JPS613446A - 集積回路装置 - Google Patents

集積回路装置

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JPS613446A
JPS613446A JP59123751A JP12375184A JPS613446A JP S613446 A JPS613446 A JP S613446A JP 59123751 A JP59123751 A JP 59123751A JP 12375184 A JP12375184 A JP 12375184A JP S613446 A JPS613446 A JP S613446A
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Ryota Kasai
笠井 良太
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    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices 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
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    • H01L27/0617Devices 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 a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region comprising components of the field-effect type
    • H01L27/0623Devices 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 a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region comprising components of the field-effect type in combination with bipolar transistors

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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】 (産業上の利用分野) 本発明は動作速度の速いバーテイカルバイポーラトラン
ジスタtnMO8FET 、l)MOS FETと同一
の半導体基板上に設けた集積回路に関するものである。
(従来技術) 〜従来、この種の集積回路は第3図のように構成されて
いた。図において、100はp+基導体基板、101は
n+埋め込み層、102はp−エピタキシャル層、10
3はnウェル層、103’はn+コレクタ層、104は
p型チャネルドーグ層、104′はp型ベース層、10
5はn+ソース、ドレイン拡散層、105′はn+エミ
ッタ、コ、レクタ拡散層、106はp+ソース、ドレイ
ン拡散層、  106’はp+ベース電極用拡散層、1
07はpチャ坏ルストツバ用拡散層、iosはフィール
ド酸化膜、109は電極、110はpチャネルMO8F
ET、111はnチャネル間O8FET を表わす。
ここで、103と103’、 104と104’、 1
05と105’。
106と106′は同一工程で作られる。このような構
成においては、npnバイポーラトランジスタ、nMO
8FET 、pMO8FETの相互間の分離が厚いフィ
ールド酸化膜108とチャネルストッパ拡散層107で
行なわれるため、例えばpナヤネルトランジスタ用nウ
ェル領域103とnpnパイボーラトランジスメコレク
タ領域103′間には寄生のnpnラテラルバイポーラ
トランジスタが形成されることになシ、この寄生トラン
ジスタを非活性化しなければならない。このため、10
3と103′の間隔を大きくとらなければならず、集積
度の低減金招くことになる。また、npnバイポーラト
ランジスタのベース領域面積は、エミッタ拡散層105
′とベース拡散層106′をベース領域に含まれなけれ
ばならないため、通常の製造工程では大きくなる。例え
ば、最小バタンサイズW、合わせ余裕S″′Cある製造
技術を使った場会、第4図に示すごとくベース領域面積
は少くとも(2w+7 s ) (w+48 )となる
w= s = 2μのプロセスでは180μ2である。
一方、エミッタ面積は(w+2 s )’=36μ2で
おり、エミッタ面積とベース面積の比は5と大きな値に
なシ、電流増幅率の低下を招くことになる。また、ペー
ス抵抗都はベース拡散層中心からエミッタ拡散層中心ま
での距離に比例するが、この距離がW+48=10μと
大きいため、大電流動作状態でのトランジション周波数
りも低下する。さらには、ベース面積が大きいため、コ
レクターベース間容量も大きく、従って、トランジショ
ン周波数fTも低下する。
(発明が解決しようとする問題点) 以上の工うに従来の装置においては、 (イ)集積度を高くとることが困難であること(0)電
流増幅率を高くと9にくいこと(ハ)トランジション周
波数が低下しやすいことなどの欠点があった。本発明は
これらの欠点を改善するために提案されたものである。
(問題点を解決するための手段) 本発明はこれらの欠点を除去するため、半導体基板に細
い溝を掘って、素子間を分離し、バーテイカルバイポー
ラトランジスタのベース面積低減、ベース抵抗低減を図
ったものでおる。
上記の目的を達成するため、本発明は集積回路装置の表
面から基板方向に向って、エミッタを形成する高濃度の
第1の導電型半導体領域、ベースを形成する第2の導電
型半導体領域及びコレクタを形成する第1の導電型半導
体領域を備えたパーティカルパイポーラトランジスタを
複数個を少くとも具備する集積回路装置において、前記
のエミッタ領域及びその直下のベース領域の周囲が溝に
より囲まれて形成され、該溝の深さは前記のコレクタ領
域下部に接する埋め込み拡散層の上面に達する深さであ
り、該溝のIFJ部は前記の埋め込み拡散層及びコレク
タ領域に接する部分は絶縁物が充填され、ベース領域に
接する部分は、高濃度の第2の導電型半導体又は金属で
充填され、前記のベース領域とオーミックコンタクトを
保ち、ベース電極を形成することを特徴とする集積回路
装置を発明の要旨とするものである。
次に不発明の実施例を添付図面について説明する。なお
実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸脱しな
い範囲で、柚々の変更あるいは改良を行いうろことは言
うまでもない。
第1図及び第2図は不発明の集積回路装置の実施例を示
すものであって、第1図は縦断面図、第2図は平面図を
示す。
図において100はp+型半導体基板、101ばn+型
埋め込み層、102はp−型エピタキシャル層、103
はn型ウェル層、103’はn+型コレクタ層(コレク
タ領域)、104はp型チャネルドープ層、104′は
p+型ペース層(ペース領域〕、105はn+型ソース
、オレイン拡散層、105′はn+型エミッタ拡散層(
エミッタ領域)、105“はコレクタ拡散層、106は
p+型ソース、ドレイン拡散層、108はフイ、−ルド
酸化膜、109はゲート電極、110はpチャネルMO
Sトランジスタ、111はnチャネルMO8)ランジス
タ、112はバーテイカルバイポーラトランジスタを示
す。
120は各素子領域間分離用溝、121はnpnバイポ
ーラトランジスタのベース電極用溝、122はコレクタ
抵抗低減用溝である。第1の溝120の内面は5102
酸化物又はノンドーグドポリシリコン123でおおわれ
、さらに溝の内部には高抵抗ポリシリコン124で充填
されている。第2の溝121はトランジスタのベース層
104’の底面よシ深い部分は内面が酸化物123でお
おわれ、溝の内部には高抵抗ポリシリコンまたは絶縁物
125が充填されている。逆にベース層104′の底面
工9浅い部分はp+型の低抵抗ポリシリコン126が充
填されており、ベース層104′とオーミックコンタク
トされている。溝122の内部にはr型ドープドポリシ
リコン127が充填されている。
バーテイカルバイポーラトランジスタを構成しているエ
ミツタ層105’ 、低抵抗ポリシリコン層、コレクタ
拡散層105“、I)MOSFET )ランジスタを構
成しているソース・ドレイン層106、nMO8FET
 トランジスタを構成しているソース・ドレイン層10
5を除いた半導体表面は厚い酸化lI5!10gでおお
われている。
素子間分離用溝120の表面は完全に厚い酸化膜108
でお2われておジ、ベース電極用溝121は、エミツタ
層105”t−覗り囲んで配置されてお9、この溝の一
部は、第2図に示すように延長されている。この部分は
126で示されている。
106′はベース電極を示す。
次に主としてバイポーラトランジスタ部分の製造工程を
示す。
(a) p+半導体基板Zooに不純物イオンを注入し
てn埋め込みl1i101を形成する。
(b)次ニエビタキシャル法によって、全面にp−エピ
タキシャル層を形成する。第1図では102で示される
層と同じ層を埋め込み層101上に形成する。
(C)次に所望のマスクを用い、エツチングを施して溝
120を形成する。
(d)この溝の内側に酸化膜を形成し、ついで溝の内部
にポリシリコン125 i充填する。
(e)次に、lに形成したエピタキシャル層に不純物イ
オンを注入してn層103 、103’(i一つくる。
(f)次にこの103′層に前と同じ方法で溝121゜
122をつくる。
(ロ))溝122をマスクして、溝121の内側に酸化
膜を形成した後、溝の内部に高抵抗ポリシリコン125
又は絶縁物を充填する。
Φ)次に充填された高抵抗ポリシリコン及び内面酸化膜
を、所定の厚さだけエツチング除去した後、濃度の高い
ポリシリコン126 i充填する。
(i)次に溝122については内部に高濃度のn+の、
ポリシリコン127 ’に充填1−る。
(j)次にエピタキシャル法にニジベース層104′を
形成する。
(6)次に所定の箇所にマスクを施し、エツチングした
後、酸化物層108を形成する。
(1)次にエミツタ層105’ 、コレクタ電極層10
5“を形成する。
(f’P用) 上記のような構造になっているため、npnバイポーラ
トランジスタ、nMO8FET )ランジスタ、pMO
8FET )ランジスタは、それぞれ絶縁物で充填され
た細く、かつ深い溝で分離されているため、従来のこの
種の装置において必要とされている分離領域の面積を減
少することができ、従って高密度化が可能である、また
上半分を低抵抗ポリシリコンで充填されにベース電極用
の溝が、エミッタ電極を取り囲むため、ベース抵抗を定
めるエミッタ電極の中心から、ベース電極中心までの距
離は等価的に(w十8)/4となり、従来の構造のトラ
ンジスタに比べ、ベース抵抗を約−に低減することがで
きる。
さらにエミッタ電極面積と実効ベース領域の面積はtl
ぼ等しく、従って従来構造、J:すも電流増幅率を高く
とることができ、かつベース、コレクタ間容量も大幅に
減少可能であり、又トランジション周波数も低下する。
さらにコレクタ抵抗低減用溝122”、[設ければ、ベ
ース電極用溝121と同一の溝形成工程により形成する
ことができ、又表面のコレクタ電極と、コレクタ領域と
接する埋め込み層とin+ポリシリコンで接続可能とな
る。通常nウェルの比抵抗は数Ωαである一方、n+ポ
リシリコンの比抵抵抗を大幅に低減でき、表面のコレク
タ電極面積も小さくすることが可能である。
またn+拡散層105をエミッタとし、p−型エピタキ
シャル層102及びp+半導体基板100をベース、n
+埋め込与層101及びn型ウェル層103をコレクタ
とするnpnバイポーラトランジスタと、p+拡散層1
06をエミッタ、n+埋め込み層101及びnIjI!
ウェル層103全103ヲベース導体基板100及びp
−型エピタキシャル層102 f、コレクタ、とするp
npバイポーラトランジスタからなる寄生サイリスクに
おいて、この構造では120の深い溝が形成されている
ため、npnバイポーラトランジスタのベース幅及びp
npバイポーラトランジスタのベース幅が長くなシ、両
トランジスタの電流増幅率hfeを低下できる。100
及び101が高濃度であるから、両トランジスタのベー
ス、エミッタ間抵抗を減少できる。この2つの効果によ
ジ寄生サイリスタがターンオンしにくくなり、ラッテア
ップを防止できる。
(発明の効果) 禾発明゛によれば、集積回路装置においてエミッタ領域
及びその直下のベース領域の周囲が溝により囲まれて形
成され、畝溝の深さはコレクタ領域下部に接する埋め込
み拡散層の上面に達する深さであシ、該溝内部は前記の
埋め込み拡散層及びコレクタ領域に接する部分は絶縁物
が充填され、ベース領域に接する部分は、高濃度の第2
の導電型半導体又は金屑で充填され、前記のベース領域
とオーミックコンタクトを保ち、ベース電極を形成する
ように構成されているため (イ)集積回路装置として高密度化が可能であること (ロ)バイポーラトランジスタのベース抵抗を低減する
ことができること (ハ)電流増幅率を高くとることができ、さらにトラン
ジション周波数を低下せしめることができること に)さらに0MO8およびバイポーラ回路のラッチアッ
プをほぼ完全に防止することができること 等の効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の集積回路装置の断面図、第2図は平面
図、第3図は従来の集積回路装置の断面図、第4図は平
面図を示す。 100・・・・・・p+半導体基板 101・・・・・・r型埋め込み層 102・・・・・・p−型エピタキシャル層103・・
・・・・n型ウェル層 103′・・・・・・n+型コレクタ層104・・・・
・・p型チャネルドープ層104′・・・・・・p+型
ベース層 105−・・・・・n+型ソース・ドレイン拡散層10
5’・・・・・・n+型エミッタ拡散層105“・・・
・・・コレクタ拡散層 106・・・・・・p+型ソース曝ドレイン拡散層10
8・・・・・・フィールド酸化膜 109・・・・・・ゲート電極

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)集積回路装置の表面から基板方向に向つて、エミ
    ッタを形成する高濃度の第1の導電型半導体領域、ベー
    スを形成する第2の導電型半導体領域及びコレクタを形
    成する第1の導電型半導体領域を備えたバーテイカルバ
    イポーラトランジスタを複数個を少くとも具備する集積
    回路装置において、前記のエミッタ領域及びその直下の
    ベース領域の周囲が溝により囲まれて形成され、該溝の
    深さは前記のコレクタ領域下部に接する埋め込み拡散層
    の上面に達する深さであり、該溝の内部は前記の埋み込
    み拡散層及びコレクタ領域に接する部分は絶縁物が充填
    され、ベース領域に接する部分は、高濃度の第2の導電
    型半導体又は金属で充填され、前記のベース領域とオー
    ミックコンタクトを保ち、ベース電極を形成することを
    特徴とする集積回路装置。
  2. (2)エミッタ領域、ベース領域及びコレクタ領域を取
    り囲む溝と離れた位置に、第2の溝を形成し、該溝の内
    部には高濃度の第2の導電型の半導体又は金属が充填さ
    れ、溝の下部は半導体層によりコレクタと接続され、上
    部はコレクタ電極として形成される特許請求の範囲第1
    項記載の集積回路装置。
  3. (3)集積回路装置内に形成されているそれぞれの電界
    効果トランジスタを取り囲む第3の溝を形成し、該溝の
    内側は酸化物で被覆し、更にその内部には高抵抗材料又
    は絶縁物が充填されている特許請求の範囲第1項記載の
    集積回路装置。
JP59123751A 1984-06-18 1984-06-18 集積回路装置 Granted JPS613446A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6347963A (ja) * 1986-08-13 1988-02-29 シ−メンス、アクチエンゲゼルシヤフト 集積回路とその製造方法
JPS6360553A (ja) * 1986-09-01 1988-03-16 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体装置とその製造方法

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JPS6347963A (ja) * 1986-08-13 1988-02-29 シ−メンス、アクチエンゲゼルシヤフト 集積回路とその製造方法
JPS6360553A (ja) * 1986-09-01 1988-03-16 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体装置とその製造方法

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