JPH09275154A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor device and its manufacturing method

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JPH09275154A
JPH09275154A JP8081144A JP8114496A JPH09275154A JP H09275154 A JPH09275154 A JP H09275154A JP 8081144 A JP8081144 A JP 8081144A JP 8114496 A JP8114496 A JP 8114496A JP H09275154 A JPH09275154 A JP H09275154A
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JP
Japan
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region
emitter
type
base
semiconductor device
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JP8081144A
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Japanese (ja)
Inventor
Norihiko Shishido
徳彦 宍戸
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device capable of keeping a current gain high and being integrated in the semiconductor device containing a bipolar transistor and its manufacturing method. SOLUTION: In a P<+> -type emitter 11 of a lateral PNP transistor, a P<++> -type emitter 13 having higher impurity concentration than the emitter 11 is formed. Further, an N<+> -type base 12 having higher impurity concentration than an N<-> - type base 3 is formed surrounding the P<+> -type emitter 11. Further, in the P<++> -type emitter 13, an insulation oxide film 14 on the P<+> -type emitter 11 is opened, and impurities are added to a certain degree that they remain behind in this opening part, to form polycide and be heated, so that the emitter 13 may be formed by solid-phase-diffusing in the P<+> -type emitter 11.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置のう
ち、特にバイポーラトランジスタを含む半導体装置及び
その製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, in particular, a semiconductor device including a bipolar transistor, and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のバイポーラトランジスタ及びその
製造方法について、図5を参照して説明する。図5
(a)乃至(c)は従来の横型PNPトランジスタ(以
下L−PNPと称する。)の製造工程図である。
2. Description of the Related Art A conventional bipolar transistor and its manufacturing method will be described with reference to FIG. FIG.
(A) thru | or (c) are manufacturing process drawings of the conventional lateral PNP transistor (henceforth L-PNP).

【0003】図5(a)に示すように、P型基板101
上に不純物濃度1×1021atoms/cm3のN+型埋
め込み層102及び不純物濃度1×1016atoms/
cm3のN-型ベース103となるN-型エピタキシャル
層を形成する。次に、トレンチ104を形成し、その底
部にP+型チャネルカットインプラ層106を形成す
る。次に、トレンチ104の側壁に酸化膜を形成した
後、ポリシリコン105を埋め込み、素子分離をおこな
う。次に、選択酸化膜107を形成し、ベース形成領域
とエミッタ及びコレクタ形成領域を分離する。次に、ベ
ース103の引き出しとなる不純物濃度1×1021at
oms/cm3のディープN+層108を形成する。
As shown in FIG. 5A, a P-type substrate 101
An N + type buried layer 102 having an impurity concentration of 1 × 10 21 atoms / cm 3 and an impurity concentration of 1 × 10 16 atoms /
An N type epitaxial layer to be the N type base 103 of cm 3 is formed. Next, the trench 104 is formed, and the P + type channel cut-in layer 106 is formed on the bottom of the trench 104. Next, after forming an oxide film on the side wall of the trench 104, polysilicon 105 is embedded and element isolation is performed. Next, a selective oxide film 107 is formed to separate the base formation region from the emitter and collector formation regions. Next, the impurity concentration for drawing out the base 103 is 1 × 10 21 at
A deep N + layer 108 of oms / cm 3 is formed.

【0004】次に、図5(b)に示すように、ポリシリ
コン109、選択酸化膜107及び図示せぬレジストパ
ターンをマスクにして、ボロンをドーズ量5×1015
toms/cm2の条件下でイオン注入し、続けて熱拡
散を行うことにより、P+型コレクタ110及びP+型エ
ミッタ111を形成する。
Next, as shown in FIG. 5B, with the polysilicon 109, the selective oxide film 107 and a resist pattern (not shown) used as a mask, a boron dose amount of 5 × 10 15 a
Ions are implanted under the condition of toms / cm 2 and then thermal diffusion is performed to form the P + type collector 110 and the P + type emitter 111.

【0005】次に、図5(c)に示すように、層間絶縁
膜となる酸化膜112を半導体基板全面に気相成長法に
より形成する。次に、この層間絶縁膜112にディープ
+層108、P+型コレクタ110及びP+型エミッタ
111へのコンタクトホール113,114,115を
それぞれ開口する。表面全体にAlを形成し、最後に、
Alのパターニングを行うことにより、各不純物領域に
接続されるAl電極116を形成する。以上の工程によ
り、半導体基板にL−PNPトランジスタが形成され
る。
Next, as shown in FIG. 5C, an oxide film 112 to be an interlayer insulating film is formed on the entire surface of the semiconductor substrate by vapor phase epitaxy. Next, contact holes 113, 114 and 115 to the deep N + layer 108, the P + type collector 110 and the P + type emitter 111 are opened in the interlayer insulating film 112, respectively. Al is formed on the entire surface, and finally,
By patterning Al, the Al electrode 116 connected to each impurity region is formed. Through the above steps, the L-PNP transistor is formed on the semiconductor substrate.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】通常、L−PNPトラ
ンジスタは、実際の集積回路では、その用途から、PM
OSトランジスタ及びNMOSトランジスタからなるC
MOSトランジスタや、NPNトランジスタとともに用
いられる場合が多く、その製造工程においては、これら
他のトランジスタと工程を極力共有して形成される。従
って、従来のBiCMOS型半導体装置では、製造工程
の増加を防ぐために、イオン注入工程は、各トランジス
タで共通に行われている場合が多い。従来技術で示し
た、L−PNPトランジスタの製造工程においても、P
+型コレクタ110及びP+型エミッタ111と図示せぬ
CMOSトランジスタのPMOS部のソース及びドレイ
ンとを同一工程で形成する場合が多いため、注入される
イオンの不純物濃度をPMOSトランジスタのソース及
びドレインに合わせて形成すると、L−PNPトランジ
スタのP+型コレクタ110及びP+型エミッタ111の
不純物濃度が1×1017〜1×1020atoms/cm
3程度となり、所望の値より低下する。このため、エミ
ッタ注入効率が低くなり、電流利得が低くなるという問
題があった。
In an actual integrated circuit, an L-PNP transistor is usually used as a PM because of its use.
C consisting of OS transistor and NMOS transistor
It is often used together with a MOS transistor or an NPN transistor, and the manufacturing process thereof is formed by sharing the process with other transistors as much as possible. Therefore, in the conventional BiCMOS type semiconductor device, the ion implantation process is often performed in common for each transistor in order to prevent an increase in the number of manufacturing processes. Even in the manufacturing process of the L-PNP transistor shown in the prior art, P
Since the + type collector 110 and the P + type emitter 111 and the source and drain of the PMOS portion of the CMOS transistor (not shown) are often formed in the same step, the impurity concentration of the implanted ions is set to the source and drain of the PMOS transistor. If formed together, the impurity concentration of the P + type collector 110 and the P + type emitter 111 of the L-PNP transistor is 1 × 10 17 to 1 × 10 20 atoms / cm 3.
It becomes about 3, which is lower than the desired value. Therefore, there is a problem that the emitter injection efficiency becomes low and the current gain becomes low.

【0007】また、L−PNPトランジスタのN-型ベ
ース103についてもNPNトランジスタのコレクタと
同一工程で形成する場合が多い。一般的に、コレクタは
濃度勾配の低いN型エピタキシャルを用いるため、不純
物濃度は1×1016atoms/cm3程度と低く、エ
ミッタ111からキャリアが高濃度に注入されると、ベ
ース103中の多数キャリア濃度がベース電荷の中性状
態を保つために増加する。従って、注入されたキャリア
はN-型ベース103中で再結合しライフタイムが低下
するので、ベース輸送効率が低くなり、また、N-型ベ
ース103中の多数キャリアの増加はベース不純物濃度
を増加させる。つまり、コレクタ電流が増加し例えば1
0μA以上になると、図2のコレクタ電流に対する電流
利得値の特性図における従来(b)に示されているよう
に、電流利得が急激に低下するという問題があった。
Further, the N -- type base 103 of the L-PNP transistor is often formed in the same step as the collector of the NPN transistor. Generally, since the collector uses N-type epitaxial with a low concentration gradient, the impurity concentration is as low as about 1 × 10 16 atoms / cm 3, and when carriers are injected at a high concentration from the emitter 111, a large number of carriers in the base 103 are injected. The carrier concentration increases to keep the neutral state of the base charge. Therefore, the injected carriers are recombined in the N -type base 103 and the lifetime is reduced, so that the base transport efficiency is lowered, and the increase of majority carriers in the N -type base 103 increases the base impurity concentration. Let In other words, the collector current increases, and
When it becomes 0 μA or more, there is a problem that the current gain sharply decreases as shown in the prior art (b) in the characteristic diagram of the current gain value with respect to the collector current in FIG.

【0008】トランジスタ単体の電流利得が低いと、高
い値のコレクタ電流を流すためには、トランジスタを複
数個並列に並べなければならず、レイアウト上大きな面
積が必要となるという問題があった。
When the current gain of a single transistor is low, a plurality of transistors must be arranged in parallel in order to allow a high collector current to flow, resulting in a large layout area.

【0009】本発明は上記のような事情を考慮し、バイ
ポーラ型トランジスタを含む半導体装置において、わず
かな工程を追加するのみで、コレクタ電流が増加しても
電流利得が高く、集積化を図ることができる半導体装置
及びその製造方法を提供することを目的としている。
In consideration of the above-mentioned circumstances, the present invention intends to achieve integration in a semiconductor device including a bipolar type transistor with a high current gain even if the collector current increases, by adding only a few steps. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device and a method of manufacturing the same that can achieve the above.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の半導体装置は、第1導電型の半導体基板内の
第1導電型の第1ベース領域と、前記半導体基板内に形
成された第2導電型のコレクタ領域と、このコレクタ領
域と離間して前記半導体基板内に形成された第2導電型
の第1エミッタ領域とを有する半導体装置において、前
記第1エミッタ領域内に形成され、前記第1エミッタ領
域より高不純物濃度の第2導電型の第2エミッタ領域を
有することを特徴とするものである。
To achieve the above object, a semiconductor device of the present invention is formed in a first conductivity type first base region in a first conductivity type semiconductor substrate and in the semiconductor substrate. In a semiconductor device having a second conductivity type collector region and a second conductivity type first emitter region spaced apart from the collector region and formed in the semiconductor substrate, the semiconductor device is formed in the first emitter region. , A second conductivity type second emitter region having a higher impurity concentration than the first emitter region.

【0011】更に、前記第1エミッタ領域を囲んで形成
された前記第1ベース領域より高不純物濃度の第1導電
型の第2ベース領域を有することが好ましい。また、第
1導電型の第1ベース領域を含む横型バイポーラトラン
ジスタ形成領域を有する半導体基板を用意する工程と、
前記第1ベース領域内に、第2導電型の第1エミッタ領
域及びコレクタ領域を形成する工程と、前記第1エミッ
タ領域内に第2導電型不純物を導入し、前記第1エミッ
タ領域より高不純物濃度の第2エミッタ領域を形成する
工程とを具備したことを特徴とする半導体装置の製造方
法がある。
Furthermore, it is preferable to have a second base region of the first conductivity type having a higher impurity concentration than the first base region formed surrounding the first emitter region. A step of preparing a semiconductor substrate having a lateral bipolar transistor formation region including a first conductivity type first base region;
Forming a second conductive type first emitter region and a collector region in the first base region; and introducing a second conductive type impurity into the first emitter region to make impurities higher than the first emitter region. And a step of forming a second emitter region of high concentration.

【0012】また、第1導電型の第1ベース領域を含む
横型バイポーラトランジスタ形成領域を有する半導体基
板を用意する工程と、前記第1ベース領域内に、第2導
電型の第1エミッタ領域及びコレクタ領域を形成する工
程と、前記半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、前
記第1エミッタ領域の一部があらわれるように前記絶縁
膜にコンタクトホールを開口する工程と、前記コンタク
トホールに、第2導電型不純物が添加された導電膜を形
成する工程と、前記導電膜から前記第2導電型不純物を
拡散させ、前記第1エミッタ領域内に前記第1エミッタ
領域より高不純物濃度の第2エミッタ領域を形成する工
程とを具備したことを特徴とする半導体装置の製造方法
がある。
Further, a step of preparing a semiconductor substrate having a lateral bipolar transistor formation region including a first base region of the first conductivity type, and a second emitter type first emitter region and a collector in the first base region. Forming a region, forming an insulating film on the semiconductor substrate, forming a contact hole in the insulating film so that a part of the first emitter region appears, and forming a contact hole in the contact hole. A step of forming a conductive film to which a second conductive type impurity is added, and a step of diffusing the second conductive type impurity from the conductive film to form a second emitter having a higher impurity concentration in the first emitter region than in the first emitter region. There is a step of forming a region.

【0013】更に、前記半導体基板は、前記横型バイポ
ーラトランジスタ形成領域と絶縁分離された縦型バイポ
ーラトランジスタ形成領域を更に有し、前記導電膜を形
成する際に同時に前記縦型バイポーラトランジスタ形成
領域上に前記縦型バイポーラトランジスタのベース電極
を形成することが望ましい。更に、前記第1エミッタ形
成領域の周りに、第1導電型の第1ベース領域よりも不
純物濃度の高い第2ベース領域を形成することが望まし
い。
Further, the semiconductor substrate further has a vertical bipolar transistor formation region that is insulated from the horizontal bipolar transistor formation region, and is formed on the vertical bipolar transistor formation region at the same time when the conductive film is formed. It is desirable to form the base electrode of the vertical bipolar transistor. Further, it is desirable to form a second base region having a higher impurity concentration than the first conductivity type first base region around the first emitter formation region.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態にかかる半導体装置及びその製造方法を説明す
る。はじめに、本発明の第1の実施の形態にかかる半導
体装置について、後述する製造方法における工程図であ
る図1(c)を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A semiconductor device and a method of manufacturing the same according to embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1C which is a process chart in a manufacturing method described later.

【0015】本発明の第1の実施の形態にかかるL−P
NPトランジスタは、トレンチ4によって絶縁分離され
たN-型ベース3となるN-型エピタキシャル層の素子領
域内に、N-型ベース3の引き出しとなるディープN+
8と、選択酸化膜7によってディープN+層8と分離さ
れたP+型コレクタ10と、このP+型コレクタ10と離
間して形成されたP+型エミッタ11と、このP+型エミ
ッタ11を囲んでいるN+型ベース12と、P+型エミッ
タ11内に形成されたP+型エミッタ11よりも不純物
濃度の高いP++型エミッタ13から構成されている。
LP according to the first embodiment of the present invention
The NP transistor has a deep N + layer 8 serving as an extension of the N type base 3 and a selective oxide film 7 in the element region of the N type epitaxial layer serving as the N type base 3 that is insulated and isolated by the trench 4. A P + type collector 10 separated from the deep N + layer 8, a P + type emitter 11 formed apart from the P + type collector 10, and an N + type base surrounding the P + type emitter 11. 12, and a high P ++ type emitter 13 impurity concentration than the P + -type emitter 11 formed in the P + type emitter 11.

【0016】本発明では、P+型エミッタ11内に、更
に不純物濃度の高いP++型エミッタ13を形成すること
によって、エミッタ注入効率を向上させることができ、
図2に示すコレクタ−エミッタ間電圧が5V一定である
ときのコレクタ電流に対する電流利得値の特性図のよう
に、従来bでは40程度であった電流利得が、本発明a
では電流利得値は倍の80程度まで向上させることがで
きる。
In the present invention, by forming the P ++ type emitter 13 having a higher impurity concentration in the P + type emitter 11, the emitter injection efficiency can be improved,
As shown in the characteristic diagram of the current gain value with respect to the collector current when the collector-emitter voltage is constant at 5 V shown in FIG.
Then, the current gain value can be doubled up to about 80.

【0017】また、P+型エミッタ11を囲むようにベ
ース3よりも不純物濃度の高いN+型ベース12を形成
することによって、エミッタの高注入効果によるベース
輸送効率の低下を防止することができ、コレクタ電流の
増加による電流利得の低下を防止することができる。従
って、図2に示されているように、従来bはコレクタ電
流が10μA程度までしか高電流利得値を維持すること
ができなかったが、本発明aでは、高電流利得値をコレ
クタ電流が100μA程度となるまで維持することがで
きる。従って、コレクタ電流の値が増加しても、安定し
た動作を行わせることができる。
Further, by forming the N + -type base 12 having a higher impurity concentration than the base 3 so as to surround the P + -type emitter 11, it is possible to prevent the reduction of the base transport efficiency due to the high emitter injection effect. It is possible to prevent a decrease in current gain due to an increase in collector current. Therefore, as shown in FIG. 2, in the conventional device b, the high current gain value could be maintained only up to the collector current of about 10 μA. It can be maintained to a certain degree. Therefore, even if the collector current value increases, stable operation can be performed.

【0018】次に、本発明の第1の実施の形態に係る半
導体装置の製造方法について、図1(a)乃至(c)を
参照して説明する。まず、図1(a)に示すように、P
型基板1上に不純物濃度1×1021atoms/cm3
程度のN+型埋め込み層2及び不純物濃度1×1016
toms/cm3程度のN-型ベース3となるN-型エピ
タキシャル層を形成する。次に、トレンチ4を形成し、
その底部にP+型チャネルカットインプラ層6を形成す
る。次に、トレンチ4の側壁に酸化膜を形成した後、ポ
リシリコン5を埋め込んで素子分離を行う。その後、ベ
ース形成領域とエミッタ及びコレクタ形成領域を選択酸
化膜7で分離する。その後、N-型ベース3の引き出し
となる不純物濃度1×1021atoms/cm3程度の
ディープN+層8を形成する。
Next, a method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 (a) to 1 (c). First, as shown in FIG.
Impurity concentration of 1 × 10 21 atoms / cm 3 on the mold substrate 1
N + type buried layer 2 and impurity concentration 1 × 10 16 a
An N type epitaxial layer to be the N type base 3 having a thickness of about toms / cm 3 is formed. Next, the trench 4 is formed,
A P + type channel cut-in plastic layer 6 is formed on the bottom thereof. Next, after forming an oxide film on the side wall of the trench 4, the polysilicon 5 is embedded and element isolation is performed. After that, the base forming region and the emitter and collector forming regions are separated by the selective oxide film 7. Then, a deep N + layer 8 with an impurity concentration of about 1 × 10 21 atoms / cm 3 is formed to lead out the N type base 3.

【0019】次に、図1(b)に示すように、コレクタ
及びエミッタ形成領域上を開口したポリシリコン9を形
成する。このポリシリコン9、選択酸化膜7及び図示せ
ぬレジストパターンをマスクにして、コレクタ及びエミ
ッタ形成領域にボロンをドーズ量5×1015atoms
/cm2程度の条件下でイオン注入を行い、その後熱拡
散してコレクタ及びエミッタ形成領域にP+型コレクタ
10及びP+型エミッタ11を形成する。次に、P+型エ
ミッタ11上のみを開口したマスク(図示せず)を用い
て、エミッタ形成領域にドーズ量2×1013atoms
/cm2程度のヒ素を高エネルギーでイオン注入する。
次に、熱拡散して、N-型ベース3よりも不純物濃度の
高いN+型ベース12を形成する。
Next, as shown in FIG. 1B, a polysilicon 9 having an opening on the collector and emitter forming regions is formed. Using the polysilicon 9, the selective oxide film 7 and a resist pattern (not shown) as a mask, boron is dosed in the collector and emitter forming regions at a dose of 5 × 10 15 atoms.
Ions are implanted under the condition of about / cm 2 and then thermally diffused to form the P + -type collector 10 and the P + -type emitter 11 in the collector and emitter forming regions. Next, using a mask (not shown) having an opening only on the P + -type emitter 11, a dose amount of 2 × 10 13 atoms is applied to the emitter formation region.
/ Cm 2 Arsenic is ion-implanted with high energy.
Next, thermal diffusion is performed to form an N + type base 12 having an impurity concentration higher than that of the N type base 3.

【0020】次に、図1(c)に示すように、N+型ベ
ース12を形成したときと同じマスク(図示せず)を用
いてドーズ量1×1015atoms/cm2程度のボロ
ンをイオン注入する。このマスクを除去した後、熱拡散
してP+型エミッタ11よりも不純物濃度の高いP++
エミッタ13を形成する。その後、層間絶縁膜となる酸
化膜14を気相成長法により形成する。次に、ディープ
+層8、P+型コレクタ10及びP++型エミッタ13へ
のコンタクトホール15,16,17をそれぞれ開口
し、表面全体にAlを形成し、最後に、Alのパターニ
ングを行うことにより、各不純物領域に接続されるAl
電極18を形成する。以上により、本発明の第1の実施
の形態による製造工程が終了する。
Next, as shown in FIG. 1C, the same mask (not shown) used to form the N + type base 12 is used to form boron with a dose amount of about 1 × 10 15 atoms / cm 2. Ion implantation. After removing this mask, thermal diffusion is performed to form a P ++ type emitter 13 having a higher impurity concentration than the P + type emitter 11. After that, an oxide film 14 to be an interlayer insulating film is formed by a vapor phase growth method. Next, contact holes 15, 16 and 17 for the deep N + layer 8, the P + type collector 10 and the P ++ type emitter 13 are opened respectively, Al is formed on the entire surface, and finally Al patterning is performed. By doing so, Al connected to each impurity region
The electrode 18 is formed. With the above, the manufacturing process according to the first embodiment of the present invention is completed.

【0021】本発明の第1の実施の形態にかかるL−P
NPトランジスタを図3に示されるようなBiCMOS
型半導体装置の一部として形成する場合、従来と同様
に、L−PNPトランジスタ形成領域36内のポリシリ
コン9を形成するのと同一工程で、NPNトランジスタ
形成領域40内のエミッタ電極34を形成することがで
きる。
LP according to the first embodiment of the present invention
The NP transistor is a BiCMOS as shown in FIG.
When it is formed as a part of the semiconductor device, the emitter electrode 34 in the NPN transistor formation region 40 is formed in the same step as the polysilicon 9 in the L-PNP transistor formation region 36, as in the conventional case. be able to.

【0022】また、同様に、L−PNPトランジスタ形
成領域36内のポリシリコン9を形成するのと同一工程
で、CMOSトランジスタ形成領域37内のPMOSト
ランジスタ形成領域38及びNMOSトランジスタ形成
領域39のゲート電極31を形成することができる。
Similarly, in the same step of forming the polysilicon 9 in the L-PNP transistor forming region 36, the gate electrodes of the PMOS transistor forming region 38 and the NMOS transistor forming region 39 in the CMOS transistor forming region 37 are formed. 31 can be formed.

【0023】また、同様に、L−PNPトランジスタ形
成領域36内のP+型コレクタ10及びP+型エミッタ1
1を形成するのと同一工程で、PMOSトランジスタ形
成領域38のP+型ソース32及びP+型ドレイン33を
形成することができる。
Similarly, the P + type collector 10 and the P + type emitter 1 in the L-PNP transistor formation region 36 are also provided.
The P + -type source 32 and the P + -type drain 33 of the PMOS transistor formation region 38 can be formed in the same process as forming 1.

【0024】すなわち、本発明の第1の実施の形態にか
かる半導体装置は、N+型ベース12及びP++型エミッ
タ13の形成に係るPEP(Photo Engraving Process
)工程及びイオン注入工程の増加のみで製造すること
ができる。
That is, the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention is a PEP (Photo Engraving Process) relating to the formation of the N + type base 12 and the P ++ type emitter 13.
) And ion implantation steps can be added.

【0025】次に、図4を参照して本発明の第2の実施
の形態に係る半導体装置及びその製造方法について説明
する。図4(a)乃至(d)は、本発明の第2の実施の
形態に係る半導体装置の製造工程図である。
Next, a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4A to 4D are manufacturing process diagrams of a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.

【0026】以下、第1の実施の形態と同様に、L−P
NP型トランジスタの製造方法について説明する。ディ
ープN+層8を形成する工程までは、第1の実施の形態
の図1(a)と同様であり、説明を省略する。尚、同一
の構成については同一の符号を記すものとする。
Thereafter, as in the first embodiment, LP
A method of manufacturing the NP type transistor will be described. The steps up to the step of forming the deep N + layer 8 are the same as those in the first embodiment shown in FIG. In addition, the same reference numerals are given to the same configurations.

【0027】次に、図4(a)に示すように、エミッタ
及びコレクタ形成領域上を開口したポリサイド19を形
成する。次に、このポリサイド19、選択酸化膜7及び
図示せぬレジストパターンをマスクにして、ボロンをド
ーズ量5×1015atoms/cm2程度の条件下でイ
オン注入を行い、その後熱拡散して、コレクタ及びエミ
ッタ形成領域にP+型コレクタ10及びを形成する。次
に、P+型エミッタ11上のみを開口したレジストパタ
ーンをマスク(図示せず)として、エミッタ形成領域に
ドーズ量2×1013atoms/cm2程度のヒ素をイ
オン注入する。このマスクを除去した後熱拡散して、N
-型ベース3よりも不純物濃度の高いN+型ベース12を
形成する。
Next, as shown in FIG. 4A, a polycide 19 having an opening on the emitter and collector formation regions is formed. Then, using the polycide 19, the selective oxide film 7 and a resist pattern (not shown) as a mask, boron is ion-implanted under a condition of a dose amount of about 5 × 10 15 atoms / cm 2 , and then thermally diffused. P + type collectors 10 and are formed in the collector and emitter forming regions. Next, using a resist pattern having an opening only on the P + -type emitter 11 as a mask (not shown), arsenic with a dose amount of about 2 × 10 13 atoms / cm 2 is ion-implanted. After removing this mask, thermal diffusion is performed, and N
An N + type base 12 having an impurity concentration higher than that of the type base 3 is formed.

【0028】次に、図4(b)に示すように、層間絶縁
膜14を形成してP+型エミッタ11上を1.3μm角
程度開口し、ボロンをドーズ量1×1015atoms/
cm2程度の条件で添加したポリサイド20を形成し、
これを該開口部に残留させる程度にパターニングする。
その後、熱処理を行い、P+型エミッタ11内に固相拡
散してP+型エミッタ11内にP+型エミッタ11よりも
不純物濃度の高いP++型エミッタ13を形成する。
Next, as shown in FIG. 4B, an interlayer insulating film 14 is formed and an opening of about 1.3 μm square is formed on the P + -type emitter 11, and a boron dose amount of 1 × 10 15 atoms /
forming the polycide 20 added under the condition of about cm 2 .
Patterning is performed to the extent that this remains in the opening.
Thereafter, a heat treatment is performed to form a P ++ type emitter 13 having an impurity concentration higher than the P + -type emitter 11 in the P + emitter 11 and a solid phase diffusion into the P + type emitter 11.

【0029】次に、図4(c)に示されるように、層間
絶縁膜21を形成し、ディープN+層8、P+型コレクタ
10及びP++型エミッタ13へのコンタクトホール1
5,16,17をそれぞれ開口する。次に、表面全体に
Alを形成し、最後に、Alのパターニングを行うこと
により、各不純物領域に接続されるAl電極18を形成
する。以上の工程により、本発明の第2の実施の形態に
かかる半導体装置の製造工程が終了する。
Next, as shown in FIG. 4C, an interlayer insulating film 21 is formed, and the contact hole 1 to the deep N + layer 8, the P + type collector 10 and the P ++ type emitter 13 is formed.
Open 5, 16 and 17, respectively. Next, Al is formed on the entire surface, and finally, Al is patterned to form the Al electrode 18 connected to each impurity region. Through the above steps, the manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention is completed.

【0030】第1の実施の形態と同様に、第2の実施の
形態におけるL−PNPトランジスタを図3に示される
BiCMOS型半導体装置の一部として形成する場合、
従来と同様に、L−PNPトランジスタ形成領域36内
にポリサイド19を形成するのと同一工程で、CMOS
トランジスタ形成領域37内のPMOSトランジスタ3
8及びNMOSトランジスタ39のゲート電極31を形
成することができる。ゲート電極31としてポリシリコ
ン5を用いた場合、そのシート抵抗は約40Ω/□であ
るが、ポリサイド19を用いると、シート抵抗は4〜6
Ω/□に低下する。従って、CMOSトランジスタ37
全体の抵抗が下がり、より高速な動作が可能になる。
Similar to the first embodiment, when the L-PNP transistor of the second embodiment is formed as a part of the BiCMOS type semiconductor device shown in FIG. 3,
Similar to the conventional method, in the same process as forming the polycide 19 in the L-PNP transistor formation region 36, the CMOS
PMOS transistor 3 in the transistor formation region 37
8 and the gate electrode 31 of the NMOS transistor 39 can be formed. When the polysilicon 5 is used as the gate electrode 31, the sheet resistance is about 40Ω / □, but when the polycide 19 is used, the sheet resistance is 4-6.
Ω / □. Therefore, the CMOS transistor 37
The overall resistance is reduced, and faster operation is possible.

【0031】また、同様に、L−PNPトランジスタ形
成領域36内のポリサイド19を形成するのと同一工程
で、NPNトランジスタ形成領域40内のエミッタ電極
34を形成することができる。
Similarly, the emitter electrode 34 in the NPN transistor formation region 40 can be formed in the same step as the formation of the polycide 19 in the L-PNP transistor formation region 36.

【0032】また、L−PNPトランジスタ形成領域3
6内に固相拡散によって不純物濃度の高いP++型エミッ
タ13を形成するためのポリサイド20を形成するのと
同一工程で、NPNトランジスタ形成領域40のベース
電極35を形成することができるため、製造工程を増加
させずに不純物濃度の高いP++型エミッタ13を形成す
ることが可能である。尚、本発明の半導体装置は上記実
施の形態に限定されず、BiCMOS型半導体装置以外
の半導体装置を製造する際にも適用することが可能であ
る。
The L-PNP transistor forming region 3
Since the base electrode 35 of the NPN transistor formation region 40 can be formed in the same step as the formation of the polycide 20 for forming the P ++ type emitter 13 having a high impurity concentration by solid phase diffusion in the semiconductor substrate 6. It is possible to form the P ++ type emitter 13 having a high impurity concentration without increasing the manufacturing process. The semiconductor device of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be applied to the manufacturing of semiconductor devices other than the BiCMOS type semiconductor device.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明によれば、わずかな製造工程を追
加するのみで、不純物濃度の高いエミッタ領域を形成す
ることでき、これによって電流利得を高く維持し、集積
化を図ることができる半導体装置を提供することができ
る。
According to the present invention, it is possible to form an emitter region having a high impurity concentration by adding a few manufacturing steps, thereby maintaining a high current gain and achieving integration in a semiconductor. A device can be provided.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態の半導体装置の製造
工程図。
FIG. 1 is a manufacturing process diagram of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】コレクタ電流に対する電流利得値の特性図。FIG. 2 is a characteristic diagram of a current gain value with respect to a collector current.

【図3】本発明の半導体装置が含まれるBiCMOS型
半導体装置の断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a BiCMOS type semiconductor device including the semiconductor device of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施の形態の半導体装置の製造
工程図。
FIG. 4 is a manufacturing process diagram of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.

【図5】従来の半導体装置の製造工程図。FIG. 5 is a manufacturing process diagram of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,101…P型基板、 2,102…N+型埋め込み層、 3,103…N-型ベース、 4,104…トレンチ、 5,9,105,109…ポリシリコン、 6,106…P+型チャネルカットインプラ層、 7,107…選択酸化膜、 8,108…ディープN+層、 10,110…P+型コレクタ、 11,111…P+型エミッタ、 12…N+型ベース、 13…P++型エミッタ、 14,21,112…層間絶縁膜、 15,16,17,113,114,115…コンタク
トホール、 18,116…Al電極、 19,20…ポリサイド、 31…ゲート電極、 32…ソース、 33…ドレイン、 34…エミッタ電極、 35…ベース電極、 36…L−PNPトランジスタ形成領域、 37…CMOSトランジスタ形成領域、 38…PMOSトランジスタ形成領域、 39…NMOSトランジスタ形成領域、 40…NPNトランジスタ形成領域
1,101 ... P-type substrate, 2, 102 ... N + -type buried layer, 3, 103 ... N - type base, 4,104 ... trench, 5,9,105,109 ... polysilicon, 6, 106 ... P + Type channel cut-in layer, 7, 107 ... Selective oxide film, 8, 108 ... Deep N + layer, 10, 110 ... P + type collector, 11, 111 ... P + type emitter, 12 ... N + type base, 13 ... P + + type emitter, 14, 21, 112 ... Interlayer insulating film, 15, 16, 17, 113, 114, 115 ... Contact hole, 18, 116 ... Al electrode, 19, 20 ... Polycide, 31 ... Gate electrode, 32 Source, 33 ... Drain, 34 ... Emitter electrode, 35 ... Base electrode, 36 ... L-PNP transistor formation region, 37 ... CMOS transistor formation region, 38 ... PMOS transistor Distor formation region, 39 ... NMOS transistor formation region, 40 ... NPN transistor formation region

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/092 H01L 29/72 21/331 29/73 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication H01L 27/092 H01L 29/72 21/331 29/73

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1導電型の半導体基板内の第1導電型
の第1ベース領域と、前記半導体基板内に形成された第
2導電型のコレクタ領域と、このコレクタ領域と離間し
て前記半導体基板内に形成された第2導電型の第1エミ
ッタ領域とを有する半導体装置において、 前記第1エミッタ領域内に形成され、前記第1エミッタ
領域より高不純物濃度の第2導電型の第2エミッタ領域
を有することを特徴とする半導体装置。
1. A first-conductivity-type first base region in a first-conductivity-type semiconductor substrate, a second-conductivity-type collector region formed in the semiconductor substrate, and the collector region spaced apart from the first-conductivity-type collector region. In a semiconductor device having a second conductivity type first emitter region formed in a semiconductor substrate, a second conductivity type second emitter region formed in the first emitter region and having a higher impurity concentration than the first emitter region. A semiconductor device having an emitter region.
【請求項2】 前記第1エミッタ領域を囲んで形成され
た前記第1ベース領域より高不純物濃度の第1導電型の
第2ベース領域を有することを特徴とする請求項1記載
の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a second base region of the first conductivity type having a higher impurity concentration than that of the first base region formed surrounding the first emitter region.
【請求項3】 第1導電型の第1ベース領域を含む横型
バイポーラトランジスタ形成領域を有する半導体基板を
用意する工程と、 前記第1ベース領域内に第2導電型の第1エミッタ領域
及びコレクタ領域を形成する工程と、 前記第1エミッタ領域内に第2導電型不純物を導入し、
前記第1エミッタ領域より高不純物濃度の第2エミッタ
領域を形成する工程とを具備したことを特徴とする半導
体装置の製造方法。
3. A step of preparing a semiconductor substrate having a lateral bipolar transistor formation region including a first base region of a first conductivity type, and a first emitter region and a collector region of a second conductivity type in the first base region. Forming a second conductive type impurity in the first emitter region,
And a step of forming a second emitter region having a higher impurity concentration than the first emitter region.
【請求項4】 第1導電型の第1ベース領域を含む横型
バイポーラトランジスタ形成領域を有する半導体基板を
用意する工程と、 前記第1ベース領域内に、第2導電型の第1エミッタ領
域及びコレクタ領域を形成する工程と、 前記半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、 前記第1エミッタ領域の一部があらわれるように前記絶
縁膜にコンタクトホールを開口する工程と、 前記コンタクトホールに、第2導電型不純物が添加され
た導電膜を形成する工程と、 前記導電膜から前記第2導電型不純物を拡散させ、前記
第1エミッタ領域内に前記第1エミッタ領域より高不純
物濃度の第2エミッタ領域を形成する工程とを具備した
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. A step of preparing a semiconductor substrate having a lateral bipolar transistor forming region including a first base region of a first conductivity type, and a first emitter region and a collector of a second conductivity type in the first base region. Forming a region; forming an insulating film on the semiconductor substrate; forming a contact hole in the insulating film so that a part of the first emitter region appears; Forming a conductive film to which a second conductivity type impurity is added; and diffusing the second conductivity type impurity from the conductive film to form a second emitter having a higher impurity concentration in the first emitter region than in the first emitter region. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a region.
【請求項5】 前記半導体基板は、前記横型バイポーラ
トランジスタ形成領域と絶縁分離された縦型バイポーラ
トランジスタ形成領域を更に有し、前記導電膜を形成す
る際に同時に前記縦型バイポーラトランジスタ形成領域
上に前記縦型バイポーラトランジスタのベース電極を形
成することを特徴とする請求項4記載の半導体装置の製
造方法。
5. The semiconductor substrate further has a vertical bipolar transistor formation region that is insulated from the horizontal bipolar transistor formation region, and is formed on the vertical bipolar transistor formation region at the same time when the conductive film is formed. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein a base electrode of the vertical bipolar transistor is formed.
【請求項6】 前記第1エミッタ形成領域の周りに、第
1導電型の第1ベース領域よりも不純物濃度の高い第2
ベース領域を形成することを特徴とする請求項3または
請求項4記載の半導体装置の製造方法。
6. A second impurity having a higher impurity concentration than the first conductivity type first base region around the first emitter formation region.
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein a base region is formed.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7135364B2 (en) 2001-04-25 2006-11-14 Sanken Electric Co., Ltd. Method of fabricating semiconductor integrated circuit
JP2007534173A (en) * 2004-04-22 2007-11-22 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション Semiconductor structure (adjustable semiconductor device)

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