JPH07153859A - 半導体集積回路とその製造方法 - Google Patents

半導体集積回路とその製造方法

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JPH07153859A
JPH07153859A JP29669193A JP29669193A JPH07153859A JP H07153859 A JPH07153859 A JP H07153859A JP 29669193 A JP29669193 A JP 29669193A JP 29669193 A JP29669193 A JP 29669193A JP H07153859 A JPH07153859 A JP H07153859A
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JP
Japan
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integrated circuit
base region
bipolar transistor
field electrode
transistor
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JP29669193A
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English (en)
Inventor
Seiji Otake
誠治 大竹
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造工程の増加や集積回路装置の大型化を招
くことなく、バイポーラトランジスタの耐圧VCBOを高
い値に維持することができるBi−CMOS型半導体集
積回路及びその製造方法を提供する。 【構成】 バイポーラ型トランジスタ2とMOS型トラ
ンジスタ1を同一の半導体基板上に形成したBi−CM
OS型の半導体集積回路において、MOS型トランジス
タのゲート電極9と同じ材料から成るフィールド電極1
9をバイポーラ型トランジスタのベース領域17の周囲
を囲む環状に且つベース領域17の表面と薄い絶縁膜8
を介して設けるとともに、フィールド電極19をベース
領域17に接続して同電位にした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はバイポーラ型トランジス
タとMOS型トランジスタを同一の半導体基板上に形成
したBi−CMOS型の半導体集積回路及びその製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路では各素子の微細化が進
むにつれて耐圧が低下するという問題があり、バイポー
ラ型トランジスタとMOS型トランジスタを同一の半導
体基板上に形成したBi−CMOS型の半導体集積回路
において比較的高電圧(例えば30V乃至60V)を印
加する場合には、バイポーラ型トランジスタのベース・
コレクタ逆方向耐圧VCBOを如何に向上させるかが重要
な課題となっている。
【0003】図10及び図11には従来のBi−CMO
S型の半導体集積回路に設けられているバイポーラ型ト
ランジスタを示す。このバイポーラ型トランジスタはN
PN型であり、半導体基板の表面部分にコレクタ領域と
なるN型エピタキシャル層50を形成し、このエピタキ
シャル層50の表面部分にコレクタコンタクト領域51
及びP型のベース領域52を形成し、更に、ベース領域
52の表面部分にN型のエミッタ領域53を形成して、
表面を酸化絶縁膜54で覆うとともに各領域51、5
2、53に電極55、56、57に接続した構造を有し
ている。
【0004】そして、エピタキシャル層50とベース領
域52との接合部にはPN接合によって図9に示すよう
な空乏領域58が形成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来のバイポ
ーラ型トランジスタでは、表面デプリートによりP型ベ
ース領域52を形成するホウ素(B)が酸化絶縁膜54
中に捕獲されてしまうことから、図9に示すように、酸
化絶縁膜54との境界部分でベース領域52の形状が内
側に丸まったものとなってしまう。
【0006】このため、空乏領域58の形状も同様に内
側に丸まったものとなり、酸化絶縁膜54との境界部分
で電界集中が生じて耐圧VCBOが低下してしまうという
問題があった。
【0007】本発明は上記従来の事情に鑑みなされたも
ので、製造工程の増加や集積回路装置の大型化を招くこ
となく、上記耐圧VCBOを高い値に維持することができ
る半導体集積回路及びその製造方法を提供することを目
的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の半導体集積回路装置は、バイポーラ型トランジスタ
とMOS型トランジスタを同一の半導体基板上に形成し
たBi−CMOS型の半導体集積回路において、MOS
型トランジスタのゲート電極と同じ材料から成るフィー
ルド電極をバイポーラ型トランジスタのベース領域の周
囲を囲む環状に且つ当該ベース領域の表面と薄い絶縁膜
を介して設けるとともに、当該フィールド電極をベース
領域に接続して同電位にしたことを特徴とする。
【0009】上記目的を達成する本発明の半導体集積回
路装置の製造方法は、バイポーラ型トランジスタとMO
S型トランジスタを同一の半導体基板上に形成したBi
−CMOS型の半導体集積回路を製造する方法であっ
て、半導体基板の表面に素子間分離をしてバイポーラ型
トランジスタの形成領域を形成する工程と、バイポーラ
型トランジスタの形成領域の表面に薄い絶縁膜を形成す
る工程と、MOS型トランジスタの形成領域にゲート電
極を形成するとともに、当該ゲート電極と同一材料から
成る環状のフィールド電極をバイポーラ型トランジスタ
の形成領域に前記絶縁膜を介して形成する工程と、バイ
ポーラ型トランジスタの形成領域のフィールド電極で囲
まれた領域に当該フィールド電極をマスクに利用して不
純物を注入・拡散させ、フィールド電極に連接したベー
ス領域を形成する工程と、当該ベース領域とフィールド
電極とを金属電極により接続する工程とを備えたことを
特徴とする。
【0010】
【作用】本発明の半導体集積回路では、バイポーラ型ト
ランジスタのベース領域近傍の絶縁膜との境界部分での
電界をベース領域と同電位のフィールド電極の作用によ
って緩和し、この部分での空乏領域を拡大させてベース
・コレクタ逆方向耐圧VCBOを向上させる。
【0011】本発明の半導体集積回路の製造方法では、
上記フィールド電極をMOS型トランジスタのゲート電
極と同一工程で形成し、更にフィールド電極をベース領
域のマスクとしても利用してセルフアラインにより高精
度な素子形成を実現する。また、フィールド電極はベー
ス領域を囲んで形成され、集積回路の横方向への拡大は
ないので、集積回路は従来と同じ大きさで製造される。
【0012】
【実施例】図1には本発明の一実施例にかかるBi−C
MOS型半導体集積回路のNチャネル型MOSトランジ
スタ1とNPN型バイポーラトランジスタ2を示してあ
る。図2はこのNPN型バイポーラトランジスタ2の平
面形状を示す。
【0013】まず、MOSトランジスタ1の部分は、P
型シリコン半導体基板3の表面側にP+型の埋込層4が
形成され、更にその表面側にP+型のウエル領域5が形
成され、このウエル領域5の表面部分に一対のN型ソー
ス・ドレイン領域6、7が形成され、これらソース・ド
レイン領域6、7の間に薄い酸化絶縁膜(SiO2)8
を介してポリシリコンから成るゲート電極9が形成さ
れ、ゲート電極9及びソースドレイン領域6、7にそれ
ぞれ金属電極(アルミ)10、11、12がオーミック
接続されている。
【0014】一方、バイポーラトランジスタ2の部分
は、基板3の表面側にN+型の埋込層14が形成され、
更にその表面側にN型のエピタキシャル層15が形成さ
れ、エピタキシャル層15の表面部分にN+型のコレク
タコンタクト領域16及びP型のベース領域17が形成
され、更に、ベース領域17の表面部分にN+型のエミ
ッタ領域18が形成され、表面が酸化絶縁膜8で覆われ
ている。そして、酸化絶縁膜8上にはベース領域17の
周囲を囲むように環状のフィールド電極19がゲート電
極9と同材料のポリシリコンで形成されており、各領域
16、17、18にそれぞれ金属電極(アルミ)20、
21、22がオーミック接続されている。
【0015】ここで、電極21はフィールド電極19に
も接続されており、これによって、フィールド電極19
はベース領域17と同電位に接続されている。
【0016】上記MOSトランジスタ1とバイポーラト
ランジスタ2は素子間分離用のPN接合で分離されてお
り、また、これら素子の表面はフィールド酸化膜(LO
COS)23及び酸化膜24で被覆されて保護されてい
る。
【0017】上記構成のBi−CMOS型半導体集積回
路では、バイポーラ型トランジスタ2のP型ベース領域
17を形成するホウ素(B)が表面デプリートにより酸
化絶縁膜8中に捕獲され、酸化絶縁膜8との境界部分で
ベース領域52の形状が内側に丸まったものとなって
も、図8に示すように、この境界部分での電界をベース
領域17と同電位のフィールド電極19の作用によって
緩和し、この部分での空乏領域25を拡大させてベース
・コレクタ逆方向耐圧VCBOを向上させることができ
る。そして、この際、フィールド電極19とベース領域
17との間に介在する酸化絶縁膜8はMOSトランジス
タ1のゲート絶縁膜8と同じものであるので、フィール
ド電極19からの電界が効果的にベース領域17の表面
近傍に作用する。
【0018】また、フィールド電極19をベース領域1
7の周囲に設けたことによりバイポーラトランジスタ2
部分で若干高さが高くなるだけで、半導体集積回路全体
としての横方向の寸方は従来と全く変わりなく、集積回
路の大型化を来すことなく上記の耐圧向上を実現でき
る。
【0019】次に、図3乃至図7を参照して上記したB
i−CMOS型半導体集積回路の製造方法を説明する。
まず、図3に示すように、基板3上にN+型埋込層14
とP+型埋込層4を形成し、気相成長法によりN型エピ
タキシャル層15を形成し、このエピタキシャル層15
の表面部分にP+型ウエル領域5を形成し、表面を選択
酸化させてフィールド酸化膜23を形成して、MOS型
トランジスタ1の形成領域とバイポーラ型トランジスタ
2の形成領域とを形成する。
【0020】次いで、図4に示すように、MOSトラン
ジスタ1のゲート酸化膜8を形成するために熱酸化を施
して表面全体に酸化絶縁膜8を薄く(例えば、500オ
ングストローム乃至1000オングストローム)成長さ
せる。次いで、ポリシリコン層をCVD法により400
0オングストローム乃至5000オングストロームの厚
さに堆積させ、図5に示すように、このポリシリコン層
からホトエッチングの技法によりMOSトランジスタ形
成領域にゲート電極9を形成するとともにバイポーラト
ランジスタ形成領域にフィールド電極19を形成する。
【0021】すなわち、フィールド電極19はゲート電
極9と同じ工程で形成され、フィールド電極19を形成
するための特別な付加的な工程は必要がない。
【0022】次いで、環状のフィールド電極19を開口
窓としてフォトレジスト膜を形成し、これをマスクとし
てNPNトランジスタ2のベース領域を形成するP型不
純物(ホウ素)を注入し、更に熱拡散させて、図6に示
すように、ベース領域17を形成する。すなわち、フィ
ールド電極19はベース領域17を形成するためのマス
クとして利用される。
【0023】次いで、再びフォトレジスト膜を形成し、
ゲート電極9を一部に利用したマスクでN型不純物(リ
ン)を注入し、更に熱拡散させて、図7に示すように、
MOSトランジスタ1のソース・ドレイン領域6、7及
びバイポーラトランジスタ2のコレクタ領域16並びに
エミッタ領域18を形成する。すなわち、同一の工程で
形成されたゲート電極9とフィールド電極19とでソー
ス・ドレイン領域6、7とベース領域17が位置決め形
成され、両トランジスタ1、2が精度よく形成される。
【0024】次いで、CVD法によって酸化膜24を堆
積させた後コンタクトホールを形成し、更に金属層(ア
ルミ層)を堆積させた後ホトエッチングして電極10、
11、12、20、21、22を形成し、図1及び図2
に示した集積回路を製造する。ここで、ベース領域17
に通じるコンタクトホールはフィールド電極19も露出
させるように形成し、電極21をフィールド電極19に
接続させて、この電極21を介してベース領域17とフ
ィールド電極19とを同電位にしている。
【0025】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、MOSトランジスタ及びバイポーラトラン
ジスタの導電型を変更したり、各構成部分の材料を変更
する等、種々の変更を施すことができる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればベ
ース領域を同電位のフィールド電極でベース領域縁部の
電界集中を緩和するようにしたため、Bi−CMOS半
導体集積回路におけるバイポーラトランジスタのベース
・コレクタ逆方向耐圧VCBOを向上させることができ
る。そして、このような耐圧が高い半導体集積回路を、
製造工程の増加や集積回路チップの大型化を招くことな
く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例にかかるBi−CMOS集積
回路の断面図である。
【図2】本発明の一実施例にかかるBi−CMOS集積
回路の平面図である。
【図3】本発明にかかるBi−CMOS集積回路の製造
工程を説明する断面図である。
【図4】本発明にかかるBi−CMOS集積回路の製造
工程を説明する断面図である。
【図5】本発明にかかるBi−CMOS集積回路の製造
工程を説明する断面図である。
【図6】本発明にかかるBi−CMOS集積回路の製造
工程を説明する断面図である。
【図7】本発明にかかるBi−CMOS集積回路の製造
工程を説明する断面図である。
【図8】本発明の作用を説明する概念図である。
【図9】従来の作用を説明する概念図である。
【図10】従来のBi−CMOS集積回路の平面図であ
る。
【図11】従来のBi−CMOS集積回路の断面図であ
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バイポーラ型トランジスタとMOS型ト
    ランジスタを同一の半導体基板上に形成したBi−CM
    OS型の半導体集積回路において、MOS型トランジス
    タのゲート電極と同じ材料から成るフィールド電極をバ
    イポーラ型トランジスタのベース領域の周囲を囲む環状
    に且つ当該ベース領域の表面と薄い絶縁膜を介して設け
    るとともに、当該フィールド電極をベース領域に接続し
    て同電位にしたことを特徴とする半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 バイポーラ型トランジスタとMOS型ト
    ランジスタを同一の半導体基板上に形成したBi−CM
    OS型の半導体集積回路を製造する方法であって、 半導体基板の表面に素子間分離をしてバイポーラ型トラ
    ンジスタの形成領域を形成する工程と、 バイポーラ型トランジスタの形成領域の表面に薄い絶縁
    膜を形成する工程と、 MOS型トランジスタの形成領域にゲート電極を形成す
    るとともに、当該ゲート電極と同一材料から成る環状の
    フィールド電極をバイポーラ型トランジスタの形成領域
    に前記絶縁膜を介して形成する工程と、 バイポーラ型トランジスタの形成領域のフィールド電極
    で囲まれた領域に当該フィールド電極をマスクに利用し
    て不純物を注入・拡散させ、フィールド電極に連接した
    ベース領域を形成する工程と、 当該ベース領域とフィールド電極とを金属電極により接
    続する工程とを備えたことを特徴とする半導体集積回路
    の製造方法。
JP29669193A 1993-11-26 1993-11-26 半導体集積回路とその製造方法 Pending JPH07153859A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8482081B2 (en) 2009-12-01 2013-07-09 Panasonic Corporation Semiconductor apparatus and manufacturing method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8482081B2 (en) 2009-12-01 2013-07-09 Panasonic Corporation Semiconductor apparatus and manufacturing method thereof

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