JPH0536712A - 半導体集積回路装置および製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置および製造方法

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JPH0536712A
JPH0536712A JP19285391A JP19285391A JPH0536712A JP H0536712 A JPH0536712 A JP H0536712A JP 19285391 A JP19285391 A JP 19285391A JP 19285391 A JP19285391 A JP 19285391A JP H0536712 A JPH0536712 A JP H0536712A
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JP
Japan
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groove
region
collector
polysilicon
port
Prior art date
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Pending
Application number
JP19285391A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirohisa Higuchi
裕久 樋口
Hiroyuki Takase
博行 高瀬
Masami Harada
雅美 原田
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.)
Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 ベース領域の近傍に浅いトレンチ・アイソレ
ーションを形成するとともに、この浅いトレンチ・アイ
ソレーションの底部の絶縁膜を除去してポリシリコンを
充填することで、トレンチ・アイソレーション内部その
ものをコレクタ引上げ口としてしまうようにした。 【効果】 エミッタ領域とコレクタ引上げ口との間のリ
ーク電流を防止するとともに、コレクタ引上げ口や分離
領域の形成プロセスが簡単でしかも素子サイズを小さく
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体技術さらには
半導体集積回路装置に適用して特に有効な技術に関する
もので、例えば半導体集積回路におけるバイポーラ・ト
ランジスタの形成に利用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、バイポーラ集積回路においては、
各素子間を分離するアイソレーション領域として、熱酸
化による厚いフィールド酸化膜の代わりに、半導体基板
に溝を掘って内側に絶縁膜を形成してから誘電体で埋め
てなるいわゆるトレンチ・アイソレーションを使用し
て、ベース領域やコレクタ領域(埋込層)の周囲をほぼ
垂直なアイソレーション領域の壁に接触させて接合面積
を減らすことによって、ベース・コレクタ間やコレクタ
・基板間の接合容量を低減し、トランジスタの高速化を
図ると共に、集積度をも向上させるようにした技術が提
案されている(例えば、特開昭60−103642号公
報)。一方、ベース領域とコレクタ引上げ口との分離に
関しては、フィールド酸化膜を用いたものと、素子間分
離用のトレンチ・アイソレーションよりも浅いトレンチ
・アイソレーションで分離するようにしたものとが提案
されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のフィールド酸化
膜を用いてベース領域とコレクタ引上げ口との分離を行
なう構造においては、フィールド酸化膜がトレンチ・ア
イソレーションに比べて面積が大きくなるため素子サイ
ズが大きくなり高集積化が困難になるとともに、フィー
ルド酸化膜はそれほど深く形成されないため、エミッタ
領域とコレクタ引上げ口との間でリーク電流が流れ易い
という欠点がある。一方、ベース領域とコレクタ引上げ
口との間を浅いトレンチ・アイソレーションで分離する
ようにしたものにあっては、トレンチ・アイソレーショ
ンの溝を2回に分けて形成するとともにコレクタ引上げ
口への不純物の打込みやコンタクト穴の開口等が必要と
なり、プロセスが複雑になるという問題点がある。
【0004】本発明の目的は、エミッタ領域とコレクタ
引上げ口との間のリーク電流を防止するとともに、コレ
クタ引上げ口や分離領域の形成プロセスが簡単でしかも
素子サイズを小さくすることができるような半導体技術
を提供することにある。この発明の前記ならびにそのほ
かの目的と新規な特徴については、本明細書の記述およ
び添附図面から明らかになるであろう。
【0005】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のと
おりである。すなわち、ベース領域とコレクタ引上げ口
との間に浅いトレンチ・アイソレーションを形成すると
ともに、この浅いトレンチ・アイソレーションの底部の
絶縁膜を除去してポリシリコンを充填することで、トレ
ンチ・アイソレーション内部そのものをコレクタ引上げ
口としてしまうようにしたものである。また、上記の場
合、浅い溝と深い溝を形成し、その内壁に絶縁膜を形成
してからホトレジストを全面的に塗付し、これを感光せ
ずにレジストのエッチバックを行なって深い方の溝内に
のみホトレジストを残してこれをマスクにして浅い方の
溝の底部の絶縁膜を除去してからポリシリコンを充填さ
せるようにする。
【0006】
【作用】上記した手段によれば、ベース領域とコレクタ
引上げ口との分離にトレンチ・アイソレーションを用い
ているためフィールド酸化膜を用いた場合に比べてアイ
ソレーション領域を深く形成できエミッタ領域とコレク
タ引上げ口との間のリーク電流を防止できる。また、ト
レンチ・アイソレーション内部そのものをコレクタ引上
げ口としているため、ベース領域とコレクタ引上げ口と
の分離にトレンチ・アイソレーションを形成する場合に
比べて素子サイズを小さくすることができ、しかも自己
整合的に形成でるためトランジスタの特性のバラツキも
小さくすることができる。
【0007】さらに、浅い溝と深い溝を形成し、その内
壁に絶縁膜を形成してからホトレジストを全面的に塗付
し、これを感光せずにレジストのエッチバックを行なっ
て深い方の溝内にのみホトレジストを残してこれをマス
クにして浅い方の溝の底部の絶縁膜を除去するようにす
れば、マスクおよび露光工程を追加することなく浅い方
の溝の底部の絶縁膜の除去およびコレクタ引上げ口形成
のためのイオン打込みができるため、コレクタ引上げ口
へのイオン打込みのマスクが不要になる分従来に比べて
プロセスを簡略化することができる。
【0008】
【実施例】以下図面を用いて本発明の一実施例を説明す
る。図1〜図6は、本発明を適用したバイポーラ・トラ
ンジスタの一実施例を製造工程順に示したものである。
先ず、P型単結晶シリコンからなる半導体基板1の表面
に、酸化シリコン膜等をマスクにして選択的にN型不純
物を導入して、N+型埋込層2を形成する。N+型埋込
層2の上には気相成長法によりN−型エピタキシャル層
3を形成した後、熱酸化を行なって基板表面に酸化シリ
コン膜4を形成する。それから、酸化シリコン膜4の上
に窒化シリコン膜5をCVD法等により被着した後、こ
の窒化シリコン膜5には、素子の境界(トランジスタが
形成されるべき領域の周囲)に相当する部分及びコレク
タ引上げ口となる部分に開口部5a,5bを形成する
(図1参照)。
【0009】次に、ホトレジストを塗付して露光し、コ
レクタ引上げ口となる部分を覆うようにレジスト6を残
し、上記窒化シリコン膜5をエッチングマスクとして1
回目の異方性ドライエッチングを行なって、まずN-型
エピタキシャル層3を貫通してN+型埋込層2に達する
ような溝1a,1aを形成する(図2参照)。それか
ら、上記レジスト6を除去して2回目の異方性ドライエ
ッチングを行ない、N+型埋込層2を貫通して半導体基
板1の表面まで達するような深い溝1A,1Aとエピタ
キシャル層3のみを貫通するような浅い溝1bとを形成
する(図3参照)。
【0010】しかる後、熱酸化を行なって溝の内壁に酸
化シリコン膜を形成し、さらに必要に応じて窒化シリコ
ン膜等の被着を行なったりして、溝内に絶縁膜7を形成
する。それから、ホトレジストを全面的に塗付した後、
感光せずにレジストのエッチバックを行なって深い方の
溝1A,1A内にのみホトレジスト8を残す。そして、
上記絶縁膜7およびホトレジスト8をマスクにして反応
性イオンエッチングを行なって浅い方の溝1bの底部の
絶縁膜を除去し、N+型埋込層2の一部を露出させる
(図4参照)。次に、深い方の溝1A,1A内のホトレ
ジスト8を除去してからポリシリコンを全面的に被着し
てエッチバックを行なって溝1A,1Aおよび1b内に
ポリシリコン9を残す。そして、リンのようなN型不純
物をイオン打込みでポリシリコン9に導入してこれを低
抵抗化する。これによって、浅い溝1b内には、N型ポ
リシリコンからなるコレクタ引上げ口が形成される(図
5参照)。
【0011】次に、熱酸化を行なって各ポリシリコン9
の表面に酸化シリコン膜10を形成してから、マスクと
なった窒化シリコン膜5を一旦除去し、選択的イオン打
込み等によりベース領域11、エミッタ領域12を形成
する。それから、窒化シリコン膜および/またはPSG
(リン・シリケート・ガラス膜)のような層間絶縁膜1
3を被着し、この層間絶縁膜13および上記酸化シリコ
ン膜4,10にベース、エミッタおよびコレクタのコン
タクト穴をあける。その後、アルミニウム層を全面的に
蒸着してからパターニングを行なって、アルミ電極22
a,22b,22cを形成して図6に示すような状態と
される。
【0012】図6の状態の後は、アルミ電極22a〜2
2cの上にファイナル・パッシベーション膜が形成され
て完成状態とされる。なお、上記実施例では、ベース領
域11およびエミッタ領域12の形成を、イオン打ち込
みによって行なうと説明したが、酸化シリコン膜4に開
口部を形成してからポリシリコンを被着し、このポリシ
リコンからの不純物拡散によってベース領域11および
エミッタ領域12をそれぞれ形成するようにしてもよ
い。
【0013】なお、上記実施例では、素子間分離用のト
レンチ・アイソレーション領域となる深い溝とコレクタ
引上げ口となる浅い溝を分離して形成しているが、図7
に示すように、これらの溝を連続させて階段状に形成さ
せてさらに集積度を高めるようにしても良い。この場
合、トレンチ・アイソレーション領域内のポリシリコン
にコレクタ電圧が印加されるため、基板との間の寄生容
量がコレクタ端子に接続されることになる。しかし、バ
イポーラ集積回路を構成するトランジスタの中には、コ
レクタ端子が電源電圧端子に接続され電位が変化しない
ものもあるので、そのようなトランジスタには図7の構
造を適用にし、コレクタ電位の変動するトランジスタに
は図6のような構造を適用することで寄生容量による特
性劣化を回避しつつ集積度を高めることができる。
【0014】以上説明したように、上記実施例は、ベー
ス領域の近傍に浅いトレンチ・アイソレーションを形成
するとともに、この浅いトレンチ・アイソレーションの
底部の絶縁膜を除去してポリシリコンを充填すること
で、トレンチ・アイソレーション内部そのものをコレク
タ引上げ口としてしまうようにしたので、ベース領域と
コレクタ引上げ口との分離にフィールド酸化膜を用いた
場合に比べてアイソレーション領域を深く形成できエミ
ッタ領域とコレクタ引上げ口との間のリーク電流を防止
できる。また、トレンチ・アイソレーション内部そのも
のをコレクタ引上げ口としているため、ベース領域とコ
レクタ引上げ口との分離にトレンチ・アイソレーション
を形成する場合に比べて素子サイズを小さくすることが
でき、しかも自己整合的に形成でるためトランジスタの
特性のバラツキも小さくすることができる。
【0015】また、コレクタ引上げ口の浅い溝と素子分
離領域の深い溝を形成し、その内壁に絶縁膜を形成して
からホトレジストを全面的に塗付し、これを感光せずに
レジストのエッチバックを行なって深い方の溝内にのみ
ホトレジストを残してこれをマスクにして浅い方の溝の
底部の絶縁膜を除去してからポリシリコンを充填させる
ようにしたので、マスクおよび露光工程を追加すること
なく浅い方の溝の底部の絶縁膜の除去およびコレクタ引
上げ口形成のためのイオン打込みができるため、コレク
タ引上げ口へのイオン打込みのマスクが不要になる分従
来に比べてプロセスを簡略化することができるという効
果がある。
【0016】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、上
記実施例ではコレクタ引上げ口となる浅い溝内にポリシ
リコンを充填してからN型不純物を導入しているが、N
型不純物を含有したポリシリコンを直接溝内に充填する
ことも可能である。以上の説明では主として本発明者に
よってなされた発明をその背景となった利用分野である
バイポーラ・トランジスタの形成に適用した場合につい
て説明したが、この発明はそれに限定されるものでな
く、半導体集積回路一般に利用することができる。
【0017】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
のとおりである。すなわち、バイポーラ・トランジスタ
の構造において、エミッタ領域とコレクタ引上げ口との
間のリーク電流を防止するとともに、コレクタ引上げ口
や分離領域の形成プロセスが簡単でしかも素子サイズを
小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を縦型バイポーラ・トランジスタの形成
に適用した場合の一実施例を製造工程順に示す断面図で
ある。
【図2】本発明を縦型バイポーラ・トランジスタの形成
に適用した場合の一実施例を製造工程順に示す断面図で
ある。
【図3】本発明を縦型バイポーラ・トランジスタの形成
に適用した場合の一実施例を製造工程順に示す断面図で
ある。
【図4】本発明を縦型バイポーラ・トランジスタの形成
に適用した場合の一実施例を製造工程順に示す断面図で
ある。
【図5】本発明を縦型バイポーラ・トランジスタの形成
に適用した場合の一実施例を製造工程順に示す断面図で
ある。
【図6】本発明を縦型バイポーラ・トランジスタの形成
に適用した場合の一実施例を製造工程順に示す断面図で
ある。
【図7】本発明の第2の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 N+型埋込層(コレクタ領域) 10 ベース領域 11 エミッタ領域 22a,22b,22c アルミ電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高瀬 博行 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 原田 雅美 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板の一主面上に形成され周囲が
    深いトレンチ・アイソレーションからなる分離領域で囲
    まれてなる素子領域には、ベース領域とエミッタ領域が
    形成されているとともに、上記分離領域の内側には上記
    ベース領域に隣接して浅いトレンチ・アイソレーション
    構造のコレクタ引上げ口が形成されてなることを特徴と
    する半導体集積回路装置。
  2. 【請求項2】 半導体基板の一主面上の素子となる領域
    の周囲に深い溝を、またコレクタ引上げ口となる部分に
    浅い溝を形成し、その内壁に絶縁膜を形成してからホト
    レジストを全面的に塗付した後エッチバックを行なって
    深い方の溝内にのみホトレジストを残し、これをマスク
    にして浅い方の溝の底部の絶縁膜を除去してからポリシ
    リコンを充填させてコレクタ引上げ領域を形成するよう
    にことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
JP19285391A 1991-08-01 1991-08-01 半導体集積回路装置および製造方法 Pending JPH0536712A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0786390A (ja) * 1993-06-24 1995-03-31 Nec Corp 半導体集積回路の製造方法
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