JPS60120552A - Bipolar cmis device and manufacture thereof - Google Patents

Bipolar cmis device and manufacture thereof

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Publication number
JPS60120552A
JPS60120552A JP22840983A JP22840983A JPS60120552A JP S60120552 A JPS60120552 A JP S60120552A JP 22840983 A JP22840983 A JP 22840983A JP 22840983 A JP22840983 A JP 22840983A JP S60120552 A JPS60120552 A JP S60120552A
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JP
Japan
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conductivity type
layer
bipolar
region
buried
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Application number
JP22840983A
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Japanese (ja)
Inventor
Masanori Odaka
小高 雅則
Shuichi Miyaoka
修一 宮岡
Katsumi Ogiue
荻上 勝己
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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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
    • H01L27/04Devices 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 the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/06Devices 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 the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
    • H01L27/0611Devices 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 the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region
    • H01L27/0617Devices 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 the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region comprising components of the field-effect type
    • H01L27/0623Devices 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 the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region comprising components of the field-effect type in combination with bipolar transistors

Abstract

PURPOSE:To improve the latchup withstand voltage of a CMOS element and to completely electrically separate a bipolar transistor by forming a high density buried layer under a region formed with a bipolar CMOS device. CONSTITUTION:High density buried layers 2, 3, 7, 8 are formed on a substrate 1. The buried layer 2 is formed under a region forming a bipolar transistor. The layer 3 is formed under a region for forming a P-channel CMOS element, and is a reverse conductive type N<+> type buried layer to the substrate together with the layer 2. A bipolar transistor, a P-channel CMOS element and an N-channel CMOS element are respectively formed in the N<-> type well layer 12, 13 and a P<-> type well layer 16 of the active regions. The latchup withstand voltage of the CMOS element is improved by the layer 3. Further, the electric separation of the bipolar transistor can be electrically separated by the layers 15 of the separated well layer and the layer 2.

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は、バイポーラトランジスタと相補型の金属絶縁
物半導体素子(コンプリメンタリ・メタル・インシュレ
ータ・セミコンダクタ、いわゆるCMIS)とを同一基
板上に形成する技術に関するもので、とくに完全に分離
さ札たバイポーラトランジスタの形成、ならびにラッチ
アップ耐圧向上に好適なバイポーラCMOSデバイスの
形成に利用して有効な技術に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention relates to a technology for forming a bipolar transistor and a complementary metal insulator semiconductor element (complementary metal insulator semiconductor, so-called CMIS) on the same substrate. In particular, the present invention relates to techniques that can be effectively used to form completely isolated bipolar transistors and bipolar CMOS devices suitable for improving latch-up breakdown voltage.

[背景技術] 一般に、バイポーラトランジスタとCMO3素子とを同
一基板上に形成し、CMO8R,AM のECL(エミ
ッタ カプルド ロジック)版やCMO8を用いたLS
IのT T LおよびECL版の開発が種々行なわれて
いる。この場合、バイポーラトランジスタを同一基板上
のCMO5から完全に電気的に分離し、かつ、ラッチア
ップ耐圧を向上させる技術が種々検討されている。また
、現状の0MO3素子製造工程を最大限に生かしていか
に効率よくバイポーラCMO3を製造するかという技術
も種々開発されている。
[Background technology] In general, a bipolar transistor and a CMO3 element are formed on the same substrate, and an ECL (emitter coupled logic) version of CMO8R, AM or an LS using CMO8
Various TTL and ECL versions of I are being developed. In this case, various techniques are being studied to completely electrically isolate the bipolar transistor from the CMO 5 on the same substrate and to improve the latch-up breakdown voltage. Various techniques have also been developed to efficiently manufacture bipolar CMO3 by making the most of the current 0MO3 element manufacturing process.

たとえば、このような技術のひとつとして、特開昭54
−131887号の「バイポーラ・CMO8型O8回路
の製造方法」が開示されている。この技術はNチャネル
型MO8の下方の高濃度のN4埋込み層を形成し、Nチ
ャネル型MO8のための活性領域であるP型不純物ウェ
ル層の拡散深さを制御している。このため、バイポーラ
トランジスタとCMO3との素子分離領域とP型不純物
ウェル層との拡散を同時に行なうことができ、製造工程
の簡素化を得ることができる。しかしながら、バイポー
ラトランジスタの完全な電気的分離およびその工程の簡
素化、ならびにラッチアップ対策等バイポーラCMOS
デバイス技術の全般的な技術を開示するものではない。
For example, as one such technology, Japanese Patent Application Laid-open No. 54
``Method for manufacturing bipolar CMO8 type O8 circuit'' in No. 131887 is disclosed. This technique forms a heavily doped N4 buried layer below the N-channel MO8 and controls the diffusion depth of the P-type impurity well layer, which is the active region for the N-channel MO8. Therefore, the device isolation region of the bipolar transistor and CMO3 and the diffusion of the P-type impurity well layer can be performed simultaneously, and the manufacturing process can be simplified. However, bipolar CMOS requires complete electrical isolation of bipolar transistors, simplification of the process, and latch-up countermeasures.
It does not disclose general device technology.

[発明の目的] 従って、本発明の目的は、バイポーラトランジスタの完
全な電気的分離ならびにCMO8部のラッチアップ耐圧
向上を目指したバイポーラCMISデバイスならびにそ
の製造方法を提供するものである。
[Object of the Invention] Accordingly, an object of the present invention is to provide a bipolar CMIS device and a method for manufacturing the same, which aim at complete electrical isolation of bipolar transistors and improvement of the latch-up withstand voltage of the CMO8 section.

さらに、本発明の目的は、分離領域の形成が容易である
とともに、半導体基板濃度を下げてもラッチアップ対策
を充分に施すことができ、がっ、バイポーラCMISデ
バイスの製造工程の自由度を大幅に上げたバイポーラC
MOSデバイスならびにその製造方法を提供するもので
ある。
Furthermore, it is an object of the present invention to facilitate the formation of isolation regions and to be able to sufficiently prevent latch-up even when the semiconductor substrate concentration is lowered, greatly increasing the degree of freedom in the manufacturing process of bipolar CMIS devices. Bipolar C raised to
The present invention provides a MOS device and a method for manufacturing the same.

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。
The above and other objects and novel features of the present invention include:
It will become clear from the description of this specification and the accompanying drawings.

[発明の概要] 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
[Summary of the Invention] A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、バイポーラトランジスタと一導電型のCMO
8素子が形成される領域の下方に、半導体躯板と逆導電
型の高濃度埋込み層を形成することにより、高濃度埋込
み層の低抵抗によりラッチアップ耐圧を向上でき、かつ
、バイポーラトランジスタ領域と一導電型のCMO5領
域との間に不純物半導体の分離層を形成しているので、
PN接合分離によって、バイポーラトランジスタの完全
な電気的分離を達成するものである。
In other words, a bipolar transistor and a CMO of one conductivity type
By forming a heavily doped buried layer of conductivity type opposite to that of the semiconductor board below the region where the 8 elements are formed, the latch-up breakdown voltage can be improved due to the low resistance of the heavily doped buried layer, and the bipolar transistor region and Since a separation layer of impurity semiconductor is formed between the CMO5 region of one conductivity type,
Complete electrical isolation of the bipolar transistor is achieved through PN junction isolation.

さらに、好ましい実施例によれば、バイポーラ1〜ラン
ジスタと一導電型の0MO3素子領域の下方以外にも、
分離領域と他導電型の0MO8素子領域の下方に半導体
基板と同一導電型の高濃度埋込み層を形成することによ
り、高濃度埋込み層の低抵抗により、ラッチアップ耐圧
を半導体基板の濃度を下げても充分に向上することがで
き、分離領域下方の高濃度埋込み層によって分離のため
の拡散が湧き上がりによって助けられ、完全な電気的分
離を達成するものである。
Furthermore, according to a preferred embodiment, in addition to the area below the bipolar 1 to transistor and one conductivity type 0MO3 element regions,
By forming a high concentration buried layer of the same conductivity type as the semiconductor substrate below the isolation region and the 0MO8 element region of a different conductivity type, the latch-up withstand voltage can be lowered by lowering the concentration of the semiconductor substrate due to the low resistance of the high concentration buried layer. The electrical isolation can be sufficiently improved, and the diffusion for isolation is assisted by upwelling due to the highly doped buried layer below the isolation region, achieving complete electrical isolation.

[実施例] まず、本発明のバイポーラCMOSデバイスの構造の最
も好ましい一実施例を第5図を参照して説明する。第5
図において、符号1は、不純物半導体基板であって、た
とえば、P−型シリコン半導体基板である。この基板1
の上方には、高濃度の埋込み層2,3.7および8が形
成されている。
[Embodiment] First, a most preferred embodiment of the structure of the bipolar CMOS device of the present invention will be described with reference to FIG. Fifth
In the figure, reference numeral 1 indicates an impurity semiconductor substrate, for example, a P-type silicon semiconductor substrate. This board 1
Highly doped buried layers 2, 3, 7 and 8 are formed above.

埋込み層2はバイポーラトランジスタを形成する領域の
下方にあり、半導体基板1と逆導電型のN+埋込み層で
ある。埋込み層3はI〕チャネルCMO8素子を形成す
る領域の下方にあり、同様に半導体基板1と逆導電型の
N+埋込み層である。
The buried layer 2 is located below the region where the bipolar transistor is formed, and is an N+ buried layer of a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate 1. The buried layer 3 is located below the region where the I] channel CMO8 element is formed, and is also an N+ buried layer of the opposite conductivity type to the semiconductor substrate 1.

ここでこれら埋込み層2および3を各々第1および第2
の埋込み層と称する。また、埋込みN7は分離領域の下
方にあり、半導体基板lと同導電型のP+埋込み層であ
る。埋込み層8はNチャネル0MO8素子を形成する領
域の下方にあり、同様に半導体基板1と同導電型のP+
埋込み層である。
Here, these buried layers 2 and 3 are connected to the first and second layers, respectively.
This is called the embedded layer. Further, the buried layer N7 is located below the isolation region and is a P+ buried layer having the same conductivity type as the semiconductor substrate l. The buried layer 8 is located below the region where the N-channel 0MO8 element is formed, and is also a P+ layer of the same conductivity type as the semiconductor substrate 1.
It is a buried layer.

ここでこれら埋込み層7および8を各々第3および第4
の埋込み層と称する。
Here, these buried layers 7 and 8 are replaced with third and fourth layers, respectively.
This is called the embedded layer.

第1の埋込み層2および第2の埋込み層3の上方には、
エピタキシャル層中に形成したN−型のウェル層12お
よび13が各々形成されている。
Above the first buried layer 2 and the second buried layer 3,
N-type well layers 12 and 13 are formed in the epitaxial layer, respectively.

また、第3の埋込み層7および第4の埋込み層8の上方
には、エピタキシャル層中に形成したP−型ウェル層1
5および16が形成されている。
Further, above the third buried layer 7 and the fourth buried layer 8, there is a P-type well layer 1 formed in the epitaxial layer.
5 and 16 are formed.

P−型ウェル層15はバイポーラトランジスタとPチャ
ネルCMO8素子とを電気的に分離する分離ウェル層で
ある。
The P-type well layer 15 is an isolation well layer that electrically isolates the bipolar transistor and the P-channel CMO8 element.

これら活性領域のN−ウェル層12および13、ならび
にP−ウェル層16内には、それぞれ、バイポーラトラ
ンジスタ、PチャネルCMO8素子、およびNチャネル
CM O、S素子が形成されている。
A bipolar transistor, a P-channel CMO8 element, and an N-channel CMO, S element are formed in the N-well layers 12 and 13 and the P-well layer 16 of these active regions, respectively.

符号17はベース拡散領域のP型不純物領域、符号18
はエミッタ拡散領域のN+型不純物領域、符号1−9は
コレクタのためのオーミックコンタクトを形成するN÷
型不純物領域、符号24はフィール1(酸化膜であり、
それらによってバイポーラトランジスタを形成している
。符号2oおよび21は、それぞれPチャネルC,MO
S素子のソースドレインを形成するP+型不純物領域、
符号25はゲート酸化膜、符号26はポリシリコン電極
であり、PチャネルCMO8素子を形成している。同様
に、符号22および23は、それぞれ、Nチャネル0M
O8素子のソースドレインを形成するN+型不純物領域
、符号25はゲート酸化膜、符号26はポリシリコン電
極であり、Nチャネル0MO8素子を形成している。
Reference numeral 17 indicates a P-type impurity region of the base diffusion region, reference numeral 18
is the N+ type impurity region of the emitter diffusion region, and the symbol 1-9 is N÷ which forms the ohmic contact for the collector.
Type impurity region, code 24 is field 1 (oxide film,
They form a bipolar transistor. Codes 2o and 21 are P channels C and MO, respectively.
P+ type impurity region forming the source and drain of the S element,
Reference numeral 25 is a gate oxide film, and reference numeral 26 is a polysilicon electrode, forming a P-channel CMO8 element. Similarly, numerals 22 and 23 respectively represent N channel 0M
An N+ type impurity region forming the source and drain of the O8 element, reference numeral 25 is a gate oxide film, and reference numeral 26 is a polysilicon electrode, forming an N-channel 0MO8 element.

以上のように構成された本発明のバイポーラCMOSデ
バイスの好ましい実施例によれば、高濃度の第2の埋込
み層3によって、CMO8素子のラッチアップ耐圧が向
上するのみならず、分離ウェル層であるP−型ウェル層
15および第1の埋込み層2によってバイポーラトラン
ジスタの電気的分離がなされている。さらに、第3の埋
込み層7の湧き上がりによってP−型ウェル層]−5の
完全な分離機能を得ることができるとともに、第4の埋
込み層8の存在によって、充分なラッチアップ耐圧を得
ながら半導体基板1の濃度を下げることもできる。
According to the preferred embodiment of the bipolar CMOS device of the present invention configured as described above, the second buried layer 3 with high concentration not only improves the latch-up voltage of the CMO8 element, but also improves the latch-up breakdown voltage of the CMO8 element. The bipolar transistors are electrically isolated by the P-type well layer 15 and the first buried layer 2. Furthermore, the rise of the third buried layer 7 makes it possible to obtain a complete isolation function for the P-type well layer]-5, and the presence of the fourth buried layer 8 provides a sufficient latch-up breakdown voltage. It is also possible to lower the concentration of the semiconductor substrate 1.

なお、第5図に示した実施例においては、第3の埋込み
層7および第4の埋込み層8を形成することなく、P−
型ウェル層15および16を半導体基板1に到達するま
で拡散して使用することも可能である。
In the embodiment shown in FIG. 5, the third buried layer 7 and the fourth buried layer 8 are not formed, and the P-
It is also possible to use the mold well layers 15 and 16 by diffusing them until they reach the semiconductor substrate 1.

つぎに、第5図に示した好ましい実施例であるバイポー
ラCMOSデバイスの製造方法を第1図から第4図に示
す各工程図を参照して説明する。
Next, a method for manufacturing the bipolar CMOS device according to the preferred embodiment shown in FIG. 5 will be explained with reference to the process diagrams shown in FIGS. 1 to 4.

第1図において、不純物半導体基板1、たとえば、P−
型シリコン半導体基板を表面酸化し、たとえば、5i0
2酸化膜4を50nm程度形成する。つぎに、5i02
酸化膜4上に、たとえば、5i3Na膜5を140nm
程度形成する。このあと、第1の埋込み層2および第2
の埋込み層3を形成するためのホトレジスト工程を行っ
て所要の窓開は孔を形成する。そして、アンチモン、ひ
素等によって高濃度のN+拡散層である第1の埋込み層
2および第2の埋込み層3を同時に形成する。
In FIG. 1, an impurity semiconductor substrate 1, for example, P-
The surface of the type silicon semiconductor substrate is oxidized, for example, 5i0
A dioxide film 4 is formed to a thickness of about 50 nm. Next, 5i02
For example, a 5i3Na film 5 with a thickness of 140 nm is formed on the oxide film 4.
form a degree. After this, the first buried layer 2 and the second
A photoresist process for forming the buried layer 3 is performed to form a required window opening. Then, a first buried layer 2 and a second buried layer 3, which are high concentration N+ diffusion layers, are simultaneously formed using antimony, arsenic, or the like.

第2図において、次に比較的に厚い酸化膜6を第1の埋
込み層2および第2の埋込み層3上に形成したあと、耐
酸化膜としてのSi3N4膜5を除去する。その後ボロ
ン等によって高濃度のP+拡散層である第3の埋込み層
7および第4の埋込み層8を同時に形成する。このよう
に形成された埋込み層2,3および7,8上にエピタキ
シャル成長を行う。
In FIG. 2, after a relatively thick oxide film 6 is formed on the first buried layer 2 and the second buried layer 3, the Si3N4 film 5 as an oxidation-resistant film is removed. Thereafter, a third buried layer 7 and a fourth buried layer 8, which are high concentration P+ diffusion layers, are simultaneously formed using boron or the like. Epitaxial growth is performed on the buried layers 2, 3 and 7, 8 thus formed.

第3図において、エピタキシャル成長によって形成され
た、たとえば、はぼ1.6μm程度のエピタキシャル層
9に、再び40nm程度のSiO2酸化膜10と50n
m程度のSi3N4膜11を形成する。なお、この時各
埋込み層2,3および7,8上にはエピタキシャル成長
時に同一導電型の湧き上り層が、図においてN−、P−
、N−。
In FIG. 3, an SiO2 oxide film 10 of about 40 nm and a 50nm SiO2 oxide film 10 of about 40 nm are again formed on an epitaxial layer 9 of about 1.6 μm, for example, formed by epitaxial growth.
A Si3N4 film 11 having a thickness of about m is formed. At this time, on each of the buried layers 2, 3 and 7, 8, upwelling layers of the same conductivity type are formed during epitaxial growth, forming N- and P- layers in the figure.
, N-.

P−として示されるように、形成されている。この湧き
上り層は、エピタキシャル層9が1.6μmである場合
、10 ” /cm”の濃度において約1μmの厚さを
有している。つぎに、第1図で示すと同様に、ホトレジ
スト工程を行って所要の窓開は孔を形成する。この時の
ホ1〜マスクは第1−図の工程で使用したのと同じもの
を使用できる。ここで、バイポーラトランジスタおよび
Nチャネル0MO3素子の領域となるN−型ウェル領域
12および13を同時に形成する。
It is formed as shown as P-. This upwelling layer has a thickness of approximately 1 .mu.m at a concentration of 10"/cm" if the epitaxial layer 9 is 1.6 .mu.m. Next, as shown in FIG. 1, a photoresist process is performed to form the required openings. At this time, the same mask used in the process shown in FIG. 1 can be used as the mask. Here, N-type well regions 12 and 13, which will become regions for the bipolar transistor and the N-channel 0MO3 element, are formed at the same time.

第4図において、フィールド酸化膜14を第1の埋込み
層2上のN−型ウェル層12、および、第2の埋込み層
3上のN−型ウェル層13の上に形成したあと、耐酸化
膜としてのSi3N4膜を除去する。その後、ボロン等
によってP−型ウェル層15および16を同時に形成す
る。このときP−型ウェル層15はアイソレーシゴンの
ためのP−型分離ウェルとして動作し、第3埋込み層7
の湧き上りによって電気的分離が一層完全になる。
In FIG. 4, after forming a field oxide film 14 on the N-type well layer 12 on the first buried layer 2 and the N-type well layer 13 on the second buried layer 3, The Si3N4 film as a film is removed. Thereafter, P-type well layers 15 and 16 are simultaneously formed using boron or the like. At this time, the P-type well layer 15 operates as a P-type isolation well for the isolation layer, and the third buried layer 7
The electrical isolation becomes even more complete due to the upwelling of .

第5図において、第4図に示す工程の後は、活性領域を
分離するためのフィールド酸化膜24、あるいは0MO
8のゲート酸化膜25、ポリシリコンのゲート電極のC
VD法による形成、各活性領域のエミッタ、ベース、コ
レクタコンタクト、ソース、ドレイン等の形成があるが
、これらは従来技術を用いて行なえるのでここに詳細に
は説明しない。なお、バイポーラトランジスタのベース
拡散領域であるP型不純物領域17は、PチャネルCM
OSデバイスのソース、ドレイン形成と同時に形成して
も良いし、別個に独立して形成することもできる。また
、バイポーラトランジスタのエミッタ拡散領域であるN
十型不純物領域18はNチャネルCMOSデバイスのソ
ースドレイン拡散と同時でも良い。コレクタのオーミッ
クコンタクトであるN+型不純物領域19も同時に形成
できる。エミッタおよびベースを独立して形成した場合
には、電気的に分離されたバイポーラトランジスタのエ
ミッタ拡散深さを0.3μm、ベース拡散深さを0.5
5μm程度の高性能バイポーラ1〜ランジスタを得るこ
とも可能である。
In FIG. 5, after the process shown in FIG.
8 gate oxide film 25, polysilicon gate electrode C
There is formation by the VD method, and formation of the emitter, base, collector contact, source, drain, etc. of each active region, but since these can be performed using conventional techniques, they will not be described in detail here. Note that the P-type impurity region 17, which is the base diffusion region of the bipolar transistor, is a P-channel CM.
It may be formed simultaneously with the formation of the source and drain of the OS device, or it may be formed separately and independently. Also, N is the emitter diffusion region of the bipolar transistor.
The 10-type impurity region 18 may be formed at the same time as the source/drain diffusion of the N-channel CMOS device. N+ type impurity region 19, which is an ohmic contact of the collector, can also be formed at the same time. When the emitter and base are formed independently, the emitter diffusion depth of the electrically isolated bipolar transistor is 0.3 μm and the base diffusion depth is 0.5 μm.
It is also possible to obtain high performance bipolar transistors of about 5 μm.

なお、第1図から第4図に示した実施例においては、第
3の埋込み層7および第4の埋込み層8を形成すること
なく、P−型ウェル層15および16を半導体基板1に
到達するまで拡散して使用することも可能である。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, the P-type well layers 15 and 16 are formed to reach the semiconductor substrate 1 without forming the third buried layer 7 and the fourth buried layer 8. It is also possible to use it by diffusing it until it becomes .

[効果] 以上本発明のバイポーラCMOSデバイスならびにその
製造方法の好ましい実施例を詳細に説明したが、本発明
の作用効果は以下のとおりである。
[Effects] Preferred embodiments of the bipolar CMOS device of the present invention and its manufacturing method have been described in detail above, and the effects of the present invention are as follows.

バイポーラトランジスタと一導電型の0MO3素子が形
成される領域の下方に、半導体基板と逆尊電型の高濃度
埋込み層を形成したので、高濃度埋込み層の低抵抗によ
り、ラッチアップ耐圧を向上でき、かつ、バイポーラト
ランジスタ領域と一導電型のCMO8領域との間に不純
物半導体の分離ウェル層を形成したのでPN接合分離に
よって、バイポーラトランジスタの完全な電気的分離が
できるという効果が得られる。
Since a high concentration buried layer of reverse voltage type is formed below the region where the bipolar transistor and one conductivity type 0MO3 element are formed, the latch-up withstand voltage can be improved due to the low resistance of the high concentration buried layer. Moreover, since the isolation well layer of impurity semiconductor is formed between the bipolar transistor region and the CMO8 region of one conductivity type, the bipolar transistor can be completely electrically isolated by PN junction isolation.

さらに、バイポーラトランジスタと一導電型の0MO5
素子領域の下方以外にも、分離ウェル層と他導電型のC
MO8素子のためのウェル層の下方に、半導体基板と同
一導電型の高濃度埋込み層を形成したので、高濃度埋込
み層の低抵抗により。
Furthermore, bipolar transistor and one conductivity type 0MO5
In addition to the lower part of the element region, there is also an isolation well layer and C of other conductivity type.
Since a heavily doped buried layer of the same conductivity type as the semiconductor substrate is formed below the well layer for the MO8 element, the resistance of the heavily doped buried layer is low.

ラッチアップ耐圧を半導体基板の濃度を下げても充分に
向上することができ、分離ウェル層下方の高濃度埋込み
層によって分離のための拡散が湧きあがりによって助け
られ、完全な電気的分離を得ることができるという効果
が得られる。
The latch-up withstand voltage can be sufficiently improved even if the concentration of the semiconductor substrate is lowered, and the diffusion for isolation is assisted by the well-concentrated buried layer under the isolation well layer, resulting in complete electrical isolation. This has the effect of being able to.

上記の両効果により、さらに、バイポーラトランジスタ
、0MO3素子、分離ウェルの下方をすべて高濃度の埋
込み層で形成しているので製造工程の自由度が大幅に改
善され、たとえば、−回の工程で複数の不純物半導体領
域を形成できる等種々の効果が得られる。
Due to both of the above effects, the flexibility of the manufacturing process is greatly improved because the bipolar transistor, 0MO3 element, and the bottom of the isolation well are all formed with a high concentration buried layer. Various effects such as the ability to form an impurity semiconductor region can be obtained.

以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on Examples, it goes without saying that the present invention is not limited to the above Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Nor.

[利用分野] 本発明のバイポーラCMOSデバイスならびにその製造
方法は、0MO3RA、MのECL版に適用して最も効
果の得られるものであるが、他のCMISを用いたLS
IたとえばTTL版およびECL版の全般にわたっても
広く適用することができる。
[Field of Application] The bipolar CMOS device and its manufacturing method of the present invention are most effective when applied to the ECL version of 0MO3RA, M, but it can also be applied to LS using other CMIS.
For example, it can be widely applied to TTL versions and ECL versions as well.

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

第1図から第4図は、本発明のバイポーラCMOSデバ
イスの製造工程の好ましい一実施例を各々順を追って示
した工程図、 第5図は、第1図から第4図の工程を経てつくられるバ
イポーラCMOSデバイスの好ましν)一実施例の構造
図である。 1・・・半導体基板、2・・・第1の埋込み層(N÷埋
込み層)、3・・・第2の埋込み層(N+型埋込み層)
、7・・・第3の埋込み層(P+型埋込み層)、8・・
・第4の埋込み層(P+型埋込み層)。 12.13・・・N−ウェル層、15・・・分離ウェル
層(P−ウェル層)、16・・・P−ウェル層。 代理人 弁理士 高 橋 明 夫
1 to 4 are step-by-step process diagrams showing preferred embodiments of the manufacturing process of the bipolar CMOS device of the present invention, and FIG. FIG. 2 is a structural diagram of a preferred embodiment of a bipolar CMOS device. 1... Semiconductor substrate, 2... First buried layer (N÷buried layer), 3... Second buried layer (N+ type buried layer)
, 7... third buried layer (P+ type buried layer), 8...
- Fourth buried layer (P+ type buried layer). 12.13... N-well layer, 15... Separation well layer (P-well layer), 16... P-well layer. Agent Patent Attorney Akio Takahashi

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、第1の導電型の半導体基板上に所定の間隔を有して
形成された高濃度の第2の導電型の第1および第2の埋
込み層と、前記半導体基板全面に形成された第2の導電
型のエピタキシャル層と、前記第1および第2の埋込み
層真上に形成され、各々、バイポーラトランジスタ領域
および第1のチャネル型のCMIS素子領域を形成する
第2の導電型のウェル層と、前記第1および第2の埋込
み層の間にあって前記バイポーラトランジスタ領域と第
1のチャネル型のCMIS素子領域を電気的に分離する
ために前記半導体基板に到達するまで拡散された第1の
導電型の分離ウェル層と、第2のチャネル型のCMIS
素子領域を形成するために前記半導体基板に到達するま
で拡散された第1の導電型のウェル層とより成ることを
特徴とするバイポーラCMISデバイス。 2、前記第1および第2の埋込み層の間に並行して形成
された高濃度の第1の導電型の第3および第4の埋込み
層をさらに有し、前記第1の導電型の分離ウェル層は前
記第3の埋込み層に到達するまで拡散され、かつ、前記
第1の導電型のウェル層は前記第4の埋込み層に到達す
るまで拡散されていることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載のバイポーラCMISデバイス。 3、同一半導体基板上にバイポーラ1−ランジスタとC
MIS素子とを有し、次のような各工程を経て製造する
ことを特徴とするバイポーラCMISデバイスの製造方
法。 (A)第1の導電型の半導体基板に選択的に高濃度の第
2の導電型の不純物を拡散して所望の間隔を持たせた第
1および第2の埋込み層を形成する工程。 (B)前記半導体基板全面に第2の導電型のエピタキシ
ャル層を形成する工程。 (C)前記エピタキシャル層上に酸化膜を形成し、前記
第1の埋込み層真上のパイボーラトランジス夕領域およ
び前記第2の埋込み層真上の第1のチャネル型のCMI
S素子領域を同時に形成するために、前記酸化膜を選択
的に除去して拡散用の開口穴を形成する工程。 (1))前記開口穴より第2の導電型の不純物を前記第
1および第2の埋込み層に到達するまで拡散する工程。 (E)前記工程(D)によって形成されたデバイス表面
に酸化膜を形成し、前記バイポーラトランジスタ領域と
前記第1のチャネル型のCMIS素子領域との間を分離
する領域ならびに第2のチャネル型のCMIS素子領域
とを同時に形成するために、前記酸化膜を選択的に除去
して拡散用の開口穴を形成する工程。 (F)前記開口穴より第1の導電型の不純物を前記半導
体基板に達するまで拡散する工程。 4、前記工程(A)の後、前記第1および第2の埋込み
層の間に並行して高濃度の第1の導電型の第3および第
4の埋込み層をさらに形成し、前記工程(F)の拡散は
これら第3および第4の埋込み層に達するまで行なわれ
ることを特徴とする特許請求の範囲第3項記載のバイポ
ーラCMISデバイスの製造方法。
[Claims] 1. High concentration first and second buried layers of a second conductivity type formed at a predetermined distance on a semiconductor substrate of a first conductivity type, and the semiconductor substrate a second conductivity type epitaxial layer formed over the entire surface; and a second conductivity type epitaxial layer formed directly above the first and second buried layers to form a bipolar transistor region and a first channel type CMIS element region, respectively. diffusion between the well layer of conductivity type and the first and second buried layers until reaching the semiconductor substrate in order to electrically isolate the bipolar transistor region and the first channel type CMIS element region. an isolation well layer of a first conductivity type and a CMIS of a second channel type.
A bipolar CMIS device comprising a well layer of a first conductivity type diffused up to the semiconductor substrate to form a device region. 2. Further comprising third and fourth buried layers of the first conductivity type with high concentration formed in parallel between the first and second buried layers, and separating the first conductivity type. The well layer is diffused until reaching the third buried layer, and the well layer of the first conductivity type is diffused until reaching the fourth buried layer. A bipolar CMIS device according to scope 1. 3. Bipolar 1-transistor and C on the same semiconductor substrate
1. A method for manufacturing a bipolar CMIS device, which comprises a MIS element and is manufactured through the following steps. (A) A step of selectively diffusing highly concentrated impurities of a second conductivity type into a semiconductor substrate of a first conductivity type to form first and second buried layers having a desired spacing. (B) A step of forming an epitaxial layer of a second conductivity type over the entire surface of the semiconductor substrate. (C) An oxide film is formed on the epitaxial layer, and a piebola transistor region directly above the first buried layer and a first channel type CMI directly above the second buried layer are formed.
A step of selectively removing the oxide film to form an opening for diffusion in order to simultaneously form an S element region. (1)) A step of diffusing a second conductivity type impurity through the opening until it reaches the first and second buried layers. (E) An oxide film is formed on the surface of the device formed in the step (D), and a region separating the bipolar transistor region and the first channel type CMIS element region and a second channel type CMIS element region are formed. A step of selectively removing the oxide film to form an opening hole for diffusion in order to simultaneously form a CMIS element region. (F) a step of diffusing a first conductivity type impurity through the opening until it reaches the semiconductor substrate; 4. After the step (A), further form highly concentrated third and fourth buried layers of the first conductivity type in parallel between the first and second buried layers, and perform the step (A). 4. The method of manufacturing a bipolar CMIS device according to claim 3, wherein the diffusion of F) is performed until reaching these third and fourth buried layers.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63136645A (en) * 1986-11-28 1988-06-08 Fuji Electric Co Ltd Semiconductor device
EP0341821A2 (en) * 1988-05-10 1989-11-15 Seiko Epson Corporation Method of manufacturing a semiconductor device
JPH021160A (en) * 1989-02-10 1990-01-05 Toshiba Corp Semiconductor device

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