JPS59188137A - 誘電体分離半導体装置の製造方法 - Google Patents

誘電体分離半導体装置の製造方法

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JPS59188137A
JPS59188137A JP58060875A JP6087583A JPS59188137A JP S59188137 A JPS59188137 A JP S59188137A JP 58060875 A JP58060875 A JP 58060875A JP 6087583 A JP6087583 A JP 6087583A JP S59188137 A JPS59188137 A JP S59188137A
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JP
Japan
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semiconductor
region
main surface
substrate
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JP58060875A
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English (en)
Inventor
Taiji Usui
臼井 太二
Koji Akaha
赤羽 功司
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76Making of isolation regions between components
    • H01L21/762Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/76297Dielectric isolation using EPIC techniques, i.e. epitaxial passivated integrated circuit

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  • Power Engineering (AREA)
  • Element Separation (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) この発明は、同一チップ内に深いコレクタ層を必要とす
る高耐圧素子と、浅いコレクタ層を必要とする低耐圧素
子を、各々の電気的特性を損ねることなし7に形成する
ことができる誘電体分離半iう休装置の製造方法に関す
る。
(従来技術) 電話交換器には、電話器からの発信および吋出しを検出
する加入者回路が電話加入者端子に設けられている。現
在、この加入者回路のバイr−ラ素子によるワンチップ
IC化が進められている。
し〃・し、この加入者回路には、高電圧(たとえば、3
00 VDC)回路と低電圧(たとえば、60VDC)
回路を混在させる必要があるため、高電圧半漕体素子の
耐圧特性と低電圧半導体素子のコレクタ電流飽和%性を
同時に満足させることが極めて困難であった。
ここで、従来のたきえは100V以上の耐圧を必要とす
る高耐圧素子とそれ以下の低圧素子を同一チップ内に混
在させる誘電体分離半導体装置について述べる。
第1図はその一例を示すものであり、この第1図におい
て、多結晶シリコン1に支持され、絶縁膜2で分離され
た同じ深さのコレクタ領域4に高耐圧素子用には深く拡
散されたベース領域5とエミッタ領域7を有し、低耐圧
素子用には浅く拡散されたベース領域6とエミッタ領域
8を有するトランジスタのように構成されている。なお
、9は絶縁膜である。
この第1図に示すような誘電体分離半導体装置では、低
耐圧素子部では高耐圧累子剖♂同じ深さのコレクタ領域
を有するために、トランジスタ動作時のコレクタ部での
抵抗値を低くするために設けられた!埋込層領域とベー
ス領域1での距離が長く々す、コレクタ部での抵抗値を
下けることができず、トランジスタ特性を損ねるような
欠点があった。
(発明の目的) この発明は上記従来の欠点を除去するためになされたも
ので、半導体基板とその上面のエピタキシャル層との界
面に抵抗値の低い拡散領域を形成でき、実効的に浅いコ
レクタ層を有する誘電体分離された素子を形成でき、電
気的特性の良好な素子を、深いコレクタ層を必要とする
高耐圧素子と混在した半導体素子の製造に利用できる誘
電体分離半導体装置の製造方法を提供するこおを目的さ
する。
(発明の構成) この発明の誘電体分離半導体装置の製造方法(才、半導
体基板の第1の主面上にこれと同一導電型の第1の半導
体層を局部的に形成するとおもにこの半導体基板上にエ
ピタキシャル層を形成し、このエピタキシャル層上に半
導体基板と同一導電型の第2の21″導体層を形成し、
この第2の半嗜体層上において第1の牙導体層を含む低
耐圧素子部半導体領域と第1の半導体層を含首ない高耐
圧素子部半導体領域に対応して局部的に絶縁膜によるマ
スク層を形成し、このマスク層をマスクとして第2の半
導体層、エピタキシャル層、第1の半導体層および半導
体基板の所定の深さに達する壕でエツチングして低耐圧
素子部半嗜体領域乏高耐圧素子部半導体領域とを分p1
〔する分前溝を形成し、この分Rff溝を形成した後マ
スク層を除去して絶縁膜を形成するとおもに多結晶の半
導体層を形成したものである。
(実施例) 以下、この発明の誘導体分離の半導体装置の製造方法の
実施例につ層て図面に基づき説明する。
第2図(a)ないし第2図(g) +1その一実施例の
工程説明図である。
才ず、第2図(8)に示すように、和文・1向する主面
21および22を有する、たLえは厚さ400ttmの
N型の不純濃度1.5 X 10”/α3で(100)
面を有するシリコン半導体基板23に通常のホトリソ・
拡散工程によりその主面31側に局部的にN型の高5−
ii不純物(たとえば0 、5〜I X I O2(′
/crn3゜厚み5〜6μ)を含むN+拡散層24を形
成する。
次に、シリコン半導体基板23の主面21上に第2図(
b)に示すごとく、半導体基板23と同じ導電型、同じ
不純物濃度をもつN型のエピタキシャル成長層・25を
厚さ30μmに形成する。このエピタキシャル成長層2
5の厚さくま高耐圧素子部半導体領域の所望のコレクタ
、ベース間の接合耐圧が祷られるような厚さに選ばれる
が、エピタキシャル成長法によれば、厚さを自由に変え
ることが可能である。
次に、第2図(e)に示すごとく、エピタキシャル成長
層25内のその外表面側に通常の拡散工程によりN型の
高濃度不純物(たとえば、0,5〜l×1020/cm
”  、厚さ5〜6μ)を含む耐拡散層26を形成する
次に、第2図(d)に示すごとく、N拡散層26の外表
面で将来、低耐圧素子部半導体領域が形成される領域で
あり、N+拡散層24が局在する上方の領域と、将来高
耐圧素子部半導体領域が形成きれる領域であり、N+拡
散層24が局在しない上方の領域にそれぞれ複数個のマ
スク層27.28を形成する。これらのマスク(熱成長
5iCh膜)層27゜28は通常の酸化熱処理にて厚さ
1μmに形成する。
次に、この5iOz膜によるマスク層27 、28をマ
スクとして、たとえばKOHとイソゾロビルアルコール
(たとえば重量比20:10ニア0)水との混液を用い
て異方性エツチング処理をして、第2図(e)に示すご
とく分離溝29が形成される。
この分離溝29の傾斜面とマスク層27の延長線とのな
す角θは〜54.7°に形成する。この分離溝29によ
りN+拡散層24を含む低耐圧素子部半導体領域とN+
拡散層を含まない高耐圧素子部半導体領域とを分離する
次に、マスク層27.28をたとえは5〜10チの希フ
ッ酸またはフッ酸を含むエツチング液で除去した後、第
2図(f)に示すように、熱酸化処理などにより絶縁膜
として5i02膜30(厚み〜1μ)を形成し、さらに
、この5iOz膜30の上面にシリコン半導体基板23
と同程度の厚さの多結晶シリコン層31を多結晶半導体
層キして形成する。
次に、シリコン半導体基板23の主面22側の研磨処理
によって、第2図□□□)に示すごとく、シリコン半導
体基板23が絶縁膜32で複数個の島領域に完全に分離
された態様の主面32を形成する。
かぐして、シリコン半導体基板23とエピタキシャル層
25との境界面にN拡散層24を介在して誘電体分離さ
れた領域すなわち、低耐圧素子部半導体領域33、N拡
散層24を界在せず、シリコン半導体基板23とエピタ
キシャル層25が連続して誘電体分離された領域すなわ
ち、高耐圧素子部半導体領域34が形成される。
ここで、主面32側にトランジスタを拡散にて形成した
場合、誘電体分離された低耐圧素子部半導体領域33で
はシリコン半導体基板23の領域が実効的なコレクタ領
域として働らき、N拡散層24がコレクタ領域の抵抗値
を下げる拡散層として働ら〈。
他方、高耐圧素子部半導体領域34では、シリコン半導
体基板23の領域およびエピタキシャル層25がこの高
耐圧素子部半導体領域34のコレクタ領域として働らき
、N拡散層26がコレクタ領域の抵抗値を下ける拡散層
として働らく。
以上説明したように、この第1の実施例によれば高耐圧
素子部半導体領域34(!:同時に形成された低耐圧素
子部半導体領域33は、シリコン半導体基板23(!:
エビタキシャル層25との境界面にN型の高濃度不純物
拡散埋込領域としてのN+拡散層24を介在しでいるか
ら低耐圧素子部半導体領域33のうち、シリコン半導体
基板23で形成された浅い領域のみが実効的なコレクタ
領域として働らき、不純物拡散埋込領域古し、てのN拡
散層24がトランジスタ動作時のコレクタ部の抵抗を下
げ、素子の電気的特性をよくするという利点がある。
しかも、エピタキシャル成長によって精度よ〈エピタキ
シャル成長層25を形成することが可能なために、高耐
圧素子部半導体領域のコレクタ深さおよび低耐圧素子部
半導体領域の実効的なコレクタ領域の深さをそれぞれ所
望の深さに自由に設定できる利点がある。
なお、上記実施例の説明は、この発明の即なる一実厖例
を示したに留まり、上述した1N型」および「N型」を
「P型」および「P型」と読み変えた構成とすることも
できる。
(発明の効果) 以上のように、この発明の誘電体分離半導体装置の製造
方法によれば、半導体基板に局所的に形成した第1の半
導体層上にエピタキシャル層および第2の半導体層を順
次形成した後第1の半導体層を含む低耐圧素子部半導体
と第1の半導体層を含1ない高耐圧素子部半導体領域と
を分離溝を形成して分離させ、この分離後マスク層を除
去して絶縁膜および多結晶半導体層を形成するようにし
たので、半導体基板とその上面に成長したエピタキシャ
ル層との界面に抵抗値の低い拡散領域が形成できる利点
があり、実効的に浅いコレクタ層を持つ誘11体分離さ
れた素子が形成される。これにともない、■気的特性の
よい素子を、深いコレクタ層を必要とする高耐圧素子と
混在した半導体素子の製造に利用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の誘電体分離構造の基板に形成された高・
低耐圧混在素子の断面図、第2図(a)ないし第2図(
g)はそれぞれこの発明の誘電体分離半導体装置の一実
施例の工程説明図である。 23・・・シリコン半導体基板、24.26・・・N+
拡散層、25・・・エピタキシャル層、27.28・・
・マスク層、29・・・分離溝、30・・・SiO2膜
、31・・・多結晶シリコン層、32・・・絶縁膜、3
3・・・低耐圧素子部半導体領域、34・・・高耐圧素
子部半導体領域。 特許出願人 沖電気工業株式会社 第 1 図 第   2    bjl 第2図 と9   tll)    とり 手続補正書 昭和58年(てりJ2−ρ1」 特許庁艮官若 杉 和 大数 1、事件の表示 昭和58年  特 訂 願第 60875  5−2、
発明の名称 誘電仕分Nf半梶体装附の製造方法 3、補正をする者 事件との関係     特 許 出願人(029)沖’
((j気工業株式会社 4、代理人 5、補正命令の11伺  昭和  年  月  B  
([R,)および図面のft1i Jヤな盤1明の各欄
ならひに図面7、補正の内容 別紙の通り J〕 明細書の「2特許請求の範囲」を別紙の通り訂正
する。 2)明細書2貞17行「交換器には、電話器」を「交換
機には、電話機」と訂正する。 3)同3頁2行r VDCJをrVJと訂正する。 4〕 同3頁3行r VDCJ k l−V 」と訂正
する。 5)同3頁4行および5行「コレクタ電流飽和物件」を
「電気特性」と訂正する。 6)同3頁8行「低圧素子」を「低耐圧集子」と訂正す
る。 7)同5貞13行「形成したも」を「形成し、半導体基
板の第2の主面を研屋処理して絶縁膜にて複数個の島に
分離された態様の主面を形成したも」と訂正する。 8)四6頁4行「31」を「2J」と訂正する。 9)同7頁12行および13行[アルコール・・・・・
・混液を用いて」全「アルコールと水との混液(たとえ
ば重量比2Ll:10ニア0)を用いて」と訂正する。 lす)同7頁16行「する。」を「烙れる。」と訂正す
る。 11)同8貞9行r 32 J全「30」と訂正する。 129同11頁】4行「32・・・絶縁膜、」を削除す
る。 13)図面第2図(g)に別紙朱引で示すように符号r
3uJを加える。 2、特許請求の範囲 第1および第2の主面を有する半導体基板のこの第1の
主面上にこの半導体基板に比し高不純物濃度の導電型を
有する第1の半導体層を局部的に形成する工程と、上記
第1の主面上および上記第1の半導体層上に上記半導体
基板と同じ不純物濃度でかつ同じ導電型を有するエピタ
キシャル層を形成する工程と、このエピタキシャル層の
外表面上に上記半導体基板および上記エピタキシャル層
に比し高不純物濃度の導電型を有する第2の半導体層を
形成する工程と、この第2の半導体層の外表面上におい
て上記第Jの半導体層を含む低耐圧素子部半導体領域お
よび上記第1の半導体層を含まない高耐圧素子部半導体
領域の部分に局部的に絶縁層のマスクPIk形成する工
程と、このマスク層をマスクとして上記第2の半導体層
、エピタキシャル層、第1の半導体層とともに十言t・
半導体基板の所定の深さに達するまでエツチングして上
記低耐圧素子部半導体領域と高1=IEE素子部半導体
領域とを分離する分離i%を形成する工程と、この分摩
161°、の形成後上記マスク層を除去して上記半導体
基板の上記第2の主W〕とは反対側の面に絶縁膜を形成
するとともにこの絶縁膜上に多結晶半導体層を形成する
工程と、上記半導体基板の上記第2の主面側の研摩処理
により複数個の島領域に児全に分離された態様の主面全
形成する工程よりなる誘1(Σ体分離半導体装置の製造
方法。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第1および第2の主面を有する半導体基板のこの第1の
    主面上にこの半導体基板に比し高不純物濃度の導電型を
    有する第1の半導体層を局部的に形成する工程と、上記
    第1の主面上および上記第1の半導体層上に上記半導体
    基板(!:同じ不純物゛綴度でかつ同じ導電型を有する
    エピタキシャル層を形成する工程と、このエピタキシャ
    ル層の外表面上に上記半導体基板および上記エピタキシ
    ャル層に比し高不純物濃度の導電型を有する第2の半導
    体層を形成する工程と、この第2の半導体層の外表面上
    において上記第1の半導体層を含む低耐圧素子部半導体
    領域および上記第1の半導体層を含まない高耐圧素子部
    半導体領域の部分に局部的に絶縁層のマスク層を形成す
    る工程と、このマスク層をマスクとして上記第2の半導
    体層、エピタキシャル層、第1の半導体層とともに上記
    半導体基板の所定の深さに達するまでエツチングして上
    記低耐圧素子部半導体領域と高耐圧素子部半導体領域と
    を分離する分離溝を形成する工程と、この分離溝の形成
    後上記マスク層を除去して上記半導体基板の上記第2の
    主面とは反対側の面に絶縁膜を形成するとともにこの絶
    縁膜上に多結晶半導体層を形成する工程とよりなる誘電
    体分離半導体装置の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1187193A3 (en) * 2000-09-07 2005-01-05 SANYO ELECTRIC Co., Ltd. Semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1187193A3 (en) * 2000-09-07 2005-01-05 SANYO ELECTRIC Co., Ltd. Semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same

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