JPS5921039A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS5921039A
JPS5921039A JP57130323A JP13032382A JPS5921039A JP S5921039 A JPS5921039 A JP S5921039A JP 57130323 A JP57130323 A JP 57130323A JP 13032382 A JP13032382 A JP 13032382A JP S5921039 A JPS5921039 A JP S5921039A
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JP
Japan
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layer
dielectric resistance
epitaxial
resistance section
spinel
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Pending
Application number
JP57130323A
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English (en)
Inventor
Masatoshi Kimura
正利 木村
Takeaki Okabe
岡部 健明
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
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Filing date
Publication date
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Priority to JP57130323A priority Critical patent/JPS5921039A/ja
Publication of JPS5921039A publication Critical patent/JPS5921039A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • H01L21/76224Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using trench refilling with dielectric materials

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
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  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Element Separation (AREA)
  • Weting (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】 本発明は、高耐圧半導体装置に係シ、特に、素子分離領
域全非常に小さくできると同時に、低耐圧部のエピタキ
シャル層の導電型、比抵抗、厚さを高耐圧部とは独立に
設計できる特徴を持つ半導体装置とその製造方法に関す
るものである。
従来のスピネル分離構造のIC断面図を第1図に示す。
1はシリコン基板、9がベース拡散層、10がエミッタ
拡散層である。4がスピネル層である。他の部位に後述
される本発明の素子と同一番号を付して同一部位を示し
ている。スピネル(Mg02−At203)は絶縁物で
あシ、ここでは素子分離に用いている。高耐圧トランジ
スタと低耐圧トランジスタとが、それぞれスピネルで囲
まれた島領域に作製されている。しかし、この構造であ
ると、耐圧の低い素子もスピネルの島領域に作製してい
る為、スピネルの島同志の間の本来素子分離として必要
の々い基板の領域分だけ広くなる欠点があった。さらに
、低耐圧部のエピタキシャル層6は高耐圧部素子と別々
には作製でき々いので、比抵抗は高耐圧部に合せなけれ
ばならないという欠点があった。
また、高耐圧部と低耐圧部でエピタキシャル層厚さの異
なるIC構造としては、PN接合分離を用いたものがあ
ったが、素子分離領域が横方向拡散の為広くなるし、絶
縁物分離に比べて高耐圧化が難かしい欠点があった。
本発明は、前記の欠点を改善するためになされたもので
あり、本発明の目的は、高耐圧部に絶縁物分離を用い低
耐圧部にPN接合分離を用いると同時に、それぞれ耐圧
に応じたエピタキシャル層厚さと比抵抗を最適設計でき
る高耐圧半導体装置を提供することにある。
以下、本発明全実施例を参照して詳細に説明する。
実施例1 本発明の一実施例の断面構造全第2図に示す。
高耐圧トランジスタはスピネル4で囲まれた島領域に炸
薬し、低耐圧素子はスピネル4の島領域の外の厚さの薄
いエピタキシャル層3に作製する。
低耐圧素子どうしの分離は拡散層7で行なう。
従来スピネル構造やEPIC等の絶縁物で素子分離され
た構造のICは、低耐圧素子も高耐圧素子と同様に絶縁
物で囲まれた領域内に作製されていた。従って、高耐圧
素子と同じ構造となるため、不必要な耐圧上昇分だけ素
子特性が劣化する。例えば、コレクタ直列抵抗の増力口
、電流密度の減少、周波数特性の劣化が起こる。
高耐圧部と同一のエピタキシャル層6を用い、エピタキ
シャルノー厚さも厚いことから、低耐圧素子の直列抵抗
が増加し、比抵抗の高い分だけ電流密度の減少金持たら
す。さらに、周波数特性も直列抵抗の増加により劣化す
る。−例として、高耐圧素子に250v耐圧のnpn)
ランジスタ全作製する場合、エピタキシャル層6の比抵
抗は25〜35Ωm1厚さは35〜45μmとなり、遮
断周波数fTは200〜250MI]zが得られる。
低耐圧素子も従来構造では高耐圧素子と同じ構造となる
ので、例えば60V耐圧程度の素子でもfTは200〜
250MH2となってしまう。
それに対して、本発明の構造音用いることで低耐圧素子
、例えば60V耐圧素子に適したエピタキシャル層3の
厚さ全12〜15μm1比抵抗5Ωcm程度とすること
ができ、fT=400〜600MHzと特性の良いもの
が得られる。さらにスピネル4の島と島の間の領域全有
効活用することができ、集積度の高い高耐圧ICかり能
となる。
この構造はもちろんスピネル4だけに限らず、例えばC
aF2の絶縁膜を用いても良い。絶縁膜を単結晶St上
に成長させ、さらに、その絶縁膜上に単結晶Siを再び
成長させることが可能な絶縁膜であれば、本例と同じ構
造のICが可能である。
次に、製造プロセスについて説明する。
第4図は、第2図の構造を実現する為の製造方法工程の
例を示したものである。
p”Si基板1に通常のホト・リソグラフィ技術を用い
て、必要な領域に窓を開け、埋込層となるn+拡散層2
を形成する(第4図A)。
低耐圧素子、例えば60V耐圧素子に適した比抵抗5Ω
副、厚さ15μmのSiエピタキシャル層3の成長を行
なう(第4図B)。このときのエピタキシャル層3の厚
さの精度が、最終仕上シの低耐圧部のエピタキシャル層
厚さのばらつきとなる。この後のSiエピタキシャル層
5.6の成長のばらつきとは無関係であシ、低耐圧部の
平坦性は従来の構造(第1図)よシ非常に良くなる。な
ぜならば、現在のStエピタキシャル層成長の精度は1
0μm厚さで±0.5μmであるのに対して、研摩ある
いはエツチングでは±2μmであシ、さらに、研摩の場
合基板との平行度を良くするのが難かしいからである。
高耐圧部となる領域を必要な深さだけエツチングする。
250v耐圧ならば35〜45μmの深さが必要である
。エツチング後Si表面に1Ω副程度のスピネル層4の
エピタキシャル成長を行なう(第4図C)。
高耐圧部の01埋込層5のBtエピタキシャル成長を5
〜7μm行なった後に、n−のSiエピタキシャル成長
6をエツチング深さ以上性なう(第4図D)。ここで、
もし、高耐圧部素子としてpnpトランジスタ全作成す
るのであれば p+埋込層5とp一層6のSiエピタキ
シャル成長を行なえば良い。
Siエピタキシャル層を低耐圧部上のスピネル層4が露
出するまで研摩により平坦化するか、あるいは5iQz
’にマスクとしてエツチングにより平坦化した後、低耐
圧部のスピネル層4を除去する。
この時点で、高耐圧部はスピネル層4で分離された島と
なる(第4図E)。
低耐圧部の素子同志の分離の為のp0拡散7を行なうこ
とで、高耐圧部と低耐圧部の各々の島領域が完成する。
拡散48はコレクタ直列抵抗を下げる為のコレクタ打ち
抜き拡散層である(第4図J(′)。
これ以降は、周知の方法に従ってべ・−ス拡散9、エミ
ッタ拡散10等金行ない第2図に示す半導体装置が完成
する。
実施例2 第3図は低1j(圧部にI”L、あるイしよMO8FB
’ll’等を用いることで低耐圧部のl) N接合分離
領域を省略1−2、プロセスの+m単化と高集積化全図
ったものである。高耐圧素子はスピネル層4で囲ま:h
 ′/r。
島領〕或内に、低耐圧素子はスピネル層4の島と島の1
川に作製される。この製造プロセスについて第5図に示
す1、 同図A・〜1)に従って、製造方法全説明する。
同図A、け用いる成長用基板を示している。X)″基板
】の表面♀面にn4′埋込層2の拡散葡行なった後、低
耐圧部−r−に適した比抵抗と厚さのn”Siエピタキ
シャルノー3金成長させたものである。ここまではマス
クを必要としないので、第4図のプロセスと比べCかな
り簡単化されたものとなる。
こうして準備した成長用基板の高耐f部となる領域も:
必要な深さだHエツチングし、エツチング後81表面に
I B o11部のスピネル114のエピタキシャル成
長を行なう(第5図B)。
高耐圧素子の為の8’工し°タキシャル成iL f 行
なう。このとき、最初に埋込層となるS l)ドープの
n+エピタキシVル層5全5〜7μIll程度倉ない、
次に高面、1圧素子のコ1/クタ層に滴1〜た高化↓1
(抗のn−エピタキシャル1−6の成長金、同図F3で
形成1〜だ四部の深さ以」−行なう(第5図C)、1S
1エビタギシヤル)−を1人]は)1部−七のスピネル
層4が露出する−まで研摩により平坦化するか、あるい
は、5i02tマスクとしてエッチ4/グにより平坦化
する。−そ゛の後、1戊l111圧部上のスピネル層4
ケ除去する(第5図J) )。この構造では低耐圧部に
ずべて11+吐込層2が存在するので、PN接合分離の
必要のないI ’ X、 、 MOS Ii”E’l’
等の素子を作製出来る。この体の工程はこれ−まで説1
明してへた装置Mと同様にL−?r第3図に示す装置が
完成する。
第4図同様、四部全形成しん、後に成焚さぜた高耐圧素
子用のSlエピタキシャル1m5,6は、第5図1)の
時点で低pH圧部−Hには全く無く々るので、低耐圧部
に対するS1工ピタキシヤル層3の比抵抗と厚さは完全
に高111iI圧部と独立に設定できる特徴金持ってい
る。従って、低耐圧素子部の・丘坦性と厚さ精度は高耐
圧部に比べて非常に良いので、I”Lのようなエピタキ
シャル層の厚さ精度の厳しい素子には適した製造方法で
ある。
さらに、高耐圧部素子はnpnで説明してきたが、低耐
圧部と独立にSiエピタキシャル層全設計できることか
ら、縦型pnpトランジスタ全形成しても良い。そのと
きは、Siエピタキシャル層5はp+、6はp−エピタ
キシャルj−とすればよい。
本発明によれば、高耐圧部と低耐圧部の素子全作製する
領域のエピタキシャル層の条件金、各々独立に設定でき
るため、高耐圧化に伴う低耐圧素子の特性劣化が抑えら
れる効果がある。例えば、250Vと60V耐圧の素子
が同一基板に共存したICの場合、60V耐圧の素子の
fTを200M I−I Z程度向上させることができ
る。
(9) また、低耐圧部エビタギシートル層厚さは、高耐圧部作
製に伴う精度の悪化が無いため、10μm厚さに対して
±0.5μ口1以内程度には作製できる。
従って、■2T、等のエピタキシャルノー厚さ精度の要
求が厳しい素子を容易に作製できる。
さらに、高耐圧部素子にpnp素子だけ全作製する場合
、本発明はエピタキシャル)@の導電型金低耐圧部とは
独立に変えられる特徴金持つため、容易に縦型pnp素
子全作製でき、従来のように、ラテラルpnp素子金作
製するのに比べて特性の良い素子が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のスピネル分離金示す装置断面図、第2図
、第3図は本発明の一実施例金示す断面図、第4図、第
5図は本発明の装置の製造工程金示す装置断面図である
。 1・・・81基板、2・・・埋込拡散ノー、3・・・低
+iij圧部のSiエピタキシャル層、4・・・スピネ
ル層、5・・・高耐圧部の埋込層用のSiエピタキシャ
ルjL6・・・高耐圧部のSiエピタキシャル層、7・
・・低耐圧部(10) の素子分離用の拡散層、8・・・低耐圧部素子のコレク
タ打ち抜き拡散層、9・・・ベース拡散層、10・・・
エミッタ拡散層。 代理人 弁理士 薄田利幸 (11) 第 1  図 第4図 ′!A 5 口

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、−導電体の半導体基板上にエツチングにより作製し
    た凹部にのみ絶縁物を有する高耐圧素子部と絶縁物を有
    しない低耐圧素子部とから成ることを特徴とする半導体
    装置。
JP57130323A 1982-07-28 1982-07-28 半導体装置 Pending JPS5921039A (ja)

Priority Applications (1)

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JP57130323A JPS5921039A (ja) 1982-07-28 1982-07-28 半導体装置

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JP57130323A JPS5921039A (ja) 1982-07-28 1982-07-28 半導体装置

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JPS5921039A true JPS5921039A (ja) 1984-02-02

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ID=15031587

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62117422A (ja) * 1985-11-18 1987-05-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 音声符号化方式
JPS62117423A (ja) * 1985-11-18 1987-05-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 音声符号化方式
US5712955A (en) * 1993-06-30 1998-01-27 Sony Corporation Method and apparatus for encoding digital signal, method and apparatus for decoding digital signal, and recording medium for encoded signals

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