JPH0577300B2 - - Google Patents

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JPH0577300B2
JPH0577300B2 JP61062454A JP6245486A JPH0577300B2 JP H0577300 B2 JPH0577300 B2 JP H0577300B2 JP 61062454 A JP61062454 A JP 61062454A JP 6245486 A JP6245486 A JP 6245486A JP H0577300 B2 JPH0577300 B2 JP H0577300B2
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JP
Japan
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pnp transistor
iil
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JP61062454A
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JPS62219557A (ja
Inventor
Teruo Tabata
Toshuki Ookoda
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/0203Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0214Particular design considerations for integrated circuits for internal polarisation, e.g. I2L
    • H01L27/0229Particular design considerations for integrated circuits for internal polarisation, e.g. I2L of bipolar structures
    • H01L27/0233Integrated injection logic structures [I2L]
    • H01L27/0244I2L structures integrated in combination with analog structures

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は縦型PNPトランジスタとIIL
(Integrated Injection Logic)と通常のNPNト
ランジスタを組み込んだ半導体集積回路の製造方
法の改良に関する。
(ロ) 従来の技術 従来の半導体集積回路の製造方法を第2図イ乃
至第2図ホを用いて説明する。
先ず第2図イに示す如く、半導体基板1として
P型のシリコン基板を用い、基板1上に選択的に
アンチモン(Sb)をデポジツトして複数個の埋
込層2a,2b,2cを形成し、埋込層2a,2
b,2cを囲む基板1表面及び所定の埋込層2a
上にはボロン(B)をデポジツトして上下分離領域3
の下拡散層4及び縦型PNPトランジスタのコレ
クタ埋込層5を形成する。
次に第2図ロに示す如く、基板1全面の周知の
気相成長法によりN型のエピタキシヤル層6を所
定厚さに形成する。
次に第2図ハに示す如く、エピタキシヤル層6
表面の所定の埋込層2a上にリン(P)をイオン注入
し、縦型PNPトランジスタのベース領域7を付
着する。このイオン注入はドーズ量1012〜1013cm
-2、加速電圧80〜100KeVで行う。そして他の埋
込層2b上にはボロン(B)をイオン注入し、IILの
ベース領域8を付着する。このイオン注入はドー
ズ量1013〜1014、加速電圧80〜100KeVで行う。
次に第2図ニに示す如く、エピタキシヤル層6
表面より上下分離領域3の上拡散層9と縦型
PNPトランジスタのコレクタ導出領域10を拡
散し、同時に下拡散層4、縦型PNPトランジス
タのコレクタ埋込層5及びベース領域7、IILの
ベース領域8をドライブインする。この工程で上
拡散層9と下拡散層4が連結して上下分離領域3
を形成し、エピタキシヤル層6を接合分離して第
1、第2、第3の島領域11,12,13を形成
する。またコレクタ導出領域10はコレクタ埋込
層5まで達し、ベース領域7を囲む。具体的には
エピタキシヤル層6の厚みが13μmであれば、上
拡散層9は約9μm、下拡散層4とコレクタ埋込
層5は約7μmの深さに拡散し、縦型PNPトラン
ジスタのベース領域7とIILのベース領域8は共
に約4μmの深さにドライブインする。
次に第2図ホに示す如く、エピタキシヤル層6
表面よりボロン(B)を選択拡散し、第1の島領域1
1には縦型PNPトランジスタのエミツタ領域1
4を、第2の島領域12には、IILのインジエク
タ領域15及びベースコンタクト領域16を、第
3の島領域13にはNPNトランジスタのベース
領域17を夫々形成し、続いてリン(P)を選択拡散
して第1の島領域11には縦型PNPトランジス
タのベースコンタクト領域18を、第2の島領域
12にはIILのコレクタ領域19を、第3の島領
域13にはNPNトランジスタのエミツタ領域2
0及びコレクタコンタクト領域21を夫々形成す
る。
この様にして第1の島領域11に形成した縦型
PNPトランジスタは、活性ベースの大部分をイ
オン注入により形成したベース領域7で形成する
ので、その不純物濃度が内部にドリフト電界を生
じさせてキヤリアの走行速度を増大させ、高い利
得帯域幅積fTが得られている。また縦型PNPトラ
ンジスタのhFEはほぼベース領域7で決定される
ので、エピタキシヤル層6の比抵抗や厚さがばら
ついてもhFEはあまりばらつかない。尚斯る構造
の縦型PNPトランジスタは、例えば特開昭59−
211270号公報に記載されている。
そして第2の島領域12に形成したIILは、島
領域12をエミツタとする逆方向縦型NPNトラ
ンジスタの活性ベースを低濃度でベースコンタク
ト領域16より深いベース領域8で形成するの
で、ベース幅が広くても高い逆βが得られる。尚
斯る構造のIILは、例えば特願昭60−206971号に
記載されている。
そして第3の島領域13には、島領域13をコ
レクタとする通常のバイポーラNPNトランジス
タが、これら縦型PNPトランジスタ、IILと一体
化共存されている。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、IILの高速性を活かすにはエピ
タキシヤル層6を薄くしてIILのベース領域8底
部から埋込層2bまでの距離を縮めた方が有利で
ある。ところが従来の製造方法では上下分離領域
3の上拡散層9を拡散すると同時に、縦型PNP
トランジスタのコレクタ埋込層5とベース領域7
及びIILのベース領域8をドライブインしている。
そのため上拡散層9の拡散工程にはこれらの領域
を十分に深く拡散して所定の特性を得るだけの処
理時間が要求される。しかも上拡散層9と下拡散
層4とでは、上拡散層9の方が供給される不純物
が多い状態、即ちボロン(B)を多量に含む拡散源膜
を付着したままの状態で拡散するため、どうして
も上拡散層9の方が下拡散層4より深く形成され
てしまう。
従つてエピタキシヤル層6を薄くしても上拡散
層9はかなり深く形成しなければならず、横方向
拡散が大で集積度を向上できない欠点があつた。
(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明は斯上した欠点に鑑みてなされ、上下分
離領域3の下拡散層4と縦型PNPトランジスタ
のコレクタ埋込層5をエピタキシヤル層6の厚み
の半分以上はい上げて拡散し、同時に縦型PNP
トランジスタのベース領域7とIILのベース領域
8を十分に深くドライブインした後、上下分離領
域3の上拡散層9を形成することにより、集積度
を大幅に向上した、縦型PNPトランジスタとIIL
とNPNトランジスタとを共存させた半導体集積
回路の製造方法を提供するものである。
(ホ) 作用 本発明によれば、あらかじめ下拡散層4をエピ
タキシヤル層6の厚みの半分以上はい上げて拡散
した後に上拡散層9を形成するので、上拡散層9
を浅くでき、その横方向拡散を抑えて表面占有面
積を減少できる。しかも縦型PNPトランジスタ
のコレクタ埋込層5とベース領域7及びIILのベ
ース領域8は下拡散層4と同時にドライブインす
るので、各々の領域を十分に深く形成できる。
従つて特性良好な縦型PNPトランジスタとIIL
とNPNトランジスタを一体化共存でき、且つ集
積度を大幅に向上できる。
(ヘ) 実施例 以下本発明の半導体集積回路の製造方法を第1
図イ乃至ヘを用いて詳細に説明する。
先ず第1図イに示す如く、半導体基板1として
P型のシリコン基板を用い、基板1上に選択的に
アンチモン(Sb)をデポジツトして複数個の埋
込層2a,2b,2cを形成し、埋込層2a,2
b,2cを囲む基板1表面及び所定の埋込層2a
上にはボロン(B)をデポジツトして上下分離領域3
の下拡散層4及び縦型PNPトランジスタのコレ
クタ埋込層5を形成する。
次に第1図ロに示す如く、基板1全面に周知の
気相成長法によりN型のエピタキシヤル層6を約
7μm厚に形成する。
次に第1図ハに示す如く、エピタキシヤル層6
表面の所定の埋込層2a上にリン(P)をイオン注入
し、縦型PNPトランジスタのベース領域7を付
着する。このイオン注入はドーズ量1012〜1013cm
-2、加速電圧80〜100KeVで行う。そして他の埋
込層2b上にはボロン(B)をイオン注入し、IILの
ベース領域8を付着する。このイオン注入はドー
ズ量1013〜1014、加速電圧80〜100KeVで行う。
尚本工程では先にボロン(B)をイオン注入し、続い
てリン(P)をイオン注入してもよいことは言うまで
もない。
次に第1図ニに示す如く、基板1全体に約1200
℃、2時間の熱処理を加えることにより上下分離
領域3の下拡散層4と縦型PNPトランジスタの
コレクタ埋込層5とをエピタキシヤル層6の厚み
の半分以上はい上げて拡散し、同時に縦型PNP
トランジスタのベース領域7とIILのベース領域
8をドライブインする。具体的には、下拡散層4
とコレクタ埋込層5は約5μmはい上げて拡散し、
縦型PNPトランジスタのベース領域7とIILのベ
ース領域8は約3μmの深さに拡散する。従つて
縦型PNPトランジスタのベース領域7はコレク
タ埋込層5に完全に到達する。尚ベース領域7の
不純物濃度を本実施例よりやや低くしてコレクタ
埋込層5に完全に到達しない構造としても何ら問
題無い。そして埋込層2a,2b,2cは約2μ
mの深さにはい上げる。
次に第1図ホに示す如く、エピタキシヤル層6
表面より上下分離領域3の上拡散層9と縦型
PNPトランジスタのコレクタ導出領域10を同
時に選択拡散し、上下分離領域3をエピタキシヤ
ル層6の厚みの半分より浅い位置で連結して第
1、第2、第3の島領域11,12,13を形成
する。
本工程は本発明の特徴とする工程で、あらかじ
め下拡散層4をエピタキシヤル層6の厚みの半分
以上はい上げて拡散し、同時に縦型PNPトラン
ジスタのコレクタ埋込層5とベース領域7及び
IILのベース領域8を十分に深くドライブインし
た後、上拡散層9を形成するので、上拡散層9は
これらの領域に制約されずに約3μmと浅くでき、
その拡散時間を約1時間と短くできる。このため
上拡散層9の横方向拡散を約3μmに抑えること
ができ、それらの表面占有面積を大幅に縮小でき
る。具体的には、拡散窓の幅が4μmであれば上
拡散層9とコレクタ導出領域10の幅は約10μm
に形成される。また下拡散層4は上拡散層9より
深く形成した分だけ幅広になり、幅が約14μmに
形成される。
次に第1図ヘに示す如く、エピタキシヤル層6
表面よりボロン(B)を選択拡散し、第1の島領域1
1には縦型PNPトランジスタのエミツタ領域1
4を、第2の島領域12にはIILのインジエクタ
領域15とベースコンタクト領域16を第3の島
領域13にはNPNトランジスタのベース領域1
7夫々約2μmの深さに拡散し、続いてエピタキ
シヤル層6表面よりリン(P)を選択拡散し、第1の
島領域11には縦型PNPトランジスタのベース
コンタクト領域18を、第2の島領域12には
IILのコレクタ領域19を、第3の島領域13に
はNPNトランジスタのエミツタ領域20とコレ
クタコンタクト領域21を夫々約1.5μmの深さに
形成する。
この様に形成した半導体集積回路では、上拡散
層9を浅くできるので、その横方向拡散を抑え、
表面占有面積を大幅に縮小できる。この時下拡散
層4は上拡散層9より幅広に形成するものの、そ
の周端部は横方向拡散によつて湾曲し、基板1表
面から上方向に向つて徐々に幅狭になるので、基
板1表面で約14μmの幅があつても下拡散層4最
上部では拡散窓の線幅である約4μmになる。従
つて幅広に形成した下拡散層4はエピタキシヤル
層6表面における集積度の向上を防げず、上下分
離領域3の表面占有面積は上拡散層9のみで決定
できるので集積度を大幅に向上できる。
さらに第1の島領域11に形成した縦型PNP
トランジスタでは、コレクタ埋込層5とベース領
域7を下拡散層4と同時に形成するので十分に深
く形成できる。従つて活性ベースとなる領域の全
部又は略全部をイオン注入により形成したベース
領域7で形成できるので、従来と同等かそれ以上
の高いfTが得られ、且つhFEのばらつきも少い。
そしてボロン(B)とアンチモン(Sb)の拡散係数
の差で形成するコレクタ埋込層5も埋込層2aよ
り大きくはい上り、必要且つ十分なVCE(sat)が
得られる。
さらに第2の島領域12に形成したIILでは、
島領域12をエミツタとする逆方向縦型NPNト
ランジスタの活性ベースがイオン注入により形成
した低濃度のベース領域8で形成され、且つベー
ス領域8が深く拡散されることとエピタキシヤル
層6を薄くしたことによりベース領域8底部から
埋込層2bまでが接近するので、ベース幅が広く
ても高い逆βが得られる。さらに活性ベースが深
いので、コレクタ領域19のばらつきによる逆β
のばらつきも少い。
そして第3の島領域13にはこの島領域13を
コレクタとするバイポーラNPNトランジスタが
縦型PNPトランジスタ、IILと一体化共存されて
いる。
(ト) 発明の効果 以上説明した如く本発明によれば、あらかじめ
下拡散層4をエピタキシヤル層6の厚みの半分以
上はい上げた後、上拡散層9を形成するので、上
拡散層9を浅くでき、その横方向拡散を抑えて集
積度を大幅に向上できるという利点を有する。
さらに本発明によれば、下拡散層4と同時に縦
型PNPトランジスタのコレクタ埋込層5とベー
ス領域7及びIILのベース領域8をドライブイン
するので、各々十分な拡散深さが得られ、それに
よつて必要且つ十分なVCE(sat)、fT、hFEのばら
つきを有する縦型PNPトランジスタと逆βを向
上して更に高速化したIILと通常のバイポーラ
NPNトランジスタを一体化共存できるという利
点を有する。
また本発明によれば、上拡散層9の拡散時間が
短いので熱拡散によるエピタキシヤル層6表面の
結晶欠陥が少く、さらに下拡散層4を上拡散層9
より幅広に形成するので多少のマスクずれがあつ
ても完全な接合分離が得られるという利点を有す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図イ乃至第1図ヘは本発明による製造方法
を説明するための断面図、第2図イ乃至第2図ホ
は従来の製造方法を説明するための断面図であ
る。 1は半導体基板、2a,2b,2cは埋込層、
4は上下分離領域3の下拡散層、5は縦型PNP
トランジスタのコレクタ埋込層、6はエピタキシ
ヤル層、7は縦型PNPトランジスタのベース領
域、8はIILのベース領域、9は上下分離領域3
の上拡散層である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一導電型半導体基板表面に複数個の埋込層を
    形成する逆導電型の不純物を付着し、該埋込層を
    囲む前記基板表面には上下分離領域の下拡散層
    を、所定の前記埋込層上には縦型PNPトランジ
    スタのコレクタ埋込層を夫々形成する一導電型の
    不純物を付着する工程、 前記基板の全面にエピタキシヤル成長法により
    逆導電型のエピタキシヤル層を形成し、該エピタ
    キヤル成長工程の間中、前記基板表面に付着した
    各不純物を上方向に再拡散させる工程、 前記エピタキシヤル層表面の前記コレクタ埋込
    層に対応する領域に比較的低不純物濃度の前記縦
    型PNPトランジスタのベース領域を形成する逆
    導電型の不純物をイオン注入し、他の前記エピタ
    キシヤル層表面の一部にはIILの比較的低不純物
    濃度のベース領域を形成する一導電型の不純物を
    夫々イオン注入する工程、 前記基板全体を加熱処理して前記下拡散層と前
    記コレクタ埋込層を形成する不純物を前記エピタ
    キシヤル層の厚みの半分より上となるような位置
    に達するまで、同時に前記縦型PNPトランジス
    タのベース領域を形成する不純物と前記IILのベ
    ース領域を形成する不純物を前記下拡散層の頂部
    より下となるような位置まで引き伸ばし拡散を行
    う工程、 前記エピタキシヤル層表面より前記上下分離領
    域の上拡散層と前記縦型PNPトランジスタのコ
    レクタ導出領域を形成し、NPNトランジスタの
    ベース領域より浅い位置となるような位置で前記
    上下分離領域を連結して第1、第2、第3の島領
    域を形成する工程、 前記エピタキシヤル層表面より一導電型の不純
    物を選択拡散し、前記第1の島領域の表面には前
    記縦型PNPトランジスタのエミツタ領域を、前
    記第2の島領域にはIILのインジエクタ領域及び
    ベースコンタクト領域を、前記第3の島領域には
    NPNとトランジスタのベース領域を夫々形成し、
    続いて逆導電型の不純物を選択拡散して前記第1
    の島領域には前記縦型PNPトランジスタのベー
    スコンタクト領域を、前記第2の島領域には前記
    IILのコレクタ領域を、前記第3の島領域には前
    記NPNトランジスタのエミツタ領域とコレクタ
    コンタクト領域を夫々形成する工程とを具備する
    ことを特徴とする半導体集積回路の製造方法。
JP61062454A 1986-03-19 1986-03-19 半導体集積回路の製造方法 Granted JPS62219557A (ja)

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JPS62219557A JPS62219557A (ja) 1987-09-26
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5350686A (en) * 1976-10-19 1978-05-09 Mitsubishi Electric Corp Production of semiconductor integrated circuit
JPS5384578A (en) * 1976-12-29 1978-07-26 Fujitsu Ltd Semiconductor integrated circuit

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5350686A (en) * 1976-10-19 1978-05-09 Mitsubishi Electric Corp Production of semiconductor integrated circuit
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