JPS6057949A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS6057949A
JPS6057949A JP16498283A JP16498283A JPS6057949A JP S6057949 A JPS6057949 A JP S6057949A JP 16498283 A JP16498283 A JP 16498283A JP 16498283 A JP16498283 A JP 16498283A JP S6057949 A JPS6057949 A JP S6057949A
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JP
Japan
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polysilicon
groove
resistor
layer
grooves
Prior art date
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Pending
Application number
JP16498283A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshie Sasaki
佐々木 令枝
Kazuyasu Akimoto
秋元 一泰
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 Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP16498283A priority Critical patent/JPS6057949A/ja
Publication of JPS6057949A publication Critical patent/JPS6057949A/ja
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    • 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)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Element Separation (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、半導体技術釦関し、例えば半導体装置にお
ける抵抗形成に利用して有効な技術に関する。
〔背景技術〕
現在、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
の分離方法では、素子分離領域の幅が比較的広くされて
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、LSI(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、不出願人は
、素子分離領域となる部分を削ってU字状の溝(以下U
溝と称する)を形成し、このU#1の内側に酸化膜を形
成してからU溝の中をポリシリコン(多結晶シリコン)
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(日経エレクトロニクス19
82年3月29日号4287)。
一方、上記接合分離法や酸化膜分離法により形成される
バイポーラ集積回路において、回路を構成する抵抗を設
ける場合、基板表面の分離領域に囲まれた基板と逆の導
電型(N層)の島の上に不純物拡散によって形成してい
る。しかるに、この拡散抵抗は、トランジスタ素子が微
細化されても、そわ、に比例して小さくすることができ
ない。そのため、LSIが高密度化されるに従って抵抗
の占める面積が相対的に大きくなってしまうという不都
合がある。
〔発明の目的〕
この発明の目的は、従来に比べて顕著な効果を奏する半
導体技術を提供することにある。
この発明の他の目的は、例えば半導体集積回路装置に適
用した場合に、集積度を飛躍的に向上させることができ
るようにすることにある。
この発明の更に他の目的は、半導体集積回路装置に適用
した場合に、回路の性能を向上させることができるよう
Kすることにある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。
〔発明の概要〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、U溝分離法のような素子分離法が適用された
半導体集積回路装置において、分離領域内の半導体を利
用して抵抗等を形成することによって、従来抵抗形成の
ために必要としていた領域を不要にして集積回路全体の
集積度を向上させるとともに、回路の総配線長を短かく
して配線のもつ容量による信号の遅延を減少させて回路
の性能を向上させるという上記目的を達成するものであ
る。
〔実施例〕
第1図〜第3図は本発明をU溝分離法を用いて素子間分
離を行なうよう九し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したものである。
この実施例では、先ず通常のバイポーラ集積回路のプロ
セスと同様にして%P型シリコンからなる半導体基板1
上処、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の穴をあけ、この酸化膜をマスク
としてN型不純物を熱拡散して部分的KN+埋込層2を
形成する。そして酸化膜を除去してから、その上に気相
成長法によりN−型エピタキシャル層3を成長させ、そ
の表面に酸化膜(SiQ、)4ト1l(IJ (Si、
N、)5ヲ形成する。
それから、分離領域が形成されるべき部分(バイポーラ
トランジスタの周辺部およびベース領域とコレクタ引出
し口との境界S)の窒化膜5と酸化膜4をエツチングし
た後、ヒドラジンエツチングとドライエツチングにより
比較的深いU溝6a。
6bを形成する。この場合、ベース領域とコレクタ引上
げ口との境界部の上を先ず5taN4膜(破線Aで示す
)等でマスクして一回目のドライエツチングを行なって
周辺部のU溝6a 、5aを形成して・次にこの13i
sNaM四を除去して二回目のドライエツチングを行な
って、ベース領域とコレクタ引出し口との境界部KU溝
6bを形成するとともに1周辺部のU溝6a、6aを更
に深(エツチングして第1図の状態となる。その結果・
U溝6a。
6aはN+埋込み層2を貫通してP型基板itで達する
ように形成され、U溝6bはN+埋込み層2の直前まで
達するように形成される。
その後、熱酸化によりUg6a、6bの内側に酸化膜等
の絶縁膜7を形成してから、基板表面全体にポリシリコ
ンをCVD法(ケミカル・ベイパー・デポジション法)
により比較的厚くデポジションして、U溝6a 、6b
内にポリシリコンを充填させる。そして、基板表面のボ
17シリコン層をドライエツチングにより除去して平坦
化し、U溝6a、6b内にポリシリコン8が残るように
する。
そ引から、熱酸化を行なってU溝内のポリシリコン80
表面を酸化させて内部のポリシリコンを70−ティング
状態にさせるわけであるが、この実施例では、その前に
U溝内のポリシリコン8にP型不純物をイオン打込みに
より打ち込んで拡散させ、ポリシリコン8が適当なシー
ト抵抗値を有するようにする。そして、この抵抗化され
たボリン11コン8の上に酸化膜9を形成して第2図の
状態となる。第2図の状態の稜は、例えばSi、N、膜
5を除去してからベース領域となるべき部分にホトレジ
スト等をマスクにして選択的にP型不純物のイオン打込
みを行ない、次にエミッタ領域となる部分和選択的KN
型不純物のイオン打込みを行なう。そしてt最後にコレ
クタの引出し口となる部分にNp不純物のイオン打込み
を行なってから、熱処理を施して、上記不純物を同時に
熱拡散させてベース用P+鳳拡散層10とエミ−)4用
N+童拡散層11およびコレクタ引出し口となるN+型
型数散層12形成する。それから、基板表面全体1cP
SG膜(リン・シリコン・ガラス膜)のような層間絶縁
膜13をCVD法等和より形成し、ホトレジストをマス
クにしてベース、エミッタおよびコレクタの各電極部の
コンタクトホール14a〜14cを形成するとともVC
,上記素子分離領域のU溝りa内のポリシリコン抵抗に
対するコンタクトホール14dを形成して第3図の状態
となる。
その後は、基板全面にアルミニウム等の配線材料を蒸着
してからホトエツチングによりアルミ電極およびアルミ
配線を形成し、その上にパyシヘーション膜を形成する
ことにより完成状態にされる。
上記抵抗の端子となる電極を設けるためのコンタクトホ
ール14dはU溝6b上に形成してもよい。
上記実施例におけるU溝6aは、LSIを構成するトラ
ンジスタをきっちりと詰めてレイアウトすればすべて連
続的に形成されるが、実際には、配線領域を確保したり
、U溝の形成に伴なう結晶欠陥の発生による歩溜まりの
低下を避けるため、適尚VcU溝の間隔をあける必要が
ある。そのため、上記実施例のように、U溝内のポリシ
リコン8全体に対して不純物をドープして抵抗化し、適
当な位置に端子を設けて抵抗として使用する場合にも、
第4図に示すような各U溝分離領域の島Bごとに一つの
抵抗を設けることができる・従りて−U#Iに囲まれた
活性領域の表面に拡散層で抵抗を形成する場合には全く
素子として利用されない部分を抵抗素子領域として使用
できるようKなるので、抵抗の占有面積を減少させ、チ
ップサイズを減少させることができる。しかも、上記抵
抗を1例えば第5図に示すようなECL (エミッタ・
カシプルド・ロジック)回路からなる論理LSI[おけ
ル差動型トランジスタQl−Qleのコレクタ抵抗RI
 、R1等として使用すると、拡散抵抗を用いる場合に
比べてトランジスタQt、Q*のコレクタ近傍に抵抗R
,,R,の端子を形成してその配線の長さを短くするこ
とができる。そのためへ配線容量が減少し、しかもU#
1内のポリシリコンの電位がフローティングになってい
るためU溝内の抵抗の寄生容量が基板上の拡散抵抗に比
べて小さくなるため寄生容量による信号の遅延も減少さ
せることができるようになる。
また、上記実施例では、すべてのU#l内のポリシリコ
ン8に対して不純物をドープして抵抗化させているが、
適当なマスクを用いて、必要な部分にのみ選択的に不純
物をドープして抵抗として利用するようにしてもよい。
このようにすれば、同一のU溝の島BK対して複数個の
抵抗を設けることができ、1だ、上記実施例のものに比
べて抵抗値の設定が容易となる。
さらに、上記実施例では、U溝内のポリシリコン8に打
ち込んだ不純物の拡散深さの制御が比較的難しいため、
その分抵抗値の正確な設定が困難であるが、上記実施例
におけるメンドープポリン+1コン8の代わりに、予め
例えばN型不純物を低濃度に含むボリン11コンをCV
D法に工り[1@内に充填させておいて、P型不純物を
表面に打ち込んで拡散させることにより、拡散深さの制
御性を向上させ、抵抗値の精度の高い抵抗を形成させる
こともできる。
なお、上記実施例におけるベース、エミッタおよびコレ
クタ引出し口の形成方法は上記実施例の方法もしくは順
序に限定されるものではなく、例えば、コレクタ引出し
口部のイオン打込みおよびその熱処理を行なってコレク
タ引出し口(N+型型数散層12を形成してから、ベー
ス領域およびエミッタ領域を形成してもよい。また1エ
ミッタ領域あるいはコレクタ引出し口は、その表面に予
めポリシリコン層を形成しておかて、このポリシリコン
層へ不純物をイオン打込みして、ポリシリコン層からの
拡散によって形成するようにしてもよい。さらに、#記
U#lsa、6bの内側に形成される絶縁膜7は、酸化
膜−窒化膜一酸化膜の三層構造とするよう和してもよい
また、回路を構成するすべての抵抗なU溝内のポリシリ
コンを用りて形成するのではなく、基板表面に形成した
拡散抵抗と混在させることも可能でおる。
〔効 果〕
(1)U溝分離法を用いて素子間分離を行なうようにし
た半導体集積回路装置において、U溝内に充填されたポ
リシリコンに不純物をドープして抵抗として使用するよ
うにしたので、従来素子領域として利用されていなかっ
た部分に比較的大きな占有面積を必要とする抵抗を形成
することができるという作用により、抵抗の占有面積が
減少され回路の集積度が向上されるという効果がある。
αυ (2) U溝分離法を用いて素子間分離を行なうように
した半導体集積回路装置において、U溝内に充填された
ポリシリコンに不純物をドープして抵抗として使用する
ようにしたので一接続されるべき能動素子(トランジス
タ)の近傍に抵抗を形成することができるという作用に
より、配線長が短くなってその分配線容量が減少して信
号の遅延が減少される。
(3) U溝分離法を用いて素子間分離を行なうように
した半導体集積回路装置において・U溝内に充填された
ポリシリコンに不純物をドープして抵抗として使用する
ようにしたので、抵抗が形成されたポリシリコンの電位
がフローティングにされているという作用により、基板
表面の拡散抵抗に比べて容生容量が小さくなって信号の
遅延が減少されるという効果がある。
(4)U溝内のポリシリコンを予め?l!1度の低いN
型に形成し、その表面KP型の不純物をドープして抵抗
を形成したので、拡散深さの制御性が良くなるという作
用により、抵抗値の精度の高い抵抗をaり 形成することができるという効果がある。
以上本発明者によってなさねた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例kc限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範凹で種々変更
可能であることはいうまでもない。
例えば・上記実施例においてはU##分離法を用いて素
子間分離が行なわれるようにされたものに適用した場合
が説明されているが、U溝分離法に限らず例えば■溝分
離法のように溝を掘って半導体材料を充填し分離領域と
するすべての分離技術に適用できるものである。
〔利用分野〕
以上の説明では主として本発明者にLってなさり、た発
明をその背景となった利用分野であるバイポーラ論理L
SIについて説明したが、そhに限定されるものではな
く、たとえば、MO8集積回路などにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜−33図は本う6明をバイポーラ集積回路に適
用した場合a)−実施例を製造工程順に示す半導体基板
の要部断面図、 第4図はその平面説明図、 第5図は本発明が適用される半導体集積回路における回
路の一例を示す回路図である。 1・・・半導体基板、2・・・N+埋込層、3・・・エ
ピタキシャル層、6a、6b・・・U#4!、7・・・
絶縁膜、8・・・ポリシリコン、9・・・酸化膜、13
・・・層間絶縁膜。 第 1 図 第 2 図 2 / 第 3 図 第 4 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半導体基板上に形成される能動素子の活性領域間に
    溝が形成され、この溝の内側に絶縁膜が形成され、さら
    にその内部に半導体材料が充填されて素子分離領域が構
    成されるとともに、この素子分離領域内の半導体を用い
    て回路を構成する素子が形成されてなることを特徴とす
    る半導体集積回路。 2、上記分離領域部の溝の中に半導体材料としてポリシ
    リコンが充填され、このポリシリコンに不純物を含ませ
    ることにより抵抗が形成されるようにされたことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。 8、上記素子分離用溝内のポリシリコンに対し、選択的
    に不純物が注入されることにエリ抵抗が形成されるよう
    処されてなることを特徴とする特許請求の範囲第2項記
    載の半導体装置。
JP16498283A 1983-09-09 1983-09-09 半導体装置 Pending JPS6057949A (ja)

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JP16498283A JPS6057949A (ja) 1983-09-09 1983-09-09 半導体装置

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JP16498283A JPS6057949A (ja) 1983-09-09 1983-09-09 半導体装置

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JPS6057949A true JPS6057949A (ja) 1985-04-03

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ID=15803581

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4808550A (en) * 1985-09-17 1989-02-28 Fujitsu Limited Method of producing isolation groove structure
US5034341A (en) * 1988-03-08 1991-07-23 Oki Electric Industry Co., Ltd. Method of making a memory cell array structure
JPH07273288A (ja) * 1994-03-30 1995-10-20 Nec Corp 半導体装置の製造方法
KR100621764B1 (ko) * 2000-07-05 2006-09-07 삼성전자주식회사 반도체소자의 부하저항 형성방법

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