layer, 3-N- type epitaxial layer, 4... Silicon oxide film, 5, 5a... Element isolation region, 6... N+ type collector extraction area, 7... P type base area, 8...
・P- type load resistance region, 9'a, 9b...N"' type emitter region, 10...P+ type base extraction region, 1
1... Silicon nitride film, 12... Groove, 13a, 13
b, 13c, 13d...SBD anode electrode (ptS
i), 14...polycrystalline silicon, 15.15a...
Schottky barrier diode (SBD). 5BDI, 5BD2... Schottky barrier diode, R1, R2... load resistance, Ql, Q2... bipolar transistor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ショットキ・バリア・ダイオード負荷型のバイポーラR
AMからなる半導体装置において、半導体基板表面に対
して溝型のショットキ・バリア・ダイオードのアノード
を有することを特徴とする半導体装置。
Schottky barrier diode loaded bipolar R
What is claimed is: 1. A semiconductor device made of AM, characterized in that it has a groove-shaped Schottky barrier diode anode on the surface of a semiconductor substrate.
JP2243193A 1990-09-13 1990-09-13 Semiconductor device Pending JPH04122064A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2243193A JPH04122064A (en) 1990-09-13 1990-09-13 Semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2243193A JPH04122064A (en) 1990-09-13 1990-09-13 Semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04122064A true JPH04122064A (en) 1992-04-22

Family

ID=17100218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2243193A Pending JPH04122064A (en) 1990-09-13 1990-09-13 Semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04122064A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH07183302A (en) Formation of metal layer and bonding method therefor
JPS6321351B2 (en)
JPH0436466B2 (en)
JPH0888153A (en) Laminated structure wafer and formation thereof
US4829361A (en) Semiconductor device
JPH04122064A (en) Semiconductor device
JPS60211969A (en) Semiconductor device
JP3146582B2 (en) Vertical bipolar transistor having SOI structure and method of manufacturing the same
JP2637463B2 (en) Semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same
JPS63199454A (en) Semiconductor device
JP2926887B2 (en) Semiconductor storage device
JPS5838939B2 (en) integrated circuit
JP3074754B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPS61265867A (en) Semiconductor device
JP2593911B2 (en) Semiconductor integrated circuit device
JPH05183166A (en) Soi type semiconductor device and manufacture thereof
JP3095450B2 (en) Dynamic semiconductor memory device and method of manufacturing the same
JPS5928993B2 (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JPH02278736A (en) Semiconductor device
JPS6231154A (en) Semiconductor device
JPS6322068B2 (en)
JPH01286356A (en) Semiconductor integrated circuit
JPS59163874A (en) Semiconductor device
JPH02102554A (en) Semiconductor integrated circuit
JPS6235662A (en) Semiconductor integrated circuit device