JPS61236139A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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Publication number
JPS61236139A
JPS61236139A JP7655085A JP7655085A JPS61236139A JP S61236139 A JPS61236139 A JP S61236139A JP 7655085 A JP7655085 A JP 7655085A JP 7655085 A JP7655085 A JP 7655085A JP S61236139 A JPS61236139 A JP S61236139A
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JP
Japan
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type
buried layer
layer
type buried
impurity
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Application number
JP7655085A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Wakui
和久井 陽行
Masanori Odaka
小高 雅則
Nobuo Tanba
丹場 展雄
Takahide Ikeda
池田 隆英
Nobuyuki Goto
後藤 展行
Kazunori Onozawa
和徳 小野沢
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS61236139A publication Critical patent/JPS61236139A/en
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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

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Element Separation (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To secure the thickness needed for the P-type well and to contrive to actuate an N-type MOS transistor at a higher-speed by a method wherein N-type and P-type buried layers are formed on the semiconductor substrate, and after that, the treatment to lower the impurity concentration of the surface part of each P-type buried layer is performed before the epitaxial growth is performed. CONSTITUTION:Ion-implanted layers 6 are formed at the sites other than N-type buried layers 4. These layers 6 are activated and are formed as P-type buried layers 8. When an epitaxial growth is performed thereon at about 970 deg.C using SiH4 gas, an epitaxial layer 9 is formed. With the growth of this epitaxial layer 9, the impurity of each N-type and P-type buried layer 4 and 8 is diffused upward, the swell-up of each buried layer 4 and 8 is generated and the thickness thereof is augmented. At this time, each P-type buried layer 8 is suppressed its swell-up amount by a lowering in the impurity concentration of its surface part and the swell-up amount is suppressed to nearly the same degree as that of each N-type buried layer 4.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は半導体装置の友達方法に関し、特にBi−CM
O8型(バイポーラ・モス混合型)半導体装置において
、MOS)ランジスタ動作の高速化および素子の微細化
を図った半導体装置の製造方法に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention relates to a method for improving semiconductor devices, particularly for Bi-CM
The present invention relates to a method of manufacturing an O8 type (bipolar/MOS mixed type) semiconductor device, which aims to increase the speed of MOS transistor operation and miniaturize the elements.

〔背景技術〕[Background technology]

1枚の半導体基板上にバイポーラ型トランジスタとMO
8型トランジスタを一体的に形成した、いわゆる13i
 −CMO8型半導体装置が本願出願人により提案され
(特開昭59−94861号)、実州北が進められてい
る。第5図はその例であり、1枚のP型シリコン基板】
上にNff1埋込層4AとP型埋込層(アイソレーショ
ン層) 8 A’Y形gし、これらの層上にエピタキシ
ャル層9Aを成長させた上で夫々N型ウェル12AとP
Wウェル14Aを形成し、ここにバイポーラトランジス
タQn。
Bipolar transistor and MO on one semiconductor substrate
The so-called 13i, which is an integrally formed 8-type transistor.
- A CMO8 type semiconductor device was proposed by the applicant of the present application (Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-94861), and progress is being made in Jishu Kita. Figure 5 is an example of this, with one P-type silicon substrate]
An Nff1 buried layer 4A and a P type buried layer (isolation layer) 8A'Y type are formed on top, and an epitaxial layer 9A is grown on these layers.
A W well 14A is formed, and a bipolar transistor Qn is placed therein.

P型MO8)ランジスタQp、N型MO8)ランジスタ
QN!夫々形成して〜・る。バイポーラトランジスタQ
BはN型コレクタ層18A、P型ベース層19A、N型
エミツタ層20Aからなり、P型、N型の%MO8)ラ
ンジスタQp、QNは夫々ゲート16A、17AとP型
、N型のソース・ドレイン領域21A、22Aとで構成
さn″′Cいる。
P-type MO8) transistor Qp, N-type MO8) transistor QN! Form each... Bipolar transistor Q
B consists of an N-type collector layer 18A, a P-type base layer 19A, and an N-type emitter layer 20A. It is composed of drain regions 21A and 22A.

ところで、このような構成のBi−MOS(B i −
0MO8)半導体装置では、前記N型埋込層4人の不純
物種にアンチモン(Sb)やひ素(As)k使用し、P
型埋込層8Aの不純働程にボロン(B)を用いている。
By the way, Bi-MOS (B i −
0MO8) In the semiconductor device, antimony (Sb) and arsenic (As) are used as impurity species in the four N-type buried layers, and P
Boron (B) is used as an impurity in the mold buried layer 8A.

このため、各埋込層4A、8Aの上にエピタキシャル層
9A’に一体重忙成長形成する際に、 N、  Pli
fj埋込層4A、8A中の不純物がエピタキシャル成長
と共にエピタキシャル層9A上に拡散(オートドーピン
グ)シ、各埋込層4A、8Aの厚さが上方1lIc孤大
するという現象、いわゆる「わき上り」が生じることが
知られている。ところが、この「わき上り」に際して、
前記したN型不純物とP型不祠物とでは拡散速度が大き
く異なり、ボロンの拡散速度がアンチモンやひ素よりも
格段に大きいため、P型埋込層8Aのわき上り童がN型
埋込層4Aよりも大きくなり、結果として同図のように
P型埋込層8A上に形成されるP型ウェル14Aの厚さ
が小さいものになる。
Therefore, when forming the epitaxial layer 9A' by monolithic growth on each of the buried layers 4A and 8A, N, Pli
fj Impurities in the buried layers 4A and 8A are diffused (autodoping) onto the epitaxial layer 9A during epitaxial growth, resulting in a phenomenon in which the thickness of each buried layer 4A and 8A increases upward by 1lIc, a so-called "rise". known to occur. However, when this "wakiari" occurs,
The diffusion rate of the N-type impurity and the P-type impurity described above is significantly different, and the diffusion rate of boron is much higher than that of antimony and arsenic. 4A, and as a result, the thickness of the P-type well 14A formed on the P-type buried layer 8A becomes smaller as shown in the figure.

このため、Paクエル14A内に形gされるNff1M
08)ランジスタQNの接合容量が大きくなり、このM
OS)ランジスタQNの動作速度が低下されるという問
題が生じている。このPalウェル14Aの厚さを所要
厚さに確保するためには、エピタキシャル成長条件を調
整することが考えられるが、この調姫は極めて困難であ
りかつこれによってN型りエlL/12Aの厚さが大き
くなり、特にバイポーラトランジスタQBにおける高周
波特性や耐圧が低下される。また、エピタキシャル層9
A自体の厚さを大きくすることはアイソレーションの微
細化の上からも不利である。
For this reason, Nff1M formed in Paquel 14A
08) The junction capacitance of transistor QN increases, and this M
OS) A problem arises in that the operating speed of the transistor QN is reduced. In order to ensure that the thickness of the Pal well 14A is the required thickness, it is possible to adjust the epitaxial growth conditions, but this adjustment is extremely difficult, and this makes it possible to reduce the thickness of the N-type well 14A. becomes large, and particularly the high frequency characteristics and breakdown voltage of the bipolar transistor QB are degraded. In addition, the epitaxial layer 9
Increasing the thickness of A itself is disadvantageous in terms of miniaturization of isolation.

なお、埋込層4A、8Aへの不純物のドープ量を変えて
不純物濃度を変化させることは、素子特性上好ましくな
い。
Note that it is not preferable in terms of device characteristics to change the impurity concentration by changing the amount of impurity doped into the buried layers 4A and 8A.

また、N型、P型間埋込層は、その部分の容土抵抗値を
低くし、0MO8特有のラッチアップ現象を防止する役
目を持つため、必要不可欠な大切な層である。
Furthermore, the buried layer between the N-type and P-type is an essential and important layer because it has the role of lowering the soil resistance value in that part and preventing the latch-up phenomenon peculiar to 0MO8.

上記の如く、MOS)ランジスタQNの動作速度の低下
は、MOS)ランジスタQs’y’メモリセル内の情報
保持用のトランジスタとして使用する場合に・ メモリ
1.C自体の速度の低下tきたしてしまう0 本願出願人らは、Bi−CMO8技術を用いてスタティ
ック型ランダム・アクセス・メモリ(Static R
andom Access Memory以下SRAM
という)を開発している。このSRAMはメモリ部’k
NMOSトランジスタ(高抵抗負荷型NMOSメモリセ
ル)で形成し、その周辺回路たとえばXデコーダ、Xデ
コーダ等はバイポーラトランジスタと0MO8)ランジ
スタya−混在させて形成し、高速化と低消費電力化と
を計っている。このBi−CMO8技術は負荷容量の大
きな配線を駆動する必要のある出力トランジスタやファ
ンアウトの大きな出力トランジスタを駆動能力の大きな
バイポーラ出力トランジスタで駆動するため、負荷容量
v高速で充放電できる。一方、論理機能はCMO8v用
いているため低消費電力化が可能である。
As mentioned above, the reduction in the operating speed of the MOS transistor QN occurs when the MOS transistor Qs'y' is used as a transistor for holding information in the memory cell.Memory 1. The speed of C itself is reduced.0 The applicants of this application have developed a static random access memory (Static R) using Bi-CMO8 technology.
andom Access Memory SRAM
) is being developed. This SRAM is the memory part'k
It is formed of NMOS transistors (high resistance load type NMOS memory cells), and its peripheral circuits, such as the ing. This Bi-CMO8 technology uses a bipolar output transistor with a large drive capacity to drive an output transistor that needs to drive wiring with a large load capacity or an output transistor with a large fan-out, so the load capacity v can be charged and discharged at high speed. On the other hand, since the logic function uses CMO8V, it is possible to reduce power consumption.

この技術の採用により高速でしかも低消費電力のSRA
Mが提供できるのであるが、本発明はメモリセル部や0
M08部のNMOSトランジスタの速度をも向上させよ
うというものである。
By adopting this technology, high speed and low power consumption SRA
M can be provided, but the present invention provides a memory cell section and
The aim is also to improve the speed of the NMOS transistor in the M08 section.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的はBi−MQS型半導体装置におけろN型
埋込層とPfi埋込膚の厚さを略等しくし、これにより
Pffiffミラエルの厚さに確保してN型MO8)ラ
ンジスタの動作速度の向上を図り、かつ一方ではN型ウ
ェルの厚さの増大を防止してバイポーラトランジスタの
高周波特性を向上し、更にエピタキシャル層を必要以上
に厚く形成することを防止してアイソレーションの微細
化を図ることのできる半導体装置の裏道方法を提供する
ことにある。
The purpose of the present invention is to make the thickness of the N-type buried layer and the Pfi buried layer approximately equal in a Bi-MQS type semiconductor device, thereby ensuring the thickness of the Pffiff mirael, so that the operation of the N-type MO8) transistor is achieved. In addition to improving the high-frequency characteristics of bipolar transistors by preventing an increase in the thickness of the N-type well, it also aims to improve the speed and miniaturize the isolation by preventing the epitaxial layer from becoming thicker than necessary. It is an object of the present invention to provide a backdoor method for semiconductor devices that can achieve the following.

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。
The above and other objects and novel features of the present invention include:
It will become clear from the description of this specification and the accompanying drawings.

し発明の概要〕 本願において開示される発明のうち代表的なも′のの概
要を蘭単に説明すれば、下記のとおりである。
Summary of the Invention] A brief summary of representative inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、半導体基板上にN型、P型の埋込層を形成し
た後、エピタキシャル成長を行なう前に、P型埋込層の
表面部の不純物濃度を低下させる処理を行なうことによ
り、エピタキシャルg長時におけるP型埋込層のわき上
りをN型埋込層程度に抑制でき、これによりP型埋込層
の厚さをN型埋込層と略同じにし、P型ウェルの必要厚
さt確保してN型MOSトランジスタの動作高速化を図
り。
That is, after forming N-type and P-type buried layers on a semiconductor substrate and before performing epitaxial growth, a process is performed to reduce the impurity concentration at the surface of the P-type buried layer, thereby increasing the epitaxial growth time. The rise of the P-type buried layer can be suppressed to the same level as the N-type buried layer, making the thickness of the P-type buried layer approximately the same as that of the N-type buried layer, and ensuring the required thickness t of the P-type well. In order to speed up the operation of N-type MOS transistors.

かつバイポーラトランジスタの高周波特性の改善。and improvement of high frequency characteristics of bipolar transistors.

アイソレーションの微細化、ラッチアップの防止を達成
できる。
It is possible to achieve finer isolation and prevention of latch-up.

前記P型埋込層の表面の不純物濃度を低下させる処理は
、表面に酸化膜を形成しかつこれン除去する方法、或い
は表面を水素還元処理する方法等が採用できる。
The process for reducing the impurity concentration on the surface of the P-type buried layer can be performed by forming an oxide film on the surface and removing it, or by subjecting the surface to hydrogen reduction treatment.

〔実施例〕〔Example〕

第1図(A)〜0は本発明を8重−0MO8(バイポー
ラ・相補型MO8混合)型半導体装置の製造プロセスに
適用した実施例を示している。
1A to 10 show an embodiment in which the present invention is applied to a manufacturing process of an 8-fold MO8 (bipolar/complementary MO8 mixed) type semiconductor device.

先ず、同図囚のように、P型シリコン基板1の表面に、
 el化a (S i Ot Ml ) 2 ト窒化膜
(Si、N。
First, as shown in the figure, on the surface of the P-type silicon substrate 1,
EL a (S i Ot Ml ) 2 nitride film (Si, N.

膜)3を形成した上でN型埋込層用マスク(図示せず)
を用〜・たフォトリングラフィ技術によりてパターニン
グする。そして、このSiQ、膜2とS i3N、膜3
tマスクにして表面にS b ! Os膜を堆積しかつ
これglooooG、約45分で熱処理することにより
、N型埋込層4が形成でき、その表面に5iQ1厚膜5
(同図の)参照)が形成できろ。
After forming film) 3, a mask for N-type buried layer (not shown) is applied.
Patterning is done using photolithography technology. Then, this SiQ, film 2 and Si3N, film 3
S b on the surface with a t mask! By depositing the Os film and heat-treating it for about 45 minutes, an N-type buried layer 4 can be formed, and a 5iQ1 thick film 5 is formed on its surface.
(See the same figure) can be formed.

前記Si3N4膜3′lj!:除去した後、同図03)
のように全面にボロン’%: 50 Kev、  I 
X 10 ”/c己でイオン打込みし、前記N型埋込層
4以外の部位にイオン打込み層6を形成する。そして、
前記Sin。
Said Si3N4 film 3'lj! : After removal, same figure 03)
Boron'% on the entire surface like: 50 Kev, I
Ion implantation is performed at a rate of X 10 ''/c to form an ion implantation layer 6 in a region other than the N-type buried layer 4. Then,
Said Sin.

膜5を一旦除去した後、全体ftrI1.素雰囲気下で
熱処理し、同図(Qの工5に全面に厚いSin、膜7Y
形成する。このとき、前記イオン打込層6は活性化され
てP型埋込層8として形成される。また、このとき、後
述するように、イオン打込層6として基板1に打込まれ
たボロンはSi□、$7によって表面から吸い出され、
結果としてP型埋込層8の表面部の不純物濃度が低下さ
れる。
After removing the film 5, the entire ftrI1. After heat treatment in an elementary atmosphere, a thick Sin film 7Y is applied to the entire surface of the process 5 of
Form. At this time, the ion implantation layer 6 is activated and formed as a P-type buried layer 8. Also, at this time, as will be described later, the boron implanted into the substrate 1 as the ion implantation layer 6 is sucked out from the surface by Si□, $7,
As a result, the impurity concentration at the surface of P-type buried layer 8 is reduced.

その上で、SiH4ガスを用い℃約970℃でエピタキ
シャル成長を行なえば、同図の)のように基板1上に約
1.5μmのエピタキシャル層9が形成される。このエ
ピタキシャル層9の成長と共に、N型、P型各埋込層4
,8の不純物が上方へ拡散され、各埋込層4.8のわき
上りが生じてその浮さが増大される。このとき、P型埋
込層8は表面部の不純物濃度の低下により、わき上り量
は抑制され、略N型埋込層4と同程度に抑えられる。
If epitaxial growth is then performed at about 970° C. using SiH4 gas, an epitaxial layer 9 of about 1.5 μm is formed on the substrate 1 as shown in ) in the same figure. Along with the growth of this epitaxial layer 9, N-type and P-type buried layers 4
, 8 are diffused upward, causing each buried layer 4.8 to bulge and its float to increase. At this time, the amount of rise of the P-type buried layer 8 is suppressed due to the reduction in the impurity concentration in the surface portion, and is suppressed to approximately the same level as that of the N-type buried layer 4.

次〜・で、同図■のように、表面にSiQ、膜10とS
i、N、膜11を形成し、かつこれ′%:Nウェル形成
用マスク(図示せず)にてパターニングする。
Next, as shown in ■ in the same figure, SiQ, film 10 and S
An i, N, film 11 is formed and patterned using a mask for forming an N well (not shown).

そして、これtマスクとしてりん(P)5’125Ke
V、  3 X 10 ”/c艷でイオン打込みし、か
つ1000℃、約200分間酸素雰囲気で熱処理するこ
とによりN型ウェル12が形成される。そして、これと
同時に同図[F]のように、N型ウェル12上にSiQ
、庫裏13が形成でき、前記S r 3 N a膜11
を除去後にボロンな60 Key、  8 X 10”
/C−でイオン打込みしかつ加熱処理することによりP
型ウェル14を形成できる。
And this t mask is Rin (P) 5'125Ke
The N-type well 12 is formed by implanting ions with V, 3 x 10''/c and heat treatment at 1000°C for about 200 minutes in an oxygen atmosphere.At the same time, the N-type well 12 is formed as shown in [F] in the same figure. , SiQ on the N-type well 12
, the storage space 13 can be formed, and the S r 3 Na film 11
Boron 60 Key after removal, 8 x 10”
/C- by ion implantation and heat treatment.
A mold well 14 can be formed.

以下、常法によって、同図(Oのように、素子分離用S
iQ、膜15、ゲート電極16.17、N型コレクタ層
18、P型ベースJii19、N型エミツタ層20、P
型、N型の各ソース・ドレイン領域21.22、層間絶
縁膜23、AJ配線24を形成することKより、前記N
型ウェル12内にバイポーラトランジスタQmlP型M
O8)ランジスタQpを、P型ウェル14内にN型MO
8)ランジスタQN!夫々形成したB I −CMO8
型半導体装置を構成できる。
Hereinafter, in the same figure (as shown in O), the element isolation S
iQ, film 15, gate electrode 16, 17, N-type collector layer 18, P-type base Jii 19, N-type emitter layer 20, P
By forming the N type and N type source/drain regions 21 and 22, the interlayer insulating film 23, and the AJ wiring 24, the N type
Bipolar transistor QmlP type M in type well 12
O8) A transistor Qp is placed in an N-type MO in the P-type well 14.
8) Langista QN! B I -CMO8 formed respectively
type semiconductor device can be constructed.

以上によれば、P型埋込層8を形成すべくボロンのイオ
ン打込層6を形成した後に基板1の表面KSiQ!膜7
を形成しかつこの5iQ1膜7の形成時又はその後に熱
処理を行なうと、表面よりの不H物(ホロy ) kt
s io、膜7に吸〜・出され、結局P型埋込層8にお
けるボロンの濃度分布は第2図(AJ&C示すよう忙な
る。つまり、SiQ、暎7中の濃度は高くなり、吸い出
された表面部の濃度は同図破線で示す従来値(4X 1
0 ” cm−3)下側よりも低く (4X 10” 
cm7”)なる。このとき、N型埋込層4では、不純物
としてのアンチモンの吸い出しは少ないため、同図(B
)のように、st□、膜7の濃度は低く、埋込層4表面
の濃度は高くなっ′″CIv・る。したがって、この状
態でエピタキシャル成長を行なえば、各埋込層4.8の
不純物はその表面からエピタキシャル層9に拡散してい
わゆる「わき上り」が生じることになるが、P型埋込層
8では不純物が拡散速度の大きなボロンであるのにもか
かわらず表面部の濃度が低℃・ためにわき上り量は抑制
され、前述のようにN型埋込層4の量と略同8B厩に抑
えられる。
According to the above, after forming the boron ion implantation layer 6 to form the P-type buried layer 8, the surface KSiQ of the substrate 1! Membrane 7
When 5iQ1 film 7 is formed and heat treated during or after the formation, impurities (holo y) kt from the surface
The concentration distribution of boron in the P-type buried layer 8 becomes busy as shown in FIG. The concentration on the surface area is the conventional value (4X 1
0” cm-3) lower than the bottom (4X 10”
cm7"). At this time, in the N-type buried layer 4, there is little suction of antimony as an impurity.
), the concentration of st is diffused from the surface into the epitaxial layer 9, causing so-called "swelling." However, although the impurity in the P-type buried layer 8 is boron, which has a high diffusion rate, the concentration at the surface is low. ℃, the amount of rise is suppressed, and as mentioned above, the amount of rise is suppressed to approximately 8B, which is the same as the amount of the N-type buried layer 4.

これにより、エピタキシャル層9に形成するP型ウェル
14の厚さく深さ)yal−これまでよりも太き(でき
、P型ウェル14内に形成するN型MOSトランジスタ
QNの接合容ta’低減して動作の高速化を図ることが
できる。一方、P型ウェル14の厚すヲ大にしてもエピ
タキシャル層9の厚さはこれまでと同じであり、N型ウ
ェル12が厚< <m< >なることもないので、バイ
ポーラトランジスタQBの高周波特性を良好に確保でき
る。
As a result, the thickness and depth of the P-type well 14 formed in the epitaxial layer 9 can be made thicker than before, and the junction capacitance ta' of the N-type MOS transistor QN formed in the P-type well 14 can be reduced. On the other hand, even if the thickness of the P-type well 14 is increased, the thickness of the epitaxial layer 9 remains the same as before, and the thickness of the N-type well 12 is <<m<>. Therefore, good high frequency characteristics of the bipolar transistor QB can be ensured.

l!忙、場合によつ1はエピタキシャル層9をこれまで
よりも薄(することができ、バイポーラトランジスタQ
!+の高周波特性の向上を図り得ると共に、アイソレー
ジ謬ンの微細化にも有効となる。
l! In some cases, the epitaxial layer 9 can be made thinner than before, and the bipolar transistor Q
! It is possible to improve the high frequency characteristics of +, and it is also effective in miniaturizing isolation errors.

他方、前記N型埋込層4とN型ウェル12の形成に際し
、第3図囚のようにN型埋込層用マスクM4をN型つニ
ル用マスクMImよりも大きく形成しているので、各マ
スクM4 m M、、の位置合せに誤差が生じた場合で
も同図[F])のようにN型ウェル12がN型埋込層4
外にはみ出ることはない。この点、これまでは第4図囚
のように、N型埋込層用マスクM4とN型ウェル用マス
2M1.は略同−寸法に形成していたために位置合せ誤
差にょっ二同図日のようにN型ウェル12がN型埋込層
4からはみ出てP型埋込層8上に突出することが生じ易
い。このような状態になると、N型ウェル12に形成す
るP型不純物層25とP型埋込層8の間にオートドーピ
ングによっ℃バンチスルーfluが発生し、例えばバイ
ポーラトランジスタにおけるベース・基板間耐圧の低下
やP型MO8)ランジスタにおけるドレイン・基板間耐
圧の低下等の不具合が生じることになる。これに対し、
本例ではこのような問題は発生しない。なお、マスク反
対側で第3図(BlのようにP型ウェル14がN型埋込
層4上に突出する状態が生ずるが、N型埋込層4やN型
不純物層26g形成するN型不純物(sb。
On the other hand, when forming the N-type buried layer 4 and the N-type well 12, the mask M4 for the N-type buried layer is formed larger than the mask MIm for the N-type well as shown in FIG. Even if an error occurs in the alignment of each mask M4 m M, , the N-type well 12 is connected to the N-type buried layer 4 as shown in the figure [F]).
It never goes outside. In this respect, as shown in FIG. 4, the N-type buried layer mask M4 and the N-type well mask 2M1. Because they were formed to have approximately the same dimensions, the N-type well 12 may protrude from the N-type buried layer 4 and protrude onto the P-type buried layer 8 due to alignment error, as shown in the same figure. easy. In such a state, bunch-through flu occurs due to autodoping between the P-type impurity layer 25 formed in the N-type well 12 and the P-type buried layer 8, and for example, the base-substrate breakdown voltage of a bipolar transistor is reduced. Problems such as a decrease in the voltage and a decrease in the withstand voltage between the drain and the substrate in the P-type MO8 transistor will occur. In contrast,
Such a problem does not occur in this example. Note that on the opposite side of the mask, a state in which the P-type well 14 protrudes above the N-type buried layer 4 occurs as shown in FIG. Impurities (sb.

As、P)はオートドーピングが生じ難〜・ので耐圧低
下部の問題が生じることはない。
As and P) are difficult to cause autodoping, so there is no problem of reduced breakdown voltage.

〔効果〕〔effect〕

(1)P型、N型の埋込層上にエピタキシャル層を形成
するに際し、エピタキシャル成長の前にP型埋込層の表
面部の不純物濃度を低下させる処理を行なっているので
、エピタキシャル成長時におけるP型埋込層のわき上り
t抑制でき、P型ウェルの必要?!@さya1′確保し
てこのP型つニル内に形成するN型MOSトランジスタ
の接合容量を低減でき、動作速度の向上を達成できる。
(1) When forming an epitaxial layer on the P-type and N-type buried layers, treatment is performed to reduce the impurity concentration at the surface of the P-type buried layer before epitaxial growth. Is it possible to suppress the rise of the mold buried layer and the need for a P-type well? ! By securing @saya1', the junction capacitance of the N-type MOS transistor formed within this P-type transistor can be reduced, and the operating speed can be improved.

(21P型埋込層の表面を酸化させることにより、表面
部の不純物製置を低下させるので、工程を大喝に増やす
こともなく容易に目的を達成することができる。
(By oxidizing the surface of the 21P type buried layer, the concentration of impurities on the surface portion is reduced, so the objective can be easily achieved without increasing the number of steps.

(3)P型埋込層のわき上りのみケ効果的に抑制してい
るので、N型埋込層上のN型ウェルが深くなることはな
く、N型ウェル内に形成するバイポーラトランジスタの
高周波特性を向上できる。
(3) Since the rise of the P-type buried layer is effectively suppressed, the N-type well above the N-type buried layer does not become deep, and the high frequency of the bipolar transistor formed in the N-type well Characteristics can be improved.

(41エピタキシャル層を薄くしても必要な深さのP型
りエルを確保できるので、アイソレーションの間@を小
さくしてアイソレーションの微細化を達成できる。
(Even if the 41 epitaxial layer is made thinner, the required depth of the P-type reel can be ensured, so that @ during isolation can be made smaller to achieve finer isolation.

(5)N型埋込層用のマスクtN型ウェル用のマスクよ
りも大きくしているので、位置合せ誤差によってもN型
ウェルのはみ出しを防止でき、素子の耐圧を向上して信
頼性および歩留の向上を達成できる。
(5) Since the mask for the N-type buried layer is larger than the mask for the N-type well, it is possible to prevent the N-type well from protruding even due to alignment errors, improving the device's breakdown voltage and improving reliability. It is possible to achieve improvement in retention.

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、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。たとえば、P型埋込層
の表面部の不純物濃度を下げる方法としては、水素雰囲
気下で埋込層表面を還元処理する方法も考えられる。
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, as a method of reducing the impurity concentration at the surface of the P-type buried layer, a method of reducing the surface of the buried layer in a hydrogen atmosphere may be considered.

〔利用分野〕[Application field]

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Bi−CMO8型半
導体装置に適用した場合につい℃説明したが、それに限
定されるものではなく、CMO8半導体装置にも適用で
きる。
In the above explanation, the invention made by the present inventor was mainly applied to a Bi-CMO8 type semiconductor device, which is the background field of application. can also be applied.

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

第1因囚〜(Gは本発明方法を説明するための工程断面
図、 第2図囚、CB)は夫々P型埋込層、N型埋込層の不純
物濃度分布を示す図、 第3図囚、β)は本例のN型埋込層、N型ウェルのマス
ク平面図と断面図、 第4図囚、■はこれまでのN型埋込層、N型ウェルのマ
スク平面図と断面図、 第5図はこれまでのBi −CMO8型半導体装置の断
面図である。 l・・・シリコン基板、4・・・N型埋込層、7・・・
厚いSiN2膜、8・・・P型埋込層、9・・・エピタ
キシャル層、12・・・Nff1ウエル、14・・・P
型ウェル、16゜17・・・ゲート、18・・・N型コ
レクタ層、19・・・P型代−ス層、20・・・Nmエ
ミツタ層、21・・・P型ソース・ドレイン層、22・
・・Nm、ソース・ドレイン層、25・・・P型不純物
層、26・・・Nfm不純物層、M4・・・N型埋込層
用マスク、MI!・・・N型つニル用マスク%QB・・
・バイポーラトランジスタ、Qp −P型MO8)ラン
ジスタ、QN・・・N型MOSトランジスタ。 代理人 弁理士  小 川 勝 男メーーー第  1 
 図 (D) トlへ\ト馴\呵簡 へ
The first factor ~ (G is a process cross-sectional view for explaining the method of the present invention, Figure 2, CB) is a diagram showing the impurity concentration distribution of the P-type buried layer and the N-type buried layer, respectively. Figure 4, β) is the mask plan view and cross-sectional view of the N-type buried layer and N-type well in this example, and Figure 4, ■ is the mask plan view of the conventional N-type buried layer and N-type well. Cross-sectional view FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional Bi-CMO8 type semiconductor device. l...Silicon substrate, 4...N-type buried layer, 7...
Thick SiN2 film, 8...P type buried layer, 9...Epitaxial layer, 12...Nff1 well, 14...P
type well, 16° 17...gate, 18...N type collector layer, 19...P type source layer, 20...Nm emitter layer, 21...P type source/drain layer, 22・
...Nm, source/drain layer, 25...P type impurity layer, 26...Nfm impurity layer, M4...N type buried layer mask, MI! ...Mask for N type Tsuniru %QB...
- Bipolar transistor, Qp-P type MO8) transistor, QN...N type MOS transistor. Agent: Patent Attorney Masaru Ogawa - No. 1
Diagram (D) To \ To \ To \ To Kanji

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、半導体基板上にN型、P型の不純物理込層を形成し
、かつこの上にエピタキシャル層を成長させ、このエピ
タキシャル層上にトランジスタ等の素子を形成してなる
半導体装置の製造方法であつて、前記エピタキシャル層
の成長前に少なくとも前記P型不純物埋込層の表面部の
不純物濃度を低下させる処理を施すことを特徴とする半
導体装置の製造方法。 2、表面部の不純物濃度を低下させる方法は、埋込層の
表面を酸化処理して酸化膜を形成し、その後にこの酸化
膜を除去する方法である特許請求の範囲第1項記載の半
導体装置の製造方法。 3、表面部の不純物濃度を低下させる方法は、埋込層の
表面を水素還元する方法である特許請求の範囲第1項記
載の半導体装置の製造方法。 4、P型埋込層を形成すべくP型不純物をイオン打込み
した後に表面部の不純物濃度を低下させ、しかる上でア
ニール処理してP型埋込層を形成してなる特許請求の範
囲第1項ないし第3項のいずれかに記載の半導体装置の
製造方法。 5、N型埋込層の形成用マスクの寸法を、このN型埋込
層上のエピタキシャル層に形成するN型ウェルの形成用
マスクの寸法よりも大きく形成してなる特許請求の範囲
第1項記載の半導体装置の製造方法。
[Claims] 1. An N-type and P-type impurity physical layer is formed on a semiconductor substrate, an epitaxial layer is grown on this layer, and elements such as transistors are formed on this epitaxial layer. 1. A method for manufacturing a semiconductor device, the method comprising: performing a process to reduce the impurity concentration of at least a surface portion of the P-type impurity buried layer before growing the epitaxial layer. 2. The semiconductor according to claim 1, wherein the method for reducing the impurity concentration in the surface portion is to oxidize the surface of the buried layer to form an oxide film, and then remove this oxide film. Method of manufacturing the device. 3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the method for reducing the impurity concentration in the surface portion is a method of reducing the surface of the buried layer with hydrogen. 4. After ion-implanting P-type impurities to form a P-type buried layer, the impurity concentration in the surface portion is lowered, and then annealing is performed to form a P-type buried layer. A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of Items 1 to 3. 5. Claim 1, wherein the dimensions of the mask for forming the N-type buried layer are larger than the dimensions of the mask for forming the N-type well to be formed in the epitaxial layer on the N-type buried layer. A method for manufacturing a semiconductor device according to section 1.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63221660A (en) * 1987-03-10 1988-09-14 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor integrated circuit device and manufacture thereof
JP2007095827A (en) * 2005-09-27 2007-04-12 Sanyo Electric Co Ltd Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2010528452A (en) * 2007-02-28 2010-08-19 フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド Microelectronic assembly with improved isolation voltage performance and method of forming the same

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