JPS59171156A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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Publication number
JPS59171156A
JPS59171156A JP59007130A JP713084A JPS59171156A JP S59171156 A JPS59171156 A JP S59171156A JP 59007130 A JP59007130 A JP 59007130A JP 713084 A JP713084 A JP 713084A JP S59171156 A JPS59171156 A JP S59171156A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
layer
transistor
type
semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP59007130A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Kaneko
岡部隆博
Takahiro Okabe
岡田豊
Tomoyuki Watabe
金子憲二
Yutaka Okada
渡部知行
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP59007130A priority Critical patent/JPS59171156A/en
Publication of JPS59171156A publication Critical patent/JPS59171156A/en
Pending legal-status Critical Current

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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 potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • 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]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an I<2>L circuit of a remarkably high speed and less consumed power by a method wherein an insulation layer having an aperture is formed on a semiconductor substrate, a semiconductor layer is provided thereon, and, when a vertical bi-polar transistor performing also reverse directional action is formed therein, the distribution of impurity concentration of the semiconductor layer is made reverse to normal, i.e., high concentration in the substrate side and lower concentrations as it goes away therefrom. CONSTITUTION:The insulation layer 2 having the fixed aperture is adhered on the semiconductor substrate 1, and the N<-> type layer 3 serving as the base of a P-N-P transistor and as the isolation region of an N-P-N element is grown thereon. Then, a P type base region 4 of an N-P-N element constituting the I<2>L is diffusion-formed therein. At this time, the impurity concentration of the region 4 is kept reduced from lower to upper, an N<+> type emitter region 5 is diffusion- formed in the aperture, and an N<+> type collector region 7 is provided in opposition thereto. Thereafter, a P type injector region 8 and an N<+> type base region 9 of the P-N-P element are provided in the layer 3 in adjacency to the region 4.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

「発明の利用分」、F ] 本発明は半導体策積回路装置に関するものである4、1
.Ilに絶1′R物勺基体中に部分的に埋め込み、こυ
)絶、縁物に、穴開はをし7でコ1′導体部分と導電性
基板どの間に電気的スjマ電・1テ1を持たせることを
基本とした゛1′心体集積回路装置に関するものである
。 し発明の、!、7ノ11] 従来、集積lす)路とくにi I +、、、 (lnL
叶ra1.c、d[n j c c t 、i、 o 
n I、o g 、i c )  と称さ、1シる年積
1i人論J!l 1111 ;、lF、1は低消費電力
、高集積密度という′11徴は稍−Jも力の、スイッチ
ング速度は遅く、l” i’ 1回路\・高速のNMO
8回路に比ノ\て;分でない欠点かぁ−〕/、速度が遅
いのは(,1’)  、+ 1 !−,回路中のN l
’ >J l・ランジスタめエミッタの不純物諾ルか低
・(、IE・ツタ側し;少数キャリアが多帰−蓄C1ギ
67と、(2)N P N トランジスタのベース内の
内7I電力か少数キャリアの゛進イーiツノ向に対して
通電!(′1とな−)て−1,Xニア:・−と、などか
丹(囚であった4、またより −F、7.fの低消費電
力を達成しようとする易
"Utilization of the invention", F] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device.4.1
.. It is absolutely necessary to partially embed it in the 1'R material base, and this υ
) A 1' heart-body integrated circuit which is based on the idea of having a hole cut out in the insulating material and an electrical conductor part 7 between the conductor part and the conductive substrate. It is related to the device. Of invention! , 7-11] Conventionally, the integrated l) path, especially i I +, , (lnL
Leaf ra1. c, d[n j c c t , i, o
n I, o g, ic ) is called 1 year old 1 i person theory J! l 1111;, lF, 1 has the '11 characteristics of low power consumption and high integration density.
Compared to the 8 circuit, the disadvantage is that it is slow (, 1') + 1! −, N l in the circuit
'> Is the impurity level of the emitter of the transistor low? Electrification is applied to the minority carrier's forward i corner! ('1 and -) te -1, It is easy to achieve low power consumption in

【ソにはN l’ N l・−
ノンシスタの接合容量鋼彫少さtLる必東力蟻1ろが1
、tオしにはエミンタやコレタタ側のイ:、棟物濃JV
、”e 11.1に少さぜな(づ扛はならない。しかし
、 ;4:(か’゛)l l L l”;it’i:で
はこ扛ら不純物濃度を低くすると直、:0・1す百1の
1分な余裕がと、れない事態か生し932、こ、hらの
Ijl’、囚のため従来の素子構造に基づ< l l 
l 1111に’3 i、を高ノ、・jり化、より一層
の低消費電力化が回動てJr) )j’z 、。 [発明の回的] 本発明は上記の欠点を解消し、従来のIIL回路よりも
数倍高速で、しかもより消費電力の少な: :”い半導
体集積回路を提供するものである。。 ゝ11 い [発明の概要] 本発明は、逆方向゛動作も行う縦型バイポーラトランジ
スタを形成する□領域の、不純物濃度分布をd来とは逆
向きの、すなわち基体側が高濃度で、基体から雛れるに
従って、低濃度になる′よう構成したものである。  
  □ また、逆方向動作時の注入d率を高めるよう、ベース・
エミッタ接合面とベース・コレクタ接合面の面積をほぼ
等しくしたものでもある。 [発明の実施例] 以下不発□明を実施例によって詳述する。 第1図は本発明による半導体集積°回路装置の第1の実
施例である。第1図(a、)は構造断面図であり、(b
)はその等価、回路!ある。第1[m(a)において8
がインジェクタ領域であり、101がその端子である。 9はインジェクタに相当するP N I)トランジスタ
のベース端子102を取り出すために高濃度の領域を形
成したものである。4・は1■′ Lを構成しているN
PNI−ランジスタのベース領域であり、103はその
端子である。このベース領域は下から上に向って不純物
濃度が減少するような分布が一様な分布になるように形
成している。 7はN、PNl−ランジスタのコレクタ領−であり10
4はその端子である。5はN P N +−ランジスリ
、lはこのエミッタ領域とオーミックな接触を鈍物濃度
の低い半導体層であり、P”’N 、P ト−/ ンジ
スタのベース領域となると共に各NPN+−ランジスタ
の分離領域とし階も用い′られる。6,2はそれぞれ上
下の、絶縁層、である。 のような利点がある。 (,1)NPNトランジスタのエミッタは不純!A濃、
−が亨い、の、:で少数ギヤ。リアの竺積がほとんどな
い。 (、,2) 、 N、P”N トランジスタタ側からコ
レクタ側に不純物濃、度が低くkるような分布をしてい
るのでエミッタから傅入された電子は内部電界によって
加速される。 (3)NPNトランジスタの上下の部分は絶縁層と接し
ているので従来の素子、に比べて接合容量が半分以下に
なる。2.。 (4)インジーフタとなるPNPトラン、ジ不夕はベー
ス端子を独立に取り出して任意、の電、圧を与えること
ができる。つまりPNPトランジスタのベースとコレク
タ(N、PNトランジスタのベース)の接合を常に逆バ
イアスと烹るような、電圧を与えることができる。、こ
のためPNP、トランジスタは飽和することがないので
P N、P トランジス、りのベース飽和による少数キ
ャリアの蓄積が化91ケい。 以上の理四により従来のすし回路に比づて扁PNトラン
ジスタの性能が大、幅に改善↑れたこ、とがわかる。特
に従来の逆p P、N トランジろ夕、F1よ電流増幅
率が10程度、であったのに対し、本発明によるNPN
I−ランジスタでは50以上も得られる。さら、に周波
数特性も従来、1は:”’ 7,719. Wi、 H
7,程度であったのに対し1本発明でぼfTモ300M
Hzが得られ竺るしく弥善されていることがわかる。 つぎに本発明による構造の製造方法について述べ今、。 −ソ、図は、り、の主要a製造工程を示す図であや。戸
2図(,1)に、おいて、基板、10は不純物濃度が、
、’t、””Oio 、Clll7”程度、以上を、有
、す、るシリ已ンリ1品で、千の下面にN形層孕を約5
μm程度エピタキシャル成長交ぜる7次に碍知のホ、ト
エソチ、、ング、拡散等の、手段によりエピタキシャル
成長層上にや択、的に、P形N?J4と8を形成する。 そしてその表面上に模盛された酸化4圓2に選択的に六
開けをする。、、4の穴開けは上記P形層4の下面の部
分に行なプ。 ただしこの穴開けはP形層4の下面だけでなくエピタキ
シャル層3の下面でも鼻すこ、とi・後の実施例で示t
、&峠同図(b)、の工郷に移る。、(b)において同
図(a)で開孔された部盆か9稈知の拡散な、どに半シ
ネ郷物暉碑の高いN↑形脣5を形成する。 すの後に開四されへ部分を宣むようにして導電層1を形
成!る。、、この導電、贋、1はN1輪ドーイされたポ
リシリコンを堆積させることによって形成できる。また
 1”記N形層5は心電層1を形成するとさに同116
に形成することもj+J能である。つま七 − り第2し](d)の状態からTz面にN形にドープされ
たポリシリコンを堆積させると上面の六開けした部分か
ら堆積の過f′乙における熱工程でN形層りが同時に形
l戊される。次に同図(c)の工程に移る。((1)の
し程では最初の基板10を除去する。 基板10の除去にはフン酸、硝酸、酢酸の混合エッチ液
による濃度差エッチなどを用いることができる。濃度差
エッチの場合は一方の不純物濃度が10”cm−1程度
で他方の1(導体層の不純物濃度がそれより1桁低い濃
度であJしばエソチンク速度は約2桁程度異なり、濃度
のj鳥い方の半導体が早くエツチングされる。このため
基板10に当初厚みのバラツキがあってもエツチングは
N形層3.P形J曽4との界面で−・様に停止する。こ
の後同図(d)のに程のように上面から拡散などの方法
によりN層7,9を形成する。最後に各端子数り出しの
ための穴を開けて電極をf」けた最終結果が第1図(a
)である3、 第3図は本発明の第2の実施例でJilる1、第:’ 
l*+(a)は構造断面図であり、()))はその1・
1価回路である。第3図は第1図のN形層10を形成し
7、この層と電極の間にショツI・ギコンタク1ヘヲ形
成して出力を取り帛ずようにしたものである4、j)′
l:L:、11はN形半導体層と金属端r・によるシ」
、ノトキコンタク1一部である1、このようにン」ソ1
へキタイオードを出力側に形成した論理回路は論理振幅
か小さくなるので[−”6速に動作させることがでさる
1、またベースコレクタ間の接合容量も減少するのて高
速化される。 第4図は本発明の第3の実施例である。本実施例ではF
’ N P l−ランジスタのヘース領域5〕イgNl
’Nトランジスタのエミッタ領1或5と同法に上面の絶
縁層2に六開けして形成したものである。この領域9は
導電層1を介してN1)N’1〜ランジスタのエミッタ
領域5と電気的に結はれる。したか−、て第4図の実施
例は従来のI I L、回路と同し回路(φ′1成にな
る。この構成にした場合ば■」11回路に加える電源電
圧を最も低くすることかできる。。 またf〕N Pl−ランジスタのベースに別の電位を!
フえる必要がないので回路構成が非常に簡j)1.にな
る。 第5図は本発明;、′−よる第4の実施例である。本実
施例の場合は導電層1の端子105を半導体−1ユ而よ
り深いN1領19い2を介して取り出すようにしたもの
である1、このようにしまた場合【よノくノケージング
の際に台座が導電性のないものでも用し)ることかでき
る利点かある。 第6F](a)、(b)は本発明による第5の実施例で
ある。本実施例の第6図(a)はインジェクタ8とN 
p N Fランジスタのベース領域4に半導体上面から
周知の拡散θ、べ)イオン打ち込み法などを用いて不純
物濃度の高いY)領域13を形成したものである3、こ
のようなI1頭領域3?℃形成することによっで絶縁層
〔)との界面に生じやすし1反転層を防止することかて
さ、インジェクタ端子101やベース端1’+03を取
り出すときに良りIfJ、オーミッタコンタクトか♀1
仝られる。さらにN P N l−ランジスタのベース
端子103直下の不純物濃度分布(まこのY)領域13
によ−って深さ方向に減少するような分布になるためエ
ミッタかに)注入さ抗た電f′(」この領域13に向う
成分が少なくなり、亀居a増す、、1率が人さくなり、
菩積する電子の呈も少なく小コ−)て高速動作がiiJ
能になる利点がある1、同図(1))も同図(、)と同
様の利点があるのはいうまてキ戊、vへ1゜同図(′O
)はインジェクタを十からだ()の拡散やイオン打ち込
み法で形成する1ノ名合の実施例でパろる。。 この場合は横形I) N P l−ランジスタのマスタ
合ツ)せが容易になる所点がある。 第7図(、)、(b)は本発明による第6の実施例であ
る。本実施例では通常のN F’ N +・ランシスタ
も容易に形成できることを示す1.同図(d)ては第1
図におけるI i 1.、回路のN F’ N +−ラ
ンシスタのエミッタ領域5を形成し、通常のNl’Nl
−ランジスタのエミッタ(またはコレクタ)となる領域
5は絶縁層を設けて導電層1と分離する。、またJIL
回路のインジェクタ領I或として用いてシへだ領1或を
通常のNPNBトランジスタの分龍層]I! トtて用
いる。同図(b)では第6図の実施例で示した浅いP領
域13を用いて通常のN II’ N 1〜ランジスタ
を形成する方法であるにのようにして容易に従来の通常
のN P Nトランジスタも形成できる。 第8図は本発明による″第7の実施例である。本実施例
は1■L回路のP N P 1〜ランジスタも縦形のj
−ランジスタとしてさらに嘉性能化を図ったものである
。同図においてNP ?!J トランジスタのベース領
域4.エミッタ領域5を第1図と同様に構成する。同図
におい・て上面から濃度の低いN領域】5を形成し、P
、N、I?+=ランジスタのベース領域とする。さらに
このN領域15中に濃度の高いP領域13を形成してイ
ンジェクタとする。P’N’P1〜ランジスタのベース
端子取り出し、のために濃度の高いN領域9を形成する
。N−1)N)−ランジ人りのコレクタはP N、 I
) l〜ランジスタのベースを形成するとき同時に形成
することができる。同図には描かれていないがNPNト
ランジスタのコレクタを濃度の低いN領域15で形成す
るときはこのN領域と金属端子によるショットキコツ・
タタ・トを形成して第3図のよう1に出力をショット−
キダイオードを介して取り出すことも可能である。木実
□施□例のようにPINPトラシジスタを縦痛1−ラン
ジスタとした場合はインジェクタがらの□無効電流が非
常に小さくなり、従来のi’ I ”’L回路より□も
低消費電力で動作が可能となる利点がある。 ・第9図は本発明による第8の実ゐ例である。本実施例
では第8図は同様に縦形のI) NI) ’−□ランジ
スタを形成する。さらにNI)N +−”Jンリスタの
ベースを分離するめに深C1N領域1Gを形成する。 このような場合番キNFiNトランジ支夕のペニス領域
4ばエピタキシャル成長による゛1乙導体P”lを用1
\るごとがでiる。工eタキシャル成長では低濃度の・
層を□形成す名ことがでざ、トランジスタの接合容量を
矢幅区・低減することができる。□このため不実施゛例
族l””rL回路□は:高速に動作でき□る。 第10図(a )’、 ”(”’b )は本発明□によ
る第9の実施例であ□る□。両図(a)’、’(bjゝ
はトランジスタの分離めため□に絶縁′層17′&用い
た□丈l施例である。□同I図< ; >”’は第1図
の実施例の””I I L回路を絶i層17′によ′す
て分離した例であり、同図(b)、(b)は第8図、第
9図のIIL回路を絶縁層17に□よって分離シた例で
ある。同図(a)、 (b )がトランジ灸りが完全に
絶縁層によ・て囲まれているたりに第1図から第9図ま
でに示しへ実施例の1.’ I L回路よりもさら番ト
一層トラどジ不夕の接合容量は小さくなる。このため本
実施例の1.、、IL回路は論理回路の性能、指数、で
ある遅延時間、・電力積が、非常1小さく、極低消費電
力で動作が可能とケる。 1以下、本発明の要点、およ
びその実施態様を述べると次のとおりであ仝・、 、 
   、5.、い。 1、導電層1の実に一部窓突けされへ中間、!I縁層2
を介して形成、さ、懸た:2第、■導電、形省、半、導
体層、3゜中に上記中r!\縁層側から上方向に不些物
−傳、が低くなるような分布かもしくは一様な不純、物
濃、度。 どなるような少なくとも1つ以上の第2導電形の半導体
領域4を形成1上1記卒開、けさ云た部分から高濃麿の
第1導°電形の半導体解職5を上記導電層lとオーミッ
クコンタク1〜、をとるように、形h2 シ。 上記半導体値域4め中に上面の絶、縁、層、6.を、窓
開け。 して第1導電形の半導体、領@ 7. It /J>な
くとも11?形成し、上記半導体領域4とは接せずに近
接して。 第2導電形の半導体領域8を形成し1.この領域をイン
ジェクタとし、上些半導俸領域4からオーミツ、、クコ
ンタクナをと!仝力端子とし1.半導体領域7からオー
ミックコンタ、り1.もしくはショイト、キコ、ンタク
トを通、して出p端子を、形成し、上記導電層1を、培
地端子、とじて用い、さらに再興半導体層3中ゆ1らオ
、−ミ、、ツ、クコン、タク1へをとり出して任意の電
位を与えること捩特徴とするち半導体集積回路装置暉・
、、 ・             □2、上記半導体
、、集積回路装置にりいて半導体領域4.、 、<p、
 !に比鯨曽、不純物一度の低い第1導電形の半導体領
域9を上面から形成1、交らにこの半導体領域9.の中
に第2導電形の半導体領域10を形、°・・1 成し、モ些を、特許請求範、v!I第1項記載の半導体
領域8.♀、岱りにインジエク、りとして用い、上記半
導体領域9からオ−ミックコンタ、クトを取り出して任
意の電位を、与えることを特徴とする半導体集積11)
1 回路装置・          □ 、3.上記項目lに記し、た半導体集積回路装置6にお
いて各トランジスタ紮分離するために上下の絶縁層2,
6に接づ−る工うな深い不純物濃度の高い半導体領域1
iを形成することを特徴とする半導体集積回路装置3゜ 4.1.記項111に記した半導体集積回路装置におい
て各1〜ランジスタを分離するために半導体領域8を分
1雛層とし2で用いることを特徴とする半導体集積回路
装置5゜ 5.4−記甲導体集積回路装置によりいて1〜ランシス
タを分離するために上下の絶縁層2,6と接するような
絶′B層12を形成することを特徴とする持Fl請求範
囲第1項記載の半導体集積回路装置。 6、上記゛1′、導体東置回路装置におい”C1−ラン
ジスタを分離するためにドの絶縁層2に達するような工
、ノチン))Lこよっ−CIMを形成することを特徴と
する半導体集積回路REj 。 [発明の効果] 以−1−説明し7たように本発明によればI r L回
路の動イ1を向1−することかてき、しかも接合容量の
減少しくYない、論理回路の性能指数である遅延11)
間・電力積タ小さくすることかできるなど数々の何点か
ある。 なお本発明の実施例では説明の都合1’1′、す・11
体の導電性をP形、N形と指定し、トランシ人′ノのt
′1称もP N P、さi I” 、Nと指定とり、−
(きへ力)こイ(1゛、の極・11を全て逆にした場合
にも本発明が適用されることはいうまでもない1、
[N l' N l・-
Non-sistor joint capacity steel carving depth tL
, To the other side, Eminta and Koretata side:, Munemono JV
, "e 11.1 should not be affected a little.However, ;4:(Ka'゛)l l L l";it'i:Then, if we lower the impurity concentration, :0・There is a situation in which one hundred and one minute margin is not available.
The 1111 has been upgraded to a high-performance version of the '3 i, with even lower power consumption. [Summary of the Invention] The present invention eliminates the above-mentioned drawbacks and provides a semiconductor integrated circuit that is several times faster than conventional IIL circuits and consumes less power. [Summary of the Invention] The present invention provides an impurity concentration distribution in a region forming a vertical bipolar transistor that also operates in the reverse direction, with the impurity concentration distribution being in the opposite direction from the original, that is, the concentration is high on the substrate side, and the impurity concentration is high on the substrate side. Accordingly, it is constructed to have a low concentration.
□ Also, to increase the injection rate during reverse direction operation, the base
The area of the emitter junction surface and the base/collector junction surface are approximately equal. [Embodiments of the Invention] The undiscovered invention will be described in detail below with reference to Examples. FIG. 1 shows a first embodiment of a semiconductor integrated circuit device according to the present invention. Figure 1 (a,) is a structural sectional view, and (b)
) is its equivalent, the circuit! be. 8 in the first [m(a)
is the injector area, and 101 is its terminal. Reference numeral 9 denotes a high concentration region formed in order to take out the base terminal 102 of a PNI transistor corresponding to an injector. 4. is 1■' N that makes up L
PNI is the base region of the transistor, and 103 is its terminal. This base region is formed so that the impurity concentration decreases from bottom to top and has a uniform distribution. 7 is N, PNl - the collector area of the transistor, and 10
4 is its terminal. 5 is an N P N + - transistor, and l is a semiconductor layer with a low obtuse concentration that makes ohmic contact with this emitter region, and serves as the base region of the P'''N, P transistor, and also serves as the base region of each NPN + - transistor. The layers 6 and 2 are the upper and lower insulating layers, respectively. (1) The emitter of the NPN transistor is impurity!
- is higher, and : is a minority gear. There is almost no dirt on the rear. (,,2), N, P''N Transistor Since the impurity concentration is distributed from the transistor side to the collector side, the electrons injected from the emitter are accelerated by the internal electric field. ( 3) The upper and lower parts of the NPN transistor are in contact with the insulating layer, so the junction capacitance is less than half that of conventional elements.2. It is possible to independently extract and apply any voltage or voltage.In other words, it is possible to apply a voltage such that the junction between the base and collector of the PNP transistor (N, the base of the PN transistor) is always reverse biased. , for this reason, the PNP transistor does not saturate, so the accumulation of minority carriers due to the base saturation of the P N, P transistor is reduced to 91 times. Based on the above principles, the flat PN transistor is better than the conventional sushi circuit. It can be seen that the performance of the NPN transistor according to the present invention has been greatly improved.In particular, the current amplification factor of the conventional inverse p P, N transistor filter was about 10, whereas the current amplification factor of F1 was about 10.
50 or more can be obtained with an I-transistor. Furthermore, the frequency characteristics are also conventional, 1 is:”' 7,719. Wi, H
7, compared to the 1st invention, fTMo 300M
It can be seen that Hz is obtained and clearly improved. Next, a method of manufacturing a structure according to the present invention will now be described. - The figure is a diagram showing the main manufacturing process of ri. In Figure 2 (,1), the substrate 10 has an impurity concentration of
, 't, ``Oio, Clll7'' or more, one product has approximately 5 N-type layers on the lower surface.
It is possible to selectively grow P-type N? Form J4 and 8. Then, six holes are selectively formed in the four oxide circles 2 patterned on the surface. , , 4 are made in the lower surface of the P-type layer 4 . However, this hole should be punched not only on the bottom surface of the P-type layer 4 but also on the bottom surface of the epitaxial layer 3.
, & Touge (Figure (b)), move to the workshop. , (b) shows the diffusion of the nine culms drilled in (a) of the same figure, forming a high N↑-shaped 脣5 in the middle of the half-cinene folklore monument. After that, conductive layer 1 is formed so that the opening and opening portions are exposed. Ru. , this conductor can be formed by depositing N1-doped polysilicon. In addition, when forming the electrocardiographic layer 1, the N-type layer 5 marked 1" is the same as 116.
It is also possible to form j + J. When N-type doped polysilicon is deposited on the Tz plane from the state shown in (d), an N-type layer is formed from the open part of the upper surface due to the thermal process at F'. is deformed at the same time. Next, the process moves to the step shown in FIG. (In step (1), the first substrate 10 is removed. To remove the substrate 10, concentration difference etching using a mixed etchant of hydronic acid, nitric acid, and acetic acid can be used. In the case of concentration difference etching, one side When the impurity concentration of the conductor layer is about 10"cm-1 and the impurity concentration of the other 1 (the impurity concentration of the conductor layer is one order of magnitude lower than that of the other one), the etching speed differs by about two orders of magnitude. Etching occurs quickly.For this reason, even if the substrate 10 has initial thickness variations, the etching stops at the interface with the N-type layer 3 and the P-type layer 4.After this, as shown in FIG. The N layers 7 and 9 are formed by diffusion or other methods from the top surface as described above.Finally, holes are made to count the number of each terminal and the electrodes are spaced by f''.The final result is shown in Figure 1 (a).
) is 3. Figure 3 shows the second embodiment of the present invention.
l*+(a) is a structural cross-sectional view, and ())) is part 1.
It is a monovalent circuit. In Figure 3, the N-type layer 10 shown in Figure 1 is formed 7, and a contact hole 1 is formed between this layer and the electrode so that the output is not handled4.j)'
l:L:, 11 is formed by the N-type semiconductor layer and the metal end r.
, Notoki contact 1 is part 1, like this'so 1
A logic circuit in which a hex diode is formed on the output side has a small logic amplitude, so it can be operated at 6 speeds (1), and the junction capacitance between the base and collector is also reduced, making it faster. The figure shows a third embodiment of the present invention.In this embodiment, F
'N P l-Heath region 5 of transistor] IgNl
Six holes are formed in the upper insulating layer 2 using the same method as the emitter region 1 or 5 of the 'N transistor. This region 9 is electrically connected to the emitter region 5 of the transistor N1)N'1 through the conductive layer 1. The embodiment shown in Fig. 4 has the same circuit (φ'1 configuration) as the conventional IIL circuit.If this configuration is adopted, the power supply voltage applied to the 11 circuit can be made the lowest. It can be done..Also, apply another potential to the base of f]N Pl-transistor!
Since there is no need to increase the circuit configuration, the circuit configuration is very simplej)1. become. FIG. 5 shows a fourth embodiment of the present invention. In the case of this embodiment, the terminal 105 of the conductive layer 1 is taken out through the N1 region 192 which is deeper than the semiconductor layer 1. It has the advantage that it can be used even if the pedestal is not conductive. 6F] (a) and (b) are the fifth embodiments of the present invention. FIG. 6(a) of this embodiment shows the injector 8 and N
A Y) region 13 with a high impurity concentration is formed in the base region 4 of the pN F transistor from the top surface of the semiconductor using the well-known diffusion θ, B) ion implantation method, etc. 3. Such an I1 head region 3? By forming at ℃, it is possible to prevent the 1 inversion layer that is likely to occur at the interface with the insulating layer [), and it is better to use IfJ or omitter contact when taking out the injector terminal 101 or the base end 1'+03. 1
It will be destroyed. Furthermore, the impurity concentration distribution (true Y) region 13 directly under the base terminal 103 of the N P N l- transistor
As a result, the distribution decreases in the depth direction, so the injected resistive current f'(') to the emitter decreases, and the component toward this region 13 increases, and the rate of 1 is It gets colder,
The number of electrons to be accumulated is small and high-speed operation is possible.
It goes without saying that the same figure (1)) has the same advantage as the same figure (,).
) is an exemplary embodiment in which the injector is formed by diffusion or ion implantation method. . In this case, there is a point where it becomes easier to master the horizontal I) N P I- transistors. FIGS. 7(a) and (b) show a sixth embodiment of the present invention. This example shows that a normal N F' N + -runcisor can be easily formed.1. Figure (d) shows the first
I i 1 in the figure. , forming the emitter region 5 of the circuit's N F' N
- The region 5 which becomes the emitter (or collector) of the transistor is separated from the conductive layer 1 by providing an insulating layer. , also JIL
The injector region I of the circuit is used as the injector region I of the normal NPNB transistor. It is used in various ways. FIG. 6(b) shows a method of forming a conventional N P transistor using the shallow P region 13 shown in the embodiment of FIG. An N transistor can also be formed. FIG. 8 shows a seventh embodiment according to the present invention. In this embodiment, the transistors of P N P 1 to J of the 1■L circuit are also vertical.
- It is designed to further improve performance as a transistor. NP in the same figure? ! J Base region of transistor 4. The emitter region 5 is constructed in the same manner as in FIG. In the same figure, a low concentration N region]5 is formed from the top surface, and P
,N,I? +=base area of transistor. Further, a highly concentrated P region 13 is formed in this N region 15 to form an injector. A high concentration N region 9 is formed for taking out the base terminal of P'N'P1~transistor. N-1) N)-Range collectors are P N, I
) can be formed at the same time as forming the base of the transistor. Although not shown in the figure, when forming the collector of an NPN transistor with a low-concentration N region 15, a Schottky contact between this N region and a metal terminal is required.
Form the ta-to and shoot the output to 1 as shown in Figure 3.
It is also possible to take it out via a kidney diode. When the PINP transisister is used as a longitudinal 1-transistor as in the Kinotsu example, the reactive current in the injector becomes extremely small, and it operates with lower power consumption than the conventional i' I '''L circuit. - Figure 9 is an eighth embodiment according to the present invention. In this embodiment, similarly, a vertical I) NI) '-□ transistor is formed. NI) A deep C1N region 1G is formed to isolate the base of the N+-"Jnlister. In such a case, the penile region of the NFiN transition support can be achieved by epitaxial growth using the conductor P''l.
\I can do something. In the process of taxial growth, low concentrations of
The advantage of forming a □ layer is that it is possible to reduce the junction capacitance of a transistor by an order of magnitude. □For this reason, the non-implemented example group l""rL circuit □ can operate at high speed. 10(a)' and ``('''b) are the ninth embodiment according to the present invention □. Both figures (a)' and '(bjゝ) are examples of □ length 1 using an insulating layer 17'& □ for isolation of transistors. This is an example in which the IIL circuit of the example is separated by an insulating layer 17'. □Thus, this is an example of separation. Figures (a) and (b) show examples in which the transistor is completely surrounded by an insulating layer, as shown in Figures 1 to 9. 1.' The junction capacitance is much smaller than that of the IL circuit.For this reason, the IL circuit of this embodiment has a delay time, which is the performance index of the logic circuit.・The power product is extremely small, and operation is possible with extremely low power consumption. 1. The main points of the present invention and its embodiments are as follows.
,5. ,stomach. 1. Part of the conductive layer 1 is punched in the middle! I-marginal layer 2
Formed through, suspended: 2nd, ■ Conductive, shape saving, semi-conductive layer, 3° in the above r! \Distribution such that impurity decreases upward from the marginal layer side, or uniform impurity, substance concentration, degree. After forming at least one semiconductor region 4 of the second conductivity type 1, remove the semiconductor region 5 of the first conductivity type of Takano Maro from the part mentioned above with the conductive layer 1. The form h2 shi is taken as ohmic contact 1~. 6. Insulation, edges, and layers on the upper surface in the fourth semiconductor value range. Open the window. A semiconductor of the first conductivity type, a region @7. It/J>At least 11? The semiconductor region 4 is formed close to, but not in contact with, the semiconductor region 4 . Forming a semiconductor region 8 of a second conductivity type; 1. Use this area as an injector, and use Omitsu and Kukon Takuna from the upper part of the semiconductor area 4! As a power terminal 1. Ohmic contour from semiconductor region 7, Ri1. Alternatively, the conductive layer 1 is used as a medium terminal to form an output p-terminal through a short circuit, a contact, and a contact. , the semiconductor integrated circuit device is characterized by taking it out and applying an arbitrary potential to the terminal 1.
,, ・ □2. The above semiconductor, the semiconductor region 4. in the integrated circuit device. , ,<p,
! Next, a semiconductor region 9 of the first conductivity type with low impurity content is formed from the upper surface 1, and this semiconductor region 9. A semiconductor region 10 of the second conductivity type is formed in the semiconductor region 10 of the second conductivity type. Semiconductor region 8 as described in I.1. A semiconductor integrated circuit 11) characterized in that the ohmic contact is used as an injector, and an arbitrary potential is applied to the ohmic contact from the semiconductor region 9.
1 Circuit device・□, 3. In order to separate each transistor in the semiconductor integrated circuit device 6 described in item 1 above, the upper and lower insulating layers 2,
6, a deep semiconductor region 1 with high impurity concentration
Semiconductor integrated circuit device 3゜4.1. Semiconductor integrated circuit device 5゜5.4-A conductor characterized in that in the semiconductor integrated circuit device described in Item 111, the semiconductor region 8 is used as a 1st layer and 2nd layer to separate each transistor from 1 to 1. A semiconductor integrated circuit device according to claim 1, characterized in that an insulating layer 12 is formed in contact with upper and lower insulating layers 2 and 6 in order to separate the semiconductor integrated circuit device. . 6. In the above-mentioned ``1'' conductor-mounted circuit device, a semiconductor characterized in that a CIM is formed by a process that reaches the insulating layer 2 of the conductor in order to separate the C1-transistor. Integrated circuit REj. [Effects of the invention] As explained in 7 below, according to the present invention, it is possible to reverse the movement of the I r L circuit, and furthermore, the junction capacitance does not decrease. Delay, which is a figure of merit for logic circuits11)
There are many things that can be done, such as reducing the time and power product. In addition, in the embodiments of the present invention, for convenience of explanation 1'1', 11
The conductivity of the body is designated as P type and N type, and the
'1st person is also specified as P N P, Sai I'', N, -
It goes without saying that the present invention is also applicable to the case where all the poles and 11 of (1) are reversed.

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

第11λ1と第3しjから第11し] J: ’Cは本
発明による半導体5に積回路装置の実施例を示した図、
第2図は第1図を上(木とした本発明によろ゛1′ij
7体!、1、積回路装置石の製造法を説明するための1
しj−こある5、各131において1は導電層、2はF
面の絶、i)゛、ノ’l’l’、ご3はN形!14机・
イ・ト層、4は[)形)1′、i、’i導体層!511
j\J形゛l″心体N;、〔3は−L面の絶縁層、71
まN形7゛1′);;イl’!’層、8は11+ 21
’: j、i体層、ε〕+i N形゛1′、ど:・体A
’4i、lす(JN形゛1′:導体層、1113: N
形゛1′、導体層と金属端1′によるショソ1−ギコン
タタト部、12はN形゛1′η体層、13はト)形′!
I4導体層、1/1番;i: 1.’形゛1′税体jH
’4.i、15はN形゛1′−導体層、」6はN形゛1
〜Cj体層、I7は絶縁層、101はインシェタタ端r
−5102は1−) ’N p t−ランシスタの・\
−ス端1′、10:□3(まN PNl−ラン・シスタ
のべ一人宿1.H1io4はN I’ N 1〜ンンジ
スタの」レタタタ11“df−1105はN P N 
+ヘランジスタのエミッタ端J−1106は分離層し;
電位ケリえる)屓ノ)の゛1.胃−1107はN I)
N lヘラ〉・ジスタの」レンタ端j′(またはエミッ
タ端イ・)、108はNPNI−ランジスタのエミッタ
端γ・(また番まコ第1図 第2 図 (a) 1       ln 第 2 図 □      ・ ′11 (c) 1 第 3 図 1θ5 (b) ′     第4 図 第5図 第  乙   し1 (b)/θ5 第7図 第8図 /θ5 第9図 第 lOし1
11th λ1 and 3rd λ1 to 11th λ] J: 'C is a diagram showing an embodiment of a semiconductor integrated circuit device according to the present invention,
Figure 2 is based on the present invention, which uses Figure 1 as a tree.
7 bodies! , 1. 1 for explaining the manufacturing method of integrated circuit device stone
5, in each 131, 1 is a conductive layer, 2 is F
Men no Zetsu, i) ゛, ノ'l'l', go3 is N-shaped! 14 desks・
I/T layer, 4 is [ ) shape) 1', i, 'i conductor layer! 511
j\J type ゛l'' center body N;, [3 is an insulating layer on the −L plane, 71
N-type 7゛1');;I'! 'layer, 8 is 11 + 21
': j, i body layer, ε〕+i N form゛1', do:・body A
'4i, lsu (JN type '1': conductor layer, 1113: N
Shape 1', the contact part formed by the conductor layer and metal end 1', 12 is the N-type body layer, and 13 is the G) shape'!
I4 conductor layer, No. 1/1; i: 1. 'Form 1' tax body jH
'4. i, 15 is N type "1'-conductor layer," 6 is N type "1"
~Cj body layer, I7 is an insulating layer, 101 is an injected end r
-5102 is 1-) 'N p t-Lancisstar's \
-S end 1', 10: □3 (MaN PNl-Ran Sista's only lodging 1.
+The emitter end J-1106 of the helangistor is a separated layer;
゛1. Stomach-1107 is N I)
108 is the emitter end γ of the NPNI resistor (or the emitter end γ) of the transistor, and 108 is the emitter end γ of the NPNI resistor.・ '11 (c) 1 Fig. 3 Fig. 1 θ5 (b) ' Fig. 4 Fig. 5 Fig. Otsu 1 (b)/θ5 Fig. 7 Fig. 8/θ5 Fig. 9 Fig. 1 O shi 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 I HI”i9.体基板と、該半導体基板−1−に段目
ら抗へ開1−j部4・イj′する絶縁層と、該;絶縁層
及び1−記基板!、にl?(IlけI’vhだ半74体
層と、該手心体層に設けらJまた逆力向動イ1−もイイ
なう縦型バイポーラ1ヘランジスタを備えた゛((導体
装置6において、−1一記半導体層の不純物、農度分イ
11か、1−記絶経層に近い部分が高濃度で、i’fl
L汎るに従−9て、低ン農度どする不純物7農]σ分子
1】゛どなっでいることを1.1徴とする半導体1・(
渭− l・・
[Scope of Claims] I HI''i9. an insulating layer having a 1-j portion 4 and an insulating layer 1-j' open from the step to the surface of the semiconductor substrate-1-; The board is equipped with a half-74 body layer and a vertical bipolar transistor which can also move in the opposite force direction and which is provided on the center body layer. In the device 6, the impurity of the semiconductor layer is high in concentration in the part near the 11th layer or the 1st layer, i'fl.
According to L-9, impurity 7 which causes low concentration [σ molecule 1]
Wei-l...
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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