JPS60123062A - 半導体集積回路の製造方法 - Google Patents

半導体集積回路の製造方法

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JPS60123062A
JPS60123062A JP23175583A JP23175583A JPS60123062A JP S60123062 A JPS60123062 A JP S60123062A JP 23175583 A JP23175583 A JP 23175583A JP 23175583 A JP23175583 A JP 23175583A JP S60123062 A JPS60123062 A JP S60123062A
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JP
Japan
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JP23175583A
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English (en)
Inventor
Kunio Aoki
青木 国男
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70Bipolar devices
    • H01L29/72Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals

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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Bipolar Transistors (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】 産業上の利用分野 この発明は、バイポーラトランジスタのコレクタ抵抗を
下げるために作り込まれるコレクタ壁(以下コレクタウ
オール領域と記す)の横方向の広がりを抑さえるととも
に、下層が高抵抗、上層が低抵抗のダブルエピタキシャ
ル層でコレクタ領域を形成することにより、コレクター
エミッタ耐圧ヲ高耐圧に保ち、しかも上層の低抵抗エピ
タキシャル層によりシリコン表面での空乏層の広がりを
抑えトランジスタサイズを縮少させ高集積化を可能とす
る半導体集積回路の製造方法に関するものである。
従来例の構成とその問題点 半導体集積回路においては、集積度の向上を図ることが
重要な課題の1つである。たとえば、pn接合分離によ
る分離形成を行う場合、シリコン基板内に分離用の埋め
込み領域を予め形成しておき、このシリコン基板上に形
成したエピタキシャル層を一分離用埋め込み領域側から
の拡散とエピタキシャル層の表面側からの拡散によって
分断することにより〜分離拡散時間を短縮し一拡散の横
方向の広がりを抑え、分離拡散領域によって占拠される
面積を縮少させ集積度を向上させる方法が広く採用され
ている。
第1図は、この方法で分離領域が形成された半導体集積
回路の構造例を示す断面図であり、p形シリコン基板1
にn形のコレクタ埋め込み層2とこれを取り囲むように
p形の分離用の埋め込み層3を形成し、その上にn形シ
リコンエピタキシャル層4を成長させる。この後、p形
の分離用の埋め込み層3と対向するエピタキシャル層表
面側からp形の不純物を拡散して上部分離層5を形成す
るとともに、同時に分離用埋め込み領域中の不純物をエ
ピタキシャル層内へ拡散させ分離用埋め込み層3とp形
の上部分離層5を連繋してn形シリコンエピタキシャル
層を島領域とし、この島領域の中にコレクタ埋め込み層
2に達する高濃度のn形拡散領域6を形成してこれをコ
レクタウオール領域となし、さら妃この島領域の中にp
形のベース領域7およびn形のエミッタ領域8を形成し
、を後にコレクタウオール領域6、ベース領域7および
エミッタ領域8にコンタクト窓をあけて電極9を形成す
ることにより高集積化が図られたトランジスタの構造が
得られている。なお、10はコンフタ電極のオーiウク
接触を図るため、エミッタと同時に形成されたn形の高
濃度領域である。
ところで、この製造方法では、コレクタウオール領域6
がn形シリコンエピタキシャル層4を貫通してコレクタ
埋め込み層2に達しなければならず、この領域を形成す
るだめの拡散時間が長くなりが大きくなり、コレクタウ
オール領域6の占メる面積が広くなりトランジスタサイ
ズが犬きくなる不都合が生じる。また、コレクタ壁層ば
ツタ耐圧を上げるためn形シリコンエピタキシャル層4
は、一般に高抵抗にしであるので、コレクタベース接合
およびコレクタ分離接合からエピタキシャル層中へ広が
る空乏層の広がりが大きく、分離領域とベース領域との
間隔を狭くすることができない。このため高集積化がは
かれない不都合も生じる。
発明の目的 本発明は一上記の不都合を排除することができる半導体
集積回路の製造方法、す々わち、コレクタウオール領域
の形成を分離領域の形成と同様に従来の半導体集積回路
で使用される高抵抗のn形エピタキシャル層を下層にし
、これよりも低抵抗のn形シリコンエピタキシャル層を
上層として設けることによりコレクターエミッタ耐圧を
従来構造と同じ程度に保ちながらもエピタキシャル層へ
の空乏層の広がりをシリコン基板表面層で従来より小さ
くすることにより、分離領域とベース領域との間隔を狭
くすることを可能にして集積度を向上させた半導体集積
回路の製造方法を提供するものである。
発明の構成 本発明の半導体集積回路の製造方法は、−導電形のシリ
コン基板中の一部分に、これとは逆導電形のコレクタ埋
め込み層と、この中にあってこれと同一導電形でより拡
散係数の大きい不純物によるコンタクト用埋め込み層を
形成する工程、前記シリコン基板上に、これとは逆導電
形の第1のエピタキシャル層を形成し、この上にさらに
同記第1のエピタキシャル層と同一導電形でより高濃度
な第2のエピタキどヤル層を形成する工程、前記第2の
エピタキシャル層表面側からのこれと同一導電形の不純
物の拡散と、同拡散時の前記コンタクト用埋め込み層か
らの不純物の拡散で第1および第2のエピタキシャル層
を分断するコレクタ壁層を形成する工程、および前記第
2のエピタキシャル層内に、これとは逆導電形の不純物
を拡散し、ベース領域を形成する工程、前記ベース領域
中に、これとは逆導電形のエミッタ領域を形成する工程
を含むものである。
この方法によれば、コレクタウオール領域によって占拠
されるシリコン基板面積が小さくなり、かつ、エピタキ
シセル層中への空乏層の広がりを抑えることができるた
め、ベース領域と分離領域との間隔を狭くすることが可
能となり集積度を向上させることができる。
実施例の説明 以下に本発明にかかる半導体集積回路の製造方法の一実
施例を第2図〜第6図を参照して説明する。捷ず−pp
形リコン基板1の中に、酸化シリはカプセル法により選
択的にドープしてn形のコレクタ埋め込み層2を形成す
る(第2図)。
次に、コレクタ埋め込み層2の周囲を包囲するようにし
て酸化シリコン膜を選択的に除去し、露出させたp形シ
リコン基板1の中へ熱拡散法あるいはイオン注入法によ
りボロン(B)をドープしてp形の分離用埋め込み層3
を形成し、さらに低温酸化シリコン膜で全面を被覆して
からコレクタ埋め込み層2の中にリン(P)を選択的に
ドープしてコレクタウオール用埋め込み層12を形成す
る(第3図)。
こののち、表面の酸化シリコン膜をすべて除去し、引き
続いて表面全域に減圧エピタキシャル成長法により比抵
抗が1〜1oΩcmのn形高抵抗シリコン層13を2〜
15μmの厚さにエピタキシャル成長させ−さらにその
上に比抵抗が0.1〜1Ωcmのn形低抵抗シリコン層
14.を0.5〜5μmの厚さにエピタキシャル成長さ
せる(第4図)。
次に、上層の低抵抗シリコン層14の表面に熱酸化法に
より酸化シリコン膜16を形成し、この酸化シリコン膜
をマスクとして−1ず、分離用埋め込み層3と対向する
部分にボロン(B)を選択的に蒸着し一上部分離層6を
形成する。こののち、低温酸化シリコン膜で全面を被覆
してからコレクタウオール用埋め込み層12と対向する
部分にリン(P)を選択的に蒸着し、上部コレクタウオ
ール層15を形成する。次いで、所定の時間にわたりド
ライブインのだめの熱処理を施すことによって分離用埋
め込み層3と上部分離層5およびコレクタウオール用埋
め込み層12と上部コレクタウオール層15とをそれぞ
れ連繋させる(第5図)。
この後、酸化シリコン膜16を全て除去し、新たに、酸
化シリコン膜17を形成し−この酸化シリコン膜をマス
クとして一拡散前面が上層の低抵抗シリコン層14の中
にあって、かつ、空乏層の大半が下層の高抵抗シIJコ
ン層13に広がりうるベース領域7を形成する。さらに
ベース領域内にエミッタ領域8を−コレクタウオールi
15内にコレクタオーミック接触層1oを形成したのち
、ベース領域7、工εツタ領域8およびコレクタ領域1
0上の酸化シリコン膜17にコンタクト窓ヲス領域の幅
を狭くした半導体集積回路が形成される(第6図)。
本実施の製造方法によれば、コレクタウオール層の形成
が−シリコン基板中に形成したコレクタウオール用埋め
込み層と上部コレクタウオール層を連繋させる両面拡散
によりなされるため、拡散時間が短縮され拡散の緩奮が
りを抑えることができ、まだ、コレクタ層に於て、下層
の高抵抗シリもできる。しだがって第6図に示す本発明
の方法で形成されたコレクタウオール層の幅1b2は、
第1図に示す従来法で形成されたコレクタウオール層の
幅/a2よりも狭くなりlb2<la2の関係が成Lf
る。このため、コレクタウオール層をはさんで向い合う
ベース領域と分離領域との間の距離にもlb3〈las
の関係が成立し、I・ランジスタを縮少する効果が奏さ
れる。
まだ、コレクタ層を形成する下層のシリコン層が、コレ
クターエばツタ耐圧を決定する高抵抗の層とされ、上層
はこのシリコン層よりも低抵抗なシリコン層とされてい
るためシリコン表面での空乏層の広がりは、コレクタ層
を高抵抗な層のみとした従来の構造のものに比べて小さ
くなわ−コレクタウオール層をはさむことなく向い会う
ベース領域と分離領域との間の距離にも6b1〈lal
の関係が成立し−このことによってもトランジスタを縮
少する効果が奏されるnしかもベース領域が上層のシリ
コン層の中に作り込まれているものの、その拡散前面を
下層シリコン層の極く近傍に位置させているだめ空乏層
の大半は下層の高抵抗シリコン層中に広がる。したがっ
てコレクターエミッタ耐圧は従来の方法によるものと何
等遜色のない値にされる。
発明の詳細 な説明したように本発明によれば、半導体集積回路を高
集積化する効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の上下分離法を使って高集積化ヲ図った
バイポーラトランジスタの断面構造図、第2図〜第6図
は本発明の一実施例にかかる上下コレクタウオール法お
よびダブルエピタキシャル図である。 1・・・・・・p形シリコン基板、2・・・・・・コレ
クタ埋め込み層、3・・・・・・分離用埋め込み層、6
・・・・・・上部分離層、6・山・・コレクタウオール
領域、ア用・・・ベース領域、8・・・・・・工ばツタ
領域、9・川・・電極、1゜・・・・・・コレクタオー
イック接触層、 11.16.−17・・・・・・酸化
シリコン膜、12・・・・・・コレクタウオール用埋め
込み層、13・・・・・・n形高抵抗シリコン層、14
・・・・・・n形像抵抗シリコン層、15・旧・・上部
コレクタウオール層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第 4− Z

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一導電形のシリコン基板中の一部分に、これとは逆導電
    形のコレクタ埋め込み層と、この中にあってこれと同−
    導電形でより拡散係数の大きい不純物によるコンタクト
    用埋め込み層を形成する工程、前記シリコン基板上に、
    これとは逆導電形の第1のエピタキシャル層を形成し、
    この上にさらに同記第1のエピタキシャル層と同−導電
    形でより高濃度な第2のエピタキシャル層を形成する工
    程、前記第2のエピタキシャル層表面側からのこれと同
    −導電形の不純物の拡散と、同拡散時の前記コンタクト
    用埋め込み層からの不純物の拡散で第1および第2のエ
    ピタキシャル層を分断スるコレクタ壁層を形成する工程
    、および前記第2のエピタキシャル層内に、これとは逆
    導電形の不純物を拡散し、空乏層が前記第1のエピタキ
    シャル層中に広がりうる位置に拡散前面が位置するベー
    ス領域を形成する工程、前記ベース領域中に、これとは
    逆導電形のエミッタ領域を形成する工程を具備すること
    を特徴とする半導体集積回路の製造方法0
JP23175583A 1983-12-08 1983-12-08 半導体集積回路の製造方法 Pending JPS60123062A (ja)

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