JPS60241261A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

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JPS60241261A
JPS60241261A JP9646884A JP9646884A JPS60241261A JP S60241261 A JPS60241261 A JP S60241261A JP 9646884 A JP9646884 A JP 9646884A JP 9646884 A JP9646884 A JP 9646884A JP S60241261 A JPS60241261 A JP S60241261A
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JP
Japan
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region
oxide film
active region
semiconductor
layer
Prior art date
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JP9646884A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirotaka Nishizawa
裕孝 西沢
Shigeo Kuroda
黒田 重雄
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS60241261A publication Critical patent/JPS60241261A/en
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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
    • H01L29/73Bipolar junction transistors
    • H01L29/732Vertical transistors
    • H01L29/7325Vertical transistors having an emitter-base junction leaving at a main surface and a base-collector junction leaving at a peripheral surface of the body, e.g. mesa planar transistor

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
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  • Element Separation (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To contrive the reduction of chip size by reducing the occupation area of a collector pull-up opening by a method wherein a semiconductor region is formed on the side surface of an isolated region formed on the side of the element active region, and is then used as the collector pull-up opening. CONSTITUTION:After a buried layer 2, an epitaxial layer 4, an oxide film 5a, and a nitride film 9 are formed on a substrate 1, U-grooves 31 reaching the substrate 1 through the buried layer 2 are formed, and the element active region 12 is formed therebetween. Next, a channel stopper layer 33 is formed at the bottom of the groove; then, an oxide film 34 is formed inside the groove, and a diffused layer 36 reaching the buried layer 2 is formed on the side wall of the groove. The groove 31 is filled with poly Si 37, and an oxide film 38 is formed on the surface; thereafter, a collector lead-out electrode 17 is formed on the diffused layer 36. Afterwards, the base and emitter regions of a bipolar transistor are formed in the element active region 12.

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のプロ
セスに適用して特に有効な技術に関するもので1例えば
半導体集積回路におけるバイポーラトランジスタの形成
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 a technology that is particularly effective when applied to semiconductor technology and to the process of semiconductor integrated circuits. related to technology.

[背景技術] 従来のバイポーラ集積回路におけるバイポーラトランジ
スタのような素子の一般的な形成方法とその構造は9例
えば日経エレクトロニクス1981年9月28日号(N
o、274)122頁等において知られている。第1図
はそのような公知のバイポーラトランジスタの一構成例
を示すものである。
[Background Art] The general formation method and structure of elements such as bipolar transistors in conventional bipolar integrated circuits are described in 9, for example, Nikkei Electronics September 28, 1981 issue (N
o, 274) p. 122, etc. FIG. 1 shows an example of the structure of such a known bipolar transistor.

この種の集積回路は、次のようにして製造することがで
きる。
This type of integrated circuit can be manufactured as follows.

すなわち、先ず、P型車結晶シリコンからなる半導体基
板1を用意し、この半導体基板1上に、酸化膜を形成し
てからこの酸化膜の適当な位置に埋込み拡散用パターン
とされた穴をあけ、次にこの酸化膜をマスクとしてひ素
もしくはアンチモン等のN型不純物を熱拡散することに
よって半導体基板1の表面に部分的にN++込層2を形
成する。
That is, first, a semiconductor substrate 1 made of P-type crystalline silicon is prepared, an oxide film is formed on the semiconductor substrate 1, and then holes are formed at appropriate positions in the oxide film to serve as a buried diffusion pattern. Next, using this oxide film as a mask, an N-type impurity such as arsenic or antimony is thermally diffused to partially form an N++-containing layer 2 on the surface of the semiconductor substrate 1.

そして、上記酸化膜を除去してからチャンネルストッパ
用のP十型拡散層3を形成し、その上に令 気相成長法によりN−型エピタキシャル層4を形成し、
次にその表面に耐酸化マスクとしての酸化膜(S i 
02 )と窒化膜(Si3N4)を形成する6その後、
ホトエツチングにより上記酸化膜と窒化膜を選択的に除
去し、これをマスクとしてその部分に分離用の比較的厚
い酸化膜5を形成する。
After removing the oxide film, a P-type diffusion layer 3 for a channel stopper is formed, and an N-type epitaxial layer 4 is formed thereon by vapor phase growth.
Next, an oxide film (Si
02) and form a nitride film (Si3N4) 6 Then,
The oxide film and nitride film are selectively removed by photoetching, and using this as a mask, a relatively thick oxide film 5 for isolation is formed in that portion.

その後、窒化膜を取り除く。After that, the nitride film is removed.

それから、再び窒化膜等でマスクしてコレクタ領域の引
上げ口となる部分にリン等のN型不純物の選択熱拡散処
理によってN+型型数散層6形成し、またN−型エピタ
キシャル層4上には同じく選択熱拡散処理によりP型ベ
ース領域7を形成してから、このP型ベース領域7内に
選択熱拡散処理によってN中型エミッタ領域8を形成す
ることにより、第1図に示すようなNPN型のバイポー
ラトランジスタが形成されていた。
Then, masking with a nitride film or the like again, an N+ type scattering layer 6 is formed by selective thermal diffusion treatment of an N type impurity such as phosphorus on the part that will become the pull-up port of the collector region, and an N- type epitaxial layer 4 is formed on the N- type epitaxial layer 4. Similarly, by forming a P type base region 7 by selective thermal diffusion treatment and then forming an N medium emitter region 8 within this P type base region 7 by selective thermal diffusion treatment, an NPN as shown in FIG. type bipolar transistor was formed.

ところで、上記のような縦型のバイポーラトランジスタ
を用いたバイポーラ集積回路においては、集積度を向上
させるため、SST (スーパー・セルフアライメント
・トランジスタ)構造など素子寸法を小さくする技術が
開発されて来ている。しかし、このような新しい技術は
専らエミッタ領域やその周囲のベース領域を小さくする
ことを主眼として開発されていた。つまり、第1図に示
すようなバイポーラトランジスタの構造およびプロセス
によると、コレクタ引上げ口となるN+型型数散層6小
さくしようとすると、分離用酸化膜5のバーズ・ピーク
が両側から延びてきてコレクタ引上げ口となる領域の表
面に厚い酸化膜が形成されてしまう。そのため、従来の
技術ではコレクタ引上げ口(6)の寸法の低減には限界
があり、第2図に示すように、コレクタ引上げ口(6)
の占有面積のトランジスタ全体の占有面積に占める割合
が非常に大きく、ベース・コレクタ間の酸化膜分離領域
を加えると、およそ50%にも達していた。
By the way, in bipolar integrated circuits using vertical bipolar transistors such as those mentioned above, in order to improve the degree of integration, techniques for reducing element dimensions, such as the SST (super self-alignment transistor) structure, have been developed. There is. However, these new technologies have been developed with a focus on reducing the size of the emitter region and the surrounding base region. In other words, according to the structure and process of a bipolar transistor as shown in FIG. 1, when an attempt is made to reduce the size of the N+ type scattering layer 6 that serves as the collector pull-up port, the bird's peak of the isolation oxide film 5 extends from both sides. A thick oxide film is formed on the surface of the region that becomes the collector pull-up port. Therefore, with the conventional technology, there is a limit to reducing the size of the collector pull-up port (6), and as shown in FIG.
The ratio of the area occupied by the transistor to the area occupied by the entire transistor is extremely large, reaching approximately 50% when the oxide film isolation region between the base and collector is added.

しかしながら、電流密度等の面からコレクタ引上げ口の
大きさを考察すると、コレクタ引上げ口(6)としては
、エミッタ領域8の占有面積と同じ程度の面積があれば
充分であることが分かった。
However, when considering the size of the collector pull-up port from the viewpoint of current density, etc., it was found that it is sufficient for the collector pull-up port (6) to have an area approximately the same as the area occupied by the emitter region 8.

従って、第1図に示すような従来のトランジスタ構造に
あっては、コレクタ引上げ口の構造がトランジスタ全体
の素子寸法の縮小化の妨げになるとともに、コレクタ引
上げ口の占有面積が大きいとそれに応じてN十埋込層2
が大きくなって、コレクタと基板との間の寄生容量が大
きくなり、トランジスタの動作速度を遅くする原因とな
る。
Therefore, in the conventional transistor structure as shown in FIG. N0 buried layer 2
As a result, the parasitic capacitance between the collector and the substrate increases, which causes a reduction in the operating speed of the transistor.

以上のような問題点があることが、本発明者によって明
らかにされた。
The inventor of the present invention has revealed that there are the above-mentioned problems.

[発明の目的] この発明の目的は、縦型のバイポーラトランジスタのよ
うな半導体素子における電極引出し領域としての半導体
領域の占有面積を減小させて、素子寸法を小さくシ、集
積回路の集積度を向上させるとともに、素子活性領域と
基板との間の寄生容量を低減させることによって、構成
される回路の動作速度を向上させることにある。
[Object of the Invention] An object of the present invention is to reduce the area occupied by a semiconductor region as an electrode extraction region in a semiconductor device such as a vertical bipolar transistor, thereby reducing the device size and increasing the degree of integration of an integrated circuit. The object of the present invention is to improve the operating speed of the constructed circuit by reducing the parasitic capacitance between the element active region and the substrate.

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、バイポーラ集積回路のプロセスにおいて、素
子分離用の酸化膜の形成前に、分離用酸化膜が形成され
るべき表面部分を削ってから、絶縁膜等をマスクにして
素子活性領域の周縁に電極引出し用の半導体領域を形成
するための不純物をドーピングし、しかる後、熱酸化を
行なって゛分離用酸化膜を形成するとともにかかる半導
体領域を形成することによって、電極引出し用の半導体
領域の占有面積を低減させ、バイポーラ集積回路の集積
度を向上させるとともに、N+埋込層の面積を小さくし
て素子領域・基板間の寄生容量を減少させ、回路を高速
化するという上記目的を達成するものである。
That is, in the process of bipolar integrated circuits, before forming an oxide film for element isolation, the surface area where the isolation oxide film is to be formed is scraped off, and then electrodes are placed around the periphery of the element active region using an insulating film as a mask. By doping impurities to form a semiconductor region for leading out electrodes, and then performing thermal oxidation to form an oxide film for isolation and forming such a semiconductor region, the area occupied by the semiconductor region for leading out electrodes can be reduced. This aims to achieve the above objectives of reducing the parasitic capacitance between the element region and the substrate by reducing the area of the N+ buried layer, increasing the degree of integration of bipolar integrated circuits, and increasing the speed of the circuit. .

以下この発明を実施例とともに詳細に説明する。The present invention will be described in detail below along with examples.

[実施例1] 第3図〜第12図は、本発明をアイソプレーナ技術によ
って形成されるフィールド酸化膜により素子間の分離が
行なわれるようにされたバイポーラ集積回路に適用した
場合の一実施例を製造工程順に示すものである。
[Example 1] Figures 3 to 12 show an example in which the present invention is applied to a bipolar integrated circuit in which elements are isolated by a field oxide film formed by isoplanar technology. are shown in order of manufacturing process.

この実施例では、次のような方法によって集積回路が形
成される。
In this embodiment, an integrated circuit is formed by the following method.

先ず、P型車結晶シリコンの薄板からなり、その主面が
(100)結晶面と一致された半導体基板1が用意され
る。次に特に制限されないが、公知のアイソプレーナ技
術と同一の方法によって、半導体基板1上に酸化膜を形
成してから、この酸化膜の適当な位置に埋込み拡散用ノ
(ターンをもつ穴をあけ、この酸化膜をマスクとして半
導体基板1にひ素もしくはアンチモン等のN型不純物を
熱拡散して部分的にN″′埋込層2を形成し、し力する
後上記酸化膜を除去する(第3図)。
First, a semiconductor substrate 1 is prepared which is made of a thin plate of P-type crystalline silicon and whose main surface is aligned with the (100) crystal plane. Next, although not particularly limited, an oxide film is formed on the semiconductor substrate 1 by the same method as the known isoplanar technology, and then holes with holes (turns) for buried diffusion are drilled at appropriate positions in the oxide film. Using this oxide film as a mask, an N-type impurity such as arsenic or antimony is thermally diffused into the semiconductor substrate 1 to partially form an N''' buried layer 2, and after hardening, the oxide film is removed (step 1). Figure 3).

次に第4図に示すように、チャンネルストツノ(用のP
中型拡散層3を形成した後にその上レコ気相成長法によ
りN−型シリコンエピクキシャ11層4を成長させ、さ
らにその表面に耐酸化マスクとするための酸化膜(Si
02)5aと窒化膜(Si3N4)9を形成する。。
Next, as shown in Figure 4, the channel stock horn (P
After forming the medium-sized diffusion layer 3, an N-type silicon epitaxial layer 11 layer 4 is grown thereon by rectangular vapor phase epitaxy, and an oxide film (Si
02) 5a and a nitride film (Si3N4) 9 are formed. .

次に、基板1の主面上の上記窒化膜9上に、後のコンタ
クトホール形成の際のエツチングマスクとするためのシ
リコン酸化膜(Si02)10を被着形成する。その後
、この酸化膜1oの上にエツチングマスクとするための
フォトレジストを塗布し、これを選択露光、現像する。
Next, a silicon oxide film (Si02) 10 is deposited on the nitride film 9 on the main surface of the substrate 1 to serve as an etching mask for forming contact holes later. Thereafter, a photoresist for use as an etching mask is applied onto this oxide film 1o, and this is selectively exposed and developed.

これによって、第5図に承すように、酸化膜10上にト
ランジスタのような素子を形成すべき素子活性領域と対
応するパターンとされたフォトレジスト11が残される
As a result, as shown in FIG. 5, a photoresist 11 is left on the oxide film 10 with a pattern corresponding to an element active region in which an element such as a transistor is to be formed.

次に、上記フォトレジスト11をマスクとするウェット
エツチングによって、上記酸化膜10を選択的に除去す
る。この場合、第6図に示すようにフォトレジスト11
の下において酸化膜10のアンダーカットが生ずるよう
にエツチング条件が適当に設定される。その後上記フォ
トレジスト11をマスクとする方向性ドライエツチング
によって基板主面上の窒化膜9と酸化膜5aを選択除去
する。
Next, the oxide film 10 is selectively removed by wet etching using the photoresist 11 as a mask. In this case, as shown in FIG.
The etching conditions are appropriately set so that undercutting of the oxide film 10 occurs under the oxide film 10. Thereafter, the nitride film 9 and oxide film 5a on the main surface of the substrate are selectively removed by directional dry etching using the photoresist 11 as a mask.

次に、上記フォトレジスト11を除去した後、上記窒化
膜9および酸化膜5aをマスクとして、ヒドラジンエツ
チング液のようなシリコ〉″を選択的にエツチングする
異方性エツチング液により、後で説明する分離用酸化膜
が形成されるべき部分のシリコン基板の主面を削る。こ
れによって、第7図に示すように、N++込層2の上に
台形状の素子活性領域12が形成される。予め前記第6
図のように加工されていた酸化膜10は、このエツチン
グにおいては除去させず、従って素子活性領域12の表
面のマスクとなった窒化膜9上に残る。
Next, after removing the photoresist 11, using the nitride film 9 and oxide film 5a as masks, an anisotropic etching solution that selectively etches silico, such as a hydrazine etching solution, is used as will be described later. The main surface of the silicon substrate in the area where the isolation oxide film is to be formed is shaved. As a result, a trapezoidal element active region 12 is formed on the N++-containing layer 2, as shown in FIG. Said sixth
The oxide film 10 that has been processed as shown in the figure is not removed in this etching, and therefore remains on the nitride film 9 that serves as a mask on the surface of the element active region 12.

この実施例においては、上記エツチングの際に実質的に
マスクとしての窒化膜9及び酸化膜5aの下までシリコ
ン基板のエツチングが進行しないことが望まれる。すな
わち、実質的にアンダーカットの生じないことが望まれ
る。上記のヒドラジンエツチング液は、実質的にアンダ
ーカット無しのエツチングを可能とする。なお、ヒドラ
ジンエツチングのような異方性エツチングは、例えば「
超LSIプロセスデータハンドブック」、昭和57年4
月15日付、サイエンスフォーラム社発行第438頁な
いし第440頁に紹介されている。
In this embodiment, it is desired that the etching of the silicon substrate does not proceed substantially below the nitride film 9 and oxide film 5a serving as a mask during the etching. That is, it is desired that substantially no undercut occurs. The hydrazine etching solution described above allows etching with virtually no undercut. Note that anisotropic etching such as hydrazine etching, for example,
VLSI Process Data Handbook”, 1984, 4
It is introduced on pages 438 to 440, published by Science Forum, dated May 15th.

上記状態から、次に基板上に再びフォトレジストを塗布
し、その感光、現像を行なうことによって、第8図に示
したように台形の素子活性領域12を除く他の部分の基
板主面上にフォトレジスト13が残るようにする。しか
る後上記フォトレジスト13をイオン打込みマスクとし
て用いて、ひ素のようなN型不純物を素子活性領域12
の表面にイオン打込み法によって導入する。これによっ
て、フォトレジスト13および素子活性領域12表面の
酸化膜10に覆われていない周縁部および傾斜側面に、
イオン打込み層14が形成される(第8図)。
From the above state, by applying photoresist again on the substrate, exposing it to light, and developing it, as shown in FIG. Make sure that the photoresist 13 remains. Thereafter, using the photoresist 13 as an ion implantation mask, an N-type impurity such as arsenic is implanted into the device active region 12.
is introduced onto the surface by ion implantation. As a result, the photoresist 13 and the periphery and inclined side surfaces of the surface of the element active region 12 that are not covered with the oxide film 10 are
An ion implantation layer 14 is formed (FIG. 8).

なお、イオン打込みの際のシリコン表面の汚染を防止す
るため、フォトレジスト13の形成前のようにイオン打
込み前に素子活性領域12の側面に予め薄い酸化膜を形
成して、この酸化膜を介してイオン打込みを行なってイ
オン打込み層14を形成するようにしてもよい。また、
イオン打込み以外に、デポジション拡散によりN型不純
物を導入して良い。第14図及び第15図は、デポジシ
ョン拡散によりN型不純物を導入する場合の断面を示し
ている。
Note that in order to prevent contamination of the silicon surface during ion implantation, a thin oxide film is formed in advance on the side surface of the element active region 12 before ion implantation, as before the formation of the photoresist 13, and a thin oxide film is formed through this oxide film. The ion implantation layer 14 may be formed by performing ion implantation. Also,
In addition to ion implantation, N-type impurities may be introduced by deposition diffusion. FIGS. 14 and 15 show cross sections when N-type impurities are introduced by deposition diffusion.

第14図は、前記第7図の工程の後、露出されている半
導体表面に熱酸化膜5bを形成し、その表面にエツチン
グマスクとしてのフォトレジスト膜13を選択的に形成
した状態を示している。
FIG. 14 shows a state in which, after the step shown in FIG. 7, a thermal oxide film 5b is formed on the exposed semiconductor surface, and a photoresist film 13 as an etching mask is selectively formed on the surface. There is.

第15図は、上記フォトレジスト膜13をマスクとして
熱酸化膜5bを選択的に除去し、次にフォトレジスト膜
13を除去し、その後残っている熱酸化膜5b及び予め
形成されている窒化膜9、酸化膜5aを不純物導入マス
クとして用いて素子活性領域の表面にデポジション拡散
法により高不純物濃度のN++層14を形成した状態を
示している。
FIG. 15 shows that the thermal oxide film 5b is selectively removed using the photoresist film 13 as a mask, then the photoresist film 13 is removed, and then the remaining thermal oxide film 5b and the previously formed nitride film are removed. 9 shows a state in which an N++ layer 14 with a high impurity concentration is formed on the surface of the element active region by a deposition diffusion method using the oxide film 5a as an impurity introduction mask.

第8図の状態の後は、上記フォトレジスト13を除去し
た後窒化膜9を選択酸化マスクとして用いて例えば高圧
の酸化雰囲気中での熱酸化によって第9図に示したよう
に、シリコン基板の主面に厚い厚さのフィールド酸化膜
5を成長させる。この選択酸化においては、酸化は基板
の厚み方向はもちろん横方向にも進む。この酸化膜5の
成長においては、N型不純物は、その偏析作用によって
酸化膜5の境界(側面)に押される。そのため上記イオ
ン打込み層14内のN型不純物が移動されて濃縮され、
第9図に示すように、バーズ・ピークからバーズ・ヘッ
ドにかけての酸化膜5の下部すなわち、酸化膜5と台形
の素子活性領域12との境界部に、非常に薄いN+型型
数散層16形成され、これがN“埋込層2と接触される
。つまり、この実施例では、N型不純物を含むシリコン
を酸化すると、酸化膜とシリコンの偏析係数の違いによ
り、酸化膜中にN型不純物が取り込まれないでシリコン
の側に押し出されるため、酸化膜の境界面によってN型
不純物が次々と押されて、濃縮されるという作用(この
発明ではこれを偏析作用と称する)をも利用して、素子
活性領域12の周縁に薄いN型拡散層16を形成し、こ
れを′コレクタ引上げ口(電極引出し領域)とするもの
である。
After the state shown in FIG. 8, after removing the photoresist 13, the silicon substrate is oxidized by thermal oxidation in, for example, a high-pressure oxidizing atmosphere using the nitride film 9 as a selective oxidation mask, as shown in FIG. A thick field oxide film 5 is grown on the main surface. In this selective oxidation, oxidation proceeds not only in the thickness direction of the substrate but also in the lateral direction. During the growth of this oxide film 5, the N-type impurity is pushed to the boundary (side surface) of the oxide film 5 due to its segregation action. Therefore, the N-type impurity in the ion implantation layer 14 is moved and concentrated,
As shown in FIG. 9, a very thin N+ type scattering layer 16 is formed under the oxide film 5 from the bird's peak to the bird's head, that is, at the boundary between the oxide film 5 and the trapezoidal element active region 12. In other words, in this embodiment, when silicon containing N-type impurities is oxidized, N-type impurities are formed in the oxide film due to the difference in segregation coefficient between the oxide film and silicon. Because the impurities are pushed out to the silicon side without being taken in, N-type impurities are successively pushed and concentrated by the interface of the oxide film (in this invention, this is referred to as segregation effect). A thin N-type diffusion layer 16 is formed at the periphery of the element active region 12, and this is used as a collector pull-up port (electrode extraction region).

第9図の状態の後は、予め素子活性領域12上に形成し
ていた酸化膜10をマスクにして、その下の窒化膜9お
よび酸化膜5aを除去して、素子活性領域12の周囲に
リング状に形成されたN型拡散層16の表面をサブミク
ロン単位で露出させる。次に、酸化膜10を除去した後
、N型不純物が高濃度にドープされたポリシリコン層も
しくはメタルシリサイド(シリコンと金属の化合物)層
を全面的に形成し、次にこれをフォトエツチングにより
パターニングすることによって第10図に示したように
電極引出し層17となす。
After the state shown in FIG. 9, using the oxide film 10 previously formed on the element active region 12 as a mask, the underlying nitride film 9 and oxide film 5a are removed, and the area around the element active region 12 is removed. The surface of the ring-shaped N-type diffusion layer 16 is exposed in submicron units. Next, after removing the oxide film 10, a polysilicon layer or a metal silicide (compound of silicon and metal) layer doped with a high concentration of N-type impurities is formed on the entire surface, and then this is patterned by photoetching. By doing so, an electrode lead layer 17 is formed as shown in FIG.

その後は、既に提案されているバイポーラトランジスタ
のプロセスと同様なプロセスによって、リング状のコレ
クタ引出し電極17の内側の素子活性領域12の表面に
ベース領域やエミッタ領域を形成して、素子寸法の極め
て小さなバイポーラトランジスタを構成することができ
る。
After that, a base region and an emitter region are formed on the surface of the device active region 12 inside the ring-shaped collector lead-out electrode 17 by a process similar to the process of the bipolar transistor that has already been proposed, and the device size is extremely small. A bipolar transistor can be configured.

この実施例におけるベース領域、エミッタ領域形成のプ
ロセスの一例を簡単に説明すると次のごとくである。
An example of the process for forming the base region and emitter region in this embodiment will be briefly explained as follows.

すなわち、特に制限されないが、第1O図の状態の後1
例えば電極引出し層17の表面の酸化によって、酸化膜
18を形成する。その後、この酸化膜18が形成された
電極引出層17及びフィールド酸化膜5をイオン打込み
マスクとして用いて素子活性領域表面に、P型不純物を
イオン打込みによって導入し、拡散させる。これによっ
てP型ベース領域7が形成される。それから、ベース領
域7の表面の窒化膜9および酸化膜5aを選択的に除去
することによってコンタクトボールを形成する。その後
、P型ポリシリコンをデポジションしこれをフォトエツ
チングにより選択的に除去することによってベース引出
し電極19となす。次に、その上に酸化膜のような絶縁
膜20を形成してから、エミッタが形成されるべき部分
の表面に形成されている窒化膜9と酸化膜5aを選択除
去し、しかる後、N型不純物がドープされたポリシリコ
ン層をデポジションして、これをエミッタ電極21とな
す。上記電極21の形成の後の熱処理によって、エミッ
タ電極21の不純物をベース領域7の表面に熱拡散させ
る。これによってN型エミッタ領域8が、上記ベース領
域7内に形成される(第11図)。
That is, although not particularly limited, after the state shown in FIG.
For example, the oxide film 18 is formed by oxidizing the surface of the electrode lead layer 17. Thereafter, using the electrode lead layer 17 and the field oxide film 5 on which the oxide film 18 is formed as an ion implantation mask, P-type impurities are introduced and diffused into the surface of the element active region by ion implantation. This forms a P-type base region 7. Then, nitride film 9 and oxide film 5a on the surface of base region 7 are selectively removed to form a contact ball. Thereafter, P-type polysilicon is deposited and selectively removed by photoetching to form the base lead electrode 19. Next, an insulating film 20 such as an oxide film is formed thereon, and the nitride film 9 and oxide film 5a formed on the surface of the part where the emitter is to be formed are selectively removed, and then the N A polysilicon layer doped with type impurities is deposited to serve as an emitter electrode 21. By heat treatment after forming the electrode 21, impurities in the emitter electrode 21 are thermally diffused to the surface of the base region 7. As a result, an N-type emitter region 8 is formed within the base region 7 (FIG. 11).

その後、第12図に示すようにPSG膜のような眉間絶
縁膜22を、CVD法等により全面的に゛ 形成してか
ら、この層間絶縁膜22に、上記電極引出し層17、ベ
ース引出し電極19およびエミッタ電極21に対するコ
ンタクトホールを形成する。次に、アルミニウムを全面
的に蒸着した後、これをフォトエツチングによりパター
ニングしてアルミ電極23a〜23cを形成する。しか
る後、その上にファイナルパッシベーション膜24を形
成して完成状態とする。
Thereafter, as shown in FIG. 12, a glabellar insulating film 22 such as a PSG film is formed on the entire surface by CVD or the like, and then the electrode lead layer 17 and the base lead electrode 19 are coated on this interlayer insulating film 22. and a contact hole for the emitter electrode 21 is formed. Next, aluminum is deposited over the entire surface and then patterned by photoetching to form aluminum electrodes 23a to 23c. Thereafter, a final passivation film 24 is formed thereon to complete the process.

上記実施例によれば、ベース領域7およびエミッタ領域
8が形成される台形状の素子活性領域12の周囲に形成
され、かつN+埋込層2に達するようにされた非常に薄
い高不純物濃度のN型拡散層16が電極引出し領域、す
なわちトランジスタにあってはコレクタ引上げ口とされ
ている。そのため、第1図の構造のバイポーラトランジ
スタに比べてコレクタ引出げ口が狭くなった分およびベ
ース・コレクタ間の分離領域(酸化膜)がなくなった分
だけ素子寸法が大幅に縮小されるようになり、これによ
って、バイポーラ集積回路の集積度が向上され、チップ
サイズが小さくなってコストダウンが可能となる。
According to the above embodiment, a very thin high impurity concentration layer is formed around the trapezoidal device active region 12 in which the base region 7 and emitter region 8 are formed, and reaches the N+ buried layer 2. The N-type diffusion layer 16 serves as an electrode lead-out region, that is, a collector pull-up port in the case of a transistor. Therefore, compared to the bipolar transistor with the structure shown in Figure 1, the device dimensions are significantly reduced due to the narrower collector outlet and the elimination of the isolation region (oxide film) between the base and collector. As a result, the degree of integration of the bipolar integrated circuit is improved, the chip size is reduced, and costs can be reduced.

また、上記実施例によれば、素子寸法が小さくなった分
だけ、コレクタ(N+埋込層2)の面積を小さくするこ
とができるので、コレクタ・基板間の寄生容量が小さく
なり、トランジスタの動作速度も向上されるようになる
Furthermore, according to the above embodiment, the area of the collector (N+ buried layer 2) can be reduced by the amount that the element dimensions are reduced, so the parasitic capacitance between the collector and the substrate is reduced, and the operation of the transistor is reduced. Speed will also be improved.

なお、上記実施例では、素子活性領域12の周囲にリン
グ状にコレクタ引上げ口となるN型拡散層16を形成し
ているが、第8図において、素子活性領域12の一側辺
のみが露出されるようにフォトレジスト13のパターン
を設定し、他の部分をフォトレジストで覆ってN型不純
物の打込みを行なうことにより、ベース領域7の一側に
のみコレクタ引上げ口となるN型拡散層16を形成させ
ることも可能である。このように構成することにより、
更にコレクタ引上げ口の占有面積を減らし、集積度を向
上させることができる。
In the above embodiment, the N-type diffusion layer 16, which serves as a collector pull-up port, is formed in a ring shape around the element active region 12, but in FIG. 8, only one side of the element active region 12 is exposed. By setting the pattern of the photoresist 13 so that the photoresist 13 is exposed, and implanting N-type impurities while covering other parts with the photoresist, an N-type diffusion layer 16 is formed on only one side of the base region 7 to serve as a collector pull-up port. It is also possible to form By configuring like this,
Furthermore, the area occupied by the collector pull-up port can be reduced and the degree of integration can be improved.

また、実施例のように予め素子活性領域12の表面の窒
化膜9上に、サイドエツチングを利用してこれよりも−
回り小さな酸化膜1oを形成する方法は、電極17の形
成前に電極引出し領域16を正確かつ確実に露出させる
点で有益であるが、この酸化膜10は必ずしも設ける必
要はなく、省略することも可能である。
Further, as in the embodiment, the nitride film 9 on the surface of the element active region 12 is etched in advance by side etching to make it more than this.
The method of forming the oxide film 1o with a small circumference is advantageous in that the electrode extraction region 16 is exposed accurately and reliably before forming the electrode 17, but this oxide film 10 is not necessarily provided and may be omitted. It is possible.

さらに、上記実施例ではコレクタ引上げ口(16)およ
びコレクタ引出し電極17の形成後に、イオン打込みに
よってベース領域7を形成しているが、次のような方法
によって第13図に示したようなSST構造のトランジ
スタを構成しても良い。すなわち、第10図のように電
極引出し層17を形成し、その表面に酸化膜18を形成
する。
Furthermore, in the above embodiment, the base region 7 is formed by ion implantation after forming the collector pull-up port (16) and the collector lead-out electrode 17, but the SST structure as shown in FIG. 13 is formed by the following method. A transistor may be configured. That is, as shown in FIG. 10, an electrode lead layer 17 is formed, and an oxide film 18 is formed on its surface.

素子活性領域12の表面上の窒化膜9及び酸化膜5aに
コンタクトホールを形成する。その後、基板主面上にP
型ポリシリコン電極(19)をデポジションする。次に
このポリシリコン電極(工9)からの不純物拡散によっ
てP型の外部ベース領域7aを形成する。その後、素子
活性領域12の表面にP型不純物をイオン打込み法によ
って導入することによって、真性ベース領域7bを形成
する。
Contact holes are formed in the nitride film 9 and oxide film 5a on the surface of the element active region 12. After that, P is placed on the main surface of the substrate.
Deposit a mold polysilicon electrode (19). Next, a P-type external base region 7a is formed by impurity diffusion from this polysilicon electrode (step 9). Thereafter, P-type impurities are introduced into the surface of the element active region 12 by ion implantation, thereby forming the intrinsic base region 7b.

ポリシリコン電極19の表面に熱酸化膜20を形成した
後、その熱酸化膜20をマスクとして用いて窒化膜9及
び酸化膜5aをエツチング除去する。
After forming a thermal oxide film 20 on the surface of polysilicon electrode 19, nitride film 9 and oxide film 5a are etched away using thermal oxide film 20 as a mask.

次にN型ポリシリコン電極20を形成し、かかる電極2
0からのN型不純物の拡散によってエミッタ領域8を形
成する。
Next, an N-type polysilicon electrode 20 is formed, and this electrode 2
An emitter region 8 is formed by diffusion of N-type impurities from 0 to 10.

または、上記ポリシリコン電極19を形成し、上記外部
ベース領域7a及び熱酸化膜20を形成した後、上記と
同様に熱酸化膜をマスクとして窒化膜9及び酸化膜5a
を選択除去する。次にポリシリコン層からなるエミッタ
電極21を形成する。
Alternatively, after forming the polysilicon electrode 19, forming the external base region 7a and the thermal oxide film 20, the nitride film 9 and the oxide film 5a can be formed using the thermal oxide film as a mask in the same manner as above.
Select and remove. Next, an emitter electrode 21 made of a polysilicon layer is formed.

エミッタ電極21の形成後、エミッタ領域8を形成する
前に、エミッタ電極21を介して素子活性領域12の表
面にP型不純物をイオン打込みし、それを拡散させるこ
とによって真性ベース領域7bを形成する。その後、エ
ミッタ電極20へのN型不純物のイオン打込み、拡散を
行なってエミッタ領域8を形成する。
After forming the emitter electrode 21 and before forming the emitter region 8, a P-type impurity is ion-implanted into the surface of the element active region 12 via the emitter electrode 21, and is diffused to form the intrinsic base region 7b. . Thereafter, N-type impurity ions are implanted into the emitter electrode 20 and diffused to form the emitter region 8.

このように、コレクタ引上げ口(16)およびコレクタ
引出し電極17の形成後に、素子活性領域12の上に既
に提案されている種々の方法によりグラフトベース構造
のトランジスタを形成することもできる。
In this way, after forming the collector pull-up port (16) and the collector lead-out electrode 17, a graft-based transistor can be formed on the element active region 12 by various methods that have already been proposed.

[実施例2] 第16図〜第20図には、本発明を、U溝分離法によっ
て素子間の分離を行なうようにした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 2] FIGS. 16 to 20 show an example in the order of manufacturing steps in which the present invention is applied to a bipolar integrated circuit in which elements are separated by a U-groove isolation method. ing.

先ず第16図のように半導体基板1上にN+埋込層2を
形成し、その上にN−型エピタキシャル層4を形成して
から、その表面に酸化膜5aと窒化膜9を形成する。
First, as shown in FIG. 16, an N+ buried layer 2 is formed on a semiconductor substrate 1, an N- type epitaxial layer 4 is formed thereon, and an oxide film 5a and a nitride film 9 are formed on the surface thereof.

その後、分離領域が形成されるべき部分の酸化膜5aと
窒化膜9を除去し、これをマスクとしてヒドラジンエツ
チング等により第17図のように溝31aを形成してか
ら、この溝31a内にN型不純物のイオン打込みもしく
は拡散を行ない、N1層32を形成する。しかる後、方
向性のドライエツチングにより、N+埋込層2を貫通し
P型基板1に達するような深いU溝31を形成して、U
溝31によって分離されたN−型エピタキシャル層4か
らなる素子活性領域12が形成され、第18図の状態と
なる。
Thereafter, the oxide film 5a and nitride film 9 in the portion where the isolation region is to be formed are removed, and using this as a mask, a groove 31a is formed by hydrazine etching or the like as shown in FIG. The N1 layer 32 is formed by ion implantation or diffusion of type impurities. Thereafter, by directional dry etching, a deep U groove 31 that penetrates the N+ buried layer 2 and reaches the P type substrate 1 is formed.
Device active regions 12 made of N-type epitaxial layers 4 separated by grooves 31 are formed, resulting in the state shown in FIG. 18.

秋に、U溝31の底にボロン等のP型不純物のイオン打
込みを行なうことによって第19図のようにP型チャン
ネルストッパ層33を形成し、その後露出表面の熱酸化
を行なう。これによって第17図に示したように、U溝
31の内側に酸化膜34が形成されるとともに、この酸
化膜34の成長に伴なってU溝の側壁にドープされてい
たN型不純物が、酸化膜によって押されて濃縮されなか
らN+埋込層2に到達し、N型拡散層36が形成される
In autumn, a P-type impurity such as boron is ion-implanted into the bottom of the U-groove 31 to form a P-type channel stopper layer 33 as shown in FIG. 19, and then the exposed surface is thermally oxidized. As a result, as shown in FIG. 17, an oxide film 34 is formed inside the U-groove 31, and as the oxide film 34 grows, the N-type impurity doped on the side walls of the U-groove is removed. It is not pushed and concentrated by the oxide film and reaches the N+ buried layer 2, forming an N type diffusion layer 36.

この実施例は、このN型拡散層36をコレクタ引上げ口
とするものである。
In this embodiment, this N-type diffusion layer 36 is used as a collector pull-up port.

第19図の状態の後は、基板全体に亘ってポリシリコン
をCVD法により比較的厚くデポジションすることによ
って、U溝31内にポリシリコンを充填させる6そして
、ポリシリコン層の表面を平坦にさせるために、このポ
リシリコン層をドライエッチングする。このエツチング
は、U溝31内にポリシリコン37が残るようにして行
なわれる。次に、熱酸化によりU溝内のポリシリコン3
7の表面に酸化膜38を形成する。フォトエツチングに
より上記N型拡散層36の上部にコンタクトホール39
を形成し、この上にポリシリコンをデポジションし、そ
れのパターニングを行なうことによってN型拡散層36
に接触されたコレクタ引出し電極17を形成する(第2
0図)。
After the state shown in FIG. 19, the U-groove 31 is filled with polysilicon by depositing relatively thick polysilicon over the entire substrate by the CVD method6, and the surface of the polysilicon layer is flattened. To achieve this, this polysilicon layer is dry etched. This etching is performed so that polysilicon 37 remains within U-groove 31. Next, polysilicon 3 in the U groove is thermally oxidized.
An oxide film 38 is formed on the surface of 7. A contact hole 39 is formed in the upper part of the N-type diffusion layer 36 by photoetching.
An N-type diffusion layer 36 is formed by depositing polysilicon thereon and patterning it.
A collector lead electrode 17 is formed in contact with the (second
Figure 0).

その後、図示しないが、上記U溝分離領域30によって
分離された素子活性領域12に、バイポーラトランジス
タのベース領域およびエミッタ領域を形成する。その形
成方法は、前記第1の実施例と同じであるので説明を省
略する。
Thereafter, although not shown, a base region and an emitter region of a bipolar transistor are formed in the element active region 12 separated by the U-groove isolation region 30. The method of forming it is the same as that of the first embodiment, so the explanation will be omitted.

この実施例によれば、U溝分離法によって素子間の分離
が行なわれるようにされたバイポーラ集積回路において
、第1の実施例と同様に、幅の狭いコレクタ引上げ口(
36)を形成することができるため、素子寸法を小さく
してチップサイズを低減することができる。また、素子
寸法の縮小に可能となり、コレクタ・基板間の寄生容量
が小さくなって、トランジスタの動作速度が向上される
According to this embodiment, in a bipolar integrated circuit in which elements are separated by the U-groove isolation method, the narrow collector pull-up port (
36), it is possible to reduce element dimensions and chip size. Furthermore, it becomes possible to reduce the element size, reduce the parasitic capacitance between the collector and the substrate, and improve the operating speed of the transistor.

なお、この第2の実施例においても、第1の実施例の酸
化膜10と同様に、コンタクトホールを自己整合的に形
成するための被膜を利用することもできる。すなわち、
この場合第16図の素子活性領域j2の上の窒化膜9上
に、CVD法によって第5図と同様な酸化膜10とフォ
トレジストパターン11を形成する。次に上記酸化膜1
0にアンダーカットを生じさせてから窒化膜9と酸化膜
5aを異方性ドライエツチングにより選択的に除去する
。次に第17図、第18図のように溝31a及びU溝3
1を形成する。
Note that in this second embodiment as well, similarly to the oxide film 10 of the first embodiment, a film for forming contact holes in a self-aligned manner can also be used. That is,
In this case, an oxide film 10 and a photoresist pattern 11 similar to those shown in FIG. 5 are formed on the nitride film 9 on the element active region j2 shown in FIG. 16 by the CVD method. Next, the oxide film 1
After creating an undercut in 0, the nitride film 9 and oxide film 5a are selectively removed by anisotropic dry etching. Next, as shown in FIGS. 17 and 18, the groove 31a and the U groove 3
form 1.

次に第19図と同様に溝31内に酸化膜34を形成し、
ポリシリコン37をU溝内に充填しその表面に酸化膜3
8を形成してから、上記アンダーカットを生じた酸化膜
10をマスクにして、コレクタ引上げ口(36)を対す
るコンタクトホール39を自己整合的に形成する。
Next, as in FIG. 19, an oxide film 34 is formed in the trench 31,
Polysilicon 37 is filled into the U groove and an oxide film 3 is formed on its surface.
8, a contact hole 39 for the collector pull-up port (36) is formed in a self-aligned manner using the undercut oxide film 10 as a mask.

さらに、上記実施例におけるU溝内側の酸化膜34の形
成前のN′一層32の形成は、実施例の方法以外にも種
々の方法が考えられる6例えば、U溝形成の途中でU 
igの内側にリンガラスをデポジションさせてそれをア
ニールし、そのアニールの際のリンガラスからのリンの
拡散によってN中層32を形成させ、しかる後リンガラ
スを除去し、酸化膜34を成長させてN型拡散層36を
形成するようにしてもよい。
Furthermore, in the above embodiment, the formation of the N' layer 32 before the formation of the oxide film 34 on the inside of the U-groove may be performed by various methods other than the method of the embodiment6.
A phosphorus glass is deposited inside the ig, and it is annealed, and an N intermediate layer 32 is formed by diffusion of phosphorus from the phosphorus glass during the annealing, and then the phosphorus glass is removed and an oxide film 34 is grown. Alternatively, the N-type diffusion layer 36 may be formed using the same method.

なお、上記実施例のように、ベース・コレクタ間に分離
用酸化膜を設けないよつにした場合、+−ランジスタの
耐圧が少し下がる恐れが生ずるが、高速ロジックLSI
等では内部素子にそれほど高い耐圧を必要としないので
、実施例のごとくベース・コレクタ間に分離用酸化膜が
なくても充分である。しかも、上記実施例のプロセスは
、従来のバイポーラプロセスと組み合わせることができ
るので、耐圧を必要とする入出力回路の素子については
、ベース・コレクタ間に分離用酸化膜を設けた構造とし
、内部素子については実施例の構造を適用するようにし
ても良い。
Note that if the isolation oxide film is not provided between the base and collector as in the above embodiment, there is a risk that the withstand voltage of the +- transistor will drop a little, but
Since the internal elements do not require such a high breakdown voltage, it is sufficient that there is no isolation oxide film between the base and the collector as in the embodiment. Moreover, the process of the above embodiment can be combined with the conventional bipolar process, so for input/output circuit elements that require high breakdown voltage, an isolation oxide film is provided between the base and collector, and internal elements are Regarding this, the structure of the embodiment may be applied.

[実施例3] 第21図及び第22図は、他の実施例の半導体基板の断
面を示している。
[Example 3] FIG. 21 and FIG. 22 show a cross section of a semiconductor substrate of another example.

この実施例は、特に制限されないが、マスタースライス
法によって任意の回路を構成するのに適するように考慮
されている。半導体基板表面は、2つに大きく区分して
とらえることができる。1つは、単位回路の形成を可能
とするための複数の回路素子が形成される回路素子形成
領域であり、残りの1つは構成される複数の単位回路の
相互間を結合させるための配線層が形成される配線形成
領域である。大規模集積回路の場合、複数の回路素子形
成領域は、マトリクス状配置となるようにして半導体基
板表面に設定される。回路素子形成領域間の半導体基板
表面は、配線形成領域とされる。
Although this embodiment is not particularly limited, it is considered to be suitable for configuring any circuit by the master slice method. The surface of a semiconductor substrate can be roughly divided into two parts. One is a circuit element formation area where a plurality of circuit elements are formed to enable the formation of a unit circuit, and the remaining one is a wiring for interconnecting the plurality of unit circuits to be formed. This is a wiring formation area where layers are formed. In the case of a large-scale integrated circuit, a plurality of circuit element forming regions are set on the surface of a semiconductor substrate in a matrix arrangement. The surface of the semiconductor substrate between the circuit element formation regions is used as a wiring formation region.

この実施例に従うと、回路素子形成領域において、互い
に分離されるべき素子活性領域の相互は、前記実施例2
と同様なU溝によって分離される。
According to this embodiment, in the circuit element forming region, the element active regions to be separated from each other are
separated by a U-groove similar to

配線形成領域は、選択酸化技術によって形成されるフィ
ールド酸化膜上に設定される。
The wiring formation region is set on a field oxide film formed by selective oxidation technology.

第21図は、比較的厚い厚さのフィールド酸化膜5が形
成された状態を示している。フィールド酸化膜5が形成
されるまでの製造工程は、例えば次のようになる。
FIG. 21 shows a state in which a relatively thick field oxide film 5 is formed. The manufacturing process until the field oxide film 5 is formed is, for example, as follows.

先ずP型シリコンからなる半導体基板1を用意し、その
表面にN+型埋込層2及びP生型チャンネルストッパ層
3を形成する。次に半導体基板1の表面にN−型シリコ
ンエピタキシャル層4を形成し、そのエピタキシャル層
4の表面にシリコン酸化膜5a及びシリコン窒化膜9を
形成する。配線形成領域とすべきエピタキシャル層4の
部分を露出するように、窒化膜9及び酸化膜5aを選択
エツチング除去する。残っている窒化膜9及び酸化膜5
aをエツチングマスクとして用いて、エピタキシャル層
4の表面をエツチングする。しかる後、上記窒化膜9及
び酸化膜5aを耐酸化マスクとして用いてエピタキシャ
ル層4を選択酸化する。
First, a semiconductor substrate 1 made of P-type silicon is prepared, and an N+-type buried layer 2 and a P-type channel stopper layer 3 are formed on its surface. Next, an N- type silicon epitaxial layer 4 is formed on the surface of the semiconductor substrate 1, and a silicon oxide film 5a and a silicon nitride film 9 are formed on the surface of the epitaxial layer 4. Nitride film 9 and oxide film 5a are selectively etched away so as to expose a portion of epitaxial layer 4 that is to be a wiring formation region. Remaining nitride film 9 and oxide film 5
The surface of the epitaxial layer 4 is etched using a as an etching mask. Thereafter, the epitaxial layer 4 is selectively oxidized using the nitride film 9 and oxide film 5a as an oxidation-resistant mask.

これによって第21図のような断面構造となる。This results in a cross-sectional structure as shown in FIG. 21.

第22図は、第21図の構造の後、前記実施例2と同様
な製造工程を経てU溝31、N型拡散層36、酸化膜3
4が形成された状態における半導体基板の断面を示して
いる。
FIG. 22 shows that after the structure shown in FIG. 21, a U-groove 31, an N-type diffusion layer 36, and an oxide film 3 are formed through the same manufacturing process as in Example 2.
4 shows a cross section of the semiconductor substrate in a state where 4 is formed.

第22図以後の製造工程は、前記実施例2と同様になる
The manufacturing steps after FIG. 22 are the same as in the second embodiment.

この実施例において、単位回路形成領域における種々の
回路素子の相互は、蒸着アルミニウム層からなる配線層
を介して結合される。単位回路の相互間は、フィールド
酸化膜5上に延長される蒸着アルミニウム層からなる配
線層を介して結合される。
In this embodiment, various circuit elements in a unit circuit formation region are connected to each other via a wiring layer made of a vapor-deposited aluminum layer. The unit circuits are connected to each other via a wiring layer made of a vapor-deposited aluminum layer extending over the field oxide film 5.

この実施例に従うと、単位回路形成領域は、前記実施例
2と同様な理由によってそれを充分に小型にすることが
できる。単位回路の相互を結合させるための配線層は、
それが厚い厚さのフィールド酸化膜5上に延長されるの
で、比較的小さい浮遊容量しか持たない。
According to this embodiment, the unit circuit forming area can be made sufficiently small for the same reason as in the second embodiment. The wiring layer for interconnecting unit circuits is
Since it extends over a large thickness of field oxide 5, it has a relatively small stray capacitance.

[効果コ (1)バイポーラトランジスタのプロセスにおいて、素
子分離用の酸化膜の形成前に、酸化膜が形成されるべき
部分の基板主面を削ってから、絶縁膜等をマスクにして
素子活性領域の周縁にコレクタ引上げ口を形成する不純
物をドーピングさせた後、熱酸化を行なって分離用酸化
膜を形成するようにしたので、この酸化膜の形成に伴な
う偏析作用で活性領域周縁に比較的幅の狭いコレクタ引
上げ口となる拡散層が形成されるという作用で、コレク
タ引上げ口の占有面積が低減され、バイポーラ集積回路
の集積度が向上されるという効果がある。
[Effect (1) In the process of bipolar transistors, before forming an oxide film for element isolation, the main surface of the substrate in the area where the oxide film is to be formed is scraped, and then the active region of the element is removed using an insulating film as a mask. After doping the periphery of the active region with an impurity that forms the collector pull-up port, thermal oxidation is performed to form an isolation oxide film. By forming a diffusion layer that serves as a collector pull-up port with a narrow width, the area occupied by the collector pull-up port is reduced, and the degree of integration of the bipolar integrated circuit is improved.

(2)バイポーラトランジスタのプロセスにおいて、素
子分離用の酸化膜の形成前に、酸化膜が形成されるべき
部分の基板主面を削ってから、絶縁膜等をマスクにして
素子活性領域の周縁にコレクタ引上げ口を形成する不純
物をドーピングさせた後、熱酸化を行なって分離用酸化
膜を形成するようにしたので、この酸化膜の形成に伴な
う偏析作用で活性領域周縁に比較的幅の狭いコレクタ引
上げ口となる拡散層が形成され、これによってコレクタ
領域となるN十埋込み層の面積が低減されるという作用
により、コレクタ・基板間の寄生容量が減少され、トラ
ンジスタの動作速度が高速化されるという効果がある。
(2) In the process of bipolar transistors, before forming an oxide film for element isolation, the main surface of the substrate in the area where the oxide film is to be formed is scraped, and then the periphery of the element active region is etched using an insulating film as a mask. After doping with impurities to form the collector pull-up port, we performed thermal oxidation to form an isolation oxide film, so the segregation effect accompanying the formation of this oxide film creates a relatively wide area around the active region. A diffusion layer that serves as a narrow collector pull-up opening is formed, which reduces the area of the N0 buried layer that serves as the collector region, reducing the parasitic capacitance between the collector and the substrate, increasing the operating speed of the transistor. It has the effect of being

(3)バイポーラトランジスタのプロセスにおいて、素
子分離用の酸化膜の形成前に、酸化膜が形成されるべき
部分の基板主面を削ってから、絶縁膜等をマスクにして
素子活性領域の周縁にコレクタ引上げ口を形成する不純
物をドーピングさせた後、熱酸化を行なって分離用酸化
膜を形成するプロセスにおいて、分離領域を形成する際
のマスクとなる絶縁膜の上にサイドエツチングを利用し
て、これよりも−回り小さな絶縁膜(酸化膜)を予め形
成しておいて、コレクタ引上げ口形成後にこの絶縁膜(
酸化膜)をマスクにして、コレクタ引上げ口に対するコ
ンタクトホールを自己整合的に形成するようにしたので
、幅の狭いコレクタ引上げ口に対してコレクタ引出し電
極を確実に接触させることができるという効果がある。
(3) In the process of bipolar transistors, before forming an oxide film for element isolation, the main surface of the substrate in the area where the oxide film is to be formed is scraped, and then the periphery of the element active region is etched using an insulating film as a mask. In the process of doping impurities that form the collector pull-up port and then performing thermal oxidation to form an isolation oxide film, side etching is used on the insulating film that serves as a mask when forming the isolation region. An insulating film (oxide film) smaller in circumference than this is formed in advance, and after the collector pull-up port is formed, this insulating film (
Since the contact hole for the collector pull-up port is formed in a self-aligned manner using the oxide film (oxide film) as a mask, the collector lead-out electrode can be reliably brought into contact with the narrow collector pull-up port. .

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1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、前記実施例にお
けるU溝分離領域の構造は実施例のものに限らず、酸化
膜34の内側に窒化膜を形成したもの等であってもよい
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-mentioned examples, and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Nor. For example, the structure of the U-groove isolation region in the embodiment described above is not limited to that of the embodiment, but may be one in which a nitride film is formed inside the oxide film 34.

[利用分野] 以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるバイポーラ集積回路
に適用したものについて説明したが、それに限定される
ものではなく、MO8集積回路において、同一の基板上
にMOSトランジスタとともにバイポーラトランジスタ
を形成する場合にも利用できるものである。
[Field of Application] In the above explanation, the invention made by the present inventor was mainly applied to bipolar integrated circuits, which is the field of application that formed the background of the invention, but the application is not limited thereto. , it can also be used when forming a bipolar transistor together with a MOS transistor on the same substrate.

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

第1図は、従来のバイポーラトランジスタの構造の一例
を示す断面図、 第2図は、その平面説明図、 第3図〜第12図、第14図及び第15図は、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13図は、その応用例を示す
断面図、第16図〜第20図は、本発明の第2の実施例
を製造工程順に示す断面図、 第21図及び第22図は、本発明の第3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+埋込層、3・・
・・チャンネルストッパ層、4・・・・エピタキシャル
層、5a・・・・酸化膜、5・・・・分離用酸化膜、6
゜16.36・・・・N型拡散層(コレクタ引上げ口)
7・・・・ベース領域、8・・・・エミッタ領域、9・
・・・窒化膜、10・・・・酸化膜、11・・・・ホト
レジストパターン、12・・・・素子活性領域、13・
・・・ホトレジストパターン、14・・・・イオン打込
み層、17・・・・コレクタ引出し電極、18・・・・
コンタクトホール、19・・・・ベース引出し電極、2
0・・・・絶縁膜(酸化膜)、21・・・・エミッタ電
極、22・・・・層間絶縁膜、23a〜23c・・・・
アルミ電極、3o・・・・U溝分離領域、31・・・・
U溝、32・・・・N中層、33・・・・チャンネルス
トッパ層、34・・・・酸化膜、37・・・・ポリシリ
コン、38・・・酸化膜、39・・・・コンタクトホー
ル。 第 1 図 第 2 図 第 3 図 第 4 図 第 5 図 2 / 第 6 図 第 7 図 第 8 図 第 9 図 第 10 図 第 11 図 第12図 第13図 第14図 第15図 / 第161¥1 第17図 第18図 第 19 図 第20図 、、7’?
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the structure of a conventional bipolar transistor, FIG. 2 is an explanatory plan view thereof, and FIGS. FIG. 13 is a cross-sectional view showing an example of its application, and FIGS. 16 to 20 are cross-sectional views showing the first embodiment in the order of manufacturing steps when applied to a circuit. 21 and 22 are cross-sectional views showing the third embodiment of the present invention in the order of the manufacturing steps. 1... Semiconductor substrate, 2... N+ buried layer, 3...
... Channel stopper layer, 4... Epitaxial layer, 5a... Oxide film, 5... Isolation oxide film, 6
゜16.36...N-type diffusion layer (collector pull-up port)
7...Base region, 8...Emitter region, 9...
...Nitride film, 10..Oxide film, 11..Photoresist pattern, 12..Element active region, 13..
... Photoresist pattern, 14 ... Ion implantation layer, 17 ... Collector extraction electrode, 18 ...
Contact hole, 19...Base extraction electrode, 2
0... Insulating film (oxide film), 21... Emitter electrode, 22... Interlayer insulating film, 23a to 23c...
Aluminum electrode, 3o...U groove separation area, 31...
U groove, 32...N middle layer, 33...channel stopper layer, 34...oxide film, 37...polysilicon, 38...oxide film, 39...contact hole . Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 2 / Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 9 Figure 10 Figure 11 Figure 12 Figure 13 Figure 14 Figure 15 / Figure 161 ¥1 Figure 17 Figure 18 Figure 19 Figure 20,, 7'?

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、半導体基板上に、該半導体基板とは異なる導電型の
埋込層を介して半導体層からなる素子活性領域が設けら
れ、この素子活性領域の側面にはそれと接して分離領域
が設けられ、上記素子活性領域の側面の少なくとも一部
には上記素子活性領域の主面から上記埋込層まで達し、
かつ上記素子活性領域と同じ導電型で上記素子活性領域
よりも高不純物濃度の半導体領域が形成されてなること
を特徴とする半導体装置。 2、上記半導体領域にそれと接触した電極層が形成され
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、上記分離領域は、上記埋込層の側面に接しかつ上記
半導体基板に達するように形成されてなることを特徴と
する特許請求の範囲第1項又は第2項記載の半導体装置
。 4、上記分離領域が、上記半導体基板の主面に溝を掘っ
て酸化膜を形成し、その内側に誘電体を埋めてなる分離
領域であ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。 5、上記素子活性領域に、上記素子活性領域をコレクタ
領域とし、上記素子活性領域の表面に形成された上記素
子活性領域とは逆導電型の第1半導体領域をベース領域
とし、上記第1半導体領域に形成された上記第1半導体
領域とは逆導電型の第2半導体領域をエミッタ領域とす
るトランジスタ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。 6、半導体基板上に該半導体基板とは異なる導電型の埋
込層を形成し、その上にエピタキシャル層を形成してか
ら上記エピタキシャル層を選択的に除去することによっ
て、上記エピタキシャル層からなる台形状の素子活性領
域を形成し、この素子活性領域の周辺の少なくとも一部
に不純物を導入した後、熱酸化を行なって素子活性領域
の周辺に素子活性領域を形成するとともに上記素子活性
領域の側面に上記素子活性領域の主面から上記埋込層に
達する半導体領域を形成することを特徴とする半導体装
置の製造方法。 7、上記エピタキシャル層の選択除去の際に、非除去領
域であるエピタキシャル層表面に形成される第1のマス
クの上に第1のマスクを少なくとも一部覆わない第2の
マスクを形成し、上記第2のマスクの使用によって上記
半導体領域に対するコンタクトホールを形成するように
したことを特徴とする特許請求の範囲第6項記載の半導
体装置の製造方法。
[Claims] 1. An element active region made of a semiconductor layer is provided on a semiconductor substrate via a buried layer of a conductivity type different from that of the semiconductor substrate, and a side surface of the element active region is provided with a layer in contact with the element active region. an isolation region is provided on at least a portion of a side surface of the element active region, extending from the main surface of the element active region to the buried layer;
A semiconductor device comprising: a semiconductor region having the same conductivity type as the element active region and having a higher impurity concentration than the element active region. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein an electrode layer is formed on the semiconductor region and in contact with the semiconductor region. 3. The semiconductor device according to claim 1 or 2, wherein the isolation region is formed so as to be in contact with a side surface of the buried layer and to reach the semiconductor substrate. 4. The isolation region is an isolation region formed by digging a trench in the main surface of the semiconductor substrate to form an oxide film, and filling the inside with a dielectric material. semiconductor devices. 5. In the device active region, the device active region is used as a collector region, a first semiconductor region formed on the surface of the device active region and having a conductivity type opposite to that of the device active region is used as a base region, and the first semiconductor region is provided as a base region. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a transistor is formed having, as an emitter region, a second semiconductor region having a conductivity type opposite to that of the first semiconductor region formed in the first semiconductor region. 6. Forming a buried layer of a conductivity type different from that of the semiconductor substrate on a semiconductor substrate, forming an epitaxial layer thereon, and then selectively removing the epitaxial layer, thereby forming a base made of the epitaxial layer. After forming a device active region in the shape of a shape and introducing impurities into at least a part of the periphery of the device active region, thermal oxidation is performed to form a device active region around the device active region, and also to form a device active region in the periphery of the device active region. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a semiconductor region extending from the main surface of the element active region to the buried layer. 7. When selectively removing the epitaxial layer, a second mask that does not cover at least a portion of the first mask is formed on the first mask formed on the surface of the epitaxial layer that is not to be removed; 7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein a contact hole for the semiconductor region is formed by using a second mask.
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