JPS6032353A - 半導体集積回路及びその製造方法 - Google Patents
半導体集積回路及びその製造方法Info
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- JPS6032353A JPS6032353A JP58143039A JP14303983A JPS6032353A JP S6032353 A JPS6032353 A JP S6032353A JP 58143039 A JP58143039 A JP 58143039A JP 14303983 A JP14303983 A JP 14303983A JP S6032353 A JPS6032353 A JP S6032353A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
- H01L27/08—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
- H01L27/082—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including bipolar components only
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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。
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
本発明は絶縁分離方式で高速化・高密度化を図った半導
体集積回路及びその製造方法に関するものであり、従来
困難とされていた縦形ＮＰＮ）ランジスタ（以下縦形Ｎ
Ｐ Ｎ Ｔｒ と称する）と縦形ＰＮＰトランジスタ
（以下縦形ＰＮＰＴｒと称する）の一体化構造を縦形Ｎ
Ｐ Ｎ Ｔｒの特性を劣化させることなく、しかも１
ｍ便な方法で非常に高速で高密度な縦形ＰＮＰＴｒを製
造可能としたものである。
体集積回路及びその製造方法に関するものであり、従来
困難とされていた縦形ＮＰＮ）ランジスタ（以下縦形Ｎ
Ｐ Ｎ Ｔｒ と称する）と縦形ＰＮＰトランジスタ
（以下縦形ＰＮＰＴｒと称する）の一体化構造を縦形Ｎ
Ｐ Ｎ Ｔｒの特性を劣化させることなく、しかも１
ｍ便な方法で非常に高速で高密度な縦形ＰＮＰＴｒを製
造可能としたものである。
従来例の構成とその問題点
近年、半導体集積回路はますます高速・高密度化の方向
に進み、絶縁分離方式による半導体集積回路の研究か活
発に行なわれている。
に進み、絶縁分離方式による半導体集積回路の研究か活
発に行なわれている。
本出願人はすでに従来の絶縁分離方式による縦形ＮＰＮ
Ｔｒを改良し、構造的・特性的・プロセス的にも非常に
優れた縦形ＮＰＮＴｒの提案をしてきた。その縦形ｉ’
ＪＰＮＴｒの構造を第１図に示す。第１図において、１
はたとえはＰ型半導体基板、２はｎ＋埋込層、３は高濃
度Ｐ領域で素子間分離酸化膜形成時に生じるｎ型反転ノ
ーを打ち消すためのチャネル・ストッパーである。４は
ｎ型エピタキシャル層、５ａ、５ｂは酸化膜であり、６
ａは素子間を分離している酸化膜、５ｂは縦形ＮＰＮＴ
ｒのコレクタ・コンタクトとベース領域を分離している
酸化膜であり、同一工程で形成している。
Ｔｒを改良し、構造的・特性的・プロセス的にも非常に
優れた縦形ＮＰＮＴｒの提案をしてきた。その縦形ｉ’
ＪＰＮＴｒの構造を第１図に示す。第１図において、１
はたとえはＰ型半導体基板、２はｎ＋埋込層、３は高濃
度Ｐ領域で素子間分離酸化膜形成時に生じるｎ型反転ノ
ーを打ち消すためのチャネル・ストッパーである。４は
ｎ型エピタキシャル層、５ａ、５ｂは酸化膜であり、６
ａは素子間を分離している酸化膜、５ｂは縦形ＮＰＮＴ
ｒのコレクタ・コンタクトとベース領域を分離している
酸化膜であり、同一工程で形成している。
６はコレクタ・ウオールでｎ＋埋込み層２とつながって
いる。７は低濃度Ｐ−領領域活性ベースを形成している
。８はＡＩ！、電極を引き出すためのｐｏｌｙｓｉ、
９はエミッタとベース・コンタクトを分離している酸化
膜（エミッタ・ベース間分離酸化膜と呼ぶ）、１０ａ
、 １０ｂは高濃度ｎ″−−領域 ０ ａはエミッタ、
１０ｂはコレクタ・コンタクトを形成している。１１は
高濃度Ｐ＋領域で不、活性ベース領域を形成しており、
エミッタ・ベース間分離酸化膜直下は深く、ベース・コ
ンタクト部は浅く、しかも連続的に形成している。１２
はＭ電極である。
いる。７は低濃度Ｐ−領領域活性ベースを形成している
。８はＡＩ！、電極を引き出すためのｐｏｌｙｓｉ、
９はエミッタとベース・コンタクトを分離している酸化
膜（エミッタ・ベース間分離酸化膜と呼ぶ）、１０ａ
、 １０ｂは高濃度ｎ″−−領域 ０ ａはエミッタ、
１０ｂはコレクタ・コンタクトを形成している。１１は
高濃度Ｐ＋領域で不、活性ベース領域を形成しており、
エミッタ・ベース間分離酸化膜直下は深く、ベース・コ
ンタクト部は浅く、しかも連続的に形成している。１２
はＭ電極である。
この縦形ＮＰＮＴｒの特長は、エミッタ、ベース接合、
コレクタ・ベース接合およびコレクタ領域の側面がすべ
て酸化膜で覆われているので、寄生容量が極力小さくな
っていること、高濃度不活性ベース１１をイオン注入に
よって、エミツタ１０ａ端部より自己整合的に形成する
ことによりベース抵抗を小さくしていることである。そ
れ故、高周波特性を改善し、高速化ならびに高密度化を
図ることができる。
コレクタ・ベース接合およびコレクタ領域の側面がすべ
て酸化膜で覆われているので、寄生容量が極力小さくな
っていること、高濃度不活性ベース１１をイオン注入に
よって、エミツタ１０ａ端部より自己整合的に形成する
ことによりベース抵抗を小さくしていることである。そ
れ故、高周波特性を改善し、高速化ならびに高密度化を
図ることができる。
その上、エミッタ・ベース接合の側面がすべて酸化ＩＮ
で覆われているので、エミッタ底面がフラットに形成で
きる。それ故、電流増幅率ｈＦＥの制御性か非常に良い
。また、エミッタ１０ａ上にｐｏｌｙ ｓｉ８を形成し
ているため、ｐｏｌｙｓｉｓ中では活性ベース７から注
入されたホールのライフタイムか非常に短く、ベース電
流が小さくなり、ｈＦＥを高くできる利点も有している
。
で覆われているので、エミッタ底面がフラットに形成で
きる。それ故、電流増幅率ｈＦＥの制御性か非常に良い
。また、エミッタ１０ａ上にｐｏｌｙ ｓｉ８を形成し
ているため、ｐｏｌｙｓｉｓ中では活性ベース７から注
入されたホールのライフタイムか非常に短く、ベース電
流が小さくなり、ｈＦＥを高くできる利点も有している
。
ＩＣ，ＬＳＩの設計においては、回路設計上ＮＰＮ Ｔ
ｒ 、ＰＮＰ Ｔｒ両方を使用できることか回路の特性
を充分発揮するためには望ましい。
ｒ 、ＰＮＰ Ｔｒ両方を使用できることか回路の特性
を充分発揮するためには望ましい。
従来、Ｐｉ’ＪＰＴｒを用いる場合、横形ＰＮＰＴｒが
しばしば用いられていた。しかし横形ＰＮＰＴｒに比べ
て高周波特性が非常に悪く、しかもＴｒ面積が大きいの
でＩＣ，ＬＳＩの回路設計における回路特性を十分発揮
することができないため、構形ＰＮＰＴｒを使うのを避
けて、縦形Ｎ Ｐ Ｎ Ｔｒのみを使用して回路設計を
することか多い。そのため、回路設計上、大きな制約を
受けることになる。ＩＣ，ＬＳＩの設計においては、縦
形１’ＪＰＮＴｒと同程度の特性を有する縦形ＰＮＰ
Ｔｒを使用することができれば、回路設計が容易で、し
かも回路特性を十分発揮することが可能となる。よって
、縦形ＮＰＮＴｒと同程度の特性を発揮する縦形ＰＮＰ
Ｔｒの製造が可能な構造およびプロセスが望まれる。
しばしば用いられていた。しかし横形ＰＮＰＴｒに比べ
て高周波特性が非常に悪く、しかもＴｒ面積が大きいの
でＩＣ，ＬＳＩの回路設計における回路特性を十分発揮
することができないため、構形ＰＮＰＴｒを使うのを避
けて、縦形Ｎ Ｐ Ｎ Ｔｒのみを使用して回路設計を
することか多い。そのため、回路設計上、大きな制約を
受けることになる。ＩＣ，ＬＳＩの設計においては、縦
形１’ＪＰＮＴｒと同程度の特性を有する縦形ＰＮＰ
Ｔｒを使用することができれば、回路設計が容易で、し
かも回路特性を十分発揮することが可能となる。よって
、縦形ＮＰＮＴｒと同程度の特性を発揮する縦形ＰＮＰ
Ｔｒの製造が可能な構造およびプロセスが望まれる。
発明の目的
本発明はこのような問題の倹約に鑑み、縦形ＮＰＮＴｒ
の周波数特性か非常に良く、高速で高密度、しかも製造
が簡単であるという利点を十分に生かし、しかも同一製
造工程で高周波特性が縦形ＮＰＮＴｒと同程度で、面積
的にも縦形Ｎ Ｐ ＮＴｒとあまり違わない縦形ＰＮＰ
Ｔｒを形成しうる一体化構造およびその製造方法を提
供するものである。
の周波数特性か非常に良く、高速で高密度、しかも製造
が簡単であるという利点を十分に生かし、しかも同一製
造工程で高周波特性が縦形ＮＰＮＴｒと同程度で、面積
的にも縦形Ｎ Ｐ ＮＴｒとあまり違わない縦形ＰＮＰ
Ｔｒを形成しうる一体化構造およびその製造方法を提
供するものである。
発明の構成
本発明は第１の絶縁膜により菓子間分離された島領域に
、縦形ＮＰＮＴｒと縦形ＰＮＰＴｒを同一工程で形成す
るものであり、縦形ＮＰＮＴｒではエミッタの周囲が第
１．第２の絶縁膜で覆われており、縦形ＰＮＰＴｒでは
エミッタが第１．第３の絶縁膜で覆われている半導体集
積回路及びその製造方法である。
、縦形ＮＰＮＴｒと縦形ＰＮＰＴｒを同一工程で形成す
るものであり、縦形ＮＰＮＴｒではエミッタの周囲が第
１．第２の絶縁膜で覆われており、縦形ＰＮＰＴｒでは
エミッタが第１．第３の絶縁膜で覆われている半導体集
積回路及びその製造方法である。
実施例の説明
第２図に縦形ＮＰＮＴｒと縦形ＰＮＰＴｒを一体化した
本発明（の一実施例）の半導体集積回路の構造を示す。
本発明（の一実施例）の半導体集積回路の構造を示す。
第２図において、縦形ＮＰＮＴｒは第１図の縦形ＮＰＮ
Ｔｒと構造は全く同じなので、第１図と同一番号で示す
。縦形ＰＮＰＴｒについては同一製造工程で形成される
領域は同一番号で示し、全て“をつけて示す。同図にお
いて、３’ａ、３“ｂは高濃度Ｐ領域であり３°ａは素
子間分離酸化膜５“の直下に形成されており、チャネル
・ストッパーの役目を果たしている。３“ｂは本発明の
特長であり、縦形ＰＮＰＴｒの島領域全体に形成されて
いる。なおｎ＋埋込層２，２１は縦形ＮＰＮＴｒ、縦形
ＰＮＰＴｒとも島領域全体に形成されている。この高濃
度Ｐ領域３，３“ａ 、 ３’ｂはｎ型エピタキシャル
層４を形成する前に形成されている。その後、ｎ型エピ
タキシャル層４、素子間分離酸化膜ｓａ、ｓｂ、ｓ°を
形成すると、この高濃度Ｐ領域は上方向に拡散していく
。しかしながら３．３’ｃの領域には素子間分離酸化膜
５ａ、５°が形成されるので上方向に拡散していった高
ｔ３度Ｐ領域は酸化膜になる。ところが、３゛ｂの領域
は島領域であるので、高濃度Ｐ領域３°ｂはｎ型エピタ
キシャル層４中を上方向へ拡散していく。縦型ＰＮＰＴ
ｒＯ島領域にはｎ＋埋込層２“および高濃度Ｐ領域３“
ｂとが形成されているか、高濃度Ｐ領域３’ｂはｎ型エ
ピタキシャル層４を形成する前には熱処理をしないので
、まだ拡散はされていない。
Ｔｒと構造は全く同じなので、第１図と同一番号で示す
。縦形ＰＮＰＴｒについては同一製造工程で形成される
領域は同一番号で示し、全て“をつけて示す。同図にお
いて、３’ａ、３“ｂは高濃度Ｐ領域であり３°ａは素
子間分離酸化膜５“の直下に形成されており、チャネル
・ストッパーの役目を果たしている。３“ｂは本発明の
特長であり、縦形ＰＮＰＴｒの島領域全体に形成されて
いる。なおｎ＋埋込層２，２１は縦形ＮＰＮＴｒ、縦形
ＰＮＰＴｒとも島領域全体に形成されている。この高濃
度Ｐ領域３，３“ａ 、 ３’ｂはｎ型エピタキシャル
層４を形成する前に形成されている。その後、ｎ型エピ
タキシャル層４、素子間分離酸化膜ｓａ、ｓｂ、ｓ°を
形成すると、この高濃度Ｐ領域は上方向に拡散していく
。しかしながら３．３’ｃの領域には素子間分離酸化膜
５ａ、５°が形成されるので上方向に拡散していった高
ｔ３度Ｐ領域は酸化膜になる。ところが、３゛ｂの領域
は島領域であるので、高濃度Ｐ領域３°ｂはｎ型エピタ
キシャル層４中を上方向へ拡散していく。縦型ＰＮＰＴ
ｒＯ島領域にはｎ＋埋込層２“および高濃度Ｐ領域３“
ｂとが形成されているか、高濃度Ｐ領域３’ｂはｎ型エ
ピタキシャル層４を形成する前には熱処理をしないので
、まだ拡散はされていない。
ｎ型エピタキンヤル層４、素子間分離酸化膜５ａ。
５ｂ、５°を形成するときに高濃度Ｐ領域３’ｂは拡散
されていく。たとえばｎ＋埋込層２’ｆ Ａｓ 、高濃
度Ｐ領域３’ｂをＢで形成すると、１ｏｏｏ℃における
Ａｓの拡散係数は約２ Ｘ １０ （ｉ ／ Ｓｅｃ
、 Ｂの拡散係数は約１．２Ｘ１０１４ｄ／／Ｓｅｃで
Ｂの゛拡散係数はＡｓの拡散係数の約６倍である。その
ため、ｎｕエピタキシャルノー４、素子量分ガＬ酸化膜
５ａ。
されていく。たとえばｎ＋埋込層２’ｆ Ａｓ 、高濃
度Ｐ領域３’ｂをＢで形成すると、１ｏｏｏ℃における
Ａｓの拡散係数は約２ Ｘ １０ （ｉ ／ Ｓｅｃ
、 Ｂの拡散係数は約１．２Ｘ１０１４ｄ／／Ｓｅｃで
Ｂの゛拡散係数はＡｓの拡散係数の約６倍である。その
ため、ｎｕエピタキシャルノー４、素子量分ガＬ酸化膜
５ａ。
ｓｂ、ｓ’形成時に、高濃度Ｐ領域３’ｂがｎ＋埋込み
層２゛に比べて、上方向へ大きく拡散していくわけであ
る。このようにして、素子間分離酸化膜６ａ、５ｂ、５
’形成後、縦形ＮＰＮＴｒの島領域はｎ型エピタキシャ
ル層４のみが形成されており、縦形ＰＮＰＴｒの島領域
にはｎ型エピタキシャル層４中に高濃度Ｐ領域が大きく
持ち上がっていることになる。
層２゛に比べて、上方向へ大きく拡散していくわけであ
る。このようにして、素子間分離酸化膜６ａ、５ｂ、５
’形成後、縦形ＮＰＮＴｒの島領域はｎ型エピタキシャ
ル層４のみが形成されており、縦形ＰＮＰＴｒの島領域
にはｎ型エピタキシャル層４中に高濃度Ｐ領域が大きく
持ち上がっていることになる。
８１はｐｏｌｙ ｓｉ で縦形ＰＮＰＴｒのコレクタ・
コンタクト部だけは形成していない。１３“は本発明の
特長でありエミッタ・ベース間分離酸化膜９と同じ工程
でも酸化される酸化膜であるか、それ以前にＣＶ Ｄ
Ｓ ｉ ０２ を形成しているため、エミッターベース
間酸化膜９よりも厚く形成されることになる。１０’は
エミッタ１０ａ１ コレクタ・コンタク）１０ｂと同一
工程で形成される縦形ＰＮＰＴｒのベース・コンタクト
、１１ａ’、１１ｂ’は高濃度Ｐ＋領域（不活性ベース
）１１と同一工程で形成され、１１’ａは縦形ＰＮＰＴ
ｒのエミッタ、１１’ｂｕコレクタ・コンタクトを形成
し、１１’ｂは高頗度Ｐ領域３“ｂとつながっている。
コンタクト部だけは形成していない。１３“は本発明の
特長でありエミッタ・ベース間分離酸化膜９と同じ工程
でも酸化される酸化膜であるか、それ以前にＣＶ Ｄ
Ｓ ｉ ０２ を形成しているため、エミッターベース
間酸化膜９よりも厚く形成されることになる。１０’は
エミッタ１０ａ１ コレクタ・コンタク）１０ｂと同一
工程で形成される縦形ＰＮＰＴｒのベース・コンタクト
、１１ａ’、１１ｂ’は高濃度Ｐ＋領域（不活性ベース
）１１と同一工程で形成され、１１’ａは縦形ＰＮＰＴ
ｒのエミッタ、１１’ｂｕコレクタ・コンタクトを形成
し、１１’ｂは高頗度Ｐ領域３“ｂとつながっている。
この高濃度Ｐ″−−領域１’ａ 、 １１’ｂを形成す
ることか本発明の特長であり、縦形ＰＮＰＴｒのベース
・コンタクト１σ上をレジスト膜で覆って、Ｂのイオン
注入により形成している。縦形ＮＰＮＴｒのエミッタ・
ベース間分離酸化膜９は１８００人、縦形ＰＮＰＴｒの
酸化膜１３１は４ｏ○〇八形成しているので、イオン注
入のイオン飛程Ｒｐを２００ｏ八に々るようＢを注入す
ると縦形ＮＰＮＴｒではエミッタ・ベース間分離酸化膜
９の直下に打ち込まれ、縦形ＰＮＰＴｒでは酸化膜１３
°の膜厚が厚いため、酸化膜１３’中に打ち込址れたＢ
はｎ型エピタキシャル層中には拡散していかないので、
縦形ＰＮＰＴｒのエミッタとコレクタ・コンタクトはこ
の酸化膜１３１によって自己整合的忙分離される。
ることか本発明の特長であり、縦形ＰＮＰＴｒのベース
・コンタクト１σ上をレジスト膜で覆って、Ｂのイオン
注入により形成している。縦形ＮＰＮＴｒのエミッタ・
ベース間分離酸化膜９は１８００人、縦形ＰＮＰＴｒの
酸化膜１３１は４ｏ○〇八形成しているので、イオン注
入のイオン飛程Ｒｐを２００ｏ八に々るようＢを注入す
ると縦形ＮＰＮＴｒではエミッタ・ベース間分離酸化膜
９の直下に打ち込まれ、縦形ＰＮＰＴｒでは酸化膜１３
°の膜厚が厚いため、酸化膜１３’中に打ち込址れたＢ
はｎ型エピタキシャル層中には拡散していかないので、
縦形ＰＮＰＴｒのエミッタとコレクタ・コンタクトはこ
の酸化膜１３１によって自己整合的忙分離される。
また、ｐｏｌｙ ｓｉ ８°の膜厚は３０００八 であ
り、縦形ＰＮＰＴｒのコレクタ・コンタクト部にはｐｏ
ｌｙ ｓｉ が形成してないので、コレクタ・コンタク
ト部は深く、エミッタ上にはｐｏｌｙ ｓｉが形成され
てしるのでＫ＜Ｂが注入される。それ故、コレクタ・コ
ンタクト部に打ち込まれた高濃度Ｐ＋領域１１′ｂは下
から持ち上かってきた高濃度Ｐ領域３’ｂとつながり、
コレクタ・コンタクトを形成する。一方、エミッタ上に
打ち込まれた高濃度戸領域１１′ａは浅く形成されるの
で、高濃度Ｐ領域３’ｂとつなからないので、自己整合
的にベース幅（図中ａで示す）が決まる。このベース幅
はｐｏｋｙｓｉ８°の膜厚によって決まるので非常に薄
くできる。よって高周波特注を改善し、非常に高速な４
２〆形ＰＮＰＴｒを形成することができる。この縦形Ｐ
ＮＰＴｒは縦形１マＰＮＴｒと全く同じ面積で形成する
ことができるので、従来の横形ＰＮＰＴｒに比べると大
幅に小さくなり、半導体集積回路の高密度・高速化に大
いに寄与する。
り、縦形ＰＮＰＴｒのコレクタ・コンタクト部にはｐｏ
ｌｙ ｓｉ が形成してないので、コレクタ・コンタク
ト部は深く、エミッタ上にはｐｏｌｙ ｓｉが形成され
てしるのでＫ＜Ｂが注入される。それ故、コレクタ・コ
ンタクト部に打ち込まれた高濃度Ｐ＋領域１１′ｂは下
から持ち上かってきた高濃度Ｐ領域３’ｂとつながり、
コレクタ・コンタクトを形成する。一方、エミッタ上に
打ち込まれた高濃度戸領域１１′ａは浅く形成されるの
で、高濃度Ｐ領域３’ｂとつなからないので、自己整合
的にベース幅（図中ａで示す）が決まる。このベース幅
はｐｏｋｙｓｉ８°の膜厚によって決まるので非常に薄
くできる。よって高周波特注を改善し、非常に高速な４
２〆形ＰＮＰＴｒを形成することができる。この縦形Ｐ
ＮＰＴｒは縦形１マＰＮＴｒと全く同じ面積で形成する
ことができるので、従来の横形ＰＮＰＴｒに比べると大
幅に小さくなり、半導体集積回路の高密度・高速化に大
いに寄与する。
以下、第３図へ〜Ｉとともに本発明の一体化構造を適用
した半導体集積回路の具体的な製造方法の一実施例を示
す。
した半導体集積回路の具体的な製造方法の一実施例を示
す。
第３図へにおいて、２１はたとえはＰ型半導体基板、２
２はｎ″°°埋込で島領域となる部分に形成されている
。２３は高濃度Ｐ領域で、縦形ＮＰＮＴｒにおいては素
子間分離（ｉｌ’ｊ域上のみ、縦形ＰＮＰＴｒにおいて
は素子間分離領域および島領域上に形成されている。２
４はｎ型エピタキシャル層で１２μｍ形成している。２
５は下地酸化膜で５００八、２６は窒化膜て１０００人
形成している。２７はレジスト膜でパターニングされて
いる。その後、このレジスト膜２７をアスクとして、窒
化膜２６、下地酸化膜２５、そしてｎ型エピタキンヤル
層を０．７５μｍ エツチングしている（第３図（Ｂ）
）。
２はｎ″°°埋込で島領域となる部分に形成されている
。２３は高濃度Ｐ領域で、縦形ＮＰＮＴｒにおいては素
子間分離（ｉｌ’ｊ域上のみ、縦形ＰＮＰＴｒにおいて
は素子間分離領域および島領域上に形成されている。２
４はｎ型エピタキシャル層で１２μｍ形成している。２
５は下地酸化膜で５００八、２６は窒化膜て１０００人
形成している。２７はレジスト膜でパターニングされて
いる。その後、このレジスト膜２７をアスクとして、窒
化膜２６、下地酸化膜２５、そしてｎ型エピタキンヤル
層を０．７５μｍ エツチングしている（第３図（Ｂ）
）。
第３図Ｃにおいては、窒化ｊ摸２６をマスクとして選択
酸化により素子間分離酸化膜２８及び縦形ＮＰＮＴｒの
コレクタ・コンタクトとベース領域を分離している酸化
膜２８′を１．５μｍ形成している。このときの選択酸
化は高圧酸化ですると１０００℃、６−６Ｋｙ／ｃｉで
約９０分で素子間分離酸化膜が形成される。そして、高
濃度Ｐ領域２３１）の持ち上がりは約０．６５μｍであ
る。
酸化により素子間分離酸化膜２８及び縦形ＮＰＮＴｒの
コレクタ・コンタクトとベース領域を分離している酸化
膜２８′を１．５μｍ形成している。このときの選択酸
化は高圧酸化ですると１０００℃、６−６Ｋｙ／ｃｉで
約９０分で素子間分離酸化膜が形成される。そして、高
濃度Ｐ領域２３１）の持ち上がりは約０．６５μｍであ
る。
その後、窒化膜２６、下地酸化膜２５を除去し、縦形Ｎ
ＰＮＴｒにおいてはコレクタ・ウオール２９を形成する
。そして、イオン注入により、低濃度が領域３０を縦形
１’ＪＰＮＴｒにおいてはベース領域、縦形ＰＮＰＴｒ
においてはコレクタ・コンタクト部にのみ０．４μｍの
深さまで形成する（第３図Ｄ）。
ＰＮＴｒにおいてはコレクタ・ウオール２９を形成する
。そして、イオン注入により、低濃度が領域３０を縦形
１’ＪＰＮＴｒにおいてはベース領域、縦形ＰＮＰＴｒ
においてはコレクタ・コンタクト部にのみ０．４μｍの
深さまで形成する（第３図Ｄ）。
第３図Ｅにおいては、全面にｐｏｌｙ ｓｉ ３１を３
０００Ａ 形成し、縦形ＰＮＰＴｚにおいては、ミッタ
及びベース・コンタクト部にのみｐｏｌｙｓｉ３１を残
して、他の部分はエツチングする。
０００Ａ 形成し、縦形ＰＮＰＴｚにおいては、ミッタ
及びベース・コンタクト部にのみｐｏｌｙｓｉ３１を残
して、他の部分はエツチングする。
縦形ＮＰＮ上のｐｏｌｙ ｓｉ ３１は全くエツチング
しない。そして本発明の特長であるＣＶＤＳｉ○２膜３
２を残し、他の領域のＣＶ Ｄ Ｓ １０２は全て除去
する。
しない。そして本発明の特長であるＣＶＤＳｉ○２膜３
２を残し、他の領域のＣＶ Ｄ Ｓ １０２は全て除去
する。
その後、全面に窒化膜３３を６００人形成し、縦形ＮＰ
ＮＴｒ、縦形ＰＮＰＴｒ共にエミッタ。
ＮＴｒ、縦形ＰＮＰＴｒ共にエミッタ。
ベース・コンタクト、コレクタ・コンタクトにこの窒化
１１３ｓを残し、この菫化膜３３をマスクとしてｐｏｌ
ｙ ｓｉ ３１をエツチングする。この状態では縦形Ｐ
ＮＰＴｒのエミッタからベース・コンタクトまでの領域
及びエミッタからコレクタ・コンタクトまでの領域には
ＣＶＤ Ｓｉ○２ｊ摸３２カ５ｏｏｏ人 残ったままで
ある（第３図Ｆ）。
１１３ｓを残し、この菫化膜３３をマスクとしてｐｏｌ
ｙ ｓｉ ３１をエツチングする。この状態では縦形Ｐ
ＮＰＴｒのエミッタからベース・コンタクトまでの領域
及びエミッタからコレクタ・コンタクトまでの領域には
ＣＶＤ Ｓｉ○２ｊ摸３２カ５ｏｏｏ人 残ったままで
ある（第３図Ｆ）。
第３図Ｇにおいては、窒化）摸３３をマスクとして選択
酸化により縦形ＮＰＮＴｒではエミッタ・ペース間分離
酸化膜３４、縦形ＰＮＰＴｒではエミッタ周囲に酸化膜
３５を形成する。この時、縦形ＮＰＮＴｒのエミッタ・
ベース間酸化膜３４は１８００人形成され、縦形ＰＮＰ
Ｔｒのエミッタ周囲の酸化膜３５ば、選択酸化する前に
ＣＶＤ５１０２を３０００人形成しているので４ｏ○６
Ａの膜厚に形成される。つまり、縦形′ＮＰＮＴｒのエ
ミッタ周囲は浅く、縦形ＰＮＰＴｒのエミッタ周囲は深
く酸化膜か形成されることになる。
酸化により縦形ＮＰＮＴｒではエミッタ・ペース間分離
酸化膜３４、縦形ＰＮＰＴｒではエミッタ周囲に酸化膜
３５を形成する。この時、縦形ＮＰＮＴｒのエミッタ・
ベース間酸化膜３４は１８００人形成され、縦形ＰＮＰ
Ｔｒのエミッタ周囲の酸化膜３５ば、選択酸化する前に
ＣＶＤ５１０２を３０００人形成しているので４ｏ○６
Ａの膜厚に形成される。つまり、縦形′ＮＰＮＴｒのエ
ミッタ周囲は浅く、縦形ＰＮＰＴｒのエミッタ周囲は深
く酸化膜か形成されることになる。
その後、縦形ＮＰＮＴｒではベース・コンタクト、縦形
ＰＮＰＴｒではエミッタ及びコレクタ・コンタクトをレ
ジスト膜で覆い、ＡＳをイオン注入することによって高
濃度ｎ＋領領域６ａ、３６ｂ。
ＰＮＰＴｒではエミッタ及びコレクタ・コンタクトをレ
ジスト膜で覆い、ＡＳをイオン注入することによって高
濃度ｎ＋領領域６ａ、３６ｂ。
３６ｃを０．２μｍの深さまで形成する。３６ａ。
３６ｂは縦形Ｎ Ｐ”Ｎ Ｔ ｒにおけるエミッタおよ
びコレクタ・コンタクトを各々形成しており、３６Ｃは
縦形ＰＮＰＴｒにおけるベース・コンタクトを形成して
いる。次に、縦形ＮＰＮＴｒではコレクタ・コンタクト
、縦形ＰＮＰＴｒではベース・コンタクトをレジスト膜
で覆い、Ｂ＋をイオン注入することにより高濃度Ｐ＋領
域３７ａ 、３７ｂ 。
びコレクタ・コンタクトを各々形成しており、３６Ｃは
縦形ＰＮＰＴｒにおけるベース・コンタクトを形成して
いる。次に、縦形ＮＰＮＴｒではコレクタ・コンタクト
、縦形ＰＮＰＴｒではベース・コンタクトをレジスト膜
で覆い、Ｂ＋をイオン注入することにより高濃度Ｐ＋領
域３７ａ 、３７ｂ 。
３７ｃを形成している。３７ａは縦形ＮＰＮＴｒにおけ
る不活性ベースをエミッタ端部より自己整合的に形成し
ており、ベース抵抗ｒｂｂ・を下げる効果を有している
。３７ｂ、３７ｃは縦形Ｐ ｉ’Ｊ ＰＴｒにおけるエ
ミッタ、コレクタ・コンタクトを各々形成しており、３
’Ｔｂと３７ｃは酸化膜３５の膜厚が４００Ｑ八 ある
ので自己整合的に分離・される。また、縦形ＰＮＰＴｒ
のエミッタとコレクタ・コンタクトはｐｏｌｙ ｓｉの
膜厚３００〇への段差があるので、コレクタ・コンタク
トの高濃度Ｐ＋碩域３７ｃは、下方向から持ち上がって
きた高濃度Ｐ領域２３ｂとつながり、コレクタ・コンタ
クトを形成する。一方、エミッタに形成された高濃度Ｐ
＋領域３７ｂはｐｏｌｙ ｓｉの膜厚３００〇人だけ浅
く形成されるので、高濃度Ｐ領域２３ｂとつながらない
ので非常に浅いベース幅を自己整合的に形成することが
できる。しかも、エミッタ接合の側面が酸化膜３５で覆
われているので寄生容量も極力小さくなっている（第３
図Ｈ）。
る不活性ベースをエミッタ端部より自己整合的に形成し
ており、ベース抵抗ｒｂｂ・を下げる効果を有している
。３７ｂ、３７ｃは縦形Ｐ ｉ’Ｊ ＰＴｒにおけるエ
ミッタ、コレクタ・コンタクトを各々形成しており、３
’Ｔｂと３７ｃは酸化膜３５の膜厚が４００Ｑ八 ある
ので自己整合的に分離・される。また、縦形ＰＮＰＴｒ
のエミッタとコレクタ・コンタクトはｐｏｌｙ ｓｉの
膜厚３００〇への段差があるので、コレクタ・コンタク
トの高濃度Ｐ＋碩域３７ｃは、下方向から持ち上がって
きた高濃度Ｐ領域２３ｂとつながり、コレクタ・コンタ
クトを形成する。一方、エミッタに形成された高濃度Ｐ
＋領域３７ｂはｐｏｌｙ ｓｉの膜厚３００〇人だけ浅
く形成されるので、高濃度Ｐ領域２３ｂとつながらない
ので非常に浅いベース幅を自己整合的に形成することが
できる。しかも、エミッタ接合の側面が酸化膜３５で覆
われているので寄生容量も極力小さくなっている（第３
図Ｈ）。
第３図工においてはＡ℃電極３８を形成し、縦形ＮＰＮ
Ｔｒと縦形ＰＮＰ Ｔｒが完成している。
Ｔｒと縦形ＰＮＰ Ｔｒが完成している。
なお、本実施例では縦形ＰＮＰＴｒについてはｎ型エピ
タキシャル層をベースに用いたか、耐圧ベース抵抗を改
善するためｎ−ｗｅｌｌ領域を形成しても別にか壕わな
い。
タキシャル層をベースに用いたか、耐圧ベース抵抗を改
善するためｎ−ｗｅｌｌ領域を形成しても別にか壕わな
い。
以上述べてきたように本発明の縦形Ｎ Ｐ Ｎ Ｔｒと
縦形ＰＮＰＴｒの一体化構造を用いた半導体集積回路は
、縦形ＮＰＮＴｒにおいては素子間分離酸化膜、エミッ
タ・ベース間分離酸化膜を形成することにより、周波数
特性を悪くする要因となっている接合容量のうち、側面
における接合容量を極力小さくし、高速化を図ることが
できる。また、高濃度戸領域（不活性ベース）がエミッ
タ端部より自己整合的に形成されるので、ベース抵抗ｒ
ｂｂ’ を小さくし、更に高速化を図ることかり能とな
る。また縦形ＰＮＰＴｒにおいては縦形ＮＰＮＴｒの構
造を全く変えることなく、従来チャネル・ストッパーと
して使われていた高濃度Ｐ領域を縦形ＰＮＰＴｒＯ島領
域に形成することにより、素子間分離酸化膜形成終了後
ばかなり上方向に持ち上がってくる。
縦形ＰＮＰＴｒの一体化構造を用いた半導体集積回路は
、縦形ＮＰＮＴｒにおいては素子間分離酸化膜、エミッ
タ・ベース間分離酸化膜を形成することにより、周波数
特性を悪くする要因となっている接合容量のうち、側面
における接合容量を極力小さくし、高速化を図ることが
できる。また、高濃度戸領域（不活性ベース）がエミッ
タ端部より自己整合的に形成されるので、ベース抵抗ｒ
ｂｂ’ を小さくし、更に高速化を図ることかり能とな
る。また縦形ＰＮＰＴｒにおいては縦形ＮＰＮＴｒの構
造を全く変えることなく、従来チャネル・ストッパーと
して使われていた高濃度Ｐ領域を縦形ＰＮＰＴｒＯ島領
域に形成することにより、素子間分離酸化膜形成終了後
ばかなり上方向に持ち上がってくる。
また、エミッタからコレクタ・コンタクト部に至る領域
に形成された酸化膜によって、イオン注入により形成さ
れた高濃度Ｐ＋領域は自己整合的に分離され、縦形ＰＮ
ＰＴｒにおけるエミッタとコレクタ・コンタクトが形成
される。また、エミッタ上にはｐｏｌｙ ｓｉが形成さ
れ、コレクタ・コンタクト上にはｐｏｌｙ ｓｉが形成
されていないので、コレクタ・コンタクト部は深く、エ
ミッタには浅く高濃度Ｐ＋領域が形成される。それ故、
コレクタ・コンタクト部に形成された高濃度Ｐ＋領域は
、ＰＮＰＴｒＯ島領域に形成されて上方向に持ち上がっ
てきた高濃度Ｐ領域とつながり、コレクタ・コンタクト
を取ることが可能となる。一方、エミッタ直下に形成さ
れた高濃度Ｐ＋領域は上方に持ち上がってきた高濃度Ｐ
領域とつながらないので非常に短いベース幅を自己整合
的に形成することができ、縦形ＮＰＮＴｒと同程度の高
周波特性か得られ、非常に高速化を図ることができる。
に形成された酸化膜によって、イオン注入により形成さ
れた高濃度Ｐ＋領域は自己整合的に分離され、縦形ＰＮ
ＰＴｒにおけるエミッタとコレクタ・コンタクトが形成
される。また、エミッタ上にはｐｏｌｙ ｓｉが形成さ
れ、コレクタ・コンタクト上にはｐｏｌｙ ｓｉが形成
されていないので、コレクタ・コンタクト部は深く、エ
ミッタには浅く高濃度Ｐ＋領域が形成される。それ故、
コレクタ・コンタクト部に形成された高濃度Ｐ＋領域は
、ＰＮＰＴｒＯ島領域に形成されて上方向に持ち上がっ
てきた高濃度Ｐ領域とつながり、コレクタ・コンタクト
を取ることが可能となる。一方、エミッタ直下に形成さ
れた高濃度Ｐ＋領域は上方に持ち上がってきた高濃度Ｐ
領域とつながらないので非常に短いベース幅を自己整合
的に形成することができ、縦形ＮＰＮＴｒと同程度の高
周波特性か得られ、非常に高速化を図ることができる。
また、面積的にも縦形ＮＰＮＴｒと同じ大きさで形成で
きるので半導体集積回路を非常に高密度にすることがで
きる。
きるので半導体集積回路を非常に高密度にすることがで
きる。
発明の効果
以上のように、本発明の縦形ＮＰＮＴｒと縦形ＰＮＰＴ
ｒの一体構造は、縦形ＮＰＮＴｒ、縦形ＰＮＰＴｒ両方
とも非常に高周波特性に優れ、高速でしかも高密度であ
るので、ＩＣ、ＬＳ Ｉの設“計においても設計が容易
でしかも回路特性を十分に発揮することができるので、
今後の超ＬＳＩ化に大きく寄与し、工業的価値の非常に
高いものである。
ｒの一体構造は、縦形ＮＰＮＴｒ、縦形ＰＮＰＴｒ両方
とも非常に高周波特性に優れ、高速でしかも高密度であ
るので、ＩＣ、ＬＳ Ｉの設“計においても設計が容易
でしかも回路特性を十分に発揮することができるので、
今後の超ＬＳＩ化に大きく寄与し、工業的価値の非常に
高いものである。
第１図は本出願人かすでに提案した絶縁分離方式による
縦形ＮＰＮＴｒの構造断面図、第２図は本発明の縦形［
ＰＮＴｒと縦形ＰＮＰＴｒの一体化構造断面図、第３図
Ａ−１は本発明の一実施にかかる半導体集積回路の要部
製造工程図である。 ３．３’ａ 、３’ｂ、２３，２３ａ 、２３ｂ ・＝
−高濃度Ｐ領域、５ ａ 、 ５ｂ 、 ５’、 ２８
、２８’・・＝−素子間分離酸化膜、９，３４・・・
・・エミッタ・ベース間分離酸化膜、１３°、３５・・
・・・・酸化膜、１１゜１１’ａ 、 １１’ｂ 、
３７ａ 、 ３７ｂ 、 ３７ｃｍ−−高濃度Ｐ＋領域
。 第１図 騰 ２ 図 ｒＸＵ 第３図 第３図
縦形ＮＰＮＴｒの構造断面図、第２図は本発明の縦形［
ＰＮＴｒと縦形ＰＮＰＴｒの一体化構造断面図、第３図
Ａ−１は本発明の一実施にかかる半導体集積回路の要部
製造工程図である。 ３．３’ａ 、３’ｂ、２３，２３ａ 、２３ｂ ・＝
−高濃度Ｐ領域、５ ａ 、 ５ｂ 、 ５’、 ２８
、２８’・・＝−素子間分離酸化膜、９，３４・・・
・・エミッタ・ベース間分離酸化膜、１３°、３５・・
・・・・酸化膜、１１゜１１’ａ 、 １１’ｂ 、
３７ａ 、 ３７ｂ 、 ３７ｃｍ−−高濃度Ｐ＋領域
。 第１図 騰 ２ 図 ｒＸＵ 第３図 第３図
Claims (2)
- （１）第１の絶縁膜により素子間分離されたノくイボー
ラ半導体集積回路であって、前記第１の絶縁膜と同−深
さに形成された第２の絶縁膜と前記第１の絶縁膜との間
にコレクタコンタクト部が形成され、前記第１の絶縁膜
と第３の絶縁膜との間にベースコンタクト部が形成され
、エミッタの側面のすべての領域か少くとも前記第３の
絶縁膜を含む絶縁被膜により覆われ、かつ前記第３の絶
縁膜下部で深く、前記ベースコンタクト部で浅く形成さ
れている不活性ベースを有している縦形Ｎ Ｐ Ｎ ）
ランシスタと、エミッタの側面のすべての領域が少くと
も同−深さの第４．第５の絶縁膜を含む絶縁被膜により
覆われ、前記第１．第４の絶縁膜の間にコレクタコンタ
クト部が形成され、前記第１゜第５の絶縁膜との間にベ
ースコンタクト部が形成され、かつ、前記エミッタが前
記縦形ＮＰＮ）ランジスタのベースコンタクト下部の不
活性のベースと同一濃度、同−深さに形成され、１旬記
コレクタ・コンタクト部は前記エミッタよりも深く形成
されている縦形ＰＮＰ）ランジスタを有していることを
特徴とする半導体集積回路。 - （２）縦形ＮＰＮ）ランジスタ及び縦形ＰＮＰ）ランジ
スタの一体化製造工程であり、第１の絶縁膜により素子
間分離され、縦形Ｐ Ｎ Ｒ、縦形ＮＰＮトランジスタ
をそれぞれ形成する２ｇ１．第２の島領域を形成し、前
記第１の島領域内にｎ型半導体領域形成し、該領域の上
部にＰ％半導体領域を形成する第１の工程と、前記第２
の島領域内においてはベースとベース・コンタクト部間
に第３の絶縁膜、かつ、前記第１の島領域内においては
エミッタの周囲に第４．第５の絶縁膜を形成する第２の
工程と、前記第１．第２の島領域にＰ型半導体領域を形
成する第３の工程を有し、第３の工程により、前記第２
の島領域においては第３の絶縁膜下部は深く、前記ベー
ス・コンタクト部は浅く不活性ベースが形成され、前記
第１の島領域においてはエミッタ領域は前記第２の島領
域のベース・コンタクト部と同じ深さ、同じ濃度で形成
され、前記コレクタ・コンタクト部は前記エミッタ領域
４（ よりも深く形成されていることを特待とした半導体集積
回路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58143039A JPS6032353A (ja) | 1983-08-03 | 1983-08-03 | 半導体集積回路及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58143039A JPS6032353A (ja) | 1983-08-03 | 1983-08-03 | 半導体集積回路及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6032353A true JPS6032353A (ja) | 1985-02-19 |
Family
ID=15329480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58143039A Pending JPS6032353A (ja) | 1983-08-03 | 1983-08-03 | 半導体集積回路及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6032353A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007180472A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-07-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
-
1983
- 1983-08-03 JP JP58143039A patent/JPS6032353A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007180472A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-07-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
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