JPH11354535A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents
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- JPH11354535A JPH11354535A JP16365898A JP16365898A JPH11354535A JP H11354535 A JPH11354535 A JP H11354535A JP 16365898 A JP16365898 A JP 16365898A JP 16365898 A JP16365898 A JP 16365898A JP H11354535 A JPH11354535 A JP H11354535A
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Abstract
Description
【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、特に、ベース−コレクタ間の高耐
圧化とコレクタ抵抗の低減とが両立された、誘電体分離
型の相補型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 dielectric isolation type complementary bipolar transistor having both a high breakdown voltage between a base and a collector and a reduced collector resistance. And a method of manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、オーディオアンプやディスプレイ
ドライバ等に用いるトランジスタの高耐圧化および高集
積化が要求されている。高耐圧集積回路を高集積化およ
び高速化するには、寄生トランジスタの形成や、素子分
離形成によるチップサイズの増大を防止するため、誘電
体分離技術を採用することが好ましい。酸化膜を用いて
各素子間を分離する誘電体分離技術の中では、コストの
点から、特に、貼り合わせSOI(silicon o
n insulator)基板が注目されている。2. Description of the Related Art In recent years, transistors used for audio amplifiers, display drivers, and the like have been required to have higher breakdown voltage and higher integration. In order to achieve high integration and high speed of the high breakdown voltage integrated circuit, it is preferable to employ a dielectric isolation technology in order to prevent an increase in chip size due to formation of a parasitic transistor and formation of element isolation. Among dielectric isolation technologies for separating each element using an oxide film, from the viewpoint of cost, in particular, a bonded SOI (silicon oxide) is preferred.
Attention has been paid to n insulator substrates.
【0003】従来の製造方法により、SOI基板上に高
耐圧バイポーラトランジスタを形成する場合の製造工程
について、図17〜図24を参照して以下に説明する。
図17に、高耐圧縦型NPNトランジスタ形成領域と高
耐圧縦型PNPトランジスタ形成領域を示す。まず、シ
リコンからなるn型基板3の表面に、例えば熱酸化法に
より膜厚2μm程度の埋め込み酸化膜2を形成する。支
持基板1にn型基板3を、埋め込み酸化膜2を介して室
温で貼り合わせる。n型基板3は続く工程により、活性
層であるn型埋め込み層4およびp型埋め込み層5とな
る。n型基板3としては、例えば、比抵抗10Ωcm程
度のシリコン基板を用いる。その後、例えば1100℃
で2時間程度、酸素雰囲気中でアニールを行い埋め込み
酸化膜2と支持基板1との貼り合わせ強度を高める。続
いて、例えば機械研磨あるいは化学的機械研磨(CM
P)により、n型基板3を所定の膜厚、例えば2μmに
する。A manufacturing process for forming a high breakdown voltage bipolar transistor on an SOI substrate by a conventional manufacturing method will be described below with reference to FIGS.
FIG. 17 shows a high breakdown voltage vertical NPN transistor formation region and a high breakdown voltage vertical PNP transistor formation region. First, a buried oxide film 2 having a thickness of about 2 μm is formed on the surface of an n-type substrate 3 made of silicon by, for example, a thermal oxidation method. An n-type substrate 3 is bonded to a supporting substrate 1 at room temperature via a buried oxide film 2. In the subsequent steps, the n-type substrate 3 becomes an n-type buried layer 4 and a p-type buried layer 5 which are active layers. As the n-type substrate 3, for example, a silicon substrate having a specific resistance of about 10 Ωcm is used. Then, for example, at 1100 ° C
For about 2 hours in an oxygen atmosphere to increase the bonding strength between the buried oxide film 2 and the support substrate 1. Subsequently, for example, mechanical polishing or chemical mechanical polishing (CM
By P), the n-type substrate 3 is set to a predetermined thickness, for example, 2 μm.
【0004】次に、n型埋め込み層4を形成するため、
イオン注入を行う。公知のフォトリソグラフィ技術によ
りNPNトランジスタ部分に開口が設けられたフォトレ
ジスト(不図示)をマスクとしてn型不純物、例えば、
ヒ素(As)をイオンエネルギー50keV、導入量3
×1015/cm2 でイオン注入する。その後、フォトレ
ジストを除去する。さらに、p型埋め込み層5を形成す
るため、イオン注入を行う。公知のフォトリソグラフィ
技術によりPNPトランジスタ部分に開口が設けられた
フォトレジスト(不図示)をマスクとしてp型不純物、
例えば、ホウ素(B)をイオンエネルギー50keV、
導入量3×1015/cm2 でイオン注入する。その後、
フォトレジストを除去する。Next, in order to form the n-type buried layer 4,
Perform ion implantation. An n-type impurity such as, for example, a photoresist (not shown) having an opening formed in an NPN transistor portion by a known photolithography technique is used as a mask.
Arsenic (As) with an ion energy of 50 keV and a dose of 3
Ion implantation is performed at × 10 15 / cm 2 . After that, the photoresist is removed. Further, ion implantation is performed to form the p-type buried layer 5. Using a photoresist (not shown) having an opening in the PNP transistor portion by a known photolithography technique as a mask,
For example, boron (B) is ion energy of 50 keV,
Ions are implanted at a dose of 3 × 10 15 / cm 2 . afterwards,
Remove the photoresist.
【0005】続いて、例えば1100℃で1時間程度、
水蒸気雰囲気中でアニールすることにより、前工程でN
PNトランジスタ部分に導入されたヒ素、およびPNP
トランジスタ部分に導入されたホウ素をそれぞれ熱拡散
させ、n型埋め込み層4およびp型埋め込み層5を形成
する。このアニール工程において、活性層表面に酸化膜
(不図示)が形成されるので、アニール後、フッ酸溶液
等を用いたライトエッチングを行って除去する。これに
より、図17に示すような構造となる。Subsequently, for example, at 1100 ° C. for about 1 hour,
By annealing in a steam atmosphere, N
Arsenic introduced into the PN transistor part, and PNP
The boron introduced into the transistor portion is thermally diffused to form an n-type buried layer 4 and a p-type buried layer 5. In this annealing step, an oxide film (not shown) is formed on the surface of the active layer. After the annealing, the oxide film is removed by light etching using a hydrofluoric acid solution or the like. As a result, a structure as shown in FIG. 17 is obtained.
【0006】次に、図18に示すように、活性層である
n型埋め込み層4およびp型埋め込み層5の上層に、例
えば比抵抗10Ωcm、膜厚15μmのn型エピタキシ
ャル層6を成長させる。n型エピタキシャル層6のNP
Nトランジスタ部分はn型コレクタ領域7となり、n型
エピタキシャル層6のPNPトランジスタ部分は続く工
程により、p型コレクタ領域8となる。n型エピタキシ
ャル層6上層に、熱酸化法により膜厚50nm程度の酸
化膜9を形成する。公知のフォトリソグラフィ技術によ
りPNPトランジスタ部分に開口が設けられたフォトレ
ジストをマスクとしてp型不純物、例えば、ホウ素
(B)をイオンエネルギー300keV、導入量8×1
012/cm2 でイオン注入する。不活性ガス雰囲気中
で、例えば1200℃、7時間程度アニールすることに
より、PNPトランジスタのp型コレクタ領域8が形成
される。これにより、図18に示すような構造となる。Next, as shown in FIG. 18, an n-type epitaxial layer 6 having a specific resistance of 10 Ωcm and a thickness of 15 μm is grown on the n-type buried layer 4 and the p-type buried layer 5 as active layers. NP of n-type epitaxial layer 6
The N-transistor portion becomes an n-type collector region 7, and the PNP transistor portion of the n-type epitaxial layer 6 becomes a p-type collector region 8 in a subsequent step. An oxide film 9 having a thickness of about 50 nm is formed on the n-type epitaxial layer 6 by a thermal oxidation method. A p-type impurity, for example, boron (B), with an ion energy of 300 keV and an introduction amount of 8 × 1, using a photoresist having an opening in a PNP transistor portion by a known photolithography technique as a mask.
Ion implantation is performed at 0 12 / cm 2 . Annealing is performed in an inert gas atmosphere at, for example, about 1200 ° C. for about 7 hours to form a P-type collector region 8 of the PNP transistor. As a result, a structure as shown in FIG. 18 is obtained.
【0007】次に、公知のフォトリソグラフィ技術によ
り、NPNトランジスタのベース領域上層に開口が設け
られたフォトレジスト(不図示)をマスクとしてp型不
純物、例えば、ホウ素(B)をイオンエネルギー40k
eV、導入量1×1014/cm2 でイオン注入する。フ
ォトレジストを除去した後、公知のフォトリソグラフィ
技術により、PNPトランジスタのベース領域上層に開
口が設けられたフォトレジスト(不図示)をマスクとし
てn型不純物、例えば、リン(P)をイオンエネルギー
60keV、導入量1×1014/cm2 でイオン注入す
る。フォトレジストを除去後、不活性ガス雰囲気中で、
例えば900℃で30分程度アニールすることにより、
不純物が熱拡散されてNPNトランジスタのp型ベース
領域10およびPNPトランジスタのn型ベース領域1
1がそれぞれ形成される。Next, by a known photolithography technique, a p-type impurity such as boron (B) is ion-energyd to 40 k using a photoresist (not shown) having an opening formed in an upper layer of the base region of the NPN transistor as a mask.
Ion implantation is performed at eV and a dose of 1 × 10 14 / cm 2 . After the photoresist is removed, an n-type impurity, for example, phosphorus (P) is ion-energized at 60 keV by a known photolithography technique using a photoresist (not shown) provided with an opening in the upper layer of the base region of the PNP transistor as a mask. Ions are implanted at a dose of 1 × 10 14 / cm 2 . After removing the photoresist, in an inert gas atmosphere,
For example, by annealing at 900 ° C. for about 30 minutes,
The impurities are thermally diffused, and the p-type base region 10 of the NPN transistor and the n-type base region 1 of the PNP transistor
1 are formed respectively.
【0008】次に、公知のフォトリソグラフィ技術によ
り、NPNトランジスタのn型エミッタ領域およびn型
コレクタコンタクト上層に開口が設けられたフォトレジ
スト(不図示)をマスクとしてn型不純物、例えば、ヒ
素(As)をイオンエネルギー110keV、導入量5
×1015/cm2 でイオン注入する。その後、フォトレ
ジストを除去する。続いて、公知のフォトリソグラフィ
技術により、PNPトランジスタのp型エミッタ領域お
よびp型コレクタコンタクト上層に開口が設けられたフ
ォトレジスト(不図示)をマスクとしてp型不純物、例
えば、ホウ素(B)をイオンエネルギー40keV、導
入量3×1015/cm2 でイオン注入する。フォトレジ
ストを除去後、不活性ガス雰囲気中で、例えば1000
℃で30分程度アニールすることにより、不純物が熱拡
散されてNPNトランジスタのn型エミッタ領域12お
よびn型コレクタコンタクト13、およびPNPトラン
ジスタのp型エミッタ領域14およびp型コレクタコン
タクト15がそれぞれ形成される。これにより、図19
に示すような構造となる。Next, by a known photolithography technique, an n-type impurity such as arsenic (As) is formed by using a photoresist (not shown) having an opening in an n-type emitter region and an n-type collector contact upper layer of the NPN transistor as a mask. ) With an ion energy of 110 keV and an introduced amount of 5
Ion implantation is performed at × 10 15 / cm 2 . After that, the photoresist is removed. Subsequently, a p-type impurity such as boron (B) is ion-implanted by a known photolithography technique using a photoresist (not shown) provided with an opening in a p-type emitter region and a p-type collector contact upper layer of the PNP transistor as a mask. Ion implantation is performed at an energy of 40 keV and a dose of 3 × 10 15 / cm 2 . After removing the photoresist, for example, 1000
By annealing at 30 ° C. for about 30 minutes, the impurities are thermally diffused to form the n-type emitter region 12 and the n-type collector contact 13 of the NPN transistor and the p-type emitter region 14 and the p-type collector contact 15 of the PNP transistor, respectively. You. As a result, FIG.
The structure is as shown in FIG.
【0009】その後、NPNトランジスタ部分の酸化膜
9、n型コレクタ層7およびn型埋め込み層4を、埋め
込み酸化膜2に達するまでエッチングすることにより、
素子分離用のトレンチ16を形成する。同時に、PNP
トランジスタ部分の酸化膜9、p型コレクタ層8および
p型埋め込み層5を、埋め込み酸化膜2に達するまでエ
ッチングすることにより、素子分離用のトレンチ16を
形成する。これにより、図20に示すような構造とな
る。次に、例えば熱酸化法によりトレンチ16の内壁
に、膜厚500nm程度の酸化膜17を形成する。これ
により、図21に示すような構造となる。酸化膜17が
形成されたトレンチ16に、例えばCVD法により、ポ
リシリコン18を埋め込みながら堆積させる。その後、
トレンチから表出したポリシリコン18を、例えばリア
クティブイオンエッチング(RIE)によりエッチバッ
クして、表面を平坦化する。これにより、図22に示す
ような構造となる。Thereafter, the oxide film 9, the n-type collector layer 7 and the n-type buried layer 4 in the NPN transistor portion are etched until they reach the buried oxide film 2.
A trench 16 for element isolation is formed. At the same time, PNP
The oxide film 9, the p-type collector layer 8, and the p-type buried layer 5 in the transistor portion are etched until reaching the buried oxide film 2, thereby forming a trench 16 for element isolation. As a result, a structure as shown in FIG. 20 is obtained. Next, an oxide film 17 having a thickness of about 500 nm is formed on the inner wall of the trench 16 by, for example, a thermal oxidation method. As a result, a structure as shown in FIG. 21 is obtained. In the trench 16 in which the oxide film 17 is formed, a polysilicon 18 is deposited while being buried by, for example, a CVD method. afterwards,
The polysilicon 18 exposed from the trench is etched back by, for example, reactive ion etching (RIE) to planarize the surface. As a result, a structure as shown in FIG. 22 is obtained.
【0010】次に、例えばCVD法により全面に酸化膜
19を堆積させる。さらに、全面にフォトレジスト(不
図示)を堆積させ、公知のフォトリソグラフィ技術によ
り電極形成部分のフォトレジストに開口を設ける。フォ
トレジストをマスクとして、例えばRIEを行い、酸化
膜19および酸化膜9の電極形成部分に開口を設ける。
これにより、図23に示すような構造となる。電極形成
部分に開口が設けられた酸化膜19上の全面に、例えば
スパッタリング法によりアルミニウム20を堆積させ
る。その後、全面にフォトレジスト(不図示)を堆積さ
せ、公知のフォトリソグラフィ技術により電極部分以外
のフォトレジストを除去する。フォトレジストをマスク
として、例えばRIE法によりアルミニウム20をパタ
ーニングする。電極形成後、フォトレジストを除去する
ことにより、図24に断面を示すような半導体装置が得
られる。Next, an oxide film 19 is deposited on the entire surface by, for example, a CVD method. Further, a photoresist (not shown) is deposited on the entire surface, and an opening is provided in the photoresist on the electrode forming portion by a known photolithography technique. Using the photoresist as a mask, for example, RIE is performed to provide openings in the oxide film 19 and the electrode formation portion of the oxide film 9.
As a result, a structure as shown in FIG. 23 is obtained. Aluminum 20 is deposited by, for example, a sputtering method on the entire surface of the oxide film 19 where the opening is formed in the electrode formation portion. Thereafter, a photoresist (not shown) is deposited on the entire surface, and the photoresist other than the electrode portions is removed by a known photolithography technique. Using the photoresist as a mask, the aluminum 20 is patterned by, for example, the RIE method. After the electrodes are formed, the photoresist is removed to obtain a semiconductor device having a cross section shown in FIG.
【0011】上記の構造の半導体装置においては、誘電
体分離技術を用いて、隣接するNPNトランジスタとP
NPトランジスタとの間の電気的な絶縁分離を行ってい
る。これにより、集積密度を高くすることができ、ま
た、各トランジスタのpn接合の寄生容量も低減できる
ため、高速化に有利となる。また、上記の構造の半導体
装置においては、コレクタ領域7、8の不純物濃度を低
くすることによりベース−コレクタ間耐圧を確保してい
るが、コレクタ領域7、8全体を低不純物濃度とする
と、コレクタの直列抵抗が大きくなり特性が低下する。
そのため、図24に示されるように、低不純物濃度のコ
レクタ領域7、8の下層に高不純物濃度のn型埋め込み
層4およびp型埋め込み層5が設けられる。これによ
り、バイポーラトランジスタの利点である高速性を生か
しながら、バイポーラトランジスタの高耐圧化が実現さ
れている。In the semiconductor device having the above structure, the adjacent NPN transistor and P
Electrical insulation and separation from the NP transistor are performed. Accordingly, the integration density can be increased, and the parasitic capacitance of the pn junction of each transistor can be reduced, which is advantageous for speeding up. In the semiconductor device having the above structure, the base-collector breakdown voltage is secured by lowering the impurity concentration of the collector regions 7 and 8. However, if the collector regions 7 and 8 as a whole have a low impurity concentration, , The series resistance increases and the characteristics deteriorate.
Therefore, as shown in FIG. 24, an n-type buried layer 4 and a p-type buried layer 5 having a high impurity concentration are provided below the collector regions 7 and 8 having a low impurity concentration. As a result, a high withstand voltage of the bipolar transistor is realized while taking advantage of the high speed property which is an advantage of the bipolar transistor.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の半導体装
置の製造方法においては、高耐圧化を実現するために低
不純物濃度のコレクタ領域7、8、すなわちn型エピタ
キシャル層6を厚く形成する必要がある。コレクタ領域
7、8を厚く形成することにより、縦型NPNトランジ
スタおよび縦型PNPトランジスタにおいて、それぞれ
コレクタ抵抗が高くなり、トランジスタを高速化する上
で妨げとなる。コレクタ領域7、8の厚膜化によるコレ
クタ抵抗の増大という問題に対して、n型エピタキシャ
ル層(n型コレクタ領域7)表面およびp型コレクタ領
域8表面から高濃度の不純物を拡散させ、コレクタ取り
出し用の拡散層(コレクタコンタクト)を形成する方法
もある。これにより、ベース−コレクタ間耐圧を維持し
たまま、コレクタ抵抗を低減させることが可能となる。In the above-mentioned conventional method for manufacturing a semiconductor device, the collector regions 7, 8 having a low impurity concentration, that is, the n-type epitaxial layer 6, must be formed thick to achieve a high breakdown voltage. There is. By forming the collector regions 7 and 8 thick, the collector resistance of each of the vertical NPN transistor and the vertical PNP transistor increases, which hinders the speeding up of the transistors. To solve the problem of increasing the collector resistance due to the increase in the thickness of the collector regions 7 and 8, a high concentration impurity is diffused from the surface of the n-type epitaxial layer (n-type collector region 7) and the surface of the p-type collector region 8 to take out the collector. There is also a method of forming a diffusion layer (collector contact) for use. This makes it possible to reduce the collector resistance while maintaining the base-collector breakdown voltage.
【0013】しかしながら、縦型バイポーラトランジス
タにおいては、ベース−コレクタ間耐圧を増大させるた
めにコレクタ領域をさらに厚膜化した場合、上記のよう
に、n型エピタキシャル層表層から不純物を拡散させる
には、より高温長時間の熱処理が必要となる。したがっ
て、コレクタ領域を厚膜化するにはプロセス上限界があ
り、コストも高くなる。さらに、不純物の拡散深さを深
くするため、高エネルギー、高導入量のイオン注入を行
うと、シリコン基板の結晶欠陥が顕著になるという問題
もある。以上のように、従来の半導体装置の製造方法に
よれば、コレクタ領域を厚膜化した場合、高不純物濃度
のコレクタコンタクトを形成できず、コレクタ抵抗の低
減が困難であった。However, in the case of a vertical bipolar transistor, if the collector region is further thickened in order to increase the base-collector breakdown voltage, as described above, it is necessary to diffuse impurities from the surface of the n-type epitaxial layer. Higher temperature and longer time heat treatment is required. Therefore, there is a limit in the process for increasing the thickness of the collector region, and the cost increases. Furthermore, when ion implantation with high energy and high introduction amount is performed to increase the diffusion depth of the impurity, there is a problem that crystal defects of the silicon substrate become remarkable. As described above, according to the conventional method of manufacturing a semiconductor device, when the thickness of the collector region is increased, a collector contact having a high impurity concentration cannot be formed, and it is difficult to reduce the collector resistance.
【0014】本発明は上記の問題点を鑑みてなされたも
のであり、縦型バイポーラトランジスタ、特に、誘電体
分離型の相補型バイポーラトランジスタにおいて、トラ
ンジスタの高耐圧化とコレクタ抵抗の低減とが両立され
た半導体装置およびその製造方法を提供することを目的
とする。The present invention has been made in view of the above problems, and in a vertical bipolar transistor, in particular, a complementary bipolar transistor of a dielectric isolation type, both high transistor breakdown voltage and low collector resistance are compatible. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the same.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の半導体装置は、トレンチを用いて、隣接す
る第1の半導体回路と第2の半導体回路を絶縁分離する
半導体装置であって、半導体基板上に形成されている埋
め込み絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成されている第1導
電型の高濃度不純物拡散層からなる第1の埋め込み層
と、前記第1の埋め込み層上に形成されている第1導電
型の低濃度不純物拡散層からなる第1のコレクタ領域
と、前記第1のコレクタ領域に形成されている第2導電
型の第1のベース領域と、前記第1のベース領域に形成
されている第1導電型の高濃度不純物拡散層からなる第
1のエミッタ領域と、前記第1のコレクタ領域表面に、
前記第1のベース領域と所定の間隔をあけて形成されて
いる、第1導電型の高濃度不純物拡散層からなる第1の
コレクタコンタクトとを有する第1半導体回路と、前記
第1の半導体回路の側面に、前記コレクタコンタクトか
ら前記埋め込み絶縁膜まで形成され、前記第1の半導体
回路を隣接する第2の半導体回路から電気的に絶縁分離
するトレンチと、前記トレンチ内壁の、少なくとも前記
コレクタコンタクトとの界面を除く部分に形成されてい
る絶縁膜と、前記トレンチ内部に埋め込まれている、第
1導電型不純物を高濃度に含有する埋め込み材料と、前
記コレクタ領域の前記トレンチとの界面に、前記埋め込
み層から前記コレクタコンタクトまで形成されている第
1導電型不純物拡散層からなるコレクタウォールとを有
することを特徴とする。In order to achieve the above object, a semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device that uses a trench to insulate and separate an adjacent first semiconductor circuit and a second semiconductor circuit. A buried insulating film formed on the semiconductor substrate; a first buried layer made of a first conductivity type high concentration impurity diffusion layer formed on the insulating film; A first collector region formed of a low concentration impurity diffusion layer of a first conductivity type formed in the first collector region; a first base region of a second conductivity type formed in the first collector region; A first emitter region formed of a first-conductivity-type high-concentration impurity diffusion layer formed in the base region; and a surface of the first collector region.
A first semiconductor circuit having a first collector contact formed of a first conductive type high-concentration impurity diffusion layer and formed at a predetermined distance from the first base region; and the first semiconductor circuit. A trench formed from the collector contact to the buried insulating film to electrically insulate and isolate the first semiconductor circuit from an adjacent second semiconductor circuit; and at least the collector contact on an inner wall of the trench. An insulating film formed in a portion excluding an interface of the first conductive material, a buried material buried in the trench, containing a first conductivity type impurity at a high concentration, and an interface between the trench in the collector region and the buried material. A collector wall comprising a first conductivity type impurity diffusion layer formed from the buried layer to the collector contact. That.
【0016】本発明の半導体装置は、好適には、前記第
2の半導体回路は、前記埋め込み絶縁膜上に形成されて
いる第2導電型の高濃度不純物拡散層からなる第2の埋
め込み層と、前記第2導電型高濃度不純物拡散層上に形
成されている第2導電型の低濃度不純物拡散層からなる
第2のコレクタ領域と、前記コレクタ領域上に形成され
ている第1導電型の第2のベース領域と、前記ベース領
域上に形成されている第2導電型の高濃度不純物拡散層
からなる第2のエミッタ領域と、前記コレクタ領域表面
に、前記ベース領域と所定の間隔をあけて形成されてい
る、第2導電型の高濃度不純物拡散層からなる第2のコ
レクタコンタクトとを含有し、前記第1および第2の半
導体回路は、誘電体分離構造の相補型バイポーラトラン
ジスタを構成することを特徴とする。In the semiconductor device according to the present invention, preferably, the second semiconductor circuit includes a second buried layer made of a second conductivity type high concentration impurity diffusion layer formed on the buried insulating film. A second collector region formed of a second conductivity type low concentration impurity diffusion layer formed on the second conductivity type high concentration impurity diffusion layer; and a first conductivity type of a first conductivity type formed on the collector region. A second base region, a second emitter region formed of a second conductive type high-concentration impurity diffusion layer formed on the base region, and a predetermined distance from the base region on a surface of the collector region; A second collector contact formed of a second conductive type high-concentration impurity diffusion layer, wherein the first and second semiconductor circuits constitute a complementary bipolar transistor having a dielectric isolation structure. Do And wherein the door.
【0017】本発明の半導体装置は、好適には、前記半
導体基板、前記埋め込み絶縁膜および前記埋め込み層
は、SOI(silicon on insulato
r)基板からなることを特徴とする。本発明の半導体装
置は、好適には、前記第1および第2のコレクタ領域は
シリコンからなるエピタキシャル層であることを特徴と
する。また、本発明の半導体装置は、好適には、前記埋
め込み絶縁膜および前記絶縁膜は、シリコン酸化膜から
なることを特徴とする。本発明の半導体装置は、好適に
は、前記トレンチ内の前記埋め込み材料は、ポリシリコ
ンからなることを特徴とする。あるいは、本発明の半導
体装置は、好適には、前記トレンチ内の前記埋め込み材
料は、絶縁性材料からなることを特徴とする。本発明の
半導体装置は、好適には、前記絶縁性材料はシリコン酸
化膜からなることを特徴とする。あるいは、本発明の半
導体装置は、好適には、前記絶縁性材料はシリコン窒化
膜からなることを特徴とする。Preferably, in the semiconductor device according to the present invention, the semiconductor substrate, the buried insulating film, and the buried layer are made of silicon on insulator (SOI).
r) It consists of a substrate. The semiconductor device according to the present invention is preferably characterized in that the first and second collector regions are epitaxial layers made of silicon. The semiconductor device of the present invention is preferably characterized in that the buried insulating film and the insulating film are made of a silicon oxide film. The semiconductor device of the present invention is preferably characterized in that the filling material in the trench is made of polysilicon. Alternatively, the semiconductor device of the present invention is preferably characterized in that the filling material in the trench is made of an insulating material. The semiconductor device of the present invention is preferably characterized in that the insulating material is made of a silicon oxide film. Alternatively, the semiconductor device of the present invention is preferably characterized in that the insulating material is made of a silicon nitride film.
【0018】上記の本発明の半導体装置によれば、コレ
クタ領域の側面に、トレンチ内の不純物が拡散されたコ
レクタウォールが形成されているため、コレクタ抵抗が
低減される。これにより、ベース−コレクタ間が高耐圧
化されるため、コレクタ領域を厚く形成した場合にも、
バイポーラトランジスタの高速性が損なわれない。さら
に、バイポーラトランジスタ側面に誘電体分離技術を利
用したトレンチが形成されているため、寄生トランジス
タの発生が抑制され、バイポーラトランジスタの高速性
および高耐圧化の両立が可能となる。According to the above-described semiconductor device of the present invention, since the collector wall in which the impurity in the trench is diffused is formed on the side surface of the collector region, the collector resistance is reduced. This increases the breakdown voltage between the base and the collector, so that even when the collector region is formed thick,
The high speed of the bipolar transistor is not impaired. Further, since the trench using the dielectric isolation technology is formed on the side surface of the bipolar transistor, the occurrence of a parasitic transistor is suppressed, and both high speed and high breakdown voltage of the bipolar transistor can be achieved.
【0019】上記の目的を達成するため本発明の半導体
装置の製造方法は、同一半導体基板上に、第1の半導体
回路、前記第1の半導体回路と導電型が逆である第2の
半導体回路、および、第1および第2の半導体回路を分
離するトレンチを形成する半導体装置の製造方法におい
て、半導体基板上に埋め込み絶縁膜を形成する工程と、
支持基板となる第2の半導体基板に、前記第1の半導体
基板を前記埋め込み絶縁膜を介して積層させ、SOI
(silicon on insulator)基板を
形成する工程と、前記第1の半導体基板に不純物を拡散
させ、前記第1および第2の半導体回路形成領域に、そ
れぞれ埋め込み層を形成する工程と、前記第1および第
2の半導体回路形成領域の前記埋め込み層上に、それぞ
れコレクタ領域を形成する工程と、前記第1および第2
の半導体回路形成領域の前記コレクタ領域上に、不純物
を拡散させて、それぞれベース領域を形成する工程と、
前記第1および第2の半導体回路形成領域の前記ベース
領域上に、不純物を拡散させて、それぞれエミッタ領域
を形成する工程と、前記第1および第2の半導体回路形
成領域の前記コレクタ領域表面に、前記ベース領域と所
定の間隔をあけて不純物を拡散させて、それぞれコレク
タコンタクトを形成する工程と、前記第1および第2の
半導体回路形成領域の側面に、前記埋め込み絶縁膜に達
するまでエッチングを行い、前記第1および第2の半導
体回路間を電気的に絶縁分離するためのトレンチを形成
する工程と、前記トレンチ内壁に、絶縁膜を形成する工
程と、前記トレンチ内壁の前記絶縁膜の、少なくとも前
記コレクタコンタクトとの界面にエッチングを行い、前
記絶縁膜を選択的に除去する工程と、前記トレンチ内部
に埋め込み材料を堆積させる工程と、前記埋め込み材料
に不純物を導入する工程と、前記コレクタ領域の前記ト
レンチとの界面に、前記絶縁膜の選択的に除去された部
分を介して不純物を拡散させ、前記埋め込み層と前記コ
レクタコンタクトを接続するコレクタウォールを形成す
る工程とを有することを特徴とする。In order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises the steps of: providing a first semiconductor circuit and a second semiconductor circuit having a conductivity type opposite to that of the first semiconductor circuit on the same semiconductor substrate; And a method of manufacturing a semiconductor device for forming a trench separating the first and second semiconductor circuits, wherein a buried insulating film is formed on a semiconductor substrate;
Forming a first semiconductor substrate on a second semiconductor substrate serving as a support substrate via the buried insulating film;
(Silicon on insulator) forming a substrate; diffusing impurities into the first semiconductor substrate to form buried layers in the first and second semiconductor circuit formation regions, respectively; Forming a collector region on the buried layer in the second semiconductor circuit formation region, respectively;
A step of diffusing impurities on the collector region of the semiconductor circuit forming region to form respective base regions;
Forming an emitter region by diffusing impurities on the base region of the first and second semiconductor circuit formation regions; and forming an emitter region on the collector region surface of the first and second semiconductor circuit formation regions. Forming a collector contact by diffusing impurities at a predetermined distance from the base region, and etching the side surfaces of the first and second semiconductor circuit formation regions until reaching the buried insulating film. Forming a trench for electrically insulating and isolating the first and second semiconductor circuits from each other; forming an insulating film on the inner wall of the trench; and forming an insulating film on the inner wall of the trench. Etching at least the interface with the collector contact to selectively remove the insulating film; and filling a filling material inside the trench. Depositing an impurity into the burying material; and diffusing the impurity through an selectively removed portion of the insulating film at an interface between the collector region and the trench to form the buried layer. Forming a collector wall connecting the collector contact.
【0020】本発明の半導体装置の製造方法は、好適に
は、前記SOI基板を形成する工程は、前記埋め込み絶
縁膜が形成された前記半導体基板上に、前記第2の半導
体基板を貼り合わせてから、熱処理を行って貼り合わせ
強度を高める工程であることを特徴とする。In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, preferably, the step of forming the SOI substrate includes bonding the second semiconductor substrate to the semiconductor substrate on which the buried insulating film is formed. Therefore, the process is characterized by performing a heat treatment to increase the bonding strength.
【0021】本発明の半導体装置の製造方法は、好適に
は、前記埋め込み絶縁膜および前記絶縁膜は、シリコン
酸化膜からなることを特徴とする。本発明の半導体装置
の製造方法は、好適には、前記トレンチ内の前記埋め込
み材料はポリシリコンからなることを特徴とする。ある
いは、本発明の半導体装置の製造方法は、好適には、前
記トレンチ内の前記埋め込み材料は絶縁性材料からなる
ことを特徴とする。本発明の半導体装置の製造方法は、
好適には、前記絶縁性材料はシリコン酸化膜からなるこ
とを特徴とする。あるいは、本発明の半導体装置の製造
方法は、好適には、前記絶縁性材料は、シリコン窒化膜
からなることを特徴とする。In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, preferably, the buried insulating film and the insulating film are made of a silicon oxide film. In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, preferably, the filling material in the trench is made of polysilicon. Alternatively, the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is preferably characterized in that the filling material in the trench is made of an insulating material. The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes:
Preferably, the insulating material comprises a silicon oxide film. Alternatively, the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is preferably characterized in that the insulating material is made of a silicon nitride film.
【0022】また、上記の目的を達成するため、本発明
の半導体装置の製造方法は、半導体基板上に埋め込み絶
縁膜を形成する工程と、支持基板となる第2の半導体基
板に、前記第1の半導体基板を前記埋め込み絶縁膜を介
して積層させ、SOI(silicon on ins
ulator)基板を形成する工程と、前記第1の半導
体基板に、第1導電型の不純物を高濃度で拡散させて埋
め込み層を形成する工程と、前記埋め込み層上に、第1
導電型の不純物を低濃度で含有するコレクタ領域を形成
する工程と、前記コレクタ領域上に、第2導電型の不純
物を拡散させてベース領域を形成する工程と、前記ベー
ス領域上に、第1導電型の不純物を高濃度で拡散させて
エミッタ領域を形成する工程と、前記コレクタ領域表面
に、前記ベース領域と所定の間隔をあけて第1導電型の
不純物を高濃度で拡散させてコレクタコンタクトを形成
する工程と、前記埋め込み層、前記コレクタ領域、前記
ベース領域、前記エミッタ領域および前記コレクタコン
タクトを含有する第1の半導体回路の側面に、前記埋め
込み絶縁膜に達するまでエッチングを行い、前記第1の
半導体回路を隣接する第2の半導体回路から電気的に絶
縁分離するためのトレンチを形成する工程と、前記トレ
ンチ内壁に、絶縁膜を形成する工程と、前記トレンチ内
壁の前記絶縁膜の、少なくとも前記コレクタコンタクト
との界面にエッチングを行い、前記絶縁膜を選択的に除
去する工程と、前記トレンチ内部に埋め込み材料を堆積
させる工程と、前記埋め込み材料に、第1導電型不純物
を高濃度で導入する工程と、前記埋め込み材料に含有さ
れる第1導電型不純物を、前記コレクタ領域の前記トレ
ンチとの界面に、前記絶縁膜の選択的に除去された部分
を介して拡散させ、前記埋め込み層と前記コレクタコン
タクトを接続するコレクタウォールを形成する工程とを
有することを特徴とする。According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: forming a buried insulating film on a semiconductor substrate; Are stacked with the buried insulating film interposed therebetween, and SOI (silicon on ins) is formed.
forming a buried layer by diffusing a first conductivity type impurity at a high concentration in the first semiconductor substrate; and forming a first buried layer on the buried layer.
Forming a collector region containing a conductive type impurity at a low concentration, forming a base region by diffusing a second conductive type impurity on the collector region, and forming a first region on the base region. A step of forming an emitter region by diffusing a conductive type impurity at a high concentration; and a step of forming a collector contact by diffusing a first conductive type impurity at a high concentration on the surface of the collector region at a predetermined distance from the base region. Forming a buried layer, the collector region, the base region, the emitter region, and a side surface of the first semiconductor circuit containing the collector contact until the buried insulating film is reached, Forming a trench for electrically insulating and separating one semiconductor circuit from an adjacent second semiconductor circuit; Forming an insulating film on the inner wall of the trench, etching at least an interface with the collector contact, and selectively removing the insulating film; and depositing a filling material inside the trench. Introducing a first conductivity type impurity into the burying material at a high concentration; and selecting the insulating film at the interface between the collector region and the trench by introducing the first conductivity type impurity contained in the burying material. Forming a collector wall connecting the buried layer and the collector contact by diffusing through the part that has been removed.
【0023】上記の本発明の半導体装置の製造方法によ
れば、絶縁膜が埋め込まれたトレンチを利用して、コレ
クタ領域側面に、高不純物濃度の埋め込み層とコレクタ
コンタクトとを接続するコレクタウォールを形成する。
したがって、従来の誘電体分離型バイポーラトランジス
タの製造方法に、少ない工程数を追加、すなわち、トレ
ンチ内に高不純物濃度の埋め込み材料を形成する工程
と、埋め込み材料からコレクタ領域に不純物を拡散させ
る工程を追加するのみでコレクタ抵抗の低減が可能とな
る。また、本発明の半導体装置の製造方法によれば、基
板表面にイオン注入を行ってコレクタ取り出し拡散層を
形成する場合に比較して、基板における結晶欠陥の発生
を低減させることもできる。According to the above-described method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a collector wall for connecting a buried layer having a high impurity concentration and a collector contact is formed on the side surface of a collector region by utilizing a trench in which an insulating film is buried. Form.
Therefore, a small number of steps are added to the conventional method of manufacturing a dielectric isolation bipolar transistor, that is, a step of forming a buried material having a high impurity concentration in a trench and a step of diffusing impurities from the buried material to a collector region. Only by adding, the collector resistance can be reduced. Further, according to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, it is possible to reduce the occurrence of crystal defects in the substrate as compared with the case where the collector extraction diffusion layer is formed by performing ion implantation on the substrate surface.
【0024】[0024]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の半導体装置およ
びその製造方法の実施の形態について、図面を参照して
下記に説明する。図1は、本実施形態の半導体装置の断
面図である。本実施形態の半導体装置は、トレンチ16
により素子間分離がなされた、誘電体分離構造の相補型
トランジスタを有し、高耐圧縦型NPNトランジスタお
よび高耐圧縦型PNPトランジスタが同一のSOI基板
(1、2および3)上に形成されている。支持基板1上
に埋め込み酸化膜2が形成され、その上層の高耐圧縦型
NPNトランジスタ部分には、高不純物濃度のn型埋め
込み層4、および低不純物濃度のn型コレクタ領域7が
形成されている。n型コレクタ領域7の表面に、p型ベ
ース領域10、n型エミッタ領域12およびn型コレク
タコンタクト13が形成され、それぞれ、例えばアルミ
ニウムからなる電極20を介して上層配線(不図示)に
接続されている。さらに、高不純物濃度のn型埋め込み
層4と、n型コレクタコンタクト13との間に、n型コ
レクタ領域7よりも不純物濃度の高いコレクタウォール
(n型拡散層18n)が形成されている。Embodiments of a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of the semiconductor device of the present embodiment. The semiconductor device of the present embodiment has the trench 16
And a complementary transistor having a dielectric isolation structure in which the elements are separated from each other, and a high breakdown voltage vertical NPN transistor and a high breakdown voltage vertical PNP transistor are formed on the same SOI substrate (1, 2 and 3). I have. A buried oxide film 2 is formed on a support substrate 1, and an n-type buried layer 4 having a high impurity concentration and an n-type collector region 7 having a low impurity concentration are formed in a high breakdown voltage vertical NPN transistor portion thereon. I have. A p-type base region 10, an n-type emitter region 12, and an n-type collector contact 13 are formed on the surface of n-type collector region 7, and each is connected to an upper wiring (not shown) via an electrode 20 made of, for example, aluminum. ing. Further, a collector wall (n-type diffusion layer 18n) having a higher impurity concentration than the n-type collector region 7 is formed between the n-type buried layer 4 having a high impurity concentration and the n-type collector contact 13.
【0025】また、高耐圧縦型PNPトランジスタ部分
には、高不純物濃度のp型埋め込み層5、および低不純
物濃度のp型コレクタ領域8が積層して形成され、さら
に、n型ベース領域11、p型エミッタ領域14および
p型コレクタコンタクト15がそれぞれ電極20に接続
するようにして形成されている。さらに、高不純物濃度
のp型埋め込み層5と、p型コレクタコンタクト15と
の間に、p型コレクタ領域8よりも不純物濃度の高いコ
レクタウォール(p型拡散層18p)が形成されてい
る。A high impurity concentration p-type buried layer 5 and a low impurity concentration p-type collector region 8 are formed on the high breakdown voltage vertical PNP transistor portion. The p-type emitter region 14 and the p-type collector contact 15 are formed so as to be connected to the electrode 20 respectively. Further, a collector wall (p-type diffusion layer 18p) having a higher impurity concentration than the p-type collector region 8 is formed between the p-type buried layer 5 having a high impurity concentration and the p-type collector contact 15.
【0026】上記の本実施形態の半導体装置によれば、
コレクタウォール(n型拡散層18nおよびp型拡散層
18p)を形成することによりコレクタ領域7、8のコ
レクタ抵抗が低減される。したがって、n型エピタキシ
ャル層から形成されるn型およびp型コレクタ領域7、
8を厚膜化でき、ベース−コレクタ間の高耐圧化が可能
となる。また、誘電体分離技術の採用により寄生トラン
ジスタの発生が抑制されているため、高速・高耐圧のバ
イポーラトランジスタが得られる。According to the semiconductor device of the present embodiment,
By forming the collector wall (the n-type diffusion layer 18n and the p-type diffusion layer 18p), the collector resistance of the collector regions 7, 8 is reduced. Therefore, n-type and p-type collector regions 7 formed from the n-type epitaxial layer,
8 can be made thicker, and the breakdown voltage between the base and the collector can be increased. Further, since the generation of the parasitic transistor is suppressed by adopting the dielectric isolation technology, a high-speed and high-withstand-voltage bipolar transistor can be obtained.
【0027】次に、上記の半導体装置の製造方法につい
て説明する。まず、図2に示すように、シリコンからな
るn型基板3の表面に、例えば熱酸化法により膜厚2μ
m程度の埋め込み酸化膜2を形成する。支持基板1上に
n型基板3を、埋め込み酸化膜2を介して室温で貼り合
わせる。n型基板3は続く工程により、活性層であるn
型埋め込み層4およびp型埋め込み層5となる。n型基
板3としては、例えば、比抵抗10Ωcm程度のシリコ
ン基板を用いる。その後、例えば1100℃で2時間程
度、酸素雰囲気中でアニールを行い埋め込み酸化膜2と
支持基板1との貼り合わせ強度を高める。続いて、例え
ば機械研磨あるいは化学的機械研磨(CMP)により、
n型基板3を所定の膜厚、例えば2μmにする。これに
より、図2に示すような構造となる。Next, a method of manufacturing the above semiconductor device will be described. First, as shown in FIG. 2, a film having a thickness of 2 μm is formed on the surface of an n-type substrate 3 made of silicon by, for example, a thermal oxidation method.
A buried oxide film 2 of about m is formed. An n-type substrate 3 is bonded on a supporting substrate 1 at room temperature via a buried oxide film 2. The n-type substrate 3 has an active layer of n
The buried layer 4 and the p-type buried layer 5 are formed. As the n-type substrate 3, for example, a silicon substrate having a specific resistance of about 10 Ωcm is used. Thereafter, annealing is performed at, for example, 1100 ° C. for about 2 hours in an oxygen atmosphere to increase the bonding strength between the buried oxide film 2 and the support substrate 1. Subsequently, for example, by mechanical polishing or chemical mechanical polishing (CMP),
The n-type substrate 3 has a predetermined thickness, for example, 2 μm. This results in a structure as shown in FIG.
【0028】次に、図3に示すように全面にフォトレジ
スト21を堆積させ、公知のフォトリソグラフィ技術に
よりフォトレジスト21のNPNトランジスタ部分に開
口を設ける。フォトレジスト21をマスクとしてn型不
純物、例えば、ヒ素(As)をイオンエネルギー50k
eV、導入量3×1015/cm2 でNPNトランジスタ
部分のn型基板3に選択的にイオン注入する。これによ
り、図3に示すような構造となる。その後、フォトレジ
スト21を除去する。Next, as shown in FIG. 3, a photoresist 21 is deposited on the entire surface, and an opening is formed in the NPN transistor portion of the photoresist 21 by a known photolithography technique. Using the photoresist 21 as a mask, an n-type impurity, for example, arsenic (As) is ion energy 50 k
Ion is selectively implanted into the n-type substrate 3 in the NPN transistor portion at eV and a dose of 3 × 10 15 / cm 2 . This results in a structure as shown in FIG. After that, the photoresist 21 is removed.
【0029】次に、図4に示すように、全面にフォトレ
ジスト22を堆積させ、公知のフォトリソグラフィ技術
によりフォトレジスト22のPNPトランジスタ部分に
開口を設ける。フォトレジスト22をマスクとしてp型
不純物、例えば、ホウ素(B)をイオンエネルギー50
keV、導入量3×1015/cm2 でPNPトランジス
タ部分のn型基板3に選択的にイオン注入する。これに
より、図4に示すような構造となる。その後、フォトレ
ジスト22を除去する。Next, as shown in FIG. 4, a photoresist 22 is deposited on the entire surface, and an opening is provided in the PNP transistor portion of the photoresist 22 by a known photolithography technique. Using the photoresist 22 as a mask, a p-type impurity such as boron (B) is ion energy 50
The ions are selectively implanted into the n-type substrate 3 at the PNP transistor portion at a keV and a dose of 3 × 10 15 / cm 2 . Thereby, a structure as shown in FIG. 4 is obtained. After that, the photoresist 22 is removed.
【0030】続いて、例えば1100℃で1時間程度、
水蒸気雰囲気中でアニールすることにより、前工程でN
PNトランジスタ部分に導入されたヒ素、およびPNP
トランジスタ部分に導入されたホウ素をそれぞれ熱拡散
させ、n型埋め込み層4およびp型埋め込み層5を形成
する。このアニール工程において、活性層表面に酸化膜
(不図示)が形成されるので、アニール後、フッ酸溶液
等を用いたライトエッチングにより除去する。Subsequently, for example, at about 1100 ° C. for about 1 hour,
By annealing in a steam atmosphere, N
Arsenic introduced into the PN transistor part, and PNP
The boron introduced into the transistor portion is thermally diffused to form an n-type buried layer 4 and a p-type buried layer 5. In this annealing step, an oxide film (not shown) is formed on the surface of the active layer. After the annealing, the oxide film is removed by light etching using a hydrofluoric acid solution or the like.
【0031】次に、図5に示すように、活性層であるn
型埋め込み層4およびp型埋め込み層5の上層に、n型
エピタキシャル層6を成長させる。n型エピタキシャル
層6としては、例えば比抵抗10Ωcm、膜厚15μm
のシリコンを堆積させる。n型エピタキシャル層6のN
PNトランジスタ部分はn型コレクタ領域7となり、n
型エピタキシャル層6のPNPトランジスタ部分は続く
工程により、p型コレクタ領域8となる。n型エピタキ
シャル層6上層に、熱酸化法により膜厚50nm程度の
酸化膜9を形成する。これにより、図5に示すような構
造となる。Next, as shown in FIG. 5, the active layer n
An n-type epitaxial layer 6 is grown on the type buried layer 4 and the p-type buried layer 5. For example, the n-type epitaxial layer 6 has a specific resistance of 10 Ωcm and a thickness of 15 μm.
Of silicon. N of n-type epitaxial layer 6
The PN transistor portion becomes an n-type collector region 7 and n
The PNP transistor portion of the type epitaxial layer 6 becomes a p-type collector region 8 in a subsequent step. An oxide film 9 having a thickness of about 50 nm is formed on the n-type epitaxial layer 6 by a thermal oxidation method. This results in a structure as shown in FIG.
【0032】次に、図6に示すように、全面にフォトレ
ジスト23を堆積させ、公知のフォトリソグラフィ技術
によりフォトレジスト23のPNPトランジスタ部分に
開口を設ける。フォトレジスト23をマスクとしてp型
不純物、例えば、ホウ素(B)をイオンエネルギー30
0keV、導入量8×1012/cm2 でPNPトランジ
スタ部分のn型エピタキシャル層6に選択的にイオン注
入する。その後、不活性ガス雰囲気中で、例えば120
0℃、7時間程度アニールすることにより、PNPトラ
ンジスタのp型コレクタ領域8が形成される。これによ
り、図6に示すような構造となる。その後、フォトレジ
スト23を除去する。Next, as shown in FIG. 6, a photoresist 23 is deposited on the entire surface, and an opening is provided in the PNP transistor portion of the photoresist 23 by a known photolithography technique. Using the photoresist 23 as a mask, a p-type impurity such as boron (B) is ion energy 30
The ions are selectively implanted into the n-type epitaxial layer 6 of the PNP transistor portion at 0 keV and a dose of 8 × 10 12 / cm 2 . Then, in an inert gas atmosphere, for example, 120
By annealing at 0 ° C. for about 7 hours, a p-type collector region 8 of the PNP transistor is formed. As a result, a structure as shown in FIG. 6 is obtained. After that, the photoresist 23 is removed.
【0033】次に、図7に示すように、全面にフォトレ
ジスト24を堆積させ、公知のフォトリソグラフィ技術
により、NPNトランジスタのp型ベース領域10上層
のフォトレジスト24に開口を設ける。フォトレジスト
24をマスクとしてp型不純物、例えば、ホウ素(B)
をイオンエネルギー40keV、導入量1×1014/c
m2 でNPNトランジスタのp型ベース形成領域10に
選択的にイオン注入する。これにより、図7に示すよう
な構造となる。その後、フォトレジスト24を除去す
る。Next, as shown in FIG. 7, a photoresist 24 is deposited on the entire surface, and an opening is provided in the photoresist 24 on the p-type base region 10 of the NPN transistor by a known photolithography technique. Using the photoresist 24 as a mask, a p-type impurity, for example, boron (B)
With the ion energy of 40 keV and the introduced amount of 1 × 10 14 / c
At m 2 , ions are selectively implanted into the p-type base formation region 10 of the NPN transistor. As a result, a structure as shown in FIG. 7 is obtained. After that, the photoresist 24 is removed.
【0034】続いて、図8に示すように、全面にフォト
レジスト25を堆積させ、公知のフォトリソグラフィ技
術により、PNPトランジスタのn型ベース領域11上
層のフォトレジスト25に開口を設ける。フォトレジス
ト25をマスクとしてn型不純物、例えば、リン(P)
をイオンエネルギー60keV、導入量1×1014/c
m2 でPNPトランジスタのn型ベース形成領域11に
選択的にイオン注入する。これにより、図8に示すよう
な構造となる。フォトレジスト25を除去後、不活性ガ
ス雰囲気中で、例えば900℃で30分程度アニールす
ることにより、不純物が熱拡散されてNPNトランジス
タのp型ベース領域10およびPNPトランジスタのn
型ベース領域11がそれぞれ形成される。Subsequently, as shown in FIG. 8, a photoresist 25 is deposited on the entire surface, and an opening is provided in the photoresist 25 on the n-type base region 11 of the PNP transistor by a known photolithography technique. Using the photoresist 25 as a mask, an n-type impurity, for example, phosphorus (P)
With an ion energy of 60 keV and an introduction amount of 1 × 10 14 / c
At m 2 , ions are selectively implanted into the n-type base formation region 11 of the PNP transistor. As a result, a structure as shown in FIG. 8 is obtained. After removing the photoresist 25, annealing is performed in an inert gas atmosphere at, for example, 900 ° C. for about 30 minutes, whereby the impurities are thermally diffused and the p-type base region 10 of the NPN transistor and the n-type
Mold base regions 11 are respectively formed.
【0035】次に、図9に示すように、全面にフォトレ
ジスト26を堆積させ、公知のフォトリソグラフィ技術
により、NPNトランジスタのn型エミッタ領域12お
よびn型コレクタコンタクト13上層のフォトレジスト
26に開口を設ける。フォトレジスト26をマスクとし
てn型不純物、例えば、ヒ素(As)をイオンエネルギ
ー110keV、導入量5×1015/cm2 でNPNト
ランジスタのn型エミッタ領域12およびn型コレクタ
コンタクト13に選択的にイオン注入する。これによ
り、図9に示すような構造となる。その後、フォトレジ
スト26を除去する。Next, as shown in FIG. 9, a photoresist 26 is deposited on the entire surface, and an opening is formed in the photoresist 26 on the n-type emitter region 12 and the n-type collector contact 13 of the NPN transistor by a known photolithography technique. Is provided. Using the photoresist 26 as a mask, an n-type impurity, for example, arsenic (As) is selectively ionized into the n-type emitter region 12 and the n-type collector contact 13 of the NPN transistor at an ion energy of 110 keV and an introduction amount of 5 × 10 15 / cm 2. inject. As a result, a structure as shown in FIG. 9 is obtained. After that, the photoresist 26 is removed.
【0036】続いて、図10に示すように、全面にフォ
トレジスト27を堆積させ、公知のフォトリソグラフィ
技術により、PNPトランジスタのp型エミッタ領域1
4およびp型コレクタコンタクト15上層のフォトレジ
スト27に開口を設ける。フォトレジスト27をマスク
としてp型不純物、例えば、ホウ素(B)をイオンエネ
ルギー40keV、導入量3×1015/cm2 でPNP
トランジスタのp型エミッタ領域14およびp型コレク
タコンタクト15上層に選択的にイオン注入する。これ
により、図10に示すような構造となる。Subsequently, as shown in FIG. 10, a photoresist 27 is deposited on the entire surface, and the p-type emitter region 1 of the PNP transistor is formed by a known photolithography technique.
An opening is provided in the photoresist 27 on the layer 4 and the p-type collector contact 15. Using the photoresist 27 as a mask, a P-type impurity, for example, boron (B) is ion-exchanged at an energy of 40 keV and a dose of 3 × 10 15 / cm 2 for PNP
Ions are selectively implanted into a layer above the p-type emitter region 14 and the p-type collector contact 15 of the transistor. Thereby, a structure as shown in FIG. 10 is obtained.
【0037】フォトレジスト27を除去後、不活性ガス
雰囲気中で、例えば1000℃で30分程度アニールす
ることにより、不純物が熱拡散されてNPNトランジス
タのn型エミッタ領域12およびn型コレクタコンタク
ト13、およびPNPトランジスタのp型エミッタ領域
14およびp型コレクタコンタクト15がそれぞれ形成
される。After the photoresist 27 is removed, the impurities are thermally diffused by annealing in an inert gas atmosphere at, for example, 1000 ° C. for about 30 minutes, so that the n-type emitter region 12 and the n-type collector contact 13 of the NPN transistor, And a p-type emitter region 14 and a p-type collector contact 15 of the PNP transistor, respectively.
【0038】その後、図11に示すように、NPNトラ
ンジスタ部分の酸化膜9、n型コレクタ層7およびn型
埋め込み層4を、埋め込み酸化膜2に達するまでエッチ
ングすることにより、素子分離用のトレンチ16を形成
する。同時に、PNPトランジスタ部分の酸化膜9、p
型コレクタ層8およびp型埋め込み層5を、埋め込み酸
化膜2に達するまでエッチングすることにより、素子分
離用のトレンチ16を形成する。トレンチ16の形成
は、NPNトランジスタおよびPNPトランジスタのコ
レクタコンタクト13、15の側面が、それぞれトレン
チ16内に露出するようにして行う。これにより、図1
1に示すような構造となる。Thereafter, as shown in FIG. 11, the oxide film 9, the n-type collector layer 7 and the n-type buried layer 4 in the NPN transistor portion are etched until they reach the buried oxide film 2, thereby forming a trench for element isolation. 16 are formed. At the same time, the oxide film 9 in the PNP transistor portion, p
The type collector layer 8 and the p-type buried layer 5 are etched until the buried oxide film 2 is reached, thereby forming a trench 16 for element isolation. The trench 16 is formed such that the side surfaces of the collector contacts 13 and 15 of the NPN transistor and the PNP transistor are exposed inside the trench 16. As a result, FIG.
The structure shown in FIG.
【0039】次に、図12に示すように、例えば熱酸化
法によりトレンチ16内壁に、膜厚500nm程度の酸
化膜17を形成する。さらに、図13に示すように、N
PNトランジスタおよびPNPトランジスタそれぞれの
コレクタコンタクト13、15に接する部分の酸化膜1
7をエッチングにより除去する。Next, as shown in FIG. 12, an oxide film 17 having a thickness of about 500 nm is formed on the inner wall of the trench 16 by, for example, a thermal oxidation method. Further, as shown in FIG.
Oxide film 1 in contact with collector contacts 13 and 15 of PN transistor and PNP transistor, respectively
7 is removed by etching.
【0040】コレクタコンタクト13、15の側面が露
出したトレンチ16に、例えばCVD法により、埋め込
み材料を埋め込みながら堆積させる。埋め込み材料とし
ては、例えばポリシリコン18を用いる。その後、トレ
ンチ16から表出した埋め込み材料を、例えばRIEに
よりエッチバックして、表面を平坦化させる。これによ
り、図14に示すような構造となる。In the trench 16 in which the side surfaces of the collector contacts 13 and 15 are exposed, a burying material is deposited while being buried by, for example, the CVD method. As the filling material, for example, polysilicon 18 is used. After that, the filling material exposed from the trench 16 is etched back by, for example, RIE to flatten the surface. As a result, a structure as shown in FIG. 14 is obtained.
【0041】NPNトランジスタのn型コレクタコンタ
クト13に接するトレンチ16に埋設されたポリシリコ
ン18にn型不純物を導入する。公知のフォトリソグラ
フィ技術を用いて、上記のトレンチのみ開口するフォト
レジスト(不図示)を形成し、フォトレジストをマスク
としてn型不純物、例えばリン(P)をイオンエネルギ
ー180keV、導入量5×1015/cm2 でイオン注
入する。次に、PNPトランジスタのp型コレクタコン
タクト15に接するトレンチに埋設されたポリシリコン
にp型不純物を導入する。公知のフォトリソグラフィ技
術を用いて、上記のトレンチのみ開口するフォトレジス
ト(不図示)を形成し、フォトレジストをマスクとして
p型不純物、例えばホウ素(B)をイオンエネルギー1
80keV、導入量5×1015/cm2 でイオン注入す
る。An n-type impurity is introduced into polysilicon 18 buried in trench 16 in contact with n-type collector contact 13 of the NPN transistor. Using a known photolithography technique, a photoresist (not shown) having an opening only in the above-described trench is formed, and an n-type impurity, for example, phosphorus (P) is ion energy of 180 keV and an introduced amount of 5 × 10 15 using the photoresist as a mask. / Cm 2 . Next, a p-type impurity is introduced into the polysilicon buried in the trench in contact with the p-type collector contact 15 of the PNP transistor. Using a known photolithography technique, a photoresist (not shown) having an opening only in the above-described trench is formed, and a p-type impurity, for example, boron (B) is ion-energy 1 using the photoresist as a mask.
Ion implantation is performed at 80 keV and a dose of 5 × 10 15 / cm 2 .
【0042】続いて、不活性ガス雰囲気中で、例えば1
000℃で30分程度アニールすることにより、NPN
トランジスタのトレンチからリン(P)が熱拡散され
て、n型埋め込み層4とn型コレクタコンタクト13を
接続するn型拡散層18nが形成される。同時に、PN
Pトランジスタのトレンチからホウ素(B)が熱拡散さ
れて、p型埋め込み層5とp型コレクタコンタクト15
を接続するp型拡散層18pが形成される。ポリシリコ
ン中の不純物の拡散速度は、単結晶シリコン中の不純物
拡散速度に比較して数10倍大きいため、トレンチ内の
ポリシリコンからコレクタ領域の単結晶シリコン(エピ
タキシャル層)へ短時間で不純物が拡散する。コレクタ
領域に移動した不純物は、単結晶シリコン中の不純物拡
散速度が律速となり、トレンチとの界面に層状に蓄積さ
れるため、n型拡散層18nおよびp型拡散層18p
(コレクタウォール)が形成される。これにより、図1
5に示すような構造となる。Subsequently, in an inert gas atmosphere, for example, 1
By annealing at 000 ° C. for about 30 minutes, NPN
Phosphorus (P) is thermally diffused from the trench of the transistor to form an n-type diffusion layer 18n connecting the n-type buried layer 4 and the n-type collector contact 13. At the same time, PN
Boron (B) is thermally diffused from the trench of the P transistor, so that the p-type buried layer 5 and the p-type collector contact 15 are formed.
Are connected to form a p-type diffusion layer 18p. Since the diffusion speed of the impurity in the polysilicon is several tens of times higher than the diffusion speed of the impurity in the single crystal silicon, the impurity is quickly transferred from the polysilicon in the trench to the single crystal silicon (epitaxial layer) in the collector region. Spread. The impurity that has moved to the collector region has its impurity diffusion rate in the single crystal silicon limited, and accumulates in a layer at the interface with the trench, so that the n-type diffusion layer 18n and the p-type diffusion layer 18p
(Collector wall) is formed. As a result, FIG.
The structure shown in FIG.
【0043】次に、図16に示すように、例えばCVD
法により全面に酸化膜19を堆積させる。さらに、全面
にフォトレジスト(不図示)を堆積させ、公知のフォト
リソグラフィ技術により電極形成部分のフォトレジスト
に開口を設ける。フォトレジストをマスクとして、例え
ばRIEを行い、酸化膜19および酸化膜9の電極形成
部分に開口を設ける。Next, as shown in FIG.
An oxide film 19 is deposited on the entire surface by a method. Further, a photoresist (not shown) is deposited on the entire surface, and an opening is provided in the photoresist on the electrode forming portion by a known photolithography technique. Using the photoresist as a mask, for example, RIE is performed to provide openings in the oxide film 19 and the electrode formation portion of the oxide film 9.
【0044】電極形成部分に開口が設けられた酸化膜1
9上の全面に、例えばスパッタリング法によりアルミニ
ウム20を堆積させる。その後、全面にフォトレジスト
(不図示)を堆積させ、公知のフォトリソグラフィ技術
により電極部分以外のフォトレジストを除去する。フォ
トレジストをマスクとして、例えばRIE法によりアル
ミニウム20をパターニングする。電極形成後、フォト
レジストを除去することにより、図1に断面図を示すよ
うな半導体装置が得られる。Oxide film 1 having an opening at the electrode formation portion
Aluminum 20 is deposited on the entire surface of the substrate 9 by, for example, a sputtering method. Thereafter, a photoresist (not shown) is deposited on the entire surface, and the photoresist other than the electrode portions is removed by a known photolithography technique. Using the photoresist as a mask, the aluminum 20 is patterned by, for example, the RIE method. After the electrodes are formed, the photoresist is removed to obtain a semiconductor device whose sectional view is shown in FIG.
【0045】上記の本実施形態の半導体装置の製造方法
によれば、トレンチ16内からの不純物の拡散を利用し
て、コレクタ領域7、8側面に、高不純物濃度の埋め込
み層4、5とコレクタコンタクト13、15とをそれぞ
れ接続するコレクタウォール(n型拡散層18n、p型
拡散層18p)を形成する。したがって、表面から不純
物を拡散させる場合に比較して、短時間の熱処理で深い
位置まで高濃度の不純物を拡散させることができる。す
なわち、イオン注入により不純物を導入する場合にみら
れるような結晶の格子欠陥の発生が抑制される。また、
従来の誘電体分離型バイポーラトランジスタの製造方法
に、少ない工程数を追加、具体的には、トレンチ内に高
不純物濃度の埋め込み材料を形成する工程と、埋め込み
材料からコレクタ領域に不純物を拡散させる工程を追加
するのみで、半導体装置のコレクタ抵抗を低減させるこ
とができる。According to the method of manufacturing the semiconductor device of the present embodiment, the high impurity concentration buried layers 4 and 5 and the collectors are formed on the side surfaces of the collector regions 7 and 8 by utilizing the diffusion of the impurities from the trench 16. A collector wall (n-type diffusion layer 18n, p-type diffusion layer 18p) connecting the contacts 13 and 15 is formed. Therefore, as compared with the case where the impurity is diffused from the surface, it is possible to diffuse the impurity at a high concentration to a deep position by a short heat treatment. That is, the occurrence of lattice defects in the crystal as seen when impurities are introduced by ion implantation is suppressed. Also,
Adding a small number of steps to the conventional method of manufacturing a dielectric isolation bipolar transistor, specifically, a step of forming a high impurity concentration buried material in a trench and a step of diffusing impurities from the buried material into a collector region By merely adding the above, the collector resistance of the semiconductor device can be reduced.
【0046】本発明の半導体装置およびその製造方法
は、上記の実施の形態に限定されない。例えば、SOI
基板としては、上記のような貼り合わせSOI基板以外
にも、基板上に形成された埋め込み絶縁膜上に、エピタ
キシャル層を成長させたSOI基板を用いることも可能
である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種
々の変更が可能である。The semiconductor device and the method of manufacturing the same according to the present invention are not limited to the above embodiment. For example, SOI
As the substrate, other than the bonded SOI substrate as described above, an SOI substrate in which an epitaxial layer is grown on a buried insulating film formed on the substrate can also be used. In addition, various changes can be made without departing from the gist of the present invention.
【0047】[0047]
【発明の効果】本発明の半導体装置によれば、コレクタ
領域を厚く形成してバイポーラトランジスタの高耐圧化
を図るとともに、コレクタ抵抗を低減させることができ
る。According to the semiconductor device of the present invention, the collector region can be formed thick to increase the breakdown voltage of the bipolar transistor and reduce the collector resistance.
【0048】また、本発明の半導体装置の製造方法によ
れば、誘電体分離技術により形成されるトレンチから不
純物を拡散させてコレクタ取り出し拡散層(コレクタウ
ォール)を形成するため、少ない工程数を追加するのみ
でコレクタ抵抗の低減化が可能となる。また、基板表面
にイオン注入を行ってコレクタ取り出し拡散層を形成す
る場合に比較して、基板における結晶欠陥の発生を低減
させることができる。Further, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a small number of steps are added since a collector extraction diffusion layer (collector wall) is formed by diffusing impurities from a trench formed by a dielectric isolation technique. Only by doing so, the collector resistance can be reduced. Further, the generation of crystal defects in the substrate can be reduced as compared with the case where the collector extraction diffusion layer is formed by performing ion implantation on the substrate surface.
【図1】本発明の半導体装置の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor device of the present invention.
【図2】本発明の半導体装置の製造方法の製造工程を示
す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図3】本発明の半導体装置の製造方法の製造工程を示
す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図4】本発明の半導体装置の製造方法の製造工程を示
す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図5】本発明の半導体装置の製造方法の製造工程を示
す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図6】本発明の半導体装置の製造方法の製造工程を示
す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図7】本発明の半導体装置の製造方法の製造工程を示
す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図8】本発明の半導体装置の製造方法の製造工程を示
す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図9】本発明の半導体装置の製造方法の製造工程を示
す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図10】本発明の半導体装置の製造方法の製造工程を
示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図11】本発明の半導体装置の製造方法の製造工程を
示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図12】本発明の半導体装置の製造方法の製造工程を
示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図13】本発明の半導体装置の製造方法の製造工程を
示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図14】本発明の半導体装置の製造方法の製造工程を
示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図15】本発明の半導体装置の製造方法の製造工程を
示す断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図16】本発明の半導体装置の製造方法の製造工程を
示す断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図17】従来の半導体装置の製造方法の製造工程を示
す断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view showing a manufacturing step in a conventional method for manufacturing a semiconductor device.
【図18】従来の半導体装置の製造方法の製造工程を示
す断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view showing a manufacturing step in a conventional method for manufacturing a semiconductor device.
【図19】従来の半導体装置の製造方法の製造工程を示
す断面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view showing a manufacturing step in a conventional method for manufacturing a semiconductor device.
【図20】従来の半導体装置の製造方法の製造工程を示
す断面図である。FIG. 20 is a cross-sectional view showing a manufacturing step in a conventional method for manufacturing a semiconductor device.
【図21】従来の半導体装置の製造方法の製造工程を示
す断面図である。FIG. 21 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of a conventional semiconductor device manufacturing method.
【図22】従来の半導体装置の製造方法の製造工程を示
す断面図である。FIG. 22 is a cross-sectional view showing a manufacturing step in a conventional method for manufacturing a semiconductor device.
【図23】従来の半導体装置の製造方法の製造工程を示
す断面図である。FIG. 23 is a cross-sectional view showing a manufacturing step in a conventional method for manufacturing a semiconductor device.
【図24】従来の半導体装置の断面図である。FIG. 24 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor device.
1…支持基板、2…埋め込み酸化膜、3…n型基板、4
…n型埋め込み層、5…p型埋め込み層、6…n型エピ
タキシャル層、7…n型コレクタ領域、8…p型コレク
タ領域、9、19…酸化膜、10…p型ベース領域、1
1…n型ベース領域、12…n型エミッタ領域、13…
n型コレクタコンタクト、14…p型エミッタ領域、1
5…p型コレクタコンタクト、16…トレンチ、17、
19…酸化膜、18…ポリシリコン、18n…n型拡散
層、18p…p型拡散層、20…アルミニウム(配
線)、21、22、23、24、25、26、27…フ
ォトレジスト。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Support substrate, 2 ... Buried oxide film, 3 ... N-type substrate, 4
... n-type buried layer, 5 ... p-type buried layer, 6 ... n-type epitaxial layer, 7 ... n-type collector region, 8 ... p-type collector region, 9, 19 ... oxide film, 10 ... p-type base region, 1
1 ... n-type base region, 12 ... n-type emitter region, 13 ...
n-type collector contact, 14 ... p-type emitter region, 1
5 ... p-type collector contact, 16 ... trench, 17,
19 ... oxide film, 18 ... polysilicon, 18n ... n-type diffusion layer, 18p ... p-type diffusion layer, 20 ... aluminum (wiring), 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 ... photoresist.
Claims (17)
回路と第2の半導体回路を絶縁分離する半導体装置であ
って、 半導体基板上に形成されている埋め込み絶縁膜と、前記
絶縁膜上に形成されている第1導電型の高濃度不純物拡
散層からなる第1の埋め込み層と、前記第1の埋め込み
層上に形成されている第1導電型の低濃度不純物拡散層
からなる第1のコレクタ領域と、前記第1のコレクタ領
域に形成されている第2導電型の第1のベース領域と、
前記第1のベース領域に形成されている第1導電型の高
濃度不純物拡散層からなる第1のエミッタ領域と、前記
第1のコレクタ領域表面に、前記第1のベース領域と所
定の間隔をあけて形成されている、第1導電型の高濃度
不純物拡散層からなる第1のコレクタコンタクトとを有
する第1半導体回路と、 前記第1の半導体回路の側面に、前記コレクタコンタク
トから前記埋め込み絶縁膜まで形成され、前記第1の半
導体回路を隣接する第2の半導体回路から電気的に絶縁
分離するトレンチと、 前記トレンチ内壁の、少なくとも前記コレクタコンタク
トとの界面を除く部分に形成されている絶縁膜と、 前記トレンチ内部に埋め込まれている、第1導電型不純
物を高濃度に含有する埋め込み材料と、 前記コレクタ領域の前記トレンチとの界面に、前記埋め
込み層から前記コレクタコンタクトまで形成されている
第1導電型不純物拡散層からなるコレクタウォールとを
有する半導体装置。1. A semiconductor device for insulating and separating an adjacent first semiconductor circuit and a second semiconductor circuit using a trench, comprising: a buried insulating film formed on a semiconductor substrate; A first buried layer formed of a first conductivity type high-concentration impurity diffusion layer, and a first buried layer formed of a first conductivity type low-concentration impurity diffusion layer formed on the first buried layer. A first conductivity type collector region, a second conductivity type first base region formed in the first collector region,
A first emitter region formed of a first conductivity type high concentration impurity diffusion layer formed in the first base region and a surface of the first collector region are spaced apart from the first base region by a predetermined distance. A first semiconductor circuit having a first collector contact made of a high-concentration impurity diffusion layer of a first conductivity type, and a buried insulating layer formed on a side surface of the first semiconductor circuit from the collector contact; A trench which is formed up to a film and electrically insulates and separates the first semiconductor circuit from an adjacent second semiconductor circuit; and an insulation formed at a portion of an inner wall of the trench except at least an interface with the collector contact. A film, a burying material buried in the trench, containing a first conductivity type impurity at a high concentration, and an interface between the trench in the collector region. And a collector wall comprising a first conductivity type impurity diffusion layer formed from the buried layer to the collector contact.
縁膜上に形成されている第2導電型の高濃度不純物拡散
層からなる第2の埋め込み層と、 前記第2導電型高濃度不純物拡散層上に形成されている
第2導電型の低濃度不純物拡散層からなる第2のコレク
タ領域と、 前記コレクタ領域上に形成されている第1導電型の第2
のベース領域と、 前記ベース領域上に形成されている第2導電型の高濃度
不純物拡散層からなる第2のエミッタ領域と、 前記コレクタ領域表面に、前記ベース領域と所定の間隔
をあけて形成されている、第2導電型の高濃度不純物拡
散層からなる第2のコレクタコンタクトとを含有し、 前記第1および第2の半導体回路は、誘電体分離構造の
相補型バイポーラトランジスタを構成する請求項1記載
の半導体装置。2. The second semiconductor circuit according to claim 2, wherein the second buried layer is formed of a second conductivity type high concentration impurity diffusion layer formed on the buried insulating film; A second collector region formed of a low-concentration impurity diffusion layer of a second conductivity type formed on the diffusion layer; and a second collector region of the first conductivity type formed on the collector region.
A second emitter region formed of a second conductivity type high-concentration impurity diffusion layer formed on the base region; and formed on the surface of the collector region at a predetermined distance from the base region. And a second collector contact comprising a second conductive type high concentration impurity diffusion layer, wherein the first and second semiconductor circuits constitute a complementary bipolar transistor having a dielectric isolation structure. Item 2. The semiconductor device according to item 1.
び前記埋め込み層は、SOI(silicon on
insulator)基板からなる請求項1記載の半導
体装置。3. The method according to claim 1, wherein the semiconductor substrate, the buried insulating film and the buried layer are made of silicon on silicon (SOI).
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device comprises an insulator substrate.
リコンからなるエピタキシャル層である請求項1記載の
半導体装置。4. The semiconductor device according to claim 1, wherein said first and second collector regions are epitaxial layers made of silicon.
シリコン酸化膜からなる請求項1記載の半導体装置。5. The buried insulating film and the insulating film,
2. The semiconductor device according to claim 1, comprising a silicon oxide film.
リシリコンからなる請求項1記載の半導体装置。6. The semiconductor device according to claim 1, wherein said filling material in said trench is made of polysilicon.
縁性材料からなる請求項1記載の半導体装置。7. The semiconductor device according to claim 1, wherein said filling material in said trench is made of an insulating material.
る請求項7記載の半導体装置。8. The semiconductor device according to claim 7, wherein said insulating material comprises a silicon oxide film.
る請求項7記載の半導体装置。9. The semiconductor device according to claim 7, wherein said insulating material comprises a silicon nitride film.
路、前記第1の半導体回路と導電型が逆である第2の半
導体回路、および、第1および第2の半導体回路を分離
するトレンチを形成する半導体装置の製造方法におい
て、 第1の半導体基板上に埋め込み絶縁膜を形成する工程
と、 支持基板となる第2の半導体基板に、前記第1の半導体
基板を前記埋め込み絶縁膜を介して積層させ、SOI
(silicon on insulator)基板を
形成する工程と、 前記第1の半導体基板に不純物を拡散させ、前記第1お
よび第2の半導体回路形成領域に、それぞれ埋め込み層
を形成する工程と、 前記第1および第2の半導体回路形成領域の前記埋め込
み層上に、それぞれコレクタ領域を形成する工程と、 前記第1および第2の半導体回路形成領域の前記コレク
タ領域上に、不純物を拡散させて、それぞれベース領域
を形成する工程と、 前記第1および第2の半導体回路形成領域の前記ベース
領域上に、不純物を拡散させて、それぞれエミッタ領域
を形成する工程と、 前記第1および第2の半導体回路形成領域の前記コレク
タ領域表面に、前記ベース領域と所定の間隔をあけて不
純物を拡散させて、それぞれコレクタコンタクトを形成
する工程と、 前記第1および第2の半導体回路形成領域の側面に、前
記埋め込み絶縁膜に達するまでエッチングを行い、前記
第1および第2の半導体回路間を電気的に絶縁分離する
ためのトレンチを形成する工程と、 前記トレンチ内壁に、絶縁膜を形成する工程と、 前記トレンチ内壁の前記絶縁膜の、少なくとも前記コレ
クタコンタクトとの界面にエッチングを行い、前記絶縁
膜を選択的に除去する工程と、 前記トレンチ内部に埋め込み材料を堆積させる工程と、 前記埋め込み材料に不純物を導入する工程と、 前記コレクタ領域の前記トレンチとの界面に、前記絶縁
膜の選択的に除去された部分を介して不純物を拡散さ
せ、前記埋め込み層と前記コレクタコンタクトを接続す
るコレクタウォールを形成する工程とを有する半導体装
置の製造方法。10. A first semiconductor circuit, a second semiconductor circuit having a conductivity type opposite to that of the first semiconductor circuit, and a trench separating the first and second semiconductor circuits on the same semiconductor substrate. Forming a buried insulating film on a first semiconductor substrate; and bonding the first semiconductor substrate to the second semiconductor substrate serving as a support substrate with the buried insulating film interposed therebetween. And stack the SOI
(Silicon on insulator) forming a substrate; diffusing impurities into the first semiconductor substrate to form a buried layer in each of the first and second semiconductor circuit formation regions; Forming a collector region on the buried layer in the second semiconductor circuit formation region, and diffusing impurities on the collector region in the first and second semiconductor circuit formation regions to form base regions, respectively. Forming an emitter region by diffusing an impurity on the base region of the first and second semiconductor circuit formation regions, respectively; and forming the first and second semiconductor circuit formation regions. On the surface of the collector region, impurities are diffused at a predetermined interval from the base region to form collector contacts. And etching the side surfaces of the first and second semiconductor circuit formation regions until reaching the buried insulating film to electrically insulate and separate between the first and second semiconductor circuits. A step of forming a trench; a step of forming an insulating film on the inner wall of the trench; and etching at least an interface of the insulating film on the inner wall of the trench with the collector contact to selectively remove the insulating film. A step of depositing a filling material in the trench; a step of introducing an impurity into the filling material; and a step of selectively removing the insulating film at an interface between the collector region and the trench. Forming a collector wall connecting the buried layer and the collector contact with the buried layer and the collector contact. Production method.
第2の半導体基板に前記第1の半導体基板を、前記埋め
込み絶縁膜を介して貼り合わせてから、熱処理を行って
貼り合わせ強度を高める工程である請求項10記載の半
導体装置の製造方法。11. The step of forming the SOI substrate includes: bonding the first semiconductor substrate to the second semiconductor substrate via the buried insulating film; and performing heat treatment to increase the bonding strength. 11. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 10, which is a step.
は、シリコン酸化膜からなる請求項10記載の半導体装
置の製造方法。12. The method according to claim 10, wherein said buried insulating film and said insulating film are made of a silicon oxide film.
ポリシリコンからなる請求項10記載の半導体装置の製
造方法。13. The filling material in the trench,
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 10, comprising a polysilicon.
絶縁性材料からなる請求項10記載の半導体装置の製造
方法。14. The filling material in the trench,
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 10, comprising an insulating material.
なる請求項14記載の半導体装置の製造方法。15. The method according to claim 14, wherein said insulating material comprises a silicon oxide film.
なる請求項14記載の半導体装置の製造方法。16. The method according to claim 14, wherein said insulating material comprises a silicon nitride film.
形成する工程と、 支持基板となる第2の半導体基板に、前記第1の半導体
基板を前記埋め込み絶縁膜を介して積層させ、SOI
(silicon on insulator)基板を
形成する工程と、 前記第1の半導体基板に、第1導電型の不純物を高濃度
で拡散させて埋め込み層を形成する工程と、 前記埋め込み層上に、第1導電型の不純物を低濃度で含
有するコレクタ領域を形成する工程と、 前記コレクタ領域上に、第2導電型の不純物を拡散させ
てベース領域を形成する工程と、 前記ベース領域上に、第1導電型の不純物を高濃度で拡
散させてエミッタ領域を形成する工程と、 前記コレクタ領域表面に、前記ベース領域と所定の間隔
をあけて第1導電型の不純物を高濃度で拡散させてコレ
クタコンタクトを形成する工程と、 前記埋め込み層、前記コレクタ領域、前記ベース領域、
前記エミッタ領域および前記コレクタコンタクトを含有
する第1の半導体回路の側面に、前記埋め込み絶縁膜に
達するまでエッチングを行い、前記第1の半導体回路を
隣接する第2の半導体回路から電気的に絶縁分離するた
めのトレンチを形成する工程と、 前記トレンチ内壁に、絶縁膜を形成する工程と、 前記トレンチ内壁の前記絶縁膜の、少なくとも前記コレ
クタコンタクトとの界面にエッチングを行い、前記絶縁
膜を選択的に除去する工程と、 前記トレンチ内部に埋め込み材料を堆積させる工程と、 前記埋め込み材料に、第1導電型不純物を高濃度で導入
する工程と、 前記埋め込み材料に含有される第1導電型不純物を、前
記コレクタ領域の前記トレンチとの界面に、前記絶縁膜
の選択的に除去された部分を介して拡散させ、前記埋め
込み層と前記コレクタコンタクトを接続するコレクタウ
ォールを形成する工程とを有する半導体装置の製造方
法。17. A step of forming a buried insulating film on a first semiconductor substrate; and laminating the first semiconductor substrate on a second semiconductor substrate serving as a support substrate with the buried insulating film interposed therebetween.
(Silicon on insulator) forming a substrate, forming a buried layer by diffusing a first conductivity type impurity at a high concentration in the first semiconductor substrate, and forming a first conductive layer on the buried layer. Forming a collector region containing an impurity of a low conductivity type, forming a base region by diffusing impurities of a second conductivity type on the collector region, and forming a first conductive material on the base region. Forming an emitter region by diffusing a high concentration impurity of a first conductivity type, and diffusing a first conductivity type impurity at a high concentration at a predetermined distance from the base region on the surface of the collector region to form a collector contact. Forming a buried layer, the collector region, the base region,
Etching is performed on the side surface of the first semiconductor circuit containing the emitter region and the collector contact until the buried insulating film is reached, so that the first semiconductor circuit is electrically insulated and separated from the adjacent second semiconductor circuit. Forming an insulating film on the inner wall of the trench; performing etching on at least an interface of the insulating film on the inner wall of the trench with the collector contact to selectively form the insulating film. Removing a buried material in the trench; introducing a first conductivity type impurity into the buried material at a high concentration; and removing the first conductivity type impurity contained in the buried material. The collector region is diffused through the selectively removed portion of the insulating film at the interface between the collector region and the trench; The method of manufacturing a semiconductor device having a step of forming a collector wall for connecting the write layer the collector contact.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16365898A JPH11354535A (en) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | Semiconductor device and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
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JP16365898A JPH11354535A (en) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | Semiconductor device and its manufacture |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH11354535A true JPH11354535A (en) | 1999-12-24 |
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ID=15778132
Family Applications (1)
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JP16365898A Pending JPH11354535A (en) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | Semiconductor device and its manufacture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11354535A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002532883A (en) * | 1998-12-07 | 2002-10-02 | テレフオンアクチーボラゲツト エル エム エリクソン(パブル) | Analog switch |
US6528379B2 (en) | 2000-09-07 | 2003-03-04 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device |
US6545337B2 (en) | 2000-09-07 | 2003-04-08 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor integrated circuit device |
JP2007194509A (en) * | 2006-01-20 | 2007-08-02 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | Semiconductor device for electrostatic protection |
JP2009170600A (en) * | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Rohm Co Ltd | Semiconductor apparatus and method of manufacturing the same |
JP2014192197A (en) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | New Japan Radio Co Ltd | Semiconductor device |
-
1998
- 1998-06-11 JP JP16365898A patent/JPH11354535A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002532883A (en) * | 1998-12-07 | 2002-10-02 | テレフオンアクチーボラゲツト エル エム エリクソン(パブル) | Analog switch |
JP4838421B2 (en) * | 1998-12-07 | 2011-12-14 | インフィネオン テクノロジーズ アーゲー | Analog switch |
US6528379B2 (en) | 2000-09-07 | 2003-03-04 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device |
US6545337B2 (en) | 2000-09-07 | 2003-04-08 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor integrated circuit device |
JP2007194509A (en) * | 2006-01-20 | 2007-08-02 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | Semiconductor device for electrostatic protection |
JP2009170600A (en) * | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Rohm Co Ltd | Semiconductor apparatus and method of manufacturing the same |
JP2014192197A (en) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | New Japan Radio Co Ltd | Semiconductor device |
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