JPH0521446A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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JPH0521446A
JPH0521446A JP16855991A JP16855991A JPH0521446A JP H0521446 A JPH0521446 A JP H0521446A JP 16855991 A JP16855991 A JP 16855991A JP 16855991 A JP16855991 A JP 16855991A JP H0521446 A JPH0521446 A JP H0521446A
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JP
Japan
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region
layer
conductivity type
insulating layer
semiconductor layer
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JP16855991A
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Japanese (ja)
Inventor
Manabu Kojima
学 児島
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0521446A publication Critical patent/JPH0521446A/en
Priority to US08/127,119 priority patent/US5376823A/en
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Abstract

PURPOSE:To increase a current capacity by a structure wherein a base region and a collector region are arranged around an emitter region by using the emitter region as the center. CONSTITUTION:An insulating layer 18 is formed on an n-type single-crystal silicon active layer 6 formed on a substrate 1 via an insulating layer 2. Then, an n-type subcollector region 6S is formed in the active layer 6 through the insulating layer 18; after that, the insulating layer 18 is etched; an opening which is a little larger than a base region is formed. Then, an insulating layer 20 and a polycrystalline silicon layer 70 are etched sequentially; a base-emitter opening part is formed; after that, a sidewall insulating layer 21 is formed on the side face of a base extraction electrode 7. Then, an n-type emitter region 6E is formed inside the base region; after that, an n-type polycrystalline silicon layer is deposited and patterned; an emitter electrode 9 and a collector electrode 11 are formed. An opening is formed in the insulating layer 20; a base electrode 22 is formed. Thereby, a current capacity can be increased without increasing the occupied area of an element.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はSOI(Silicon on Insulat
or) 構造の半導体装置, とくにラテラルバイポーラトラ
ンジスタに関する。
The present invention relates to SOI (Silicon on Insulat)
or) structure semiconductor devices, especially lateral bipolar transistors.

【0002】SOI 構造の半導体基板は, シリコンウエハ
中の所定深さに酸素をイオン注入して絶縁層を形成する
SIMOX(separation by implanted oxygen) や二枚のシリ
コンウエハを張り合わせる等の製造技術の進歩により,
能動層となるシリコンの厚さをサブミクロン程度まで薄
くすることが可能となっている。
2. Description of the Related Art A semiconductor substrate having an SOI structure forms an insulating layer by ion-implanting oxygen to a predetermined depth in a silicon wafer
Due to advances in manufacturing technology such as SIMOX (separation by implanted oxygen) and bonding two silicon wafers,
It is possible to reduce the thickness of silicon, which is the active layer, to about submicron.

【0003】[0003]

【従来の技術】上記のような薄いシリコン層を有するSO
I 基板を用いることにより, 高集積度化にともなう MOS
電界効果トランジスタ(FET) の短チャネル効果の抑制お
よびgmの向上を達成できる。
SO having a thin silicon layer as described above
By using the I substrate, MOS with higher integration
It is possible to suppress the short channel effect of a field effect transistor (FET) and improve gm.

【0004】一方, MOSFETでは負荷駆動能力が充分でな
いために, バイポーラトランジスタを組み入れた, いわ
ゆるBiMOS構成の集積回路(IC)が実用化され始めてい
る。通常のBiMOS-ICにおけるバイポーラトランジスタ
は, 縦方向(半導体層の厚さ方向)に電流を流すバーテ
ィカルバイポーラトランジスタである。しかし, バーテ
ィカルバイポーラトランジスタは, 製造工数が多い。ま
た, サブコレクタとなる高濃度の埋め込み層を必要とす
るが, サブミクロンの薄い半導体層にこのような埋め込
み層を形成することは不可能に近い。
On the other hand, since the load driving capability of the MOSFET is not sufficient, an integrated circuit (IC) having a so-called BiMOS structure incorporating a bipolar transistor has begun to be put into practical use. Bipolar transistors in ordinary BiMOS-ICs are vertical bipolar transistors that pass a current in the vertical direction (thickness direction of the semiconductor layer). However, the vertical bipolar transistor requires a large number of manufacturing steps. In addition, a high concentration buried layer that becomes a subcollector is required, but it is almost impossible to form such a buried layer in a submicron thin semiconductor layer.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】SOI 構造の半導体層に
ラテラルバイポーラトランジスタを形成することは周知
の通りである。図6は, このようなラテラルバイポーラ
トランジスタの従来の構造を示す模式的斜視図である。
すなわち,支持基板1上には, 絶縁層2を介して, 例え
ば単結晶シリコンから成る能動層3が形成されている。
通常, このような能動層3は, 個々のトランジスタごと
に分離されている。能動層3には, 例えば, p型のベー
ス領域3Bと, ベース領域3Bを挟むようにして両側にn型
のコレクタ領域3Cとエミッタ領域3Eとが形成されてい
る。ベース領域3Bには, 例えば高濃度のp型不純物をド
ープした多結晶シリコンから成るベース電極4が形成さ
れている。
It is well known to form a lateral bipolar transistor in a semiconductor layer having an SOI structure. FIG. 6 is a schematic perspective view showing a conventional structure of such a lateral bipolar transistor.
That is, the active layer 3 made of, for example, single crystal silicon is formed on the support substrate 1 via the insulating layer 2.
Usually, such an active layer 3 is separated for each individual transistor. In the active layer 3, for example, a p-type base region 3B and an n-type collector region 3C and an emitter region 3E are formed on both sides so as to sandwich the base region 3B. In the base region 3B, for example, a base electrode 4 made of polycrystalline silicon doped with a high concentration of p-type impurities is formed.

【0006】前記のように, MOSFETについては, その短
チャネル効果を抑止するために能動層3の厚さ(t) を薄
くするのが有利である。しかしながら, ラテラルバイポ
ーラトランジスタについては,能動層3を薄くするほど,
素子に流せる電流が小さくなる。そこで一定の電流を
維持するためには, エミッタ幅(W) を大きくする必要が
ある。その結果, 支持基板1上における個々のラテラル
バイポーラトランジスタの専有面積が大きくなり, ま
た, これにともなって, ベース電極4は, その長さが大
きくなるために抵抗が増大してしまう。これらは, SOI
構造のBiMOS-ICの高集積化および高性能化に対して障害
となる。
As described above, for the MOSFET, it is advantageous to reduce the thickness (t) of the active layer 3 in order to suppress the short channel effect. However, for lateral bipolar transistors, the thinner active layer 3
The current that can be passed through the device becomes smaller. Therefore, in order to maintain a constant current, the emitter width (W) must be increased. As a result, the area occupied by each lateral bipolar transistor on the supporting substrate 1 becomes large, and along with this, the resistance of the base electrode 4 also increases because the length of the base electrode 4 increases. These are SOI
This is an obstacle to high integration and high performance of the structured BiMOS-IC.

【0007】本発明は,SOI 基板における能動層を薄く
しても,従来のラテラルバイポーラトランジスタに比べ
て専有面積が同等ないしそれ以下であるにもかかわらず
より大きな電流を流すことができ, かつ, より小さなベ
ース電極抵抗を有するラテラルバイポーラトランジスタ
を提供可能とすることを目的とする。
According to the present invention, even if the active layer in the SOI substrate is thinned, a larger current can be made to flow even though the area occupied is equal to or smaller than that of the conventional lateral bipolar transistor, and An object is to provide a lateral bipolar transistor having a smaller base electrode resistance.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的は, 支持基板上
に絶縁層を介して形成された一導電型の半導体層と,該
半導体層に形成された一導電型のエミッタ領域と, 該半
導体層を貫通し且つ該エミッタ領域を包囲するようにし
て該半導体層に形成された反対導電型のベース領域と,
該ベース領域の周囲の該一導電型の該半導体層から成る
コレクタ領域とから構成されたことを特徴とする本発明
に係る半導体装置, または, 支持基板上に絶縁層を介し
て形成された一導電型の半導体層の表面に画定された所
定領域に不純物を導入して該表面から該絶縁層に達する
深さにわたって分布する反対導電型の領域を形成し, 該
反対導電型の領域内に所定濃度の不純物を導入して該反
対導電型の領域に包囲された一導電型の領域を形成し,
該一導電型の領域を有する該半導体層上に層間絶縁層を
形成し, 該反対導電型の領域と該反対導電型の領域の周
囲の領域と該反対導電型の領域内に形成された該一導電
型の領域の各々における該半導体層表面の少なくとも一
部をそれぞれ表出する開口を該層間絶縁層に形成し, 該
開口が形成された該層間絶縁層上に該開口を通じて該各
々の領域における該半導体層表面に接続された電極を形
成する諸工程を含むことを特徴とする本発明に係る半導
体装置の製造方法によって達成される。
The above object is to provide a semiconductor layer of one conductivity type formed on a supporting substrate via an insulating layer, an emitter region of one conductivity type formed in the semiconductor layer, and the semiconductor layer. A base region of opposite conductivity type formed in the semiconductor layer so as to penetrate the layer and surround the emitter region;
A semiconductor device according to the present invention comprising a collector region formed of the semiconductor layer of one conductivity type around the base region, or a semiconductor device formed on a supporting substrate via an insulating layer. Impurities are introduced into a predetermined region defined on the surface of the conductivity type semiconductor layer to form a region of the opposite conductivity type distributed from the surface to the depth reaching the insulating layer, and a predetermined region is formed in the region of the opposite conductivity type. Introducing a concentration of impurities to form a region of one conductivity type surrounded by a region of the opposite conductivity type,
An interlayer insulating layer is formed on the semiconductor layer having a region of one conductivity type, the region of the opposite conductivity type, a region surrounding the region of the opposite conductivity type, and the region formed in the region of the opposite conductivity type. An opening that exposes at least a part of the surface of the semiconductor layer in each of the regions of one conductivity type is formed in the interlayer insulating layer, and the region is formed through the opening on the interlayer insulating layer. And a step of forming an electrode connected to the surface of the semiconductor layer, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【0009】[0009]

【作用】図1は本発明のラテラルバイポーラトランジス
タの原理的構造を示す模式的断面図(a) および平面図
(b) である。すなわち,支持基板1上に, 絶縁層2を介
して形成された, 例えばn型の能動層6のほぼ中央に
は, n型のエミッタ領域6Eが形成されており, エミッタ
領域6Eを包囲するようにしてp型のベース領域6Bが形成
されている。ベース領域6Bの周囲のn型能動層6がコレ
クタ領域6Cとなる。コレクタ領域6Cの周囲には, 高濃度
のn型不純物を導入して形成されたサブコレクタ領域6S
が形成されている。
FIG. 1 is a schematic sectional view (a) and a plan view showing the principle structure of the lateral bipolar transistor of the present invention.
It is (b). That is, an n-type emitter region 6E is formed on the support substrate 1 with the insulating layer 2 interposed therebetween, for example, in the approximate center of the n-type active layer 6 so as to surround the emitter region 6E. Thus, the p-type base region 6B is formed. The n-type active layer 6 around the base region 6B becomes the collector region 6C. Around the collector region 6C, a sub-collector region 6S formed by introducing a high concentration n-type impurity
Are formed.

【0010】上記のように, 本発明のラテラルバイポー
ラトランジスタは, エミッタ領域を中心にして,その周
囲にベース領域とコレクタ領域とが配置されている。こ
の構造においては, 少なくともベース領域が能動層を貫
通する深さを有するように形成されていることが必須で
ある。図1には, エミッタ領域6Eも能動層6を貫通する
ように形成されている場合が示されているが, エミッタ
領域6Eの下にベース領域6Bが残っていても原理的には差
支えない。
As described above, in the lateral bipolar transistor of the present invention, the base region and the collector region are arranged around the emitter region as the center. In this structure, it is essential that at least the base region is formed to have a depth that penetrates the active layer. Although FIG. 1 shows the case where the emitter region 6E is also formed so as to penetrate the active layer 6, it does not matter in principle that the base region 6B remains below the emitter region 6E.

【0011】能動層6上には, ベース領域6Bに接続する
ベース引き出し電極7が, 層間絶縁層8を介して形成さ
れている。ベース引き出し電極7上には, エミッタ領域
6Eに接続するエミッタ電極9が,層間絶縁層10を介して
形成されている。また, サブコレクタ領域6Sに接続する
コレクタ電極11が形成されている。
A base lead electrode 7 connected to the base region 6B is formed on the active layer 6 via an interlayer insulating layer 8. On the base extraction electrode 7, the emitter region
An emitter electrode 9 connected to 6E is formed via an interlayer insulating layer 10. Further, a collector electrode 11 connected to the sub-collector region 6S is formed.

【0012】上記本発明の構造によれば, コレクタとベ
ースとエミッタが一直線上に配置されていた図6に示し
た従来のラテラルバイポーラトランジスタに比べ, 支持
基板1上における専有面積が小さくても, 同一の電流を
流すことが可能となる。換言すれば, 同一電流容量を維
持しながら, 素子の集積度を高くすることが可能とな
る。また, 図6に示した構造におけるようなベース電極
の抵抗増大がないため,電流容量を大きく設計した場合
に生じる電圧降下に対する余裕度が増す。
According to the above-mentioned structure of the present invention, compared with the conventional lateral bipolar transistor shown in FIG. 6 in which the collector, the base and the emitter are arranged in a straight line, even if the occupation area on the supporting substrate 1 is small, It is possible to flow the same current. In other words, it is possible to increase the degree of integration of devices while maintaining the same current capacity. Further, since the resistance of the base electrode does not increase as in the structure shown in FIG. 6, the margin for the voltage drop that occurs when the current capacity is designed large increases.

【0013】[0013]

【実施例】図2は本発明の第1の実施例説明図であっ
て, 図1の構造におけるコレクタ抵抗を低くするため
に, サブコレクタ領域6Sにおける能動層6表面を選択的
にシリサイド化させた場合を示す。同図において, 符号
12を付した領域がシリサイド化された部分である。この
シリサイド化は, サブコレクタ領域6Sに, 選択的に高融
点金属またはそのシリサイドを形成すれば可能である。
FIG. 2 is an explanatory view of the first embodiment of the present invention. In order to lower the collector resistance in the structure of FIG. 1, the surface of the active layer 6 in the sub-collector region 6S is selectively silicified. It shows the case. In the figure,
The region marked with 12 is the silicided portion. This silicidation is possible by selectively forming a refractory metal or its silicide in the subcollector region 6S.

【0014】図3は本発明の第2の実施例説明図であっ
て, 同じく, 図1の構造におけるコレクタ抵抗を低くす
るために, サブコレクタ領域6Sの一部を層厚全体にわた
ってシリサイド化させた場合を示す。同図において, 符
号13を付した領域がシリサイド化された部分である。こ
のシリサイド化は, サブコレクタ領域6Sの開放側面から
タングステン(W) を選択成長することによって行うこと
ができる。
FIG. 3 is an explanatory view of the second embodiment of the present invention. Similarly, in order to lower the collector resistance in the structure of FIG. 1, a part of the sub-collector region 6S is silicided over the entire layer thickness. It shows the case. In the figure, the region denoted by reference numeral 13 is the silicidized portion. This silicidation can be performed by selectively growing tungsten (W) from the open side surface of the subcollector region 6S.

【0015】図3は本発明の第3の実施例説明図であっ
て, 図1の構造におけるベース抵抗を低くするために,
ベース引き出し電極7の表面をシリサイド化させた場合
を示す。同図において, 符号14を付した領域がシリサイ
ド化された部分である。このシリサイド化されたベース
引き出し電極7は, ベース引き出し電極7を構成する多
結晶シリコン層上に高融点金属またはそのシリサイドを
堆積し, これらを同一マスクを用いてパターニングする
ことによって形成できる。
FIG. 3 is an explanatory view of the third embodiment of the present invention. In order to reduce the base resistance in the structure of FIG.
The case where the surface of the base lead electrode 7 is silicided is shown. In the figure, the region denoted by reference numeral 14 is the silicidized portion. This silicided base extraction electrode 7 can be formed by depositing a refractory metal or its silicide on the polycrystalline silicon layer forming the base extraction electrode 7 and patterning these with the same mask.

【0016】図5は, 図1の構造を有するラテラルバイ
ポーラトランジスタの製造方法の一実施例を説明するた
めの要部断面図である。同図(a) を参照して, 例えばシ
リコンウエハのような支持基板1と,この上にSiO2から
成る絶縁層2を介して形成されたn型単結晶シリコンを
能動層6として成るSOI 基板を用意する。能動層6は約
0.3μm の厚さを有し,その不純物濃度または比抵抗は
0.1Ω-cm である。
FIG. 5 is a sectional view of an essential part for explaining an embodiment of a method of manufacturing a lateral bipolar transistor having the structure of FIG. Referring to FIG. 1 (a), an SOI substrate including a supporting substrate 1 such as a silicon wafer and an n-type single crystal silicon active layer 6 formed on the supporting substrate 1 with an insulating layer 2 made of SiO 2 interposed therebetween. To prepare. Active layer 6 is about
It has a thickness of 0.3 μm and its impurity concentration or resistivity is
It is 0.1 Ω-cm.

【0017】能動層6上に, SiO2から成る厚さ約 0.1μ
m の絶縁層18を形成する。絶縁層18は, 周知の熱酸化あ
るいはCVD(化学気相成長)法のいずれを用いて形成され
たものでもよい。
On the active layer 6, a thickness of SiO 2 of about 0.1 μm
An m insulating layer 18 is formed. The insulating layer 18 may be formed by any of the well-known thermal oxidation and CVD (chemical vapor deposition) methods.

【0018】次いで, 絶縁層18を通して, 能動層6の所
定領域に, n型不純物をイオン注入してサブコレクタ領
域6Sを形成する。このイオン注入条件は, 例えばn型不
純物として砒素(As)を, 加速エネルギー 300KeV,ドーズ
量1×1016個/cm3である。
Next, an n-type impurity is ion-implanted into a predetermined region of the active layer 6 through the insulating layer 18 to form a sub-collector region 6S. The ion implantation conditions are, for example, arsenic (As) as an n-type impurity, an acceleration energy of 300 KeV, and a dose of 1 × 10 16 / cm 3 .

【0019】次いで, 周知のリソグラフ技術を用いて,
絶縁層18を選択的にエッチングして, 後述するベース領
域6Bを包含する僅かに大きめの開口を形成する。この開
口内に能動層6が表出している。そして, 基板表面上
に, 例えばp型不純物として硼素(B) をドープした多結
晶シリコン層70を堆積する。そののち, 多結晶シリコン
層70上に, 例えばSiO2から成る絶縁層20を堆積する。
Then, using the well-known lithographic technique,
The insulating layer 18 is selectively etched to form a slightly larger opening including a base region 6B described later. The active layer 6 is exposed in this opening. Then, a polycrystalline silicon layer 70 doped with, for example, boron (B) as a p-type impurity is deposited on the surface of the substrate. After that, the insulating layer 20 made of, for example, SiO 2 is deposited on the polycrystalline silicon layer 70.

【0020】次いで, 周知のリソグラフ技術を用いて,
絶縁層20および多結晶シリコン層70を順次選択的にエッ
チングして, ベース・エミッタ開口部を形成する。この
パターニングにおいて, 多結晶シリコン層70を, 前記ベ
ース引き出し電極7の形状にパターニングする。ベース
引き出し電極7は, 絶縁層18に設けられた前記開口内に
表出する能動層6と接触している。
Then, using the well-known lithographic technique,
The insulating layer 20 and the polycrystalline silicon layer 70 are sequentially and selectively etched to form a base / emitter opening. In this patterning, the polycrystalline silicon layer 70 is patterned into the shape of the base extraction electrode 7. The base extraction electrode 7 is in contact with the active layer 6 exposed in the opening provided in the insulating layer 18.

【0021】なお, 上記多結晶シリコン層70のパターニ
ングにおいて, ベース・エミッタ開口部内に表出する能
動層6にイオン損傷を与えないために, エッチングの終
期は, ウエットエッチングにより実施するのが望まし
い。また, 上記において, サブコレクタ領域6Sを形成す
るためのイオン注入ののちに絶縁層18を除去してから,
絶縁層18に相当する別の絶縁層を能動層6表面に形成し
てもよい。
In the patterning of the polycrystalline silicon layer 70, it is desirable that the end of etching is performed by wet etching in order to prevent ion damage to the active layer 6 exposed in the base / emitter opening. Further, in the above, after removing the insulating layer 18 after the ion implantation for forming the sub-collector region 6S,
Another insulating layer corresponding to the insulating layer 18 may be formed on the surface of the active layer 6.

【0022】次いで, 図1(b) に示すように, ベース引
き出し電極7の側面に側壁絶縁層21を形成する。側壁絶
縁層21の形成は, 基板表面に, 例えばSiO2から成る厚さ
0.3μm の絶縁層を堆積し, この絶縁層を反応性イオン
エッチング(RIE) のような異方性エッチングを行う周知
の技術を用いればよい。そののち, ベース・エミッタ開
口部内にp型不純物をイオン注入する。このイオン注入
は, 側壁絶縁層21およびベース引き出し電極7をマスク
として行えばよく, 注入条件は, 例えば不純物として硼
素(B) イオンを用い, 加速エネルギー50KeV, ドーズ量
3×1013個/cm3とする。
Next, as shown in FIG. 1B, a sidewall insulating layer 21 is formed on the side surface of the base lead electrode 7. The sidewall insulating layer 21 is formed on the substrate surface with a thickness of, for example, SiO 2.
A well-known technique of depositing an insulating layer of 0.3 μm and subjecting this insulating layer to anisotropic etching such as reactive ion etching (RIE) may be used. After that, p-type impurities are ion-implanted into the base / emitter opening. This ion implantation may be performed using the sidewall insulating layer 21 and the base extraction electrode 7 as a mask. The implantation conditions are, for example, boron (B) ions as an impurity, acceleration energy of 50 KeV, and dose of 3 × 10 13 ions / cm 3. And

【0023】上記イオン注入により, ベース・エミッタ
開口部における能動層6がp型に転換する。なお, 必要
に応じて, イオン注入したp型不純物原子を側壁絶縁層
21の下に拡散させるための熱処理を施す。また, 側壁絶
縁層21の形成に先立ってベース領域にp型不純物をイオ
ン注入し, そののち上記のようにして側壁絶縁層21を形
成する順序に変更しても差支えない。さらに, 側壁絶縁
層21を形成するための上記異方性エッチングをRIE によ
り行っても, 最終的にベースとなる領域は側壁絶縁層21
によって覆われているため, イオン損傷の影響を受ける
おそれがない。
By the above-mentioned ion implantation, the active layer 6 in the base / emitter opening is converted to p-type. If necessary, ion-implanted p-type impurity atoms may be added to the sidewall insulating layer.
A heat treatment for diffusing under 21 is performed. Further, prior to the formation of the sidewall insulating layer 21, p-type impurities may be ion-implanted into the base region, and then the order of forming the sidewall insulating layer 21 may be changed as described above. Furthermore, even if the above-mentioned anisotropic etching for forming the sidewall insulating layer 21 is performed by RIE, the region finally serving as the base is the sidewall insulating layer 21.
Since it is covered by, it is not affected by ion damage.

【0024】次いで, ベース領域内にn型不純物をイオ
ン注入して, 図1(c) に示すように, ベース・エミッタ
開口部における能動層6にエミッタ領域6Eを形成する。
このイオン注入条件は, 例えば不純物として砒素(As)ま
たは燐(P) を用い, 加速エネルギー 400KeV,ドーズ量1
×1016個/cm3とする。その結果, エミッタ領域6Eの周囲
には, 側壁絶縁層21にほぼ等しい厚さを有するp型のベ
ース領域6Bが残される。上記の値の加速エネルギーによ
れば, 上記n型不純物は, 能動層6の底まで達するの
で, エミッタ領域6Eは絶縁層2と接するように形成され
る。この加速エネルギーをより小さい値に設定してイオ
ン注入することにより, 前述のように, エミッタ領域6E
は, その底にp型のベース領域6Bが残るように形成され
る。この構造によっても, ラテラルバイポーラトランジ
スタとして動作可能である。
Next, an n-type impurity is ion-implanted into the base region to form an emitter region 6E in the active layer 6 in the base / emitter opening as shown in FIG. 1 (c).
The ion implantation conditions are, for example, arsenic (As) or phosphorus (P) as an impurity, an acceleration energy of 400 KeV, and a dose of 1
× 10 16 pieces / cm 3 As a result, the p-type base region 6B having a thickness substantially equal to that of the sidewall insulating layer 21 is left around the emitter region 6E. According to the acceleration energy having the above value, the n-type impurity reaches the bottom of the active layer 6, so that the emitter region 6E is formed so as to be in contact with the insulating layer 2. By setting this acceleration energy to a smaller value and performing ion implantation, as described above, the emitter region 6E
Are formed so that the p-type base region 6B remains at the bottom thereof. This structure can also operate as a lateral bipolar transistor.

【0025】次いで, 基板表面上に, 例えばn型不純物
をドープした多結晶シリコン層を堆積し, これをパター
ニングして, 図1(d) に示すように, エミッタ領域6Eに
接続するエミッタ電極9およびサブコレクタ領域6Sに接
続するコレクタ電極11を形成する。さらに, ベース引き
出し電極7を表出する開口を絶縁層20に形成したのち,
この開口を通じてベース引き出し電極7に接続するベー
ス電極22を形成して本発明のラテラルバイポーラトラン
ジスタが完成する。
Then, a polycrystalline silicon layer doped with, for example, an n-type impurity is deposited on the surface of the substrate and patterned to form an emitter electrode 9 connected to the emitter region 6E as shown in FIG. 1 (d). And a collector electrode 11 connected to the sub-collector region 6S is formed. Further, after forming an opening for exposing the base lead electrode 7 in the insulating layer 20,
The base electrode 22 connected to the base extraction electrode 7 is formed through this opening, and the lateral bipolar transistor of the present invention is completed.

【0026】上記ベース領域6Bを形成するためのイオン
注入, あるいは, エミッタ領域6Eを形成するためのイオ
ン注入ののちに, これらにおいて導入された不純物を活
性化するための熱処理が行われる。ベース引き出し電極
7にドープされているp型不純物が, この熱処理におい
て能動層6に拡散して高濃度領域23を形成する。これに
より, ベース領域6Bとベース引き出し電極7との接続が
確実かつ低抵抗となる。
After the ion implantation for forming the base region 6B or the ion implantation for forming the emitter region 6E, a heat treatment for activating the impurities introduced therein is performed. The p-type impurity doped in the base extraction electrode 7 diffuses into the active layer 6 in this heat treatment to form the high concentration region 23. As a result, the connection between the base region 6B and the base lead electrode 7 becomes reliable and has low resistance.

【0027】なお, 上記実施例においては, npn型の
ラテラルバイポーラトランジスタを形成する場合を例に
説明したが, 能動層6を始めとする各層の導電型を入れ
替えることにより, pnp型のラテラルバイポーラトラ
ンジスタを製造することも可能である。また, 上記実施
例において, サブコレクタ領域6Sにおける能動層6の一
部またはベース引き出し電極7を構成する多結晶シリコ
ン層70の表面を, 図2ないし図4を参照して説明したよ
うに, シリサイド化することも可能である。さらに, 上
記によるラテラルバイポーラトランジスタは, 同一のSO
I 基板上の能動層にMOSFETまたはCMOSトランジスタと混
在して形成可能である。
In the above embodiment, the case of forming the npn-type lateral bipolar transistor has been described as an example, but by changing the conductivity type of each layer including the active layer 6, the pnp-type lateral bipolar transistor is changed. It is also possible to manufacture In addition, in the above-described embodiment, the surface of the polycrystalline silicon layer 70 forming a part of the active layer 6 or the base extraction electrode 7 in the sub-collector region 6S is formed by the silicide as described with reference to FIGS. It is also possible to convert. Furthermore, the lateral bipolar transistor according to the above is the same SO
It can be formed on the active layer on the I substrate in combination with MOSFETs or CMOS transistors.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明によれば, 素子の専有面積を増大
させることなく, 従来よりも大電流容量のラテラルバイ
ポーラトランジスタを製造可能である。そのベース領域
とエミッタ領域とを自己整合的に形成可能である。ま
た,そのベース領域の厚さは, ベース・エミッタ開口内
における側壁絶縁層の厚さによって制御されるので, 薄
くかつ均一なベース層を形成可能である。さらに, 素子
の微細化にともなうベース抵抗およびコレクタ抵抗の増
大が防止可能である。その結果, ラテラルバイポーラト
ランジスタとMOSFETとから成る高性能かつ高集積度のBi
MOS またはBiCMOS構成の半導体装置の実用化促進に寄与
する効果がある。
According to the present invention, it is possible to manufacture a lateral bipolar transistor having a larger current capacity than before without increasing the area occupied by the element. The base region and the emitter region can be formed in a self-aligned manner. Moreover, the thickness of the base region is controlled by the thickness of the sidewall insulating layer in the base-emitter opening, so that a thin and uniform base layer can be formed. Furthermore, it is possible to prevent the increase of base resistance and collector resistance due to the miniaturization of the device. As a result, high-performance and highly-integrated Bi composed of lateral bipolar transistor and MOSFET
It has an effect of contributing to promotion of practical use of a semiconductor device having a MOS or BiCMOS configuration.

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

【図1】 本発明の原理的構造説明図FIG. 1 is an explanatory view of the principle structure of the present invention.

【図2】 本発明の第1の実施例説明図FIG. 2 is an explanatory diagram of the first embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の第2の実施例説明図FIG. 3 is an explanatory diagram of a second embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の第3の実施例説明図FIG. 4 is an explanatory diagram of a third embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の製造方法の一実施例説明図FIG. 5 is an explanatory view of an embodiment of the manufacturing method of the present invention.

【図6】 従来のラテラルバイポーラトランジスタにお
ける問題点説明図
FIG. 6 is an explanatory diagram of problems in a conventional lateral bipolar transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 支持基板 7 ベース引き出
し電極 2, 18, 20 絶縁層 8, 10 層間絶縁
層 3, 6 能動層 9 エミッタ電極 3B, 6B ベース領域 11 コレクタ電極 3C, 6C コレクタ領域 12, 13, 14 シリ
サイド化された部分 3E, 6E エミッタ領域 21 側壁絶縁層 4, 22 ベース電極 23 高濃度領域 6S サブコレクタ領域 70 多結晶シリコ
ン層
1 Support substrate 7 Base extraction electrode 2, 18, 20 Insulation layer 8, 10 Interlayer insulation layer 3, 6 Active layer 9 Emitter electrode 3B, 6B Base region 11 Collector electrode 3C, 6C Collector region 12, 13, 14 Silicided Part 3E, 6E Emitter region 21 Sidewall insulating layer 4, 22 Base electrode 23 High concentration region 6S Subcollector region 70 Polycrystalline silicon layer

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 支持基板上に絶縁層を介して形成された
一導電型の半導体層と, 該半導体層に形成された一導電型のエミッタ領域と, 該半導体層を貫通し且つ該エミッタ領域を包囲するよう
にして該半導体層に形成された反対導電型のベース領域
と, 該ベース領域の周囲の該一導電型の該半導体層から成る
コレクタ領域とから構成されたことを特徴とする半導体
装置。
1. A one-conductivity-type semiconductor layer formed on a supporting substrate with an insulating layer interposed therebetween, a one-conductivity-type emitter region formed in the semiconductor layer, and the emitter region penetrating the semiconductor layer. A semiconductor region comprising a base region of opposite conductivity type formed in the semiconductor layer so as to surround the semiconductor layer, and a collector region formed of the semiconductor layer of the one conductivity type around the base region. apparatus.
【請求項2】 前記エミッタ領域が該半導体層を貫通す
るように形成されていることを特徴とする請求項1記載
の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the emitter region is formed so as to penetrate the semiconductor layer.
【請求項3】 前記半導体層上に形成された電極であっ
て, 前記ベース領域に接続されたベース電極と前記コレ
クタ領域に接続されたコレクタ電極とを有し, 該ベース
電極またはコレクタ電極のいずれかの少なくとも上表面
近傍がシリサイド層から成ることを特徴とする請求項1
記載の半導体装置。
3. An electrode formed on the semiconductor layer, the electrode having a base electrode connected to the base region and a collector electrode connected to the collector region, wherein either the base electrode or the collector electrode is provided. 2. A silicide layer is formed at least in the vicinity of the upper surface.
The semiconductor device described.
【請求項4】 支持基板上に絶縁層を介して形成された
一導電型の半導体層の表面に画定された所定領域に不純
物を導入して該表面から該絶縁層に達する深さにわたっ
て分布する反対導電型の領域を形成する工程と, 該反対導電型の領域内に所定濃度の不純物を導入して該
反対導電型の領域に包囲された一導電型の領域を形成す
る工程と, 該一導電型の領域を有する該半導体層上に層間絶縁層を
形成する工程と, 該反対導電型の領域と該反対導電型の領域の周囲の領域
と該反対導電型の領域内に形成された該一導電型の領域
の各々における該半導体層表面の少なくとも一部をそれ
ぞれ表出する開口を該層間絶縁層に形成する工程と, 該開口が形成された該層間絶縁層上に該開口を通じて該
各々の領域における該半導体層表面に接続された電極を
形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製
造方法。
4. An impurity is introduced into a predetermined region defined on the surface of a semiconductor layer of one conductivity type formed on a supporting substrate via an insulating layer and distributed over a depth reaching from the surface to the insulating layer. Forming a region of opposite conductivity type; forming a region of one conductivity type surrounded by the region of opposite conductivity type by introducing an impurity of a predetermined concentration into the region of opposite conductivity type; A step of forming an interlayer insulating layer on the semiconductor layer having a region of conductivity type; a region of the opposite conductivity type, a region around the region of opposite conductivity type, and a region formed in the region of opposite conductivity type. Forming an opening in the interlayer insulating layer that exposes at least a part of the surface of the semiconductor layer in each of the regions of one conductivity type; and through the opening on the interlayer insulating layer in which the opening is formed. An electrode connected to the surface of the semiconductor layer in the region of The method of manufacturing a semiconductor device which comprises the step of.
【請求項5】 支持基板上に第1の絶縁層を介して形成
された一導電型の半導体層の表面に第2の絶縁層を形成
する工程と, 該半導体層表面に画定された所定領域を表出する第1の
開口を該第2の絶縁層に形成する工程と, 該第1の開口を通じて該半導体層に接触し且つ反対導電
型の不純物を含有する導電層を該第2の絶縁層上に形成
する工程と, 該第1の開口に包含され且つ該第1の開口内における該
半導体層を表出する第2の開口を該導電層に形成する工
程と, 該第2の開口内に表出する該半導体層に対して選択的に
反対導電型の不純物を該半導体層表面から該第1の絶縁
層に達する深さにわたって分布するように導入する工程
と, 該反対導電型不純物の導入後において少なくとも該第2
の開口内に表出する該導電層の側面に絶縁性の側壁層を
形成する工程と, 該導電層の側面に対する該側壁層の形成後において該第
2の開口内に表出する該半導体層に対して該反対導電型
不純物を補償する濃度以上の一導電型の不純物を導入す
る工程と, 該半導体層に導入された該反対導電型不純物と一導電型
不純物を活性化するための熱処理工程と, 該一導電型不純物が導入された該半導体層上に層間絶縁
層を形成する工程と, 該導電層と該一導電型の領域と該反対導電型の領域の周
囲の領域の各々における該半導体層表面にそれぞれ接続
された電極を該層間絶縁層上に形成する工程とを含むこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. A step of forming a second insulating layer on the surface of a semiconductor layer of one conductivity type formed on a supporting substrate via a first insulating layer, and a predetermined region defined on the surface of the semiconductor layer. Forming a first opening in the second insulating layer that exposes the second insulating layer, and forming a conductive layer in contact with the semiconductor layer through the first opening and containing an impurity of the opposite conductivity type with the second insulating layer. Forming on the layer, forming a second opening in the conductive layer, the second opening being included in the first opening and exposing the semiconductor layer in the first opening; and the second opening. A step of selectively introducing an impurity of an opposite conductivity type with respect to the semiconductor layer exposed inside so as to be distributed over a depth reaching the first insulating layer from the surface of the semiconductor layer; After the introduction of at least the second
A step of forming an insulating side wall layer on the side surface of the conductive layer exposed in the opening, and the semiconductor layer exposed in the second opening after forming the side wall layer on the side surface of the conductive layer A step of introducing one conductivity type impurity having a concentration higher than that for compensating for the opposite conductivity type impurity, and a heat treatment step for activating the opposite conductivity type impurity and the one conductivity type impurity introduced into the semiconductor layer. And a step of forming an interlayer insulating layer on the semiconductor layer into which the impurity of one conductivity type has been introduced, and the step of forming an interlayer insulating layer on each of the conductive layer, the region of the one conductivity type and the region of the opposite conductivity type. And a step of forming electrodes, which are respectively connected to the surface of the semiconductor layer, on the interlayer insulating layer.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0766213A (en) * 1993-08-26 1995-03-10 Nec Corp Semiconductor device
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