JPH05211152A - Bipolar type semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Bipolar type semiconductor device and its manufacture

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JPH05211152A
JPH05211152A JP3270513A JP27051391A JPH05211152A JP H05211152 A JPH05211152 A JP H05211152A JP 3270513 A JP3270513 A JP 3270513A JP 27051391 A JP27051391 A JP 27051391A JP H05211152 A JPH05211152 A JP H05211152A
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polycrystalline semiconductor
conductivity type
island
emitter
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Masahiko Shinosawa
正彦 篠澤
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Abstract

PURPOSE:To prevent deterioration of quality in a large current region without increasing capacitance, by using a polycrystalline semiconductor pattern formed so as to surround a part on an island region as an element forming region, and forming an emitter region in an island region so as to be along the outer periphery of the island region. CONSTITUTION:A polycrystalline semiconductor film of a second conductivity type is formed on a semiconductor substrate of a first conductivity type having an island region 204a. By selective oxidation, a polycrystalline semiconductor pattern 205a is formed on the island region 204a, so as to surround a part of said region. At the same time, by diffusing impurities from the polycrystalline semiconductor film, a region 209 of a second conductivity type as a base is formed in the surface part of the island region 204a. After that, impurities of a first conductivity type are introduced in the polycrystalline semiconductor pattern 205a. By impurity diffusion, a first conductivity type region 217 as an emitter is formed in the second conductivity type region 209, so as to be along the outer periphery of the island region 204a. Thereby quality deterioration in a larger current region is prevented without increasing capacitance, and the drive capability of a transistor is increased.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、バイポーラ型の半導
体装置およびその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bipolar semiconductor device and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路装置の用途として、特に
高速動作を必要とする分野では、一般にECL/CML
(Emitter Coupled Logic /Current Mode Logic)系の
バイポーラ型半導体集積回路装置が用いられている。E
CL/CML系回路においては、消費電力、論理振幅を
一定とした場合、回路を構成する素子と配線の寄生容量
およびトランジスタのベース抵抗と電流利得帯域幅積に
よって動作速度が決定される。このうち、寄生容量の低
減に関しては、特に動作速度への寄与が大きいトランジ
スタのベース・コレクタ間の接合容量を低減することが
必要であり、このためには多結晶シリコンを用いてベー
ス電極を素子領域の外部に引き出し、ベース面積を縮小
することが有効である。また、多結晶シリコン抵抗及び
金属配線を厚い分離酸化膜上に形成して、これらの寄生
容量も低減する方法が一般に採用されている。
2. Description of the Related Art ECL / CML is generally used as a semiconductor integrated circuit device, especially in a field requiring high-speed operation.
(Emitter Coupled Logic / Current Mode Logic) type bipolar semiconductor integrated circuit devices are used. E
In the CL / CML system circuit, when the power consumption and the logic amplitude are constant, the operating speed is determined by the parasitic capacitance of the elements and wirings forming the circuit and the base resistance of the transistor and the current gain bandwidth product. Among them, in order to reduce the parasitic capacitance, it is necessary to reduce the junction capacitance between the base and collector of the transistor that makes a large contribution to the operating speed. To this end, polycrystalline silicon is used to form the base electrode as an element. It is effective to draw it out of the region to reduce the base area. Further, a method of forming a polycrystalline silicon resistor and a metal wiring on a thick isolation oxide film to reduce their parasitic capacitance is generally adopted.

【0003】一方、ベース抵抗の低減には、不活性ベー
ス層を低抵抗化して可能な限りエミッタに近接させると
共に、エミッタを細くしてエミッタ直下の活性ベース層
の抵抗を減少させることが必要である。また、電流利得
帯域幅積の向上には、エミッタ及びベース接合を浅接合
化すると共にコレクタのエピタキシャル層を薄くするこ
とが有効である。
On the other hand, in order to reduce the base resistance, it is necessary to lower the resistance of the inactive base layer so as to be as close to the emitter as possible and to reduce the resistance of the active base layer immediately below the emitter by making the emitter thin. is there. Further, in order to improve the current gain bandwidth product, it is effective to make the emitter and base junctions shallow and thin the collector epitaxial layer.

【0004】これらの事項を実現することを目的として
提案された従来技術として、特開昭63−261746
号公報に開示された製造方法を説明する。
As a conventional technique proposed for realizing these matters, Japanese Patent Laid-Open No. 63-261746 has been proposed.
The manufacturing method disclosed in the publication will be described.

【0005】図11(a)〜(c)および図12(a)
〜(c)は上記製造方法を説明するための図であり、こ
れらの図では図面が煩雑になるのを避けるため、一部の
膜が省略されている。
11 (a) to 11 (c) and FIG. 12 (a).
(C) is a figure for demonstrating the said manufacturing method, and in order to avoid making a drawing complicated in these figures, some films are abbreviate | omitted.

【0006】図11(a) は素子分離後、半導体基体上に
約3000Åの多結晶シリコンを形成し、表面を200
Å程度酸化(図示せず)したのち、1000〜2000
Åの窒化膜をベース電極及びコレクタ電極形成部分に選
択的に形成した状態を示し、101はP- 型シリコン基
板、102はシリコン基板101上に形成されたN+
埋込拡散層、103は埋込拡散層102上に形成された
- 型エピタキシャル層、104はシリコン基板101
及び埋込拡散層102上に形成した素子分離酸化膜、1
05はエピタキシャル層103及び素子分離酸化膜10
4上に形成した多結晶シリコン、106a,106b,
106cは多結晶シリコン105上に選択的に形成した
窒化膜である。N- 型エピタキシャル層103は、素子
分離酸化膜104によって、素子形成領域の第1の島領
域103aと、コレクタ電極引出し領域の第2の島領域
103bに分けられる。
In FIG. 11 (a), after element isolation, about 3000 liters of polycrystalline silicon is formed on a semiconductor substrate, and the surface of the polycrystalline silicon is 200
Å About 1000-2000 after oxidation (not shown)
1 shows a state in which a nitride film of Å is selectively formed on the base electrode and collector electrode formation portions, 101 is a P type silicon substrate, 102 is an N + type buried diffusion layer formed on the silicon substrate 101, and 103 is An N type epitaxial layer formed on the buried diffusion layer 102, 104 is a silicon substrate 101
And an element isolation oxide film formed on the buried diffusion layer 102, 1
Reference numeral 05 denotes the epitaxial layer 103 and the element isolation oxide film 10.
4, polycrystalline silicon 106a, 106b,
106c is a nitride film selectively formed on the polycrystalline silicon 105. The N type epitaxial layer 103 is divided by a device isolation oxide film 104 into a first island region 103a in a device formation region and a second island region 103b in a collector electrode extraction region.

【0007】次に、図11(b)に示すように、窒化膜
106a,106b,106cをマスクとして多結晶シ
リコン105を選択酸化し、多結晶シリコン105a,
105b,105cを得る。107は多結晶シリコン1
05を酸化して得られた多結晶シリコン酸化膜である。
次に、コレクタ電極としての多結晶シリコン105c上
の窒化膜106cを図11(c)に示すように選択的に
除去し、コレクタ電極多結晶シリコン105cに燐原子
をイオン注入し、熱処理を行ってコレクタ電極多結晶シ
リコン105cからの拡散で第2の島領域103bをコ
レクタ電極引出し用N+ 型領域108とする。その後、
ベース電極としての多結晶シリコン105a,105b
に窒化膜106a,106bを介して硼素を1〜5×1
15原子/cm2 程度イオン注入し、900℃程度の温度
でアニールを行ってベース電極多結晶シリコン105
a,105b中の硼素原子濃度を均一化する。次いで、
多結晶シリコン酸化膜107のうちエミッタ形成領域部
分107aを図11(c)に示すように選択的に除去
し、内壁を酸化して200Å程度の内壁酸化膜109を
形成する。この時、多結晶シリコン105a,105b
からの拡散によりP+ 型の不活性ベース110がエピタ
キシャル層の第1の島領域103a内に形成される。
Next, as shown in FIG. 11B, the polycrystalline silicon 105 is selectively oxidized by using the nitride films 106a, 106b and 106c as a mask, and the polycrystalline silicon 105a,
105b and 105c are obtained. 107 is polycrystalline silicon 1
05 is a polycrystalline silicon oxide film obtained by oxidizing 05.
Next, the nitride film 106c on the polycrystalline silicon 105c as the collector electrode is selectively removed as shown in FIG. 11C, phosphorus atoms are ion-implanted into the collector electrode polycrystalline silicon 105c, and heat treatment is performed. By diffusion from the collector electrode polycrystalline silicon 105c, the second island region 103b is used as an N + type region 108 for extracting the collector electrode. afterwards,
Polycrystalline silicon 105a, 105b as base electrodes
1-5 × 1 of boron through the nitride films 106a and 106b
Ion implantation of about 0 15 atoms / cm 2 and annealing at a temperature of about 900 ° C. are performed to form the base electrode polycrystalline silicon 105.
The boron atom concentration in a and 105b is made uniform. Then
An emitter formation region 107a of the polycrystalline silicon oxide film 107 is selectively removed as shown in FIG. 11C, and the inner wall is oxidized to form an inner wall oxide film 109 of about 200Å. At this time, the polycrystalline silicon 105a, 105b
The P + -type inactive base 110 is formed in the first island region 103a of the epitaxial layer by diffusion from the.

【0008】次に、BF2 を1〜5×1013原子/cm2
程度イオン注入して第1の島領域103a内に図12
(a)に示すように活性ベース111を形成した後、全
面に1000Å程度の酸化膜(図示せず)と2000Å
程度の多結晶シリコン112をCVDで形成する。
Next, BF 2 is added at 1 to 5 × 10 13 atoms / cm 2
12 is implanted into the first island region 103a after the ion implantation is performed.
After forming the active base 111 as shown in (a), an oxide film (not shown) of about 1000 Å and 2000 Å are formed on the entire surface.
Polycrystalline silicon 112 is formed by CVD.

【0009】次に、反応性イオンエッチングを用いて多
結晶シリコン112をエッチングし、さらにCVD酸化
膜と内壁酸化膜109のエッチングを行うことにより、
図12(b)に示すようにエミッタ形成用の開口を行
う。この時、多結晶シリコン112とCVD酸化膜は開
口部(多結晶シリコン酸化膜107aを除去した部分の
開口部)の側壁にのみサイドウォールとして残り、窒化
膜106aと窒化膜106bで画定される開口部よりも
狭いエミッタ形成用の開口部がセルフアラインで開口さ
れる。又、この時同時に、図12(b)に示すようにコ
レクタ電極多結晶シリコン105cが露出する。
Next, the polycrystal silicon 112 is etched by reactive ion etching, and the CVD oxide film and the inner wall oxide film 109 are further etched.
An opening for forming an emitter is formed as shown in FIG. At this time, the polycrystalline silicon 112 and the CVD oxide film remain as sidewalls only on the side walls of the opening (the opening where the polycrystalline silicon oxide film 107a is removed), and the opening defined by the nitride film 106a and the nitride film 106b. The opening for forming the emitter, which is narrower than the area, is self-aligned. At the same time, the collector electrode polycrystalline silicon 105c is exposed as shown in FIG.

【0010】次に、全面に3000Å程度の多結晶シリ
コン113を堆積し、表面に200Å程度の酸化膜を形
成した後、多結晶シリコン113に砒素を1×1016
子/cm2 程度イオン注入する。
Next, about 3000 Å of polycrystalline silicon 113 is deposited on the entire surface, an oxide film of about 200 Å is formed on the surface, and then arsenic is ion-implanted into the polycrystalline silicon 113 of about 1 × 10 16 atoms / cm 2. ..

【0011】次に、多結晶シリコン113表面の酸化
膜、前記多結晶シリコン113、窒化膜106a,10
6bをエッチングし、多結晶シリコン113を図12
(c)に示すように前記エミッタ形成用開口部およびそ
の周辺部分にのみ残す。その後、熱処理により多結晶シ
リコン113からの拡散で活性ベース111中にエミッ
タ114を形成する。
Next, the oxide film on the surface of the polycrystalline silicon 113, the polycrystalline silicon 113, and the nitride films 106a and 10a.
6b is etched to form polycrystalline silicon 113 in FIG.
As shown in (c), it is left only in the emitter forming opening and its peripheral portion. After that, the emitter 114 is formed in the active base 111 by diffusion from the polycrystalline silicon 113 by heat treatment.

【0012】次に、多結晶シリコン105a,105
b,113の表面の薄い酸化膜を除去後、白金を蒸着
し、熱処理を行って図12(c)に示すように多結晶シ
リコン105a,105b,105c,113表面に白
金シリサイド115を形成する。この時、抵抗上などシ
リサイド化しない部分には、上記薄い酸化膜を残してお
く。また、酸化膜上に未反応のまま残った白金は王水に
よって除去する。その後、同図に示すように全面にCV
D酸化膜116を堆積させ、コンタクトホールの開口を
行い、金属電極配線117の形成を行う。
Next, polycrystalline silicon 105a, 105
After removing the thin oxide film on the surfaces of b and 113, platinum is vapor-deposited and heat-treated to form platinum silicide 115 on the surfaces of the polycrystalline silicon 105a, 105b, 105c and 113 as shown in FIG. 12 (c). At this time, the thin oxide film is left in a portion such as a resistor that is not silicided. The unreacted platinum remaining on the oxide film is removed with aqua regia. After that, as shown in the figure, CV is applied to the entire surface.
A D oxide film 116 is deposited, contact holes are opened, and metal electrode wirings 117 are formed.

【0013】以上のような製造方法によれば、多結晶シ
リコンの選択酸化領域にエミッタを形成し、該酸化領域
に隣接する残存多結晶シリコンからの拡散により高濃度
不活性ベースを形成するので、高濃度不活性ベースとエ
ミッタとの間隔を著しく縮小することができ、また最小
設計寸法よりも幅の狭いエミッタを容易に形成すること
ができる。又、ベース領域全体の幅は、最小設計寸法の
三倍でよいためベース・コレクタ接合容量を低減する事
ができる。又、エミッタ接合のほとんど全てが、低濃度
の活性ベースとの接合であり、エミッタ幅の縮小と相俟
ってエミッタ・ベース接合容量も減少される。
According to the above manufacturing method, the emitter is formed in the selective oxidation region of the polycrystalline silicon, and the high-concentration inert base is formed by diffusion from the remaining polycrystalline silicon adjacent to the oxidation region. The distance between the high-concentration inert base and the emitter can be significantly reduced, and an emitter narrower than the minimum design size can be easily formed. Further, the width of the entire base region may be three times the minimum design size, so that the base-collector junction capacitance can be reduced. Further, almost all of the emitter junction is a junction with a low concentration active base, and the emitter-base junction capacitance is also reduced in combination with the reduction of the emitter width.

【0014】また、最大接合深さは0.3μm以下とす
ることができるので、エピタキシャル層を1μmまたは
それ以下に薄膜化することができ、キャリアのコレクタ
空乏層走行時間が短縮する。又、上述の接合容量の減少
によりコレクタ時定数、エミッタ時定数が短縮し、これ
らにより電流利得帯域幅積を向上させることができる。
そして、このようにトランジスタのベース抵抗、寄生容
量を低減し、電流利得帯域幅積を向上させることができ
るので、著しい高速化を達成することができるという特
長を有している。
Since the maximum junction depth can be set to 0.3 μm or less, the epitaxial layer can be thinned to 1 μm or less, and the carrier depletion layer transit time of carriers can be shortened. Further, the collector time constant and the emitter time constant are shortened due to the decrease in the above-mentioned junction capacitance, and thus the current gain bandwidth product can be improved.
Since the base resistance and parasitic capacitance of the transistor can be reduced and the current gain bandwidth product can be improved as described above, it has a feature that a remarkable increase in speed can be achieved.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上述
べたような従来の製造方法では、以下に述べるような問
題点がある。バイポーラ・トランジスタ回路の遅延時間
pdは、数1(ただし、τTRS :トランジスタの伝搬遅
延時間、CL :負荷容量、ΔV:論理振幅、I:電流)
であらわされる。
However, the conventional manufacturing method described above has the following problems. The delay time t pd of the bipolar transistor circuit is expressed by Equation 1 (where τ TRS is the propagation delay time of the transistor, C L is the load capacitance, ΔV is the logical amplitude, and I is the current).
It is represented by.

【数1】 ここで、負荷容量CL は、接合容量や配線容量等の合計
で回路形成などにより大幅に変化する。また、論理振幅
ΔVはノイズマージンを考慮すると一般に0.5V程度と
なっている。したがって、数1の右辺第2項を小さくす
るには、電流Iを大きくする必要がある。ところが、上
記従来の製造方法によるトランジスタのように、自己整
合技術によりエミッタ面積を縮小したトランジスタに電
流を多く流すと、エミッタの電流密度が増加し、特性に
大きな影響を与えることになる。すなわち、エミッタ接
地電流増幅率が、エミッタの電流密度が増加すると共に
低下するという問題が発生する。したがって、回路とし
て高速動作が可能な電流を設定すると、トランジスタの
特性が劣化し、逆にトランジスタの特性に電流を合わせ
ると、容量などが高速性を妨げることになる。
[Equation 1] Here, the load capacitance C L is significantly changed due to the circuit formation or the like by the total of the junction capacitance, the wiring capacitance, and the like. Further, the logic amplitude ΔV is generally about 0.5 V in consideration of the noise margin. Therefore, in order to reduce the second term on the right side of the equation 1, it is necessary to increase the current I. However, when a large amount of current is passed through a transistor whose emitter area is reduced by the self-alignment technique, such as the transistor manufactured by the conventional manufacturing method, the current density of the emitter is increased, which greatly affects the characteristics. That is, there arises a problem that the grounded-emitter current amplification factor decreases as the emitter current density increases. Therefore, when a current that allows high-speed operation as a circuit is set, the characteristics of the transistor deteriorate, and conversely, if the current is matched to the characteristics of the transistor, the capacitance or the like impedes high-speed performance.

【0016】この発明は上記の点に鑑みなされたもの
で、容量を増加させることなく高電流域でのトランジス
タ性能の劣化を防ぐことができる、より高性能なトラン
ジスタを得ることのできるバイポーラ型半導体装置およ
びその製造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and is capable of preventing deterioration of transistor performance in a high current region without increasing capacitance, and a bipolar semiconductor capable of obtaining a higher performance transistor. An object of the present invention is to provide a device and a manufacturing method thereof.

【0017】また、この発明は、従来の製造方法がマル
チエミッタのトランジスタを製造することが著しく困難
であるため、I2 L(Integrated Injection Logic)回
路を製造することができないという問題点を除去して、
マルチエミッタトランジスタを容易に製造することがで
きるバイポーラ型半導体装置の製造方法を提供すること
を目的とする。
Further, the present invention eliminates the problem that the conventional manufacturing method cannot manufacture an I 2 L (Integrated Injection Logic) circuit because it is extremely difficult to manufacture a multi-emitter transistor. hand,
It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a bipolar semiconductor device that can easily manufacture a multi-emitter transistor.

【0018】さらにこの発明は、従来技術でラテラルト
ランジスタを得る際、埋込層を経由して、素子形成領域
と分離された領域からベース電極を取り出す必要がある
という問題点を除去して、より素子面積を縮小でき、高
集積化が可能となるバイポーラ型半導体装置およびその
製造方法を提供するとを目的とする。
Further, the present invention eliminates the problem that it is necessary to take out the base electrode from the region separated from the device forming region via the buried layer when obtaining the lateral transistor by the prior art, and It is an object of the present invention to provide a bipolar semiconductor device which can reduce the element area and can be highly integrated, and a manufacturing method thereof.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】この発明では、素子形成
領域である島領域上に、一部を囲むように形成され、従
来ベース電極として且つ不活性ベースの拡散源として用
いた多結晶半導体パターンを用いて、島領域内に、該島
領域の外周に沿ってエミッタ領域を形成する。
According to the present invention, a polycrystalline semiconductor pattern which is formed so as to partially surround an island region which is an element forming region and has been used as a conventional base electrode and a diffusion source of an inactive base. Is used to form an emitter region in the island region along the outer periphery of the island region.

【0020】また、前記多結晶半導体パターンを選択酸
化で形成する際、島領域上に、上から見て複数に分割さ
れるように形成し、この分割された各多結晶半導体パタ
ーンからの不純物拡散でエミッタ領域を複数個形成す
る。
Further, when the polycrystalline semiconductor pattern is formed by selective oxidation, it is formed on the island region so as to be divided into a plurality of pieces when viewed from above, and impurity diffusion from each of the divided polycrystalline semiconductor patterns is performed. A plurality of emitter regions are formed by.

【0021】また、前記多結晶半導体パターンを選択酸
化で形成する際、選択酸化膜を挾んで左右一対多結晶半
導体パターンを形成し、この一対の多結晶半導体パター
ンからの不純物拡散によりエミッタ領域およびコレクタ
領域を形成する一方、前記選択酸化膜を除去し、この部
分から多結晶半導体によりベース電極を引出す。
Further, when the polycrystalline semiconductor pattern is formed by selective oxidation, a pair of left and right polycrystalline semiconductor patterns are formed by sandwiching the selective oxide film, and the emitter region and the collector region are formed by impurity diffusion from the pair of polycrystalline semiconductor patterns. On the other hand, the selective oxide film is removed while the base electrode is drawn out from this part by a polycrystalline semiconductor.

【0022】[0022]

【作用】従来ベース電極として用いた多結晶半導体パタ
ーンを用いて島領域内に、該島領域の外周に沿ってエミ
ッタ領域を形成すれば、従来と同一の島領域面積(従来
と同一の素子面積、同一のベース面積)において、エミ
ッタ面積の比率を従来の約8%から80%程度まで大き
くできる。したがって、容量を増大させることなく、高
電流域でのトランジスタ性能の劣化を防ぐと共に、エミ
ッタ接地電流増幅率を更に大きくすることができ、トラ
ンジスタの駆動能力が大きくなる。
If the emitter region is formed in the island region along the outer periphery of the island region by using the polycrystalline semiconductor pattern used as the base electrode in the past, the same island region area (the same element area as the conventional device area) can be obtained. , The same base area), the emitter area ratio can be increased from about 8% of the conventional value to about 80%. Therefore, without increasing the capacitance, it is possible to prevent the transistor performance from deteriorating in the high current region, further increase the grounded-emitter current amplification factor, and increase the driving capability of the transistor.

【0023】また、前記多結晶半導体パターンを複数に
分割して形成し、この分割された各多結晶半導体パター
ンからの不純物拡散でエミッタ領域を形成すれば、エミ
ッタの分割が容易にでき、マルチエミッタトランジスタ
が容易に形成される。
If the polycrystalline semiconductor pattern is divided into a plurality of portions and the emitter region is formed by impurity diffusion from each of the divided polycrystalline semiconductor patterns, the emitter can be divided easily and the multi-emitter can be formed. The transistor is easily formed.

【0024】さらに前記多結晶半導体パターンを選択酸
化膜を挾んで左右一対として形成し、この一対の多結晶
半導体パターンからの不純物拡散でエミッタ領域および
コレクタ領域を形成する一方、前記選択酸化膜を除去
し、この部分から多結晶半導体によりベース電極を引出
せば、ラテラルトランジスタを、そのベース電極を素子
形成領域の表面から引出して形成できる。
Further, the polycrystalline semiconductor patterns are formed as a left and right pair with a selective oxide film sandwiched therebetween, and an emitter region and a collector region are formed by impurity diffusion from the pair of polycrystalline semiconductor patterns, while the selective oxide film is removed. Then, by pulling out the base electrode from this portion with a polycrystalline semiconductor, the lateral transistor can be formed by pulling out the base electrode from the surface of the element formation region.

【0025】[0025]

【実施例】以下この発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1〜図3はこの発明の第1の実施例を示す工程
断面図である。この第1の実施例を説明すれば、まず図
1(A)に示すようにP- 型シリコン基板201にN+
型埋込層202を形成後、N- 型エピタキシャル層を成
長させ、その一部を素子分離用酸化膜203に変換する
ことにより、エピタキシャル層の第1,第2の島領域2
04a,204bを形成する。第1の島領域204aは
素子形成領域、第2の島領域204bはコレクタ電極引
出し領域である。次に第2の島領域204bにP(リ
ン)を導入して該領域をN+ 型領域とした後、第1,第
2の島領域204a,204bおよび素子分離用酸化膜
203上の全面、すなわち導体基体上の全面に多結晶シ
リコン膜205を2000〜3000Å厚に形成し、さ
らにその表面にシリコン酸化膜206を約200Å厚に
形成する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 3 are process sectional views showing a first embodiment of the present invention. To describe this first embodiment, first, P as shown in FIG. 1 (A) - -type silicon substrate 201 N +
After forming the type buried layer 202, an N type epitaxial layer is grown, and a part thereof is converted into an element isolation oxide film 203, whereby the first and second island regions 2 of the epitaxial layer are formed.
04a and 204b are formed. The first island region 204a is an element formation region, and the second island region 204b is a collector electrode extraction region. Next, P (phosphorus) is introduced into the second island region 204b to make it an N + type region, and then the first and second island regions 204a and 204b and the entire surface on the element isolation oxide film 203, That is, a polycrystalline silicon film 205 having a thickness of 2000 to 3000 Å is formed on the entire surface of the conductor substrate, and a silicon oxide film 206 having a thickness of about 200 Å is further formed on the surface thereof.

【0026】次いで、イオン注入法を用いて多結晶シリ
コン膜205中にB(ボロン)を導入する。この時、イ
オン注入の条件は、例えば加速エネルギー40keV ,ド
ーズ量1.5×1014cm-2とする。その後、シリコン酸
化膜206上にシリコン窒化膜をCVD法(化学的気相
成長法)を用いて形成し、さらにそのシリコン窒化膜の
パターニングを公知のホトリソ・エッチング技術を用い
て行うことにより、図1(B)に示すようにシリコン窒
化膜パターン207a,207bを形成する。そして、
このシリコン窒化膜パターン207a,207bの耐酸
化性を利用して多結晶シリコン膜205の選択酸化を行
うことにより、図1(C)に示すように多結晶シリコン
パターン205a,205bを形成する。ここで、多結
晶シリコンパターン205bは、第2の島領域204b
上にコレクタ電極多結晶シリコンとして形成される。ま
た、多結晶シリコンパターン205aは、第1の島領域
204a上に、その中央部の選択酸化膜208aを囲ん
で、かつ周囲の素子分離用酸化膜203上に延在して形
成される。また、この選択酸化時、多結晶シリコン膜2
05からのB(ボロン)の拡散で第1の島領域204a
の全表面部内にベース領域としてのP型領域209が形
成される。コレクタ電極引出しとなる第2の島領域20
4bの部分は不純物濃度の関係でN型の導電型のままで
ある。
Next, B (boron) is introduced into the polycrystalline silicon film 205 by using the ion implantation method. At this time, the ion implantation conditions are, for example, an acceleration energy of 40 keV and a dose amount of 1.5 × 10 14 cm -2 . After that, a silicon nitride film is formed on the silicon oxide film 206 by a CVD method (chemical vapor deposition method), and the silicon nitride film is patterned by a known photolithographic etching technique. Silicon nitride film patterns 207a and 207b are formed as shown in FIG. And
By using the oxidation resistance of the silicon nitride film patterns 207a and 207b to selectively oxidize the polycrystalline silicon film 205, polycrystalline silicon patterns 205a and 205b are formed as shown in FIG. 1C. Here, the polycrystalline silicon pattern 205b is formed on the second island region 204b.
The collector electrode is formed as polycrystalline silicon on top. Further, the polycrystalline silicon pattern 205a is formed on the first island region 204a so as to surround the selective oxide film 208a at the center thereof and extend over the surrounding element isolation oxide film 203. Also, during this selective oxidation, the polycrystalline silicon film 2
The first island region 204a due to the diffusion of B (boron) from 05
A P-type region 209 is formed as a base region in the entire surface of the. Second island region 20 serving as a collector electrode lead-out
The portion 4b remains the N-type conductivity type due to the impurity concentration.

【0027】次に、シリコン窒化膜パターン207a,
207b及びシリコン酸化膜206を介して多結晶シリ
コンパターン205a,205b中にAs(ヒ素)をイ
オン注入法を用いて導入する。この時、イオン注入の条
件は、加速エネルギー200keV,ドーズ量2.0×10
16cm-2とする。この加速エネルギーでは第1,第2の島
領域204a,204bまでAs(ヒ素)が到達するこ
とはない。その後、将来ベース電極の引出し部となる部
分の前記選択酸化膜208aのみを図2(A)に示すよ
うに選択的に除去し、開口部210を形成する。
Next, the silicon nitride film pattern 207a,
As (arsenic) is introduced into the polycrystalline silicon patterns 205a and 205b through the ion implantation method via the 207b and the silicon oxide film 206. At this time, the ion implantation conditions are: acceleration energy 200 keV, dose amount 2.0 × 10
16 cm -2 . With this acceleration energy, As (arsenic) does not reach the first and second island regions 204a and 204b. After that, as shown in FIG. 2A, only the selective oxide film 208a, which will be a lead-out portion of the base electrode in the future, is selectively removed to form an opening 210.

【0028】次に、CVD法を用いて図2(B)に示す
ようにシリコン酸化膜211を1000Å程度全面に形
成し、続けて多結晶シリコン膜212を2000〜30
00Å程度全面に形成する。その後、RIE(反応性イ
オンエッチング)を用いて多結晶シリコン膜212をエ
ッチバックすることにより、図2(C)に示すように多
結晶シリコンのサイドウォール212aを前記開口部2
10の側壁に形成し、続いてこの多結晶シリコンのサイ
ドウォール212aをエッチングのマスクとして用いて
シリコン酸化膜211をエッチングしてP型領域209
を露出させる。これらにより、P型領域209上の中央
部には、前記開口部210を自己整合的に縮小させた開
口部213が得られる。
Next, as shown in FIG. 2B, a silicon oxide film 211 is formed on the entire surface by a CVD method to a thickness of about 1000 .ANG.
It is formed on the entire surface of about 00Å. After that, the polycrystalline silicon film 212 is etched back by RIE (reactive ion etching), so that the sidewalls 212a of the polycrystalline silicon are formed into the opening 2 as shown in FIG. 2C.
Then, the silicon oxide film 211 is etched using the sidewalls 212a of polycrystalline silicon as an etching mask to form the P-type region 209.
Expose. As a result, the opening 213 is obtained by reducing the opening 210 in a self-aligned manner at the center of the P-type region 209.

【0029】次に、全面に多結晶シリコンを生成し、さ
らにそれにB(ボロン)を導入したのち、公知のホトリ
ソグラフィ技術とエッチング技術を用いて該多結晶シリ
コンのパターニングを行うことにより、該多結晶シリコ
ンを図3(A)に示すように前記開口部213およびそ
の周辺部分にのみベース電極多結晶シリコン214とし
て残す。その後、熱酸化法を用いてベース電極多結晶シ
リコン214の表面にシリコン酸化膜215を形成す
る。そして、そのシリコン酸化膜215と選択酸化膜2
08b,208cをマスクとして用いて熱リン酸でシリ
コン窒化膜パターン207aの露出部と露出シリコン窒
化膜パターン207bの全体を除去する。このとき、ベ
ース電極多結晶シリコン214からB(ボロン)がP型
領域209中に拡散して、P型領域209中にベース電
極引出し領域としてのP+ 型領域216が形成される。
また、主にこのとき多結晶シリコンパターン205aか
らP型領域209にAs(ヒ素)が拡散して、該P型領
域209内に図4に示すように該P型領域209の外周
部(島領域204aの外周部でもある)に沿ってエミッ
タ領域としてのN+ 型領域217が形成される。その後
は図3(B)に示すようにCVD法を用いてシリコン酸
化膜218を全表面に形成し、コンタクトホールを開孔
し、金属配線219a,219b,219cを形成す
る。
Next, polycrystalline silicon is formed on the entire surface, B (boron) is further introduced into the polycrystalline silicon, and then the polycrystalline silicon is patterned by using a known photolithography technique and etching technique. As shown in FIG. 3A, the crystalline silicon is left as the base electrode polycrystalline silicon 214 only in the opening 213 and its peripheral portion. Then, a silicon oxide film 215 is formed on the surface of the base electrode polycrystalline silicon 214 by using a thermal oxidation method. Then, the silicon oxide film 215 and the selective oxide film 2
The exposed portions of the silicon nitride film pattern 207a and the entire exposed silicon nitride film pattern 207b are removed by hot phosphoric acid using 08b and 208c as masks. At this time, B (boron) is diffused from the base electrode polycrystalline silicon 214 into the P-type region 209 to form a P + -type region 216 as a base electrode lead-out region in the P-type region 209.
At this time, mainly, As (arsenic) diffuses from the polycrystalline silicon pattern 205a to the P-type region 209, and the P-type region 209 has an outer peripheral portion (island region) as shown in FIG. An N + type region 217 is formed as an emitter region along the outer peripheral portion of 204a). After that, as shown in FIG. 3B, a silicon oxide film 218 is formed on the entire surface by a CVD method, contact holes are opened, and metal wirings 219a, 219b, 219c are formed.

【0030】次にこの発明の第2の実施例を図5および
図6を参照して説明する。この第2の実施例はNPN型
マルチエミッタトランジスタとラテラルPNPトランジ
スタを同時に形成し、I2 L回路を構成する場合であ
る。この第2の実施例においては、NPN型マルチエミ
ッタトランジスタのコレクタ電極引出し部分は第1の実
施例と同一であるから、図示および説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The second embodiment is a case where an NPN type multi-emitter transistor and a lateral PNP transistor are simultaneously formed to form an I 2 L circuit. In this second embodiment, the collector electrode lead-out portion of the NPN type multi-emitter transistor is the same as that of the first embodiment, so that illustration and description thereof will be omitted.

【0031】第2の実施例を説明すると、まず図5
(A)に示すようにP- 型シリコン基板301にN+
埋込層302を形成後、N- 型エピタキシャル層を成長
させ、その一部を素子分離用酸化膜303に変換するこ
とにより、エピタキシャル層の島領域304を形成す
る。次に島領域304および素子分離用酸化膜303の
表面、すなわち半導体基体の表面に公知のホトリソグラ
フィ技術によってレジストパターン305を形成し、そ
のレジストパターン305をマスクとして島領域304
の一部領域304aに、該島領域304を第1の領域3
04bと第2の領域304cに分割するようにP(リ
ン)をイオン注入法で導入する。この時、イオン注入
は、加速エネルギー40keV ,ドーズ量1013〜1014
cm-2で行う。なお、このリンが導入された島領域の一部
領域304aは、将来ラテラルPNPトランジスタのベ
ース領域となる。
The second embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in (A), after the N + type buried layer 302 is formed on the P type silicon substrate 301, an N type epitaxial layer is grown and a part of the N type epitaxial layer is converted into an element isolation oxide film 303. The island region 304 of the epitaxial layer is formed. Next, a resist pattern 305 is formed on the surface of the island region 304 and the element isolation oxide film 303, that is, the surface of the semiconductor substrate by a known photolithography technique, and the resist pattern 305 is used as a mask to form the island region 304.
The island region 304 in the partial region 304a of the first region 3
P (phosphorus) is introduced by ion implantation so as to divide into 04b and the second region 304c. At this time, the ion implantation is performed at an acceleration energy of 40 keV and a dose amount of 10 13 to 10 14.
Do it in cm -2 . It should be noted that the partial region 304a of the island region into which phosphorus is introduced will be a base region of the lateral PNP transistor in the future.

【0032】次にレジストパターン305を除去後、島
領域304および素子分離用酸化膜303上の全面、す
なわち半導体基体上の全面に図5(B)に示すように多
結晶シリコン膜306を2000〜3000Å厚に生成
し、さらにその表面に約200Å厚にシリコン酸化膜3
07を形成する。そして、そのシリコン酸化膜307を
通してイオン注入法を用いて多結晶シリコン膜306中
にB(ボロン)を導入する。この時、イオン注入の条件
は、例えば加速エネルギー40keV,ドーズ量1.5×10
14cm-2とする。しかる後、シリコン酸化膜307上にC
VD法(化学的気相成長法)とホトリソ・エッチング法
でシリコン窒化膜パターン308a,308bを形成す
る。そして、このシリコン窒化膜パターン308a,3
08bをマスクとして多結晶シリコン膜306の選択酸
化を行うことにより、図5(C)に示すように多結晶シリ
コンパターン306a,306bを形成する。ここで、
多結晶シリコンパターン306aは、前記島領域の第1
の領域304b上に、選択酸化膜309aを囲んで、か
つ一部が素子分離用酸化膜303上に延在して形成され
る。また、多結晶シリコンパターン306bは、前記島
領域の第2の領域304c上に、選択酸化膜309bを
囲んで、かつ一部が素子分離用酸化膜303上に延在し
て形成される。さらに、多結晶シリコンパターン306
bは前記選択酸化膜309bの周囲に、上から見て例え
ば4つに分割されて形成される。このように多結晶シリ
コンパターン306bを形成するには、選択酸化のマス
クとしてのシリコン窒化膜パターン308bを同形状に
形成しておくことによることは言うまでもない。また、
この選択酸化時、多結晶シリコン膜306からB(ボロ
ン)が島領域304に拡散されて、第1の領域304b
の全表面部にはラテラルPNPトランジスタのエミッタ
としてのP型領域310aが形成され、第2の領域30
4cの全表面部にはNPN型マルチエミッタトランジス
タのベースとしてのP型領域310b(ラテラルPNP
トランジスタのコレクタも兼ねる)が形成される。この
時、P(リン)をイオン注入してある島領域の一部領域
304aは、不純物濃度の関係でN型の導電型のままで
ある。
Then, after removing the resist pattern 305, a polycrystalline silicon film 306 is formed on the entire surface of the island region 304 and the element isolation oxide film 303, that is, the entire surface of the semiconductor substrate, as shown in FIG. It has a thickness of 3000Å and a silicon oxide film 3 of about 200Å on its surface.
07 is formed. Then, B (boron) is introduced into the polycrystalline silicon film 306 through the silicon oxide film 307 by an ion implantation method. At this time, the ion implantation conditions are, for example, an acceleration energy of 40 keV and a dose of 1.5 × 10.
14 cm -2 . After that, C is deposited on the silicon oxide film 307.
The silicon nitride film patterns 308a and 308b are formed by the VD method (chemical vapor deposition method) and the photolithographic etching method. Then, the silicon nitride film patterns 308a, 3
By selectively oxidizing the polycrystalline silicon film 306 using 08b as a mask, polycrystalline silicon patterns 306a and 306b are formed as shown in FIG. 5C. here,
The polycrystalline silicon pattern 306a is the first of the island regions.
Is formed on the region 304b so as to surround the selective oxide film 309a and partially extend on the element isolation oxide film 303. The polycrystalline silicon pattern 306b is formed on the second region 304c of the island region so as to surround the selective oxide film 309b and partly extend on the element isolation oxide film 303. Further, the polycrystalline silicon pattern 306
b is formed around the selective oxide film 309b by being divided into, for example, four parts as viewed from above. It goes without saying that the polycrystalline silicon pattern 306b is formed by forming the silicon nitride film pattern 308b as a mask for selective oxidation in the same shape. Also,
During this selective oxidation, B (boron) is diffused from the polycrystalline silicon film 306 to the island region 304, and the first region 304b is formed.
A P-type region 310a serving as an emitter of the lateral PNP transistor is formed on the entire surface of the second region 30.
4c includes a P-type region 310b (lateral PNP) serving as a base of the NPN-type multi-emitter transistor.
(Also serving as the collector of the transistor) is formed. At this time, the partial region 304a of the island region into which P (phosphorus) is ion-implanted remains the N-type conductivity type due to the impurity concentration.

【0033】次に、NPN型マルチエミッタトランジス
タのエミッタ電極多結晶シリコンとしての多結晶シリコ
ンパターン306bにシリコン窒化膜パターン308b
及びシリコン酸化膜307を介してAs(ヒ素)をイオ
ン注入法を用いて導入する。この時、加速エネルギーは
200keV ,ドーズ量は2.0×1016cm-2とする。そ
の後,NPN型マルチエミッタトランジスタのベース電
極の引出し部となる部分の選択酸化膜309bとラテラ
ルPNPトランジスタのエミッタ電極の引出し部となる
部分の選択酸化膜309aを図6(A)に示すように除
去し、開口部311を形成する。その後は第1の実施例
と同様に開口部311の側壁に図6(B)に示すようにシ
リコン酸化膜312を挾んで多結晶シリコンのサイドウ
ォール313を形成し、開口部を縮小する。さらにその
縮小された開口部とその周辺部分に、ラテラルPNPト
ランジスタのエミッタ電極およびNPN型マルチエミッ
タトランジスタのベース電極としてのB(ボロン)ドー
プの多結晶シリコン314を形成する。さらにその多結
晶シリコン314の表面にシリコン酸化膜315を形成
し、シリコン窒化膜パターン308a,308bの露出
部を熱リン酸で除去する。この時、ラテラルPNPトラ
ンジスタ側では、多結晶シリコン314からのボロンの
拡散でP型領域310a内にエミッタ電極引出し領域と
してのP+ 型領域316aが形成される。一方、NPN
型マルチエミッタトランジスタ側では、多結晶シリコン
314からのボロン拡散でP型領域310b内にベース
電極引出し領域としてのP+ 型領域316bが形成され
る。さらにNPN型マルチエミッタトランジスタ側で
は、多結晶シリコンパターン306bからのヒ素の拡散
により、P型領域310b内に図7の平面図に示すよう
に4つに分割されて4つのエミッタ領域としてのN+
領域317が形成される。その後はCVD法を用いてシ
リコン酸化膜318を全面に形成し、コンタクトホール
を開孔し、金属配線319a,319b,319c,3
19dを形成する。
Next, a silicon nitride film pattern 308b is formed on the polycrystalline silicon pattern 306b as the emitter electrode polycrystalline silicon of the NPN type multi-emitter transistor.
Further, As (arsenic) is introduced through the silicon oxide film 307 by using the ion implantation method. At this time, the acceleration energy is 200 keV and the dose is 2.0 × 10 16 cm -2 . After that, the selective oxide film 309b in the portion to be the extraction portion of the base electrode of the NPN type multi-emitter transistor and the selective oxide film 309a in the portion to be the extraction portion of the emitter electrode of the lateral PNP transistor are removed as shown in FIG. 6 (A). Then, the opening 311 is formed. After that, as in the first embodiment, the side wall 313 of polycrystalline silicon is formed by sandwiching the silicon oxide film 312 on the side wall of the opening 311, as shown in FIG. 6B, and the opening is reduced. Further, B (boron) -doped polycrystalline silicon 314 as an emitter electrode of the lateral PNP transistor and a base electrode of the NPN type multi-emitter transistor is formed in the reduced opening and its peripheral portion. Further, a silicon oxide film 315 is formed on the surface of the polycrystalline silicon 314, and exposed portions of the silicon nitride film patterns 308a and 308b are removed by hot phosphoric acid. At this time, on the side of the lateral PNP transistor, a P + type region 316a as an emitter electrode extraction region is formed in the P type region 310a by diffusion of boron from the polycrystalline silicon 314. On the other hand, NPN
On the type multi-emitter transistor side, a P + type region 316b as a base electrode extraction region is formed in the P type region 310b by boron diffusion from the polycrystalline silicon 314. In yet NPN-type multi-emitter transistor side, polycrystalline by diffusion of arsenic from the silicon pattern 306 b, as four emitter region is divided into four as shown in the plan view of FIG. 7 in the P-type region 310b N + A mold region 317 is formed. After that, a silicon oxide film 318 is formed on the entire surface by the CVD method, contact holes are opened, and metal wirings 319a, 319b, 319c, 3 are formed.
19d is formed.

【0034】図8および図9はこの発明の第3の実施例
を示す。この第3の実施例は、ベース電極を素子形成領
域の表面から引出してラテラルトランジスタを製造する
場合である。
8 and 9 show a third embodiment of the present invention. The third embodiment is a case where the base electrode is drawn from the surface of the element formation region to manufacture a lateral transistor.

【0035】この第3の実施例を説明すると、まず図8
(A)に示すようにP- 型シリコン基板401上にN-
型エピタキシャル層を成長させ、その一部を素子分離用
酸化膜402に変換して、エピタキシャル層の島領域4
03を形成する。次に、島領域403および素子分離用
酸化膜402上の全面、すなわち半導体基体上の全面に
多結晶シリコン膜404を2000〜3000Å厚に生
成させ、その表面に約200Å厚にシリコン酸化膜40
5を形成する。そして、そのシリコン酸化膜405を通
してイオン注入法で多結晶シリコン膜404中にB(ボ
ロン)を導入した後、CVD法(化学的気相成長法)と
公知のホトリソ・エッチング技術を用いて左右一対シリ
コン窒化膜パターン406a,406bを形成する。
To explain this third embodiment, first, referring to FIG.
As shown in (A), N -- on the P -- type silicon substrate 401.
Type epitaxial layer is grown, and a part of the epitaxial type epitaxial layer is converted into an element isolation oxide film 402 to form an island region 4 of the epitaxial layer.
Form 03. Next, a polycrystalline silicon film 404 having a thickness of 2000 to 3000 Å is formed on the entire surface of the island region 403 and the element isolation oxide film 402, that is, the entire surface of the semiconductor substrate, and the silicon oxide film 40 having a thickness of about 200 Å is formed on the surface thereof.
5 is formed. Then, B (boron) is introduced into the polycrystalline silicon film 404 by an ion implantation method through the silicon oxide film 405, and then a left and right pair is formed by using a CVD method (chemical vapor deposition method) and a known photolithographic etching technique. Silicon nitride film patterns 406a and 406b are formed.

【0036】次に、そのシリコン窒化膜パターン406
a,406bをマスクとして多結晶シリコン膜404を
選択酸化することにより、図8(B)に示すように島領
域403上に、選択酸化膜407を挾んで左右一対多結
晶シリコンパターン404a,404bを素子分離用酸
化膜402上に延在させて形成する。この時、多結晶シ
リコン膜404中に導入したB(ボロン)が島領域40
3中に拡散して該島領域403の表面部にベースとして
のP型領域408が形成される。
Next, the silicon nitride film pattern 406.
By selectively oxidizing the polycrystalline silicon film 404 using a and 406b as a mask, the pair of left and right polycrystalline silicon patterns 404a and 404b are sandwiched by the selective oxide film 407 on the island region 403 as shown in FIG. 8B. It is formed so as to extend on the isolation oxide film 402. At this time, the B (boron) introduced into the polycrystalline silicon film 404 is the island region 40.
3 is diffused into the surface region of the island region 403 to form a P-type region 408 as a base.

【0037】次に、シリコン窒化膜パターン406a,
406b及びシリコン酸化膜405を介して多結晶シリ
コンパターン404a,404b中にAs(ヒ素)をイ
オン注入法を用いて導入する。この時、加速エネルギー
は200keV,ドーズ量は2.0×1616cm-2とする。この
加速エネルギーでは島領域403までAs(ヒ素)が到
達することはない。その後、将来ベース電極の引出し部
となる部分の選択酸化膜407を図8(C)に示すよう
に除去し、開口部417を形成する。
Next, the silicon nitride film pattern 406a,
As (arsenic) is introduced into the polycrystalline silicon patterns 404a and 404b through the 406b and the silicon oxide film 405 by an ion implantation method. At this time, the acceleration energy is 200 keV, and the dose is 2.0 × 16 16 cm -2 . With this acceleration energy, As (arsenic) does not reach the island region 403. After that, the selective oxide film 407 in a portion which will be a lead-out portion of the base electrode in the future is removed as shown in FIG. 8C to form an opening 417.

【0038】その後は第1の実施例と同様に開口部41
7の側壁に図9に示すようにシリコン酸化膜409を挾
んで多結晶シリコンのサイドウォール410を形成し、
開口部を縮小する。さらにその縮小された開口部とその
周辺部分に、ベース電極としてのB(ボロン)ドープの
多結晶シリコン411を形成する。さらにその多結晶シ
リコン411の表面にシリコン酸化膜412を形成し、
シリコン窒化膜パターン406a,406bの露出部を
熱リン酸で除去する。この時、多結晶シリコン411か
らボロンが拡散してP型領域408内にベース電極引出
し領域としてのP+ 型領域413が形成される。さらに
多結晶シリコンパターン404a,404bからのヒ素
の拡散により、P型領域408内に図10の平面図にも
示すように左右一対エミッタ領域およびコレクタ領域と
してのN+ 型領域414が形成される。その後はCVD
法を用いてシリコン酸化膜415を全面に形成し、コン
タクトホールを開孔し、金属配線416a,416b,
416cを形成する。
After that, the opening 41 is formed as in the first embodiment.
As shown in FIG. 9, a sidewall 410 of polycrystalline silicon is formed by sandwiching a silicon oxide film 409 on the sidewall of 7.
Shrink the opening. Further, B (boron) -doped polycrystalline silicon 411 as a base electrode is formed in the reduced opening and its peripheral portion. Further, a silicon oxide film 412 is formed on the surface of the polycrystalline silicon 411,
The exposed portions of the silicon nitride film patterns 406a and 406b are removed by hot phosphoric acid. At this time, boron diffuses from the polycrystalline silicon 411 to form a P + type region 413 as a base electrode extraction region in the P type region 408. Further, due to the diffusion of arsenic from the polycrystalline silicon patterns 404a and 404b, a pair of left and right emitter regions and N + type regions 414 as collector regions are formed in the P type region 408 as shown in the plan view of FIG. After that CVD
Method is used to form a silicon oxide film 415 on the entire surface, contact holes are opened, and metal wirings 416a, 416b,
416c is formed.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明に
よれば、従来、伝播遅延時間を短縮するために素子面積
の縮小、特にエミッタ面積の縮小がなされてきたが、逆
に回路性能を発揮できない状況でトランジスタを動作せ
ざる得ないという問題点を解決するために、素子面積は
増大させることなく、エミッタ面積を増加させるため、
ベース電極として用いられ且つ不活性ベースの拡散源と
して用いた多結晶半導体パターンをエミッタの拡散源と
して用いることにより、同一のベース面積において、エ
ミッタ面積の比率を従来の約8%から80%程度まで大
きくできる。したがって、容量を増大させることなく、
高電流域でのトランジスタ性能の劣化を防ぐと共に、エ
ミッタ接地電流増幅率をさらに大きくすることができ、
トランジスタの駆動能力が大きくなる。したがって、回
路的に最適な条件でトランジスタを動作させることが可
能となり、伝播遅延時間の短縮が期待できる。
As described in detail above, according to the present invention, the device area, particularly the emitter area, has been conventionally reduced in order to reduce the propagation delay time. In order to solve the problem of having to operate the transistor in a situation where it cannot exhibit, in order to increase the emitter area without increasing the element area,
By using the polycrystalline semiconductor pattern used as the base electrode and used as the diffusion source of the inactive base as the diffusion source of the emitter, the ratio of the emitter area can be reduced from about 8% to about 80% in the same base area. Can be made bigger. Therefore, without increasing the capacity
It is possible to prevent deterioration of transistor performance in the high current range and further increase the grounded emitter current amplification factor.
The drive capability of the transistor is increased. Therefore, it becomes possible to operate the transistor under the optimal conditions in terms of the circuit, and it can be expected to reduce the propagation delay time.

【0040】また、この発明によれば、前記多結晶半導
体パターンを選択酸化で形成する際、島領域上に、上か
ら見て複数に分割されるように形成し、この分割された
各多結晶半導体パターンからの不純物拡散でエミッタ領
域を形成することにより、エミッタの分割が容易とな
り、容易にマルチエミッタトランジスタを製造できる。
したがって、同一島領域内に逆タイプのトランジスタを
同時に形成してI2 L回路を容易に得ることができるよ
うになる。このため、低消費電力で集積度の高い回路が
組めるようになり、集積回路装置の利用範囲が大幅に拡
がることが期待できる。
Further, according to the present invention, when the polycrystalline semiconductor pattern is formed by selective oxidation, it is formed on the island region so as to be divided into a plurality of pieces as viewed from above, and the divided polycrystalline pieces are formed. By forming the emitter region by impurity diffusion from the semiconductor pattern, the emitter can be divided easily and a multi-emitter transistor can be easily manufactured.
Therefore, it becomes possible to easily form the I 2 L circuit by simultaneously forming the opposite type transistors in the same island region. Therefore, it becomes possible to assemble a circuit with low power consumption and a high degree of integration, and it can be expected that the utilization range of the integrated circuit device will be greatly expanded.

【0041】また、この発明によれば、前記多結晶半導
体パターンを選択酸化で形成する際、選択酸化膜を挾ん
で左右一対として多結晶半導体パターンを形成し、この
一対の多結晶半導体パターンからの不純物拡散でエミッ
タおよびコレクタ領域を形成する一方、前記選択酸化膜
を除去した部分から多結晶半導体によりベース電極を引
出すことにより、ラテラルトランジスタを、そのベース
電極を素子形成領域の表面から引出して形成できる。こ
のため、容量を大幅に削減することができ、ラテラルト
ランジスタとして高速性能のすぐれたトランジスタが製
造可能で、素子面積も大幅に縮小されるため、素子の集
積度を高めることも期待できる。
Further, according to the present invention, when the polycrystalline semiconductor pattern is formed by selective oxidation, the selective oxide film is sandwiched to form a pair of left and right polycrystalline semiconductor patterns, and the pair of polycrystalline semiconductor patterns are formed. By forming the emitter and collector regions by impurity diffusion and drawing the base electrode from the portion where the selective oxide film is removed by using a polycrystalline semiconductor, a lateral transistor can be formed by drawing the base electrode from the surface of the element forming region. .. Therefore, the capacitance can be significantly reduced, a transistor with excellent high-speed performance can be manufactured as a lateral transistor, and the element area can be significantly reduced, so that the degree of integration of elements can be expected to be increased.

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

【図1】この発明の第1の実施例の一部を示す工程断面
図である。
FIG. 1 is a process sectional view showing a part of a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の第1の実施例の一部を示す工程断面
図である。
FIG. 2 is a process sectional view showing a part of the first embodiment of the present invention.

【図3】この発明の第1の実施例の一部を示す工程断面
図である。
FIG. 3 is a process sectional view showing a part of the first embodiment of the present invention.

【図4】この発明の第1の実施例での要部の平面図であ
る。
FIG. 4 is a plan view of an essential part in the first embodiment of the present invention.

【図5】この発明の第2の実施例の一部を示す工程断面
図である。
FIG. 5 is a process sectional view showing a part of a second embodiment of the present invention.

【図6】この発明の第2の実施例の一部を示す工程断面
図である。
FIG. 6 is a process sectional view showing a part of a second embodiment of the present invention.

【図7】この発明の第2の実施例での要部の平面図であ
る。
FIG. 7 is a plan view of an essential part of the second embodiment of the present invention.

【図8】この発明の第3の実施例の一部を示す工程断面
図である。
FIG. 8 is a process sectional view showing a part of a third embodiment of the present invention.

【図9】この発明の第3の実施例の一部を示す工程断面
図である。
FIG. 9 is a process sectional view showing a part of a third embodiment of the present invention.

【図10】この発明の第3の実施例での要部の平面図で
ある。
FIG. 10 is a plan view of an essential part in a third embodiment of the present invention.

【図11】従来の製造方法の一部を示す工程断面図であ
る。
FIG. 11 is a process cross-sectional view showing a part of a conventional manufacturing method.

【図12】従来の製造方法の一部を示す工程断面図であ
る。
FIG. 12 is a process sectional view showing a part of a conventional manufacturing method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

201,301,401 P- 型シリコン基板 204a,304,403 島領域 205,306,404 多結晶シリコン膜 205a,306b,404a,404b 多結晶シリ
コンパターン 209,310b,408 P型領域 217,317,414 N+ 型領域 407 選択酸化膜 411 多結晶シリコン 413 P+ 型領域
201, 301, 401 P type silicon substrate 204a, 304, 403 Island region 205, 306, 404 Polycrystalline silicon film 205a, 306b, 404a, 404b Polycrystalline silicon pattern 209, 310b, 408 P type region 217, 317, 414 N + type region 407 Selective oxide film 411 Polycrystalline silicon 413 P + type region

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1導電型の島領域を有する半導体基体
と、 前記島領域の表面部内に形成されたベースとしての第2
導電型の領域と、 この第2導電型領域上の一部を囲んで該第2導電型領域
上に形成された多結晶半導体パターンと、 この多結晶半導体パターン直下の第2導電型領域内に、
島領域の外周部に沿って形成されたエミッタとしての第
1導電型領域とを具備してなるバイポーラ型半導体装
置。
1. A semiconductor substrate having a first conductivity type island region, and a second base as a base formed in a surface portion of the island region.
A conductive type region, a polycrystalline semiconductor pattern formed on the second conductive type region so as to surround a part of the second conductive type region, and a second conductive type region immediately below the polycrystalline semiconductor pattern. ,
A bipolar semiconductor device comprising: a first conductivity type region as an emitter formed along an outer peripheral portion of an island region.
【請求項2】 第1導電型の島領域を有する半導体基体
上に第2導電型の多結晶半導体膜を形成し、この多結晶
半導体膜の選択酸化を行うことにより、前記島領域上
に、一部を囲むように多結晶半導体パターンを形成し、
同時に多結晶半導体膜からの不純物拡散で島領域の表面
部内にベースとしての第2導電型の領域を形成し、その
後、前記多結晶半導体パターンに第1導電型の不純物を
導入して該多結晶半導体パターンからの不純物拡散で前
記第2導電型領域内にエミッタとしての第1導電型領域
を形成することを特徴とするバイポーラ型半導体装置の
製造方法。
2. A second-conductivity-type polycrystalline semiconductor film is formed on a semiconductor substrate having a first-conductivity-type island region, and the polycrystalline semiconductor film is selectively oxidized to form an island region on the island region. Form a polycrystalline semiconductor pattern to surround a part,
At the same time, a second conductivity type region as a base is formed in the surface portion of the island region by impurity diffusion from the polycrystalline semiconductor film, and then the first conductivity type impurity is introduced into the polycrystalline semiconductor pattern to form the polycrystalline semiconductor pattern. A method for manufacturing a bipolar semiconductor device, wherein a first conductivity type region as an emitter is formed in the second conductivity type region by impurity diffusion from a semiconductor pattern.
【請求項3】 選択酸化で島領域上に、一部を囲んで多
結晶半導体パターンを形成する際、多結晶半導体パター
ンは更に上から見て複数に分割されるように形成し、こ
の分割された各多結晶半導体パターンからの不純物拡散
で第2導電型領域内に複数のエミッタとしての複数の第
1導電型領域を形成することを特徴とする請求項2記載
のバイポーラ型半導体装置の製造方法。
3. When the polycrystalline semiconductor pattern is formed on the island region by selective oxidation so as to surround a part of the island region, the polycrystalline semiconductor pattern is formed so as to be further divided into a plurality of portions when viewed from above. 3. A method of manufacturing a bipolar semiconductor device according to claim 2, wherein a plurality of first conductivity type regions as a plurality of emitters are formed in the second conductivity type region by impurity diffusion from each polycrystalline semiconductor pattern. ..
【請求項4】 第1導電型の島領域を有する半導体基体
と、 前記島領域の表面部内に形成されたベースとしての第2
導電型の領域と、 この第2導電型領域上に左右一対設けられた多結晶半導
体パターンと、 この一対の多結晶半導体パターン直下の第2導電型領域
内にエミッタおよびコレクタとして形成された左右一対
の第1導電型領域と、 前記一対の多結晶半導体パターン相互間に、これらパタ
ーンと絶縁して形成されたベース電極としての多結晶半
導体と、 この多結晶半導体直下の前記第2導電型領域内に形成さ
れたベース電極引出し領域としての高濃度第2導電型領
域とを具備してなるバイポーラ型半導体装置。
4. A semiconductor substrate having an island region of the first conductivity type, and a second base as a base formed in a surface portion of the island region.
A conductive type region, a pair of left and right polycrystalline semiconductor patterns provided on the second conductive type region, and a left and right pair formed as an emitter and a collector in the second conductive type region immediately below the pair of polycrystalline semiconductor patterns. A first conductive type region, a polycrystalline semiconductor as a base electrode formed between the pair of polycrystalline semiconductor patterns and insulated from these patterns, and in the second conductive type region immediately below the polycrystalline semiconductor. A high-concentration second-conductivity type region as a base electrode lead-out region formed on the substrate.
【請求項5】 第1導電型の島領域を有する半導体基体
上に第2導電型の多結晶半導体膜を形成し、この多結晶
半導体膜の選択酸化を行うことにより、前記島領域上に
選択酸化膜を挾んで左右一対多結晶半導体パターンを形
成し、同時に多結晶半導体膜からの不純物拡散で島領域
の表面部内にベースとしての第2導電型領域を形成し、
その後、前記一対の多結晶半導体パターンに第1導電型
不純物を導入して該多結晶半導体パターンからの不純物
拡散で前記第2導電型領域内にエミッタおよびコレクタ
としての左右一対の第1導電型領域を形成する一方、前
記一対の多結晶半導体パターン間の選択酸化膜を除去
し、その部分に前記パターンと絶縁してゲート電極とし
ての第2導電型多結晶半導体を形成し、それからの不純
物拡散で前記第2導電型領域内にベース電極引出し領域
としての高濃度第2導電型領域を形成することを特徴と
するバイポーラ型半導体装置の製造方法。
5. A polycrystalline semiconductor film of the second conductivity type is formed on a semiconductor substrate having an island region of the first conductivity type, and the polycrystalline semiconductor film is selectively oxidized to select the island region on the island region. A pair of left and right polycrystalline semiconductor patterns are formed by sandwiching the oxide film, and at the same time, a second conductivity type region as a base is formed in the surface portion of the island region by impurity diffusion from the polycrystalline semiconductor film,
Thereafter, a first conductivity type impurity is introduced into the pair of polycrystalline semiconductor patterns, and impurities are diffused from the polycrystalline semiconductor pattern to form a pair of left and right first conductivity type regions as an emitter and a collector in the second conductivity type region. On the other hand, the selective oxide film between the pair of polycrystalline semiconductor patterns is removed, and the second conductive type polycrystalline semiconductor as a gate electrode is formed by insulating the selective oxide film between the pair of polycrystalline semiconductor patterns. A method for manufacturing a bipolar semiconductor device, comprising forming a high-concentration second conductivity type region as a base electrode lead-out region in the second conductivity type region.
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