JPS5846062B2 - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor device and its manufacturing method

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JPS5846062B2
JPS5846062B2 JP52041250A JP4125077A JPS5846062B2 JP S5846062 B2 JPS5846062 B2 JP S5846062B2 JP 52041250 A JP52041250 A JP 52041250A JP 4125077 A JP4125077 A JP 4125077A JP S5846062 B2 JPS5846062 B2 JP S5846062B2
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semiconductor
layer
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semiconductor region
semiconductor layer
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JP52041250A
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寛紀 山内
徹志 酒井
由治 小林
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/0203Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0214Particular design considerations for integrated circuits for internal polarisation, e.g. I2L
    • H01L27/0229Particular design considerations for integrated circuits for internal polarisation, e.g. I2L of bipolar structures
    • H01L27/0233Integrated injection logic structures [I2L]

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、NPN(またはPNP)型トランジスタと、
そのエミッタ及びベースにそれぞれ内部連結しているベ
ース及びコレクタを有するPNP(またはNPN)型ト
ランジスタとが形成されている半導体装置、及びその製
法の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides an NPN (or PNP) type transistor;
The present invention relates to a semiconductor device in which a PNP (or NPN) type transistor having a base and collector internally connected to its emitter and base, respectively, is formed, and improvements in a method for manufacturing the same.

上述した半導体装置として、従来、第1図を伴なって次
に述べる構成を有するものが提案されている。
As the above-mentioned semiconductor device, one having the configuration described below with reference to FIG. 1 has been proposed.

すなわち、比較的小さな比抵抗を有する例えばN+型の
半導体層1と、その上に配されている比較的大きな比抵
抗を有するN−型の半導体層2とを有する半導体基板3
を有する。
That is, a semiconductor substrate 3 having, for example, an N+ type semiconductor layer 1 having a relatively small specific resistance and an N- type semiconductor layer 2 having a relatively large specific resistance disposed thereon.
has.

しかして、その半導体基板3の半導体層2内に、その上
面側から、半導体層1側に、それに達しない深さで延長
している。
Thus, it extends into the semiconductor layer 2 of the semiconductor substrate 3 from the upper surface side to the semiconductor layer 1 side to a depth that does not reach thereto.

P+型の半導体領域4及び5が形成され、また、半導体
層2の上面側から、半導体層1側に、それに達する深さ
に延長しているN+型の半導体領域6が形成され、さら
に、半導体層2の上面側から、半導体層1側に、それに
達しない深さに延長し、且つ半導体領域5に連接してい
るP型の半導体領域7が形成されている。
P+ type semiconductor regions 4 and 5 are formed, and an N+ type semiconductor region 6 is formed extending from the upper surface side of the semiconductor layer 2 to the semiconductor layer 1 side to a depth reaching thereto. A P-type semiconductor region 7 is formed extending from the upper surface side of the layer 2 to the semiconductor layer 1 side to a depth that does not reach thereto and is connected to the semiconductor region 5.

一方、半導体領域T内に、上面側からN+型の半導体層
8が形成されている。
On the other hand, in the semiconductor region T, an N+ type semiconductor layer 8 is formed from the top surface side.

また、半導体領域4,5,6及び8に、それら半導体領
域4,5,6及び8上に延長している絶縁性層13に予
め穿設している窓を通じて、それぞれ電極9,10.1
1(図示せず)及び12が連結されている。
In addition, electrodes 9, 10.
1 (not shown) and 12 are connected.

以上が、従来提案されている上述した半導体装置の構成
である。
The above is the configuration of the above-mentioned semiconductor device that has been conventionally proposed.

このような構成を有する半導体装置は、半導体領域8を
コレクタ、半導体領域7をベース、半導体層2をエミッ
タとしているNPN型のトランジスタU1と、半導体領
域7をコレクタ、半導体層2をベース、半導体領域4を
エミッタとしているPNP型のトランジスタU2とを形
成している。
A semiconductor device having such a configuration includes an NPN transistor U1 having the semiconductor region 8 as a collector, the semiconductor region 7 as a base, and the semiconductor layer 2 as an emitter; 4 as an emitter.

この場合、トランジスタU1のコレクタが電極12を介
して、ベースが半導体領域5及び電極10を介して、エ
ミッタが半導体層1、半導体領域6及びそれに連結して
いる電極11(図示せず)を介してそれぞれ外部に接続
される構成を有する。
In this case, the collector of the transistor U1 is connected via the electrode 12, the base is connected to the semiconductor region 5 and the electrode 10, and the emitter is connected to the semiconductor layer 1, the semiconductor region 6, and the electrode 11 (not shown) connected thereto. and have a configuration in which they are each connected to the outside.

また、トランジスタU2のコレクタがトランジスタU1
のベースに、ベースがトランジスタU1のエミッタにそ
れぞれ内部連結され、トランジスタU2のエミッタが電
極9を介して外部に接続される構成を有する。
Also, the collector of transistor U2 is connected to transistor U1.
The base of the transistor U1 is internally connected to the emitter of the transistor U1, and the emitter of the transistor U2 is connected to the outside via an electrode 9.

従って、第1図に示す従来の半導体装置は、第2図に示
すように、いわゆる、■■L回路(インテグレーテッド
・インジェクション・ロジック回路)を構成している。
Therefore, the conventional semiconductor device shown in FIG. 1 constitutes a so-called ■■L circuit (integrated injection logic circuit), as shown in FIG. 2.

しかしながら、第1図に示す従来の半導体装置は、トラ
ンジスタU2が、いわゆる、横型に構成されていること
、トランジスタU2のベースが半導体層2の一部で形成
されていることなどの理由で、−トランジスタU2が比
較的大きな半導体基板3上の面積を要して構成されるこ
ととなる。
However, the conventional semiconductor device shown in FIG. 1 has - The transistor U2 requires a relatively large area on the semiconductor substrate 3 to be constructed.

従って、第1図に示す従来の半導体装置の場合、これを
小型化するのに、一定の限度を有していた。
Therefore, in the case of the conventional semiconductor device shown in FIG. 1, there is a certain limit to miniaturization of the device.

また、第1図に示す従来の半導体装置は、トランジスタ
U2のベースが、半導体層2の一部で形成されているの
で、そのベースの幅を小にするのに、一定の限度を有す
る。
Further, in the conventional semiconductor device shown in FIG. 1, since the base of the transistor U2 is formed of a part of the semiconductor layer 2, there is a certain limit to reducing the width of the base.

このため、第1図に示す従来の半導体装置の場合、トラ
ンジスタU2のαを大きな値にするのに、一定の限度を
有していた。
For this reason, in the case of the conventional semiconductor device shown in FIG. 1, there was a certain limit to increasing α of the transistor U2 to a large value.

さらに、第1図に示す従来の半導体装置は、トランジス
タU1のエミッタが、N−型の半導体層2で形成されて
いるので、エミッタ注入効率が比較的悪い。
Further, in the conventional semiconductor device shown in FIG. 1, the emitter of the transistor U1 is formed of the N- type semiconductor layer 2, so the emitter injection efficiency is relatively low.

このため、第1図に示す従来の半導体装置の場合、トラ
ンジスタU1のβを大きな値にするのに、一定の限度を
有し、また、消費電力を小さな値にするのにも、一定の
限度を有していた。
Therefore, in the case of the conventional semiconductor device shown in FIG. 1, there is a certain limit to increasing β of transistor U1 to a large value, and there is also a certain limit to reducing power consumption to a small value. It had

また、第1図に示す従来の半導体装置は、トランジスタ
U1のエミッタが、N−型の半導体層2で形成されてい
るので、エミッタ抵抗が比較的大きく、このため、エミ
ッタ・ベース間接合容量に対する充放電時間が比較的長
い。
Furthermore, in the conventional semiconductor device shown in FIG. 1, since the emitter of the transistor U1 is formed of the N-type semiconductor layer 2, the emitter resistance is relatively large, and therefore the emitter-base junction capacitance is Charge/discharge time is relatively long.

従って、第1図に示す従来の半導体装置の場合、利得帯
域幅を犬にするのに、一定の限度を有し、よって、応答
速度を犬にするのに、一定の限度を有していた、などの
欠点を有していた。
Therefore, in the case of the conventional semiconductor device shown in FIG. 1, there is a certain limit to the gain bandwidth, and therefore there is a certain limit to the response speed. It had drawbacks such as.

また、第1図に示す従来の半導体装置は、半導体領域4
及び5;半導体領域6:半導体領域7;及び半導体領域
8を得るためのマスクを用いる処理、絶縁性層13に窓
を穿設するためのマスクを用いる処理、及び電極9,1
0.11(図示せず)及び12を形成するためのマスク
を用いる処理を伴なって始めて得られる構成を有する。
Further, in the conventional semiconductor device shown in FIG.
and 5; semiconductor region 6: semiconductor region 7; and a process using a mask to obtain the semiconductor region 8, a process using a mask to form a window in the insulating layer 13, and electrodes 9, 1.
0.11 (not shown) and 12.

従って、第1図に示す従来の半導体装置の場合、それを
製造するのに、マスクを用いる処理を6回必要とする。
Therefore, in the case of the conventional semiconductor device shown in FIG. 1, six processes using a mask are required to manufacture it.

従って、第1図に示す従来の半導体装置を得るための従
来の製法は、その工程を簡易化するりに、一定の限度を
有していた、などの欠点を有していた。
Therefore, the conventional manufacturing method for obtaining the conventional semiconductor device shown in FIG. 1 has certain limitations, even though the process is simplified.

よって、本発明は、上述した欠点のないNPN(または
PNP)型トランジスタと、そのエミッタ及びベースに
それぞれ内部連結しているベース及びコレクタを有する
PNP(またはNPN)型トランジスタとが形成されて
いる、新規な半導体装置、及びその新規な製法を提案せ
んとするもので、以下詳細に説明するところから明らか
となるであろう。
Therefore, the present invention provides an NPN (or PNP) type transistor which does not have the above-mentioned drawbacks, and a PNP (or NPN) type transistor having a base and a collector internally connected to its emitter and base, respectively. This paper aims to propose a new semiconductor device and a new manufacturing method thereof, which will become clear from the detailed explanation below.

先ず、第3図を伴なって、本発明による半導体装置及び
その製法を、その製法の一例によって詳述しよう。
First, with reference to FIG. 3, the semiconductor device and its manufacturing method according to the present invention will be explained in detail by way of an example of the manufacturing method.

本発明による半導体装置の製法の一例においては、第3
図Aに示すように、シリコンでなり、上面31が(10
’ O)面となるように形成された比較的小さな比抵抗
を有する例えばN+型の半導体層L1を予め用意する。
In an example of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the third
As shown in Figure A, it is made of silicon, and the upper surface 31 is (10
For example, an N+ type semiconductor layer L1 having a relatively low resistivity and formed to have an O) plane is prepared in advance.

しかして、この半導体層L1の上面31上に、例えばエ
ピタキシャル成長法によって、第3図Bに示すように、
シリコンでなり、上面32が(100)面になっている
P型の半導体層L2を形成し、よって、半導体層L1と
、この上に配されている半導体層L2とを有するシリコ
ンでなる半導体基板33を形成する。
Then, on the upper surface 31 of this semiconductor layer L1, for example, by epitaxial growth, as shown in FIG. 3B,
A semiconductor substrate made of silicon, forming a P-type semiconductor layer L2 whose upper surface 32 is a (100) plane, and thus having a semiconductor layer L1 and a semiconductor layer L2 disposed thereon. form 33.

次に、この半導体基板33上、すなわち、半導体層L2
上に、例えば熱酸化法によって、第3図Cに示すように
、二酸化シリコンを主体とする酸化物層34を、第1の
酸化物層として形成する。
Next, on this semiconductor substrate 33, that is, the semiconductor layer L2
As shown in FIG. 3C, an oxide layer 34 mainly composed of silicon dioxide is formed as a first oxide layer thereon by, for example, a thermal oxidation method, as shown in FIG. 3C.

次に、この酸化物層34上に、例えば熱分解法によって
、第3図りに示すように、窒化シリコンを主体とする窒
化物層35を、第1の窒化物層として形成する。
Next, a nitride layer 35 mainly made of silicon nitride is formed as a first nitride layer on this oxide layer 34 by, for example, a thermal decomposition method, as shown in the third diagram.

次に、窒化物層35を選択的にエツチングして、第3図
E−1及びE−2に示すように、窒化物層35に幅W1
を有して格子状に延長している窓36が穿たている構成
の窒化物層M1を、第2の窒化物層として形成する。
Next, the nitride layer 35 is selectively etched so that the nitride layer 35 has a width W1, as shown in FIG. 3 E-1 and E-2.
A nitride layer M1 having a structure in which windows 36 extending in a lattice shape are formed is formed as a second nitride layer.

次に、この窒化物層M1をマスクとして酸化物層34を
オーバーエツチングすることによって、第3図Fに示す
ように、酸化物層34に、窓36に対応し、その幅W1
の中心位置を中心として幅W1より僅かに大きな幅W2
を有して格子状に延長している窓38が穿たれている構
成の酸化物層M2、すなわち、上方からみて、窒化物層
M1に内包された窒化物層M2を、第2の酸化物層とし
て形成する。
Next, by over-etching the oxide layer 34 using the nitride layer M1 as a mask, the oxide layer 34 is etched with a width W1 corresponding to the window 36, as shown in FIG. 3F.
Width W2 slightly larger than width W1 centered on the center position of
The oxide layer M2 having a structure in which windows 38 extending in a lattice shape are formed, that is, the nitride layer M2 included in the nitride layer M1 when viewed from above, is replaced by a second oxide layer M2. Form as layers.

次に、半導体層L2及びLlが、それらの上面32及び
31をともに(ioo)面となるように形成されている
ので、それら半導体層L2及びLlからなる半導体基板
33を、異方性エツチングすることができることを利用
して、窒化物層M1及び酸化物層M2をマスクとして、
半導体層L2及びLlからなる半導体基板33に異方性
エツチング処理を施して、半導体層L2に、第3図Gに
示すように、窓38に対応し、半導体層L2の上面32
上において、窓38の幅W1の中心位置を中心として幅
W2よりも催かに大きな幅W3を有するが、半導体層L
1側に至るに従い幅W3から徐々に幅狭となり、そして
、半導体層L2の下面上において、幅W1と略々等しい
かまたはそれ以下の幅W4を有する断面が截頭逆三角形
の孔41(その内面は上面32に対して略々54°だけ
傾斜している)を穿設し、且つ半導体層L1に、その上
面31上において、孔41の半導体層L1側の幅W4と
一致するが、半導体層L2側とは反対側の下方に到るに
従い幅W4から徐々に幅狭となり、そして半導体層L1
内で終絡する断面が逆三角形の溝42(その内面も上面
31に対して略略54°だけ傾斜している)を穿設し、
結局、半導体基板33に、孔41及び溝42からなる断
面が逆三角形の溝Gを形成する。
Next, since the semiconductor layers L2 and Ll are formed so that their upper surfaces 32 and 31 are both (ioo) planes, the semiconductor substrate 33 made of the semiconductor layers L2 and Ll is anisotropically etched. Taking advantage of the fact that the nitride layer M1 and the oxide layer M2 are used as masks,
The semiconductor substrate 33 consisting of the semiconductor layers L2 and Ll is subjected to an anisotropic etching process, and as shown in FIG.
In the above, the semiconductor layer L has a width W3 which is considerably larger than the width W2, centered on the center position of the width W1 of the window 38.
The width gradually narrows from the width W3 toward the first side, and on the lower surface of the semiconductor layer L2, the hole 41 (its The inner surface is inclined by approximately 54 degrees with respect to the upper surface 32), and the width W4 of the hole 41 on the semiconductor layer L1 side matches the width W4 of the semiconductor layer L1 on the upper surface 31 of the semiconductor layer L1. The width gradually becomes narrower from the width W4 toward the bottom on the side opposite to the layer L2 side, and then the semiconductor layer L1
A groove 42 having an inverted triangular cross section (the inner surface thereof is also inclined by approximately 54° with respect to the upper surface 31) is formed,
As a result, a groove G having an inverted triangular cross section is formed in the semiconductor substrate 33 by the hole 41 and the groove 42 .

次に、窒化物層M1及び酸化物層M2の外部に臨む表面
と、溝Gの内面とに、例えば熱分解法によって、第3図
Hに示すように、窒化シリコンを主体とする窒化膜45
を形成する。
Next, as shown in FIG. 3H, a nitride film 45 mainly made of silicon nitride is formed on the surfaces facing the outside of the nitride layer M1 and the oxide layer M2 and on the inner surface of the groove G by, for example, a thermal decomposition method.
form.

次に、窒化物層M1をマスクとして、例えばアルゴンな
どの不活性元素イオンを上方から垂直に打込んで、第3
図■に示すように、窒化膜45の窒化物層M1の影とな
っていない領域46及び48に、イオン打込領域を形成
する。
Next, using the nitride layer M1 as a mask, ions of an inert element, such as argon, are vertically implanted from above.
As shown in FIG. 3, ion implantation regions are formed in regions 46 and 48 of the nitride film 45 that are not in the shadow of the nitride layer M1.

次に、窒化膜45のイオン打込領域46及び48が他の
領域47に比しエツチングされ易いことを利用して、そ
れらイオン打込領域46及び48を、エツチング処理に
よって、第3図Jに示すように除去し、よって、窒化膜
45の領域47を窒化膜M3として残し、且つ溝Gの内
面下部を第1の露呈部として露呈させる。
Next, taking advantage of the fact that the ion implantation regions 46 and 48 of the nitride film 45 are more easily etched than the other regions 47, the ion implantation regions 46 and 48 are etched as shown in FIG. 3J. As shown, the region 47 of the nitride film 45 is left as the nitride film M3, and the lower part of the inner surface of the groove G is exposed as a first exposed portion.

次に、熱酸化処理によって、第3図Kに示すように、半
導体基板33の溝Gの内面下部の第1の露呈部に、二酸
化シリコンを主体とする酸化物でなる絶縁層49を、第
1の絶縁層として形成する。
Next, by thermal oxidation treatment, as shown in FIG. 3K, an insulating layer 49 made of an oxide mainly composed of silicon dioxide is formed on the first exposed portion of the lower inner surface of the groove G of the semiconductor substrate 33. It is formed as one insulating layer.

次に、窒化膜M3及び窒化物層M1をエツチング処理に
よって、第3図りに示すように、除去し、溝Gの内面下
部を除いた領域を第2の露呈部として露呈させる。
Next, the nitride film M3 and the nitride layer M1 are removed by an etching process, as shown in the third figure, to expose a region other than the lower part of the inner surface of the groove G as a second exposed portion.

次に、酸化物層M2をマスクとして窒素イオンを上方か
ら垂直に打込むことによって、第3図Mに示すように、
上述した溝Gの内面下部を除いた領域に形成された第2
の露呈部の酸化物層M2によって影となっていない領域
に、イオン打込領域51を形成する。
Next, by vertically implanting nitrogen ions from above using the oxide layer M2 as a mask, as shown in FIG. 3M,
A second groove formed in the area excluding the lower part of the inner surface of the groove G mentioned above.
An ion implantation region 51 is formed in the exposed portion of the oxide layer M2 that is not shaded by the oxide layer M2.

次に、熱酸化処理によって、第3図Nに示すように、溝
Gの内面下部を除いた領域に形成された第2の露呈部の
酸化物層M2によって影となっている領域50に、二酸
化シリコンを主体とする酸化物でなる絶縁層52を、第
2の絶縁層として形成するとともに、イオン打込領域5
1上に、二酸化シリコンを主体とする絶縁層51′を、
第3の絶縁層として形成する。
Next, by thermal oxidation treatment, as shown in FIG. 3N, in the region 50 shaded by the oxide layer M2 of the second exposed portion formed in the region excluding the lower part of the inner surface of the groove G, An insulating layer 52 made of an oxide mainly composed of silicon dioxide is formed as a second insulating layer, and the ion implantation region 5
1, an insulating layer 51' mainly made of silicon dioxide,
Formed as a third insulating layer.

次に、絶縁層51′をエツチングによって除去し、よっ
て、第3図Oに示すように、溝Gの内面上に、絶縁層4
9及び52を絶縁層M4として残し、且つ溝Gの内面に
露呈部53を、第3の露呈部として形成する。
Next, the insulating layer 51' is removed by etching, so that the insulating layer 4 is etched on the inner surface of the groove G, as shown in FIG.
9 and 52 are left as the insulating layer M4, and an exposed portion 53 is formed on the inner surface of the groove G as a third exposed portion.

次に、上方から、例えば砒素イオンのようなN型を与え
る不純物イオンを打込んで、第3図Pに示すように、半
導体層L2内に、その上面32と所要の間隔を保って対
向している上面54と、溝Gの内面と所要の間隔を保っ
て対向している側面55とを有し、且つ半導体層L1に
連接している爾後N+型の半導体領域Q1になるN型不
純物を含む半導体領域Q1/を形成する。
Next, impurity ions, such as arsenic ions, which provide N type are implanted from above into the semiconductor layer L2 so as to face the upper surface 32 of the semiconductor layer L2 at a required distance, as shown in FIG. 3P. and a side surface 55 facing the inner surface of the groove G with a required distance therebetween. A semiconductor region Q1/ is formed.

次に、絶縁層49及び52でなる絶縁層M4をマスクと
してN型を与える不純物を熱拡散させることによって、
第3図Qに示すように、半導体層L2内に、溝Gの露呈
部53から、半導体層L1に達する深さに延長し、且つ
半導体領域Ql’に達する深さに延長しているN型の半
導体領域Q5’を形成する。
Next, by using the insulating layer M4 made up of the insulating layers 49 and 52 as a mask, the impurity giving N type is thermally diffused.
As shown in FIG. 3Q, in the semiconductor layer L2, an N-type layer extends from the exposed portion 53 of the trench G to a depth reaching the semiconductor layer L1 and a depth reaching the semiconductor region Ql'. A semiconductor region Q5' is formed.

なお、このとき、半導体領域Q1’が、活性化されて、
半導体層L1と境界を区別し得ないN+型の半導体領域
Q1になる。
Note that at this time, the semiconductor region Q1' is activated,
This results in an N+ type semiconductor region Q1 whose boundary is indistinguishable from the semiconductor layer L1.

次lこ、半導体領域Q5の溝Gの露呈部上に、P型不純
物を高濃度にドープした例えばシリコンでなる半導体層
を、エピタキシャル成長法によって成長せしめることを
含む手段によるとか、高濃度にP型不純物をドープした
例えばポリシリコンでなる半導体層を、溝Gが埋るまで
酸化物層M2を含めて全面に形成し、然る後、酸化物層
M2上の半導体層を除去することを含む手段によるとか
などの手段によって、第3図Rに示すように、溝G内に
、P型不純物を、高密度に、ドープしている、平らな上
面を有し、且つ比較的小さな比抵抗を有する半導体層L
3を、半導体領域Q5と連接して形成する。
Next, on the exposed portion of the groove G of the semiconductor region Q5, a semiconductor layer made of, for example, silicon doped with a P-type impurity is grown by an epitaxial growth method. Means including forming a semiconductor layer made of, for example, polysilicon doped with impurities over the entire surface including the oxide layer M2 until the trench G is filled, and then removing the semiconductor layer on the oxide layer M2 As shown in FIG. 3R, the groove G is doped with P-type impurities at a high density, has a flat upper surface, and has a relatively small resistivity. Semiconductor layer L
3 is formed in connection with the semiconductor region Q5.

次に、熱処理によって、半導体領域Q5から、それに含
まれているN型不純物を、半導体層L2の絶縁層M4を
構成している絶縁層52下の領域内に導入させて、半導
体層L2内に、半導体領域Q5が半導体層L2内に拡が
った構成を有するN型の半導体領域Q6を、第6の半導
体領域として形成しながら、その半導体領域Q6内に、
半導体層L3から、これに含まれているP型不純物を、
56で示されている上述した溝Gの露呈部を通じて導入
させ、よって、第3図Sに示すように、溝Gの内面側か
ら、半導体層L3と連設して、半導体層L1及び半導体
領域Q1に達する深さに延長しているP乃至P+型の半
導体窓孔Q2と、絶縁層M4を構成している絶縁層52
下おいて溝Gの内面側から半導体領域Q1に達する深さ
に延長し、且つ半導体領域Q2と連接しているN型の半
導体領域Q3とを、それぞれ第2及び第3の半導体領域
として形成する。
Next, by heat treatment, the N-type impurity contained in the semiconductor region Q5 is introduced into the region under the insulating layer 52 forming the insulating layer M4 of the semiconductor layer L2, and the N-type impurity contained therein is introduced into the semiconductor layer L2. , while forming an N-type semiconductor region Q6 having a configuration in which the semiconductor region Q5 extends within the semiconductor layer L2 as a sixth semiconductor region, in the semiconductor region Q6,
From the semiconductor layer L3, the P-type impurity contained therein is
The semiconductor layer L1 and the semiconductor region are introduced through the exposed portion of the groove G indicated by 56, and are thus introduced from the inner surface side of the groove G in a continuous manner with the semiconductor layer L3, as shown in FIG. 3S. A P to P+ type semiconductor window hole Q2 extending to a depth reaching Q1 and an insulating layer 52 forming an insulating layer M4.
An N-type semiconductor region Q3 extending from the inner surface of the groove G to a depth reaching the semiconductor region Q1 below and connected to the semiconductor region Q2 is formed as a second and third semiconductor region, respectively. .

なお、このとき、半導体層L3の平らな上面に、二酸化
シリコンを主体とする酸化物でなる絶縁層が形成される
とともに、酸化物層M2がさらに成長して、第3図Sに
示すように、半導体層L2及びL3上に一様に延長して
いる二酸化シリコンを主体とする酸化物でなる絶縁層5
8が形成される。
At this time, an insulating layer made of an oxide mainly composed of silicon dioxide is formed on the flat upper surface of the semiconductor layer L3, and the oxide layer M2 further grows, as shown in FIG. 3S. , an insulating layer 5 made of an oxide mainly composed of silicon dioxide and extending uniformly over the semiconductor layers L2 and L3.
8 is formed.

次に、絶縁層58に対する選択的エツチング処理によっ
て、絶縁層58に、第3図T−1及びT2に示すように
、絶縁層M4の半導体層L2の上面32上に臨む領域の
外周縁に所要の間隔を置いて沿う内側縁を有する窓65
を穿設する。
Next, by selectively etching the insulating layer 58, the insulating layer 58 is etched as shown in FIG. a window 65 having an inner edge spaced along the
to be drilled.

次に、第3図Uに示すように、例えば熱分解法によって
、半導体層L20)窓65に臨む面上及び絶縁層58上
の全域に亘って、N型不純物を高濃度に含む例えばポリ
シリコンでなる半導体層66を形成し、ひきつづいて、
その半導体層66上に、不純物を含まないポリシリコン
でなる半導体層67を、同様に、例えば熱分解法によっ
て形成し、よって、それら半導体層66及び67による
半導体層68を形成する。
Next, as shown in FIG. 3U, for example, polysilicon containing a high concentration of N-type impurities is formed over the entire surface of the semiconductor layer L20) facing the window 65 and the insulating layer 58 by, for example, a thermal decomposition method. Forming a semiconductor layer 66 consisting of
A semiconductor layer 67 made of polysilicon containing no impurities is similarly formed on the semiconductor layer 66 by, for example, a thermal decomposition method, and thus a semiconductor layer 68 is formed by the semiconductor layers 66 and 67.

次に、第3図Vに示すように、半導体層68上に、例え
ば二酸化シリコンでなる絶縁層69を形成する。
Next, as shown in FIG. 3V, an insulating layer 69 made of silicon dioxide, for example, is formed on the semiconductor layer 68.

次に、この絶縁層69に対する選択的エツチング処理に
よって、第3図W−1及びW−2に示すように、前後縁
及び左側縁が絶縁層58に対向して位置するが、右側縁
が半導体層L2の窓65に臨む面に対向して位置するよ
うに前後方向に延長している、マスクM5を絶縁層69
から形成する。
Next, by selectively etching the insulating layer 69, as shown in FIG. The mask M5, which extends in the front-rear direction and is located opposite to the surface facing the window 65 of the layer L2, is attached to the insulating layer 69.
form from.

次に、マスクM5を用いた半導体層68に対するエツチ
ング処理によって、第3図Xに示すように、マスクM5
下に、断面が逆台形の半導体層71を形成する。
Next, by etching the semiconductor layer 68 using the mask M5, as shown in FIG.
A semiconductor layer 71 having an inverted trapezoidal cross section is formed below.

次に、マスクM5を、エツチング処理によって、第3図
Yに示すように、半導体層71上から除去する。
Next, the mask M5 is removed from above the semiconductor layer 71 by etching, as shown in FIG. 3Y.

次に、第3図Zに示すように、半導体層71、半導体層
L2及び絶縁層58上に一様に延長している、例えば窒
化シリコンでなる絶縁層72を、例えば熱分解法によっ
て形成する。
Next, as shown in FIG. 3Z, an insulating layer 72 made of, for example, silicon nitride and extending uniformly over the semiconductor layer 71, the semiconductor layer L2, and the insulating layer 58 is formed by, for example, a pyrolysis method. .

次に、熱処理によって、半導体層71となっている、上
述した半導体層68を構成している半導体層66による
部から、それに含まれているN型不純物を、上述した半
導体層68を構成している半導体層67による部内に導
入し、よって、第3図AAに示すように、半導体層71
から、N型不純物を高濃度に含む半導体層73を形成し
、且つその半導体層73に含まれているN型不純物を、
半導体層L2内の半導体層73下の領域に導入し、よっ
て、この半導体層L2内の上面32側に、N型の半導体
領域Q4を、第4の半導体領域として形成する。
Next, by heat treatment, the N-type impurity contained in the semiconductor layer 66 forming the semiconductor layer 68 described above, which is the semiconductor layer 71, is removed from the semiconductor layer 66 forming the semiconductor layer 68 described above. Therefore, as shown in FIG. 3AA, the semiconductor layer 71
From this, a semiconductor layer 73 containing a high concentration of N-type impurities is formed, and the N-type impurities contained in the semiconductor layer 73 are
The N-type semiconductor region Q4 is introduced into the region under the semiconductor layer 73 in the semiconductor layer L2, thereby forming an N-type semiconductor region Q4 on the upper surface 32 side in the semiconductor layer L2 as a fourth semiconductor region.

次に、上方からのP型不純物イオンの垂直打込処理によ
って、第3図ABに示すように、半導体層72の半導体
層73の影となっている領域75以外の領域74及び7
6に、イオン打込領域を形成する。
Next, by vertically implanting P-type impurity ions from above, as shown in FIG.
6, an ion implantation region is formed.

次に、エツチング処理によって、第3図ACに示すよう
に、領域75を絶縁層77として残すが、このイオン打
込領域74及び76を除去し、よって、半導体層L2の
上面を、絶縁層58の窓65の前後面及び左内側面と、
絶縁層77の右外側面とによって形成された窓78に臨
ませる。
Next, by etching, the region 75 is left as an insulating layer 77, as shown in FIG. The front and rear surfaces and left inner surface of the window 65,
It faces a window 78 formed by the right outer side surface of the insulating layer 77.

次に、上方からのP型不純物イオンの垂直打込によって
、第3図ADに示すように、半導体層L2内の上面32
側の窓78)こ臨む位置に、P十型の半導体領域Q7を
形成する。
Next, by vertical implantation of P-type impurity ions from above, the upper surface 32 in the semiconductor layer L2 is
A P-type semiconductor region Q7 is formed at a position facing the side window 78).

次に、絶縁層58の半導体層L3に対向する位置に窓(
図示せず)を穿設して後に、上方からの導電性金属材の
蒸着処理を行うことによって、第3図AEに示すように
、半導体層73上に延長している電極80と、半導体領
域Q7上及び絶縁層58上に延長し、且つ半導体層L3
に上述した絶縁層58に穿設している窓を通じて連結し
、しかしながら電極80が半導体層73上に延長してい
るので、これとは連接していない導電性層81とを形成
する。
Next, a window (
As shown in FIG. 3AE, the electrode 80 extending over the semiconductor layer 73 and the semiconductor region Q7 and the insulating layer 58, and the semiconductor layer L3
A conductive layer 81 is formed which is connected through the window drilled in the insulating layer 58 described above, but is not connected to the semiconductor layer 73 because the electrode 80 extends over the semiconductor layer 73.

次に、導電性層8Hこ対する選択的エツチング処理によ
って、第3図AF−1及びAF−2に示すように、半導
体領域Q7の1つのみと連結して絶縁層58上に延長し
ている電極82と、半導体層L3にのみ連結して絶縁層
58上に延長している電極(図示していないがこれを8
4とする)とを形成し、また半導体層L1に連接して半
導体層L2の上面側に臨むN型半導体領域を、半導体基
板内の適当な位置に形成して、これに電極を付し、また
は半導体層L1の上面側とは反対側の面に電極を付すな
どによって、半導体層L1に電極(図示しないがこれを
83とする)を連結する。
Next, by selectively etching the conductive layer 8H, as shown in FIG. 3 AF-1 and AF-2, it is connected to only one of the semiconductor regions Q7 and extends onto the insulating layer 58. The electrode 82 and the electrode connected only to the semiconductor layer L3 and extending onto the insulating layer 58 (not shown)
4), and an N-type semiconductor region connected to the semiconductor layer L1 and facing the upper surface side of the semiconductor layer L2 is formed at an appropriate position in the semiconductor substrate, and an electrode is attached to this, Alternatively, an electrode (not shown, but referred to as 83) is connected to the semiconductor layer L1 by attaching an electrode to the surface opposite to the upper surface of the semiconductor layer L1.

以上のようにして、本発明による、目的の半導体装置の
一例を製造する。
As described above, an example of the target semiconductor device according to the present invention is manufactured.

以上で、本発明による半導体装置の一例、及びその製法
の一例が明らかとなった。
As described above, an example of a semiconductor device according to the present invention and an example of its manufacturing method have been clarified.

このような本発明による半導体装置(第2図AF−1及
びAF−2に示されている)は、半導体領域Q4をコレ
クタ、半導体層L2をベース、半導体領域Q1をエミッ
タとしているNPN型のトランジスタU1と、半導体層
L2をコレクタ、半導体領域Q3をベース、半導体領域
Q2をエミッタとしているPNP型トランジスタU2と
を形成し、しかして、トランジスタU1のコレクタが半
導体層73及び電極80を介して、ベースが半導体領域
Q7及び電極82を介して、エミッタが半導体層L1及
びこれに連結している電極83(図示せず)を介してそ
れぞれ外部に接続される構成を有し、また、トランジス
タU2のコレクタがトランジスタU1のベースに、ベー
スがトランジスタU1のエミッタにそれぞれ内部連結さ
れ、エミッタが半導体層L3及びこれに連結している電
極84(図示せず)を介して外部に接続される構成を有
する。
Such a semiconductor device according to the present invention (shown in FIGS. 2 AF-1 and AF-2) is an NPN transistor having a semiconductor region Q4 as a collector, a semiconductor layer L2 as a base, and a semiconductor region Q1 as an emitter. U1 and a PNP transistor U2 having the semiconductor layer L2 as the collector, the semiconductor region Q3 as the base, and the semiconductor region Q2 as the emitter. is connected to the outside through the semiconductor region Q7 and the electrode 82, and the emitter is connected to the outside through the semiconductor layer L1 and the electrode 83 (not shown) connected thereto, and the collector of the transistor U2 is internally connected to the base of the transistor U1, the base is internally connected to the emitter of the transistor U1, and the emitter is externally connected via the semiconductor layer L3 and an electrode 84 (not shown) connected thereto.

従って、上述した本発明による半導体装置は、第2図で
上述したと同様の、いわゆるIIL回路を構成している
Therefore, the semiconductor device according to the present invention described above constitutes a so-called IIL circuit similar to that described above in FIG.

しかしながら、上述した本発明による半導体装置の場合
、トランジスタU2のエミッタ及びベースとなる半導体
領域Q2及びQ3が、コレクタとなる半導体層L2に対
して、斜めの配列線に沿って配列されている構成を有す
るので、トランジスタU2が、第1図で上述した従来の
半導体装置のトランジスタU2のようにいわゆる横型に
構成されてはいない。
However, in the case of the semiconductor device according to the present invention described above, the semiconductor regions Q2 and Q3, which become the emitter and the base of the transistor U2, are arranged along the diagonal arrangement line with respect to the semiconductor layer L2, which becomes the collector. Therefore, the transistor U2 is not configured in a so-called horizontal type like the transistor U2 of the conventional semiconductor device described above in FIG.

また、上述した本発明による半導体装置は、トランジス
タU2のベースが、半導体層L2内への不純物拡散によ
って形成された半導体領域Q3によって形成されている
Further, in the semiconductor device according to the present invention described above, the base of the transistor U2 is formed by the semiconductor region Q3 formed by impurity diffusion into the semiconductor layer L2.

従って、上述した本発明による半導体装置によれば、ト
ランジスタU2が半導体基板33上に要する面積が、第
1図で上述した従来の半導体装置のトランジスタU2が
半導体基板3上に要する面積に比し、小になり、よって
、第1図で上述した従来の半導体装置に比し、格段的に
小型化される、という特徴を有する。
Therefore, according to the semiconductor device according to the present invention described above, the area required by the transistor U2 on the semiconductor substrate 33 is smaller than the area required by the transistor U2 on the semiconductor substrate 3 of the conventional semiconductor device described above in FIG. Therefore, compared to the conventional semiconductor device described above in FIG. 1, it has the feature of being significantly smaller.

また、上述した本発明による半導体装置によれば、トラ
ンジスタU2のベースが、半導体層L2内への不純物拡
散によって形成された半導体領域Q3によって形成され
ているので、そのベースの幅が、第1図で上述した従来
の半導体装置のトランジスタU2の場合に比し、格段的
に小になる。
Further, according to the semiconductor device according to the present invention described above, since the base of the transistor U2 is formed by the semiconductor region Q3 formed by impurity diffusion into the semiconductor layer L2, the width of the base is smaller than that shown in FIG. The size is significantly smaller than that of the transistor U2 of the conventional semiconductor device described above.

このため、上述した本発明による半導体装置によれば、
トランジスタU2のαが、第1図で上述した従来の半導
体装置のトランジスタU2の場合に比し、格段的に犬に
なる、という特徴を有する。
Therefore, according to the semiconductor device according to the present invention described above,
The transistor U2 has a characteristic that α is much smaller than that of the transistor U2 of the conventional semiconductor device described above in FIG.

さらに、上述した本発明による半導体装置によれば、ト
ランジスタU1のエミッタが、半導体層L2内へのイオ
ン打込によって形成された半導体領域Q1で形成され、
そして、その半導体領域Q1の不純物濃度は、これを所
望に応じて、容易に犬にすることができるので、トラン
ジスタU1のエミッタ注入効率が、第1図で上述した従
来の半導体装置のトランジスタU1の場合に比し、十分
改善される。
Furthermore, according to the semiconductor device according to the present invention described above, the emitter of the transistor U1 is formed by the semiconductor region Q1 formed by ion implantation into the semiconductor layer L2,
Since the impurity concentration of the semiconductor region Q1 can be easily increased as desired, the emitter injection efficiency of the transistor U1 is lower than that of the transistor U1 of the conventional semiconductor device described above in FIG. This is significantly improved compared to the previous case.

このため、上述した本発明による半導体装置によれば、
トランジスタU1のβが、第1図で上述した従来の半導
体装置のトランジスタU1の場合に比し、格段的に犬に
なり、また消費電力が、第1図で上述した従来の半導体
装置の場合に比し、格段的に小となる、という特徴を有
する。
Therefore, according to the semiconductor device according to the present invention described above,
β of the transistor U1 is much smaller than that of the transistor U1 of the conventional semiconductor device described above in FIG. It has the characteristic that it is significantly smaller than the standard.

また、上述した本発明による半導体装置によれば、トラ
ンジスタU1のエミッタが、半導体層L2内へのイオン
打込によって形成さ−れた半導体領域Q1で形成され、
そして、その半導体領域Q1の不純物濃度は、これを所
望に応じて容易に犬とすることができ、従って、エミッ
タ抵抗を、第1図で上述した従来の半導体装置のトラン
ジスタU1の場合に比し、格段的に小にすることができ
る。
Further, according to the semiconductor device according to the present invention described above, the emitter of the transistor U1 is formed by the semiconductor region Q1 formed by ion implantation into the semiconductor layer L2,
The impurity concentration of the semiconductor region Q1 can be easily adjusted as desired, so that the emitter resistance can be reduced compared to that of the transistor U1 of the conventional semiconductor device described above in FIG. , can be made significantly smaller.

よって、上述した本発明による半導体装置によれば、ト
ランジスタU1のエミッタ・ベース間接合容量に対する
充放電時間が、第1図で上述した従来の半導体装置のト
ランジスタU1の場合に比し、格段的に短かくなり、こ
のため、利得帯域幅が、第1図で上述した従来の半導体
装置の場合に比し、格段的に犬となって、応答速度が、
第1図で上述した従来の半導体装置の場合に比し、格段
的に犬になる、などの犬なる特徴を有する。
Therefore, according to the semiconductor device according to the present invention described above, the charging and discharging time for the emitter-base junction capacitance of the transistor U1 is significantly shorter than that of the transistor U1 of the conventional semiconductor device described above in FIG. As a result, the gain bandwidth is much shorter than that of the conventional semiconductor device described above in FIG. 1, and the response speed is
Compared to the conventional semiconductor device described above in FIG. 1, this semiconductor device has characteristics that are much more dog-like.

また、上述した本発明による半導体装置の製法によれば
、その半導体装置を、窒化物層M1を得るためりマスク
を用いる処理、絶縁層58の窓65を得るためのマスク
を用いる処理、マスクM5を得るためのマスクを用いる
処理、電極84(図示せず)を半導体層L3に連結する
ための絶縁層58に窓を穿つためのマスクを用いる処理
、及び電極82〜84を形成するためのマスクを用いる
処理という、マスクを用いる処理に関し、それが5回だ
けで良いという処理によって得ることができる。
Further, according to the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention described above, the semiconductor device can be processed by a process using a mask to obtain the nitride layer M1, a process using a mask to obtain the window 65 of the insulating layer 58, and a process using a mask M5 to obtain the window 65 of the insulating layer 58. A process using a mask to form a window in the insulating layer 58 to connect the electrode 84 (not shown) to the semiconductor layer L3, and a mask to form the electrodes 82 to 84. Regarding the process using a mask, which is the process using , it can be obtained by a process that requires only 5 times.

よって、上述した本発明による半導体装置の製法によれ
ば、第1図で上述した従来の半導体装置を得るための製
法に比し、格段的に簡易な工程で、上述した特徴を有す
る半導体装置を製造することができる、などの犬なる特
徴を有する。
Therefore, according to the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention described above, a semiconductor device having the above-mentioned characteristics can be manufactured through a much simpler process than the method for manufacturing the conventional semiconductor device described above in FIG. Can be manufactured and has characteristics that make it a dog.

なお、上述においては、本発明による半導体装置の1つ
の例、及びその1つの製法を述べた。
Note that, in the above description, one example of a semiconductor device according to the present invention and one manufacturing method thereof have been described.

しかしながら、次に述べる半導体装置の製法、及びそれ
によって得られる半導体装置を、それぞれ本発明による
半導体装置の製法、及びそれによって得られる半導体装
置とすることもできる。
However, the method for manufacturing a semiconductor device described below and the semiconductor device obtained thereby can also be used as the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, and the semiconductor device obtained thereby, respectively.

すなわち、詳細説明は省略するが、第3図Sで上述した
ように、半導体層Ll内に半導体領域Q2及びQ3を形
成して後、第4図Al及びA2に示すように、絶縁層5
8に、半導体層L2を外部に臨ませる窓91を穿設する
That is, although detailed explanation is omitted, after forming the semiconductor regions Q2 and Q3 in the semiconductor layer Ll as described above with reference to FIG. 3S, as shown in FIG. 4 Al and A2, the insulating layer 5 is formed.
8, a window 91 is bored through which the semiconductor layer L2 is exposed to the outside.

次に、この窓91を通じてのN型不純物の熱拡散処理に
よって、半導体層Ll内に、第4図Bに示すように、N
型の半導体領域Q4を形成するとともに、その半導体領
域Q4上に絶縁層58に連なる二酸化シリコンを主体と
する酸化物でなる絶縁層92を形成する。
Next, as shown in FIG. 4B, N-type impurity is thermally diffused into the semiconductor layer Ll through this window 91.
A type semiconductor region Q4 is formed, and an insulating layer 92 made of an oxide mainly composed of silicon dioxide is formed on the semiconductor region Q4 and continues to the insulating layer 58.

次に、第4図Cに示すように、絶縁層58に、半導体層
L2を外部に臨ませる窓93を形成する。
Next, as shown in FIG. 4C, a window 93 is formed in the insulating layer 58 to expose the semiconductor layer L2 to the outside.

次に、この窓93を通じてのP型不純物の熱拡散処理に
よって、半導体層Ll内に、第4図りに示すように、P
十型の半導体領域Q7を形成するとともに、その半導体
領域Q7上に絶縁層58に連なる二酸化シリコンを主体
とする酸化物でなる絶縁層94を形成する。
Next, as shown in the fourth diagram, P-type impurity is thermally diffused into the semiconductor layer Ll through the window 93.
A ten-shaped semiconductor region Q7 is formed, and an insulating layer 94 made of an oxide containing silicon dioxide as a main component is formed on the semiconductor region Q7 and continues to the insulating layer 58.

次に、絶縁層92及び94に、第4図Eに示すように、
それぞれ半導体領域Q4及びQ7を外部に臨ませる窓9
5及び96を穿設し、且つ絶縁層58に、半導体層L3
を外部に臨ませる窓(図示せず)を穿設する。
Next, as shown in FIG. 4E, the insulating layers 92 and 94 are
Windows 9 that allow semiconductor regions Q4 and Q7 to be exposed to the outside, respectively.
5 and 96, and the semiconductor layer L3 is formed in the insulating layer 58.
A window (not shown) is drilled to allow the outside to be seen.

次に、導電性金属材料の上方からの蒸着によって、第4
図Fに示すように、絶縁層58,92及び94上と、半
導体領域Q4及びQ7の窓95及び96を通じて外部に
臨む領域上と、半導体層L3の絶縁層58に穿設してい
る窓(図示せず)を通じて外部に臨む領域上とに延長し
ている導電性層97を形成する。
Next, a fourth
As shown in FIG. F, windows ( A conductive layer 97 is formed extending over a region facing the outside through a conductive layer (not shown).

次に、この導電性層97に対する選択的エツチング処理
によって、第4図G−1及びG−2に示すように、半導
体領域Q4のみに連結している第3図AE及びAFに示
す電極80に対応している電極98、半導体領域Q7の
みに連結している第3図AE及びAFに示す電極82に
対応している電極99、及び半導体層L3にのみ連結し
ている第3図で上述した電極84(図示せず)に対応し
てい電極(図示せず)を形成し、次に、またはその前に
、半導体層L1に連結している第3図で上述した電極8
3(図示せず)に対応している電極(図示せず)を形成
する。
Next, by selectively etching the conductive layer 97, the electrode 80 shown in FIG. 3 AE and AF is connected only to the semiconductor region Q4, as shown in FIG. 4 G-1 and G-2. The corresponding electrode 98, the electrode 99 corresponding to the electrode 82 shown in FIG. 3 AE and AF, which is connected only to the semiconductor region Q7, and the electrode 99 shown above in FIG. 3, which is connected only to the semiconductor layer L3. An electrode (not shown) corresponding to the electrode 84 (not shown) is formed next or before the electrode 84 described above in FIG. 3 is connected to the semiconductor layer L1.
An electrode (not shown) corresponding to No. 3 (not shown) is formed.

以上のようにして、第3図で上述した本発明による半導
体装置の場合と同様の作用効果が得られる、目的の半導
体装置を製造する。
In the manner described above, a target semiconductor device is manufactured that provides the same effects as those of the semiconductor device according to the present invention described above with reference to FIG.

また、上述においては、溝Gの内面上に、絶縁層52及
び49からなる絶縁層M4を形成して後、半導体領域Q
1を形成した場合につき述べたが、半導体領域Q1を形
成して後、絶縁層M4を形成することもできる。
Further, in the above description, after forming the insulating layer M4 made of the insulating layers 52 and 49 on the inner surface of the groove G, the semiconductor region Q
Although the case where the semiconductor region Q1 is formed has been described, the insulating layer M4 can also be formed after the semiconductor region Q1 is formed.

その他、本発明の精神を脱することなしに、種種の変型
、変更をなし得るであろう。
Various other modifications and changes may be made without departing from the spirit of the invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明に依る半導体装置の基礎となる、従来
の半導体装置を示す路線的断面図である。 第2図は、その等価回路図である。 第3図A−D。E−2,F−8,T−2,U、V、W−
2,X 〜Z、AA−AE、及びAF−2は本発明によ
る半導体装置の製法の一例を示す順次の工程での路線的
断面図、−第3図E−1、T−1、W i、 AF−1
は、それらの■−■線上の断面をとるとき、それぞれ第
3図E−2、T−2、W−2及びAF−2に示す路線的
断面図が得られる路線的平面図である。 第4図A−2、B 、 C−2、D−F及びG−2は、
本発明による半導体装置の製法の他の例を示す順次の工
程での路線的断面図、第4図Ai、c−i及びG−1は
、それらのn−n線上の断面をとるとき、それぞれ第3
図A−2,C2及びG−2に示す路線的断面図が得られ
る路線的平面図である。 Ll、L2.L3・・・・・・半導体層、33・・・・
・・半導体基板、34,35,45,58,69,72
・・・・・・絶縁層、M1〜M5・・・・・・マスク、
G・・・・・・溝、Q1〜Q7・・・・・・半導体領域
、68・・・・・・半導体層、71.73・・・・・・
層、80,82・・・・・・電極、Ul。 U2・・・・・・トランジスタ。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a conventional semiconductor device, which is the basis of a semiconductor device according to the present invention. FIG. 2 is its equivalent circuit diagram. Figure 3 A-D. E-2, F-8, T-2, U, V, W-
2, X to Z, AA-AE, and AF-2 are line cross-sectional views of successive steps showing an example of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention; , AF-1
These are route plan views from which the route sectional views shown in FIG. 3 E-2, T-2, W-2, and AF-2 are obtained when the cross sections are taken along the line ■-■. Figure 4 A-2, B, C-2, DF and G-2 are
4Ai, c-i, and G-1, which are line cross-sectional views showing other examples of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention in sequential steps, are respectively Third
It is a line plan view from which the line cross-sectional views shown in Figures A-2, C2, and G-2 are obtained. Ll, L2. L3... Semiconductor layer, 33...
...Semiconductor substrate, 34, 35, 45, 58, 69, 72
...Insulating layer, M1 to M5...Mask,
G...Groove, Q1-Q7...Semiconductor region, 68...Semiconductor layer, 71.73...
Layer, 80, 82... Electrode, Ul. U2...Transistor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 比較的小さな比抵抗を有する第1の導電型の第1の
半導体層と、該第1の半導体層上に配された第1の導電
型とは逆の第2の導電型の第2の半導体層とからなるシ
リコン半導体基板を有し、該シリコン半導体基板には、
上記第2の半導体層の上面側から、上記第1の半導体層
側に延長している断面が逆三角形の溝が形成され、 上記第2の半導体層内には、 当該第2の半導体層の上面と所要の間隔を保って対向し
ている上面と、上記溝の内面と所要の間隔を保って対向
している側面とを有し、且つ上記第1の半導体層に連接
している第1の導電型の第1の半導体領域と、 上記溝の内面側から、上記第1の半導体層及び上記第1
の半導体領域に達する深さに延長している第2の導電型
を有する第2の半導体領域と、上記溝の内面側から、上
記第1の半導体領域に達する深さに延長し、且つ上記第
2の半導体領域と連接している第1の導電型を有する第
3の半導体領域と、 上記第2の半導体層の上面側から、上記第1の半導体領
域側lこ所要の深さlこ延長している第1の導電型を有
する第4の半導体領域と が形成され、 上記溝内には、上記第2の半導体領域とのみ連接し、且
つ比較的小さな比抵抗を有する第2の導電型を有する第
3の半導体層が配され、 上記第4の半導体領域、上記第2の半導体層、及び上記
第1の半導体領域をそれぞれコレクタ、ベース及びエミ
ッタとしている第1のトランジスタと、上記第2の半導
体領域、上記第3の半導体領域、及び上記第2の半導体
層を、それぞれ上記第3の半導体層に内部連結している
エミッタ、上記第1のトランジスタのエミッタに内部連
結しているベース、及び上記第1のトランジスタのベー
スに内部連結しているコレクタとしている第2のトラン
ジスタとが形成されていることを特徴とする半導体装置
。 2 比較的小さな比抵抗を有する第1の導電型の第1の
半導体層と、該第1の半導体層上に配された第1の導電
型とは逆の第2の導電型を有する第2の半導体層とから
なるシリコン半導体基板上に、第1の酸化物層と、第1
の窒化物層とをそれらの順に積層し、次に、上記第1の
窒化物層を選択的にエツチングして、第2の窒化物層を
形成し、次に、上記第2の窒化物層をマスクとして上記
第1の酸化物層をオーバーエツチングして、上方からみ
て、上記第2の窒化物層に内包された第2の酸化物層を
形成する工程と、 上記第2の酸化物層及び第2の窒化物層をマスクドして
、上記シリコン半導体基板に異方性エツチング処理を施
して、断面が逆三角形の溝を形成する工程と、 上記第2の酸化物層及び第2の窒化物層の外部に臨む表
面と、上記溝の内面とに窒化膜を付し、次に、上記第2
の窒化物層をマスクして不活性元素イオンを打込んで、
上記窒化膜の上記第2の窒化物層の影となっていない領
域に、第1のイオン打込領域を形成する工程と、 上記窒化膜の第1のイオン打込領域が他の領域に比しエ
ツチングされ易いことを利用して、上記第1のイオン打
込領域を除去して、上記溝の内面下部を第1の露呈部と
して露呈させ、次に、熱酸化処理を施して、上記第1の
露呈部に第1の絶縁層を形成する工程と、 上記窒化膜及び上記第2の窒化物層を除去して、上記溝
の内面下部を除いた領域を第2の露呈部として露呈させ
、次に、上記第2の酸化物層をマスクとして窒素イオン
を打込むことにより、上記第2の露呈部の上記第2の酸
化物層の影となっていない領域に、第2のイオン打込領
域を形成する工程と、 上記溝の内面の、上記第2のイオン打込領域以外の領域
上に第2の絶縁層を、上記第2のイオン打込領域上に第
3の絶縁層をそれぞれ熱酸化法によって形成し、次に、
上記第3の絶縁層をエツチングにより除去して、上記溝
の内面に第3の露呈部を形成する工程と、 上方から、第1の導電型を与える不純物イオンを打込ん
で、上記第2の半導体層内に、その上面と所要の間隔を
保って対向している上面と、上記溝の内側面と所要の間
隔を保って対向している側面とを有し、且つ上記第1の
半導体層に連接している第1の導電型の不純物を含んで
いる第1の半導体領域を形成する工程と、 上記第1及び第2の絶縁層をマスクとして第1の導電型
を与える不純物を拡散させることにより、上記第2の半
導体層内に、上記溝の第3の露呈部から、上記第1の半
導体層に達する深さに延長し、且つ上記第1の半導体領
域に達する深さに延長している第1の導電型の第5の半
導体領域を形成する工程と、 上記溝内に、第2の導電型の不純物を含む第3の半導体
層を設ける工程と、 熱処理によ゛つて、上記第5の半導体領域から、第1の
導電型の不純物を上記第2の半導体層の上記第2の絶縁
層下の領域内に導入させて、上記第5の半導体領域が上
記第2の半導体層内に拡がった構成を有する第6の半導
体領域を形成しながら、当該第6の半導体領域内に、上
記第3の半導体層から、上記溝の第3の露呈部を通じて
、第2の導電型の不純物を導入させて、上記溝の内面側
から、上記第3半導体層と連接して、上記第1の半導体
層及び上記第1の半導体領域に達する深さに延長してい
る第2の導電型の第2の半導体領域と、上記第3の絶縁
層下において上記溝の内面側から上記第1の半導体領域
に達する深さに延長し、且つ上記第2の半導体領域と連
接している第1の導電型の第3の半導体領域とを形成す
る工程と、上記第2の半導体層内に、その上面側から、
選択的に、第1の導電型を有する不純物を導入させて、
第1の導電型を有する第4の半導体領域を形成する工程
とを含み、 上記第4の半導体領域、上記第2の半導体層、及び上記
第1の半導体領域をそれぞれコレクタ、ベース、及び壬
ミッタとしている第1のトランジスタと、上記第2の半
導体領域、上記第3の半導体領域、及び上記第2の半導
体層をそれぞれ上記第3の半導体層に連結しているエミ
ッタ、上記第1のトランジスタのエミッタに内部連結し
ているベース、及ヒ上記第1のトランジスタのベースに
内部連結しているコレクタとしている第2のトランジス
タとが形成されてい、る半導体装置を製造することを特
徴とする半導体装置の製法。
[Claims] 1. A first semiconductor layer of a first conductivity type having a relatively small resistivity, and a second semiconductor layer of a first conductivity type opposite to the first conductivity type disposed on the first semiconductor layer. The silicon semiconductor substrate includes a second semiconductor layer of a conductive type, and the silicon semiconductor substrate includes:
A groove having an inverted triangular cross section extending from the upper surface side of the second semiconductor layer to the first semiconductor layer side is formed in the second semiconductor layer. a first semiconductor layer having an upper surface facing the upper surface with a required distance therebetween, and a side surface facing the inner surface of the groove with a required distance therebetween, and connected to the first semiconductor layer; a first semiconductor region of a conductivity type; and, from an inner surface side of the groove, the first semiconductor layer and the first
a second semiconductor region having a second conductivity type extending to a depth reaching the semiconductor region; and a second semiconductor region extending from the inner surface of the groove to a depth reaching the first semiconductor region, and a third semiconductor region having a first conductivity type that is connected to the second semiconductor region; A fourth semiconductor region having a first conductivity type is formed, and a fourth semiconductor region having a relatively small resistivity is formed in the groove, and a fourth semiconductor region is connected only to the second semiconductor region and has a relatively small specific resistance. a first transistor having a collector, a base, and an emitter, respectively, using the fourth semiconductor region, the second semiconductor layer, and the first semiconductor region; an emitter internally connecting the semiconductor region, the third semiconductor region, and the second semiconductor layer to the third semiconductor layer, and a base internally connecting the emitter of the first transistor; and a second transistor whose collector is internally connected to the base of the first transistor. 2. A first semiconductor layer of a first conductivity type having a relatively small resistivity, and a second semiconductor layer having a second conductivity type opposite to the first conductivity type disposed on the first semiconductor layer. on a silicon semiconductor substrate consisting of a first oxide layer and a first semiconductor layer.
nitride layers in order, then selectively etching the first nitride layer to form a second nitride layer; over-etching the first oxide layer using as a mask to form a second oxide layer included in the second nitride layer when viewed from above; and a step of masking the second nitride layer and performing an anisotropic etching process on the silicon semiconductor substrate to form a groove having an inverted triangular cross section; A nitride film is applied to the surface facing the outside of the material layer and the inner surface of the groove, and then the second layer is coated with a nitride film.
masking the nitride layer and implanting inert element ions,
forming a first ion implantation region in a region of the nitride film that is not shadowed by the second nitride layer; Taking advantage of the fact that it is easily etched, the first ion implantation region is removed to expose the lower part of the inner surface of the groove as a first exposed portion, and then thermal oxidation treatment is performed to remove the first ion implantation region. forming a first insulating layer on the first exposed portion; and removing the nitride film and the second nitride layer to expose a region other than the lower inner surface of the groove as a second exposed portion. Next, by implanting nitrogen ions using the second oxide layer as a mask, a second ion implantation is performed in a region of the second exposed portion that is not in the shadow of the second oxide layer. forming a second ion implantation region on the inner surface of the groove other than the second ion implantation region; and forming a third insulation layer on the second ion implantation region. Each was formed by a thermal oxidation method, and then
removing the third insulating layer by etching to form a third exposed portion on the inner surface of the groove; and implanting impurity ions imparting a first conductivity type from above to the second insulating layer. the first semiconductor layer, the semiconductor layer having an upper surface facing the upper surface thereof with a required distance therebetween, and a side surface facing the inner surface of the groove with a required distance therebetween; forming a first semiconductor region containing an impurity of a first conductivity type connected to the semiconductor region; and using the first and second insulating layers as masks, diffusing the impurity imparting the first conductivity type. By this, in the second semiconductor layer, the groove extends from the third exposed portion of the trench to a depth that reaches the first semiconductor layer, and extends to a depth that reaches the first semiconductor region. a step of forming a fifth semiconductor region of the first conductivity type, a step of providing a third semiconductor layer containing an impurity of the second conductivity type in the groove, and a step of forming the fifth semiconductor region of the first conductivity type by heat treatment. A first conductivity type impurity is introduced from the fifth semiconductor region into a region of the second semiconductor layer below the second insulating layer, so that the fifth semiconductor region is injected into the second semiconductor layer. While forming a sixth semiconductor region having a configuration that extends inward, a second conductivity type is introduced from the third semiconductor layer into the sixth semiconductor region through the third exposed portion of the groove. A second conductivity type that is introduced with an impurity and extends from the inner surface side of the groove to a depth that connects with the third semiconductor layer and reaches the first semiconductor layer and the first semiconductor region. a second semiconductor region, and a first semiconductor region that extends below the third insulating layer from the inner surface of the groove to a depth reaching the first semiconductor region, and is connected to the second semiconductor region. a step of forming a third semiconductor region of a conductivity type, and forming a third semiconductor region in the second semiconductor layer from the upper surface side thereof.
selectively introducing an impurity having a first conductivity type,
forming a fourth semiconductor region having a first conductivity type, and forming the fourth semiconductor region, the second semiconductor layer, and the first semiconductor region into a collector, a base, and an emitter, respectively. a first transistor, an emitter connecting the second semiconductor region, the third semiconductor region, and the second semiconductor layer to the third semiconductor layer, respectively; A semiconductor device comprising a base internally connected to an emitter, and a second transistor serving as a collector internally connected to the base of the first transistor. manufacturing method.
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