JPH11176836A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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JPH11176836A
JPH11176836A JP33584197A JP33584197A JPH11176836A JP H11176836 A JPH11176836 A JP H11176836A JP 33584197 A JP33584197 A JP 33584197A JP 33584197 A JP33584197 A JP 33584197A JP H11176836 A JPH11176836 A JP H11176836A
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layer
base layer
graft base
semiconductor device
region
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Masaji Ikeda
正次 池田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device containing a high breakdown voltage bipolar transistor which is capable of coping with high speed operation and ensuring a specified breakdown voltage, and its manufacturing method. SOLUTION: In a base region 2 constituted of a bas layer 19 and a graft base layer 18 around the base layer 19, an epitaxial layer 12 containing the vicinity of the outer peripheral part, where the junction surface of the graft base layer 18 is bent, is etched by an anisotropic plasma etching method, and a new base region 3 having an island structure is formed. Thereby the junction surface in the vicinity of the outer peripheral part of the graft base layer 18 intersects almost perpendicularly the sidewall surface of the new base region 3 having the island type structure.

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およびそ
の製造方法に関し、さらに詳しくは、高速化対応の、高
耐圧バイポーラトランジスタを有する半導体装置および
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 and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor device having a high breakdown voltage bipolar transistor capable of operating at high speed and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の高速化対応の、高耐圧バイポーラ
トランジスタを含む半導体装置およびその製造方法の一
例を、図5を参照して説明する。まず、図5(a)に示
すように、P型半導体基板11表面に、後述するN+
コレクタ埋め込み層13および第1の素子分離層14等
を形成するための選択的なイオン注入と、注入したイオ
ンを拡散するための熱処理とを行う。
2. Description of the Related Art An example of a conventional semiconductor device including a high-breakdown-voltage bipolar transistor compatible with high-speed operation and a method of manufacturing the same will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 5A, selective ion implantation for forming an N + -type collector buried layer 13 and a first element isolation layer 14, which will be described later, on the surface of the P-type semiconductor substrate 11, A heat treatment for diffusing the implanted ions is performed.

【0003】次に、気相エピタキシャル結晶成長法によ
り、P型半導体基板11上に、低濃度、例えば1E15
/cm3 程度の不純物を導入した、膜厚の厚い、例えば
約10μm程度のN型エピタキシャル層を形成する。上
述した拡散熱処理とエピタキシャル成長過程を経ると、
注入したイオンは、半導体基板11とエピタキシャル層
12とに拡散し、図5(a)に示すような、N+ 型コレ
クタ埋め込み層13および第1の素子分離層14等が形
成される。その後、熱酸化により、薄いSiO2 膜15
を形成する。
Next, a low concentration, for example, 1E15, is deposited on the P-type semiconductor substrate 11 by vapor phase epitaxial crystal growth.
An N-type epitaxial layer having a large thickness, for example, about 10 μm, into which an impurity of about / cm 3 is introduced is formed. After the above diffusion heat treatment and epitaxial growth process,
The implanted ions diffuse into the semiconductor substrate 11 and the epitaxial layer 12 to form an N + -type collector buried layer 13 and a first element isolation layer 14 as shown in FIG. Then, a thin SiO 2 film 15 is formed by thermal oxidation.
To form

【0004】次に、エピタキシャル層12表面に、後述
するコレクタ引き出し領域16、第2の素子分離層17
等を形成するためのイオン注入を選択的に行い、その後
長時間の熱拡散を行って、コレクタ引き出し領域16お
よび第2の素子分離層17等を形成し、コレクタ引き出
し領域16とコレクタ埋め込み層13とを接続させ、ま
た第2の素子分離層17と第1の素子分離層14とを接
続させる。
[0004] Next, on the surface of the epitaxial layer 12, a collector extraction region 16 and a second element isolation layer 17 described later are formed.
Is selectively performed, and then thermal diffusion is performed for a long time to form the collector extraction region 16 and the second element isolation layer 17. The collector extraction region 16 and the collector buried layer 13 are formed. Are connected, and the second element isolation layer 17 and the first element isolation layer 14 are connected.

【0005】次に、図5(b)に示すように、エピタキ
シャル層12表面に、バイポーラトランジスタ部1のグ
ラフトベース層18を形成するための選択的なイオン注
入を行い、その後熱拡散をして、接合深さが約3μmと
なるグラフトベース層18を形成する。次に、後述する
ベース層19を形成するための選択的なイオン注入を行
い、その後、熱処理を行って、注入したイオンを拡散さ
せると同時にイオンの活性化を行って、ベース層19を
形成する。
Next, as shown in FIG. 5B, selective ion implantation for forming the graft base layer 18 of the bipolar transistor portion 1 is performed on the surface of the epitaxial layer 12 and then thermal diffusion is performed. Then, a graft base layer 18 having a junction depth of about 3 μm is formed. Next, selective ion implantation for forming a base layer 19 described later is performed, and thereafter, heat treatment is performed to diffuse the implanted ions and activate the ions, thereby forming the base layer 19. .

【0006】次に、図5(c)に示すように、後述する
エミッタ層20およびコレクタ電極引き出し層21等を
形成するための選択的なイオン注入を行い、その後注入
したイオンの活性化等のための熱処理を行って、エミッ
タ層20およびコレクタ電極引き出し層21等を形成す
る。
Next, as shown in FIG. 5C, selective ion implantation for forming an emitter layer 20 and a collector electrode extraction layer 21 and the like, which will be described later, is performed. Is performed to form the emitter layer 20, the collector electrode extraction layer 21, and the like.

【0007】その後は、図面を省略するが、必要に応じ
てCVDSiO2 膜等を堆積し、その後に、エミッタ層
20、グラフトベース層18、コレクタ電極引き出し層
21等の上部の絶縁膜に電極を接続させるためのコンタ
クトホールを形成し、その後電極膜を堆積し、この電極
膜をパターニングして、エミッタ電極、ベース電極およ
びコレクタ電極等を形成する。その後、パッシベーショ
ン膜形成、パッド部のコンタクトホール形成等を行うこ
とで、高耐圧バイポーラトランジスタを含む半導体装置
が作製される。
Thereafter, although not shown in the drawings, a CVD SiO 2 film or the like is deposited as necessary, and then electrodes are formed on the upper insulating films such as the emitter layer 20, the graft base layer 18, and the collector electrode lead layer 21. A contact hole for connection is formed, then an electrode film is deposited, and the electrode film is patterned to form an emitter electrode, a base electrode, a collector electrode, and the like. Thereafter, a semiconductor device including a high-breakdown-voltage bipolar transistor is manufactured by forming a passivation film, forming a contact hole in a pad portion, and the like.

【0008】上述のようにして作製される半導体装置に
おけるバイポーラトランジスタ部1のバイポーラトラン
ジスタとしては、高速化のために、ベース層19の低抵
抗化、ベース層19の幅の短縮化、およびエピタキシャ
ル層の厚みと関係するコレクタの直列抵抗の低減等が行
われ、一方、バイポーラトランジスタ部1のバイポーラ
トランジスタの高耐圧化のために、ベースとコレクタ間
のブレークダウン耐圧、特にグラフトベース層18とエ
ピタキシャル層12との表面近傍におけるブレークダウ
ン耐圧を向上するために、グラフトベース層18を約3
μmと厚くして、グラフトベース層18のコーナ部にお
ける接合面の曲率半径を増加させたり、ベース層19の
不純物濃度とベース層19の幅を最適化して、エミッタ
とコレクタ間のパンチスルー耐圧の向上を図ったりして
いる。
As the bipolar transistor of the bipolar transistor section 1 in the semiconductor device manufactured as described above, a resistance of the base layer 19 is reduced, a width of the base layer 19 is reduced, and an epitaxial layer is formed. The series resistance of the collector related to the thickness of the collector is reduced. On the other hand, in order to increase the breakdown voltage of the bipolar transistor of the bipolar transistor portion 1, the breakdown voltage between the base and the collector, particularly, the graft base layer 18 and the epitaxial layer In order to improve the breakdown withstand voltage in the vicinity of the surface of
μm to increase the radius of curvature of the bonding surface at the corner of the graft base layer 18 or optimize the impurity concentration of the base layer 19 and the width of the base layer 19 to reduce the punch-through breakdown voltage between the emitter and the collector. I am trying to improve it.

【0009】しかしながら、上述したバイポーラトラン
ジスタの高耐圧化において、グラフトベース層18の厚
みを、十分厚くする方法には限界があり、グラフトベー
ス層18のコーナ部における接合面の曲率半径増加での
高耐圧化で、バイポーラトランジスタ耐圧を所定耐圧以
上とすることが艱難であるという問題がある。これは、
所定耐圧を確保するために、グラフトベース層18の深
さをあまり深くすると、グラフトベース層18とコレク
タ埋め込み層13との間隔が狭まり、グラフトベース層
18とコレクタ埋め込み層13との対向する部分におけ
る耐圧が低下してしまうし、これを避けるためにエピタ
キシャル層12を厚くすると、今度は、コレクタの直列
抵抗が増加し、バイポーラトランジスタの高周波特性が
悪化して、高速化対応のバイポーラトランジスタが出来
なくなる。上述した如く、従来の高耐圧のバイポーラト
ランジスタを含む半導体装置の製造方法においては、バ
イポーラトランジスタの高速化と高耐圧化を両立させな
がら、コレクタ耐圧を確実に所定耐圧以上とすることが
艱難であるという問題があった。
However, in increasing the breakdown voltage of the bipolar transistor described above, there is a limit to the method of making the thickness of the graft base layer 18 sufficiently large, and the increase in the radius of curvature of the junction surface at the corner portion of the graft base layer 18 increases. There is a problem that it is difficult to make the withstand voltage of the bipolar transistor equal to or higher than a predetermined withstand voltage by increasing the withstand voltage. this is,
If the depth of the graft base layer 18 is too large in order to ensure a predetermined withstand voltage, the distance between the graft base layer 18 and the collector buried layer 13 is reduced, and the portion between the graft base layer 18 and the collector buried layer 13 is opposed. If the withstand voltage is reduced, and if the epitaxial layer 12 is thickened to avoid this, the series resistance of the collector will increase, and the high frequency characteristics of the bipolar transistor will deteriorate. . As described above, in the conventional method of manufacturing a semiconductor device including a high-breakdown-voltage bipolar transistor, it is difficult to ensure that the collector breakdown voltage is equal to or higher than a predetermined withstand voltage while achieving both high speed and high breakdown voltage of the bipolar transistor. There was a problem.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の高耐圧のバ
イポーラトランジスタを含む半導体装置およびその製造
方法における、高耐圧バイポーラトランジスタは、高速
化を保持した状態、即ち高速動作特性を保持した状態
で、所定耐圧以上のコレクタ耐圧を確実に保持させるこ
とが困難であるという問題があった。本発明は、上記事
情を考慮してなされたものであり、その目的は、高速化
対応で、所定耐圧の確保が可能な高耐圧バイポーラトラ
ンジスタを含む半導体装置およびその製造方法を提供す
ることにある。
In the above-described conventional semiconductor device including a high-breakdown-voltage bipolar transistor and a method of manufacturing the same, the high-breakdown-voltage bipolar transistor maintains a high speed, that is, maintains a high-speed operation characteristic. There is a problem that it is difficult to reliably maintain a collector breakdown voltage higher than a predetermined breakdown voltage. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a semiconductor device including a high-breakdown-voltage bipolar transistor capable of securing a predetermined withstand voltage at a high speed and a method of manufacturing the same. .

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置およ
びその製造方法は、上述の課題を解決するために提案す
るものであり、本発明の半導体装置は、高耐圧バイポー
ラトランジスタを含む半導体装置において、半導体基板
上のエピタキシャル層表面に形成された、高耐圧バイポ
ーラトランジスタのベース層とベース層の周囲のグラフ
トベース層とで構成されるベース領域が、ベース領域の
外周部のエピタキシャル層表面より所定の高さを持ち、
側壁が略垂直のアイランド状構造で、グラフトベース層
の外周部近傍における、グラフトベース層の接合面は、
側壁面と略直交することを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION A semiconductor device and a method of manufacturing the same according to the present invention are proposed to solve the above-mentioned problems. The present invention relates to a semiconductor device including a high breakdown voltage bipolar transistor. A base region formed on the surface of the epitaxial layer on the semiconductor substrate, the base region including the base layer of the high breakdown voltage bipolar transistor and the graft base layer around the base layer is a predetermined region from the surface of the epitaxial layer around the base region. Have a height,
The side wall has a substantially vertical island-like structure, and the bonding surface of the graft base layer near the outer periphery of the graft base layer is:
It is characterized by being substantially orthogonal to the side wall surface.

【0012】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
高耐圧バイポーラトランジスタを含む半導体装置の製造
方法において、半導体基板表面にコレクタ埋め込み層を
形成する工程と、エピタキシャル層を形成する工程と、
エピタキシャル層表面に、ベース層およびベース層の周
囲のグラフトベース層から成るベース領域を形成する工
程と、異方性プラズマエッチング法により、グラフトベ
ース層の接合面が湾曲する領域の、グラフトベース層の
外縁部を含むエピタキシャル層をエッチングし、エッチ
ングされたエピタキシャル層の表面より所定の高さを持
ち、側壁が略垂直となったアイランド状のベース領域を
形成する工程と、アイランド状となったベース領域の側
壁を含む、エッチングされたエピタキシャル層表面に絶
縁膜を形成する工程とを有することを特徴とするもので
ある。
Further, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention
In a method for manufacturing a semiconductor device including a high breakdown voltage bipolar transistor, a step of forming a collector buried layer on a surface of a semiconductor substrate; and a step of forming an epitaxial layer.
Forming a base region comprising a base layer and a graft base layer around the base layer on the surface of the epitaxial layer; and an anisotropic plasma etching method in which the bonding surface of the graft base layer is curved, Etching the epitaxial layer including the outer edge, forming an island-shaped base region having a predetermined height from the surface of the etched epitaxial layer and having substantially vertical side walls; and Forming an insulating film on the surface of the etched epitaxial layer including the side wall of the above.

【0013】本発明によれば、高耐圧バイポーラトラン
ジスタを上述の如き構成とすることにより、ベース領域
のグラフトベース層の接合面を、アイランド状構造のベ
ース領域の側壁面と略直交させることができ、バイポー
ラトランジスタのベース層とコレクタ間に電圧を印加し
た時に、最大電界となるグラフトベース層の接合面近傍
における、等電位面が略平行となり、従来例のような局
部的に電界の大きくなる場所がなくなり、グラフトベー
ス層とコレクタ埋め込み層の距離およびこの間のエピタ
キシャル層の不純物濃度で決まるベースとコレクタ間の
耐圧に略等しい耐圧が得られる。従って、高速化、即ち
良好な高周波特性を保持し、所定耐圧を確保できる高耐
圧バイポーラトランジスタを含む半導体装置の作製が可
能となる。
According to the present invention, the junction surface of the graft base layer in the base region can be made substantially perpendicular to the side wall surface of the base region in the island-like structure by configuring the high breakdown voltage bipolar transistor as described above. When a voltage is applied between the base layer and the collector of the bipolar transistor, the equipotential surface becomes substantially parallel in the vicinity of the junction surface of the graft base layer where the electric field becomes maximum, and the electric field is locally increased as in the conventional example. And a withstand voltage substantially equal to the withstand voltage between the base and the collector determined by the distance between the graft base layer and the collector buried layer and the impurity concentration of the epitaxial layer therebetween. Therefore, it is possible to increase the speed, that is, to manufacture a semiconductor device including a high-breakdown-voltage bipolar transistor capable of maintaining a favorable high-frequency characteristic and securing a predetermined withstand voltage.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的実施の形態
例につき、添付図面を参照して説明する。なお従来技術
の説明で参照した図5中の構成部分と同様の構成部分に
は、同一の参照符号を付すものとする。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The same components as those in FIG. 5 referred to in the description of the prior art are denoted by the same reference numerals.

【0015】実施の形態例1 本実施の形態例は、高速化対応の、高耐圧バイポーラト
ランジスタを含む半導体装置およびその製造方法の一例
を、図1および図2を参照して説明する。まず、図1
(a)に示すように、半導体基板、例えばP型の半導体
基板11表面に膜厚30nm程度の熱酸化膜を形成した
後、イオン注入法を用い、パターニングしたフォトレジ
ストをマスクとして、N型不純物となるイオン、例えば
Pイオンを打ち込みエネルギー約50keV、ドーズ量
約3E15/cm2 程度のイオン注入条件で打ち込み、
続いて新たなパターニングしたフォトレジストをマスク
として、P型不純物となるイオン、例えばBイオンを打
ち込みエネルギー約30keV、ドーズ量約1E15/
cm2 程度のイオン注入条件で打ち込み、その後約11
00℃、300min程度の熱処理を行って、コレクタ
埋め込み層13および第1の素子分離層14を所定の場
所に形成する。
Embodiment 1 In this embodiment, an example of a semiconductor device including a high breakdown voltage bipolar transistor compatible with high speed and an example of a method of manufacturing the semiconductor device will be described with reference to FIGS. First, FIG.
As shown in (a), after a thermal oxide film having a thickness of about 30 nm is formed on the surface of a semiconductor substrate, for example, a P-type semiconductor substrate 11, an N-type impurity is formed by ion implantation using a patterned photoresist as a mask. Ions, for example, P ions are implanted under ion implantation conditions of an implantation energy of about 50 keV and a dose of about 3E15 / cm 2 ,
Subsequently, using the newly patterned photoresist as a mask, ions serving as P-type impurities, for example, B ions are implanted at an energy of about 30 keV and a dose of about 1E15 /
implantation under ion implantation conditions of about 2 cm 2,
By performing a heat treatment at 00 ° C. for about 300 minutes, the collector buried layer 13 and the first element isolation layer 14 are formed at predetermined locations.

【0016】次に、半導体基板11表面に形成した熱酸
化膜を除去した後、気相エピタキシャル結晶成長法によ
り、半導体基板11上にN型の低濃度の不純物、例えば
約1E15/cm3 の不純物を含む、膜厚約10μm程
度のエピタキシャル層12を形成する。なお、エピタキ
シャル層12形成後においては、半導体基板11に形成
したコレクタ埋め込み層13および第1の素子分離層1
4の不純物がエピタキシャル層12側にも拡散して、図
1(a)に示すようなコレクタ埋め込み層13および第
1の素子分離層14となる。その後、熱酸化法により、
例えば膜厚約30nm程度のSiO2 膜15を形成す
る。
Next, after the thermal oxide film formed on the surface of the semiconductor substrate 11 is removed, an N-type low concentration impurity, for example, an impurity of about 1E15 / cm 3 is formed on the semiconductor substrate 11 by a vapor phase epitaxial crystal growth method. Is formed to a thickness of about 10 μm. After the epitaxial layer 12 is formed, the collector buried layer 13 and the first element isolation layer 1 formed on the semiconductor substrate 11 are formed.
4 also diffuses to the epitaxial layer 12 side, forming a collector buried layer 13 and a first element isolation layer 14 as shown in FIG. Then, by the thermal oxidation method,
For example, an SiO 2 film 15 having a thickness of about 30 nm is formed.

【0017】次に、エピタキシャル層12表面に、イオ
ン注入法を用い、パターニングしたフォトレジストをマ
スクとして、N型不純物となるイオン、例えばPイオン
を打ち込みエネルギー約50keV、ドーズ量約2E1
5/cm2 程度のイオン注入条件で打ち込み、続いて新
たなパターニングしたフォトレジストをマスクとして、
P型不純物となるイオン、例えばBイオンを打ち込みエ
ネルギー約30keV、ドーズ量約1E15/cm2
度のイオン注入条件で打ち込み、その後約1100℃、
500min程度の熱処理を行って、コレクタ引き出し
領域16および第2の素子分離層17等を形成し、コレ
クタ引き出し領域16とコレクタ埋め込み層13とを接
続させ、また第2の素子分離層17と第1の素子分離層
14とを接続させる。
Next, ions serving as N-type impurities, for example, P ions are implanted into the surface of the epitaxial layer 12 by ion implantation using a photoresist patterned as a mask, with an energy of about 50 keV and a dose of about 2E1.
It is implanted under ion implantation conditions of about 5 / cm 2 , and then, using a new patterned photoresist as a mask,
P-type impurities, for example, B ions are implanted under ion implantation conditions at an implantation energy of about 30 keV and a dose of about 1E15 / cm 2 , and then at about 1100 ° C.
A heat treatment of about 500 minutes is performed to form the collector extraction region 16 and the second element isolation layer 17 and the like, connect the collector extraction region 16 to the collector buried layer 13, and form the second element isolation layer 17 and the first element isolation layer 17. Is connected to the element isolation layer 14.

【0018】次に、図1(b)に示すように、イオン注
入法を用い、パターニングしたフォトレジストをマスク
として、後述するグラフトベース層18を形成するため
のエピタキシャル層への選択的なイオン注入、例えばB
2 イオンを用い、打ち込みエネルギー約50keV、
ドーズ量約2E15/cm2 程度のイオン注入をする。
その後、熱処理により、注入したBイオンを拡散させ、
層厚、即ち接合部までの深さが、例えば約3μmとなる
グラフトベース層18を形成する。次に、イオン注入法
を用い、パターニングしたフォトレジストをマスクとし
て、後述するベース層19を形成するためのエピタキシ
ャル層への選択的なイオン注入、例えばBF2 イオンを
用い、打ち込みエネルギー約50keV、ドーズ量約1
E14/cm2 程度のイオン注入をする。その後、例え
ば900℃、30min程度の熱処理を行い、ベース層
19を形成する。なお、上述したグラフトベース層18
は、バイポーラトランジスタの高速性、所謂高周波特性
に関係するベース抵抗を低減させるために、ベース層1
9を取り囲む状態で形成されている。上述したベース層
19と、このベース層19の周囲のグラフトベース層1
8とでベース領域2が形成されている。
Next, as shown in FIG. 1B, selective ion implantation into an epitaxial layer for forming a graft base layer 18 to be described later is performed by using an ion implantation method with a patterned photoresist as a mask. , For example B
Using F 2 ions, implantation energy about 50 keV,
Ion implantation is performed at a dose of about 2E15 / cm 2 .
After that, the implanted B ions are diffused by heat treatment,
A graft base layer 18 having a layer thickness, that is, a depth up to a joint, for example, about 3 μm is formed. Next, using a patterned photoresist as a mask by ion implantation, selective ion implantation into an epitaxial layer for forming a base layer 19 to be described later, for example, using BF 2 ions at an implantation energy of about 50 keV and a dose of about 50 keV. About 1
An ion implantation of about E14 / cm 2 is performed. Thereafter, for example, heat treatment is performed at 900 ° C. for about 30 minutes to form the base layer 19. The above-mentioned graft base layer 18
In order to reduce the base resistance related to the high-speed characteristics of a bipolar transistor, so-called high-frequency characteristics, the base layer 1
9 is formed. The base layer 19 described above and the graft base layer 1 around the base layer 19
8 form the base region 2.

【0019】次に、図1(c)に示すように、絶縁膜、
例えばプラズマCVD法によるSiN膜30を膜厚約2
00nm程度堆積する。その後、異方性プラズマエッチ
ング法により、パターニングしたフォトレジストをマス
クとして、SiN膜30、SiO2 膜15およびエピタ
キシャル層12をエッチングする。
Next, as shown in FIG.
For example, the SiN film 30 formed by the plasma CVD method has a thickness of about 2
Deposit about 00 nm. Thereafter, the SiN film 30, the SiO 2 film 15, and the epitaxial layer 12 are etched by anisotropic plasma etching using the patterned photoresist as a mask.

【0020】このエッチングにより、図1(b)に示す
グラフトベース層18の外縁部における、グラフトベー
ス層18の接合面の湾曲した部分がエッチングされ、エ
ッチングされた、ベース領域2の外側のエピタキシャル
層12表面より所定の高さHを持つ、側壁が略垂直のア
イランド状構造の、新たなベース領域3が形成される。
この所定の高さHは、例えば約5μmとする。上述の様
にして形成されたアイランド状構造の新たなベース領域
3では、グラフトベース層18の接合面と側壁面とが略
直交する状態となる。なお、ここで、グラフトベース層
18の表面より接合部までの距離をL1 とし、グラフト
ベース層18の接合面よりコレクタ埋め込み層13まで
の距離をL2とした時、所定の高さHは、L1 +L2
4≦H≦L1 +L2 であることが望ましい。これは、グ
ラフトベース層18の接合面より下方までエピタキシャ
ル層12をエッチングすることで、最大の電界となるグ
ラフトベース層18の接合部近傍における等電位面が略
平行となり、従来例のような局部的に電界の大きな場所
の発生を抑制できるためである。
By this etching, the curved portion of the bonding surface of the graft base layer 18 at the outer edge of the graft base layer 18 shown in FIG. 1B is etched, and the etched epitaxial layer outside the base region 2 is etched. A new base region 3 having an island-like structure having a predetermined height H from the surface 12 and a substantially vertical side wall is formed.
The predetermined height H is, for example, about 5 μm. In the new base region 3 having the island-like structure formed as described above, the bonding surface of the graft base layer 18 and the side wall surface are substantially orthogonal to each other. Here, when the distance from the surface of the graft base layer 18 to the bonding portion is L 1 and the distance from the bonding surface of the graft base layer 18 to the collector buried layer 13 is L 2 , the predetermined height H is , L 1 + L 2 /
It is desirable that 4 ≦ H ≦ L 1 + L 2 . This is because, by etching the epitaxial layer 12 below the bonding surface of the graft base layer 18, the equipotential surface near the bonding portion of the graft base layer 18 where the maximum electric field is generated becomes substantially parallel, and the local potential as in the conventional example is obtained. This is because generation of a place where the electric field is large can be suppressed.

【0021】次に、上述した異方性プラズマエッチング
法でエッチングされた、アイランド状構造のベース領域
3の側壁面を含むエピタキシャル層12表面に、熱酸化
法により、例えば膜厚約20nm程度のSiO2 膜31
を形成する。
Next, the surface of the epitaxial layer 12 including the side wall surface of the island-shaped base region 3 etched by the above-described anisotropic plasma etching method is formed on the surface of the epitaxial layer 12 by a thermal oxidation method, for example, to a thickness of about 20 nm. 2 film 31
To form

【0022】次に、図2(d)に示すように、CVD法
を用いて、例えば膜厚約7μm程度のCVDSiO2
を堆積した後、このCVDSiO2 膜を、CMP(Ch
emical Mechanical Polishi
ng)法により、ベース領域3のSiN膜30が露呈す
るまで研磨して、異方性プラズマエッチング法でエッチ
ングされたエピタキシャル層12の領域のSiO2 膜3
1上にCVDSiO2膜32を形成する。
Next, as shown in FIG. 2 (d), by a CVD method, for example, after depositing a CVD SiO 2 film having a thickness of about approximately 7 [mu] m, the CVD SiO 2 film, CMP (Ch
electrical Mechanical Polish
ng) method until the SiN film 30 in the base region 3 is exposed, and the SiO 2 film 3 in the region of the epitaxial layer 12 etched by the anisotropic plasma etching method.
1, a CVD SiO 2 film 32 is formed.

【0023】次に、図2(e)に示すように、ベース領
域3のSiN膜30を、例えばウェットエッチング法に
よりエッチングして除去する。その後、フォトレジスト
23を塗布し、このフォトレジスト33をパターニング
して、フォトレジスト33の開口34を形成する。更に
その後、パターニングされたフォトレジスト33をマス
クとして、例えば異方性プラズマエッチング法を用い
て、CVDSiO2 膜32およびSiO2 膜31をエッ
チングし、開口35を形成する。
Next, as shown in FIG. 2E, the SiN film 30 in the base region 3 is removed by etching, for example, by a wet etching method. Thereafter, a photoresist 23 is applied, and the photoresist 33 is patterned to form an opening 34 of the photoresist 33. Thereafter, the patterned photoresist 33 as a mask, for example, using anisotropic plasma etching method to etch the CVD SiO 2 film 32 and the SiO 2 film 31 to form an opening 35.

【0024】次に、フォトレジスト33を除去した後、
図2(f)に示すように、新たにフォトレジスト36を
塗布した後、このフォトレジスト36をパターニングし
て、開口37と開口38を形成する。その後、イオン注
入法を用い、上述したパターニングされたフォトレジス
ト36をマスクとして、ベース領域3のベース層19表
面およびコレクタ引き出し領域16表面にN型不純物と
なるイオン、例えばAsイオンを打ち込みエネルギー約
50keV、ドーズ量約1E16/cm2 のイオン注入
条件により打ち込み、ベース層19表面にエミッタ用イ
オン注入層39およびコレクタ引き出し領域16表面の
コレクタ電極引き出し用イオン注入層40を形成する。
Next, after removing the photoresist 33,
As shown in FIG. 2F, after a new photoresist 36 is applied, the photoresist 36 is patterned to form an opening 37 and an opening 38. Thereafter, ions serving as N-type impurities, for example, As ions are implanted into the surface of the base layer 19 of the base region 3 and the surface of the collector lead-out region 16 using the above-described patterned photoresist 36 as a mask by ion implantation. Then, implantation is performed under ion implantation conditions with a dose of about 1E16 / cm 2 to form an ion implantation layer 39 for an emitter on the surface of the base layer 19 and an ion implantation layer 40 for a collector electrode on the surface of the collector extraction region 16.

【0025】その後は、図面は省略するが、エミッタ用
イオン注入層39およびコレクタ引き出し領域16表面
のコレクタ電極引き出し用イオン注入層40に注入イオ
ンの活性化等のための熱処理を、例えば950℃、30
min程度行うことで、エミッタ層およびコレクタ電極
引き出し層を形成する。更にその後は、必要に応じてC
VDSiO2 膜等を堆積し、その後に、エミッタ層、グ
ラフトベース層18、コレクタ電極引き出し層等の上部
の絶縁膜に電極を接続させるためのコンタクトホールを
形成し、その後電極膜を堆積し、この電極膜をパターニ
ングして、エミッタ電極、ベース電極およびコレクタ電
極等を形成する。その後、パッシベーション膜形成、パ
ッド部のコンタクトホール形成等を行うことで、高耐圧
バイポーラトランジスタを含む半導体装置が作製され
る。
Thereafter, although not shown in the drawings, the emitter ion implantation layer 39 and the collector electrode extraction ion implantation layer 40 on the surface of the collector extraction region 16 are subjected to a heat treatment for activating implanted ions, for example, at 950 ° C. 30
By performing about min, an emitter layer and a collector electrode leading layer are formed. After that, if necessary, C
A VDSiO 2 film or the like is deposited, and thereafter, a contact hole for connecting an electrode to an upper insulating film such as an emitter layer, a graft base layer 18, a collector electrode lead layer, and the like is formed, and then an electrode film is deposited. The electrode film is patterned to form an emitter electrode, a base electrode, a collector electrode, and the like. Thereafter, a semiconductor device including a high-breakdown-voltage bipolar transistor is manufactured by forming a passivation film, forming a contact hole in a pad portion, and the like.

【0026】上述した半導体装置およびその製造方法に
おいては、エピタキシャル層12の厚みや、ベース抵抗
の低減等により高速化対応がなされたバイポーラトラン
ジスタ部1の構成を採りながら、バイポーラトランジス
タ部1のグラフトベース層18の接合面を、アイランド
状構造のベース領域3の側壁面と略直交させているため
に、バイポーラトランジスタのベースとコレクタ間に電
圧を印加した時の、電界が最大となるグラフトベース層
18の接合面近傍の等電位面が略平行となり、従来例の
ような局部的に電界の大きな場所の発生がなくなり、グ
ラフトベース層18とコレクタ埋め込み層13の距離お
よびこの間のエピタキシャル層12の不純物濃度で決ま
るベースとコレクタ間の耐圧に略等しい耐圧が得られ
る。従って、高速化、即ち良好な高周波特性を保持し、
所定耐圧を確保できる高耐圧のバイポーラトランジスタ
を含む半導体装置の作製が可能となる。
In the above-described semiconductor device and the method of manufacturing the same, the graft base of the bipolar transistor portion 1 is formed while adopting the structure of the bipolar transistor portion 1 adapted for high-speed operation by reducing the thickness of the epitaxial layer 12 and the base resistance. Since the junction surface of the layer 18 is substantially perpendicular to the side wall surface of the island-shaped base region 3, the graft base layer 18 has a maximum electric field when a voltage is applied between the base and the collector of the bipolar transistor. And the equipotential surface near the junction surface becomes substantially parallel, eliminating the occurrence of a locally large electric field as in the prior art. The distance between the graft base layer 18 and the collector buried layer 13 and the impurity concentration of the epitaxial layer 12 between them are reduced. , A breakdown voltage substantially equal to the breakdown voltage between the base and the collector determined by Therefore, speeding up, that is, maintaining good high frequency characteristics,
It is possible to manufacture a semiconductor device including a bipolar transistor with a high withstand voltage that can ensure a predetermined withstand voltage.

【0027】実施の形態例2 本実施の形態例は、高速化対応で、高耐圧バイポーラト
ランジスタを含む半導体装置およびその製造方法の一例
を、図3及び図4を参照して説明する。まず、図3
(a)に示すように、実施の形態例1と同様にして、P
型の半導体基板11表面にコレクタ埋め込み層13およ
び第1の素子分離層14を所定の場所に形成し、半導体
基板11上のエピタキシャル層12を形成し、エピタキ
シャル層12表面にSiO2 膜を形成した後、コレクタ
埋め込み層13と接続するコレクタ引き出し領域16お
よび第1の素子分離層14と接続する第2の素子分離層
17を形成する。
Embodiment 2 In this embodiment, an example of a semiconductor device which is compatible with high speed and includes a high breakdown voltage bipolar transistor and an example of a manufacturing method thereof will be described with reference to FIGS. First, FIG.
As shown in (a), as in the first embodiment, P
A buried collector layer 13 and a first element isolation layer 14 were formed at predetermined locations on the surface of a semiconductor substrate 11 of a mold type, an epitaxial layer 12 was formed on the semiconductor substrate 11, and an SiO 2 film was formed on the surface of the epitaxial layer 12. Thereafter, a collector extraction region 16 connected to the collector buried layer 13 and a second element isolation layer 17 connected to the first element isolation layer 14 are formed.

【0028】次に、図3(b)に示すように、実施の形
態例1と同様にして、グラフトベース層18およびベー
ス層19を形成する。
Next, as shown in FIG. 3B, a graft base layer 18 and a base layer 19 are formed in the same manner as in the first embodiment.

【0029】次に、図3(c)に示すように、絶縁膜、
例えばプラズマCVD法によるSiN膜30を膜厚約2
00nm程度堆積する。その後、異方性プラズマエッチ
ング法により、パターニングしたフォトレジストをマス
クとして、SiN膜30、SiO2 膜15およびエピタ
キシャル層12をエッチングする。
Next, as shown in FIG.
For example, the SiN film 30 formed by the plasma CVD method has a thickness of about 2
Deposit about 00 nm. Thereafter, the SiN film 30, the SiO 2 film 15, and the epitaxial layer 12 are etched by anisotropic plasma etching using the patterned photoresist as a mask.

【0030】このエッチングにより、図3(b)に示す
グラフトベース層18の外縁部における、グラフトベー
ス層18の接合面の湾曲した部分より外側で、コレクタ
引き出し領域16より内側となる領域に、図3(c)に
示すような溝が形成されることで、この溝の底部より所
定の高さHを持つ、側壁が略垂直のアイランド状構造
の、新たなベース領域3が形成される。この所定の高さ
Hは、例えば約6μmとする。上述の様にして形成され
たアイランド状構造の新たなベース領域3では、グラフ
トベース層18の接合面と側壁面とが略直交する状態と
なる。なお、ここで、グラフトベース層18の表面より
接合部までの距離をL1 とし、グラフトベース層18の
接合面よりコレクタ埋め込み層13までの距離をL2
した時、所定の高さHは、L1 +L2 /4≦H≦L1
2 であることが望ましい。これは、グラフトベース層
18の接合面より下方までエピタキシャル層12をエッ
チングすることで、最大の電界となるグラフトベース層
18の接合部近傍における等電位面が略平行となり、従
来例のような局部的に電界の大きな場所の発生を抑制で
きるためである。
By this etching, a region outside the curved portion of the bonding surface of the graft base layer 18 and inside the collector drawing region 16 at the outer edge of the graft base layer 18 shown in FIG. By forming the groove as shown in FIG. 3 (c), a new base region 3 having an island-like structure with a substantially vertical side wall and a predetermined height H from the bottom of the groove is formed. The predetermined height H is, for example, about 6 μm. In the new base region 3 having the island-like structure formed as described above, the bonding surface of the graft base layer 18 and the side wall surface are substantially orthogonal to each other. Here, when the distance from the surface of the graft base layer 18 to the bonding portion is L 1 and the distance from the bonding surface of the graft base layer 18 to the collector buried layer 13 is L 2 , the predetermined height H is , L 1 + L 2/4 ≦ H ≦ L 1 +
It is desirable that L 2. This is because, by etching the epitaxial layer 12 below the bonding surface of the graft base layer 18, the equipotential surface near the bonding portion of the graft base layer 18 where the maximum electric field is generated becomes substantially parallel, and the local potential as in the conventional example is obtained. This is because generation of a place where the electric field is large can be suppressed.

【0031】次に、上述した異方性プラズマエッチング
法でエッチングされた、アイランド状構造のベース領域
3の側壁面を含む溝部のエピタキシャル層12表面に、
熱酸化法により、例えば膜厚約20nm程度のSiO2
膜31を形成する。その後、CVD法により、例えば膜
厚約2μm程度のCVDSiO2 膜41を形成する。
Next, on the surface of the epitaxial layer 12 in the groove including the side wall surface of the base region 3 having the island structure, which is etched by the above-described anisotropic plasma etching method,
By thermal oxidation, for example, SiO 2 having a thickness of about 20 nm
A film 31 is formed. Thereafter, a CVD SiO 2 film 41 having a thickness of, for example, about 2 μm is formed by the CVD method.

【0032】次に、図4(d)に示すように、CVDS
iO2 膜41を、CMP法により、ベース領域3のSi
N膜30が露呈するまで研磨して、異方性プラズマエッ
チング法でエッチングされた領域である溝部に充填す
る。その後、ベース領域3のSiN膜30を、例えばウ
ェットエッチング法によりエッチングして除去する。
Next, as shown in FIG.
The iO 2 film 41 is coated with the Si of the base region 3 by the CMP method.
Polishing is performed until the N film 30 is exposed, and the groove is filled in the region etched by the anisotropic plasma etching method. After that, the SiN film 30 in the base region 3 is removed by etching, for example, by a wet etching method.

【0033】次に、イオン注入法を用い、パターニング
されたフォトレジストをマスクとして、ベース領域3の
ベース層19表面およびコレクタ引き出し領域16表面
にN型不純物となるイオン、例えばAsイオンを打ち込
みエネルギー約50keV、ドーズ量約1E16/cm
2 のイオン注入条件により打ち込み、その後注入イオン
の活性化等のための熱処理、例えば950℃、30mi
n程度の熱処理を行い、エミッタ層20およびコレクタ
電極引き出し層21を形成する。
Next, ions serving as N-type impurities, for example, As ions, are implanted into the surface of the base layer 19 of the base region 3 and the surface of the collector extraction region 16 by ion implantation using a patterned photoresist as a mask. 50 keV, dose amount about 1E16 / cm
The implantation is performed under the ion implantation conditions of 2 , and then heat treatment for activating the implanted ions, for example, 950 ° C., 30 mi
By performing a heat treatment of about n, an emitter layer 20 and a collector electrode lead layer 21 are formed.

【0034】その後は、図面は省略するが、必要に応じ
てCVDSiO2 膜等を堆積し、その後に、エミッタ層
20、グラフトベース層18、コレクタ電極引き出し層
21等の上部の絶縁膜に電極を接続させるためのコンタ
クトホールを形成し、その後電極膜を堆積し、この電極
膜をパターニングして、エミッタ電極、ベース電極およ
びコレクタ電極等を形成する。その後、パッシベーショ
ン膜形成、パッド部のコンタクトホール形成等を行うこ
とで、高耐圧バイポーラトランジスタを含む半導体装置
が作製される。
Thereafter, although not shown in the drawings, a CVD SiO 2 film or the like is deposited as necessary, and then electrodes are formed on the upper insulating films such as the emitter layer 20, the graft base layer 18, and the collector electrode lead layer 21. A contact hole for connection is formed, then an electrode film is deposited, and the electrode film is patterned to form an emitter electrode, a base electrode, a collector electrode, and the like. Thereafter, a semiconductor device including a high-breakdown-voltage bipolar transistor is manufactured by forming a passivation film, forming a contact hole in a pad portion, and the like.

【0035】上述した半導体装置およびその製造方法に
おいては、エピタキシャル層12の厚みや、ベース抵抗
の低減等により高速化対応がなされたバイポーラトラン
ジスタ部1の構成を採りながら、バイポーラトランジス
タ部1のグラフトベース層18の接合面を、アイランド
状構造のベース領域3の側壁面と略直交させているため
に、バイポーラトランジスタのベースとコレクタ間に電
圧を印加した時の、電界が最大となるグラフトベース層
18の接合面近傍の等電位面が略平行となり、従来例の
ような局部的に電界の大きな場所の発生がなくなり、グ
ラフトベース層18とコレクタ埋め込み層13の距離お
よびこの間のエピタキシャル層12の不純物濃度で決ま
るベースとコレクタ間の耐圧に略等しい耐圧が得られ
る。従って、高速化、即ち良好な高周波特性を保持し、
所定耐圧を確保できる高耐圧バイポーラトランジスタを
含む半導体装置の作製が可能となる。
In the above-described semiconductor device and the method of manufacturing the same, the graft base of the bipolar transistor portion 1 is adopted while adopting the structure of the bipolar transistor portion 1 adapted for high-speed operation by reducing the thickness of the epitaxial layer 12 and the base resistance. Since the junction surface of the layer 18 is substantially perpendicular to the side wall surface of the island-shaped base region 3, the graft base layer 18 has a maximum electric field when a voltage is applied between the base and the collector of the bipolar transistor. And the equipotential surface near the junction surface becomes substantially parallel, eliminating the occurrence of a locally large electric field as in the prior art. The distance between the graft base layer 18 and the collector buried layer 13 and the impurity concentration of the epitaxial layer 12 between them are reduced. , A breakdown voltage substantially equal to the breakdown voltage between the base and the collector determined by Therefore, speeding up, that is, maintaining good high frequency characteristics,
It is possible to manufacture a semiconductor device including a high breakdown voltage bipolar transistor capable of securing a predetermined breakdown voltage.

【0036】以上、本発明を2例の実施の形態例により
説明したが、本発明はこれらの実施の形態例に何ら限定
されるものではない。例えば、本発明の実施の形態例で
は、高耐圧バイポーラトランジスタをNPN型バイポー
ラトランジスタとして説明したが、高耐圧バイポーラト
ランジスタがPNP型バイポーラトランジスタであって
もよいことは明白である。また、本発明の実施の形態例
では、異方性プラズマエッチング法でエッチングされた
領域のエピタキシャル層表面に形成する絶縁膜を熱酸化
法によるSiO2膜として説明したが、高温CVD法に
よるSiO2 膜でもよい。その他、本発明の技術的思想
の範囲内で、プロセス条件は適宜変更が可能である。
Although the present invention has been described with reference to the two embodiments, the present invention is not limited to these embodiments. For example, in the embodiments of the present invention, the high breakdown voltage bipolar transistor has been described as an NPN type bipolar transistor. However, it is obvious that the high breakdown voltage bipolar transistor may be a PNP type bipolar transistor. Further, in the embodiment of the present invention, although an insulating film formed on the epitaxial layer surface of the etched regions in an anisotropic plasma etching process is described as SiO 2 film by thermal oxidation method, SiO 2 by a high temperature CVD method It may be a membrane. In addition, the process conditions can be appropriately changed within the scope of the technical idea of the present invention.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の高耐圧バイポーラトランジスタを含む半導体装置およ
びその製造方法は、エピタキシャル層の厚みや、ベース
抵抗の低減等により高速化対応がなされたバイポーラト
ランジスタ部構成を採りながら、バイポーラトランジス
タ部のグラフトベース層の接合面を、アイランド状構造
のベース領域の側壁面と略直交させた構造となっている
ために、バイポーラトランジスタのベースとコレクタ間
に電圧を印加した時の、電界が最大となるグラフトベー
ス層の接合面近傍の等電位面が略平行となり、従来例の
ような局部的に電界の大きな場所がなくなり、グラフト
ベース層とコレクタ埋め込み層の距離およびこの間のエ
ピタキシャル層の不純物濃度で決まるベースとコレクタ
間の耐圧に略等しい耐圧が得られる。従って、高速化、
即ち良好な高周波特性を保持し、所定耐圧を確保できる
高耐圧バイポーラトランジスタを含む半導体装置の作製
が可能となる。
As is apparent from the above description, the semiconductor device including the high-breakdown-voltage bipolar transistor of the present invention and the method of manufacturing the same have a high-speed bipolar device with reduced epitaxial layer thickness and base resistance. Since the junction surface of the graft base layer of the bipolar transistor portion is substantially orthogonal to the side wall surface of the island-shaped base region while employing the transistor portion configuration, a voltage is applied between the base and the collector of the bipolar transistor. When an electric field is applied, the equipotential surfaces near the junction surface of the graft base layer where the electric field becomes maximum become substantially parallel, and there is no place where the electric field is locally large as in the conventional example. The breakdown voltage between the base and collector is determined by the distance and the impurity concentration of the epitaxial layer between them. The breakdown voltage can be obtained. Therefore, speedup,
That is, it is possible to manufacture a semiconductor device including a high withstand voltage bipolar transistor that can maintain good high-frequency characteristics and maintain a predetermined withstand voltage.

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

【図1】本発明を適用した実施の形態例1の工程の前半
を工程順に説明する、半導体装置のバイポーラトランジ
スタ部の概略断面図で、(a)はコレクタ引き出し領域
および第2の素子分離層を形成し、SiO2 膜を形成し
た状態、(b)はグラフトベース層やベース層を形成し
た状態、(c)はSiN膜、SiO2 膜およびエピタキ
シャル層をエッチングして、アイランド状構造のベース
領域を形成し、その後エッチングしたエピタキシャル層
表面にSiO2 膜を形成した状態である。
FIGS. 1A and 1B are schematic cross-sectional views of a bipolar transistor portion of a semiconductor device in which the first half of a process according to a first embodiment of the present invention is described in the order of processes. FIG. Is formed, a SiO 2 film is formed, (b) is a state in which a graft base layer or a base layer is formed, and (c) is a SiN film, a SiO 2 film and an epitaxial layer are etched to form an island-like base. In this state, a region is formed, and then a SiO 2 film is formed on the surface of the etched epitaxial layer.

【図2】本発明を適用した実施の形態例1の工程の後半
を工程順に説明する、半導体装置のバイポーラトランジ
スタ部の概略断面図で、(d)はCVDSiO2 膜を堆
積し、このCVDSiO2 膜をCMP法で研磨して平坦
化した状態、(e)はコレクタ電極引き出し領域上のC
VDSiO2 膜等に開口を形成した状態、(f)はイオ
ン注入法により、エミッタ用イオン注入層およびコレク
タ電極引き出し用イオン注入層を形成した状態である。
[Figure 2] explaining the second half in the order of steps of the present invention the applied example of the embodiment 1, step a schematic cross-sectional view of a bipolar transistor portion of the semiconductor device, (d) is deposited CVD SiO 2 film, the CVD SiO 2 The state in which the film is polished and flattened by the CMP method, and FIG.
An opening is formed in a VDSiO 2 film or the like, and FIG. 7F shows a state in which an ion implantation layer for an emitter and an ion implantation layer for extracting a collector electrode are formed by an ion implantation method.

【図3】本発明を適用した実施の形態例2の工程の前半
を工程順に説明する、半導体装置のバイポーラトランジ
スタ部の概略断面図で、(a)はコレクタ引き出し領域
および第2の素子分離層を形成し、SiO2 膜を形成し
た状態、(b)はグラフトベース層やベース層を形成し
た状態、(c)はSiN膜、SiO2 膜およびエピタキ
シャル層をエッチングして、アイランド状構造のベース
領域を形成し、その後エッチングしたエピタキシャル層
表面にSiO2 膜を形成し、CVDSiO2 膜を堆積し
た状態である。
FIGS. 3A and 3B are schematic cross-sectional views of a bipolar transistor portion of a semiconductor device in which the first half of a process according to a second embodiment of the present invention is described in the order of processes; FIG. Is formed, a SiO 2 film is formed, (b) is a state in which a graft base layer or a base layer is formed, and (c) is a SiN film, a SiO 2 film and an epitaxial layer are etched to form an island-like base. In this state, a region is formed, a SiO 2 film is formed on the surface of the etched epitaxial layer, and a CVD SiO 2 film is deposited.

【図4】本発明を適用した実施の形態例2の工程の後半
を工程順に説明する、半導体装置のバイポーラトランジ
スタ部の概略断面図で、(d)はCVDSiO2 膜をC
MP法で研磨して平坦化した後、SiN膜を除去した状
態、(e)はエミッタ層およびコレクタ電極引き出し層
を形成した状態である。
[4] will be described later in the present invention the applied example of the embodiment 2 steps in the order of steps, in schematic cross-sectional view of a bipolar transistor portion of the semiconductor device, the (d) of CVD SiO 2 film C
The state in which the SiN film is removed after polishing and flattening by the MP method, and the state (e) in which an emitter layer and a collector electrode lead layer are formed.

【図5】従来例の高耐圧バイポーラトランジスタを含む
半導体装置の製造工程を工程順に説明する、半導体装置
のバイポーラトランジスタ部の概略断面図で、(a)は
コレクタ引き出し領域および第2の素子分離層を形成
し、SiO2 膜を形成した状態、(b)はグラフトベー
ス層やベース層を形成した状態、(c)はエミッタ層や
コレクタ電極引き出し層を形成した状態である。
FIGS. 5A and 5B are schematic cross-sectional views of a bipolar transistor portion of a semiconductor device, illustrating manufacturing steps of a semiconductor device including a high breakdown voltage bipolar transistor according to a conventional example, in which FIG. 5A is a collector leading region and a second element isolation layer; Is formed, a state in which an SiO 2 film is formed, (b) is a state in which a graft base layer and a base layer are formed, and (c) is a state in which an emitter layer and a collector electrode lead layer are formed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…バイポーラトランジスタ部、2,3…ベース領域、
11…半導体基板、12…エピタキシャル層、13…コ
レクタ埋め込み層、14…第1の素子分離層、15,3
1…SiO2 膜、16…コレクタ引き出し領域、17…
第2の素子分離層、18…グラフトベース層、19…ベ
ース層、20…エミッタ層、21…コレクタ電極引き出
し層、30…SiN膜、32,41…CVDSiO
2 膜、33,36…フォトレジスト、34,35,3
7,38…開口、39…エミッタ用イオン注入層、40
…コレクタ電極引き出し用イオン注入層
1 ... Bipolar transistor part, 2,3 ... Base region,
11 semiconductor substrate, 12 epitaxial layer, 13 collector buried layer, 14 first element isolation layer, 15, 3
1: SiO 2 film, 16: Collector lead-out area, 17:
Second element isolation layer, 18: graft base layer, 19: base layer, 20: emitter layer, 21: collector electrode lead layer, 30: SiN film, 32, 41: CVDSiO
2 films, 33, 36 ... photoresist, 34, 35, 3
7, 38: opening, 39: ion implantation layer for emitter, 40
... Ion-implanted layer for extracting collector electrode

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高耐圧バイポーラトランジスタを含む半
導体装置において、 半導体基板上のエピタキシャル層表面に形成された、前
記高耐圧バイポーラトランジスタのベース層と前記ベー
ス層の周囲のグラフトベース層とで構成されるベース領
域が、前記ベース領域の外周部の前記エピタキシャル層
表面より所定の高さを持ち、側壁が略垂直のアイランド
状構造で、前記グラフトベース層の外周部近傍におけ
る、前記グラフトベース層の接合面は、前記側壁面と略
直交することを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device including a high breakdown voltage bipolar transistor, comprising: a base layer of the high breakdown voltage bipolar transistor formed on a surface of an epitaxial layer on a semiconductor substrate; and a graft base layer around the base layer. A base region having a predetermined height from the surface of the epitaxial layer at an outer peripheral portion of the base region and an island-like structure having substantially vertical side walls, and a bonding surface of the graft base layer near an outer peripheral portion of the graft base layer; Is a semiconductor device substantially orthogonal to the side wall surface.
【請求項2】 少なくともアイランド状となっている前
記ベース領域の前記側壁表面には絶縁膜が形成されてい
ることを特徴とする、請求項1に記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein an insulating film is formed on at least a surface of the side wall of the island-shaped base region.
【請求項3】 前記グラフトベース層の表面よりコレク
タ埋め込み層と略平行となる前記グラフトベース層の接
合面までの距離をL1 とし、前記グラフトベース層の接
合面より前記コレクタ埋め込み層までの距離をL2 とし
た時、前記所定の高さHは、L1 +L2 /4≦H≦L1
+L2 であることを特徴とする、請求項1に記載の半導
体装置。
Wherein the distance to the joint surface of the graft base layer made substantially parallel to the collector buried layer from the surface of the graft base layer and L 1, the distance to the collector buried layer than the bonding surface of the graft base layer when was the L 2, wherein the predetermined height H, L 1 + L 2/4 ≦ H ≦ L 1
The semiconductor device according to claim 1, wherein + L 2 .
【請求項4】 高耐圧バイポーラトランジスタを含む半
導体装置の製造方法において、 半導体基板表面にコレクタ埋め込み層を形成する工程
と、 エピタキシャル層を形成する工程と、 前記エピタキシャル層表面に、ベース層および前記ベー
ス層の周囲のグラフトベース層から成るベース領域を形
成する工程と、 異方性プラズマエッチング法により、前記グラフトベー
ス層の接合面が湾曲する領域の、前記グラフトベース層
の外縁部を含む前記エピタキシャル層をエッチングし、
エッチングされた前記エピタキシャル層の表面より所定
の高さを持ち、側壁が略垂直となったアイランド状のベ
ース領域を形成する工程と、 アイランド状となった前記ベース領域の側壁を含む、エ
ッチングされた前記エピタキシャル層表面に絶縁膜を形
成する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製
造方法。
4. A method for manufacturing a semiconductor device including a high breakdown voltage bipolar transistor, comprising: forming a collector buried layer on a surface of a semiconductor substrate; forming an epitaxial layer; and forming a base layer and the base on the surface of the epitaxial layer. Forming a base region consisting of a graft base layer around the layer; and the epitaxial layer including an outer edge of the graft base layer in a region where a bonding surface of the graft base layer is curved by an anisotropic plasma etching method. Etch
Forming an island-shaped base region having a predetermined height from the surface of the etched epitaxial layer and having a substantially vertical side wall; and Forming an insulating film on the surface of the epitaxial layer.
【請求項5】 前記グラフトベース層の外縁部を含む前
記エピタキシャル層のエッチング領域は、前記グラフト
ベース層と前記コレクタ埋め込み層に接続するコレクタ
引き出し領域間の、前記グラフトベース層の外周領域の
みであることを特徴とする、請求項4に記載の半導体装
置の製造方法。
5. An etching region of the epitaxial layer including an outer edge portion of the graft base layer is only an outer peripheral region of the graft base layer between the graft base layer and a collector extraction region connected to the collector buried layer. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein:
【請求項6】 前記グラフトベース層の表面よりコレク
タ埋め込み層と略平行となる前記グラフトベース層の接
合面までの距離をL1 とし、前記グラフトベース層の接
合面より前記コレクタ埋め込み層までの距離をL2 とし
た時、前記所定の高さHは、L1 +L2 /4≦H≦L1
+L2 であることを特徴とする、請求項4に記載の半導
体装置の製造方法。
6. The distance to the joint surface of the graft base layer made substantially parallel to the collector buried layer from the surface of the graft base layer and L 1, the distance to the collector buried layer than the bonding surface of the graft base layer when was the L 2, wherein the predetermined height H, L 1 + L 2/4 ≦ H ≦ L 1
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the value is + L 2 .
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002353230A (en) * 2001-05-25 2002-12-06 Sanyo Electric Co Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
JP2012204724A (en) * 2011-03-28 2012-10-22 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Semiconductor device having amplification factor with little current value dependency

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