JPH05335329A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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Publication number
JPH05335329A
JPH05335329A JP16392292A JP16392292A JPH05335329A JP H05335329 A JPH05335329 A JP H05335329A JP 16392292 A JP16392292 A JP 16392292A JP 16392292 A JP16392292 A JP 16392292A JP H05335329 A JPH05335329 A JP H05335329A
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JP
Japan
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layer
emitter
region
base
trench groove
Prior art date
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Pending
Application number
JP16392292A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyohiko Sakakibara
清彦 榊原
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH05335329A publication Critical patent/JPH05335329A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a high performance bipolar transistor structure by farming a trench groove on a surface Si layer extending as far as the oxide film layer below it, forming an emitter area on the side wall of that trench groove, and also forming a base area which surrounds it in its side direction. CONSTITUTION:In an SOI structure, a trench groove 9 which extends as far as a lower oxide film 2 is provided an a silicon layer 3, and the side wall of that trench groove 9 is provided with an emitter area 4. As a result, the emitter area 4 is completely surrounded by a base area 5, so, the joining area other than the effective bipolar operation area is significantly reduced. In other wards, this structure, being a horizontal bipolar transistor, is equivalent to a vertical bipolar transistor formed with respect to the trench side wall, and so there is little, if any, joining area other than the effective bipolar operation region. As a result, unnecessary increase in joining capacity between the emitter and the base can be suppressed.

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、SOI(Silicon on
Insulator) 構造におけるバイポーラTr構造の半導体
装置及びその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION This invention is applied to SOI (Silicon on Silicon).
The present invention relates to a semiconductor device having a bipolar Tr structure in an insulator structure and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、SOI構造でMOS型トランジス
タを用いた半導体装置の開発が盛んである。SOI構造
を用いた場合には、3次元素子化による集積度の向上、
および高機能化チップの作製が可能となる。また個々の
MOSトランジスタにおいてもこれを動作させるために
は、基板を空乏化させてこの動作を行わせるため、ショ
ートチャネル効果を抑制できるなどのメリットが確認さ
れている。しかしながら、ここでより一層の高速性やよ
り一層の高駆動能力を求めた場合、MOS型トランジス
タでは限界があり、バイポーラ型トランジスタを構成す
ることが必要と考えられる。
2. Description of the Related Art In recent years, a semiconductor device using a MOS transistor having an SOI structure has been actively developed. When the SOI structure is used, the integration degree is improved by forming a three-dimensional element,
Further, it becomes possible to manufacture a highly functionalized chip. In addition, in order to operate each MOS transistor as well, the substrate is depleted and this operation is performed, and it has been confirmed that the short channel effect can be suppressed. However, if higher speed and higher driving capability are required here, there is a limit in the MOS type transistor, and it is considered necessary to form a bipolar type transistor.

【0003】一般にバルクSiを用いた半導体装置で
は、バイポーラトランジスタは縦型構造のものが利用さ
れている(図4(b) 参照)。これはこのバイポーラトラ
ンジスタではベース巾WB を制御性よく薄く形成するこ
とが可能であり、またエミッタ(E)22・ベース
(B)21間の接合面積を、ほぼ能動領域の大きさにと
どめることができるため、高速性や高hFE(電流増幅
率)などの高性能化が可能である。
Generally, in a semiconductor device using bulk Si, a bipolar transistor having a vertical structure is used (see FIG. 4 (b)). In this bipolar transistor, the base width WB can be formed thin with good controllability, and the junction area between the emitter (E) 22 and the base (B) 21 can be limited to the size of the active region. Therefore, high performance such as high speed and high hFE (current amplification factor) can be achieved.

【0004】これに対し、横型のものでは、図4(a) に
示したように、たとえベース巾WBを制御性よく形成す
ることができたとしても、実効的な能動領域(図4(a)
で実線矢印→にて電流パスを記す)に対し、エミッタ
(E)19・ベース(B)17間での動作に寄与しない
余分な接合面積が、縦型構造のものに比べて増大し、こ
のため、接合容量Cjnが大きくなり、これは高速駆動に
対し大いに不利となった。さらに、図4(a) において点
線矢印で示すような、斜め分布の電流成分も、その動作
に大きく関与することとなり、縦型のものに比べてその
性能がかなり低下することとなる。
On the other hand, in the horizontal type, as shown in FIG. 4 (a), even if the base width WB can be formed with good controllability, an effective active area (see FIG. 4 (a) )
The solid junction arrow → indicates the current path), but the extra junction area that does not contribute to the operation between the emitter (E) 19 and the base (B) 17 is increased compared to the vertical structure. Therefore, the junction capacitance Cjn becomes large, which is a great disadvantage for high-speed driving. Further, the obliquely distributed current component as shown by the dotted arrow in FIG. 4 (a) also greatly contributes to the operation thereof, and the performance thereof is considerably reduced as compared with the vertical type.

【0005】なお、この図4(a) において、18は横型
バイポーラトランジスタのコレクタ(C)領域、図4
(b) において、20はn型のバルクシリコン基板、23
は縦型バイポーラトランジスタのコレクタ(C)領域で
ある。
In FIG. 4 (a), reference numeral 18 denotes the collector (C) region of the lateral bipolar transistor, and FIG.
In (b), 20 is an n-type bulk silicon substrate, and 23
Is the collector (C) region of the vertical bipolar transistor.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ここで、上述のように
SOI基板にバイポーラトランジスタを構成することを
考えると、SOI構造では、酸化膜上のSi層が0.1
μm〜0.5μmと一般に薄いため、バルクSiを用い
た場合のように、縦型のバイポーラトランジスタを作成
することは困難である。
Here, considering that the bipolar transistor is formed on the SOI substrate as described above, in the SOI structure, the Si layer on the oxide film is 0.1 or less.
Since it is generally as thin as μm to 0.5 μm, it is difficult to form a vertical bipolar transistor as in the case of using bulk Si.

【0007】また、横型構造を採用した場合、図5(a),
(b) に示すように、たとえ基板深部での接合容量Cjnの
増加がSi層をすべて接合化することによって抑えられ
たとしても、接合周辺での容量Cjnp の増加や、周辺部
での斜め電流成分(破線矢印にて記す)の発生といっ
た、バルクSiと同様の欠点が存在し、高性能なバイポ
ーラトランジスタを得ることは困難であった。
Further, when a horizontal structure is adopted, as shown in FIG.
As shown in (b), even if the increase in the junction capacitance Cjn in the deep portion of the substrate is suppressed by making all the Si layers into a junction, the increase in the capacitance Cjnp in the periphery of the junction and the oblique current in the periphery There are defects similar to those of bulk Si, such as the generation of components (indicated by broken line arrows), and it is difficult to obtain a high performance bipolar transistor.

【0008】なお、この図5(a),(b) において、1はS
OI基板を構成する絶縁物の基板、2は基板1上に形成
された酸化膜、4,5,6は酸化膜2上のSi層に形成
された横型バイポーラトランジスタのエミッタ領域,ベ
ース領域,コレクタ領域である。
In FIGS. 5 (a) and 5 (b), 1 is S
A substrate of an insulator forming an OI substrate, 2 is an oxide film formed on the substrate 1, 4, 5 and 6 are emitter regions, base regions and collectors of lateral bipolar transistors formed on the Si layer on the oxide film 2. Area.

【0009】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、SOI構造において、高性能な
バイポーラトランジスタ構造よりなる半導体装置を提供
し、さらにこの構造の実現に適した半導体装置の製造方
法を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and provides a semiconductor device having a high performance bipolar transistor structure in an SOI structure, and further, a semiconductor device suitable for realizing this structure. It aims at providing the manufacturing method of.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体装
置は、SOI構造において、表面のSi層にその下層の
酸化膜層にまで達するトレンチ溝を形成し、かつこのト
レンチ溝の側壁にエミッタ領域を、これを側面から囲む
ようにベース領域を設けたものである。
In a semiconductor device according to the present invention, in an SOI structure, a trench groove reaching an oxide film layer therebelow is formed in a surface Si layer, and an emitter region is formed on a sidewall of the trench groove. Is provided with a base region so as to surround it from the side surface.

【0011】また、この発明にかかる半導体装置の製造
方法は、SOI構造において、Si層にその下層の酸化
膜層にまで達するトレンチ溝を設ける工程と、上記トレ
ンチ溝の側壁にこれに密着するポリシリコン膜を堆積す
る工程と、このポリシリコン層よりSi層に不純物イオ
ンを拡散させてエミッタ及びベース領域を形成する工程
とを含むものである。
Also, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, in the SOI structure, a step of providing a trench groove in the Si layer down to the oxide film layer therebelow, and a method of forming a trench groove on the sidewall of the trench groove and adhering thereto. It includes a step of depositing a silicon film and a step of diffusing impurity ions from the polysilicon layer to the Si layer to form an emitter and a base region.

【0012】さらに、この発明にかかる半導体装置の製
造方法は、上記製造方法において、Si層のトレンチ溝
側壁に密着したポリシリコン膜より、まずベース領域を
形成する導電型の不純物イオンをSi層に拡散させ、次
に上記ポリシリコン膜を複数領域に分割し、次にエミッ
タとなるべき領域に接するポリシリコン膜にエミッタを
形成する導電型の不純物イオンを注入し、次に再度ポリ
シリコン膜より上記Si層に不純物イオンを拡散させて
エミッタ領域を形成するようにしたものである。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, in the above-mentioned manufacturing method, conductive type impurity ions forming a base region are first formed in the Si layer from the polysilicon film adhered to the trench groove side wall of the Si layer. Then, the polysilicon film is divided into a plurality of regions, and then impurity ions of a conductivity type for forming an emitter are implanted into the polysilicon film in contact with the region to be the emitter, and then the polysilicon film is again removed from the polysilicon film. The impurity ions are diffused into the Si layer to form an emitter region.

【0013】[0013]

【作用】この発明における半導体装置は、SOI構造に
おいて、表面のSi層にその下部の酸化膜層にまで達す
るトレンチ溝が形成され、かつこのトレンチ溝の側壁に
エミッタ領域を、これを側面から囲むようにベース領域
を設けた構造としたので、エミッタ・ベース間の不必要
な接合容量の増加を抑えることができ、さらに実効的能
動領域以外での電流成分の発生を抑えることができる。
According to the semiconductor device of the present invention, in the SOI structure, a trench groove reaching the oxide film layer thereunder is formed in the surface Si layer, and the side wall of the trench groove surrounds the emitter region. Since the base region is provided as described above, it is possible to suppress an unnecessary increase in the junction capacitance between the emitter and the base, and further it is possible to suppress the generation of a current component in a region other than the effective active region.

【0014】また、この発明の製造方法では、SOI構
造において、Si層にその下層の酸化膜層にまで達する
トレンチ溝を設ける工程と、上記トレンチ溝の側壁に密
着するポリシリコン膜を堆積する工程と、このポリシリ
コン層よりSi層に不純物イオンを拡散させてエミッタ
及びベース領域を形成させる工程とを備えたので、ベー
ス巾の一様な接合を得ることができる。
Further, in the manufacturing method of the present invention, in the SOI structure, a step of forming a trench groove in the Si layer reaching the oxide film layer thereunder, and a step of depositing a polysilicon film adhered to the side wall of the trench groove. And the step of diffusing impurity ions from the polysilicon layer to the Si layer to form the emitter and base regions, a junction having a uniform base width can be obtained.

【0015】さらに、この発明の他の製造方法では、S
i層のトレンチ溝側壁に密着したポリシリコン膜より、
まずベース領域を形成する導電型の不純物イオンをSi
層に拡散させてベース領域を形成し、次に上記ポリシリ
コン膜を複数領域に分割し、エミッタとなるべき領域に
接するポリシリコン膜にエミッタを形成する導電型の不
純物イオンを注入し、再度該ポリシリコン膜よりSi層
に不純物イオンを拡散させてエミッタ領域を形成するよ
うにしたので、ベース領域近傍でトレンチ溝に沿ってベ
ース電極を設けてベース電位を固定することが可能とな
り、より安定した動作を保障することができる。
Further, in another manufacturing method of the present invention, S
From the polysilicon film adhered to the sidewall of the trench of the i layer,
First, the conductivity type impurity ions forming the base region are Si
A base region is formed by diffusing into a layer, then the polysilicon film is divided into a plurality of regions, and a conductivity type impurity ion for forming an emitter is implanted into the polysilicon film in contact with a region to be an emitter, and the polysilicon film is again implanted. Since the emitter region is formed by diffusing the impurity ions from the polysilicon film to the Si layer, it is possible to fix the base potential by providing the base electrode along the trench groove in the vicinity of the base region, which is more stable. The operation can be guaranteed.

【0016】[0016]

【実施例】実施例1.図1は本発明の一実施例による半
導体装置を示したものである。図1(a) は本実施例の平
面図、図1(b) は図1(a) の実線I−I′部での断面図
である。これらの図において、1はSOI基板を構成す
る絶縁物の基板、2は該基板1上に形成された酸化膜、
3は該酸化膜2上のシリコン層、4はシリコン層3に形
成されたトレンチ溝の内側に設けられたエミッタ領域、
5はその外側に形成されたベース領域、6はシリコン層
3に形成されたトレンチ溝内に設けられたコレクタ領
域、7はシリコン層3,エミッタ領域4,ベース領域5
およびコレクタ領域6上に形成された酸化膜、8,8’
はポリシリコン膜であり、ポリシリコン膜8は酸化膜2
上,エミッタ領域4の側壁,酸化膜7の側壁および酸化
膜7上の一部を覆うように形成され、ポリシリコン膜
8’は酸化膜2上,コレクタ領域6の側壁,酸化膜7の
側壁および酸化膜7上の一部を覆うように形成され、か
つこのポリシリコン膜8,8’は酸化膜7上で相互に接
触しないように形成されている。
EXAMPLES Example 1. FIG. 1 shows a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 1A is a plan view of this embodiment, and FIG. 1B is a sectional view taken along the solid line I-I 'of FIG. 1A. In these figures, 1 is a substrate of an insulator that constitutes an SOI substrate, 2 is an oxide film formed on the substrate 1,
3 is a silicon layer on the oxide film 2, 4 is an emitter region provided inside the trench groove formed in the silicon layer 3,
Reference numeral 5 is a base region formed on the outside thereof, 6 is a collector region provided in a trench groove formed in the silicon layer 3, 7 is a silicon layer 3, emitter region 4, and base region 5
And an oxide film formed on the collector region 6, 8, 8 '
Is a polysilicon film, and the polysilicon film 8 is an oxide film 2
The polysilicon film 8 ′ is formed so as to cover the upper portion, the side wall of the emitter region 4, the side wall of the oxide film 7 and a part of the oxide film 7, and the polysilicon film 8 ′ is on the oxide film 2, the side wall of the collector region 6 and the side wall of the oxide film 7. The oxide film 7 is formed so as to cover a part thereof, and the polysilicon films 8 and 8'are formed so as not to contact each other on the oxide film 7.

【0017】次に、図1(a),(b) を用いて本発明の請求
項1の発明について説明する。本発明の請求項1の発明
では、SOI構造においてシリコン層3に下部酸化膜2
にまで達するトレンチ溝9が設けられ、そのトレンチ溝
9側壁にエミッタ領域4が設けられている。このように
すると、エミッタ領域4をベース領域5で完全に囲むこ
とができ、実効的なバイポーラ動作領域以外の接合面積
を大幅に減らすことができる。即ち、このような構造の
場合、横型バイポーラトランジスタでありながら、トレ
ンチ側壁に対して縦型バイポーラトランジスタを形成し
ているのと等価になり、実効的なバイポーラ動作領域以
外の接合面積はほとんどないこととなる。
Next, the invention of claim 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 (a) and 1 (b). According to the first aspect of the present invention, the lower oxide film 2 is formed on the silicon layer 3 in the SOI structure.
Is provided, and the emitter region 4 is provided on the side wall of the trench groove 9. By doing so, the emitter region 4 can be completely surrounded by the base region 5, and the junction area other than the effective bipolar operation region can be significantly reduced. That is, in the case of such a structure, although it is a lateral bipolar transistor, it is equivalent to forming a vertical bipolar transistor on the sidewall of the trench, and there is almost no junction area other than the effective bipolar operation region. Becomes

【0018】ところで、図1(b) の断面図に示されるよ
うに、Si層3の上部には酸化膜7を比較的厚い膜厚で
形成している。これはエミッタ電極となっているポリシ
リコン8が、Si層3上部表面でエミッタ・ベース領域
4,5とオーバーラップしている部分でこのSi層,酸
化膜,ポリシリコンの3者によりMOS動作が起こるこ
とがないようにするためである。
By the way, as shown in the sectional view of FIG. 1B, an oxide film 7 is formed on the Si layer 3 in a relatively thick film thickness. This is because the polysilicon 8 serving as the emitter electrode overlaps the emitter / base regions 4 and 5 on the upper surface of the Si layer 3 and the MOS operation is performed by the three members of the Si layer, the oxide film and the polysilicon. This is to prevent it from happening.

【0019】また、上記図1(a),図1(b) から明らかな
ように、本発明の請求項1の発明の構造において高性能
なものを得るためには、エミッタ領域の接合をほぼ均一
な巾とした状態で均一な幅のベース領域を形成する必要
がある。
As is clear from FIGS. 1 (a) and 1 (b) above, in order to obtain a high-performance structure of the invention according to claim 1 of the present invention, the junction of the emitter regions is almost It is necessary to form a base region having a uniform width with a uniform width.

【0020】実施例2.本発明の請求項2の発明はこの
要求を満たすようにするためのものであり、図2(a) 〜
(f) を用いてこの請求項2の発明について説明する。ま
ず、基板1,酸化膜2,Si層3からなるSOI基板を
用意し(図2(a))、そのSi層3表面に酸化膜7を設
け、レジスト24をマスクとして用いてトレンチ溝9を
掘る(図2(b))。ここで、酸化膜7はSi層3を熱酸化
して形成した熱酸化膜でもよいし、またこれはデポジシ
ョンにより形成してもよい。ただし、この酸化膜7は、
上述のように、ベース領域5でのMOS動作を妨げる程
度の厚さのものを用意しておくべきである。
Example 2. The invention of claim 2 of the present invention is for satisfying this requirement, and is shown in FIG.
The invention of claim 2 will be described with reference to (f). First, an SOI substrate including the substrate 1, the oxide film 2 and the Si layer 3 is prepared (FIG. 2 (a)), the oxide film 7 is provided on the surface of the Si layer 3, and the trenches 9 are formed using the resist 24 as a mask. Dig (Fig. 2 (b)). Here, the oxide film 7 may be a thermal oxide film formed by thermally oxidizing the Si layer 3, or may be formed by deposition. However, this oxide film 7 is
As described above, it is necessary to prepare a material having a thickness that hinders the MOS operation in the base region 5.

【0021】次に、トレンチ溝9の側壁(7と3からな
る)に密着してポリシリコン膜8(8′)をパターニン
グする(図2(c))。
Next, the polysilicon film 8 (8 ') is patterned in close contact with the side wall (consisting of 7 and 3) of the trench groove 9 (FIG. 2 (c)).

【0022】次にこのポリシリコン膜8(8’)に、エ
ミッタ(コレクタ)を形成する導電型の不純物イオンA
s+ を注入する(図2(d))。
Next, in the polysilicon film 8 (8 '), conductive type impurity ions A for forming an emitter (collector) are formed.
Inject s + (Fig. 2 (d)).

【0023】続いて、レジスト24をマスクとしてエミ
ッタ電極となるポリシリコン膜8にのみ、ベース領域を
形成する導電型の不純物イオン,この場合B+ を注入す
る(図2(e))。
Subsequently, using the resist 24 as a mask, only the polysilicon film 8 to be the emitter electrode is doped with conductive type impurity ions for forming a base region, in this case B + (FIG. 2 (e)).

【0024】この後に、ランプアニールを行うことなど
により、ポリシリコン膜8からトレンチ側壁(7,3)
に不純物イオンAs+ およびB+ を拡散させるととも
に、これを活性化させてベース領域5およびエミッタ領
域4を形成する。
Thereafter, lamp annealing is performed to remove the polysilicon film 8 from the trench sidewalls (7, 3).
Impurity ions As @ + and B @ + are diffused into and are activated to form a base region 5 and an emitter region 4.

【0025】またこのランプアニールを行うことなどに
より、ポリシリコン膜8’からトレンチ側壁(7,3)
に不純物イオンAs+ を拡散させるとともに、これを活
性化させてコレクタ領域6を形成する。
Further, by performing this lamp anneal, etc., the polysilicon film 8'is removed from the trench sidewalls (7, 3).
Impurity ions As @ + are diffused into and are activated to form collector region 6.

【0026】図2に示す上記実施例では、npn型トラ
ンジスタの例を示しているので、n型領域(エミッタ,
コレクタ)にはヒ素,p型領域(ベース)にはボロンを
注入している。このように、不純物イオンを選べば、S
iでの拡散係数はボロンの方がヒ素に比べて大きいた
め、エミッタ領域のn層4は、図2(f) に示すように、
完全にベースのp層5で覆うことができる。また、これ
らの不純物は側壁から一様に拡散されるため、ベース巾
WB は均一となる。この均一性を良くする目的に鑑み、
トレンチ溝9側壁はできるだけ下部酸化膜層2に対し垂
直に形成することが望ましい。
In the above embodiment shown in FIG. 2, since an example of an npn type transistor is shown, an n type region (emitter, emitter,
Arsenic is implanted in the collector and boron is implanted in the p-type region (base). Thus, if impurity ions are selected, S
Since the diffusion coefficient at i is larger in boron than in arsenic, the n-layer 4 in the emitter region is as shown in FIG. 2 (f).
It can be completely covered by the p-layer 5 of the base. Further, since these impurities are uniformly diffused from the side wall, the base width WB becomes uniform. In view of the purpose of improving this uniformity,
It is desirable that the side wall of the trench groove 9 be formed as perpendicular to the lower oxide film layer 2 as possible.

【0027】この後にポリシリコン膜8,エミッタ領域
4上を覆う領域を酸化膜で枠付けし、ベース領域5上の
部分からコンタクトを開口してベース領域5と接触する
ベース電極を設けるようにすれば、横型バイポーラトラ
ンジスタが得られる。しかしこのベース電極を設ける場
合に若干注意を要する。以下、この点につき、図1の実
線IIで囲まれた領域を示す図3(a),(b) を用いて説明す
る。
After that, a region covering the polysilicon film 8 and the emitter region 4 is framed with an oxide film, and a contact is opened from a portion on the base region 5 to provide a base electrode in contact with the base region 5. Thus, a lateral bipolar transistor can be obtained. However, some caution is required when providing this base electrode. This point will be described below with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b) showing the region surrounded by the solid line II in FIG.

【0028】本発明の請求項2の発明によると、ポリシ
リコン膜8から拡散したボロンとヒ素の接合の拡がり
は、Siへの拡散係数の差のみにより形成される。従っ
て、このベース接合の部分(図3(a) のベース領域5の
トレンチ側壁と接する部分の巾)にベース電極を設ける
ことはサイズ的に困難であろうと考えられ、図3(a) に
示すようにSi層3のトレンチ側壁に前記ポリシリコン
膜8をマスクとして用いてp型イオンを注入し、これを
拡散させることによってベースのp+ 領域を拡げる
(5’)必要があると考えられる(図3(a) において、
5はポリシリコン膜8からの拡散によるベース領域、
5′はSi層3の側壁にp型イオンのイオン注入を行
い、ベース接合を拡げたものを示す)。
According to the second aspect of the present invention, the spread of the junction between boron and arsenic diffused from the polysilicon film 8 is formed only by the difference in the diffusion coefficient to Si. Therefore, it is considered to be difficult in terms of size to provide a base electrode in this base junction portion (width of the portion in contact with the trench side wall of the base region 5 in FIG. 3 (a)), as shown in FIG. 3 (a). As described above, it is considered necessary to expand (5 ') the p + region of the base by injecting p-type ions into the trench sidewall of the Si layer 3 using the polysilicon film 8 as a mask and diffusing the ions. In Figure 3 (a),
5 is a base region by diffusion from the polysilicon film 8,
Reference numeral 5'denotes a base junction expanded by implanting p-type ions into the side wall of the Si layer 3).

【0029】但し、ここでこのp+ 注入によりエミッタ
のn+ 領域4が補償(n型イオンがp型イオンにより減
少)され、エミッタ電極となるポリシリコン膜8のエッ
ジ近傍ではn型領域4が一部p反転する。ここで、もし
図3(b) に示すように、n+領域4がエミッタ電極8が
トレンチ側壁に接している領域にまで後退した場合、エ
ミッタ電極8がベース領域5とショートしてしまうこと
となる。
However, the p + implantation compensates the n + region 4 of the emitter (n-type ions are reduced by p-type ions), and the n-type region 4 is formed near the edge of the polysilicon film 8 serving as the emitter electrode. Invert part of p. Here, as shown in FIG. 3B, if the n + region 4 recedes to a region where the emitter electrode 8 is in contact with the trench side wall, the emitter electrode 8 may short-circuit with the base region 5. Become.

【0030】本発明の請求項3の発明はこのような不具
合を解消するためになされたものであり、トレンチ側壁
に沿ってベース領域近傍でベース電極を設け、ベース電
位を低抵抗にて安定してとれるようにしたものである。
The invention according to claim 3 of the present invention has been made to solve such a problem, and a base electrode is provided near the base region along the side wall of the trench to stabilize the base potential with a low resistance. It was designed to be able to be taken.

【0031】実施例3.以下、図6(a) 〜(g) を用い
て、この発明の請求項3の発明である製造方法について
説明する。
Example 3. The manufacturing method according to claim 3 of the present invention will be described below with reference to FIGS. 6 (a) to 6 (g).

【0032】まず、本発明の請求項2の発明にて説明し
たのと同様に、シリコン層3と酸化膜7の側壁にトレン
チ溝を形成する(図6(a) の断面図、図6(b) の平面
図)。
First, in the same manner as described in the second aspect of the present invention, a trench groove is formed in the side wall of the silicon layer 3 and the oxide film 7 (the sectional view of FIG. 6 (a), FIG. (b) Plan view).

【0033】次にエミッタ,コレクタとなる領域にトレ
ンチ側壁に密着してポリシリコン電極30,30′を形
成する(図6(c))。
Then, polysilicon electrodes 30 and 30 'are formed in close contact with the sidewalls of the trenches in the regions to be the emitter and collector (FIG. 6C).

【0034】次にこれらポリシリコン電極30にp型イ
オンであるボロン、ポリシリコン電極30′にn型イオ
ンであるヒ素を注入し、ランプアニールなどにより、こ
れらポリシリコン電極30,30′から不純物イオンB
+ ,As+ をシリコン層3に拡散させ、かつ活性化さ
せ、ベース部5,コレクタ部6を作成する(図6(d))。
Next, boron, which is a p-type ion, is implanted into these polysilicon electrodes 30, and arsenic, which is an n-type ion, is implanted into the polysilicon electrode 30 ', and impurity ions are implanted from these polysilicon electrodes 30, 30' by lamp annealing or the like. B
+ And As + are diffused in the silicon layer 3 and activated to form the base portion 5 and the collector portion 6 (FIG. 6 (d)).

【0035】次に、エミッタ側のポリシリコン電極を、
ベース電極30とエミッタ電極30”とにパターニング
する(図6(e))。
Next, the polysilicon electrode on the emitter side is
Patterning is performed on the base electrode 30 and the emitter electrode 30 ″ (FIG. 6 (e)).

【0036】次にこの分割したポリシリコン電極群のう
ち、エミッタ電極30”となる領域にのみエミッタとな
るヒ素、及びベース幅を確保するために必要であればベ
ースとなるボロンを注入する。図6(f) の領域31はこ
の注入の際のレジスト開口部を示している。
Next, in this divided polysilicon electrode group, arsenic serving as an emitter and boron serving as a base are implanted only in a region serving as an emitter electrode 30 ", if necessary to secure a base width. A region 31 of 6 (f) shows a resist opening at the time of this implantation.

【0037】この後に、再度ランプアニールを行うこと
により、エミッタ電極30”よりn型のヒ素,p型のボ
ロンを拡散させ、活性化させてエミッタ領域4,ベース
領域5を形成することにより、バイポーラトランジスタ
を得ることができる(図6(g))。
After that, lamp annealing is performed again to diffuse and activate n-type arsenic and p-type boron from the emitter electrode 30 ″ to form the emitter region 4 and the base region 5, thereby forming the bipolar region. A transistor can be obtained (Fig. 6 (g)).

【0038】このような、本実施例の方法によれば、後
工程でイオン注入を行うことなく、ベース電極30の形
成が可能であり、エミッタ30”電極のベースとのショ
ートを抑えることができる。また、ベース電極30はト
レンチ側壁に沿ってエミッタ接合4,ベース接合5近傍
で設けることが可能なため、ベース電位を低抵抗にて安
定してとることが可能である。
According to the method of this embodiment as described above, the base electrode 30 can be formed without performing ion implantation in a later step, and a short circuit between the emitter 30 ″ electrode and the base can be suppressed. Further, since the base electrode 30 can be provided near the emitter junction 4 and the base junction 5 along the side wall of the trench, it is possible to stably take the base potential with low resistance.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上のように、この発明にかかる半導体
装置によれば、SOI構造において、表面のSi層に下
部の酸化膜層にまで達するトレンチ溝を形成し、かつこ
のトレンチ溝の側壁にエミッタ領域を設けた構造とした
ので、エミッタ・ベース間の不必要な接合容量の増加を
抑えることができ、さらに実効的能動領域以外での電流
成分の発生を抑えることのできる横型バイポーラトラン
ジスタが得られる。
As described above, according to the semiconductor device of the present invention, in the SOI structure, the trench groove reaching the lower oxide film layer is formed in the Si layer on the surface, and the sidewall of the trench groove is formed. Since the structure is provided with the emitter region, it is possible to obtain a lateral bipolar transistor that can suppress an unnecessary increase in the junction capacitance between the emitter and the base and further suppress the generation of a current component outside the effective active region. Be done.

【0040】また、この発明にかかる製造方法によれ
ば、SOI構造において、Si基板に下層の酸化膜層に
まで達するトレンチ溝を設ける工程と、上記トレンチ溝
の側壁に密着するポリシリコン膜を堆積する工程と、こ
のポリシリコン層よりSi層に不純物イオンを拡散させ
てエミッタ及びベース領域を形成させる工程とを備え、
トレンチ溝側壁に密着したポリシリコン膜よりエミッタ
・ベースを形成する不純物イオンをSi層に拡散させる
ようにしたため、均一なベース巾の横型バイポーラトラ
ンジスタを得ることができる。
Further, according to the manufacturing method of the present invention, in the SOI structure, a step of forming a trench groove reaching the lower oxide film layer in the Si substrate, and a polysilicon film adhered to the sidewall of the trench groove are deposited. And a step of diffusing impurity ions from the polysilicon layer to the Si layer to form the emitter and base regions,
Since the impurity ions forming the emitter / base are diffused into the Si layer from the polysilicon film adhered to the side wall of the trench groove, a lateral bipolar transistor having a uniform base width can be obtained.

【0041】さらに、この発明の製造方法によれば、エ
ミッタ・ベースとなるべき領域にポリシリコン膜を形成
し、これよりベースと同じ導電型の不純物イオンを拡散
させ、さらにこのポリシリコン膜をエミッタ・ベース電
極にそれぞれ分割したのち、エミッタ電極にエミッタ形
成に必要な不純物イオンを注入し、再度シリコン層にこ
の不純物イオンを拡散させるようにしたので、エミッタ
電極のベースとのショートを防ぎ、低抵抗にベース電極
を設けることができる。
Furthermore, according to the manufacturing method of the present invention, a polysilicon film is formed in a region to be an emitter / base, impurity ions of the same conductivity type as the base are diffused from the polysilicon film, and the polysilicon film is used as an emitter.・ Since it is divided into base electrodes, impurity ions necessary for emitter formation are injected into the emitter electrode, and these impurity ions are diffused again into the silicon layer, so that short circuit with the base of the emitter electrode is prevented and low resistance is achieved. A base electrode can be provided on the.

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

【図1】請求項1の発明の一実施例による半導体装置を
示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】請求項2の発明の一実施例による半導体装置の
製造方法を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the invention of claim 2;

【図3】請求項1の発明の一実施例による半導体装置に
おいて、ベース電極を形成する際の不具合を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a defect in forming a base electrode in the semiconductor device according to the first embodiment of the invention.

【図4】従来のバイポーラトランジスタの簡単な構造
図。
FIG. 4 is a simple structural diagram of a conventional bipolar transistor.

【図5】SOI構造の横型バイポーラトランジスタの構
造図。
FIG. 5 is a structural diagram of a lateral bipolar transistor having an SOI structure.

【図6】請求項3の発明の一実施例による半導体装置の
製造方法を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the invention of claim 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 酸化膜 3 Si層 4 エミッタ領域 5 ベース領域 6 コレクタ領域 7 酸化膜 8 エミッタ電極 17 ベース領域 18 コレクタ領域 19 エミッタ領域 21 ベース領域 22 エミッタ領域 23 コレクタ領域 1 substrate 2 oxide film 3 Si layer 4 emitter region 5 base region 6 collector region 7 oxide film 8 emitter electrode 17 base region 18 collector region 19 emitter region 21 base region 22 emitter region 23 collector region

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 SOI(Silicon on Insulator) 基板上
に形成されるバイポーラトランジスタ半導体装置におい
て、 表面のSi層に下部の酸化膜層にまで達するトレンチ溝
が形成され、 このトレンチ溝の側壁にエミッタ領域が、これを側面か
ら囲むように領域が設けられていることを特徴とする半
導体装置。
1. In a bipolar transistor semiconductor device formed on an SOI (Silicon on Insulator) substrate, a trench groove reaching the lower oxide film layer is formed in a Si layer on the surface, and an emitter region is formed on a sidewall of the trench groove. However, the semiconductor device is characterized in that a region is provided so as to surround the side face.
【請求項2】 請求項1記載のバイポーラトランジスタ
を製造する方法において、 表面のSi層に下部の酸化膜層にまで達するトレンチ溝
を設ける工程と、 上記Si層のトレンチ溝の側壁に、これに密着する導電
膜層を形成する工程と、 上記導電膜層より上記Si層のトレンチ側壁に不純物イ
オンを拡散させてベース領域及びエミッタ領域を形成す
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。
2. The method for manufacturing a bipolar transistor according to claim 1, wherein a step of forming a trench groove in the surface Si layer reaching the lower oxide film layer, and forming a trench groove in the sidewall of the trench groove of the Si layer. Manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a contacting conductive film layer; and diffusing impurity ions from the conductive film layer to trench sidewalls of the Si layer to form a base region and an emitter region. Method.
【請求項3】 請求項1記載のバイポーラトランジスタ
を製造する方法において、 表面のSi層に下部の酸化膜層にまで達するトレンチ溝
を設ける工程と、 上記Si層のトレンチ溝の側壁に、これに密着する導電
膜層を形成する工程と、 上記導電膜層よりベース領域を形成する第1導電型の不
純物イオンを、上記Si層のトレンチ側壁に拡散させる
工程と、 上記導電膜層を複数の領域に分割する工程と、 該分割した導電膜層のうち、エミッタ電極となる導電膜
層より上記Si層のトレンチ溝の側壁にエミッタ領域を
形成する第2導電型の不純物イオンを拡散させる工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. The method of manufacturing a bipolar transistor according to claim 1, wherein a step of forming a trench groove in the surface Si layer reaching the lower oxide film layer, and a step of forming a trench groove in the sidewall of the trench groove of the Si layer. Forming a contacting conductive film layer, diffusing first conductive type impurity ions forming a base region from the conductive film layer into a trench sidewall of the Si layer, and forming the conductive film layer into a plurality of regions. And a step of diffusing second-conductivity-type impurity ions that form an emitter region in the side wall of the trench groove of the Si layer from the conductive film layer serving as an emitter electrode in the divided conductive film layer. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6853048B1 (en) * 2000-08-11 2005-02-08 Agere Systems Inc. Bipolar transistor having an isolation structure located under the base, emitter and collector and a method of manufacture thereof
US6958518B2 (en) 2001-06-15 2005-10-25 Agere Systems Inc. Semiconductor device having at least one source/drain region formed on an isolation region and a method of manufacture therefor

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