JPH0574790A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

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JPH0574790A
JPH0574790A JP23328691A JP23328691A JPH0574790A JP H0574790 A JPH0574790 A JP H0574790A JP 23328691 A JP23328691 A JP 23328691A JP 23328691 A JP23328691 A JP 23328691A JP H0574790 A JPH0574790 A JP H0574790A
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JP
Japan
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region
epitaxial layer
collector
transistor
base
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Hiroshi Goto
広志 後藤
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide a method of manufacturing a semiconductor device which is protected against punch-through, where vertical transistors and lateral transistors are concurrently formed through a manufacturing method excellent in conformity, the lateral transistors are lessened in base region resistance, and a semiconductor device application for a high frequency operation. CONSTITUTION:In a lateral transistor, a buried layer 2 and an epitaxial layer 3 are formed on a substrate 1, an emitter region 4, a collector region 5, an intrinsic base region, an outer base compensation diffusion region 9 higher than the epitaxial layer 3 in impurity concentration, and a collector contact region 13 are formed on the epitaxial layer 3, and a field insulating film 23, an emitter lead-out electrode, a collector lead-out electrode, a base lead-out electrode, and an insulating film 25 are formed on the epitaxial layer 3.

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、半導体装置及びその製
造方法に関し、特にエミッタ領域とコレクタ領域とベー
ス領域との並び方向を基板の面に対し水平にした横型ト
ランジスタを有する半導体装置及びその製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor device having a lateral transistor in which the direction of arrangement of an emitter region, a collector region and a base region is horizontal with respect to a surface of a substrate and its manufacture. Regarding the method.

【0002】近年、LSIの多機能化や低消費電力化を
はかる手段として共通の基板にNPNトランジスタとP
NPトランジスタとを組合わせたトランジスタが検討さ
れてきたが、通常、工程数を削減するため、一方を縦
型、他方を横型にしたものが作製されていた。
In recent years, an NPN transistor and a P-type transistor are formed on a common substrate as a means for increasing the multifunctionality and reducing the power consumption of LSIs.
A transistor in combination with an NP transistor has been studied, but in general, one having a vertical type and the other having a horizontal type has been manufactured in order to reduce the number of steps.

【0003】しかし、横型トランジスタにおけるベース
抵抗が大きく、高周波動作に対応できないといった問題
点があった。このため、横型トランジスタの性能の向上
が要求されている。
However, there has been a problem that the lateral transistor has a large base resistance and cannot cope with high frequency operation. Therefore, improvement in the performance of the lateral transistor is required.

【0004】[0004]

【従来技術】図4に従来の横型トランジスタの一例を示
す。図4はPNPトランジスタの場合で、1は導電型p
の半導体基板、2はn+ の埋没拡散層、3はn- のエピ
タキシャル層、4はp+ のエミッタ領域、5はp+ のコ
レクタ領域、6はベース領域、7はn- の真性ベース領
域、8はn+ の外部ベース領域、10はn+ のベースコン
タクト領域、11はp+ のポリシリコンのエミッタ引き出
し電極、12はp+ のポリシリコンのコレクタ引き出し電
極、13はn+ のポリシリコンのベース引き出し電極、23
はフィールド絶縁膜、24は素子分離絶縁領域、25は絶縁
膜である。
2. Description of the Related Art FIG. 4 shows an example of a conventional lateral transistor. FIG. 4 shows a case of a PNP transistor, and 1 is a conductivity type p.
Semiconductor substrate, 2 is an n + buried diffusion layer, 3 is an n epitaxial layer, 4 is a p + emitter region, 5 is a p + collector region, 6 is a base region, and 7 is an n intrinsic base region. , 8 is an n + external base region, 10 is an n + base contact region, 11 is a p + polysilicon emitter extraction electrode, 12 is a p + polysilicon collector extraction electrode, and 13 is an n + polysilicon Base extraction electrode, 23
Is a field insulating film, 24 is an element isolation insulating region, and 25 is an insulating film.

【0005】一般に横型トランジスタは図4のごとく、
エミッタ領域4と、コレクタ領域5と、ベース領域6と
が基板1の面に対し水平方向に隣接して形成されること
を特徴としている。
Generally, a lateral transistor is as shown in FIG.
The emitter region 4, the collector region 5, and the base region 6 are characterized by being formed adjacent to each other in the horizontal direction with respect to the surface of the substrate 1.

【0006】また、図4からわかるように、エピタキシ
ャル層3は埋没拡散層2上に基板1と平行に形成された
のち、エピタキシャル層3上にエミッタ領域4及びコレ
クタ領域5を形成するため、エピタキシャル層3が真性
ベース領域7及び真性ベース領域7直下の外部ベース領
域8となっていた。
Further, as can be seen from FIG. 4, since the epitaxial layer 3 is formed on the buried diffusion layer 2 in parallel with the substrate 1, the emitter region 4 and the collector region 5 are formed on the epitaxial layer 3 so that The layer 3 was the intrinsic base region 7 and the extrinsic base region 8 immediately below the intrinsic base region 7.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】図4に示されるよう
に、縦型トランジスタと同一工程で横型トランジスタの
形成を行う場合、縦型トランジスタの工程にあわせて横
型トランジスタの形成を行っていたため、横型トランジ
スタの真性ベース領域7の不純物分布は最適化された状
態ではなかった。すなわち、通常、真性ベース領域7の
不純物濃度は縦型トランジスタのコレクタ領域15の濃度
と同じに設定されるので、真性ベース領域7及びその直
下の外部ベース領域8の不純物濃度が低くなっていた。
それによって、横型トランジスタのベース領域6の抵抗
率が高くなり、その結果、高周波動作に不適当な横型ト
ランジスタしかできず、性能のすぐれた相補型接続され
た出力トランジスタの実現ができないといった問題点が
あった。
As shown in FIG. 4, when a lateral transistor is formed in the same process as the vertical transistor, the lateral transistor is formed in accordance with the process of the vertical transistor. The impurity distribution in the intrinsic base region 7 of the transistor was not in an optimized state. That is, since the impurity concentration of the intrinsic base region 7 is usually set to be the same as the concentration of the collector region 15 of the vertical transistor, the impurity concentration of the intrinsic base region 7 and the external base region 8 immediately below it are low.
As a result, the resistivity of the base region 6 of the lateral transistor becomes high, and as a result, only a lateral transistor unsuitable for high frequency operation can be produced, and a complementary connected output transistor with excellent performance cannot be realized. there were.

【0008】従って、本発明は縦型トランジスタと横型
トランジスタが同一基板上に形成された半導体装置にお
いて、縦型トランジスタとの整合性がすぐれたまま、横
型トランジスタのベース領域6の抵抗率を低減させ、高
周波動作に適した横型トランジスタを提供することを目
的とする。
Therefore, according to the present invention, in a semiconductor device in which a vertical transistor and a horizontal transistor are formed on the same substrate, the resistivity of the base region 6 of the horizontal transistor is reduced while the matching with the vertical transistor is excellent. An object of the present invention is to provide a lateral transistor suitable for high frequency operation.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】図1のように、本発明
は、基板1に不純物濃度が高い埋没拡散層2及び不純物
濃度が低いエピタキシャル層3が堆積し、エピタキシャ
ル層3にエミッタ領域4とコレクタ領域5とベース領域
6とが基板1の面に対し水平方向に隣接している横型ト
ランジスタの基本構造のもとで、真性ベース領域7直下
のエピタキシャル層3に形成された、外部ベース補償拡
散層9と、エピタキシャル層3よりも不純物濃度を高く
した真性ベース領域8とを設けることにより、真性ベー
ス領域7直下の不純物濃度が低い外部ベース領域8の不
純物濃度を高くしている。
As shown in FIG. 1, according to the present invention, a buried diffusion layer 2 having a high impurity concentration and an epitaxial layer 3 having a low impurity concentration are deposited on a substrate 1 and an emitter region 4 is formed on the epitaxial layer 3. The external base compensation diffusion formed in the epitaxial layer 3 immediately below the intrinsic base region 7 under the basic structure of the lateral transistor in which the collector region 5 and the base region 6 are adjacent to each other in the horizontal direction with respect to the surface of the substrate 1. By providing the layer 9 and the intrinsic base region 8 having an impurity concentration higher than that of the epitaxial layer 3, the impurity concentration of the external base region 8 having a low impurity concentration immediately below the intrinsic base region 7 is increased.

【0010】[0010]

【作用】図1のように、本発明では、外部ベース補償拡
散領域9の形成によって、真性ベース領域7直下の外部
ベース領域8の不純物濃度を高くするため、n- 真性ベ
ース領域7からn+ 外部ベース領域8に至る抵抗が低減
できる。
As shown in FIG. 1, according to the present invention, since the external base compensation diffusion region 9 is formed to increase the impurity concentration of the external base region 8 immediately below the intrinsic base region 7, the n intrinsic base region 7 to the n + The resistance reaching the external base region 8 can be reduced.

【0011】また、図3のように、縦型トランジスタと
横型トランジスタを同一基板上に形成するような場合、
この外部ベース補償拡散領域9の形成を適当な工程で行
えば、真性ベース領域7の不純物分布の最適化が行え
る。さらに、縦型トランジスタの真性ベース領域7の直
下に形成される不純物濃度の高いコレクタ領域14の形成
と同時に、横型トランジスタの真性ベース領域7の直下
に、外部ベース補償拡散領域9の形成を行えば、横型ト
ランジスタの製造工程を増加させることなく、横型トラ
ンジスタを形成することができる。
Further, as shown in FIG. 3, when a vertical transistor and a horizontal transistor are formed on the same substrate,
If the external base compensation diffusion region 9 is formed by an appropriate process, the impurity distribution of the intrinsic base region 7 can be optimized. Further, if the external base compensation diffusion region 9 is formed immediately below the intrinsic base region 7 of the lateral transistor at the same time as the collector region 14 having a high impurity concentration is formed immediately below the intrinsic base region 7 of the vertical transistor. The lateral transistor can be formed without increasing the manufacturing process of the lateral transistor.

【0012】[0012]

【実施例】図1に、本発明の横型トランジスタの実施例
を示す。図1は横型PNPトランジスタの場合で、図4
と同一符号は同一対象物を示し、その説明は省略する。
図4と最も異なる本発明のポイントは9で示された部分
で、この9は真性ベース領域7直下の不純物濃度が低い
領域を高濃度にすることによって形成された、外部ベー
ス補償拡散領域で、例えば 400[keV]・1×10
13[cm-2]のイオン注入によって形成する。
FIG. 1 shows an embodiment of the lateral transistor of the present invention. FIG. 1 shows a case of a lateral PNP transistor, and FIG.
The same reference numerals denote the same objects, and description thereof will be omitted.
The point of the present invention that is most different from FIG. 4 is a portion indicated by 9, which is an external base compensation diffusion region formed by increasing the concentration of a region having a low impurity concentration directly below the intrinsic base region 7, For example, 400 [keV] / 1 x 10
It is formed by ion implantation of 13 [cm −2 ].

【0013】図3に本発明の縦型トランジスタと横型ト
ランジスタを組み合わせた半導体装置における実施例を
示す。図3は縦型NPNトランジスタと横型PNPトラ
ンジスタを同一基板上に形成した場合で、図1と同一符
号は同一対象物を示し、縦型トランジスタに関しては、
14はn+ のエミッタ領域、15はn+ のコレクタ領域、16
はn+ のコレクタコンタクト領域、17はベース領域、18
はpの真性ベース領域、19はp+ の外部ベース領域、20
はn+ のポリシリコンのエミッタ引き出し電極、21はn
+ のポリシリコンのコレクタ引き出し電極、22はp+
ポリシリコンのベース引き出し電極を示す。
FIG. 3 shows an embodiment of a semiconductor device in which the vertical transistor and the lateral transistor of the present invention are combined. FIG. 3 shows a case where a vertical NPN transistor and a horizontal PNP transistor are formed on the same substrate. The same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same objects, and regarding the vertical transistor,
14 is an n + emitter region, 15 is an n + collector region, 16
Is an n + collector contact region, 17 is a base region, 18
Is the intrinsic base region of p, 19 is the extrinsic base region of p + , 20
Is an n + polysilicon emitter extraction electrode, 21 is n
Reference numeral 22 denotes a collector lead-out electrode made of + polysilicon, and reference numeral 22 denotes a base lead-out electrode made of p + polysilicon.

【0014】以下に図3における実施例の工程を示す。 [1] 公知の方法により基板1上に不純物濃度が1019
〜1020[/CC]程度のn型の埋没拡散層2を形成す
る。 [2] CVD法により縦横両トランジスタの埋没拡散
層2上に厚さ 0.5〜1.0[μm]程度で、不純物濃度が1
016〜1017[/CC]程度のn型のエピタキシャル層3
を成長させる。 [3] 選択熱酸化法によりエピタキシャル層3上の所
定の領域にフィールド絶縁膜23を形成する。 [4] 公知の方法により素子分離絶縁領域24を素子と
素子の間に形成する。 [5] イオン注入により、縦型トランジスタのn+
レクタコンタクト領域16及び、横型トランジスタのn+
ベースコンタクト領域10を形成する。 [6] CVD法により全面にp+ にドープしたポリシ
リコン膜及び絶縁膜25を形成し、一般的なリソグラフィ
ー工程により、該ポリシリコン膜及び絶縁膜25を連続的
にエッチングし、縦型トランジスタのベース引き出し電
極22と、横型トランジスタのエミッタ引き出し電極11及
びコレクタ引き出し電極12とを形成する。さらにCVD
法により全面に絶縁膜25を形成後、縦型トランジスタの
真性ベース領域18上及び横型トランジスタの真性ベース
領域7上の絶縁膜25をRIE法により除去することによ
ってエミッタ窓及びベース窓を形成する。このとき縦型
トランジスタのベース引き出し電極22と、横型トランジ
スタのエミッタ引き出し電極11及びコレクタ引き出し電
極12には絶縁膜25の側壁が形成される。 [7] エミッタ及びベース窓内にイオン注入用のスク
リーン酸化膜を熱酸化により形成し、絶縁膜25をマスク
として、Pを 400[keV]・1×1013[cm-2]のイ
オン注入により、縦型トランジスタのコレクタ領域15
と、横型トランジスタの外部ベース補償拡散領域9とを
形成する。 [8] 絶縁膜25をマスクとして、エミッタ窓よりイオ
ン注入によって、縦型トランジスタの真性ベース領域18
を形成する。 [9] 異方性エッチングによりスクリーン酸化膜を除
去する。但し、横型トランジスタのベース領域上の部分
のスクリーン酸化膜は除去しない。 [10] CVD法によりn+ にドープしたポリシリコン
層を堆積し、パターンニングにより縦型トランジスタの
エミッタ引き出し電極20及びコレクタ引き出し電極21
と、横型トランジスタのベース引き出し電極13とを形成
する。 [11] 熱処理により、縦型トランジスタのエミッタ引
き出し電極20のn型不純物が、縦型トランジスタの真性
ベース領域17に拡散して縦型トランジスタのエミッタ領
域14となり、縦型トランジスタのベース引き出し電極22
のp型不純物が拡散して縦型トランジスタの真性ベース
領域18につながる縦型トランジスタの外部ベース領域19
となり、横型トランジスタのエミッタ引き出し電極11の
p型不純物が、拡散して横型トランジスタのエミッタ領
域4となり、横型トランジスタのコレクタ引き出し電極
12のp型不純物が、拡散してる横型トランジスタのコレ
クタ領域5となる。
The steps of the embodiment shown in FIG. 3 will be described below. [1] The impurity concentration on the substrate 1 is 10 19 by a known method.
An n-type buried diffusion layer 2 of about 10 20 [/ CC] is formed. [2] A thickness of about 0.5 to 1.0 [μm] and an impurity concentration of 1 on the buried diffusion layers 2 of both vertical and horizontal transistors by the CVD method.
N type epitaxial layer 3 of about 0 16 to 10 17 [/ CC]
Grow. [3] The field insulating film 23 is formed in a predetermined region on the epitaxial layer 3 by the selective thermal oxidation method. [4] The element isolation insulating region 24 is formed between the elements by a known method. [5] By ion implantation, the n + collector contact region 16 of the vertical transistor and the n + collector of the lateral transistor are formed .
A base contact region 10 is formed. [6] A p + -doped polysilicon film and an insulating film 25 are formed on the entire surface by a CVD method, and the polysilicon film and the insulating film 25 are continuously etched by a general lithographic process to form a vertical transistor. The base extraction electrode 22, the emitter extraction electrode 11 and the collector extraction electrode 12 of the lateral transistor are formed. Further CVD
After forming the insulating film 25 on the entire surface by the method, the insulating film 25 on the intrinsic base region 18 of the vertical transistor and the intrinsic base region 7 of the lateral transistor is removed by the RIE method to form the emitter window and the base window. At this time, the side wall of the insulating film 25 is formed on the base extraction electrode 22 of the vertical transistor and the emitter extraction electrode 11 and the collector extraction electrode 12 of the horizontal transistor. [7] A screen oxide film for ion implantation is formed in the emitter and base windows by thermal oxidation, P is 400 [keV] · 1 × 10 13 [cm −2 ] by ion implantation using the insulating film 25 as a mask. , Vertical transistor collector region 15
And a lateral transistor external base compensation diffusion region 9 are formed. [8] The intrinsic base region 18 of the vertical transistor is formed by ion implantation through the emitter window using the insulating film 25 as a mask.
To form. [9] The screen oxide film is removed by anisotropic etching. However, the screen oxide film on the base region of the lateral transistor is not removed. [10] An n + -doped polysilicon layer is deposited by the CVD method, and patterned to form the emitter extraction electrode 20 and the collector extraction electrode 21 of the vertical transistor.
And the base lead electrode 13 of the lateral transistor are formed. [11] By the heat treatment, the n-type impurities of the vertical transistor emitter extraction electrode 20 are diffused into the vertical transistor intrinsic base region 17 to become the vertical transistor emitter region 14, and the vertical transistor base extraction electrode 22.
Of the vertical transistor external base region 19 connected to the vertical transistor intrinsic base region 18 by diffusion of the p-type impurities of
Then, the p-type impurity of the emitter extraction electrode 11 of the lateral transistor diffuses to become the emitter region 4 of the lateral transistor, and the collector extraction electrode of the lateral transistor.
The 12 p-type impurities become the collector region 5 of the diffused lateral transistor.

【0015】以上の工程によって本発明の横型PNPト
ランジスタと、縦型NPNトランジスタの両方が形成で
きる。この方法では横型トランジスタのみの工程はな
く、縦型トランジスタを単独で形成する場合にくらべ、
工程数は増えることはない。
Through the above steps, both the lateral PNP transistor and the vertical NPN transistor of the present invention can be formed. In this method, there is no step for the horizontal transistor only, compared to the case where the vertical transistor is formed independently,
The number of steps does not increase.

【0016】さらに、この実施例では、横型トランジス
タのエミッタ領域4及びコレクタ領域5と、外部ベース
補償拡散領域9とが同一のマスクパターンで定まるた
め、位置ずれがなく、また、横型トランジスタのエミッ
タ引き出し電極10及びコレクタ引き出し電極12を覆う絶
縁膜25をマスクとして、イオン注入を行って、外部ベー
ス補償拡散領域9を形成するので、マスクの位置合わせ
が不要になり、製造工程が簡略になる。
Further, in this embodiment, since the emitter region 4 and the collector region 5 of the lateral transistor and the external base compensation diffusion region 9 are defined by the same mask pattern, there is no displacement and the lateral transistor emitter extraction. Ion implantation is performed by using the insulating film 25 covering the electrode 10 and the collector extraction electrode 12 as a mask to form the external base compensation diffusion region 9. Therefore, alignment of the mask is unnecessary and the manufacturing process is simplified.

【0017】ここでは、縦型トランジスタとの整合性を
示すためNPNトランジスタとPNPトランジスタの両
方の形成について挙げたが、横型トランジスタを単独で
形成する場合は、上記の製造方法の内、縦型トランジス
タのみの工程を除いた工程によって、本発明の横型トラ
ンジスタを形成できる。
Here, the formation of both the NPN transistor and the PNP transistor has been described in order to show the compatibility with the vertical transistor. However, in the case of forming the lateral transistor alone, the vertical transistor among the above manufacturing methods is used. The lateral transistor of the present invention can be formed by the steps excluding these steps.

【0018】また、図2のように、真性ベース領域の不
純物濃度もエピタキシャル層の不純物濃度より高くする
ことによって、空乏層のひとがりを防ぎ、パンチスルー
を防ぐことができる。
Further, as shown in FIG. 2, by making the impurity concentration of the intrinsic base region higher than that of the epitaxial layer, it is possible to prevent the depletion layer from being crowded and to prevent punch-through.

【0019】以下にその具体例を示す。図5は上記のよ
うな外部ベース補償拡散領域9及び真性ベース領域7を
形成して、パンチスルーを防ぐ場合の真性ベース領域7
付近の濃度分布で、直線C上(Y座標 1.0[μm])が
エミッタ領域4とエミッタ引き出し電極11及びコレクタ
領域5とコレクタ引き出し電極12との境界面(図2にお
ける直線Dに対応)である。ポリシリコンをp型にする
ときのイオン注入条件はBを35[keV]・ 3.3×1015
[cm-2]であり、外部ベース補償拡散領域9及び真性
ベース領域7を形成時のイオン注入の条件はPを 150
[keV]・4×1012[cm-2]及び 400[keV]・
1×1013[cm-2]であり、アニールの条件は1100
[℃]・10[s]である。なお、図6・図7は深さ[μ
m]と不純物濃度[/CC]のグラフで、図6は図5に
おけるエミッタ領域4を通る直線A上(X座標 0.0[μ
m])、また、図7では図5における真性ベース領域7
を通る直線B上(X座標 0.6[μm])のグラフであ
る。深さは図5における直線C上(Y座標 1.0[μ
m])を0とし、そこからの距離をあらわしている。
Specific examples will be shown below. FIG. 5 shows the intrinsic base region 7 when the punch-through is prevented by forming the external base compensation diffusion region 9 and the intrinsic base region 7 as described above.
In the concentration distribution in the vicinity, the boundary surface (corresponding to the straight line D in FIG. 2) between the emitter region 4 and the emitter extraction electrode 11 and between the collector region 5 and the collector extraction electrode 12 is on the straight line C (Y coordinate 1.0 [μm]). .. Ion implantation conditions for making the polysilicon p-type are B 35 [keV] · 3.3 × 10 15
[Cm −2 ], and the ion implantation condition when forming the external base compensation diffusion region 9 and the intrinsic base region 7 is P = 150
[KeV] ・ 4 × 10 12 [cm -2 ] and 400 [keV] ・
1 × 10 13 [cm −2 ], the annealing condition is 1100
[° C] · 10 [s]. 6 and 7 show the depth [μ
m] and impurity concentration [/ CC] are shown in FIG. 6 on the straight line A passing through the emitter region 4 in FIG. 5 (X coordinate 0.0 [μ
m]), and in FIG. 7, the intrinsic base region 7 in FIG.
7 is a graph on a straight line B passing through (X coordinate 0.6 [μm]). The depth is on the straight line C in Fig. 5 (Y coordinate 1.0 [μ
m]) is set to 0 and the distance from it is shown.

【0020】図8にコレクタ電流と電流増幅率及び遮断
周波数とのグラフを示す。図8から分かるように、約10
の電流増幅率が得られており、従来の横型トランジスタ
の増幅率が約2〜3であることから、顕著な効果がある
ことが分かる。さらに、遮断周波数では1[GHz]を
越える値を得ており、高周波動作に対応するという目的
が達せられたことが分かる。
FIG. 8 shows a graph of collector current, current amplification factor and cutoff frequency. As can be seen from FIG. 8, about 10
The current amplification factor of 1 is obtained, and the amplification factor of the conventional lateral transistor is about 2 to 3, so it can be seen that there is a remarkable effect. Further, the cutoff frequency has a value exceeding 1 [GHz], and it can be seen that the purpose of coping with high frequency operation has been achieved.

【0021】ただし、図8はエミッタ幅・コレクタ幅・
ベース幅を 0.4[μm]、各窓の長さを 10 [μm]、
コレクタ−ベース電圧を0[V]にした場合のグラフで
ある。
However, FIG. 8 shows emitter width, collector width,
The base width is 0.4 [μm], the length of each window is 10 [μm],
6 is a graph when the collector-base voltage is 0 [V].

【0022】なお、必ずしも縦型トランジスタのコレク
タ領域15をエピタキシャル層3の不純物濃度より高くす
る必要はないが、このことによって、カーク効果を抑制
して遮断周波数を向上させるので、縦型トランジスタの
コレクタ領域15をエピタキシャル層3の不純物濃度より
高くしない場合に比べよりよい効果がえられる。また、
ここでは縦型トランジスタをNPN、横型トランジスタ
をPNPにしたが、縦型トランジスタをPNP、横型ト
ランジスタをNPNにした場合も同様の工程によって形
成でき、また、エミッタとコレクタとが逆になってもよ
い。但し、縦型トランジスタではエミッタとベースの接
する面の面積が、コレクタとベースの接する面の面積よ
り小さい方が注入効率がよくなるので、本発明の実施例
のような位置関係になるように、エミッタ領域4及びコ
レクタ領域5を形成するほうがよい。
It is not always necessary to make the collector region 15 of the vertical transistor higher than the impurity concentration of the epitaxial layer 3, but this suppresses the Kirk effect and improves the cutoff frequency. A better effect can be obtained as compared to the case where the region 15 is not made higher in impurity concentration than the epitaxial layer 3. Also,
Here, the vertical transistor is the NPN and the horizontal transistor is the PNP. However, when the vertical transistor is the PNP and the horizontal transistor is the NPN, the same process can be performed, and the emitter and the collector may be reversed. .. However, in a vertical transistor, the injection efficiency is improved when the area of the surface where the emitter and the base are in contact is smaller than the area of the surface where the collector and the base are in contact. Therefore, the emitter should have the same positional relationship as in the embodiment of the present invention. It is better to form the region 4 and the collector region 5.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
縦型トランジスタと横型トランジスタを同一基板上に形
成する半導体装置において、横型トランジスタの真性ベ
ース領域の直下に、高濃度の外部ベース補償拡散領域9
を適当に形成することによって真性ベース領域7の不純
物分布を最適化することによって、横型トランジスタの
ベース領域6の抵抗率を低減することができるため、高
周波動作に適応した半導体装置の作製が可能となる。
As described above, according to the present invention,
In a semiconductor device in which a vertical transistor and a lateral transistor are formed on the same substrate, a high-concentration external base compensation diffusion region 9 is formed immediately below an intrinsic base region of the lateral transistor.
By optimizing the impurity distribution of the intrinsic base region 7 by appropriately forming, it is possible to reduce the resistivity of the base region 6 of the lateral transistor, and thus it is possible to manufacture a semiconductor device adapted to high frequency operation. Become.

【0024】また、パンチスルーのおこる場合も、エピ
タキシャル層3より真性ベース領域7の不純物濃度を高
くすることによってパンチスルーを防ぐことができる。
従って、性能がよく、高周波動作にも対応し、多機能で
低消費電力であるLSIの実現に寄与するところが大き
い。
Also, when punch-through occurs, punch-through can be prevented by increasing the impurity concentration of the intrinsic base region 7 more than that of the epitaxial layer 3.
Therefore, it greatly contributes to the realization of a multi-functional, low-power-consumption LSI that has high performance, supports high-frequency operation.

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

【図1】本発明の横型トランジスタの実施例図FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a lateral transistor of the present invention.

【図2】本発明のパンチスルーを防ぐ場合の横型トラン
ジスタの実施例図
FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of a lateral transistor for preventing punch through according to the present invention.

【図3】本発明の縦型トランジスタと組み合わせた場合
の横型トランジスタの実施例図
FIG. 3 is an embodiment diagram of a lateral transistor when combined with the vertical transistor of the present invention.

【図4】横型トランジスタの従来例図FIG. 4 is a conventional example of a lateral transistor.

【図5】本発明のパンチスルーを防ぐ場合の横型トラン
ジスタにおける真性ベース領域周辺の不純物濃度の分布
FIG. 5 is a distribution diagram of the impurity concentration around the intrinsic base region in the lateral transistor for preventing punch through according to the present invention.

【図6】本発明のパンチスルーを防ぐ場合の横型トラン
ジスタの真性ベース領域下の不純物の濃度変化を示す図
FIG. 6 is a diagram showing changes in the concentration of impurities under the intrinsic base region of a lateral transistor when preventing punch-through according to the present invention.

【図7】本発明のパンチスルーを防ぐ場合の横型トラン
ジスタのコレクタ領域下の不純物の濃度変化を示す図
FIG. 7 is a diagram showing changes in the concentration of impurities under the collector region of the lateral transistor in the case of preventing punch through according to the present invention.

【図8】本発明のパンチスルーを防ぐ場合の横型トラン
ジスタにおけるコレクタ電流と遮断周波数及び電流増幅
率との関係図
FIG. 8 is a relational diagram of collector current, cut-off frequency and current amplification factor in a lateral transistor in the case of preventing punch-through according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 埋没拡散層 3 エピタキシャル層 4 エミッタ領域 5 コレクタ領域 6 ベース領域 7 真性ベース領域 8 外部ベース領域 9 外部ベース補償拡散領域 10 ベースコンタクト領域 11 エミッタ引き出し電極 12 コレクタ引き出し電極 13 ベース引き出し電極 14 エミッタ領域 15 コレクタ領域 16 コレクタコンタクト領域 17 ベース領域 18 真性ベース領域 19 外部ベース領域 20 エミッタ引き出し電極 21 コレクタ引き出し電極 22 ベース引き出し電極 23 フィールド絶縁膜 24 素子分離絶縁領域 25 絶縁膜 1 substrate 2 buried diffusion layer 3 epitaxial layer 4 emitter region 5 collector region 6 base region 7 intrinsic base region 8 external base region 9 external base compensation diffusion region 10 base contact region 11 emitter extraction electrode 12 collector extraction electrode 13 base extraction electrode 14 emitter Region 15 Collector region 16 Collector contact region 17 Base region 18 Intrinsic base region 19 External base region 20 Emitter extraction electrode 21 Collector extraction electrode 22 Base extraction electrode 23 Field insulating film 24 Element isolation insulating region 25 Insulating film

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板(1)上に順次形成された高濃度一導
電型の埋没拡散層(2)及び低濃度一導電型エピタキシ
ャル層(3)と、 該エピタキシャル層(3)に互いに離隔して配置された
反対導電型のエミッタ領域(4)及びコレクタ領域
(5)と、 該エピタキシャル層(3)の前記エミッタ領域(4)と
コレクタ領域(5)とにはさまれた真性ベース領域
(7)となる領域の直下に、不純物濃度を該エピタキシ
ャル層(3)の不純物濃度より高く形成した外部ベース
補償拡散領域(9)とを備えた横型トランジスタを有す
ることを特徴とする半導体装置。
1. A high-concentration one-conductivity type buried diffusion layer (2) and a low-concentration one-conductivity type epitaxial layer (3) which are sequentially formed on a substrate (1) and are separated from each other by the epitaxial layer (3). And an emitter region (4) and a collector region (5) of opposite conductivity type, and an intrinsic base region (between the emitter region (4) and the collector region (5) of the epitaxial layer (3)). A semiconductor device comprising a lateral transistor having an external base compensation diffusion region (9) formed with an impurity concentration higher than that of the epitaxial layer (3) immediately below the region to be 7).
【請求項2】該外部ベース補償拡散領域(9)が、該真
性ベース領域(7)表面から外部ベース領域(8)とな
る埋没拡散層(2)にまでまたがって形成されているこ
とを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
2. The extrinsic base compensation diffusion region (9) is formed so as to extend from the surface of the intrinsic base region (7) to the buried diffusion layer (2) which becomes the extrinsic base region (8). The semiconductor device according to claim 1.
【請求項3】基板(1)上に順次高濃度一導電型埋没拡
散層(2)及び低濃度一導電型エピタキシャル層(3)
を形成する工程と、 該エピタキシャル層(3)のうち横型トランジスタ形成
予定領域においてはエミッタ領域(4)を形成予定領域
とコレクタ領域(5)を形成予定領域にはさまれた第一
の領域に、縦型トランジスタ形成予定領域においてはそ
のエミッタ領域(14)の形成予定領域直下の第二の領域
に一導電型の不純物を同時に該基板(1)に導入し、該
第一の領域の不純物濃度を他の該エピタキシャル層
(3)より高くした外部ベース補償拡散領域(9)を形
成し、前記第二の領域には、そのベース領域(17)の形
成予定領域底部から前記埋没拡散層(2)に達する高濃
度コレクタ領域(15)を形成する工程と、 横型トランジスタ形成予定領域の該エピタキシャル層
(3)には、互いに離隔して配置されたエミッタ領域
(4)及びコレクタ領域(5)を形成し、縦型トランジ
スタ形成予定領域の該エピタキシャル層(3)にはベー
ス領域(17)を形成する工程と、 前記縦型トランジスタ形成予定領域の前記ベース領域
(17)の前記高濃度コレクタ領域(15)に対応する部分
に一導電型のエミッタ領域(14)を形成する工程とを少
なくとも有することを特徴とした半導体装置の製造方
法。
3. A high concentration one conductivity type buried diffusion layer (2) and a low concentration one conductivity type epitaxial layer (3) on a substrate (1) in sequence.
And a step of forming a lateral transistor formation region of the epitaxial layer (3) into a first region sandwiched between a region where a emitter region (4) is formed and a region where a collector region (5) is formed. In the vertical transistor formation planned region, impurities of one conductivity type are simultaneously introduced into the substrate (1) in the second region immediately below the formation planned region of the emitter region (14), and the impurity concentration of the first region is increased. Is formed higher than other epitaxial layers (3) to form an external base compensation diffusion region (9), and in the second region, the buried diffusion layer (2) is formed from the bottom of the region where the base region (17) is to be formed. ), A high concentration collector region (15) is formed, and in the epitaxial layer (3) in the lateral transistor formation planned region, an emitter region (4) and a collector which are arranged apart from each other are formed. Forming a region (5) and forming a base region (17) in the epitaxial layer (3) in the vertical transistor formation planned region; and forming the base region (17) in the vertical transistor formation planned region in the epitaxial layer (3). And a step of forming a one-conductivity type emitter region (14) in a portion corresponding to the high-concentration collector region (15).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7135364B2 (en) 2001-04-25 2006-11-14 Sanken Electric Co., Ltd. Method of fabricating semiconductor integrated circuit
US7422411B2 (en) 2001-02-26 2008-09-09 Irm Llc Gripping mechanisms, apparatus and methods

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