JPH08162613A - Semiconductor integrated circuit device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device and its manufacture

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JPH08162613A
JPH08162613A JP30215594A JP30215594A JPH08162613A JP H08162613 A JPH08162613 A JP H08162613A JP 30215594 A JP30215594 A JP 30215594A JP 30215594 A JP30215594 A JP 30215594A JP H08162613 A JPH08162613 A JP H08162613A
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JP
Japan
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region
integrated circuit
circuit device
semiconductor substrate
semiconductor
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Application number
JP30215594A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideo Omori
秀雄 大森
Kazuyoshi Oshima
一義 大嶋
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Hitachi Ltd
Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Japan Display Inc
Original Assignee
Hitachi Device Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To provide a high performance semiconductor integrated circuit device of high reliability, and a manufacturing method capable of manufacturing said device in a small area by a simple manufacturing process. CONSTITUTION: A semiconductor integrated circuit device has a transistor constituted in the following manner. A base region 8 formed in a part of the surface of a semiconductor substrate 6 where a plurality of semiconductor elements are three-dimensionally formed surrounding an emitter region 7. Collector regions 9, 10 are three-dimensionally formed on the peripheral part of the base region 8, surrounding it. Thereby a transistor of sufficiently high breakdown voltage structure can be formed in a small region, and the emitter region is made as small as possible, so that the input capacitance can be reduced.

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、半導体集積回路装置お
よびその製造方法に関し、特に、高性能な保護回路が必
要な半導体集積回路装置に適用して有効な技術に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a technique effectively applied to a semiconductor integrated circuit device requiring a high performance protection circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路装置においては、外部か
ら異常な静電気が偶然的に印加される場合がある。その
ため、半導体集積回路装置の内部回路を構成している各
半導体素子などを前述した異常な静電気から保護するた
めに保護回路を備えることが考えられる。
2. Description of the Related Art In a semiconductor integrated circuit device, abnormal static electricity may be accidentally applied from the outside. Therefore, it is conceivable that a protection circuit is provided to protect the semiconductor elements and the like that form the internal circuit of the semiconductor integrated circuit device from the above-mentioned abnormal static electricity.

【0003】前記保護回路は、異常な静電気が入力し得
るパッド電極とそれに接続されている内部回路との間に
挿入して設けられ、パッド電極に、いかなる時にも異常
な静電気が印加された場合にも、異常な静電気が半導体
集積回路装置の内部回路に印加されないように保護回路
において制御を行うものであり、異常な静電気による不
良発生を防止できる高性能な製品を得ることができるも
のである。
The protection circuit is provided by being inserted between a pad electrode to which abnormal static electricity can be input and an internal circuit connected to the pad electrode, and when abnormal static electricity is applied to the pad electrode at any time. In addition, the protection circuit controls so that abnormal static electricity is not applied to the internal circuit of the semiconductor integrated circuit device, and it is possible to obtain a high-performance product that can prevent the occurrence of defects due to abnormal static electricity. .

【0004】前記保護回路としては、抵抗、npn形の
バイポーラトランジスタおよび電界効果型トランジスタ
(FET)を用いたものが考えられる。
As the protection circuit, a circuit using a resistor, an npn type bipolar transistor and a field effect transistor (FET) can be considered.

【0005】前記保護回路をMOS型半導体集積回路装
置に組み込む際には、図10に示すように、p型の半導
体基板20をnpn形のバイポーラトランジスタのベー
ス領域として構成したnpn形のラテラル(横型)バイ
ポーラトランジスタを採用するのが、製造プロセスの簡
単さより有効であると考えられる。なお、図10におい
て、21はパッド電極と電気接続されているエミッタ領
域であり、22はコレクタ領域である。
When the protection circuit is incorporated in a MOS type semiconductor integrated circuit device, as shown in FIG. 10, an npn type lateral (horizontal type) structure in which a p type semiconductor substrate 20 is formed as a base region of an npn type bipolar transistor is used. It is considered that adopting a bipolar transistor is more effective than the simplicity of the manufacturing process. In FIG. 10, 21 is an emitter region electrically connected to the pad electrode, and 22 is a collector region.

【0006】なお、保護回路を有する半導体装置につい
て記載されている文献としては、例えば特開昭56−6
7962号公報に記載されているものがある。
[0006] Documents describing a semiconductor device having a protection circuit include, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 56-6.
Some are described in Japanese Patent Publication No. 7962.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たnpn形のラテラルバイポーラトランジスタの電流通
路すなわち電流パスは、異常な静電気が入力し得るパッ
ド電極と電気的に接続されているエミッタ領域21に流
入したのち、横方向のベース幅を通してその周辺のコレ
クタ領域22に流れるように形成されている。
However, the current path of the npn lateral bipolar transistor described above, that is, the current path, flows into the emitter region 21 electrically connected to the pad electrode to which abnormal static electricity can be input. After that, it is formed so as to flow to the collector region 22 around the base width in the lateral direction.

【0008】そのため、静電耐圧を高めるためには、電
流パス領域を十分に確保する必要があるが、その場合、
半導体基板20におけるベース領域のベース幅領域を広
い面積にする必要があり、それがnpn形のラテラルバ
イポーラトランジスタの広い面積化につながるという問
題点があることを、本発明者が見い出した。
Therefore, in order to increase the electrostatic withstand voltage, it is necessary to secure a sufficient current path region. In that case,
The present inventor has found that there is a problem that the base width region of the base region in the semiconductor substrate 20 needs to have a wide area, which leads to a wide area of the npn lateral bipolar transistor.

【0009】また、前記保護回路にnpn形のバイポー
ラトランジスタを使用している場合、静電耐圧を高める
ためには、npn形のバイポーラトランジスタの耐圧を
高める必要があることにより、それに対応してベース領
域のベース幅領域を広い面積にする必要があり、それが
npn形のラテラルバイポーラトランジスタの広い面積
化につながるという問題点が出てくる。
When an npn-type bipolar transistor is used in the protection circuit, it is necessary to increase the withstand voltage of the npn-type bipolar transistor in order to increase the electrostatic withstand voltage. There is a problem that the base width region of the region needs to have a large area, which leads to an increase in the area of the npn lateral bipolar transistor.

【0010】さらに、前記保護回路にnpn形のバイポ
ーラトランジスタを使用している場合、小面積化を遂行
する場合には、それに対応してベース領域のベース幅領
域を狭い面積にする必要があり、それがnpn形のラテ
ラルバイポーラトランジスタの耐圧の低下につながり、
保護回路の静電耐圧を低下させてしまうという問題点が
出てくる。
Further, when an npn type bipolar transistor is used for the protection circuit, in order to reduce the area, it is necessary to make the base width region of the base region narrow correspondingly. That leads to a decrease in the breakdown voltage of the npn lateral bipolar transistor,
There is a problem that the electrostatic breakdown voltage of the protection circuit is lowered.

【0011】一方、現状の半導体集積回路装置は、高性
能でかつ高集積度のものが要求されており、その場合、
保護回路を形成する領域に多くの面積を提供することは
不効率であり、また保護回路の静電耐圧を高めることに
より高信頼度を得る必要がある。しかしながら、前述し
たnpn形のラテラルバイポーラトランジスタの面積を
小さくすると保護回路の静電耐圧が低下し、逆に静電耐
圧を高めることにより高性能な保護回路を得るためには
npn形のバイポーラトランジスタの耐圧を高める必要
があるのでその面積が大きくなるという問題点が発生す
ることにより、npn形のラテラルバイポーラトランジ
スタの構造では、高性能でかつ高集積度の半導体集積回
路装置を製造することが極めて困難であるということ
を、本発明者が見い出した。
On the other hand, current semiconductor integrated circuit devices are required to have high performance and high integration. In that case,
Providing a large area for forming a protection circuit is inefficient, and it is necessary to obtain high reliability by increasing electrostatic withstand voltage of the protection circuit. However, when the area of the npn-type lateral bipolar transistor described above is reduced, the electrostatic breakdown voltage of the protection circuit decreases, and conversely, in order to obtain a high-performance protection circuit by increasing the electrostatic breakdown voltage, the npn-type bipolar transistor should be Since it is necessary to increase the breakdown voltage, the area becomes large, and it is extremely difficult to manufacture a high-performance and highly-integrated semiconductor integrated circuit device with the structure of the npn lateral bipolar transistor. The present inventor has found that

【0012】本発明の1つの目的は、高信頼度でしかも
高性能な半導体集積回路装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device having high reliability and high performance.

【0013】本発明の他の目的は、高信頼度でしかも高
性能な半導体集積回路装置を簡単な製造プロセスにより
小面積領域において製造できる製造技術を提供すること
にある。
Another object of the present invention is to provide a manufacturing technique capable of manufacturing a highly reliable and high performance semiconductor integrated circuit device in a small area by a simple manufacturing process.

【0014】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を説明すれば、以下の
通りである。
The typical ones of the inventions disclosed in the present application will be outlined below.

【0016】本発明の半導体集積回路装置は、複数の半
導体素子が形成されている半導体基板表面の一部に形成
されているベース領域がエミッタ領域を取り囲むような
形状でしかも立体的に形成されており、そのベース領域
の周辺にベース領域を取り囲むような形状でしかも立体
的に形成されているコレクタ領域を有するバイポーラト
ランジスタを備えているものとする。
In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, the base region formed on a part of the surface of the semiconductor substrate on which a plurality of semiconductor elements are formed surrounds the emitter region and is formed three-dimensionally. It is assumed that a bipolar transistor having a collector region which is three-dimensionally formed around the base region and has a shape surrounding the base region is provided.

【0017】[0017]

【作用】前記した本発明の半導体集積回路装置によれ
ば、バイポーラトランジスタにおけるベース領域とエミ
ッタ領域との間のベース−エミッタ接合領域およびベー
ス領域とコレクタ領域との間のベース−コレクタ接合領
域は、エミッタ領域の横方向のコレクタ領域に対面して
いる領域と、エミッタ領域の底面方向のコレクタ領域に
対面している領域とからなるため、エミッタ領域の占有
面積を増加することなく、電流通路となる対向面の面積
を大きくすることができるので、小面積の領域において
十分な高耐圧構造のトランジスタを設けることができる
と共に、エミッタ領域を可能な限り小さくできるために
入力容量を低減することができる。
According to the above-described semiconductor integrated circuit device of the present invention, the base-emitter junction region between the base region and the emitter region and the base-collector junction region between the base region and the collector region in the bipolar transistor are: Since it consists of a region facing the collector region in the lateral direction of the emitter region and a region facing the collector region in the bottom direction of the emitter region, it serves as a current path without increasing the occupied area of the emitter region. Since the area of the facing surface can be increased, a transistor having a sufficiently high breakdown voltage structure can be provided in a small area, and the input area can be reduced because the emitter area can be made as small as possible.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。なお、実施例を説明するための全図におい
て同一機能を有するものは同一の符号を付し、重複説明
は省略する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. In all the drawings for explaining the embodiments, those having the same function are designated by the same reference numerals, and a duplicate description will be omitted.

【0019】図1および図2は、本発明の一実施例であ
る半導体集積回路装置を示す図であり、図1は平面図、
図2は図1におけるA−A矢視断面を含む斜視図であ
る。同図を用いて、本発明の半導体集積回路装置につい
て説明する。
1 and 2 are views showing a semiconductor integrated circuit device which is an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a plan view,
FIG. 2 is a perspective view including a cross section taken along the line AA in FIG. The semiconductor integrated circuit device of the present invention will be described with reference to FIG.

【0020】図1および図2に示すものは、MOS型半
導体集積回路装置の保護回路を構成しているnpn形の
バイポーラトランジスタの領域を示すものであり、半導
体基板6には、図示しないMOSFETなどの半導体素
子が複数個形成されているものである。
1 and 2 show a region of an npn-type bipolar transistor which constitutes a protection circuit of a MOS type semiconductor integrated circuit device, and a semiconductor substrate 6 has a MOSFET (not shown) or the like. A plurality of semiconductor elements are formed.

【0021】前記保護回路は、図9に示すように、異常
な静電気が入力される場合があるパッド電極1に、抵抗
2を介してnpn形のバイポーラトランジスタ3が電気
的に接続されており、それに電界効果型トランジスタ
(FET)4が電気的に接続されて構成されている。そ
して、これらの構成要素からなる前記保護回路が半導体
集積回路装置の内部回路5に電気的に接続されている。
In the protection circuit, as shown in FIG. 9, an npn-type bipolar transistor 3 is electrically connected to a pad electrode 1 to which abnormal static electricity may be input, via a resistor 2. A field effect transistor (FET) 4 is electrically connected to it. The protection circuit composed of these constituent elements is electrically connected to the internal circuit 5 of the semiconductor integrated circuit device.

【0022】前記保護回路は、抵抗2、npn形のバイ
ポーラトランジスタ3および電界効果型トランジスタ
(FET)4を構成素子としたものであり、異常な静電
気が入力し得るパッド電極1と内部回路5との間に挿入
して設けられており、パッド電極1に、いかなる時にも
異常な静電気が印加された場合にも、異常な静電気が半
導体集積回路装置の内部回路5に印加されないように保
護回路において制御を行うものである。その結果、異常
な静電気による不良発生を防止できる高性能な製品を得
ることができるものである。
The protection circuit includes a resistor 2, an npn-type bipolar transistor 3 and a field effect transistor (FET) 4 as constituent elements, and includes a pad electrode 1 and an internal circuit 5 to which abnormal static electricity can be input. The protective circuit is provided so as to prevent abnormal static electricity from being applied to the internal circuit 5 of the semiconductor integrated circuit device even if abnormal static electricity is applied to the pad electrode 1 at any time. It controls. As a result, it is possible to obtain a high-performance product that can prevent the occurrence of defects due to abnormal static electricity.

【0023】図1および図2に示すように、MOS型半
導体集積回路装置の保護回路を構成しているnpn形の
バイポーラトランジスタ3は、半導体基板6の表面に、
パッド電極1と電気接続されているエミッタ領域7と、
その周辺に立体的な形状のベース領域8と、ベース領域
8を囲む形で立体的に構成されているコレクタ領域9,
10とからなっている。なお、ベース領域8は、図1に
示すように、コレクタ領域9,10の一部が隔離されて
いる領域を通して半導体基板6に接続されており、図示
を省略しているが、広面積領域である半導体基板6の表
面にベース領域8のベース電極が設けられているもので
ある。
As shown in FIGS. 1 and 2, the npn-type bipolar transistor 3 constituting the protection circuit of the MOS semiconductor integrated circuit device is formed on the surface of the semiconductor substrate 6.
An emitter region 7 electrically connected to the pad electrode 1,
A base region 8 having a three-dimensional shape around the base region 8 and a collector region 9 that is three-dimensionally configured to surround the base region 8;
It consists of 10. As shown in FIG. 1, the base region 8 is connected to the semiconductor substrate 6 through a region where the collector regions 9 and 10 are partly isolated from each other. The base electrode of the base region 8 is provided on the surface of a certain semiconductor substrate 6.

【0024】図3〜図8は、前述した本発明の一実施例
である半導体集積回路装置の製造方法を示す断面図であ
る。同図を用いて、本発明の半導体集積回路装置の製造
方法について説明する。
3 to 8 are sectional views showing a method of manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to one embodiment of the present invention described above. A method of manufacturing the semiconductor integrated circuit device of the present invention will be described with reference to FIG.

【0025】まず、図3に示すように、例えばp型のシ
リコン単結晶からなる半導体基板6のある活性領域に前
述した保護回路を形成し、他の活性領域に複数の電界効
果型トランジスタ(FET)を形成するために、半導体
基板6の表面に酸化シリコンからなる素子分離用のフィ
ールド絶縁膜11を形成する。なお、図示していないが
フィールド絶縁膜11の下に反転防止用のチャンネルス
トッパ層を形成している。
First, as shown in FIG. 3, the protection circuit described above is formed in an active region of a semiconductor substrate 6 made of, for example, p-type silicon single crystal, and a plurality of field effect transistors (FETs) are formed in other active regions. 2), a field insulating film 11 made of silicon oxide for element isolation is formed on the surface of the semiconductor substrate 6. Although not shown, a channel stopper layer for preventing inversion is formed under the field insulating film 11.

【0026】次に、図4に示すように、フィールド絶縁
膜11によって囲まれた活性領域を含む半導体基板6の
表面にフォトエッチング用のマスクとなるフォトレジス
ト膜12を形成する。
Next, as shown in FIG. 4, a photoresist film 12 serving as a mask for photoetching is formed on the surface of the semiconductor substrate 6 including the active region surrounded by the field insulating film 11.

【0027】次に、フォトレジスト膜12をフォトエッ
チング用のマスクとして、半導体基板6をスパッタエッ
チングなどのドライエッチングなどを用いて選択的にエ
ッチングして、溝13を形成する。
Next, using the photoresist film 12 as a mask for photo-etching, the semiconductor substrate 6 is selectively etched by dry etching such as sputter etching to form the groove 13.

【0028】次に、溝13の底辺にnpn形のバイポー
ラトランジスタのコレクタ領域9となるn型領域をリン
(P)などの不純物を半導体基板6に拡散して形成す
る。
Next, an n-type region to be the collector region 9 of the npn-type bipolar transistor is formed at the bottom of the groove 13 by diffusing impurities such as phosphorus (P) into the semiconductor substrate 6.

【0029】次に、溝13に選択エピタキシャル技術を
用いてp型のベース領域8を埋め込む形で形成する。こ
の場合、p型のベース領域8の不純物濃度は、特有の濃
度をもって形成することもできるが、半導体基板6と同
じ濃度の不純物濃度とすることもできるものである。
Next, the p-type base region 8 is formed in the groove 13 by using a selective epitaxial technique. In this case, the impurity concentration of the p-type base region 8 can be formed to have a peculiar concentration, or it can be the same as the semiconductor substrate 6.

【0030】次に、図6に示すように、フォトレジスト
膜12を取り除いた後、半導体基板6の表面に拡散用マ
スクとなる例えば窒化シリコン膜と酸化シリコン膜との
重層膜などからなる拡散用マスク膜14を形成し、コレ
クタ領域となる領域上の拡散用マスク膜14の領域を選
択的に取り除き、拡散用マスク膜14を拡散用マスクと
して用いて、リン(P)などのn型不純物を半導体基板
6およびp型のベース領域8に拡散して、コレクタ領域
9と一体となるようにコレクタ領域10を形成する。
Next, as shown in FIG. 6, after removing the photoresist film 12, a diffusion mask formed on the surface of the semiconductor substrate 6 is formed of, for example, a multi-layer film of a silicon nitride film and a silicon oxide film. The mask film 14 is formed, the region of the diffusion mask film 14 on the region to be the collector region is selectively removed, and the diffusion mask film 14 is used as a diffusion mask to remove n-type impurities such as phosphorus (P). A collector region 10 is formed so as to be integrated with the collector region 9 by being diffused into the semiconductor substrate 6 and the p-type base region 8.

【0031】次に、図7に示すように、拡散用マスク膜
14を取り除いた後、半導体基板6の表面に新たな拡散
用マスクとなる例えば窒化シリコン膜と酸化シリコン膜
との重層膜などからなる拡散用マスク膜15を形成し、
それのエミッタ領域となる領域上の領域を選択的に取り
除き、拡散用マスク膜15を拡散用マスクとして用い
て、ヒ素(As)などのn型不純物をp型のベース領域
8に拡散して、エミッタ領域7を形成する。この場合、
エミッタ領域7の拡散層の深さおよびベース領域8の表
面からの深さを調節することにより、ベース幅を所定の
値に制御することができる。
Next, as shown in FIG. 7, after the diffusion mask film 14 is removed, a new diffusion mask, for example, a multilayer film of a silicon nitride film and a silicon oxide film, is formed on the surface of the semiconductor substrate 6. A diffusion mask film 15 is formed,
A region on the region which becomes the emitter region thereof is selectively removed, and n-type impurities such as arsenic (As) are diffused into the p-type base region 8 by using the diffusion mask film 15 as a diffusion mask. The emitter region 7 is formed. in this case,
By adjusting the depth of the diffusion layer of the emitter region 7 and the depth of the base region 8 from the surface, the base width can be controlled to a predetermined value.

【0032】次に、図8に示すように、拡散用マスク膜
15を取り除いた後、半導体基板6の表面に新たに酸化
シリコン膜16をCVD法などにより形成し、npn形
のバイポーラトランジスタにおける各領域の電極となる
領域上の酸化シリコン膜16の領域を選択的に取り除い
た後、半導体基板6上にアルミニウム膜の形成とそれの
選択的エッチング技術とを用いて、エミッタ電極17、
ベース電極18およびコレクタ電極19を形成する。
Next, as shown in FIG. 8, after the diffusion mask film 15 is removed, a silicon oxide film 16 is newly formed on the surface of the semiconductor substrate 6 by the CVD method or the like to form each npn bipolar transistor. After selectively removing the region of the silicon oxide film 16 on the region to be the electrode of the region, the emitter electrode 17, the aluminum film is formed on the semiconductor substrate 6 and the selective etching technique thereof is used.
The base electrode 18 and the collector electrode 19 are formed.

【0033】また、npn形のバイポーラトランジスタ
を製造する工程の前後あるいは、各工程と併用して、半
導体基板6の他の活性領域にMOSFETなどの半導体
集積回路装置を構成する半導体素子を形成する。
Before or after the step of manufacturing the npn-type bipolar transistor, or in combination with each step, a semiconductor element constituting a semiconductor integrated circuit device such as a MOSFET is formed in another active region of the semiconductor substrate 6.

【0034】すなわち、図示は省略するが、半導体基板
6の他の活性領域表面に酸化シリコンからなるゲート絶
縁膜を形成し、このゲート絶縁膜上に多結晶シリコンか
らなるゲート電極を形成する。ゲート電極は、半導体基
板6の表面のゲート絶縁膜上に多結晶シリコン膜および
酸化シリコン膜からなる絶縁膜を順次堆積し、これらを
順次エッチングして形成する。
That is, although not shown, a gate insulating film made of silicon oxide is formed on the surface of another active region of the semiconductor substrate 6, and a gate electrode made of polycrystalline silicon is formed on the gate insulating film. The gate electrode is formed by sequentially depositing an insulating film made of a polycrystalline silicon film and a silicon oxide film on the gate insulating film on the surface of the semiconductor substrate 6 and sequentially etching these.

【0035】次に、ゲート電極の側壁に酸化シリコンか
らなるサイドウォール絶縁膜を形成する。
Next, a sidewall insulating film made of silicon oxide is formed on the sidewall of the gate electrode.

【0036】次に、ゲート電極上の絶縁膜、それにサイ
ドウォール絶縁膜をマスクにして、半導体基板6にn型
不純物をイオン注入してソースおよびドレインとなるn
型半導体領域を形成する。
Next, using the insulating film on the gate electrode and the sidewall insulating film as a mask, the semiconductor substrate 6 is ion-implanted with an n-type impurity to serve as a source and a drain.
A type semiconductor region is formed.

【0037】次に、半導体基板6上にアルミニウム膜を
形成した後、フォトエッチング技術を用いて不要な領域
のアルミニウム膜を取り除いて、ソースコンタクト電
極、ドレインコンタクト電極、ゲートコンタクト電極お
よびそれらの各コンタクト電極に接続されている電気配
線膜を形成する。前記電気配線膜の材料は、アルミニウ
ム膜以外に、例えば多結晶シリコン膜または多結晶シリ
コン膜と高融点シリサイド膜との積層膜などという電気
導電性のあるものならばどのような組み合わせでもよ
い。
Next, after forming an aluminum film on the semiconductor substrate 6, the aluminum film in an unnecessary region is removed by using a photoetching technique, and a source contact electrode, a drain contact electrode, a gate contact electrode and their respective contacts are formed. An electric wiring film connected to the electrodes is formed. The material of the electric wiring film may be, in addition to the aluminum film, any combination having electric conductivity such as a polycrystalline silicon film or a laminated film of a polycrystalline silicon film and a high melting point silicide film.

【0038】なお、エミッタ領域7およびそのエミッタ
電極17を形成する場合、エミッタ領域7の拡散層の深
さが浅いため、エミッタ領域7を形成するベース領域8
の表面に周辺のMOSFETにおけるゲート電極を形成
する際の多結晶シリコン膜を流用して多結晶シリコン膜
を形成し、多結晶シリコン膜に高濃度のn型不純物を含
ませて、そのn型不純物をベース領域8に拡散させるこ
とにより、エミッタ領域7を形成すると共に、エミッタ
電極17を多結晶シリコン膜を用いて形成する態様を採
用することができる。
When the emitter region 7 and its emitter electrode 17 are formed, since the depth of the diffusion layer in the emitter region 7 is shallow, the base region 8 forming the emitter region 7 is formed.
A polycrystalline silicon film is formed by utilizing a polycrystalline silicon film when forming a gate electrode in a peripheral MOSFET on the surface of the polycrystalline silicon film, and the polycrystalline silicon film contains a high concentration of n-type impurities. It is possible to adopt a mode in which the emitter region 7 is formed by diffusing Pd into the base region 8 and the emitter electrode 17 is formed using a polycrystalline silicon film.

【0039】また、コレクタ領域9,10およびベース
領域8を形成するには、半導体基板6の活性領域上から
不純物を熱拡散あるいは高エネルギーのイオン注入法を
用いて形成する態様を採用することができる。
In order to form the collector regions 9 and 10 and the base region 8, it is possible to adopt a mode in which impurities are formed on the active region of the semiconductor substrate 6 by thermal diffusion or high energy ion implantation. it can.

【0040】前述した保護回路におけるnpn形のバイ
ポーラトランジスタは、ベース領域8がエミッタ領域7
を取り囲むような形状でしかも立体的に形成されてお
り、そのベース領域8の周辺にベース領域8を取り囲む
ような形状でしかも立体的に形成されているコレクタ領
域9,10を有する構造のものである。
In the npn-type bipolar transistor in the protection circuit described above, the base region 8 is the emitter region 7
Is formed in a three-dimensional shape and surrounds the base region 8, and has a three-dimensionally formed collector region 9 and 10 surrounding the base region 8. is there.

【0041】そのため、ベース領域8とエミッタ領域7
との間のベース−エミッタ接合領域およびベース領域8
とコレクタ領域9,10との間のベース−コレクタ接合
領域は、エミッタ領域7の横方向のコレクタ領域10に
対面している領域と、エミッタ領域7の底面方向のコレ
クタ領域9に対面している領域とから構成されているも
のである。
Therefore, the base region 8 and the emitter region 7
Base-emitter junction region between and and base region 8
The base-collector junction region between the collector region 9 and the collector region 9 and 10 faces the lateral collector region 10 of the emitter region 7 and the bottom collector region 9 of the emitter region 7. It is composed of areas and regions.

【0042】したがって、npn形のバイポーラトラン
ジスタの構造においては、小面積の領域において十分な
高耐圧構造のトランジスタを設けることができると共
に、エミッタ領域7を可能な限り小さくできるために入
力容量を低減することができる。その結果、異常な静電
気がパッド電極1に印加されたとしても、十分にnpn
形のバイポーラトランジスタによってとらえることがで
き、内部回路に異常な静電気を伝達することがなくな
る。それゆえ、高耐圧でしかも入力容量が小さい高信頼
度で高性能な保護回路を小面積領域において設けること
ができる。
Therefore, in the structure of the npn-type bipolar transistor, a transistor having a sufficiently high breakdown voltage structure can be provided in a small area, and the emitter region 7 can be made as small as possible to reduce the input capacitance. be able to. As a result, even if abnormal static electricity is applied to the pad electrode 1, the npn is sufficiently
Shaped bipolar transistor can prevent this from transmitting abnormal static electricity to internal circuits. Therefore, a high-reliability and high-performance protection circuit having a high withstand voltage and a small input capacitance can be provided in a small area.

【0043】さらに、保護回路は、MOS型半導体集積
回路装置における活性領域である半導体基板6をバイポ
ーラトランジスタの領域として活用できるものであり、
しかもMOSFETの製造工程を流用することもできる
ため、簡単な製造プロセスをもって形成できるものであ
る。
Further, the protection circuit can utilize the semiconductor substrate 6 which is an active region in the MOS type semiconductor integrated circuit device as a region of the bipolar transistor.
Moreover, since the manufacturing process of the MOSFET can be diverted, it can be formed by a simple manufacturing process.

【0044】本発明は、前記実施例に限定されるもので
はなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であ
ることはいうまでもない。具体的には、保護回路あるい
はバイポーラトランジスタをBiMOS、CMOSある
いはBiCMOS型の半導体集積回路装置の態様に適用
できる。また、npn形のバイポーラトランジスタをp
np形のバイポーラトランジスタの構造にすることがで
き、高耐圧でしかも高信頼度・高性能なバイポーラトラ
ンジスタを有する半導体集積回路装置の態様に適用でき
る。
It is needless to say that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, but can be variously modified without departing from the scope of the invention. Specifically, the protection circuit or the bipolar transistor can be applied to the form of a BiMOS, CMOS or BiCMOS type semiconductor integrated circuit device. In addition, an npn-type bipolar transistor is
The structure of the np type bipolar transistor can be adopted, and it can be applied to a mode of a semiconductor integrated circuit device having a bipolar transistor having a high breakdown voltage, high reliability and high performance.

【0045】[0045]

【発明の効果】本願によって開示された発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed by the present application will be briefly described as follows.
It is as follows.

【0046】(1)本発明の半導体集積回路装置によれ
ば、バイポーラトランジスタにおけるベース領域とエミ
ッタ領域との間のベース−エミッタ接合領域およびベー
ス領域とコレクタ領域との間のベース−コレクタ接合領
域は、エミッタ領域の横方向のコレクタ領域に対面して
いる領域と、エミッタ領域の底面方向のコレクタ領域に
対面している領域とからなるため、エミッタ領域の占有
面積を増加することなく、電流通路となる対向面の面積
を大きくすることができるので、小面積の領域において
十分な高耐圧構造のトランジスタを設けることができる
と共に、エミッタ領域を可能な限り小さくできるために
入力容量を低減することができる。
(1) According to the semiconductor integrated circuit device of the present invention, the base-emitter junction region between the base region and the emitter region and the base-collector junction region between the base region and the collector region in the bipolar transistor are formed. , A region facing the collector region in the lateral direction of the emitter region and a region facing the collector region in the bottom direction of the emitter region, so that the current path can be formed without increasing the occupied area of the emitter region. Since it is possible to increase the area of the opposing surface, it is possible to provide a transistor having a sufficiently high breakdown voltage structure in a small area, and it is possible to reduce the input capacitance because the emitter area can be made as small as possible. .

【0047】また、前述したバイポーラトランジスタを
構成要素の一部として使用している保護回路を構成する
ことにより、異常な静電気がパッド電極に印加されたと
しても、十分にバイポーラトランジスタによってとらえ
ることができ、内部回路に異常な静電気を伝達すること
がなくなる。それゆえ、高耐圧でしかも入力容量が小さ
い高信頼度で高性能な保護回路を小面積領域において設
けることができる。
Further, by forming a protection circuit using the above-mentioned bipolar transistor as a part of the constituent elements, even if abnormal static electricity is applied to the pad electrode, it can be sufficiently caught by the bipolar transistor. , Abnormal static electricity will not be transmitted to the internal circuit. Therefore, a high-reliability and high-performance protection circuit having a high withstand voltage and a small input capacitance can be provided in a small area.

【0048】(2)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法によれば、前述した保護回路は、MOS型半導体集
積回路装置における活性領域である半導体基板をバイポ
ーラトランジスタの領域として活用できるものであり、
しかもMOSFETの製造工程を流用することもできる
ため、簡単な製造プロセスをもって形成できるものであ
る。
(2) According to the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of the present invention, the above-described protection circuit can utilize the semiconductor substrate which is the active region in the MOS type semiconductor integrated circuit device as the region of the bipolar transistor. ,
Moreover, since the manufacturing process of the MOSFET can be diverted, it can be formed by a simple manufacturing process.

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

【図1】本発明の一実施例である半導体集積回路装置を
示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a semiconductor integrated circuit device which is an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例である半導体集積回路装置を
示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a semiconductor integrated circuit device which is an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例である半導体集積回路装置の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device which is an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例である半導体集積回路装置の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device which is an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例である半導体集積回路装置の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device which is an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例である半導体集積回路装置の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device which is an embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施例である半導体集積回路装置の
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 integrated circuit device which is an embodiment of the present invention.

【図8】本発明の一実施例である半導体集積回路装置の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device which is an embodiment of the present invention.

【図9】本発明の一実施例である半導体集積回路装置に
おける保護回路を示す回路図である。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a protection circuit in a semiconductor integrated circuit device which is an embodiment of the present invention.

【図10】考えられる保護回路に含まれているnpn形
のラテラルバイポーラトランジスタを示す斜視図であ
る。
FIG. 10 is a perspective view showing an npn-type lateral bipolar transistor included in a possible protection circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 パッド電極 2 抵抗 3 バイポーラトランジスタ 4 電界効果型トランジスタ 5 内部回路 6 半導体基板 7 エミッタ領域 8 ベース領域 9 コレクタ領域 10 コレクタ領域 11 フィールド絶縁膜 12 フォトレジスト膜 13 溝 14 拡散用マスク膜 15 拡散用マスク膜 16 酸化シリコン膜 17 エミッタ電極 18 ベース電極 19 コレクタ電極 20 半導体基板 21 エミッタ領域 22 コレクタ領域 1 Pad Electrode 2 Resistor 3 Bipolar Transistor 4 Field Effect Transistor 5 Internal Circuit 6 Semiconductor Substrate 7 Emitter Region 8 Base Region 9 Collector Region 10 Collector Region 11 Field Insulation Film 12 Photoresist Film 13 Groove 14 Diffusion Mask Film 15 Diffusion Mask Film 16 Silicon oxide film 17 Emitter electrode 18 Base electrode 19 Collector electrode 20 Semiconductor substrate 21 Emitter region 22 Collector region

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の半導体素子が形成されている半導
体基板の表面の一部に形成されているエミッタ領域と、
前記エミッタ領域の側面と底面とに形成されているベー
ス領域と、前記ベース領域の側面と底面に形成されてい
るコレクタ領域とを有し、前記コレクタ領域の一部が前
記半導体基板によって隔離されており、その隔離されて
いる領域の前記半導体基板の領域によって前記ベース領
域が前記コレクタ領域周辺の前記半導体基板と電気的に
接続されている構成を有するバイポーラトランジスタを
備えていることを特徴とする半導体集積回路装置。
1. An emitter region formed on a part of a surface of a semiconductor substrate on which a plurality of semiconductor elements are formed,
A base region formed on a side surface and a bottom surface of the emitter region, and a collector region formed on a side surface and a bottom surface of the base region, and a part of the collector region is isolated by the semiconductor substrate. And a bipolar transistor having a structure in which the base region is electrically connected to the semiconductor substrate around the collector region by the region of the semiconductor substrate in the isolated region. Integrated circuit device.
【請求項2】 請求項1記載の半導体集積回路装置にお
いて、前記半導体基板に形成されている複数の半導体素
子には、電界効果型トランジスタが含まれていることを
特徴とする半導体集積回路装置。
2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the plurality of semiconductor elements formed on the semiconductor substrate include field effect transistors.
【請求項3】 請求項1記載の半導体集積回路装置にお
いて、前記半導体基板に形成されている複数の半導体素
子には、電界効果型トランジスタが含まれており、前記
バイポーラトランジスタは、前記複数の半導体素子を異
常電圧から保護する保護回路の構成素子として用いられ
ていることを特徴とする半導体集積回路装置。
3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the plurality of semiconductor elements formed on the semiconductor substrate include field effect transistors, and the bipolar transistor is the plurality of semiconductor elements. A semiconductor integrated circuit device, which is used as a constituent element of a protection circuit for protecting an element from an abnormal voltage.
【請求項4】 第1導電型の半導体基板の一部に溝を形
成する工程と、 前記溝の底面に第2導電型のコレクタ領域を形成する工
程と、 前記溝を半導体材料により埋め込んで第1導電型のベー
ス領域を形成した後、前記半導体基板の表面から第2導
電型の不純物を拡散して前記コレクタ領域と電気的に接
続される第2導電型のコレクタ領域を形成する工程と、 前記第1導電型のベース領域の一部に第2導電型のエミ
ッタ領域を形成する工程とを有することを特徴とする半
導体集積回路装置の製造方法。
4. A step of forming a groove in a part of a semiconductor substrate of the first conductivity type, a step of forming a collector region of the second conductivity type in a bottom surface of the groove, and a step of filling the groove with a semiconductor material. Forming a base region of one conductivity type, and then diffusing impurities of the second conductivity type from the surface of the semiconductor substrate to form a collector region of the second conductivity type electrically connected to the collector region; And a step of forming a second conductive type emitter region in a part of the first conductive type base region.
【請求項5】 請求項4記載の半導体集積回路装置の製
造方法において、前記第1導電型の半導体基板には、複
数の電界効果トランジスタを形成すると共に、前記溝を
半導体材料により埋め込み第1導電型のベース領域を形
成する際には、選択エピタキシャル技術を用いて行うこ
とを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
5. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 4, wherein a plurality of field effect transistors are formed on the first conductive type semiconductor substrate, and the groove is filled with a semiconductor material. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, characterized in that a selective epitaxial technique is used to form a base region of the mold.
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