JPH065619A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents
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- JPH065619A JPH065619A JP4160550A JP16055092A JPH065619A JP H065619 A JPH065619 A JP H065619A JP 4160550 A JP4160550 A JP 4160550A JP 16055092 A JP16055092 A JP 16055092A JP H065619 A JPH065619 A JP H065619A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、縦型NPNトランジス
タと縦型PNPトランジスタとを集積した半導体装置お
よびその製造方法に関するものであり、特にコレクタ埋
込み層からの引出し電極と素子分離領域との構造とその
形成方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device in which a vertical NPN transistor and a vertical PNP transistor are integrated and a method of manufacturing the same, and particularly to a structure of an extraction electrode from a collector buried layer and an element isolation region. And its forming method.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の半導体装置としては、例えば19
91年電子情報通信学会春季全国大会予稿集5−153
に示されているようなものが知られている。図8はこの
従来の半導体装置の縦型NPNトランジスタの構造断面
図を示したものである。2. Description of the Related Art As a conventional semiconductor device, for example, 19
Proceedings of the 91st IEICE Spring National Convention 5-153
The ones shown in are known. FIG. 8 is a structural sectional view of a vertical NPN transistor of this conventional semiconductor device.
【0003】図8において、51はP型半導体基板、5
2は縦型NPNトランジスタのコレクタ埋込み層となる
N+ 型埋込み層である。53はN型エピタキシャル層、
54は分離領域となるSiO2 膜であり、このSiO2
膜はトランジスタ間を分離する溝部およびトランジスタ
表面に形成されている。55は、N+ 型多結晶シリコン
膜であり、コレクタのN+ 型埋込み層からの引出し電極
となっている。56はコレクタの一部となるN+ 型拡散
層、57はベースとなるP型拡散層、58はエミッタと
なるN+ 型拡散層である。59はベース電極の一部とな
るP+ 型多結晶シリコン膜、60はエミッタ電極の一部
となるN+ 型多結晶シリコン膜、61,62,63はそ
れぞれエミッタ電極、ベース電極、コレクタ電極であ
る。In FIG. 8, 51 is a P-type semiconductor substrate, 5
Reference numeral 2 is an N + -type buried layer which serves as a collector buried layer of the vertical NPN transistor. 53 is an N-type epitaxial layer,
54 is a SiO 2 film serving as the separation region, the SiO 2
The film is formed on the surface of the transistor and the groove that separates the transistors. Reference numeral 55 is an N + type polycrystalline silicon film, which serves as an extraction electrode from the N + type buried layer of the collector. Reference numeral 56 is an N + type diffusion layer which is a part of the collector, 57 is a P type diffusion layer which is a base, and 58 is an N + type diffusion layer which is an emitter. Reference numeral 59 is a P + -type polycrystalline silicon film which is a part of the base electrode, 60 is an N + -type polycrystalline silicon film which is a part of the emitter electrode, and 61, 62 and 63 are an emitter electrode, a base electrode and a collector electrode, respectively. is there.
【0004】このように構成された従来の半導体装置に
おいては、縦型NPNトランジスタのコレクタ引出し電
極が高濃度のN+ 型多結晶シリコン膜55によって形成
されているため、コレクタ抵抗が小さくなり、コレク
タ、ベース接合での充放電に要する時間が短くなり、ト
ランジスタを高速に動作することができる。In the conventional semiconductor device having such a structure, since the collector extraction electrode of the vertical NPN transistor is formed of the high-concentration N + -type polycrystalline silicon film 55, the collector resistance becomes small, and the collector resistance becomes small. The time required for charging and discharging at the base junction is shortened, and the transistor can operate at high speed.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の半導体装置では、コレクタ引出し電極となるN
+ 型多結晶シリコン膜55の形成において、N+ 型埋込
み層52まで達する溝をフォトリソグラフィとドライエ
ッチによって形成する工程と、多結晶シリコン膜を埋め
込む工程が必要となる。そのため、製造工程が複雑にな
り、また、コレクタ引出し電極55とトランジスタ間の
素子分離領域となるSiO2 膜54との間にマージンが
必要となるため、トランジスタサイズが大きくなるとい
う問題を有していた。[Problems to be Solved by the Invention]
In a conventional semiconductor device, N serving as a collector extraction electrode is used.
+ In forming the type polycrystalline silicon film 55, N+ Mold embedding
The groove reaching the layer 52 is formed by photolithography and dry etching.
Process of forming a polysilicon film and filling
A step of incorporating is required. This complicates the manufacturing process.
Between the collector extraction electrode 55 and the transistor
SiO to be an element isolation region2 Margin between the film 54
It is said that the transistor size will increase as it becomes necessary.
Had a problem.
【0006】本発明は上記問題を解決するもので、高密
度、高速の縦型NPNトランジスタおよび縦型PNPト
ランジスタを同一ウェーハ上に集積した半導体装置およ
びその製造方法を提供することを目的とする。An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a high-density, high-speed vertical NPN transistor and a semiconductor device in which the vertical PNP transistor is integrated on the same wafer, and a manufacturing method thereof.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の半導体装置は、一導電型の半導体基板に形
成された逆導電型の第1埋込み層と、前記第1埋込み層
を含む前記半導体基板上に形成された逆導電型の第1半
導体層と、前記第1半導体層に形成され、前記第1埋込
み層まで到達する第1溝部と、前記第1溝部の側壁にの
み形成された第1絶縁膜と、前記第1溝部内に形成さ
れ、前記第1埋込み層に接する逆導電型の第2半導体層
と、前記第1溝部内に形成され、前記半導体基板まで到
達する第2溝部と、前記第2溝部内に形成された第2絶
縁膜とを少なくとも具備し、前記第1埋込み層を縦型バ
イポーラトランジスタコレクタとし、前記第2半導体層
を縦型バイポーラトランジスタのコレクタ引出し部と
し、前記第2絶縁膜が前記第2半導体層に接し、前記第
2半導体層が前記第1絶縁膜に接するように構成したも
のである。In order to solve the above problems, a semiconductor device of the present invention comprises a first conductivity type buried layer and a first conductivity type buried layer formed on a semiconductor substrate of one conductivity type. A first semiconductor layer of opposite conductivity type formed on the semiconductor substrate, a first groove portion formed in the first semiconductor layer and reaching the first buried layer, and formed only on a sidewall of the first groove portion. A first insulating film, a second semiconductor layer of an opposite conductivity type formed in the first groove portion and in contact with the first buried layer, and a second semiconductor layer formed in the first groove portion and reaching the semiconductor substrate. Two trenches and at least a second insulating film formed in the second trench, the first buried layer is a vertical bipolar transistor collector, and the second semiconductor layer is a collector lead-out portion of a vertical bipolar transistor. And the second insulating film is Serial second semiconductor layer in contact, in which the second semiconductor layer is constructed so as to be in contact with the first insulating film.
【0008】また、本発明の半導体装置は、一導電型の
半導体基板に形成された逆導電型の第1埋込み層と、前
記半導体基板に形成された一導電型の第2埋込み層と、
前記第1埋込み層と第2埋込み層を含む前記半導体基板
上に形成された逆導電型の第1半導体層と、前記第1半
導体層に形成され、前記第1埋込み層と前記第2埋込み
層まで到達する第1溝部と、前記第1溝部の側壁にのみ
形成された第1絶縁膜と、前記第1溝部内に形成され、
前記第1埋込み層に接する逆導電型の第2半導体層と、
前記第1溝部内に形成され、前記第2埋込み層に接する
一導電型の第3半導体層と、前記第1溝部内に形成さ
れ、前記半導体基板まで到達する第2溝部と、前記第2
溝部内に形成された第2絶縁膜とを少なくとも具備し、
前記第1埋込み層を縦型NPNトランジスタのコレクタ
とし、前記第2半導体層を縦型NPNトランジスタのコ
レクタ引出し部とし、前記第2埋込み層を縦型PNPト
ランジスタのコレクタとし、前記第3半導体層を縦型P
NPトランジスタのコレクタ引出し部とし、前記第2絶
縁膜が前記第2半導体層と前記第3半導体層に接し、前
記第2半導体層が前記第1絶縁膜に接し、前記第3半導
体層が前記第1絶縁膜に接するように構成したものであ
る。In the semiconductor device of the present invention, a first conductivity type first buried layer formed on a semiconductor substrate of one conductivity type and a second conductivity type buried layer formed on the semiconductor substrate.
A first semiconductor layer of an opposite conductivity type formed on the semiconductor substrate including the first buried layer and the second buried layer; and the first buried layer and the second buried layer formed on the first semiconductor layer. A first groove portion reaching up to, a first insulating film formed only on a sidewall of the first groove portion, and formed in the first groove portion,
A second semiconductor layer of opposite conductivity type in contact with the first buried layer,
A third semiconductor layer of one conductivity type formed in the first groove portion and in contact with the second buried layer; a second groove portion formed in the first groove portion and reaching the semiconductor substrate;
At least a second insulating film formed in the groove,
The first buried layer serves as a collector of a vertical NPN transistor, the second semiconductor layer serves as a collector extraction portion of a vertical NPN transistor, the second buried layer serves as a collector of a vertical PNP transistor, and the third semiconductor layer serves as a collector. Vertical P
As a collector lead-out portion of an NP transistor, the second insulating film contacts the second semiconductor layer and the third semiconductor layer, the second semiconductor layer contacts the first insulating film, and the third semiconductor layer contacts the first insulating film. One is configured to be in contact with the insulating film.
【0009】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
一導電型の半導体基板に逆導電型の第1埋込み層を形成
する工程と、前記第1埋込み層を含む前記半導体基板上
に逆導電型の第1半導体層を形成する工程と、前記第1
半導体層に前記第1埋込み層まで到達する第1溝部を形
成する工程と、前記第1溝部の側壁にのみ第1絶縁膜を
形成する工程と、前記第1溝部内に逆導電型の第2半導
体層を前記第1埋込み層に接するように形成する工程
と、前記第1溝部内に前記半導体基板まで到達する第2
溝部を形成する工程と、前記第2溝部内に第2絶縁膜を
形成する工程とを少なくとも有し、前記第1埋込み層を
縦型バイポーラトランジスタのコレクタとし、前記第2
半導体層を縦型バイポーラトランジスタのコレクタ引出
し部とし、前記第2絶縁膜が前記第2半導体層に接し、
前記第2半導体層が前記第1絶縁膜に接するように形成
するものである。The semiconductor device manufacturing method of the present invention is
Forming a reverse conductivity type first buried layer on a semiconductor substrate of one conductivity type; forming a reverse conductivity type first semiconductor layer on the semiconductor substrate including the first buried layer;
Forming a first groove in the semiconductor layer that reaches the first buried layer; forming a first insulating film only on the sidewall of the first groove; and forming a second insulating second film in the first groove. A step of forming a semiconductor layer in contact with the first buried layer, and a step of reaching the semiconductor substrate in the first groove portion
At least a step of forming a groove and a step of forming a second insulating film in the second groove, wherein the first buried layer serves as a collector of a vertical bipolar transistor,
The semiconductor layer is used as a collector extraction part of a vertical bipolar transistor, the second insulating film is in contact with the second semiconductor layer,
The second semiconductor layer is formed so as to be in contact with the first insulating film.
【0010】さらに、本発明の製造方法は、一導電型の
半導体基板に逆導電型の第1埋込み層を形成する工程
と、前記半導体基板に一導電型の第2埋込み層を形成す
る工程と、前記第1埋込み層と第2埋込み層を含む前記
半導体基板上に逆導電型の第1半導体層を形成する工程
と、前記第1半導体層に前記第1埋込み層と前記第2埋
込み層まで到達する第1溝部を形成する工程と、前記第
1溝部の側壁にのみ第1絶縁膜を形成する工程と、前記
第1溝部内に前記第1埋込み層に接する逆導電型の第2
半導体層を形成する工程と、前記第1溝部内に前記第2
埋込み層に接する一導電型の第3半導体層を形成する工
程と、前記第1溝部内に前記半導体基板まで到達する第
2溝部を形成する工程と、前記第2溝部内に第2絶縁膜
を形成する工程とを少なくとも有し、前記第1埋込み層
を縦型NPNトランジスタのコレクタとし、前記第2半
導体層を縦型NPNトランジスタのコレクタ引出し部と
し、前記第2埋込み層を縦型PNPトランジスタのコレ
クタとし、前記第3半導体層を縦型PNPトランジスタ
のコレクタ引出し部とし、前記第2絶縁膜が前記第2半
導体層と前記第3半導体層に接し、前記第2半導体層が
前記第1絶縁膜に接し、前記第3半導体層が前記第1絶
縁膜に接するように形成するものである。Furthermore, the manufacturing method of the present invention comprises the steps of forming a first buried layer of opposite conductivity type on a semiconductor substrate of one conductivity type, and forming a second buried layer of one conductivity type on the semiconductor substrate. Forming a first semiconductor layer of opposite conductivity type on the semiconductor substrate including the first buried layer and the second buried layer; and including the first buried layer and the second buried layer in the first semiconductor layer Forming a reaching first groove portion, forming a first insulating film only on the side wall of the first groove portion, and forming a second insulating film having a second conductivity type in contact with the first buried layer in the first groove portion.
Forming a semiconductor layer, and forming the second groove in the first groove.
A step of forming a third semiconductor layer of one conductivity type in contact with the buried layer; a step of forming a second groove part reaching the semiconductor substrate in the first groove part; and a second insulating film in the second groove part. And forming the first buried layer as a collector of a vertical NPN transistor, the second semiconductor layer as a collector extraction portion of the vertical NPN transistor, and the second buried layer of a vertical PNP transistor. As a collector, the third semiconductor layer is used as a collector extraction portion of a vertical PNP transistor, the second insulating film is in contact with the second semiconductor layer and the third semiconductor layer, and the second semiconductor layer is the first insulating film. And the third semiconductor layer is formed so as to be in contact with the first insulating film.
【0011】[0011]
【作用】本発明は上記した構成により、バイポーラトラ
ンジスタのエミッタとベース領域の周囲に、コレクタ埋
込み層まで到達する第1の溝部を形成し、溝部の側壁に
のみ絶縁膜を形成した後、この絶縁膜に接するように溝
部の側壁にのみコレクタ引出し部となる半導体層を形成
し、この半導体層をマスクにして、コレクタの埋込み層
を貫いて半導体基板まで到達する第2の溝部を形成し
て、絶縁膜を埋め込むことで素子分離領域を形成してい
る。そのため、従来のように、素子分離領域とコレクタ
引出し領域の間にマージンを設ける必要がなく、また、
従来素子分離として使用していた領域に、コレクタ引出
し領域とフォトリソグラフィーの加工精度よりも微細な
素子分離領域をセルフアラインで形成できるため、高密
度なバイポーラトランジスタを少ない製造工程で実現す
ることができる。さらに、コレクタ引出し電極がエミッ
タ、ベース領域の周囲を取り囲む構造にでき、コレクタ
抵抗を低減することができるため、バイポーラトランジ
スタを高速化できる。According to the present invention, according to the above-described structure, the first groove portion reaching the collector buried layer is formed around the emitter and base regions of the bipolar transistor, and the insulating film is formed only on the side wall of the groove portion. A semiconductor layer serving as a collector extension is formed only on the side wall of the groove so as to be in contact with the film, and a second groove reaching the semiconductor substrate through the buried layer of the collector is formed using this semiconductor layer as a mask, An element isolation region is formed by embedding an insulating film. Therefore, it is not necessary to provide a margin between the element isolation region and the collector extraction region, unlike the conventional case.
Since a collector extraction region and a device isolation region that is finer than the processing accuracy of photolithography can be formed in the region that was conventionally used for device isolation by self-alignment, a high-density bipolar transistor can be realized with fewer manufacturing steps. . Furthermore, since the collector extraction electrode can be structured to surround the periphery of the emitter and base regions and the collector resistance can be reduced, the speed of the bipolar transistor can be increased.
【0012】さらに加えて、第1の溝部内において両側
の側壁に形成する半導体層を、縦型NPNトランジスタ
のエミッタ拡散と、縦型PNPトランジスタのエミッタ
拡散を用いて、それぞれN+ 型半導体層とP+ 型半導体
層にすることで、縦型NPNトランジスタと縦型PNP
トランジスタの埋込み層からのコレクタ引出し部を、こ
の半導体層の間に形成される微細な素子分離領域に隣接
して、同時に形成することができる。さらに、この場
合、縦型NPNトランジスタと縦型PNPトランジスタ
のコレクタ引出し部は、エミッタ、ベース領域を取り囲
む構造にできるため、両トランジスタにおいて同時にコ
レクタ抵抗を低減できる。そのため、高密度、高速の縦
型NPNトランジスタ、縦型PNPトランジスタを一体
化した半導体装置を少ない製造工程で実現することがで
きる。In addition, the semiconductor layers formed on the sidewalls on both sides in the first trench are respectively N + type semiconductor layers by using the emitter diffusion of the vertical NPN transistor and the emitter diffusion of the vertical PNP transistor. By using the P + type semiconductor layer, the vertical NPN transistor and the vertical PNP are formed.
The collector lead-out portion from the buried layer of the transistor can be formed simultaneously adjacent to the fine element isolation region formed between the semiconductor layers. Further, in this case, since the vertical NPN transistor and the collector extraction portion of the vertical PNP transistor can have a structure surrounding the emitter and base regions, the collector resistance of both transistors can be reduced at the same time. Therefore, a high-density, high-speed vertical NPN transistor and a semiconductor device in which the vertical PNP transistor is integrated can be realized by a small number of manufacturing steps.
【0013】[0013]
【実施例】以下、本発明の一実施例の半導体装置および
その製造方法を図面に基づいて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A semiconductor device and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0014】図1は本発明の一実施例の半導体装置を示
す断面図である。図1に示すように、半導体装置は、P
型半導体基板1に形成された第1埋込み層としてのN+
型埋込み層2と、このN+ 型埋込み層2を含むP型半導
体基板1上に形成された第1半導体層としてのN- 型エ
ピタキシャル層3と、このN- 型エピタキシャル層3に
形成され、N+ 型埋込み層2まで到達する第1の溝部5
と、この第1の溝部5の側壁にのみ形成された第1絶縁
膜としての酸化膜6と、第1の溝部5内に形成され、N
+ 型埋込み層2に接する第2半導体層としてのN+型多
結晶シリコン膜15と、第1の溝部5内に形成され、P
型半導体基板1まで到達する第2の溝部8と、この第2
の溝部8内に形成された第2絶縁膜としての酸化膜9と
を備えている。そして、N+ 型埋込み層2を縦型NPN
トランジスタコレクタ埋込み層とし、N+ 型多結晶シリ
コン膜15を縦型NPNトランジスタのコレクタ引出し
部としており、酸化膜9がN+ 型多結晶シリコン膜15
に接し、このN+ 型多結晶シリコン膜15が酸化膜6に
接している。FIG. 1 is a sectional view showing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the semiconductor device has a P
+ As the first buried layer formed on the semiconductor substrate 1
A type buried layer 2, an N − type epitaxial layer 3 as a first semiconductor layer formed on the P type semiconductor substrate 1 including the N + type buried layer 2, and a N − type epitaxial layer 3. First groove 5 reaching the N + type buried layer 2
An oxide film 6 as a first insulating film formed only on the side wall of the first groove 5, and an oxide film 6 formed in the first groove 5,
An N + type polycrystalline silicon film 15 as a second semiconductor layer which is in contact with the + type buried layer 2 and a P- type polycrystalline silicon film 15 formed in the first groove portion 5,
The second groove portion 8 reaching the semiconductor substrate 1 and the second groove portion 8
And an oxide film 9 as a second insulating film formed in the groove portion 8. Then, the N + type buried layer 2 is formed into a vertical NPN
A transistor collector buried layer, N + -type poly-crystalline silicon film 15 has a collector lead-out portion of the vertical NPN transistor, the oxide film 9 is N + -type polycrystalline silicon film 15
The N + -type polycrystalline silicon film 15 is in contact with the oxide film 6.
【0015】なお、図1において、7は第1の溝部5内
に設けられた多結晶シリコン膜、10は第2の溝部8の
底部に形成されたP型チャネルストッパ領域、11は第
2の溝部8に埋め込まれたCVD・SiO2 膜、12は
縦型NPNトランジスタのベース領域となるP型拡散
層、13はCVD・SiO2 膜、14はエミッタ領域と
なるN+ 型拡散層、16はベースコンタクト領域となる
P+ 型拡散層、17,18,19はそれぞれエミッタ電
極,ベース電極,コレクタ電極である。In FIG. 1, 7 is a polycrystalline silicon film provided in the first groove 5, 10 is a P-type channel stopper region formed at the bottom of the second groove 8, and 11 is a second. A CVD / SiO 2 film embedded in the groove portion 8, 12 is a P-type diffusion layer that serves as a base region of the vertical NPN transistor, 13 is a CVD-SiO 2 film, 14 is an N + -type diffusion layer that serves as an emitter region, and 16 is P + type diffusion layers 17, 18 and 19 serving as base contact regions are an emitter electrode, a base electrode and a collector electrode, respectively.
【0016】次に、この半導体装置の製造方法について
説明し、図1〜図5はそれぞれ本発明の第1の実施例に
おける半導体装置の各製造工程の断面図を示す。まず、
図2に示すように、比抵抗が例えば10〜20Ω・cm
のP型(111)半導体基板1に、砒素を60keV、
1×1015/cm2 の条件でイオン注入した後、温度9
00℃で30分程度の熱処理を行い、縦型NPNトラン
ジスタのコレクタ埋込み層となるN+ 型埋込み層2を形
成する。次に半導体基板1およびN+ 型埋込み層2上
に、例えば比抵抗が1Ω・cm、厚さが2μm程度のN
- 型エピタキシャル層3を形成する。次に1000nm
の厚さのCVD・SiO2 膜4を堆積した後、例えばレ
ジストをマスクにして異方性エッチングを行い、縦型N
PNトランジスタのコレクタ引出し部および素子分離領
域形成部となる、N+型埋込み層2に達する幅1.5μ
mの第1の溝部5を形成する。Next, a method of manufacturing the semiconductor device will be described, and FIGS. 1 to 5 are sectional views showing respective manufacturing steps of the semiconductor device in the first embodiment of the present invention. First,
As shown in FIG. 2, the specific resistance is, for example, 10 to 20 Ω · cm.
Arsenic is added to the P-type (111) semiconductor substrate 1 of 60 keV,
After ion implantation under the condition of 1 × 10 15 / cm 2 , the temperature is set to 9
A heat treatment is performed at 00 ° C. for about 30 minutes to form an N + type buried layer 2 which will be a collector buried layer of the vertical NPN transistor. Next, on the semiconductor substrate 1 and the N + type buried layer 2, for example, N having a specific resistance of 1 Ω · cm and a thickness of about 2 μm is formed.
The − type epitaxial layer 3 is formed. Next 1000 nm
After the CVD / SiO 2 film 4 having a thickness of 1 is deposited, anisotropic etching is performed using, for example, a resist as a mask to form a vertical N
A width of 1.5 μ that reaches the N + type buried layer 2 to be the collector extraction portion and element isolation region formation portion of the PN transistor
The first groove 5 of m is formed.
【0017】次に、温度900℃で20分の熱酸化を行
い、図3に示すように、第1の溝部5内に厚さ50nm
の酸化膜6を形成する。その後、第1の溝部5の底面部
の酸化膜6を異方性エッチングによって除去すること
で、第1の溝部5の側壁部のみに酸化膜6を形成する。
次に、多結晶シリコン膜7を500nmの厚さで堆積
し、異方性エッチングを行って第1の溝部5の側壁部に
のみ多結晶シリコン膜7を残す。Next, thermal oxidation is performed for 20 minutes at a temperature of 900 ° C., and as shown in FIG. 3, the first groove portion 5 has a thickness of 50 nm.
Oxide film 6 is formed. After that, the oxide film 6 on the bottom surface portion of the first groove portion 5 is removed by anisotropic etching, so that the oxide film 6 is formed only on the side wall portion of the first groove portion 5.
Next, a polycrystalline silicon film 7 is deposited to a thickness of 500 nm and anisotropically etched to leave the polycrystalline silicon film 7 only on the side wall of the first groove 5.
【0018】次に、CVD・SiO2 膜4と多結晶シリ
コン膜7をマスクにして異方性エッチングを行い、図4
に示すように、第1の溝部5の側壁に形成された多結晶
シリコン膜7の間に、N+ 型埋込み層2を貫いて半導体
基板1まで到達する第2の溝部8を形成する。次に、温
度900℃で20分の熱酸化を行い、第2の溝部8内に
厚さ50nmの酸化膜9を形成する。Next, anisotropic etching is performed by using the CVD / SiO 2 film 4 and the polycrystalline silicon film 7 as a mask, as shown in FIG.
As shown in FIG. 2, a second groove portion 8 penetrating the N + type buried layer 2 and reaching the semiconductor substrate 1 is formed between the polycrystalline silicon films 7 formed on the sidewalls of the first groove portion 5. Then, thermal oxidation is performed at a temperature of 900 ° C. for 20 minutes to form an oxide film 9 having a thickness of 50 nm in the second groove portion 8.
【0019】次に、ボロンを20keV、3×1013/
cm2 の条件でイオン注入して、図5に示すように、第
2の溝部8の底部に、P型のチャネルストッパ領域10
を形成した後、第2の溝部8内にCVD・SiO2 膜1
1をエッチバックによって埋め込むことで素子分離領域
を完成させる。このとき、表面のCVD・SiO2 膜4
は取り除かれる。Next, boron is added at 20 keV, 3 × 10 13 /
Ion implantation is performed under the condition of cm 2 , and as shown in FIG. 5, a P-type channel stopper region 10 is formed at the bottom of the second groove portion 8.
Then, the CVD / SiO 2 film 1 is formed in the second groove 8 after the formation of the
By embedding 1 by etch back, the element isolation region is completed. At this time, the CVD / SiO 2 film 4 on the surface
Is removed.
【0020】次に、例えばレジストをマスクにしてボロ
ンを30keV、2×1013/cm 2 の条件でイオン注
入した後、温度900℃で30分程度の熱処理を行い、
図1に示すように、縦型NPNトランジスタのベース領
域となるP型拡散層12を形成する。例えばレジストを
マスクにしてエミッタ領域およびコレクタ引き出し部と
なる多結晶シリコン膜7上に砒素を30keV、1×1
016/cm2 の条件でイオン注入し、その後、温度95
0℃で60分程度の熱処理を行って砒素を拡散する。こ
のとき、エミッタ領域にはN+ 型拡散層14が形成さ
れ、また、多結晶シリコン膜は拡散係数が大きいため、
コレクタ引出し部には、N+ 型多結晶シリコン膜15が
形成される。Next, using a resist as a mask, for example,
30 keV, 2 × 1013/ Cm 2 Ion injection under the conditions
After entering, heat treatment at a temperature of 900 ℃ for about 30 minutes,
As shown in FIG. 1, the base region of the vertical NPN transistor is
A P-type diffusion layer 12 to be a region is formed. For example, resist
Use as a mask for the emitter area and collector lead
On the polycrystalline silicon film 7 made of arsenic of 30 keV, 1 × 1
016/ Cm2 Ion implantation under the conditions of
Heat treatment is performed at 0 ° C. for about 60 minutes to diffuse arsenic. This
, The emitter area has N+ The mold diffusion layer 14 is formed.
In addition, since the polycrystalline silicon film has a large diffusion coefficient,
N for the collector drawer+ Type polycrystalline silicon film 15
It is formed.
【0021】次に、例えばレジストをマスクにして縦型
NPNトランジスタのベースコンタクトとなる領域上に
ボロンを30keV、1×1016/cm2 の条件でイオ
ン注入し、その後、温度900℃で45分程度の熱処理
を行ってボロンを拡散し、縦型NPNトランジスタのベ
ースコンタクト領域となるP+ 型拡散層16を形成す
る。そして、CVD・SiO2 膜13を厚さ500nm
に堆積した後、エミッタコンタクト領域、ベースコンタ
クト領域、およびコレクタコンタクト領域を開口する。
最後に例えばAlなどを用いてエミッタ電極17、ベー
ス電極18、コレクタ電極19を形成してこの半導体装
置は完成する。Next, for example, using a resist as a mask, boron is ion-implanted under the conditions of 30 keV and 1 × 10 16 / cm 2 on a region to be a base contact of the vertical NPN transistor, and then at a temperature of 900 ° C. for 45 minutes. A heat treatment is performed to a certain extent to diffuse boron and form a P + -type diffusion layer 16 to be a base contact region of the vertical NPN transistor. Then, the CVD / SiO 2 film 13 is formed to a thickness of 500 nm.
Then, the emitter contact region, the base contact region, and the collector contact region are opened.
Finally, the semiconductor device is completed by forming the emitter electrode 17, the base electrode 18, and the collector electrode 19 using, for example, Al.
【0022】以上のように本実施例は、エミッタ、ベー
ス領域の周囲に、縦型NPNトランジスタのコレクタと
なるN+ 型埋込み層2に到達する第1の溝部5を形成
し、第1の溝部5の側壁にのみ酸化膜6を形成してか
ら、第1の溝部5の側壁にのみ多結晶シリコン膜7を形
成して、これをマスクとして、第1の溝部5内に素子分
離領域となるP型半導体基板1まで到達する第2の溝部
8を形成し、溝部8内を酸化膜9とCVD・SiO2 膜
11で埋め込んでから、その後縦型NPNトランジスタ
のエミッタ形成と同時に、コレクタ引出し部となるN+
型多結晶シリコン膜15を形成することを特徴としてい
る。As described above, in this embodiment, the first groove portion 5 reaching the N + type buried layer 2 serving as the collector of the vertical NPN transistor is formed around the emitter and base regions, and the first groove portion is formed. The oxide film 6 is formed only on the side wall of the first groove 5, and then the polycrystalline silicon film 7 is formed only on the side wall of the first groove 5, and this is used as a mask to form an element isolation region in the first groove 5. After forming the second groove portion 8 reaching the P-type semiconductor substrate 1 and filling the inside of the groove portion 8 with the oxide film 9 and the CVD / SiO 2 film 11, thereafter, simultaneously with the formation of the emitter of the vertical NPN transistor, the collector extraction portion is formed. N +
The feature is that the type polycrystalline silicon film 15 is formed.
【0023】このため、縦型NPNトランジスタにおい
て、コレクタ引出し部と素子分離領域とのマージンが不
要となり、縦型NPNトランジスタのセルサイズを縮小
することができる。また、コレクタ引出し部がエミッ
タ、ベース領域の周囲を取り囲むように形成できるた
め、コレクタ抵抗を低減することができ、コレクタ、ベ
ース接合での充放電に要する時間が短くなり、動作速度
の向上を図ることができる。Therefore, in the vertical NPN transistor, the margin between the collector extraction portion and the element isolation region becomes unnecessary, and the cell size of the vertical NPN transistor can be reduced. Further, since the collector extraction portion can be formed so as to surround the periphery of the emitter / base region, the collector resistance can be reduced, the time required for charging / discharging at the collector / base junction can be shortened, and the operating speed can be improved. be able to.
【0024】図6〜図7は本発明の第2の実施例におけ
る半導体装置の製造工程断面図を示す。なお、上記第1
の実施例におけるものと同機能のものには同符号を付
す。図6に示すように、半導体装置は、P型半導体基板
1に形成された第1埋込み層としてのN+ 型埋込み層2
と、P型半導体基板1に形成された第2埋込み層として
のP+ 型埋込み層32と、これらのN+ 型埋込み層2お
よびP+ 型埋込み層32を含むP型半導体基板1上に形
成された第1半導体層としてのN- 型エピタキシャル層
3と、このN- 型エピタキシャル層3に形成され、N+
型埋込み層2とP+ 型埋込み層32とまで到達する第1
の溝部5と、この第1の溝部5の側壁にのみ形成された
第1絶縁膜としての酸化膜6と、第1の溝部5内に形成
され、N+ 型埋込み層2に接する第2半導体層としての
N+ 型多結晶シリコン膜38と、第1の溝部5内に形成
され、P+ 型埋込み層32に接する第3半導体層として
のP+ 型多結晶シリコン膜41と、第1の溝部5内に形
成され、P型半導体基板1まで到達す第2の溝部8と、
この第2の溝部8内に形成された第2絶縁膜としての酸
化膜9とを具備している。そして、N+ 型埋込み層2を
縦型NPNトランジスタのコレクタとし、N+ 型多結晶
シリコン膜38を縦型NPNトランジスタのコレクタ引
出し部とし、P+ 型埋込み層32を縦型PNPトランジ
スタのコレクタとし、P+ 型多結晶シリコン膜41を縦
型PNPトランジスタのコレクタ引出し部としている。
このとき、縦型NPNトランジスタと縦型PNPトラン
ジスタが隣接する領域では、酸化膜9がN+ 型多結晶シ
リコン膜38とP+ 型多結晶シリコン膜41に接してい
る。また、縦型NPNトランジスタと縦型PNPトラン
ジスタが隣接しない領域では、N+ 型多結晶シリコン膜
38が酸化膜6,9に接し、P+ 型多結晶シリコン膜4
1が酸化膜6,9に接している。6 to 7 are sectional views showing the steps of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. In addition, the first
Those having the same functions as those in the embodiment of FIG. As shown in FIG. 6, the semiconductor device has an N + -type buried layer 2 as a first buried layer formed on a P-type semiconductor substrate 1.
And a P + type buried layer 32 as a second buried layer formed on the P type semiconductor substrate 1, and formed on the P type semiconductor substrate 1 including the N + type buried layer 2 and the P + type buried layer 32. N − type epitaxial layer 3 as the first semiconductor layer, and N + type epitaxial layer 3 formed on this N − type epitaxial layer 3.
First reaching the type buried layer 2 and the P + type buried layer 32
Groove portion 5, an oxide film 6 as a first insulating film formed only on the side wall of the first groove portion 5, and a second semiconductor formed in the first groove portion 5 and in contact with the N + type buried layer 2. An N + -type polycrystalline silicon film 38 as a layer, a P + -type polycrystalline silicon film 41 as a third semiconductor layer formed in the first groove portion 5 and in contact with the P + -type buried layer 32, and a first A second groove portion 8 formed in the groove portion 5 and reaching the P-type semiconductor substrate 1;
It has an oxide film 9 as a second insulating film formed in the second groove portion 8. Then, the N + -type buried layer 2 is used as the collector of the vertical NPN transistor, the N + -type polycrystalline silicon film 38 is used as the collector extraction portion of the vertical NPN transistor, and the P + -type buried layer 32 is used as the collector of the vertical PNP transistor. , P + -type polycrystalline silicon film 41 is used as a collector extraction portion of a vertical PNP transistor.
At this time, the oxide film 9 is in contact with the N + -type polycrystalline silicon film 38 and the P + -type polycrystalline silicon film 41 in the region where the vertical NPN transistor and the vertical PNP transistor are adjacent to each other. In the region where the vertical NPN transistor and the vertical PNP transistor are not adjacent to each other, the N + type polycrystalline silicon film 38 is in contact with the oxide films 6 and 9, and the P + type polycrystalline silicon film 4 is formed.
1 is in contact with the oxide films 6 and 9.
【0025】なお、図6において、31はコレクタ領域
と半導体基板1を分離するためのN + 型埋込み層、33
は縦型PNPトランジスタのコレクタ領域の一部である
P-型拡散層、34は縦型NPNトランジスタのベース
領域であるP型拡散層、35は縦型PNPトランジスタ
のベース領域であるN型拡散層、36は縦型NPNトラ
ンジスタのエミッタ領域であるN+ 型拡散層、37は縦
型NPNトランジスタのベースコンタクト領域であるP
+ 型拡散層、39は縦型PNPトランジスタのエミッタ
領域であるP+ 型拡散層、40は縦型PNPトランジス
タのベースコンタクト領域であるN+ 型拡散層である。
また、42,43,44は縦型NPNトランジスタのエ
ミッタ電極,ベース電極,コレクタ電極、45,46,
47は縦型PNPトランジスタのエミッタ電極,ベース
電極,コレクタ電極、T1 は縦型NPNトランジスタ、
T2 は縦型PNPトランジスタである。In FIG. 6, 31 is a collector region.
And N for separating the semiconductor substrate 1 from + Mold embedding layer, 33
Is a part of the collector region of the vertical PNP transistor
P-Type diffusion layer, 34 is the base of a vertical NPN transistor
A region is a P-type diffusion layer, and 35 is a vertical PNP transistor.
N-type diffusion layer, which is the base region of the
N, which is the emitter region of the transistor+ Type diffusion layer, 37 is vertical
Which is the base contact region of the NPN transistor
+ Type diffusion layer, 39 is an emitter of a vertical PNP transistor
Area P+ Type diffusion layer, 40 is a vertical PNP transistor
N, which is the base contact region of the+ It is a type diffusion layer.
Reference numerals 42, 43 and 44 are vertical NPN transistor filters.
Mitter electrode, base electrode, collector electrode, 45, 46,
47 is an emitter electrode and a base of a vertical PNP transistor
Electrode, collector electrode, T1 Is a vertical NPN transistor,
T2 Is a vertical PNP transistor.
【0026】次に、この半導体装置の製造方法について
説明し、図6,図7はそれぞれ本発明の第2の実施例に
おける半導体装置の各製造工程の断面図を示す。図7に
おいて、比抵抗が例えば10〜20Ω・cmのP型(1
11)半導体基板1に、砒素を60keV、1×1015
/cm2 の条件でイオン注入した後、温度900℃で3
0分程度の熱処理を行い、縦型NPNトランジスタ領域
にはコレクタ埋込み層となるN+ 型埋込み層2を、縦型
PNPトランジスタ領域にはコレクタ領域と半導体基板
1を分離するためのN+ 型埋込み層31を形成する。次
に、例えばレジストをマスクにしてボロンを40ke
V、1×1014/cm2 の条件でイオン注入した後、温
度1100℃で180分程度の熱処理を行い、縦型PN
Pトランジスタのコレクタ埋込み層となるP+ 型埋込み
層32を形成する。この後、半導体基板1,N+ 型埋込
み層2およびP+ 型埋込み層32上に、例えば比抵抗が
1Ω・cm、厚さが2μm程度のN- 型エピタキシャル
層3を形成する。Next, a method of manufacturing the semiconductor device will be described, and FIGS. 6 and 7 are sectional views showing the respective manufacturing steps of the semiconductor device in the second embodiment of the present invention. In FIG. 7, the P type (1
11) Arsenic is applied to the semiconductor substrate 1 at 60 keV and 1 × 10 15
Ion implantation under the condition of / cm 2 and then at a temperature of 900 ° C for 3
Heat treatment is performed for about 0 minutes, the vertical NPN transistor region becomes the collector buried layer in the N + -type buried layer 2, N + -type buried for separating the collector region and the semiconductor substrate 1 in the vertical PNP transistor area The layer 31 is formed. Next, for example, using a resist as a mask, boron is added at 40 ke
After ion implantation under the conditions of V, 1 × 10 14 / cm 2 , a heat treatment is performed at a temperature of 1100 ° C. for about 180 minutes to form a vertical PN.
A P + type buried layer 32, which will be the collector buried layer of the P transistor, is formed. After that, an N − type epitaxial layer 3 having a specific resistance of 1 Ω · cm and a thickness of about 2 μm is formed on the semiconductor substrate 1, the N + type buried layer 2 and the P + type buried layer 32.
【0027】次に1000nmの厚さのCVD・SiO
2 膜を堆積後、例えばレジストをマスクにして異方性エ
ッチングを行い、縦型NPNトランジスタおよび縦型P
NPトランジスタのコレクタ引出し部、および素子分離
領域形成部となる、N+ 型埋込み層2およびP+ 型埋込
み層32に達する幅1.5μmの第1の溝部5を形成す
る。Next, CVD SiO having a thickness of 1000 nm is used.
After the two films are deposited, anisotropic etching is performed using, for example, a resist as a mask to form a vertical NPN transistor and a vertical P
A first groove portion 5 having a width of 1.5 μm reaching the N + type buried layer 2 and the P + type buried layer 32, which will be the collector extraction portion and the element isolation region formation portion of the NP transistor, is formed.
【0028】次に、温度900℃で20分の熱酸化を行
い、第1の溝部5内に50nmの厚さの酸化膜6を形成
する。その後、第1の溝部5の底面部の酸化膜6を異方
性エッチングによって除去することで、第1の溝部5の
側壁部のみに酸化膜6を形成する。そして、多結晶シリ
コン膜を500nmの厚さに堆積し、異方性エッチング
を行って第1の溝部5の側壁部にのみ多結晶シリコン膜
7を残す。Next, thermal oxidation is performed at a temperature of 900 ° C. for 20 minutes to form an oxide film 6 having a thickness of 50 nm in the first groove portion 5. After that, the oxide film 6 on the bottom surface portion of the first groove portion 5 is removed by anisotropic etching, so that the oxide film 6 is formed only on the side wall portion of the first groove portion 5. Then, a polycrystalline silicon film is deposited to a thickness of 500 nm, and anisotropic etching is performed to leave the polycrystalline silicon film 7 only on the side wall of the first groove 5.
【0029】次に、CVD・SiO2 膜と多結晶シリコ
ン膜7をマスクにして異方性エッチングを行い、第1の
溝部5の側壁に形成された多結晶シリコン膜7の間に、
N+型埋込み層2とN+ 型埋込み層31およびP+ 型埋
込み層32を貫き半導体基板1まで到達する第2の溝部
8を形成する。次に、温度900℃で20分の熱酸化を
行い、第2の溝部8内に厚さ50nmの酸化膜9を形成
する。Next, anisotropic etching is performed by using the CVD / SiO 2 film and the polycrystalline silicon film 7 as a mask, and between the polycrystalline silicon films 7 formed on the side walls of the first groove portion 5,
A second groove portion 8 is formed which penetrates the N + type buried layer 2, the N + type buried layer 31 and the P + type buried layer 32 and reaches the semiconductor substrate 1. Then, thermal oxidation is performed at a temperature of 900 ° C. for 20 minutes to form an oxide film 9 having a thickness of 50 nm in the second groove portion 8.
【0030】次に、ボロンを20keV、3×1013/
cm2 の条件でイオン注入して、第2の溝部8の底部
に、P型のチャネルストッパ領域10を形成後、第2の
溝部8内にCVD・SiO2 膜11をエッチバックによ
って埋め込むことで素子分離領域を完成させる。このと
き、表面のCVD・SiO2 膜4は取り除かれる。Next, boron is added at 20 keV, 3 × 10 13 /
After ion-implanting under the condition of cm 2 to form a P-type channel stopper region 10 at the bottom of the second groove portion 8, the CVD / SiO 2 film 11 is embedded in the second groove portion 8 by etch back. Complete the element isolation region. At this time, the CVD / SiO 2 film 4 on the surface is removed.
【0031】次に、図6に示すように、例えばレジスト
をマスクにしてボロンを80keV、2×1012/cm
2 の条件でイオン注入した後、温度1100℃で60分
程度の熱処理を行い、縦型PNPトランジスタのコレク
タ領域となるP- 型拡散層33を形成する。そして、例
えばレジストをマスクにしてボロンを30keV、2×
1013/cm2 の条件でイオン注入した後、温度900
℃で30分程度の熱処理を行い、縦型NPNトランジス
タのベース領域となるP型拡散層34を形成する。次に
例えばレジストをマスクにして燐を80keV、3.5
×1013/cm 2 の条件でイオン注入した後、温度90
0℃で20分程度の熱処理を行い、縦型PNPトランジ
スタのベース領域となるN型拡散層35を形成する。次
に、例えばレジストをマスクにして縦型NPNトランジ
スタのエミッタ領域およびコレクタ引き出し部となる多
結晶シリコン膜7上に、縦型PNPトランジスタのベー
スコンタクトとなる領域上に砒素を30keV、1×1
016/cm2 の条件でイオン注入し、その後、温度95
0℃で60分程度の熱処理を行って砒素を拡散する。こ
のとき、縦型NPNトランジスタにおいて、エミッタ領
域にはN+ 型拡散層36が形成され、また、多結晶シリ
コン膜は拡散係数が大きいため、コレクタ引出し部に
は、N+ 型多結晶シリコン膜38が形成される。また、
縦型PNPトランジスタのベースコンタクト領域にはN
+ 型拡散層40が形成される。Next, as shown in FIG.
With a mask of boron at 80 keV, 2 × 1012/ Cm
2 After ion implantation under the conditions of 60 minutes at a temperature of 1100 ° C
After performing a heat treatment to a certain degree, the vertical PNP transistor collection
Data area P- The mold diffusion layer 33 is formed. And an example
For example, using the resist as a mask, boron is 30 keV, 2 ×
1013/ Cm2 After ion implantation under the conditions
Vertical NPN transistor after heat treatment at ℃ for about 30 minutes
A P-type diffusion layer 34 which will be the base region of the capacitor is formed. next
For example, using a resist as a mask, phosphorus at 80 keV, 3.5
× 1013/ Cm 2 After ion implantation under the conditions
Perform vertical heat treatment for 20 minutes at 0 ℃
An N-type diffusion layer 35 which will be the base region of the star is formed. Next
For example, using a resist as a mask, vertical NPN transistor
The emitter area and collector lead-out area of the
A vertical PNP transistor base is formed on the crystalline silicon film 7.
Arsenic 30 keV, 1 × 1 on the area to be the contact
016/ Cm2 Ion implantation under the conditions of
Heat treatment is performed at 0 ° C. for about 60 minutes to diffuse arsenic. This
In the vertical NPN transistor,
N in the area+ The type diffusion layer 36 is formed, and the polycrystalline silicon
Since the con-film has a large diffusion coefficient,
Is N+ A type polycrystalline silicon film 38 is formed. Also,
N is formed in the base contact region of the vertical PNP transistor.
+ The mold diffusion layer 40 is formed.
【0032】次に、例えばレジストをマスクにして、縦
型NPNトランジスタのベースコンタクトとなる領域上
と、縦型PNPトランジスタのエミッタ領域およびコレ
クタ引き出し部となる多結晶シリコン膜7上に、ボロン
を30keV、1×1016/cm2 の条件でイオン注入
し、その後、温度900℃で45分程度の熱処理を行っ
てボロンを拡散する。このとき、縦型NPNトランジス
タのベースコンタクト領域にはP+ 型拡散層37が形成
される。また、縦型PNPトランジスタにおいて、エミ
ッタ領域にはP+ 型拡散層39が形成され、多結晶シリ
コン膜は拡散係数が大きいため、コレクタ引出し部に
は、P+ 型多結晶シリコン膜41が形成される。Next, using a resist as a mask, for example, 30 keV of boron is formed on the region which will be the base contact of the vertical NPN transistor and on the polycrystalline silicon film 7 which will be the emitter region and collector extraction portion of the vertical PNP transistor. Ions are implanted under the condition of 1 × 10 16 / cm 2 , and then heat treatment is performed at a temperature of 900 ° C. for about 45 minutes to diffuse boron. At this time, the P + type diffusion layer 37 is formed in the base contact region of the vertical NPN transistor. Further, in the vertical PNP transistor, since the P + type diffusion layer 39 is formed in the emitter region and the polycrystalline silicon film has a large diffusion coefficient, the P + type polycrystalline silicon film 41 is formed in the collector extraction portion. It
【0033】次にCVD・SiO2 膜13を500nm
の厚さに堆積した後、縦型NPNトランジスタと縦型P
NPトランジスタのそれぞれにおいて、エミッタコンタ
クト領域、ベースコンタクト領域、およびコレクタコン
タクト領域を開口する。Next, a CVD / SiO 2 film 13 is formed to a thickness of 500 nm.
Vertical NPN transistor and vertical P
An emitter contact region, a base contact region, and a collector contact region are opened in each of the NP transistors.
【0034】最後に、例えばAlなどを用いて、縦型N
PNトランジスタ領域にエミッタ電極42、ベース電極
43、コレクタ電極44を形成し、縦型PNPトランジ
スタ領域にエミッタ電極45、ベース電極46、コレク
タ電極47を形成してこの半導体装置は完成する。Finally, a vertical type N is formed using, for example, Al.
The semiconductor device is completed by forming the emitter electrode 42, the base electrode 43, and the collector electrode 44 in the PN transistor region, and the emitter electrode 45, the base electrode 46, and the collector electrode 47 in the vertical PNP transistor region.
【0035】以上のように本実施例は、縦型NPNトラ
ンジスタと、縦型PNPトランジスタのエミッタ、ベー
ス領域の周囲に、コレクタとなるN+ 型埋込み層2とP
+ 型埋込み層32に到達する第1の溝部を形成し、第1
の溝部の側壁にのみ酸化膜6を形成してから、第1の溝
部の側壁にのみ多結晶シリコン膜7を形成して、これを
マスクとして、第1の溝部内に、素子分離領域となる半
導体基板まで到達する第2の溝部を形成し、この溝部内
を酸化膜9とCVD・SiO2 膜11で埋め込んでか
ら、その後、縦型NPNトランジスタのエミッタ形成と
同時に、コレクタ引出し部となるN+ 型多結晶シリコン
膜38を形成し、縦型PNPトランジスタのエミッタ形
成と同時に、コレクタ引出し部となるP+ 型多結晶シリ
コン膜41を形成することを特徴としている。As described above, in this embodiment, the vertical NPN transistor and the N + type buried layer 2 and the P 2 serving as the collector are formed around the emitter and base regions of the vertical PNP transistor.
Forming a first groove portion reaching the + type buried layer 32,
After forming the oxide film 6 only on the side wall of the groove part, the polycrystalline silicon film 7 is formed only on the side wall of the first groove part, and using this as a mask, an element isolation region is formed in the first groove part. A second groove reaching the semiconductor substrate is formed, and the inside of this groove is filled with an oxide film 9 and a CVD.SiO 2 film 11, and thereafter, at the same time when the emitter of the vertical NPN transistor is formed, an N serving as a collector lead-out portion is formed. It is characterized in that the + type polycrystalline silicon film 38 is formed, and at the same time when the emitter of the vertical PNP transistor is formed, the P + type polycrystalline silicon film 41 serving as a collector extraction portion is formed.
【0036】このため、縦型NPNトランジスタのN+
型のコレクタ引出し部と、縦型PNPトランジスタのP
+ 型のコレクタ引出し部を、製造工程を追加することな
く、素子分離領域とセルフアラインで形成でき、縦型N
PNトランジスタと縦型PNPトランジスタのセルサイ
ズを縮小することができる。また、縦型NPNトランジ
スタと縦型PNPトランジスタにおいて、コレクタ引出
し部がエミッタ、ベース領域の周囲を取り囲むように形
成できるため、製造工程を追加することなく、コレクタ
抵抗を同時に低減することができ、そのため、コレク
タ、ベース接合での充放電に要する時間が短くなり、高
速な縦型NPNトランジスタと縦型PNPトランジスタ
を同時に形成できる。Therefore, N + of the vertical NPN transistor is
-Type collector lead-out part and P of vertical PNP transistor
The + -type collector lead-out portion can be formed in self-alignment with the element isolation region without adding a manufacturing process.
The cell size of the PN transistor and the vertical PNP transistor can be reduced. Further, in the vertical NPN transistor and the vertical PNP transistor, since the collector extraction portion can be formed so as to surround the periphery of the emitter and base regions, the collector resistance can be reduced at the same time without adding a manufacturing process. The time required for charging / discharging at the collector / base junction is shortened, and a high-speed vertical NPN transistor and a vertical PNP transistor can be simultaneously formed.
【0037】[0037]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、縦型バイ
ポーラトランジスタにおいて、エミッタ、ベース領域の
周囲に、コレクタ領域の埋込み層に到達する第1の溝部
を形成し、第1の溝部の内部にコレクタ引出し部となる
多結晶シリコン膜と微細な素子分離領域をセルフアライ
ンで形成しているため、コレクタ引出し部と素子分離領
域とのマージンが不要となり、縦型バイポーラトランジ
スタのセルサイズを縮小することができる。また、コレ
クタ引出し部がエミッタ、ベース領域の周囲を取り囲む
ように形成できるため、コレクタ抵抗を低減することが
でき、コレクタ、ベース接合での充放電に要する時間が
短くなり、動作速度の向上を図ることができる。As described above, according to the present invention, in the vertical bipolar transistor, the first trench portion reaching the buried layer of the collector region is formed around the emitter and base regions, and the first trench portion is formed. Since the polycrystalline silicon film that will be the collector extraction part and the fine element isolation region are formed inside by self-alignment, the margin between the collector extraction part and the element isolation region is unnecessary, and the cell size of the vertical bipolar transistor is reduced. can do. Further, since the collector extraction portion can be formed so as to surround the periphery of the emitter / base region, the collector resistance can be reduced, the time required for charging / discharging at the collector / base junction can be shortened, and the operating speed can be improved. be able to.
【0038】さらに加えて、縦型NPNトランジスタ
と、縦型PNPトランジスタのエミッタ、ベース領域の
周囲に、それぞれのコレクタとなるN+ 型埋込み層とP
+ 型埋込み層に到達する第1の溝部を形成し、この溝部
内部に、縦型NPNトランジスタのコレクタ引出し部と
なるN+ 型多結晶シリコン膜と、縦型PNPトランジス
タのコレクタ引出し部となるP+ 型多結晶シリコン膜
と、微細な素子分離領域を、製造工程を追加することな
くセルフアラインで形成できるため、縦型NPNトラン
ジスタと縦型PNPトランジスタのセルサイズを縮小す
ることができる。また、縦型NPNトランジスタと縦型
PNPトランジスタにおいて、コレクタ引出し部がエミ
ッタ、ベース領域の周囲を取り囲むように形成できるた
め、製造工程を追加することなく、両トランジスタのコ
レクタ抵抗を低減することができ、コレクタ、ベース接
合での充放電に要する時間を短くして、動作速度の向上
を図ることができるため、高密度、高速の縦型NPNト
ランジスタと縦型PNPトランジスタを一体化した半導
体装置を提供することができる。In addition, a vertical NPN transistor and an N + -type buried layer serving as a collector and a P around the emitter and base regions of the vertical PNP transistor, respectively.
A first groove portion reaching the + type buried layer is formed, and inside the groove portion, an N + type polycrystalline silicon film which becomes a collector lead-out portion of the vertical NPN transistor and a P which becomes a collector lead-out portion of the vertical PNP transistor are formed. Since the + type polycrystalline silicon film and the fine element isolation region can be formed by self-alignment without adding a manufacturing process, the cell size of the vertical NPN transistor and the vertical PNP transistor can be reduced. Further, in the vertical NPN transistor and the vertical PNP transistor, since the collector extraction portion can be formed so as to surround the periphery of the emitter and base regions, the collector resistance of both transistors can be reduced without adding a manufacturing process. A semiconductor device in which a high-density and high-speed vertical NPN transistor and a vertical PNP transistor are integrated is provided because the operation time can be improved by shortening the time required for charge / discharge at the collector / base junction. can do.
【図1】本発明の第1の実施例における半導体装置の断
面図である。FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施例における半導体装置の製
造工程を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the invention.
【図3】本発明の第1の実施例における半導体装置の製
造工程を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the invention.
【図4】本発明の第1の実施例における半導体装置の製
造工程を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the invention.
【図5】本発明の第1の実施例における半導体装置の製
造工程を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the invention.
【図6】本発明の第2の実施例における半導体装置の断
面図である。FIG. 6 is a sectional view of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第2の実施例における半導体装置の製
造工程を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
【図8】従来の半導体装置における構造断面図である。FIG. 8 is a structural cross-sectional view of a conventional semiconductor device.
1 P型半導体基板 2 N+ 型埋込み層(第1埋込み層) 3 N- 型エピタキシャル層(第1半導体層) 5 第1の溝部 6 酸化膜(第1絶縁膜) 8 第2の溝部 9 酸化膜(第2絶縁膜) 15 N+ 型多結晶シリコン膜(第2半導体層) 32 P+ 型埋込み層(第2埋込み層) 38 N+ 型多結晶シリコン膜(第2半導体層) 41 P+ 型多結晶シリコン膜(第3半導体層)1 P-type semiconductor substrate 2 N + type buried layer (first buried layer) 3 N − type epitaxial layer (first semiconductor layer) 5 First groove portion 6 Oxide film (first insulating film) 8 Second groove portion 9 Oxidation Film (second insulating film) 15 N + type polycrystalline silicon film (second semiconductor layer) 32 P + type buried layer (second buried layer) 38 N + type polycrystalline silicon film (second semiconductor layer) 41 P + Type polycrystalline silicon film (third semiconductor layer)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/76 R 9169−4M L 9169−4M 27/082 (72)発明者 中谷 昌弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Internal reference number FI Technical indication location H01L 21/76 R 9169-4M L 9169-4M 27/082 (72) Inventor Masahiro Nakatani Kadoma Osaka Prefecture 1006 Kadoma, Oita-shi Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Claims (4)
電型の第1埋込み層と、前記第1埋込み層を含む前記半
導体基板上に形成された逆導電型の第1半導体層と、前
記第1半導体層に形成され、前記第1埋込み層まで到達
する第1溝部と、前記第1溝部の側壁にのみ形成された
第1絶縁膜と、前記第1溝部内に形成され、前記第1埋
込み層に接する逆導電型の第2半導体層と、前記第1溝
部内に形成され、前記半導体基板まで到達する第2溝部
と、前記第2溝部内に形成された第2絶縁膜とを少なく
とも具備し、前記第1埋込み層を縦型バイポーラトラン
ジスタコレクタとし、前記第2半導体層を縦型バイポー
ラトランジスタのコレクタ引出し部とし、前記第2絶縁
膜が前記第2半導体層に接し、前記第2半導体層が前記
第1絶縁膜に接している半導体装置。1. A reverse conductivity type first buried layer formed on a semiconductor substrate of one conductivity type, and a reverse conductivity type first semiconductor layer formed on the semiconductor substrate including the first buried layer, A first groove formed in the first semiconductor layer and reaching the first buried layer; a first insulating film formed only on a sidewall of the first groove; a first insulating film formed in the first groove; A second semiconductor layer of opposite conductivity type in contact with the first buried layer, a second groove portion formed in the first groove portion and reaching the semiconductor substrate, and a second insulating film formed in the second groove portion. At least, the first buried layer serves as a vertical bipolar transistor collector, the second semiconductor layer serves as a collector lead-out portion of the vertical bipolar transistor, the second insulating film contacts the second semiconductor layer, and The semiconductor layer is in contact with the first insulating film Semiconductor device.
電型の第1埋込み層と、前記半導体基板に形成された一
導電型の第2埋込み層と、前記第1埋込み層と第2埋込
み層を含む前記半導体基板上に形成された逆導電型の第
1半導体層と、前記第1半導体層に形成され、前記第1
埋込み層と前記第2埋込み層まで到達する第1溝部と、
前記第1溝部の側壁にのみ形成された第1絶縁膜と、前
記第1溝部内に形成され、前記第1埋込み層に接する逆
導電型の第2半導体層と、前記第1溝部内に形成され、
前記第2埋込み層に接する一導電型の第3半導体層と、
前記第1溝部内に形成され、前記半導体基板まで到達す
る第2溝部と、前記第2溝部内に形成された第2絶縁膜
とを少なくとも具備し、前記第1埋込み層を縦型NPN
トランジスタのコレクタとし、前記第2半導体層を縦型
NPNトランジスタのコレクタ引出し部とし、前記第2
埋込み層を縦型PNPトランジスタのコレクタとし、前
記第3半導体層を縦型PNPトランジスタのコレクタ引
出し部とし、前記第2絶縁膜が前記第2半導体層と前記
第3半導体層に接し、前記第2半導体層が前記第1絶縁
膜に接し、前記第3半導体層が前記第1絶縁膜に接して
いる半導体装置。2. A first buried layer of opposite conductivity type formed on a semiconductor substrate of one conductivity type, a second buried layer of one conductivity type formed on the semiconductor substrate, the first buried layer and a second buried layer. A first semiconductor layer of an opposite conductivity type formed on the semiconductor substrate including a buried layer, and the first semiconductor layer formed on the first semiconductor layer,
A buried layer and a first groove portion reaching the second buried layer;
A first insulating film formed only on the sidewall of the first groove, a second semiconductor layer of the opposite conductivity type formed in the first groove and in contact with the first buried layer, and formed in the first groove. Is
A third semiconductor layer of one conductivity type in contact with the second buried layer,
At least a second groove formed in the first groove and reaching the semiconductor substrate and a second insulating film formed in the second groove are provided, and the first buried layer is formed into a vertical NPN.
The second semiconductor layer serves as a collector of a transistor, and the second semiconductor layer serves as a collector extraction portion of a vertical NPN transistor.
The buried layer serves as a collector of the vertical PNP transistor, the third semiconductor layer serves as a collector lead-out portion of the vertical PNP transistor, the second insulating film contacts the second semiconductor layer and the third semiconductor layer, and the second A semiconductor device in which a semiconductor layer is in contact with the first insulating film and the third semiconductor layer is in contact with the first insulating film.
埋込み層を形成する工程と、前記第1埋込み層を含む前
記半導体基板上に逆導電型の第1半導体層を形成する工
程と、前記第1半導体層に前記第1埋込み層まで到達す
る第1溝部を形成する工程と、前記第1溝部の側壁にの
み第1絶縁膜を形成する工程と、前記第1溝部内に逆導
電型の第2半導体層を前記第1埋込み層に接するように
形成する工程と、前記第1溝部内に前記半導体基板まで
到達する第2溝部を形成する工程と、前記第2溝部内に
第2絶縁膜を形成する工程とを少なくとも有し、前記第
1埋込み層を縦型バイポーラトランジスタのコレクタと
し、前記第2半導体層を縦型バイポーラトランジスタの
コレクタ引出し部とし、前記第2絶縁膜が前記第2半導
体層に接し、前記第2半導体層が前記第1絶縁膜に接す
るように形成する半導体装置の製造方法。3. A first substrate of opposite conductivity type on a semiconductor substrate of one conductivity type.
A step of forming a buried layer, a step of forming a first semiconductor layer of an opposite conductivity type on the semiconductor substrate including the first buried layer, and a step of reaching the first buried layer to the first semiconductor layer Forming a groove, forming a first insulating film only on the sidewall of the first groove, and forming a second semiconductor layer of the opposite conductivity type in the first groove so as to contact the first buried layer. And a step of forming a second groove portion reaching the semiconductor substrate in the first groove portion, and a step of forming a second insulating film in the second groove portion, the first embedded layer As a collector of a vertical bipolar transistor, the second semiconductor layer as a collector extraction part of a vertical bipolar transistor, the second insulating film is in contact with the second semiconductor layer, and the second semiconductor layer is the first insulating film. Form to touch Method of manufacturing a conductor arrangement.
埋込み層を形成する工程と、前記半導体基板に一導電型
の第2埋込み層を形成する工程と、前記第1埋込み層と
第2埋込み層を含む前記半導体基板上に逆導電型の第1
半導体層を形成する工程と、前記第1半導体層に前記第
1埋込み層と前記第2埋込み層まで到達する第1溝部を
形成する工程と、前記第1溝部の側壁にのみ第1絶縁膜
を形成する工程と、前記第1溝部内に前記第1埋込み層
に接する逆導電型の第2半導体層を形成する工程と、前
記第1溝部内に前記第2埋込み層に接する一導電型の第
3半導体層を形成する工程と、前記第1溝部内に前記半
導体基板まで到達する第2溝部を形成する工程と、前記
第2溝部内に第2絶縁膜を形成する工程とを少なくとも
有し、前記第1埋込み層を縦型NPNトランジスタのコ
レクタとし、前記第2半導体層を縦型NPNトランジス
タのコレクタ引出し部とし、前記第2埋込み層を縦型P
NPトランジスタのコレクタとし、前記第3半導体層を
縦型PNPトランジスタのコレクタ引出し部とし、前記
第2絶縁膜が前記第2半導体層と前記第3半導体層に接
し、前記第2半導体層が前記第1絶縁膜に接し、前記第
3半導体層が前記第1絶縁膜に接するように形成する半
導体装置の製造方法。4. A first substrate of opposite conductivity type on a first conductivity type semiconductor substrate.
Forming an embedded layer, forming a second embedded layer of one conductivity type on the semiconductor substrate, and forming a first embedded layer and a second embedded layer on the semiconductor substrate having an opposite conductivity type
Forming a semiconductor layer, forming a first groove in the first semiconductor layer that reaches the first buried layer and the second buried layer, and forming a first insulating film only on a sidewall of the first groove. A step of forming, a step of forming a second conductive type second semiconductor layer in contact with the first buried layer in the first groove, and a step of forming a second conductive type first semiconductor layer in contact with the second buried layer in the first groove. At least three steps of forming a semiconductor layer, forming a second groove portion reaching the semiconductor substrate in the first groove portion, and forming a second insulating film in the second groove portion, The first buried layer serves as a collector of a vertical NPN transistor, the second semiconductor layer serves as a collector extraction portion of a vertical NPN transistor, and the second buried layer serves as a vertical PPN transistor.
It is used as a collector of an NP transistor, the third semiconductor layer is used as a collector extraction portion of a vertical PNP transistor, the second insulating film is in contact with the second semiconductor layer and the third semiconductor layer, and the second semiconductor layer is the first semiconductor layer. 1. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the third semiconductor layer is formed so as to be in contact with one insulating film and the third semiconductor layer is in contact with the first insulating film.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4160550A JPH065619A (en) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | Semiconductor device and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4160550A JPH065619A (en) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | Semiconductor device and manufacture thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH065619A true JPH065619A (en) | 1994-01-14 |
Family
ID=15717420
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4160550A Pending JPH065619A (en) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | Semiconductor device and manufacture thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH065619A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017079260A (en) * | 2015-10-20 | 2017-04-27 | 株式会社リコー | Semiconductor device, imaging device, electronic apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
-
1992
- 1992-06-19 JP JP4160550A patent/JPH065619A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017079260A (en) * | 2015-10-20 | 2017-04-27 | 株式会社リコー | Semiconductor device, imaging device, electronic apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
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