JPS6080268A - 半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置の製造方法

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JPS6080268A
JPS6080268A JP58186916A JP18691683A JPS6080268A JP S6080268 A JPS6080268 A JP S6080268A JP 58186916 A JP58186916 A JP 58186916A JP 18691683 A JP18691683 A JP 18691683A JP S6080268 A JPS6080268 A JP S6080268A
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JP
Japan
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groove
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Pending
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JP58186916A
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English (en)
Inventor
Akira Takigawa
滝川 章
Toru Inaba
稲葉 透
Yasuaki Kowase
小和瀬 靖明
Shinichi Takagi
高木 辰逸
Hiroshi Ihara
伊原 洋
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
Akita Electronics Systems Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Microcomputer Engineering Ltd
Akita Electronics Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6080268A publication Critical patent/JPS6080268A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • H01L21/77Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
    • H01L21/822Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
    • H01L21/8222Bipolar technology
    • H01L21/8226Bipolar technology comprising merged transistor logic or integrated injection logic

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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。

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バイポーラ型半導体集
積回路装置に適用して特に有効な技術に関するもので、
たとえば、IIL(インテグレーテッド・インジェクシ
言ン・ロジック)が形成される半導体集積回路装置にお
ける素子形成に利用して有効な技術に関するものである
〔背景技術〕
バイポーラ型素子が形成される半導体集積回路装置にあ
っては、そのバイポーラ型素子を形成する領域を電気的
に隔離する分離層(アイソレーション)を形成しなけれ
ばならないが、このことがこの種の半導体集積回路装置
の工程数臭加、素子面撰の増大を招く要因の一つとなっ
ていた。さらにバイポーラ素子自体の特性向上のためベ
ース領域を%いわゆるグラフト措造と呼ばれる複数の拡
散層によって形成する場合には、その複数の拡散層をそ
れぞれに形成することが必要であり、プロセスが複雑化
し工程数がさらに多くなるといった問題が生じる。
〔発明の目的〕
この発明の目的は、バイポーラ型素子が形成される半導
体集積回路装置の特性を向上させることができる半導体
技術を提供するものである。
この発明の前記ならびにそのIま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。
〔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、バイポーラ型素子が形成される半導体集積回
路装置において、そのバイポーラ型素子のベース領域の
少なくとも一部を分NIRと同時に形成すること和より
、グラフトベース借造としバイポーラ型素子の特性の向
上という目的を達成するものである。
〔実施例〕
以下、この発明の代表的な実施例を図面を参照しながら
説明する。
なお、図面において同一あるい各文相当する部分は同一
符号で示す。
第1図から第10図はこの発明罠係る半導体集積回路装
置の形成工程の要部を順を迫って示す。
先ず、第1〜10図に示さ幻る半導体集積回路装置の概
要を説明する。
第1〜10図に示す工程によって形成される半導体集積
回路装置には、npn 型バイポーラトランジスタQ1
お工びIILが形成される。IILは、そのベース領域
32が複数の拡散層28.30によりて栴成されている
0いわゆるグラフト橢造のベース領域により゛C借成さ
れ【いる。上記バイポーラトランジスJQI、およびI
ILは、エピタキシャル層12からなる半導体基体に形
成される。
この半導体基体すなわちエピタキシャル層12には、分
離層20によって電気的に隔離された素子形成領域a 
1 、 a、2が設けられる。バイポーラトランジスタ
QlおよびIILはその分離層20によってで気的に隔
離された素子形成領域!11゜a2内[(れぞれ形成さ
れる。
以下、図面に基づいて具体的に説明する。
第1図は、゛この発明の実施例による半導体集積回路装
置を形成するために予備加工された半導体基体を示す・
同図に示す半導体基体は、p型導電不純物が低濃度にド
ーグされたp″″型半導体(シリコン)基板lOは、n
型導電不綿物が低儂度にドーグされたシリコン・エピタ
キシャルm12を形成したものである。基板10とエピ
タキシャル層12との間には、n厘導電不i物が高濃度
にドープされたn+型埋込層13が形成さftている。
また、エピタキシャル層12の表面には酸化膜18a、
t−よび高温生成酸化膜18bが形成されている。
ここで先ず、第2図に示すように、エピタキシャル層1
2の表面を酸化8111bをマスクとして用いてエツチ
ング処理する。これにより、エピタキシャル層12σ)
厚みを部分的に薄くしたn部14.16を掘る。この溝
部14.16は、後述するp型分離層20が形成される
部分(14)および後述するバイポーラトランジス4Q
1のコレクタ接続用拡散層42が形成される部分(16
)にそれぞれ形成される。後者の部分(16)に形成さ
れる溝部16は前者の部分(14)に形成さhる溝81
114の面方向の延長として形成される。
各0部14.16はそれぞれ平坦な底面を有する。
その底面から基板lOオでの厚みdiは、後述するバイ
ポーラトランジスタQ l i−jびIILの各ベース
領域22.32の深さd2よりも薄くなるよう圧する。
その後、酸化[18a、18bを全面除去した後、再び
表面酸化を行なう。
次に、第3図に示すように、上記0部14の底部、およ
び後述するIILのベース領域32の全面に、それぞれ
p型導電不純物(ボロンB)を低密度イオン打込みする
。このイオン打込みは各部分に対して同時罠行なう。
この後、熱拡散処理を行なうと、富4図に示すよう、イ
オン打込みした部分の下にp型導電不純物が低P!I1
度に選択拡散されて、所定深さd2のp散拡散層(20
,28)が複数個所に同時に形成される。このようにし
て同時罠形成された各p散拡散層(20,28)は、素
子形成領域al。
a2を電気的に隔離するp型分m層20・およびベース
領域32の一部をなすp型拡散層28となる。
続いて、第5図に示すように、IILのベース領域32
において、コレクタ領域以外の部分だけにp型導電不純
物(ボロンB)を高密度に、イオン打込みする。
この後、熱拡散処理を行なうと、第6図に示すように、
イオン打込みした部分の下にp型導電不純物が高濃度に
選択拡散されて、上記p型拡散層28が拡散さり、た領
域内の一部分に所定深さd2のp+型型数散層30形成
される。そしてこれにより、拡散濃度の異なる2種類の
選択拡散Jt’M28゜30からなるIILの、いわゆ
るクラフトtIII造のベース領域32が構成さiする
第7図は第6図におけるグラフト構造のベース領域32
のA−A断面状態を示す。
第6図と第7図とで示すように、IILのベース領域3
2は、高濃度拡散部分(30)の中に低濃度拡散部分(
28)が筒状に嵌まり込んだ形状となっている。そして
、全体とし【は、一つの連続したベース領域32を構成
する。
この後・fIt81!VK示すように、上記グラフト構
造のベース領域32の低濃度拡散部分(28)。
カラー領域部分(46)−およびバイポーラトランジス
タQ1のp++ベース領域22の一部とコレクタ、コン
タクト部(16)にそれぞれひ素(As)などのn型導
電不純物を比較的高ay度にイオン打込みする。
そして、熱拡散処理を行なうと、第9図に示すようにt
イオン打込みを行なった部分の下にそれぞれniln型
導電不純物濃度に選択拡散される。
これにより1バイポーラトランジスタQ1のエミッタ領
域40.コレクタ領域42が形成され、またIILのマ
ルチコレクタ領域44およびカラー領域46がそれぞれ
形成される。
以上のようにして、領域a1にnpn温バイポーラトラ
ンジスタQlが、また領域a2にIILがそれぞれ形成
される。
この後、第10図に示すように、アルミニウム5oによ
り、バイポーラトランジスタQ1のエミッタEl、ベー
スIll、コレクタC1の各電極、およびIILのイン
ジェクタINJ、ベースB2゜マルチコレク4RC21
、C22の各電極がそレソh、取り出される。また、所
定の配線が行なわわ、るつ′11お、上記カラー領域4
6は接Jibされる。
以上のようOでして、 npn 型バイポーラトランジ
スJQIおよびIILが形成されるのであるが、ここで
注目すべきこととしては、先ず、IILのベース領域3
2の−gil(28)が分離層2oの形成と同時の工程
で一緒に形成されることである。
こJlは、分に「層2oが形成さiする部分にrlPj
部14全14するとともに−このrt部14の下の厚み
diを上記ベース領域22.32の深さd2よりも小食
<シたことによる。これにより、分離層20はエピタキ
シャル層12の下の8板10 IC達するまで選択拡散
されて、illlPj、a2をそれぞれ電気的に隔離す
ることができる。
さらに、上述した実施例では、IILのベース領域32
において、マルチコレクタ領域44り(形成される部分
およびその直下となる部分だけを比較的低濃度のp型拡
散周28によって構成している0これにより亀そのマル
チコレクタ領域44の直下でのp型導電不純物の濃度だ
けを比較的薄くして、当該部分におけるエピタキシャル
層12からの電子注入効率を高め、高い電流増幅率を得
ることができるようになっている。
他方、マルチコレクタ領域44が形成される以外の部分
は、高濃度のp+派拡散層30によって構成されている
ことにより、ベース領域32の全体の抵抗率が大幅に引
き下げられ、これによりIIL内部に直列に介在する寄
生抵抗値を下げて、その動作速度を高め、かつ見掛は上
の電流増幅率を高めることができる。これとともに、マ
ルチコレクタ領域440間に直列に介在する寄生抵抗値
も低減させられ、これ九よりマlトチコレクタC21゜
C22の形成位置による特性の差を少なくすることがで
きる。つまり、インジェクタ領域24から遠いところの
コレクタ領域C22の特性を保障することができるO 〔効 果〕 (1)分離層が形成される部分における半導体基体の厚
みを上記バイポーラ型素子σ)ベース領域σ)深さより
も選択的に薄くすることにより噂上記バイポーラ型素子
のベース領域の少なくとも一部を上記分離層とともに同
時に形成する己とができ、これよりエロ数を少なくする
ことができるという効果が得られる。
(2)上記バイポーラ現素子としてIILを形成すルト
トもに、このIILのベース領域のコレクタ領域とその
直下部分を除・いた部分を、高濃度忙拡散形成すること
により、コレクタに直列に介在する寄生抵抗の値を引き
下げることができ、これにより動作速度を高め、またコ
1/クタの位置による特性の差を少なくすることができ
るというり7+果が得られる。
(3) また、上記バイポーラ型素子としてIILを形
成するとともに、このi I Lのベース領域のコレク
タ領域とその直下部分を除いた部分を、上記バイポーラ
トランジスタのベース領域と同時に拡散層で構成する一
方、そのコレクタ領域が形成される部分とその直下部分
とを比較的低i^度の拡散層で構成することにより、そ
のコレクタ領域直下におけるエピタキシャル層からの電
子の注入効率が高められ、これにより高い電流増幅率を
畳上動作速度などの性能を高めることができるという効
果が得られる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、この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、上記バイポ
ーラトランジスタQ1のベース領域22はIILのベー
ス領域32の低濃度拡散部分(28)と同時に形成する
ようにしてもよい。
〔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Itた発
明をその背景となった利用分野であるバイポーラ型半導
体集積回路装置の素子形成技術に適用した場合について
説明したがtそれに限定されるものではなく、例えば、
バイポーラ型素子とMO8型素子とが一緒に形成される
、いわゆるB1−C−MO8型半導体集積回路装置にお
ける素子形成技術などにも適用できる。少なくとも分離
層とペース拡散層とが形成される秦件のものには適用で
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明処係る半導体年債回路装置の形成工程
で使用される予備加工され半導体基板の一部を示す断面
図、 第2図はg1図の半導体基体に溝部を形成した状態を示
す断面図。 第3図はp型導電不純物を比較的低濃度にイオン打込み
した状態を示す断面図、 第4図はp型導電不純物な低a広に選択拡散した状態を
示す断面図、 第5図はグラフト借造のベース領域を構成するためKp
q導電不純物を比較的高密度にイオン打込みした状態を
示す断面図、 第6図はクラフト借造のベース領域を構成するためにp
型導電不純物を高濃度に選択拡散した状態を示す断面図
、 第7図は第6図のA −A断面状態を示す因、第8図は
n型導電不純物を比較的高濃度忙イオン打込みした状態
を示す断面図、 第9図は口型導電不純物を比較的高濃度に選択拡散した
状態を示す断面図、 第1O図はアルミニウムによる電極の取出しおよび配線
を行なった状態を示す断面図である。 10・・・p−型半導体(シリコン)基板412・・・
半導体基体(n″″型シリコン・エピタキシャル/P’
り、13−−・n++埋込層、14 、16−/M部、
18a・・・表面酸化膜、18b・・・高温生成酸化膜
、18C・・・フォトレジストマスク、20・・・p+
型仕分離層22・・・p+をベース領域、24・・・I
JLのp+捜インジェクタ領域、28・・・IILのベ
ース領域の一部をなすp+型型数散層30・・−IIL
のベース領域の一部をなすp型拡散層、32・・・IL
Lのベース領域・ 40′・・・n++エミッタ領域、
42・・・n+型コレクタ接続用選択拡散層、44・・
・IILI7)p+型マルチコレクタ飴域、46・・・
IILのn+型カラー領域% 50・・・アルミニウム
sad、a2・・・電気的に隔114六れた宍子形繍釦
創o1・・nnn刑バイボ−ラドランジス*、IIL・
・・イングレーテラ)”−インシエクシ司ン奢ロジック
、B1・・・−く−ス、El・・・エミッタ、CI・・
・コレク・夕、iNJ・・・インジェクタ、B2・・・
ペース、C21,022・・・マルチコレクーp、dl
・、・n部の厚み、d2・・・ペース領域の深さ。 代理人 弁理士 高 橋 川」 夫

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、 バイポーラトランジスタと集稍注入論甥素−FC
    I’L)とを同−半導体基体内に具備する半導体集積回
    路装置の製造方法であって、半導体基体の一生面の一部
    に選択的托凹部を形成する工程と、前記四部が形成され
    た領域および四部が形成されない領域の主面の一部に不
    純物を導入して、アイソレーション領域とPLのベース
    領域とを同時形成する工程と、半導体基体主面の他部丸
    ・よび前記PLのベース領域の一部に不純物を導入して
    、バイポーラトランジスタのペース領域、PLのインジ
    ェクタを形成するとともに12Lのベース内に高濃度不
    純管領°域を形成する工程とを含むことを特徴とする半
    導体集積回路装置の製造方法。
JP58186916A 1983-10-07 1983-10-07 半導体集積回路装置の製造方法 Pending JPS6080268A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6233439A (ja) * 1985-08-06 1987-02-13 Nec Corp 半導体集積回路

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6233439A (ja) * 1985-08-06 1987-02-13 Nec Corp 半導体集積回路
JPH0582743B2 (ja) * 1985-08-06 1993-11-22 Nippon Electric Co

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