JPS6161540B2 - - Google Patents

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JPS6161540B2
JPS6161540B2 JP55018690A JP1869080A JPS6161540B2 JP S6161540 B2 JPS6161540 B2 JP S6161540B2 JP 55018690 A JP55018690 A JP 55018690A JP 1869080 A JP1869080 A JP 1869080A JP S6161540 B2 JPS6161540 B2 JP S6161540B2
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JP
Japan
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layer
transistor
collector
switching transistor
polycrystalline silicon
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JP55018690A
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JPS56115560A (en
Inventor
Koichi Kanzaki
Minoru Taguchi
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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Priority to US06/236,248 priority patent/US4377903A/en
Publication of JPS56115560A publication Critical patent/JPS56115560A/ja
Publication of JPS6161540B2 publication Critical patent/JPS6161540B2/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
    • H01L21/77Manufacture 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
    • 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
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/033Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Bipolar Transistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はI2Lゲートを集積してなる半導体装
置の製造方法に関する。
I2L(Integrated Injection Logic)ゲートは、
通常のトランジスタとはエミツタ、コレクタを逆
にした逆構造バーテイカルトランジスタをスイツ
チング・トランジスタとし、このスイツチング・
トランジスタのベースをコレクタとするこれと相
補型のラテラルトランジスタを前記ベースに電荷
を注入するためのインジエクタ・トランジスタと
する複合構造をもつた論理素子である。I2Lゲー
トは、(1)論理振幅が小さく、高速かつ低消費電力
の動作が可能である、(2)素子間分離が不要なので
集積度が高く、大規模集積回路への応用に適して
いる、(3)バイポーラブロセス技術を用いて作れる
ため同一チツプ上にECL回路等他のバイポーラ
回路を容易に共存させることができる、等の特徴
を有するため近年注目を集めている。
I2Lゲートをより高速動作させるために各所で
研究がなされているが、例えばスイツチング・ト
ランジスタのエミツタおよびベース領域に蓄積さ
れている少数キヤリアを前段のスイツチング・ト
ランジスタがシンクする時間、いわゆる少数キヤ
リアの蓄積時間小さくすることが重要であると指
摘されている。(IEEE Journal of Solid−State
Circuits,Vol.SC−14,No.2,Apr.1979 P327〜
336参照)。この蓄積時間を小さくするためには、
少数キヤリアが蓄積される領域の不純物濃度分布
を最適化することに加えて、その領域を必要最小
限まで小さくすることが有効である。そのような
構造として第1図a,bに示すものが既に提案さ
れている。この構造は、まずP型Si基板1にn+
型埋込み層2を介してn型層3をエピタキシヤル
成長させたウエハを用意し、選択酸化法等により
フイールド酸化膜4を形成する。次に不純物をド
ープしてスイツチング・トランジスタのベース層
兼インジエクタ・トランジスタのコレクタ層とな
るP型層5およびインジエクタ・トランジスタ
のエミツタ層となるP型層5を形成する。次に
P型層5上を横切つてフイールド酸化膜4上に
延在するように不純物をドープした多結晶シリコ
ン膜6,6を配設して、これら多結晶シリコ
ン膜6,6の不純物を拡散させてスイツチン
グ・トランジスタのコレクタ層7,7を形成
する。その後、全面を酸化膜8でおおい、これに
コンタクトホールをあけてAl等による電極9
,9を配設して得られる。多結晶シリコン膜
,6はコレクタ層7,7の不純物拡散
源として用いられるだけでなく、そのままコレク
タ電極として用いられ、ベース電極9はこれに
立体交差して設けられることになる。
この構造では、P型層5は三方がフイールド
酸化膜4に接して形成されており、コレクタ層7
,7はこのP型層5上を横切つてフイール
ド酸化膜4に接して形成されているから、スイツ
チング・トランジスタのベース領域は最小限の面
積になつている。そしてこの場合、インジエク
タ・トランジスタのエミツタ層5から注入され
た電荷がエミツタ層5から遠い方のコレクタ層
直下に到達しにくい点を解決するために、各
コレクタ層7,7の両側にコンタクトホール
を設けて電極9をコレクタ層7,7の両で
P型層5にコンタクトさせている。従つてこの
構造によれば、スイツチング・トランジスタのベ
ース面積を十分小さくできるために少数キヤリア
の蓄積時間が小さくなり、I2Lゲートの高速動作
が可能となる。
しかしながら第1図の構造でも、I2Lゲートの
より一層の高速化と高集積化にとつて未だ解決す
べき問題がある。上述の製造工程から明らかなよ
うに、電極9をコレクタ層7,7の両側で
P型層5にコンタトさせるためのコンタクトホ
ールの形成にマスク合せ誤差をを十分に考慮しな
ければならず、従つてP型層5の端部からコレ
クタ層7までの距離やコレクタ層7,7
間隔にマスク合せの余裕を見込まなければならな
いからである。
この発明は上記の点に鑑み、スイツチング・ト
ランジスタのコレクタ層に対してインジエクタ・
トランジスタのエミツタ層とコレクタ層を最近接
位置に自己整合的に形成することにより、I2Lゲ
ートのより一層の高速化と高集積化を図るように
した半導体装置の製造方法を提供するものであ
る。
この発明においては、フイールド酸化膜等の分
離層で囲まれた一導電型半導体層に、まず部分的
に絶縁膜でマスクして不純物をドープすことによ
りスイツチング・トランジスタの内部ベース層を
形成する。そして前記内部ベース層表面には不純
物をドープした多結晶シリコン膜を拡散源として
コレクタ層を形成する。このとき多結晶シリコン
膜はベース層上を横切つて前記分離層上まで延在
させて設け、これをそのままコレクタ電極として
用いる。またコレクタ拡散のための多結晶シリコ
ン膜と同時に、この発明ではインジエクタ・トラ
ンジスタのベース領域上の前記絶縁膜上にも多結
晶シリコン膜を設ける。そしてこれらの多結晶シ
リコン膜をマスクとして例えばイオン注入法等に
より不純物をドープして、インジエクタ・トラン
ジスタのエミツタ層、コレクタ層およびスイツチ
ング・トランジスタの外部ベース層を自己整合的
に同時に形成する。
以下この発明の実施例を説明する。第2図a〜
fはその製造工程を示す断面図である。まずP型
Si基板11上にn+型埋込み層12を介してn型
層13をエピタキシヤル成長させたウエハを用
い、選択酸化法によりフイールド酸化膜14を形
成し、このフイールド酸化膜14で囲まれた領域
を酸化膜15により部分的にマスクしてボロン等
ををドープしてスイツチング・トランジスタのP
型内部ベース層16を形成する。この内部ベース
層16は三方がフイールド酸化膜14と接する。
次に徐部ベース層16上および酸化膜15上に選
択的に例えば砒素をドープした多結晶シリコン膜
17〜17をパターニングするb。この状態
の平面パターンを第3図に示した。多結晶シリコ
ン膜17,17はコレクタ拡散源になると同
時に、外部ベース層形成のためのマスクとして、
更にコレクタ電極としても用いられるもので、第
3図に示したようにP型内部ベース層16上を横
切つてフイールド酸化膜14上にまで延在するよ
うにパターニングされている。また酸化膜15上
の多結晶シリコン膜17は拡散源としては用い
られず、インジエクタ・トランジスタのエミツタ
層とコレクタ層を形成する際のマスクとして用い
られるものである。この後、酸化膜エツチングを
行つて多結晶シリコン膜17〜17でおおわ
れていない領域のウエハ面を一旦露出させ、改め
て低温でのウエツト酸化を行つて、多結晶シリコ
ン膜17〜17の表面で厚く(例えば3000
Å)、それ以外の部分では薄い(例えば300Å)酸
化膜18を形成するc。そして次に例えばボロン
のイオン注入を行いd、続いて熱処理を行つて、
多結晶シリコン膜17,17の礫素を拡散さ
せてスイツチング・トランジスタのn+型コレク
タ層19,19を形成すると同時にイオン注
入で打込んだボロンを拡散させてP+型層20
〜20を形成するe。P+型層20はインジ
エクタ・トランジスタのエミツタ層となり、P+
型層20はインジエクタ・トランジスタのコレ
クタ層兼スイツチング・トランジスタの外部ベー
ス層となり、P+型層20,20はスイツチ
ング・トランジスタの外部ベース層となる。この
後、酸化膜エツチングを行つてP+型層20
20上にコンタクトホールをあけ、例えばAl
膜の蒸着、パターニング工程を経て電極21
21を形成するf。酸化膜18は前述のように
多結晶シリコン膜17〜17の表面で厚くそ
れ以外の部分で薄いから、酸化膜エツチングには
マスク工程を要せず、エツチング時間を制御する
だけで、多結晶シリコン膜17〜17の表面
を露出させることなくP+型層20〜20
にコンタクトホールをあけることができる。こう
して、電極21がコレクタ電極である多結晶シ
リコン膜17,17と立体交差して各コレク
タ層19,19の両側の外部ベース層である
+型層20,20,20にコンタクトし
た構造が得られる。この最終構造の模式的平面パ
ターンを第4図に示す。
この実施例によれば、ラテラルトランジスタで
あるインジエクタ・トランジスタのエミツタ層と
コレクタ層は、スイツチング・トランジスタのコ
レクタ層に対して、多結晶シリコン膜17〜1
をパターニングする際のマスク寸法で決まる
最近接位置に自己整合的に形成される。しかもP
+型層20〜20上のコンタクトホールは、
多結晶シリコン膜と単結晶シリコン上の酸化膜厚
の差を利用して、マスク工程を要せず全面酸化膜
エツチングにより形成される。従つてインジエク
タ・トランジスタのエミツタ層からスイツチン
グ・トランジスタのコレクタ層までの距離やスイ
ツチング・トランジスタのコレクタ層間隔等を従
来に比べて更に短かくすることができ、ベース領
域の面積縮小と相まつてI2Lゲートのより一層の
高速化と高集積化が図られる。
上記実施例の工程により試作したI2Lゲートの
リングオシレータにより、消費電力−伝播遅延時
間特性を測定した結果を第5図に示す。伝播遅延
時間(ゲート当り)の最小値は約1nsecであり、
従来のI2Lゲートに比べて非常に高速化されてい
ることがわかる。
なお上記実施例では、P+型層20〜20
をイオン注入法により形成したが、イオン注入法
によらず、例えば酸化膜エツチングを行つた後通
常の熱拡散法により不純物をドープしてもよい。
また電極21,21として例えばボロンをド
ープした多結晶シリコン膜を用い、これを拡散源
としてP+型層20〜20を形成することも
可能である。更に上記実施例では多結晶シリコン
膜17,17からの不純物拡散工程とP+
層20〜20の拡散工程とを同時にしたが、
これも必ずしも同である必要はない。その他、拡
散源としては用いていない多結晶シリコン膜17
を配線として用いる等、この発明はその趣旨を
逸脱しない範囲で種々変形実施することができ
る。
以上説明したようにこの発明によれば、スイツ
チング・トランジスタのベース領域の三方が分離
層に接し、コレクタ層がこのベース領域を横切る
ように形成されるI2Lゲートを製造するに当つ
て、スイツチング・トランジスタのコレクタ層に
対してインジエクタ・トランジスタのエミツタ層
とコレクタ層を最近接位置に自己整合的に形成す
ることによつて、I2Lゲートの高速化と高集積化
を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図a,bは従来のI2Lゲートの一例の構造
を示す模式的平面パターンとそのA−A′断面
図、第2図a〜fはこの発明の一実施例の製造工
程を示す断面図、第3図は第2図bの工程後の模
式的平面パターン、第4図は第2図fの工程後の
模式的平面パターン、第5図は上記実施例の工程
によるI2Lゲートの特性を示す図である。 11……P型Si基板、12……n+型埋込み
層、13……n型層、14……フイールド酸化膜
(分離層)、15……酸化膜、16……P型内部ベ
ース層、17〜17……多結晶シリコン膜、
18……酸化膜、19,19……n+n型コレ
クタ層、20……P+型層(エミツタ層)、20
……P+型層(コレクタ層兼外部ベース層)、2
,20……P+型層(外部ベース層)、21
,21……電極。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 逆構造バーテイカルトランジスタをスイツチ
    ング・トランジスタとし、このスイツチング・ト
    ランジスタのベースをコレクタとするこれと相補
    型のラテラルトランジスタをインジエクタ・トラ
    ンジスタとする論理素子を集積した半導体装置を
    製造する方法において、分離層で囲まれた一導電
    型半導体層を部分的に絶縁膜でおおい不純物をド
    ープして三方が前記分離層に接する前記スイツチ
    ング・トランジスタの内部ベース層を形成する工
    程と、前記スイツチング・トランジスタのコレク
    タ層形成領域上から前記分離層上に延在する部分
    および前記インジエクタ・トランジスタのベース
    領域上の前記絶縁膜上に不純物をドープした多結
    晶シリコン膜を選択的に形成する工程と、前記多
    結晶シリコン膜の不純物を拡散させて前記スイツ
    チング・トランジスタのコレクタ層を形成する工
    程と、前記多結晶シリコン膜をマスクとして不純
    物をドープすることにより前記インジエクタ・ト
    ランジスタのエミツタ層、コレクタ層および前記
    スイツチング・トランジスタの外部ベース層を形
    成する工程とを備えたことを特徴とする半導体装
    置の製造方法。
JP1869080A 1980-02-18 1980-02-18 Manufacture of semiconductor device Granted JPS56115560A (en)

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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3174638D1 (en) * 1980-10-29 1986-06-19 Fairchild Camera Instr Co A method of fabricating a self-aligned integrated circuit structure using differential oxide growth
US4539742A (en) * 1981-06-22 1985-09-10 Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device and method for manufacturing the same
US4430791A (en) * 1981-12-30 1984-02-14 International Business Machines Corporation Sub-micrometer channel length field effect transistor process
EP0193934B1 (en) * 1985-03-07 1993-07-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor integreated circuit device and method of manufacturing the same
GB2172744B (en) * 1985-03-23 1989-07-19 Stc Plc Semiconductor devices
JPH07235602A (ja) * 1994-02-21 1995-09-05 Mitsubishi Electric Corp Iil回路を有する半導体装置およびその製造方法
FR2956242A1 (fr) * 2010-02-05 2011-08-12 Commissariat Energie Atomique Procede de realisation de premier et second volumes dopes dans un substrat

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS567466A (en) * 1979-06-29 1981-01-26 Ibm Selffalignment semiconductor device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7700420A (nl) * 1977-01-17 1978-07-19 Philips Nv Halfgeleiderinrichting en werkwijze ter ver- vaardiging daarvan.
US4273805A (en) * 1978-06-19 1981-06-16 Rca Corporation Passivating composite for a semiconductor device comprising a silicon nitride (Si1 3N4) layer and phosphosilicate glass (PSG) layer

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS567466A (en) * 1979-06-29 1981-01-26 Ibm Selffalignment semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
DE3174752D1 (en) 1986-07-10
EP0034341A1 (en) 1981-08-26
JPS56115560A (en) 1981-09-10
EP0034341B1 (en) 1986-06-04
US4377903A (en) 1983-03-29

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