JPS60241230A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

Info

Publication number
JPS60241230A
JPS60241230A JP9654384A JP9654384A JPS60241230A JP S60241230 A JPS60241230 A JP S60241230A JP 9654384 A JP9654384 A JP 9654384A JP 9654384 A JP9654384 A JP 9654384A JP S60241230 A JPS60241230 A JP S60241230A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
groove
region
type
polysilicon
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
JP9654384A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Mihara
孝士 三原
Hideo Miwa
三輪 秀郎
Masanori Odaka
小高 雅則
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 Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Microcomputer Engineering 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, Hitachi Microcomputer Engineering Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP9654384A priority Critical patent/JPS60241230A/en
Publication of JPS60241230A publication Critical patent/JPS60241230A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H01L21/763Polycrystalline semiconductor regions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Element Separation (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce a parasitic capacity and to prevent a conductor between an emitter and a collector by guiding an impurity to the wall of the inside of a groove for a separating region formed on the main surface of a semiconductor, and forming a semiconductor layer, thereby hardly forming an inverting layer. CONSTITUTION:An N<+> type buried layer 2 is formed on a semiconductor substrate 1, and an N<-> type epitaxial layer is then formed. An oxide film 21 and a nitride film 22 are formed thereon. Then, a U-shaped groove 4 is formed to pass the layer 2. Then, N type impurity is diffused in the inner wall of the groove 4 to form an N type diffusion layer 23. Then, a channel stopper layer 24 is formed. Thereafter, an insulating film 5 is formed in the groove 4. Subsequently, polysilicon 6 is deposited in the groove 4, and flattened by dry etching. With such a construction, even if the potential of the polysilicon varies, an inverting layer is hardly formed due to the layer 23.

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] この発明は、半導体技術さらには半導体集積回路装置に
適用して特に有効な技術に関し1例えば溝掘り分離法が
適用された半導体集積回路装置に利用して有効な技術に
関する。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention relates to semiconductor technology and particularly to a technique that is particularly effective when applied to semiconductor integrated circuit devices. Concerning effective techniques.

[背景技術] 従来、半導体集積回路における素子間の分離法として、
拡散層を用いた接合分離法と基板表面のLOGO8と呼
ばれる選択酸化膜を利用した酸化膜分離法が行なわれて
いる。ところが、これらの分離法では、素子分離領域の
幅が比較的大きくされてしまい、素子を微細化して行く
に従って素子分離領域の占める割合が大きくなり、LS
I(大規模集積回路)の高密度化を図る上での障害とな
る。そこで本出願人は、素子分離領域となる部分を削っ
てU字状の溝を形成し、この溝の内側に酸化膜を形成し
てから溝の中をポリシリコン(多結晶シリコン)のよう
な誘電体で埋めることによって素子分離領域とするU溝
分離法と称する分離技術を提案した(特願昭57−16
8355号)。
[Background Art] Conventionally, as a method for separating elements in semiconductor integrated circuits,
A junction isolation method using a diffusion layer and an oxide film isolation method using a selective oxide film called LOGO8 on the surface of a substrate are being carried out. However, in these isolation methods, the width of the element isolation region is made relatively large, and as elements become smaller, the ratio occupied by the element isolation region increases.
This becomes an obstacle to increasing the density of I (large-scale integrated circuits). Therefore, the present applicant cut away the part that would become the element isolation region to form a U-shaped groove, formed an oxide film inside this groove, and then filled the inside of the groove with a material such as polysilicon (polycrystalline silicon). He proposed an isolation technique called the U-groove isolation method, in which device isolation regions are created by filling them with dielectric material (Japanese Patent Application No. 57-16).
No. 8355).

上記先願発明は、P型半導体基板1上にN生型埋込層2
およびN−型エピタキシャル層3を形成した後、方向性
のエツチングによりN+型埋込層2を突き抜けるように
溝4を形成する。その後、熱酸化により基板表面および
溝4の内側に酸化膜(Si02膜)等の絶縁膜5を形成
する。それから、CVD法でポリシリコンロを厚く堆積
させて溝4を埋めた後、公知の技術により、素子領域内
にN型コレクタ引上げ領域7、P型ベース領域8、N型
エミッタ領域9を形成してから、保護膜11に開口した
コンタクトホール12を介してアルミニウム電極13を
接続するというものである(第1図参照)。
The above-mentioned prior invention has an N-type buried layer 2 on a P-type semiconductor substrate 1.
After forming the N- type epitaxial layer 3, a groove 4 is formed so as to penetrate through the N+-type buried layer 2 by directional etching. Thereafter, an insulating film 5 such as an oxide film (Si02 film) is formed on the substrate surface and inside the groove 4 by thermal oxidation. Then, after filling the trench 4 by depositing a thick layer of polysilicon using the CVD method, an N-type collector pull-up region 7, a P-type base region 8, and an N-type emitter region 9 are formed in the element region using a known technique. After that, an aluminum electrode 13 is connected through a contact hole 12 opened in the protective film 11 (see FIG. 1).

ところが、上記のようなU溝分離法が適用されたバイポ
ーラ集積回路においては、溝4内に充填されているポリ
シリコンロが、電位的に浮いた状態にされている。また
、ポリシリコンロと基板1との間およびポリシリコンロ
とエピタキシャル層3との間には、それぞれ寄生容量C
1と02が存在する。そのため、基板1に回路の最も低
い電位(例えば−5V)が印加され、またコレクタがグ
ランドにバイアスされたとすると、U溝内のポリシリコ
ンロの電位が、上記容量の比C1/(C1十02)で基
板電位(−5V)を分割したような電位(負の電位)に
されてしまう。また、ポリシリコンロ内には、プロセス
の途中で負の電荷が蓄積されて、電位が下がることもあ
る。
However, in a bipolar integrated circuit to which the above-mentioned U-groove isolation method is applied, the polysilicon filled in the groove 4 is kept floating in potential. In addition, there are parasitic capacitances C between the polysilicon layer and the substrate 1 and between the polysilicon layer and the epitaxial layer 3, respectively.
1 and 02 exist. Therefore, if the lowest potential of the circuit (for example -5V) is applied to the substrate 1 and the collector is biased to ground, the potential of the polysilicon in the U-groove will be the capacitance ratio C1/(C1 + 02 ) is set to a potential (negative potential) that divides the substrate potential (-5V). Further, negative charges may be accumulated in the polysilicon during the process, causing the potential to drop.

このようにしてU溝内のポリシリコンの電位が下がると
、第1図に破線Aで示すように、U溝分離領域10と接
するコレクタ領域内に反転層が破線Aのごとく形成され
て、P型ベース領域8がU溝分離領域10に沿って延び
たような形になる。
When the potential of the polysilicon in the U-trench is lowered in this way, an inversion layer is formed in the collector region in contact with the U-trench isolation region 10 as shown by the broken line A in FIG. The mold base region 8 has a shape extending along the U-groove isolation region 10.

そのため、ベースとコレクタ間の接合容量が増加し、ト
ランジスタの動作速度が遅くなってしまう。
Therefore, the junction capacitance between the base and the collector increases, and the operating speed of the transistor decreases.

また、半導体基板1上に、第2図に示すようにU溝分離
領域10で分離された横型のPNPトランジスタを形成
した場合、U溝分離領域1o内のポリシリコンに負の電
荷が蓄積されると、U溝分離領域10と接するN型ベー
ス領域8′の両側部に破線Bのごとく反転層が形成され
、P型コレクタ領域7′とエミッタ領域9′とが寄生M
O3効果によって導通されてしまう。
Furthermore, when horizontal PNP transistors separated by U-groove isolation regions 10 are formed on the semiconductor substrate 1 as shown in FIG. 2, negative charges are accumulated in the polysilicon in the U-groove isolation regions 1o. Then, an inversion layer is formed as shown by the broken line B on both sides of the N-type base region 8' in contact with the U-groove isolation region 10, and the P-type collector region 7' and emitter region 9' are free from parasitic M.
It becomes conductive due to the O3 effect.

しかも、U溝形成に伴なう結晶欠陥を少なくするには、
絶縁膜5が薄い方が良く、またベース・コレクタ間(ベ
ース領域8とエピタキシャル層3との間)の接合容量を
減らし、ベース・コレクタ間の容量を小さくするには、
エピタキシャル層3の濃度が低い方が良い。ところが、
絶縁膜5が薄いほど、またエピタキシャル層3の濃度が
低いほど反転層が形成され易くなるという不都合がある
Moreover, in order to reduce crystal defects associated with U-groove formation,
It is better that the insulating film 5 is thinner, and in order to reduce the junction capacitance between the base and collector (between the base region 8 and the epitaxial layer 3), and to reduce the capacitance between the base and collector,
The lower the concentration of the epitaxial layer 3, the better. However,
There is a disadvantage that the thinner the insulating film 5 is, or the lower the concentration of the epitaxial layer 3, the easier it is to form an inversion layer.

[発明の目的] この発明の目的は、溝掘り分離法が適用された半導体集
積回路装置において、半導体基板の主面に形成される縦
形トランジスタのベース・コレクタ間の寄生容量を低減
させるとともに、横形トランジスタのエミッタ・コレク
タ間の導通を防止する技術を提供することにある。
[Object of the Invention] An object of the present invention is to reduce the parasitic capacitance between the base and collector of a vertical transistor formed on the main surface of a semiconductor substrate in a semiconductor integrated circuit device to which a trench isolation method is applied, and to An object of the present invention is to provide a technique for preventing conduction between the emitter and collector of a transistor.

この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添附図面から明かにな
るであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent 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
を説明すれば、下記のとおりである。
[Summary of the Invention] Representative inventions disclosed in this application will be summarized as follows.

すなわち、分離領域が形成されるべき部分に溝を掘った
後、溝の内側の壁面に不純物を導入させることにより予
め分離用の溝の側面に沿って半導体層を形成しておくこ
とによって、分離領域内の誘電体の電位が変動しても分
離領域の周囲に反転層が形成されに<<シ、半導体基板
の主面に形成される縦形トランジスタのベース・コレク
タ間の寄生容量を低減させるとともに、横形トランジス
タのエミッタ・コレクタ間の導通を防止するという上記
目的を達成するものである。
That is, after a trench is dug in the area where the isolation region is to be formed, impurities are introduced into the inner wall of the trench to form a semiconductor layer along the sides of the isolation trench in advance. Even if the potential of the dielectric within the region changes, an inversion layer is formed around the isolation region. , which achieves the above object of preventing conduction between the emitter and collector of a lateral transistor.

[実施例1] 第3図〜第7図には、本発明をバイポーラ集積回路に適
用した場合の一実施例が製造工程順に示されている。
[Embodiment 1] FIGS. 3 to 7 show an embodiment in which the present invention is applied to a bipolar integrated circuit in the order of manufacturing steps.

この実施例においては、先ず公知のバイボーラ集積回路
のプロセスによって、半導体基板1上に酸化膜等をマス
クにしてN+型埋込層2を形成し、その上にN−型エピ
タキシャル層3を気相成長法により形成してから、その
表面に酸化膜21および窒化膜22を形成する。次に、
分離領域が形成される部分の酸化膜と窒化膜を除去し、
これをマスクとして第3図に示すように、N+型埋込層
2を貫通し、P型基板1まで達するようなU溝4を形成
する。
In this embodiment, first, an N+ type buried layer 2 is formed on a semiconductor substrate 1 using an oxide film or the like as a mask by a known bibolar integrated circuit process, and an N- type epitaxial layer 3 is formed on it in a vapor phase. After forming by a growth method, an oxide film 21 and a nitride film 22 are formed on the surface thereof. next,
Remove the oxide film and nitride film where the isolation region will be formed,
Using this as a mask, as shown in FIG. 3, a U-groove 4 is formed that penetrates the N+ type buried layer 2 and reaches the P type substrate 1.

それから、上記窒化膜22をマスクとして熱拡散によっ
てU溝4の内壁に沿ってひ素のようなN型不純物を拡散
させ、濃度10”〜】017程度で厚みが0.2〜0.
5μm程度のN型拡散層23を形成する。この場合、熱
拡散によりN型拡散層23を形成する代わりに、第3図
に鎖線Pで示すように、ひ素がドープされたポリシリコ
ン層をCVD法(ケミカル・ベイパー・デポジション法
)により形成してから熱処理を施し、ポリシリコン層か
らの不純物拡散によってN型拡散層23を形成するよう
にしてもよい。
Then, using the nitride film 22 as a mask, an N-type impurity such as arsenic is diffused along the inner wall of the U-groove 4 by thermal diffusion to a concentration of about 10''~]017 and a thickness of 0.2~0.
An N-type diffusion layer 23 of about 5 μm is formed. In this case, instead of forming the N-type diffusion layer 23 by thermal diffusion, a polysilicon layer doped with arsenic is formed by the CVD method (chemical vapor deposition method), as shown by the chain line P in FIG. After that, heat treatment may be performed to form the N-type diffusion layer 23 by diffusion of impurities from the polysilicon layer.

その後、U溝4内にボロン等のイオン打込みを行なって
拡散させることによりチャンネルストッパ層24を形成
して第4図の状態となる。それから、U溝4の内側に酸
化膜のような絶縁膜5を形成した後、このU溝4の内側
にCVD法によりポリシリコンロをデポジションし、ド
ライエツチングにより平坦化することにより、第5図の
状態となる。
Thereafter, ions of boron or the like are implanted into the U-groove 4 and diffused to form a channel stopper layer 24, resulting in the state shown in FIG. 4. Then, after forming an insulating film 5 such as an oxide film inside the U-groove 4, a polysilicon layer is deposited inside the U-groove 4 by the CVD method and flattened by dry etching. It will be in the state shown in the figure.

第5図の状態の後は、例えばエピタキシャル層3の表面
の酸化膜21と窒化膜22を除去してから、熱酸化によ
りエピタキシャル層3の表面とポリシリコンロの表面に
酸化膜15を形成し、その上に窒化膜16を形成する。
After the state shown in FIG. 5, for example, after removing the oxide film 21 and nitride film 22 on the surface of the epitaxial layer 3, an oxide film 15 is formed on the surface of the epitaxial layer 3 and the surface of the polysilicon layer by thermal oxidation. , a nitride film 16 is formed thereon.

それから、窒化膜16に穴をあけ、これをマスクとして
酸化膜15の上からP型不純物のイオン打込みを行なう
ことにより、P型ベース領域8を形成する。
Then, a hole is made in the nitride film 16, and P-type impurity ions are implanted from above the oxide film 15 using the hole as a mask, thereby forming a P-type base region 8.

次に、CVD法によりポリシリコン層を全面的に形成し
てから、このポリシリコン層にイオン打込みによってひ
素のようなN型不純物をドープさせる。しかる後、ホト
エツチングによりエミッタ領域およびコレクタ引上げ口
となる部分の上にのみポリシリコンが残るように除去す
ることにより、ポリシリコン電極23a、23bを形成
する。それから、ホトレジストをマスクにしてポリシリ
コン電極23bに対してのみリンのようなN型不純物を
ドープしてから熱処理を施すことにより、ポリシリコン
電極23a、2’3bからの不純物拡散によってN型コ
レクタ引上げ領域7およびN型エミッタ領域9が形成さ
れる。この場合、ひ素に比べてリンの方が拡散速度が速
いのでエミッタ領域9に比べて深いコレクタ引上げ領域
7が形成される。
Next, a polysilicon layer is formed over the entire surface by CVD, and then an N-type impurity such as arsenic is doped into the polysilicon layer by ion implantation. Thereafter, polysilicon electrodes 23a and 23b are formed by removing the polysilicon by photoetching so that it remains only on the emitter region and the portion that will become the collector pull-up port. Then, using a photoresist as a mask, only the polysilicon electrode 23b is doped with an N-type impurity such as phosphorous, and then heat treatment is performed to raise the N-type collector by diffusion of the impurity from the polysilicon electrodes 23a and 2'3b. Region 7 and N type emitter region 9 are formed. In this case, since the diffusion rate of phosphorus is faster than that of arsenic, the collector pulling region 7 is formed deeper than the emitter region 9.

その後、PSG膜のような眉間絶縁膜11を全面的にデ
ポジションしてからコンタクトホールを形成し、その上
にアルミニウムを蒸着してからホトエツチングにより不
用な部分を除去することにより、アルミ電極13a〜1
3cを形成して第7図の状態となる。
Thereafter, a contact hole is formed after a glabellar insulating film 11 such as a PSG film is deposited over the entire surface, aluminum is vapor deposited on the film, and unnecessary portions are removed by photo-etching to form aluminum electrodes 13a to 13. 1
3c is formed, resulting in the state shown in FIG.

なお、第7図の状態の後は、アルミ電極13a〜12c
上に全面的にファイナルパッシベーション膜を形成する
ことにより完成状態とされる。
Note that after the state shown in FIG. 7, the aluminum electrodes 13a to 12c
A final passivation film is formed on the entire surface to complete the structure.

上記実施例によれば、U溝分離領域と接するコレクタと
してのN−型エピタキシャル層3に薄いN型拡散層23
が形成される。そのため、基板1に一5vのような回路
の最も低い電圧を印加することによってU溝分離領域内
のポリシリコンロの電位がコレクタ電位よりも低くなっ
ても、絶縁膜5とエピタキシャル層3との間に反転層が
形成さ−れ番;<くなる。
According to the above embodiment, a thin N-type diffusion layer 23 is formed in the N-type epitaxial layer 3 as a collector in contact with the U-groove isolation region.
is formed. Therefore, even if the potential of the polysilicon in the U-groove isolation region becomes lower than the collector potential by applying the lowest voltage of the circuit, such as -5V to the substrate 1, the insulating film 5 and the epitaxial layer 3 An inversion layer is formed in between.

その結果、P型ベース領域8とエピタキシャル層3との
間の空乏層がU溝分離領域に沿って下方へ延びて接合容
量が増加するのが防止される。
As a result, the depletion layer between the P-type base region 8 and the epitaxial layer 3 is prevented from extending downward along the U-trench isolation region and increasing the junction capacitance.

また、第2図に示すようなラテラルトランジスタに上記
実施例を適用すれば、U溝分離領域の周囲に反転層が形
成されにくくなるので、エミッタ・コレクタ間の導通が
防止される。これによって、バイポーラトランジスタの
動作速度および信頼性が向上される。
Furthermore, if the above embodiment is applied to a lateral transistor as shown in FIG. 2, it becomes difficult to form an inversion layer around the U-groove isolation region, thereby preventing conduction between the emitter and the collector. This improves the operating speed and reliability of the bipolar transistor.

なお、上記実施例の場合、チャンネルストッパ層24の
形成のためのイオン打込みは、深い打込みを防止するた
め、基板と直角方向ではなく少し傾いた方向から行なわ
れる。その場合、上記実施例のととくU溝の内壁に沿っ
てN型拡散層23が形成されるようにされていると、U
溝の側壁に打ち込まれたチャンネルストッパ用のP型不
純物を、N型拡散層23のN型不純物で打ち消すことが
できるという利点もある。
In the case of the above embodiment, ion implantation for forming the channel stopper layer 24 is performed not in a direction perpendicular to the substrate but in a direction slightly inclined to prevent deep implantation. In that case, if the N-type diffusion layer 23 is formed along the inner wall of the U groove in the above embodiment, the U
Another advantage is that the N-type impurity of the N-type diffusion layer 23 can cancel out the P-type impurity for the channel stopper implanted into the side wall of the trench.

上記実施例におけるN型拡散層23は、濃度が高すぎる
とP型ベース領域8との間の空乏層が狭くなって、接合
容量が大きくなったり、ベース・コレクタ間の耐圧が下
がるおそれがある。従って。
If the concentration of the N-type diffusion layer 23 in the above embodiment is too high, the depletion layer between it and the P-type base region 8 will become narrow, which may increase the junction capacitance or lower the withstand voltage between the base and collector. . Therefore.

N型拡散層23の濃度は、io”〜xolG程度の濃度
のエピタキシャル層3に対し、これよりも1ケタ程度高
い例えば1016〜1017程度にしておくのが良い。
The concentration of the N-type diffusion layer 23 is preferably set to about 1016 to 1017, which is about one digit higher than that of the epitaxial layer 3, which has a concentration of about io'' to xolG.

[実施例2] 第8図および第9図には、本発明の第2の実施例が示さ
れている。
[Embodiment 2] A second embodiment of the present invention is shown in FIGS. 8 and 9.

この実施例では1分離領域となる部分にU溝4を形成し
て第3図の状態となるところまでは前記実施例と同様で
ある。しかして、この実施例では、U溝4を形成した後
、基板表面のマスクとなった窒化膜22および酸化膜2
1を除去し、それから、熱拡散によって全面的にN型不
純物を拡散させる。
This embodiment is the same as the previous embodiment up to the point where the U-groove 4 is formed in a portion that will become one isolation region and the state shown in FIG. 3 is achieved. In this embodiment, after forming the U-groove 4, the nitride film 22 and oxide film 2, which served as a mask on the surface of the substrate, are removed.
1 is removed, and then the N-type impurity is diffused over the entire surface by thermal diffusion.

すると、第8図に示すように基板1の表面およびU溝4
の内壁にN型拡散層23が形成される。この場合にも、
基板表面の絶縁膜を除去してからN型不純物がドープさ
れたポリシリコン層を全面的にデポジションしてから熱
処理を行なって、ポリシリコンからの拡散によってN型
拡散層23を形成するようにしてもよい。
Then, as shown in FIG. 8, the surface of the substrate 1 and the U-groove 4
An N-type diffusion layer 23 is formed on the inner wall. Also in this case,
After removing the insulating film on the surface of the substrate, a polysilicon layer doped with N-type impurities is deposited over the entire surface, and then heat treatment is performed to form an N-type diffusion layer 23 by diffusion from the polysilicon. It's okay.

第8図の状態の後は、イオン打込みによってU溝4の底
部にチャンネルストッパ層24を形成してから、熱酸化
を行なって基板表面からU溝4の内壁にかけて酸化膜5
を形成して第9図の状態となる。その後は、前記第1の
実施例と同様の方法により、U溝4内にポリシリコンロ
を充填して平坦化してから、その表面に酸化膜を形成し
て蓋をした後、ベース、エミッタおよびコレクタ領域お
よびそれらの各電極を形成することによって、第7図と
略同じ構造のバイポーラトランジスタが形成される。
After the state shown in FIG. 8, a channel stopper layer 24 is formed at the bottom of the U-groove 4 by ion implantation, and then thermal oxidation is performed to form an oxide film from the substrate surface to the inner wall of the U-groove 4.
is formed, resulting in the state shown in FIG. Thereafter, using the same method as in the first embodiment, the U-groove 4 is filled with polysilicon and flattened, an oxide film is formed on the surface and the lid is covered, and then the base, emitter and By forming the collector region and their respective electrodes, a bipolar transistor having substantially the same structure as that shown in FIG. 7 is formed.

この実施例においても、U溝分離領域の周囲にN型拡散
層23が形成されるため、第1の実施例と同様に、縦型
トランジスタのベース・コレクタ間の寄生容量が減少さ
れる。また、ラテラルトランジスタでは、エミッタ・コ
レクタの導通を防止することができるという効果がある
Also in this embodiment, since the N-type diffusion layer 23 is formed around the U-groove isolation region, the parasitic capacitance between the base and collector of the vertical transistor is reduced as in the first embodiment. Further, the lateral transistor has the effect of preventing emitter-collector conduction.

しかも、この実施例によれば、前記第1の実施例におい
てU溝分離領域表面の境界部に酸化膜の形成によって生
じるバーズヘッドができなくなる゛ ため平坦化が容易
になる。また、U溝4の内壁に形成される酸化膜5を薄
くすることができるため、酸化膜形成の際にU溝周囲に
発生する結晶欠陥を少なくすることができるとともに、
U溝分離領域の幅を狭くして集積度を高めることもでき
る。
Moreover, according to this embodiment, the bird's head that occurs due to the formation of an oxide film at the boundary portion of the surface of the U-groove isolation region in the first embodiment is eliminated, so that planarization is facilitated. Furthermore, since the oxide film 5 formed on the inner wall of the U-groove 4 can be made thinner, crystal defects generated around the U-groove during the formation of the oxide film can be reduced, and
It is also possible to increase the degree of integration by narrowing the width of the U-groove isolation region.

従って、このようにU溝4内に薄い酸化膜5を形成する
ようにしたものにおいては、酸化膜が薄くなることによ
ってU溝分離領域の周囲に寄生MoSによる反転層が形
成され易くなるので、本実施例のように予めU溝の壁面
にN型拡散層23を形成しておくことによるメリットが
大きい。
Therefore, in the structure in which the thin oxide film 5 is formed in the U-groove 4, as the oxide film becomes thinner, an inversion layer due to parasitic MoS is more likely to be formed around the U-groove isolation region. There is a great advantage in forming the N-type diffusion layer 23 on the wall surface of the U-groove in advance as in this embodiment.

なお、上記実施例では、基板の主面に酸化膜21と窒化
膜22を形成して、これをマスクとしてU溝4を形成す
るようにしたものについて説明したが、基板の主面に酸
化膜のみを形成し、この酸化膜をマスクとしてU溝を形
成するようにしてもよい。
In the above embodiment, an oxide film 21 and a nitride film 22 are formed on the main surface of the substrate, and this is used as a mask to form the U-groove 4. Alternatively, a U-groove may be formed using this oxide film as a mask.

さらに、上記実施例では、ベースとコレクタ間に分離領
域が設けられていないが、第1図に示す構造と同じよう
にP型ベース領域8とコレクタ引上げロアとの間にN+
埋込層2の表面に達する比較的浅いU溝分離領域を形成
するようにしてもよい。
Furthermore, in the above embodiment, no isolation region is provided between the base and the collector, but as in the structure shown in FIG.
A relatively shallow U-groove isolation region reaching the surface of the buried layer 2 may be formed.

また、実施例ではベース形成後にコレクタ引上げロアを
形成しているが、コレクタ引上げロアをベースの形成前
に形成するようにしてもよい。コレクタ引上げロアは、
ポリシリコンからの拡散でなく、イオン打込みによって
形成するようにしてもよい。
Furthermore, in the embodiment, the collector pulling lower is formed after the base is formed, but the collector lifting lower may be formed before the base is formed. Collector lifting lower
It may be formed by ion implantation instead of diffusion from polysilicon.

[効果] (1)分離領域が形成されるべき部分に溝を掘った後、
溝の内側の壁面に不純物を導入させることにより予め溝
の側面に沿って半導体層を形成しておくようにしたので
1分離領域内の誘電体の電位−が変動しても分離領域の
周囲に反転層が形成されにくくなるという作用により、
半導体基板の主面に形成される縦形トランジスタのベー
ス・コレクタ間の寄生容量を低減され、これによってト
ランジスタの動作速度が向上されるとともに、壁面チャ
ンネルの心配がなくなるため、レイアウト上の制約が少
なくなり高集積化が可能となるという効果がある。
[Effects] (1) After digging a groove in the part where the separation region is to be formed,
By introducing impurities into the inner wall surface of the trench, a semiconductor layer is formed in advance along the side surfaces of the trench, so even if the potential of the dielectric within one isolation region fluctuates, the semiconductor layer around the isolation region remains constant. Due to the effect that it becomes difficult to form an inversion layer,
The parasitic capacitance between the base and collector of vertical transistors formed on the main surface of the semiconductor substrate is reduced, which improves the operating speed of the transistor and eliminates concerns about wall channels, reducing layout constraints. This has the effect of enabling high integration.

(2)分離領域が形成されるべき部分に溝を掘った後、
溝の内側の壁面に不純物を導入させることにより予め溝
の側面に沿って半導体層を形成しておくようにしたので
、分離領域内の誘電体の電位が変動しても分離領域の周
囲に反転層が形成されにくくなるという作用により、横
形トランジスタのエミッタ・コレクタ間の導通を防止す
ることができるようになり、これによってトランジスタ
の信頼性が向上されるという効果がある。
(2) After digging a groove in the part where the separation area is to be formed,
By introducing impurities into the inner walls of the trench, a semiconductor layer is formed in advance along the sides of the trench, so even if the potential of the dielectric within the isolation region fluctuates, it will not reverse around the isolation region. The effect of making the layer less likely to be formed makes it possible to prevent conduction between the emitter and collector of the lateral transistor, which has the effect of improving the reliability of the transistor.

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
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。例えば、分離用の溝の内
側に充填される物質はポリシリコンに限定されず他の導
電体であってもよい。また、溝の内側に形成される絶縁
膜は酸化膜のみでなく、酸化膜と窒化膜の二層あるいは
三層構造であってもよい。さらに、溝の形状は、U字状
に限定されるものでなく、基板に溝を掘って誘電体で埋
める構造であればよく7字状であってもよい。
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. For example, the material filled inside the isolation trench is not limited to polysilicon, but may be other conductive material. Further, the insulating film formed inside the trench is not limited to an oxide film, but may have a two-layer or three-layer structure of an oxide film and a nitride film. Further, the shape of the groove is not limited to the U-shape, but may be a 7-shape as long as it has a structure in which a groove is dug in the substrate and filled with a dielectric material.

[利用分野] この発明は、バイポーラ集積回路におけるバイポーラト
ランジスタ間の分離領域のみでなく、溝掘り分離法が適
用されたMO3集積回路等にも利用できるものである。
[Field of Application] The present invention can be applied not only to isolation regions between bipolar transistors in bipolar integrated circuits, but also to MO3 integrated circuits to which the trench isolation method is applied.

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

第1図は、U溝分離法を適用した先願の半導体装置にお
けるバイポーラトランジスタおよびその素子間分離領域
の構成例を示す断面図。 第2図は、横形トランジスタの構成例を示す平面図、 第3図〜第7図は1本発明をバイポーラ集積回路に適用
した場合の第1の実施例を製造工程順に示す断面図、 第8図および第9図は、第2の実施例を製造工程順に示
す断面図である。 1・・・・半導体基板、2・・・・N+型埋込層、3・
・・・N−型エピタキシャル層、4・・・・分離用溝(
U溝)、5・・・・絶縁膜、6・・・・導電体(ポリシ
リコン)、7・・・・コレクタ引上げ領域、8・・・・
ベース領域、9・・・・エミッタ領域、10・・・・U
溝分離領域、11・・・・層間絶縁膜、12a。 12b・・・・コンタクトホール、13a〜13c・・
・・アルミ電極、15.21・・・・絶縁膜(酸化膜)
、16.22・・・・絶縁膜(窒化膜)、23・・・・
拡散層(N型拡散層)24・・・・チャンネルストッパ
層(P型拡散層)、25a、25b・・・・ポリシリコ
ン電極。 第 1 図 第 2 図 第 3 図 第 4 図 第 5 図 第 6 図 第 7 図
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration example of a bipolar transistor and its inter-element isolation region in a semiconductor device of a prior application to which the U-groove isolation method is applied. 2 is a plan view showing a configuration example of a lateral transistor; FIGS. 3 to 7 are cross-sectional views showing the first embodiment in the order of manufacturing steps when the present invention is applied to a bipolar integrated circuit; FIG. 9 and 9 are cross-sectional views showing the second embodiment in the order of manufacturing steps. 1... Semiconductor substrate, 2... N+ type buried layer, 3...
...N-type epitaxial layer, 4...separation groove (
U groove), 5... Insulating film, 6... Conductor (polysilicon), 7... Collector pull-up region, 8...
Base region, 9...Emitter region, 10...U
Groove isolation region, 11... interlayer insulating film, 12a. 12b...contact hole, 13a-13c...
...Aluminum electrode, 15.21...Insulating film (oxide film)
, 16.22...insulating film (nitride film), 23...
Diffusion layer (N type diffusion layer) 24... Channel stopper layer (P type diffusion layer), 25a, 25b... Polysilicon electrode. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、半導体基板の主面に形成される素子の活性領域間に
溝を掘って内側に絶縁膜を形成し、該絶縁膜の内側に誘
電体を充填してから表面に絶縁膜を形成することにより
分離領域が形成されてなる半導体装置において、上記溝
内の絶縁膜の周囲には周辺の低濃度領域よりも濃度の高
い半導体層が形成されてなることを特徴とする半導体装
置。 2、上記素子が縦型のNPNバイポーラトランジスタで
あるものにおいて、上記分離領域の周囲のN−型コレク
タ領域と接する部分にこれよりも濃度の高いN型半導体
層が形成されてなることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の半導体装置。 3、上記素子が横型のバイポーラトランジスタであるも
のにおいて、ベース領域側部の上記分離領域と接する部
分にベース領域よりも濃度の高い半導体層が形成されて
なることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導
体装置。
[Claims] 1. Grooves are dug between active regions of elements formed on the main surface of a semiconductor substrate, an insulating film is formed inside the insulating film, and a dielectric material is filled inside the insulating film, and then a dielectric material is formed on the surface. A semiconductor device in which an isolation region is formed by forming an insulating film, characterized in that a semiconductor layer having a higher concentration than the surrounding low concentration region is formed around the insulating film in the groove. Semiconductor equipment. 2. The element is a vertical NPN bipolar transistor, characterized in that an N-type semiconductor layer with a higher concentration than the N-type collector region is formed in a portion surrounding the isolation region and in contact with the N-type collector region. A semiconductor device according to claim 1. 3. The element is a lateral bipolar transistor, and a semiconductor layer having a higher concentration than the base region is formed at a side of the base region in contact with the isolation region. The semiconductor device according to item 1.
JP9654384A 1984-05-16 1984-05-16 Semiconductor device Pending JPS60241230A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9654384A JPS60241230A (en) 1984-05-16 1984-05-16 Semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9654384A JPS60241230A (en) 1984-05-16 1984-05-16 Semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60241230A true JPS60241230A (en) 1985-11-30

Family

ID=14168018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9654384A Pending JPS60241230A (en) 1984-05-16 1984-05-16 Semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60241230A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6373663A (en) * 1986-09-17 1988-04-04 Sanyo Electric Co Ltd Lateral transistor
JPS63164366A (en) * 1986-12-18 1988-07-07 ドイチェ・アイテイーテイー・インダストリーズ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクタ・ハフツンク Collector contact of integrated bipolar transistor
JPH01120340U (en) * 1988-02-05 1989-08-15
JPH03155639A (en) * 1989-11-14 1991-07-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of semiconductor device
US5688702A (en) * 1988-02-08 1997-11-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Process of making a semiconductor device using a silicon-on-insulator substrate
WO2012011225A1 (en) * 2010-07-21 2012-01-26 パナソニック株式会社 Semiconductor device and method for manufacturing same

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6373663A (en) * 1986-09-17 1988-04-04 Sanyo Electric Co Ltd Lateral transistor
JPS63164366A (en) * 1986-12-18 1988-07-07 ドイチェ・アイテイーテイー・インダストリーズ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクタ・ハフツンク Collector contact of integrated bipolar transistor
JPH01120340U (en) * 1988-02-05 1989-08-15
US5688702A (en) * 1988-02-08 1997-11-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Process of making a semiconductor device using a silicon-on-insulator substrate
JPH03155639A (en) * 1989-11-14 1991-07-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of semiconductor device
WO2012011225A1 (en) * 2010-07-21 2012-01-26 パナソニック株式会社 Semiconductor device and method for manufacturing same
JP2012028474A (en) * 2010-07-21 2012-02-09 Panasonic Corp Semiconductor device and manufacturing method thereof
US8710621B2 (en) 2010-07-21 2014-04-29 Panasonic Corporation Bipolar transistor with diffused layer between deep trench sidewall and collector diffused layer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100227766B1 (en) Semiconductor device and the manufacturing method thereof
US4635090A (en) Tapered groove IC isolation
JP3301062B2 (en) High performance MOSFET device with raised source and drain and method of forming the same
JP2539777B2 (en) Method of forming semiconductor element
US4907063A (en) Semiconductor body, and device formed therefrom, having grooves with silicon nitride on the groove surfaces
US5882966A (en) BiDMOS semiconductor device and method of fabricating the same
JPH0548936B2 (en)
US4903109A (en) Semiconductor devices having local oxide isolation
JP3965027B2 (en) Method for manufacturing trench gate type MIS device having thick polysilicon insulating layer at bottom of trench
US4047195A (en) Semiconductor structure
US4965219A (en) Method for the manufacturing of insulated gate field effect transistors (IGFETS) having a high response speed in high density integrated circuits
JPH1056059A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
KR970000552B1 (en) Deep trench isolation with surface contact to substrate and the manufacturing method
KR100314347B1 (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JPS60241230A (en) Semiconductor device
JPH07106412A (en) Semiconductor device and fabrication thereof
JP3022714B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP3173430B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPS60241261A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
KR900003616B1 (en) Manufacture of semiconductor device
JPS60171738A (en) Semiconductor device
JP2615652B2 (en) Manufacturing method of bipolar transistor
JPS60244036A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JPH0491481A (en) Mis field effect transistor
JPS60136330A (en) Manufacture of complementary metal insulator semiconductor device