JPH08330319A - Fabrication of semiconductor device - Google Patents

Fabrication of semiconductor device

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JPH08330319A
JPH08330319A JP7133685A JP13368595A JPH08330319A JP H08330319 A JPH08330319 A JP H08330319A JP 7133685 A JP7133685 A JP 7133685A JP 13368595 A JP13368595 A JP 13368595A JP H08330319 A JPH08330319 A JP H08330319A
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trench
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layer
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Abstract

PURPOSE: To suppress the lateral extension of the region of N type diffusion layer by introducing N type impurities along the side wall of a trench in the following stage and forming an N type diffusion layer, i.e., a collector lead-out region, using the N type impurities introduced to the side wall as a diffusion source. CONSTITUTION: N type impurities are introduced to the side wall of a first trench 4a by thermal diffusion or ion implantation of N type impurities, e.g. phosphorus or arsenic, using first, second and third protective films 21, 22, 23 as a mask and then heat-treatment is performed. An N type diffusion layer 8 is formed over the entire side wall of trench 4a by diffusing impurities from the side wall of the trench. Since the impurities are distributed uniformly in the direction of depth of N type diffusion layer 8, electrical resistance of the N type diffusion layer 8, i.e., the collector lead-out region, can be substantially halved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関し、特に半導体溝(トレンチ)素子分離を有するバイ
ポーラトランジスタの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method of manufacturing a bipolar transistor having semiconductor trench element isolation.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子の微細化および高密度化は依
然として精力的に進められており、絶縁ゲート電界効果
トランジスタであるCMOSトランジスタを用いる半導
体装置では0.2μm程度の寸法基準で設計された超高
集積の半導体デバイスが開発試作されている。更に、近
年では、半導体装置の動作の超高速化も同時に要求され
ている。この要求への対応として、前述のCMOSの半
導体素子の微細化と共に、バイポーラトランジスとCM
OSトランジスタとで回路が構成されるBiCMOSの
半導体装置の開発が重要になってきている。
2. Description of the Related Art Miniaturization and high densification of semiconductor elements are still being vigorously pursued, and a semiconductor device using a CMOS transistor which is an insulated gate field effect transistor is designed to have a size of about 0.2 μm. Highly integrated semiconductor devices have been developed and prototyped. Furthermore, in recent years, ultra-high speed operation of semiconductor devices has also been required at the same time. In response to this demand, along with the miniaturization of the above-mentioned CMOS semiconductor element, bipolar transistor and CM
The development of a BiCMOS semiconductor device whose circuit is composed of an OS transistor has become important.

【0003】このようなBiCMOSの半導体装置を構
成するバイポーラトランジスタの構造として、先述した
ような微細化のために、半導体素子間を電気的に絶縁分
離する素子分離領域をトレンチ構造にする方法が有望視
される。このようなトレンチ素子分離を用いるバイポー
ラトランジスタの従来の技術の製造方法について図6に
基づいて説明する。図6はこのようなバイポーラトラン
ジスタの製造工程順の断面図である。
As a structure of a bipolar transistor which constitutes such a BiCMOS semiconductor device, there is a promising method of forming a trench structure in an element isolation region for electrically insulating and isolating semiconductor elements for miniaturization as described above. To be seen. A conventional method of manufacturing a bipolar transistor using such trench isolation will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a sectional view of such a bipolar transistor in the order of manufacturing steps.

【0004】図6(a)に示すように、導電型がP型の
シリコン半導体基体101の表面にN+ 埋込層102が
形成される。次に、このN+ 埋込層102上にN- 型エ
ピタキシャル層103が形成される。このような半導体
基板の所定の領域にドライエッチングでトレンチ104
が形成される。そして、このトレンチ104の底部にP
型チャネルストッパ領域105が設けられる。
As shown in FIG. 6A, an N + buried layer 102 is formed on the surface of a silicon semiconductor substrate 101 having a P conductivity type. Next, an N type epitaxial layer 103 is formed on this N + buried layer 102. A trench 104 is formed on a predetermined region of the semiconductor substrate by dry etching.
Is formed. Then, P is formed on the bottom of the trench 104.
A mold channel stopper region 105 is provided.

【0005】次に、前述のトレンチ104の側壁に第1
の絶縁膜106が形成され、さらに第2の絶縁膜107
が充填される。このようにしてトレンチ内に絶縁膜の埋
設されたトレンチ素子分離領域104’が所定の領域に
形成されるようになる。そして、N- 型エピタキシャル
層103と前述のトレンチ素子分離領域104’を被覆
する第1の層間絶縁膜108が堆積される。
Next, the first sidewall is formed on the sidewall of the trench 104.
And the second insulating film 107 is formed.
Is filled. In this way, the trench element isolation region 104 'in which the insulating film is buried in the trench is formed in a predetermined region. Then, the first interlayer insulating film 108 covering the N type epitaxial layer 103 and the trench element isolation region 104 ′ is deposited.

【0006】次に、図6(b)に示すように、トレンチ
素子分離領域104’近傍の第1の層間絶縁膜108の
所定の領域にコンタクト孔が形成され、第1のN型ポリ
シリコン109が設けられる。ここで、このN型ポリシ
リコン109にはリン不純物が導入されている。そし
て、熱処理が加えられ、前述のN+ 埋込層102領域に
達するN型拡散層110が形成される。このように、N
型拡散層110は、前述の第1のN型ポリシリコン10
9をリン不純物の拡散源とする熱拡散で形成される。
Next, as shown in FIG. 6B, a contact hole is formed in a predetermined region of the first interlayer insulating film 108 near the trench element isolation region 104 ', and the first N-type polysilicon 109 is formed. Is provided. Here, phosphorus impurities are introduced into the N-type polysilicon 109. Then, heat treatment is applied to form the N-type diffusion layer 110 reaching the aforementioned N + buried layer 102 region. Thus, N
The type diffusion layer 110 is formed of the first N-type polysilicon 10 described above.
9 is formed by thermal diffusion using 9 as a diffusion source of phosphorus impurities.

【0007】次に、図6(c)に示すように、トレンチ
素子分離領域104’で分離される島状の領域にバイポ
ーラトランジスタのベース、エミッタ、コレクタ領域が
形成される。すなわち、P型ベース拡散層111が形成
されこのP型ベース拡散層111内にN+ 型エミッタ拡
散層112が設けられる。ここで、N+ 型エミッタ拡散
層112は、第2のN型ポリシリコン113に含まれる
ヒ素不純物の熱拡散で形成される。そして、先述した第
1のN型ポリシリコン109と第2のN型ポリシリコン
113の間には第2の層間絶縁膜114が形成される。
Next, as shown in FIG. 6C, the base, emitter, and collector regions of the bipolar transistor are formed in the island-shaped regions separated by the trench element isolation regions 104 '. That is, the P-type base diffusion layer 111 is formed, and the N + -type emitter diffusion layer 112 is provided in the P-type base diffusion layer 111. Here, the N + type emitter diffusion layer 112 is formed by thermal diffusion of arsenic impurities contained in the second N type polysilicon 113. Then, the second interlayer insulating film 114 is formed between the first N-type polysilicon 109 and the second N-type polysilicon 113 described above.

【0008】次に、第3の層間絶縁膜115が形成さ
れ、これらの第1の層間絶縁膜108、第2の層間絶縁
膜114および第3の層間絶縁膜115にコンタクト孔
が形成され、P型ベース拡散層に接続するベース電極1
16が設けられる。そして、前述の第2の型ポリシリコ
ン113上の第3の層間絶縁膜115に設けられたコン
タクト孔を通して、前述の第2のポリシリコン113に
接続するエミッタ電極117が形成される。同様に、第
1のN型ポリシリコン109上の第2の層間絶縁膜10
8と第2の層間絶縁膜114に設けられたコンタクト孔
を通して、前述の第1のポリシリコン109に接続する
コレクタ電極118が形成される。
Next, a third interlayer insulating film 115 is formed, contact holes are formed in the first interlayer insulating film 108, the second interlayer insulating film 114 and the third interlayer insulating film 115, and P is formed. Type base electrode 1 connected to the base diffusion layer
16 are provided. Then, the emitter electrode 117 connected to the second polysilicon 113 is formed through the contact hole formed in the third interlayer insulating film 115 on the second polysilicon 113. Similarly, the second interlayer insulating film 10 on the first N-type polysilicon 109 is formed.
8 and the contact hole formed in the second interlayer insulating film 114, the collector electrode 118 connected to the first polysilicon 109 is formed.

【0009】以上のようにして、シリコン半導体基体1
01の表面にN+ 埋込層102を有し、その上部に形成
されるN- 型エピタキシャル層103にトレンチ素子分
離領域104’を有し、さらに、前述のN- 型エピタキ
シャル層103にありトレンチ素子分離領域104’の
側壁に沿いN+ 埋込層102に達するN型拡散層110
が形成される。そして、このN型拡散層110がコレク
タ引き出し領域となり、第1のN型ポリシリコン109
を介してコレクタ電極118に接続される。そして、先
述したようにベース領域あるいはエミッタ領域が形成さ
れてトレンチ素子分離領域を有するバイポーラトランジ
スタが形成される。
As described above, the silicon semiconductor substrate 1
01 has an N + buried layer 102, an N type epitaxial layer 103 formed on top of it has a trench element isolation region 104 ′, and a trench existing in the N type epitaxial layer 103 described above. N-type diffusion layer 110 reaching the N + buried layer 102 along the sidewall of the element isolation region 104 '.
Is formed. Then, this N-type diffusion layer 110 becomes a collector extraction region, and the first N-type polysilicon 109 is formed.
Is connected to the collector electrode 118 via. Then, as described above, the base region or the emitter region is formed to form the bipolar transistor having the trench element isolation region.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のト
レンチ素子分離領域を有するバイポーラトランジスタの
形成方法では、先述したようにN+ 埋込層102とコレ
クタ電極118とを低抵抗で電気接続するN型拡散層1
10すなわちコレクタ引き出し領域は、一般に、N-
エピタキシャル層103の表面部からのN型不純物の熱
拡散で形成される。先述の従来の技術では、リン不純物
を含有する第1のN型ポリシリコン109が拡散源にな
りN型拡散層110が形成される場合について説明し
た。
As described above, in the conventional method for forming the bipolar transistor having the trench element isolation region, the N + buried layer 102 and the collector electrode 118 are electrically connected with low resistance as described above. N-type diffusion layer 1
10 or the collector extraction region is generally formed by thermal diffusion of N-type impurities from the surface of the N -type epitaxial layer 103. In the above-mentioned conventional technique, the case where the first N-type polysilicon 109 containing phosphorus impurities serves as a diffusion source and the N-type diffusion layer 110 is formed has been described.

【0011】しかし、このようなN型拡散層110の形
成方法では、不純物拡散は等方的であるためにN型拡散
層の領域は横方向にも拡がる。このために、半導体素子
の横方向の寸法の微細化が難しくなる。
However, in such a method of forming the N-type diffusion layer 110, since the impurity diffusion is isotropic, the region of the N-type diffusion layer extends laterally. Therefore, it becomes difficult to reduce the lateral dimension of the semiconductor element.

【0012】また、先述したように不純物拡散源はN-
型エピタキシャル層103の表面に形成されているため
に、不純物濃度は深さ方向で分布をもつようになる。そ
して、N+ 埋込層102に近づくとその不純物量は減少
する。このため、N型拡散層110すなわちコレクタ引
き出し領域の電気抵抗の低減は難しい。
[0012] In addition, the impurity diffusion source as previously described is N -
Since it is formed on the surface of the type epitaxial layer 103, the impurity concentration has a distribution in the depth direction. Then, the amount of impurities decreases as it approaches the N + buried layer 102. Therefore, it is difficult to reduce the electric resistance of the N-type diffusion layer 110, that is, the collector extraction region.

【0013】ここで、N型拡散層110の電気抵抗を下
げるために、リン不純物等の拡散温度を1000℃以上
に高くしたり、拡散時間を長くすると、このN型拡散層
110の領域には転位等の結晶欠陥が発生するようにな
る。さらに、N+ 埋込層102中の不純物の再拡散が生
じコレクタ−ベース間の耐圧が劣化しバイポーラトラン
ジスタの特性も低下するようになる。
Here, in order to reduce the electric resistance of the N-type diffusion layer 110, if the diffusion temperature of phosphorus impurities or the like is raised to 1000 ° C. or higher or the diffusion time is lengthened, the region of the N-type diffusion layer 110 will be formed. Crystal defects such as dislocations will occur. Further, the impurities in the N + buried layer 102 are re-diffused, the withstand voltage between the collector and the base deteriorates, and the characteristics of the bipolar transistor also deteriorate.

【0014】以上のような問題は、N- 型エピタキシャ
ル層103の膜厚が厚くなるとともに顕著になる。先述
したようなBiCMOSの半導体装置では、バイポーラ
トランジスタのみで構成される高速の半導体装置の場合
よりN- 型エピタキシャル層103の膜厚は厚く設定さ
れる。このために、このようなBiCMOSの半導体装
置では、先述した問題は解決すべき重要課題となる。
The above problems become more remarkable as the thickness of the N -- type epitaxial layer 103 increases. In the BiCMOS semiconductor device described above, the film thickness of the N type epitaxial layer 103 is set to be thicker than in the case of a high-speed semiconductor device including only bipolar transistors. Therefore, in such a BiCMOS semiconductor device, the above-mentioned problem is an important problem to be solved.

【0015】本発明の目的は、以上のような問題を解決
しBiCMOS等の半導体装置の微細化あるいは高密度
化さらには高速化を容易にすることにある。
An object of the present invention is to solve the above problems and facilitate miniaturization, high density, and high speed of a semiconductor device such as BiCMOS.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】このために本発明の半導
体装置の製造方法は、一導電型の半導体基板の所定の深
さの領域に逆導電型の埋込層が形成される工程と、前記
半導体基板の主面から前記埋込層に達する領域に逆導電
型の素子活性領域が形成される工程と、前記素子活性領
域の所定の領域に第1の溝が形成され前記第1の溝の側
壁に沿い逆導電型の不純物が導入され前記素子活性領域
の主面から前記埋込層に達する逆導電型の高濃度不純物
を含有する半導体領域が前記第1の溝の側壁に沿い形成
される工程とを含む。
To this end, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises a step of forming a buried layer of opposite conductivity type in a region of a predetermined depth of a semiconductor substrate of one conductivity type, A step of forming an element active region of opposite conductivity type in a region reaching from the main surface of the semiconductor substrate to the buried layer; and a step of forming a first groove in a predetermined region of the element active region. A semiconductor region containing a high concentration impurity of opposite conductivity type, which reaches the buried layer from the main surface of the element active region by introducing an impurity of opposite conductivity type along the sidewall of the first groove. Including the process.

【0017】さらに、前記第1の溝の形成および前記逆
導電型の不純物の導入が同一の保護膜をマスクに用いて
行われた後、前記保護膜を再度マスクにして前記第1の
溝のドライエッチングの追加が施され前記埋込層を貫通
する第2の溝が形成される工程と、前記保護膜をマスク
にして前記第2の溝の底部に一導電型の不純物がイオン
注入される工程と、前記第2の溝に絶縁物を含む埋込材
が埋設される工程とを含む。
Further, after the formation of the first groove and the introduction of the impurity of the opposite conductivity type are performed using the same protective film as a mask, the protective film is again used as a mask to form the first groove. Dry etching is added to form a second groove penetrating the buried layer; and an impurity of one conductivity type is ion-implanted into the bottom of the second groove using the protective film as a mask. And a step of embedding an embedding material containing an insulator in the second groove.

【0018】ここで、前記埋込層は前記半導体基板の表
面からの高エネルギーのイオン注入と前記イオン注入で
形成されるイオン注入層の熱処理とで形成される。
Here, the buried layer is formed by high-energy ion implantation from the surface of the semiconductor substrate and heat treatment of the ion-implanted layer formed by the ion implantation.

【0019】そして、前記素子活性領域にバイポーラト
ランジスタあるいは絶縁ゲート電界効果トランジスタが
形成される。
Then, a bipolar transistor or an insulated gate field effect transistor is formed in the device active region.

【0020】[0020]

【実施例】次に、図面を参照して本発明の詳細な説明を
行う。図1は本発明の方法で形成されるバイポーラトラ
ンジスタの平面図とその断面図である。ここで、図1
(a)の平面図に記すA−Bで切断したところが図1
(b)の断面図になっている。なお、図面の煩雑さを避
けるため、図1(a)の平面図ではエミッタ電極、ベー
ス電極、コレクタ電極の図示は省略されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view and a sectional view of a bipolar transistor formed by the method of the present invention. Here, FIG.
FIG. 1 shows a section taken along the line AB in the plan view of FIG.
It is a sectional view of (b). In order to avoid complication of the drawing, the emitter electrode, the base electrode, and the collector electrode are not shown in the plan view of FIG.

【0021】図1(a)および図1(b)に示すよう
に、P型シリコン基板1の上部にN+埋込層2が形成さ
れ、更にこのN+ 埋込層2の上部にN型シリコン層3が
形成される。そして、トレンチ4がN型シリコン層3、
+ 埋込層2およびP型シリコン基板1に延在するよう
にして形成される。そして、このトレンチ4の底部にP
型チャネルストッパ領域5が設けられる。
As shown in FIGS. 1A and 1B, an N + buried layer 2 is formed on the P type silicon substrate 1, and an N type buried layer 2 is formed on the N + buried layer 2. The silicon layer 3 is formed. Then, the trench 4 is the N-type silicon layer 3,
It is formed so as to extend to N + buried layer 2 and P type silicon substrate 1. Then, at the bottom of the trench 4, P
A mold channel stopper region 5 is provided.

【0022】次に、従来の技術で説明したのと同様に、
トレンチ4の側壁に第1の絶縁膜6が形成され、さらに
第2の絶縁膜7が充填される。このようにしてトレンチ
4内に絶縁膜の埋設されたトレンチ素子分離領域4’が
所定の領域に形成される。ここで、図1(a)に示すよ
うに、このトレンチ素子分離領域4’は半導体素子を完
全に囲うようにして形成される。また、図1(b)に示
すようにN型拡散層8は前述のトレンチ4側壁の両側に
沿って形成される。そして、このN型拡散層8上には第
1のN型ポリシリコン9が形成される。
Next, as described in the prior art,
A first insulating film 6 is formed on the side wall of the trench 4 and further filled with a second insulating film 7. In this way, the trench element isolation region 4'with the insulating film buried in the trench 4 is formed in a predetermined region. Here, as shown in FIG. 1A, the trench element isolation region 4'is formed so as to completely surround the semiconductor element. Further, as shown in FIG. 1B, the N type diffusion layer 8 is formed along both sides of the sidewall of the trench 4 described above. Then, the first N-type polysilicon 9 is formed on the N-type diffusion layer 8.

【0023】次に、図1(a)あるいは図1(b)に示
すように、トレンチ素子分離領域4’に囲われた領域に
バイポーラトランジスタのベース、エミッタ、コレクタ
領域がそれぞれ形成される。すなわち、P型ベース拡散
層10が形成されこのP型ベース拡散層10内にN+
エミッタ拡散層11が設けられる。ここで、N+ 型エミ
ッタ拡散層11は、第2のN型ポリシリコン12に含ま
れるヒ素不純物の熱拡散で形成される。ここで、先述し
た第1のN型ポリシリコン9と第2のN型ポリシリコン
12とは同一のポリシリコン膜のパターニングで形成さ
れる。なお、第1のN型ポリシリコン9は第1の層間絶
縁膜13に形成されるコレクタコンタクト14を通して
N型拡散層8に電気接続される。このコレクタコンタク
ト14は、図1(a)に示すようにコの字型に形成でき
る。
Next, as shown in FIG. 1A or FIG. 1B, the base, emitter and collector regions of the bipolar transistor are formed in the region surrounded by the trench element isolation region 4 '. That is, the P-type base diffusion layer 10 is formed, and the N + -type emitter diffusion layer 11 is provided in the P-type base diffusion layer 10. Here, the N + type emitter diffusion layer 11 is formed by thermal diffusion of arsenic impurities contained in the second N type polysilicon 12. Here, the first N-type polysilicon 9 and the second N-type polysilicon 12 described above are formed by patterning the same polysilicon film. The first N-type polysilicon 9 is electrically connected to the N-type diffusion layer 8 through the collector contact 14 formed in the first interlayer insulating film 13. The collector contact 14 can be formed in a U shape as shown in FIG.

【0024】次に、第2の層間絶縁膜15が形成され、
この第1の層間絶縁膜13と第2の層間絶縁膜15にベ
ースコンタクト16が形成され、P型ベース拡散層に接
続するベース電極17が設けられる。そして、前述の第
2の型ポリシリコン12上の第2の層間絶縁膜15に設
けられたコンタクト孔を通してエミッタ電極18が形成
される。同様に、第1のN型ポリシリコン9上の第2の
層間絶縁膜15に設けられたコンタクト孔を通してコレ
クタ電極19が形成される。
Next, a second interlayer insulating film 15 is formed,
A base contact 16 is formed on the first interlayer insulating film 13 and the second interlayer insulating film 15, and a base electrode 17 connected to the P-type base diffusion layer is provided. Then, the emitter electrode 18 is formed through the contact hole provided in the second interlayer insulating film 15 on the second type polysilicon 12 described above. Similarly, collector electrode 19 is formed through a contact hole formed in second interlayer insulating film 15 on first N-type polysilicon 9.

【0025】次に、このようなN型拡散層8すなわちコ
レクタ引き出し領域を有するバイポーラトランジスタの
製造方法を、第1の実施例として、図2および図3に基
づきその工程順に説明する。ここで、図1に示したもの
と同一物は同一符号で示される。
Next, a method of manufacturing a bipolar transistor having such an N-type diffusion layer 8, that is, a collector extraction region, will be described as a first embodiment in the order of steps thereof with reference to FIGS. Here, the same components as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0026】初めに、1価あるいは2価イオンのリンイ
オンがP型シリコン基板1の表面から1〜2Mev程度
の加速エネルギーでイオン注入される。ここで、イオン
のドーズ量は5×1013〜1×1014イオン/cm2
設定される。引続いて、加速エネルギーが100keV
程度でドーズ量が1011イオン/cm2 程度になる条件
で、再度リンがイオン注入される。このようにした後、
熱処理が施される。
First, phosphorus ions of monovalent or divalent ions are ion-implanted from the surface of the P-type silicon substrate 1 at an acceleration energy of about 1 to 2 Mev. Here, the dose amount of ions is set to 5 × 10 13 to 1 × 10 14 ions / cm 2 . Subsequently, the acceleration energy is 100 keV
The phosphorus is ion-implanted again under the condition that the dose amount is about 10 11 ions / cm 2 . After doing this,
Heat treatment is applied.

【0027】このようにして図2(a)に示すように、
P型シリコン基板1の表面からの深さが1〜2.5μm
程度の領域にN+ 埋込層2が形成される。さらに、P型
シリコン基板1の表面には、N型シリコン層3が形成さ
れる。
In this way, as shown in FIG.
The depth from the surface of the P-type silicon substrate 1 is 1 to 2.5 μm.
The N + buried layer 2 is formed in a certain region. Further, the N-type silicon layer 3 is formed on the surface of the P-type silicon substrate 1.

【0028】次に、N型シリコン層3の表面に、膜厚2
0nm程度のシリコン熱酸化膜で第1の保護膜21が形
成される。そして、この第1の保護膜21上に積層して
化学気相成長(CVD)法によるポリシリコン膜が形成
され、膜厚150nm程度の第2の保護膜22が形成さ
れる。さらに、この第2の保護膜22上に膜厚300n
m程度のシリコン酸化膜がCVD法で堆積され第3の保
護膜が形成される。
Next, the film thickness 2 is formed on the surface of the N-type silicon layer 3.
The first protective film 21 is formed of a silicon thermal oxide film having a thickness of about 0 nm. Then, a polysilicon film is formed on the first protective film 21 by a chemical vapor deposition (CVD) method, and a second protective film 22 having a film thickness of about 150 nm is formed. Furthermore, a film thickness of 300 n is formed on the second protective film 22.
A silicon oxide film of about m is deposited by the CVD method to form a third protective film.

【0029】次に、公知の写真食刻法で形成されるフォ
トレジストをマスクにして、前述の保護膜の所定の領域
が選択的にエッチングされ、図2(b)に示すように、
第1のトレンチ4aがドライエッチングで形成される。
ここで、この第1のトレンチ4aの深さは1.5〜2μ
m程度であり前述のN+ 埋込層2を貫通しないように形
成される。
Next, using a photoresist formed by a known photo-etching method as a mask, a predetermined region of the above-mentioned protective film is selectively etched, and as shown in FIG. 2 (b).
The first trench 4a is formed by dry etching.
Here, the depth of the first trench 4a is 1.5 to 2 μm.
It is about m and is formed so as not to penetrate the above-mentioned N + buried layer 2.

【0030】次に、前述の保護膜と第1のトレンチ4a
のドライエッチングのマスクに用いたフォトレジストは
除去される。このようにした後、前述の第1の保護膜2
1、第2の保護膜22および第3の保護膜24をマスク
にしてリンあるいはヒ素等のN型不純物の熱拡散あるい
はイオン注入により、N型不純物が前述の第1のトレン
チ4aの側壁に導入され、更に熱処理が施される。この
ようにして、図2(b)に示すように、N型拡散層8が
第1のトンレンチ4aの側壁に沿って形成されるように
なる。ここで、このようなN型拡散層8の横幅は0.5
μm程度に設定される。
Next, the above-mentioned protective film and the first trench 4a.
The photoresist used as the dry etching mask is removed. After doing so, the above-mentioned first protective film 2 is formed.
Using the first, second protective film 22 and the third protective film 24 as a mask, N-type impurities are introduced into the sidewalls of the first trench 4a by thermal diffusion or ion implantation of N-type impurities such as phosphorus or arsenic. And further heat-treated. Thus, as shown in FIG. 2B, the N-type diffusion layer 8 is formed along the side wall of the first rotary wrench 4a. Here, the lateral width of such an N-type diffusion layer 8 is 0.5.
It is set to about μm.

【0031】次に、第1の保護膜21、第2の保護膜2
2および第3の保護膜23をマスクにした追加のドライ
エッチングによりN+ 埋込層2を貫通しN+ 埋込層2よ
りさらに1μm程度深いトレンチ4が形成される。ここ
で、シリコン基板とシリコン酸化膜のエッチング比が2
0程度になるように上記ドライエッチング用のガスは選
択される。ここで、このドライエッチング用のガスはC
2 とHBrの混合ガスである。引続いて、前述の第1
の保護膜21、第2の保護膜22および第3の保護膜2
3をイオン注入のマスクにしてボロンのイオン注入が行
われ熱処理が施される。この時のイオン注入角度は0°
であり、注入エネルギーは20keV程度に設定され
る。このようにして図2(c)に示すよにP型チャネル
ストッパ領域5が形成される。
Next, the first protective film 21 and the second protective film 2
2 and the third protective film 23 of the N + buried layer 2 through the addition of dry etching using a mask N + still about 1μm than buried layer 2 deep trench 4 is formed. Here, the etching ratio between the silicon substrate and the silicon oxide film is 2
The dry etching gas is selected so as to be about zero. Here, this dry etching gas is C
It is a mixed gas of l 2 and HBr. Subsequently, the above-mentioned first
Protective film 21, second protective film 22 and third protective film 2
Using 3 as a mask for ion implantation, boron ion implantation is performed and heat treatment is performed. The ion implantation angle at this time is 0 °
And the implantation energy is set to about 20 keV. In this way, the P-type channel stopper region 5 is formed as shown in FIG.

【0032】次に、図3(a)に示すような構造が以下
のようにして形成される。すなわち、熱酸化により膜厚
100nm程度のシリコン酸化膜が形成される。あるい
は更に、このシリコン酸化膜上に積層してCVD法によ
る膜厚150nm程度のシリコン窒化膜が堆積される。
このようにして、第1の絶縁膜6がトレンチ4の側壁に
形成される。次に、BPSG膜(ボロンガラスとリンガ
ラスを含むシリコン酸化膜)がCVD法で堆積され、熱
処理によるリフローでトレンチ4内に埋設される。続い
て、化学的機械研磨(CMP)法で上部に残存するBP
SG膜および第3の保護膜23が除去され平坦化され
る。ここで、前述の第2の保護膜22はポリシリコン膜
でありCMPのエッチングストッパーとしての役割を有
する。このようにして、トレンチ内に、BPSG膜で構
成される第2の絶縁膜7が、前述の第1の絶縁膜6と共
に充填されるようになる。
Next, the structure shown in FIG. 3A is formed as follows. That is, a silicon oxide film having a film thickness of about 100 nm is formed by thermal oxidation. Alternatively, a silicon nitride film having a film thickness of about 150 nm is deposited on the silicon oxide film by a CVD method.
In this way, the first insulating film 6 is formed on the sidewall of the trench 4. Next, a BPSG film (a silicon oxide film containing boron glass and phosphorus glass) is deposited by the CVD method and buried in the trench 4 by reflow by heat treatment. Then, the BP remaining on the upper side by the chemical mechanical polishing (CMP) method.
The SG film and the third protective film 23 are removed and planarized. Here, the above-mentioned second protective film 22 is a polysilicon film and has a role as an etching stopper for CMP. In this way, the second insulating film 7 made of the BPSG film is filled in the trench together with the above-described first insulating film 6.

【0033】次に、表面に残された第2の保護膜22と
第1の保護膜21は順次ウェットエッチングで除去され
る。ここで、第2の保護膜22は硝酸、弗酸および氷酢
酸の混合溶液で除去され、第1の保護膜21は希弗酸溶
液で短時間に除去される。このようなウェットエッチン
グの条件では、トレンチ4内に充填される第1の絶縁膜
6および第2の絶縁膜7はほとんどエッチングされな
い。
Next, the second protective film 22 and the first protective film 21 left on the surface are sequentially removed by wet etching. Here, the second protective film 22 is removed with a mixed solution of nitric acid, hydrofluoric acid and glacial acetic acid, and the first protective film 21 is removed with a dilute hydrofluoric acid solution in a short time. Under such wet etching conditions, the first insulating film 6 and the second insulating film 7 filling the trench 4 are hardly etched.

【0034】次に、N型シリコン層3およびトレンチ素
子分離領域4’を被覆する第1の層間絶縁膜13がCV
D法によるシリコン酸化膜で形成され、図3(a)に示
すような構造ができ上がる。ここで、この第1の層間絶
縁膜13の膜厚は20nm程度に設定される。
Next, the first interlayer insulating film 13 covering the N-type silicon layer 3 and the trench element isolation region 4'is CV.
It is formed of a silicon oxide film by the D method, and a structure as shown in FIG. 3A is completed. Here, the film thickness of the first interlayer insulating film 13 is set to about 20 nm.

【0035】次に、図3(b)に示すように、第1のポ
リシリコン9がN型拡散層8に電気接続するように形成
され、P型ベース拡散層10が形成され、このP型ベー
ス拡散層10内にN+ 型エミッタ拡散層11が形成され
る。ここで、このN+ 型エミッタ拡散層11は、第2の
ポリシリコン12に含まれるヒ素不純物の熱拡散で形成
される。
Next, as shown in FIG. 3B, the first polysilicon 9 is formed so as to be electrically connected to the N type diffusion layer 8, and the P type base diffusion layer 10 is formed. An N + type emitter diffusion layer 11 is formed in the base diffusion layer 10. Here, the N + type emitter diffusion layer 11 is formed by thermal diffusion of arsenic impurities contained in the second polysilicon 12.

【0036】このようにした後、図1(b)で示したベ
ース電極、エミッタ電極およびコレクタ電極が形成され
トレンチ素子分離領域を有し微細化に適するバイポーラ
トランジスタが完成することになる。
After this, the bipolar transistor suitable for miniaturization is completed which has the base element, the emitter electrode and the collector electrode shown in FIG. 1B and has the trench element isolation region.

【0037】この本発明の方法では、N型拡散層8は第
1のトレンチ4aの側壁からの不純物の拡散で形成され
るとともにトレンチの側壁全体に亘り形成される。この
ために、N型拡散層8の深さ方向での不純物分布は一様
となり、N型拡散層8すなわちコレクタ引き出し領域の
電気抵抗は従来の技術の1/2程度にまで低減すること
が可能になる。
In the method of the present invention, the N type diffusion layer 8 is formed by diffusing impurities from the side wall of the first trench 4a and is formed over the entire side wall of the trench. For this reason, the impurity distribution in the depth direction of the N-type diffusion layer 8 becomes uniform, and the electric resistance of the N-type diffusion layer 8, that is, the collector extraction region can be reduced to about half that of the conventional technique. become.

【0038】次に、図4と図5に基づいて本発明の第2
の実施例を説明する。図4および図5は本発明の別の製
造方法の工程順の断面図である。ここで、図1に示した
ものと同一物は同一符号で示される。
Next, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
An example will be described. 4 and 5 are cross-sectional views in order of steps of another manufacturing method of the present invention. Here, the same components as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0039】初めに、P型シリコン基板1の表面に加速
エネルギーが100keV、ドーズ量が1011イオン/
cm2 程度になる条件で、リンがイオン注入される。こ
のようにした後熱処理が施され、図4(a)に示すよう
にP型シリコン基板1の表面にN型シリコン層3が形成
される。
First, the surface of the P-type silicon substrate 1 has an acceleration energy of 100 keV and a dose of 10 11 ions /
Phosphorus is ion-implanted under the condition of about cm 2 . After this, heat treatment is performed to form the N-type silicon layer 3 on the surface of the P-type silicon substrate 1 as shown in FIG.

【0040】次に、第1の実施例と同様にして、N型シ
リコン層3の表面に膜厚20nm程度の第1の保護膜2
1が形成される。そして、この第1の保護膜21上に積
層してポリシリコン膜が形成され、膜厚150nm程度
の第2の保護膜22が形成される。さらに、この第2の
保護膜22上に膜厚300nm程度の第3の保護膜が形
成される。
Next, similarly to the first embodiment, the first protective film 2 having a film thickness of about 20 nm is formed on the surface of the N-type silicon layer 3.
1 is formed. Then, a polysilicon film is formed by stacking on the first protective film 21, and a second protective film 22 having a film thickness of about 150 nm is formed. Further, a third protective film having a film thickness of about 300 nm is formed on the second protective film 22.

【0041】次に、図4(a)に示すように、公知の写
真食刻法で前述の保護膜の所定の領域が選択的にエッチ
ングされ、第1のトレンチ4aがドライエッチングで形
成される。ここで、この第1のトレンチ4aの深さは2
μm程度に設定される。
Next, as shown in FIG. 4A, a predetermined region of the above-mentioned protective film is selectively etched by a known photo-etching method, and the first trench 4a is formed by dry etching. . Here, the depth of the first trench 4a is 2
It is set to about μm.

【0042】次に、これらのドライエッチングのマスク
に用いたフォトレジストが除去される。このようにした
後、第1の保護膜21、第2の保護膜22および第3の
保護膜23をマスクにしたリンあるいはヒ素等のN型不
純物の熱拡散あるいはイオン注入により、N型不純物が
前述の第1のトレンチ4aの側壁に導入される。更に熱
処理が施され、図4(b)に示すように、N型拡散層8
が第1のトレンチ4aの側壁に沿って形成されるように
なる。ここで、このN型拡散層8の横幅は0.5μm程
度に設定される。
Next, the photoresist used as the mask for these dry etchings is removed. After this, N-type impurities are removed by thermal diffusion or ion implantation of N-type impurities such as phosphorus or arsenic using the first protective film 21, the second protective film 22 and the third protective film 23 as a mask. It is introduced into the sidewall of the above-mentioned first trench 4a. Further heat treatment is performed, and as shown in FIG. 4B, the N-type diffusion layer 8 is formed.
Will be formed along the side wall of the first trench 4a. Here, the lateral width of the N-type diffusion layer 8 is set to about 0.5 μm.

【0043】次に、図4(c)に示すように、第1の保
護膜21、第2の保護膜22および第3の保護膜23を
マスクにした追加のドライエッチングにより4μm程度
の深さのトレンチ4が形成される。引続いて、前述の第
1の保護膜21、第2の保護膜22および第3の保護膜
23をイオン注入のマスクにしてボロンのイオン注入が
行われる。この時のイオン注入角度は0°であり、注入
エネルギーは20keV程度に設定される。このように
して図4(c)に示すようにP型チャネルストッパ領域
5が形成される。
Next, as shown in FIG. 4C, a depth of about 4 μm is obtained by additional dry etching using the first protective film 21, the second protective film 22 and the third protective film 23 as a mask. Trench 4 is formed. Subsequently, boron ion implantation is performed using the first protective film 21, the second protective film 22, and the third protective film 23 described above as masks for ion implantation. The ion implantation angle at this time is 0 °, and the implantation energy is set to about 20 keV. In this way, the P-type channel stopper region 5 is formed as shown in FIG.

【0044】次に、図5(a)に示すように、熱酸化に
より膜厚200nm程度のシリコン酸化膜が形成され
る。このようにして、第1の絶縁膜6がトレンチ4の側
壁に形成される。そして、第1の実施例で説明したのと
同様にしてBPSG膜がトレンチ4内に埋設され、トレ
ンチ内に、BPSG膜で構成される第2の絶縁膜7が、
前述の第1の絶縁膜6と共に充填されるようになる。
Next, as shown in FIG. 5A, a silicon oxide film having a film thickness of about 200 nm is formed by thermal oxidation. In this way, the first insulating film 6 is formed on the sidewall of the trench 4. Then, in the same manner as described in the first embodiment, the BPSG film is embedded in the trench 4, and the second insulating film 7 made of the BPSG film is formed in the trench.
It will be filled together with the above-mentioned first insulating film 6.

【0045】次に、表面に残された第2の保護膜22と
第1の保護膜21は順次ウェットエッチングで除去さ
れ、N型シリコン層3およびトレンチ素子分離領域4’
を被覆する第1の層間絶縁膜13が形成される。ここ
で、この第1の層間絶縁膜13の膜厚は20nm程度に
設定される。
Next, the second protective film 22 and the first protective film 21 left on the surface are sequentially removed by wet etching, and the N-type silicon layer 3 and the trench element isolation region 4 '.
To form a first interlayer insulating film 13. Here, the film thickness of the first interlayer insulating film 13 is set to about 20 nm.

【0046】次に、1価あるいは2価イオンのリンイオ
ンが第1の層間絶縁膜13の表面から1〜2Mev程度
の加速エネルギーでイオン注入される。ここで、イオン
のドーズ量は5×1013〜1×1014イオン/cm2
設定される。このようにした後、熱処理が施され、図5
(b)に示すように、N型シリコン層3の表面からの深
さが2〜3μm程度の領域にN+ 埋込層2が形成され
る。
Next, monovalent or divalent phosphorus ions are ion-implanted from the surface of the first interlayer insulating film 13 at an acceleration energy of about 1 to 2 Mev. Here, the dose amount of ions is set to 5 × 10 13 to 1 × 10 14 ions / cm 2 . After this, heat treatment is performed, and as shown in FIG.
As shown in (b), the N + buried layer 2 is formed in a region having a depth of about 2 to 3 μm from the surface of the N-type silicon layer 3.

【0047】この工程で同時に、トレンチ4を充填する
第1の絶縁膜6および第2の絶縁膜7にもリン不純物は
導入される。しかし、このような第1の絶縁膜6あるい
は第2の絶縁膜7に導入されるリン不純物量は1018
子/cm3 程度であり、第2の絶縁膜7に含まれるリン
の不純物量1021原子/cm3 に比較し微量である。こ
のため、このようにして導入されるリン不純物は、第1
の絶縁膜6および第2の絶縁膜7の絶縁性を劣化させる
までには至らない。また、これらの絶縁膜に接するシリ
コン基板の領域の導電型はN型であるため、この導入さ
れたリン不純物が再度熱拡散したとしても、このような
不純物は半導体素子に何らの影響を与えるものでない。
At the same time as this step, phosphorus impurities are introduced also into the first insulating film 6 and the second insulating film 7 filling the trench 4. However, the amount of phosphorus impurities introduced into the first insulating film 6 or the second insulating film 7 is about 10 18 atoms / cm 3 , and the amount of phosphorus impurities contained in the second insulating film 7 is 10 18 atoms / cm 3. The amount is very small compared to 21 atoms / cm 3 . Therefore, the phosphorus impurities introduced in this way are
The insulating properties of the insulating film 6 and the second insulating film 7 are not deteriorated. Further, since the conductivity type of the region of the silicon substrate in contact with these insulating films is N type, even if the introduced phosphorus impurities are thermally diffused again, such impurities have no influence on the semiconductor element. Not.

【0048】このようにして、第1の実施例で説明した
図3(a)と同一の構造ができ上がる。以後、第1の実
施例で説明したのと同様の工程を通して、バイポーラト
ランジスタが形成される。
In this way, the same structure as that of FIG. 3A described in the first embodiment is completed. After that, the bipolar transistor is formed through the same steps as described in the first embodiment.

【0049】この第2の実施例では、N+ 埋込層2が第
1の実施例の場合より後の工程で形成される。そして、
+ 埋込層2へのリン不純物の導入後の熱処理工程は減
少する。このために、N+ 埋込層2の深さを浅く制御す
ることが容易になり、トレンチ4の深さは浅くなるよう
に設定できるようになる。
In this second embodiment, the N + buried layer 2 is formed in a later step than that in the first embodiment. And
The number of heat treatment steps after the introduction of phosphorus impurities into the N + buried layer 2 is reduced. Therefore, it becomes easy to control the depth of the N + buried layer 2 to be shallow, and the depth of the trench 4 can be set to be shallow.

【0050】以上の実施例では、トレンチ内に絶縁膜が
埋設される場合について説明されたが、ポリシリコン膜
が埋設される場合でも同様の効果があることに触れてお
く。また、N型シリコン層がシリコン基板へのイオン注
入で形成される場合について説明されているが、この層
が従来の技術で説明したシリコンエピタキシャル層で形
成してもよいことにも言及しておく。
In the above embodiments, the case where the insulating film is buried in the trench has been described, but it should be noted that the same effect can be obtained when the polysilicon film is buried. Further, although the case where the N-type silicon layer is formed by ion implantation into the silicon substrate is described, it should be noted that this layer may be formed by the silicon epitaxial layer described in the conventional technique. .

【0051】なお、BiCMOSを構成するCMOSト
ランジスタを形成する場合には、nチャネルおよびpチ
ャネルのMOSトランジスタが、先述したトレンチ素子
分離領域で分離される島状のN型シリコン層領域に公知
の方法で形成される。
In the case of forming a CMOS transistor constituting BiCMOS, the n-channel and p-channel MOS transistors are formed by a known method in the island-shaped N-type silicon layer region separated by the trench element isolation region described above. Is formed by.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上に説明したように本発明では、トレ
ンチ素子分離領域を有するバイポーラトランジスタの形
成において、トレンチが2段階の工程を経て形成され、
1段階後に形成されるトレンチの側壁に沿いN型不純物
が導入される。そして、このようにして導入された側壁
のN型不純物を拡散源としてN型拡散層すなわちコレク
タ引き出し領域が形成されるようになる。
As described above, according to the present invention, in forming a bipolar transistor having a trench element isolation region, a trench is formed through a two-step process,
N-type impurities are introduced along the sidewall of the trench formed after one step. Then, the N-type impurity of the side wall thus introduced is used as a diffusion source to form an N-type diffusion layer, that is, a collector extraction region.

【0053】このような方法のために、先述した従来の
技術にみられるN型拡散層の領域の横方向の拡がりは抑
制され、半導体素子の横方向寸法の微細化は容易にな
る。
Due to such a method, the lateral expansion of the region of the N-type diffusion layer, which is seen in the above-mentioned conventional technique, is suppressed, and the lateral dimension of the semiconductor element can be easily miniaturized.

【0054】また、N型不純物として拡散係数の小さい
ヒ素不純物の使用が可能になり、不純物量もリンの場合
より増加できるため、N型拡散層すなわちコレクタ引き
出し領域の電気抵抗が大幅に低減する。なお、この場合
には、先述したN型拡散層の領域の横方向の拡がりは更
に低減する。
Further, arsenic impurities having a small diffusion coefficient can be used as the N-type impurities, and the amount of impurities can be increased more than in the case of phosphorus, so that the electric resistance of the N-type diffusion layer, that is, the collector extraction region is significantly reduced. In this case, the lateral expansion of the region of the N-type diffusion layer described above is further reduced.

【0055】さらに、N型拡散層を形成した後にP型チ
ャネルストッパ領域が形成されるため、従来の技術でみ
られたN型拡散層形成の熱拡散工程でのP型チャネルス
トッパ領域の拡がりが防止される。このため、必要とさ
れるトレンチの深さは浅く設定できるようになる。ある
いは、N+ 埋込層とP型チャネルストッパ領域の離間距
離が長くなるため、コレクタ領域とシリコン基板間の接
合耐圧の向上および寄生容量の低減が可能になる。
Furthermore, since the P-type channel stopper region is formed after the N-type diffusion layer is formed, the expansion of the P-type channel stopper region in the thermal diffusion process of forming the N-type diffusion layer, which has been found in the conventional technique, is prevented. To be prevented. Therefore, the required trench depth can be set shallow. Alternatively, since the separation distance between the N + buried layer and the P-type channel stopper region becomes long, it is possible to improve the junction breakdown voltage between the collector region and the silicon substrate and reduce the parasitic capacitance.

【0056】このように本発明によれば、半導体素子の
形成される活性領域すなわちN型シリコン層が厚くなる
BiCMOSの半導体装置でも高精度に微細化され且つ
安定して形成されるようになる。
As described above, according to the present invention, even in a BiCMOS semiconductor device in which an active region in which a semiconductor element is formed, that is, an N-type silicon layer is thick, it can be miniaturized with high precision and stably formed.

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

【図1】本発明の方法で形成される半導体素子の構成図
である。
FIG. 1 is a structural diagram of a semiconductor device formed by the method of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例を説明するための工程順
の断面図である。
2A to 2D are cross-sectional views in order of processes for explaining the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施例を説明するための工程順
の断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view in process order for explaining a first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施例を説明するための工程順
の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view in process order for explaining a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施例を説明するための工程順
の断面図である。
5A to 5D are cross-sectional views in order of the steps, for explaining the second embodiment of the present invention.

【図6】従来の技術を説明するための工程順の断面図で
ある。
6A to 6C are cross-sectional views in order of processes for explaining a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 P型シリコン基板 2,102 N+ 埋込層 3 N型シリコン層 4,104 トレンチ 4a 第1のトレンチ 4’,104’ トレンチ素子分離領域 5,105 P型チャネルストッパ領域 6,106 第1の絶縁膜 7,107 第2の絶縁膜 8,110 N型拡散層(コレクタ引き出し領域) 9,109 第1のN型ポリシリコン 10,111 P型ベース拡散層 11,112 N+ 型エミッタ拡散層 12,113 第2のN型ポリシリコン 13,108 第1の層間絶縁膜 14 コレクタコンタクト 15,114 第2の層間絶縁膜 16 ベースコンタクト 17,116 ベース電極 18,117 エミッタ電極 19,118 コレクタ電極 21 第1の保護膜 22 第2の保護膜 23 第3の保護膜 101 シリコン半導体基体 103 N- 型エピタキシャル層 115 第3の層間絶縁膜DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 P-type silicon substrate 2,102 N + burying layer 3 N-type silicon layer 4,104 Trench 4a 1st trench 4 ', 104' Trench element isolation area 5,105 P-type channel stopper area 6,106 1st Insulating film 7,107 Second insulating film 8,110 N-type diffusion layer (collector extraction region) 9,109 First N-type polysilicon 10,111 P-type base diffusion layer 11,112 N + -type emitter diffusion layer 12 , 113 second N-type polysilicon 13, 108 first interlayer insulating film 14 collector contact 15, 114 second interlayer insulating film 16 base contact 17, 116 base electrode 18, 117 emitter electrode 19, 118 collector electrode 21 1 of the protective layer 22 and the second protective layer 23 third protective film 101 a silicon semiconductor substrate 103 N - -type epitaxial Layer 115 third interlayer insulating film

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一導電型の半導体基板の所定の深さの領
域に逆導電型の埋込層が形成される工程と、前記半導体
基板の主面から前記埋込層に達する領域に逆導電型の素
子活性領域が形成される工程と、前記素子活性領域の所
定の領域に第1の溝が形成され前記第1の溝の側壁に沿
い逆導電型の不純物が導入され前記素子活性領域の主面
から前記埋込層に達する逆導電型の高濃度不純物を含有
する半導体領域が前記第1の溝の側壁に沿い形成される
工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方
法。
1. A step of forming a buried layer of reverse conductivity type in a region of a predetermined depth of a semiconductor substrate of one conductivity type, and a reverse conductivity in a region from the main surface of the semiconductor substrate to the buried layer. Forming a first element active region, and forming a first groove in a predetermined region of the element active region and introducing an impurity of opposite conductivity type along a sidewall of the first groove to form a device active region of the element active region. Forming a semiconductor region containing a high-concentration impurity of opposite conductivity type from the main surface to the buried layer along the side wall of the first groove.
【請求項2】 前記第1の溝の形成および前記逆導電型
の不純物の導入が同一の保護膜をマスクに用いて行われ
た後、前記保護膜を再度マスクにして前記第1の溝のド
ライエッチングの追加が施され前記埋込層を貫通する第
2の溝が形成される工程と、前記保護膜をマスクにして
前記第2の溝の底部に一導電型の不純物がイオン注入さ
れる工程と、前記第2の溝に絶縁物を含む埋込材が埋設
される工程と、を含むことを特徴とする請求項1記載の
半導体装置の製造方法。
2. The formation of the first groove and the introduction of the impurity of the opposite conductivity type are performed using the same protective film as a mask, and then the protective film is used as a mask again to form the first groove. Dry etching is added to form a second groove penetrating the buried layer; and an impurity of one conductivity type is ion-implanted into the bottom of the second groove using the protective film as a mask. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a step and a step of burying an embedding material containing an insulator in the second groove.
【請求項3】 前記埋込層が前記半導体基板の表面から
の高エネルギーのイオン注入と前記イオン注入層の熱処
理とで形成されることを特徴とする請求項1または請求
項2記載の半導体装置の製造方法。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the buried layer is formed by high-energy ion implantation from the surface of the semiconductor substrate and heat treatment of the ion-implanted layer. Manufacturing method.
【請求項4】 前記素子活性領域にバイポーラトランジ
スタあるいは絶縁ゲート電界効果トランジスタが形成さ
れることを特徴とする請求項1、請求項2または請求項
3記載の半導体装置の製造方法。
4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a bipolar transistor or an insulated gate field effect transistor is formed in the element active region.
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