JPH0644607B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH0644607B2
JPH0644607B2 JP59171073A JP17107384A JPH0644607B2 JP H0644607 B2 JPH0644607 B2 JP H0644607B2 JP 59171073 A JP59171073 A JP 59171073A JP 17107384 A JP17107384 A JP 17107384A JP H0644607 B2 JPH0644607 B2 JP H0644607B2
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semiconductor
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JP59171073A
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稔秋 ▲高▼田
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B69/00Erasable-and-programmable ROM [EPROM] devices not provided for in groups H10B41/00 - H10B63/00, e.g. ultraviolet erasable-and-programmable ROM [UVEPROM] devices

Landscapes

  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 イ.産業上の利用分野 本発明は、半導体装置にかかり、特に、プログラム可能
な読み出し専用の半導体記憶装置に関する。
ロ.従来の技術 プログラム可能な読み出し専用記憶装置(以下PRO
M;Programable Read Only、Memoryと記す)は、その用
途からみて、特に確実なプログラム(書き込み)がなさ
れることが第1要件である。このPROMの確実なプロ
グラムは、記憶するべき記憶素子を確実に選択すること
にある。従来のPROMは、バイポーラ素子によって構
成する場合は、単位記憶素子として、一般的には、互い
に逆方向に接続された2つのPN接合を含む素子を使用
し、この2つのPN接合のうちの一方を破壊して、情報
の書込みがなされる接合破壊型PROMと、単位記憶素
子として、ヒューズとこれに接続された一つのPN接合
を含む素子を使用し、このヒューズを溶断して、情報の
書込みがなされるヒューズ型PROMが実用化されてい
る。
この2種PROMのうち、接合破壊型PROMの単位記
憶素子は、第4図の断面図に示すように、P型半導体基
板1に設けられたN型埋込層2上のN型エピタキシ
ャル層3に、絶縁領域6を隔ててP型ベース領域4a
および4bを形成し、且つ、このベース領域4aおよび
4b内にN++型のエミッタ領域5aおよび5bを形成
して、バイポーラ型記憶素子を構成したものである。な
お図で、7はアルミニウム電極である。このような、単
位記憶素子Q及びQは、図で示すように、N型埋
込層2及びN型エピタキシャル層3で共通に接続され
てワード線を形成し、さらに、この互いに絶縁されたワ
ード線と直交して、アルミニウム配線により、前記N
++型エミッタ領域5と電極7とを接続した、デジット
線を形成している。
このようにして接合破壊型PROMが構成されているた
め、同一ワード線内のベース領域4aと4b間に寄生pn
pトランジスタが生じ、そのため記憶素子自身のnpnトラ
ンジスタとの間に、寄生サイリスタ効果(寄生PNPN
効果)が起こり、書き込み歩留り及び信頼性が低下する
という問題が生じる。すなわち、この種の記憶素子への
情報の書き込みは、ベースオープンの状態で、エミッタ
・ベース間のPN接合に逆方向電流を流して、この接合
を破壊することにより行なうが、第5図の回路図に示す
ように、単位記憶素子Q10に、実線で示す電流通路5
2で電流を流して情報を書き込もうとするとき、寄生サ
イリスタ50の効果が起こると、点線で示す電流通路5
1、即ち単位記憶素子Q00、寄生サイスタ50、単位
記憶素子Q11,Q11を介在した通路で、すべて、ま
たは、一部の書き込み電流が流れ、本来、情報が書き込
まれるべき単位記憶素子Q10に、情報が書き込まれな
かったり、書き込み不足による不良が発生したりし、書
き込み歩留り、および信頼性を低下せしめることにな
る。尚、第5図において、縦線は、デジット線Y,Y
、横線はワード線X,X、さらに、Q01,Q
10は、未書き込み単位記憶素子、Q00,Q11は、
書き込み済み単位記憶素子となっている。
ハ.発明が解決しようとする問題点 このように、従来の記憶装置では、隣接する単位記憶素
子間の寄生サイリスタ効果により書込が不安定になる。
このことが解決を要する問題点として挙げられる。
ニ.問題点を解決するための技術手段 上記問題点に対し、本発明は、一導電型の半導体基板上
に、逆導電型の埋込層と該逆導電型の埋込層に逆導電型
の半導体層と、該逆導電型の半導体層表面側に選択的に
設けられた単位素子領域分離用の絶縁体層とを有し、さ
らに、前記逆導電型の埋込層と前記絶縁体層の底面との
間に挾まれるように、前記逆導電型の半導体層より、不
純物濃度の高い寄生サイリスタ効果防止用の逆導電型領
域を備えしめている。
ホ.実施例 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。第1図は、本発明の半導体記憶装置の一実施例の主
要部を示す断面図である。第1図において、単位記憶素
子を分離する絶縁領域6と、N型埋込型2との間に挾
まれるように、N型エピタキシャル層3より不純物濃
度の高いN型半導体領域8aと8bがある。なお、第
1図で、1はシリコンからなるP型半導体基板、2はN
型埋込層、3はN型のエピタキシャル層、4a及び
4bはベース領域、5a及び5bはエミッタ領域、6は
絶縁領域、7はアルミニウム電極である。
本実施例を第4図に示した従来例と比べて見ると本実施
例では、単位記憶素子を分離する絶縁領域6の下に、N
型埋込層2に接して、N型エピタキシャル層3より
も不純物濃度の高いN型半導体領域8a,8bを有し
ているため、単位記憶素子を分離する絶縁領域6を隔て
て単位記憶素子のベース領域4a及び4bに形成される
寄生pnpトランジスタの電流利得を小さくすることがで
きる。すなわち、寄生pnpトランジスタのベース領域に
あたるN型半導体領域8aが、N型エピタキシャル
層3内に記憶素子を分離する絶縁領域6と、N型埋込
層2との間に挾まれるように存在するため、実質的に、
寄生pnpトランジスタのベース濃度が高くなったことに
なり、電流利得を十分低下せしめるということになり、
従来接合破壊型PROMの単位記憶素子間に働いていた
干渉、すなわち、寄生サイリスタ効果が起こらず、書き
込み歩留りの良い信頼性の高い半導体記憶装置が得られ
る。
第2図(a)〜(d)は、本発明の半導体記憶装置の製造方法
について説明するための製造工程順の断面図である。ま
ず、第2図(a)に示すように、例えば、シリコンからな
るP型半導体基板1に選択的にN型埋込層2を形成
し、次いで、半導体基板1の表面にNエピタキシャル
層3を形成し、その表面に、耐酸化性被膜9を形成す
る。次に、第2図(b)に示すように、耐酸化性被膜9を
選択的に除去した後、N型エピタキシャル層3の選択
酸化を行ない、その後のエッチングにより溝10を形成
するか、N型エピタキシャル層3のドライエッチング
又はウェットエッチングにより、直接、溝10を形成す
る。次に第2図(c)に示すように、溝10の底面に、イ
オン注入法、又は、拡散法により、N型半導体領域8
を形成する。このN型半導体領域8の不純物は、例え
ば、リンを用いる。次に第2図(d)に示すように、溝1
0の選択酸化を行ない、絶縁物6を形成するか、溝10
の表面を酸化した後、例えば、ポリシリコン等の物質で
溝10を充填し、絶縁領域6を形成する。次に、P
ベース領域4、N++型エミッタ領域5、及びアルミニ
ウム電極7を形成することにより、第1図に示した本発
明の半導体記憶装置が得られる。
また、第3図(a)〜(e)は、本発明の半導体記憶装置の他
の製造方法の一実施例を説明するための製造工程順の断
面図である。まず、第3図(a)に示すように、P型半導
体基板11の表面に選択的に、N型不純物を含んだシリ
カフィルム21を塗布した後、熱処理を行なって拡散
し、N型不純物層12を形成する。このとき、N型不
純物は、例えば、ひ素又はアンチモンを用い、接合の深
さは−0.8μ程度に抑える。次に第3図(b)に示すよう
に、シリカフィルム21を選択的にエッチングし、一部
分に、シリカフィルム21aを残す。こののち、再び、
熱処理を行なうと、シリカフィルムの残してある部分2
1aは、より多くのN型不純物が拡散するため、表面不
純物濃度の高いN型不純物領域12aを形成する。ま
た、シリカフィルムの除去された部分は、N型不純物が
拡散されると同時に基板11の外に出て行くため、前記
シリカフィルムを残してある部分と比較して、表面不純
物濃度の低いN型不純物領域12bを形成する。この
ときの表面不純物濃度は、例えば、前者が〜1021
/cm-3になるのに対し、後者は〜1020ケ/cm-3にな
る。次に、第3図(c)に示すように、シリカフィルムを
全面除去した後、エピタキシャル気相成長13を行なう
と、表面不純物濃度の高い領域は、エピタキシャル領域
への拡散が大きく12aのような、N型埋込層を形成
し、表面不純物濃度の低い領域は、エピタキシャル領域
への拡散も小さく、12bのようなN型埋込層を形成
する。このとき、基板表面からエピタキシャル領域内へ
の拡散の大きさは、前者が0.8μmになるのに対して、
後者は0.5μm程度である。次に第3図(d)に示すよう
に、選択的にエピタキシャル層表面から、N型埋込層
12aに接するように、第2図(a),(b),(d)で説明した
方法で、絶縁領域6を形成し、その後、P型ベース領
域4、N++型エミッタ領域5及びアルミニウム電極7
を形成する。このようにして、第3図(e)に示した本発
明の半導体記憶装置が得られる。
ヘ.発明の効果 このように、本発明は、単位記憶素子間に形成される寄
生pnpトランジスタのベース領域にあたるN型エピタ
キシャル層よりも、不純物濃度の高いN型半導体領域
が前記N型エピタキシャル層内に、記憶素子を分離す
る絶縁領域とN型埋込層との間に挾まれて存在するた
め、実質的に、寄生pnpトランジスタのベース濃度が高
くなったことになり、寄生pnpトランジスタの電流利得
を十分に低下せしめることになる。従って、本発明によ
れば、従来の接合破壊型PROMの単位記憶素子間に働
いていた干渉、すなわち、寄生サイリスタ効果が起こら
ないため、書き込み歩留りの良い、信頼性の高い記憶装
置が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図本発明の一は実施例の要部断面図、第2図(a)〜
(d)は第1図の記憶装置を製造する方法を説明するため
の工程順の基板断面図、第3図(a)〜(e)は本発明の半導
体装置を製造する他の方法を説明するための工程順の断
面図、第4図は従来の半導体記憶装置の断面図、第5図
は第4図の記憶装置の書込み動作を説明するための回路
図である。 1,11……P型シリコン基板、2,12,12b……
埋込層、3,13……N型エピタキシャル層、4,
4a,4b,……Pベース領域、5,5a,5b……
++エミッタ領域、6……絶縁領域、7……アルミ電
極、8,8a,8b,12a……寄生サイリスタ効果防
止用N領域、9……耐酸化被膜、10……溝。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一導電型の半導体基板と、前記半導体基板
    の上に形成されそれぞれ一方向に延在する複数の高濃度
    逆導電型の埋込層と、それぞれの前記埋込層上に形成さ
    れた低濃度逆導電型の半導体層と、前記半導体層をそれ
    ぞれの前記埋込層上において複数の素子領域に分離する
    絶縁体層と、前記複数の素子領域の各々の表面に形成さ
    れた一導電型のベース領域であって前記素子領域との接
    合が前記絶縁体層の側面で終端するベース領域と、前記
    ベース領域の表面に形成された逆導電型のエミッタ領域
    と、一の前記埋込層上において隣接する前記素子領域間
    を分離する前記絶縁体層の下部の前記低濃度逆導電型の
    半導体層中に設けられた前記低濃度逆導電型の半導体層
    より高濃度の逆導電型半導体領域とを有することを特徴
    とする接合破壊型PROM半導体装置。
JP59171073A 1984-08-17 1984-08-17 半導体装置 Expired - Lifetime JPH0644607B2 (ja)

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JPS6149461A JPS6149461A (ja) 1986-03-11
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5575256A (en) * 1978-12-01 1980-06-06 Nec Corp Semiconductor device
JPS5989433A (ja) * 1982-11-15 1984-05-23 Sanyo Electric Co Ltd バイポ−ラ型集積回路

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