JPS62183178A - Manufacture of bipolar transistor - Google Patents

Manufacture of bipolar transistor

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JPS62183178A
JPS62183178A JP27382186A JP27382186A JPS62183178A JP S62183178 A JPS62183178 A JP S62183178A JP 27382186 A JP27382186 A JP 27382186A JP 27382186 A JP27382186 A JP 27382186A JP S62183178 A JPS62183178 A JP S62183178A
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region
collector
conductivity type
base
layer
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は切換え速度を高くする為の浅い接合を特徴とす
ると共に、詰込み密度を高くすることが出来る様なバイ
ポーラ・トランジスタをLSI又はVLSI[によって
製造することに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention provides bipolar transistors characterized by shallow junctions for high switching speeds and capable of increasing packing density by LSI or VLSI. relating to manufacturing.

従来の技術及び問題点 詰込み密度を高くすることが出来ると共に高速の切換え
が出来る様なバイポーラ・トランジスタをVLSIプロ
セスで形成することに対する要望が強い。こういう目標
を達成する為に提案された1つのプロセスがポリシリコ
ン・セルファライン又はPSAと呼ばれている。然し、
PSAプロセスは複雑なエツチング工程及び二重ポリシ
リコン順序を用い、その為に全体的な流れは製造が難し
くなり、達成し得る歩留りが低くなる。高速回路を達成
する別の方法は、側壁ベース接点構造によるものである
。この19合も、写真製版レベルが多数あると共に処理
の複雑さにより、その構造は製造が困難である。この他
の方法は、酸化物分離ではなく、トレンチ分離の様な追
加を加えて、基本的なバイポーラ・トランジスタの輪郭
を利用する。
PRIOR ART AND PROBLEMS There is a strong desire to form bipolar transistors in VLSI processes that can provide high packing density and high speed switching. One process that has been proposed to achieve these goals is called polysilicon self-alignment or PSA. However,
The PSA process uses complex etch steps and double polysilicon sequences, which makes the overall flow difficult to manufacture and reduces the achievable yield. Another way to achieve high speed circuits is through sidewall-based contact structures. This 19th structure is also difficult to manufacture due to the large number of photolithographic levels and processing complexity. Other methods utilize the basic bipolar transistor profile with additions such as trench isolation rather than oxide isolation.

然し、こういう装置は最高速度を達成することが出来な
かった。
However, such devices were unable to achieve maximum speed.

111ell−117)lltFfF皿従って、本発明
の目的は、切換え速度が改善され、詰込み密度を高くす
ることが出来る様な、■LSIプロセスで形成されるバ
イポーラ・トランジスタ・セルを提供することである。
111ell-117) lltFfF dish Therefore, it is an object of the present invention to provide a bipolar transistor cell formed by ■LSI process, which improves the switching speed and allows high packing density. .

本発明では、LSI又はVLS Iプロセスでバイポー
ラ・トランジスタを作る方法を提供する。
The present invention provides a method for making bipolar transistors in an LSI or VLSI process.

この方法は、第1の導電型を持つ埋込み領域(DUF)
コレクタを形成し、該DLJFコレクタの上に第1の導
電型を持つエピタキシャル層を成長させ、トランジスタ
領域の周りに分離手段を形成することを含む。トランジ
スタ領域がトレンチを含んでおり、このトレンチはトラ
ンジスタ領域を少なくとも部分的に囲むと共にDUFコ
レクタに入り込lυでいる。エピタキシャル層には夫々
第1及び第2の1!電型を持つエミッタ及びベース領域
が形成される。第1の導電型を持つコレクタ接点領域が
エピタキシャル層内に形成され、埋込みDUFコレクタ
まで伸びる。
This method uses a buried region (DUF) with a first conductivity type.
forming a collector, growing an epitaxial layer having a first conductivity type over the DLJF collector, and forming isolation means around the transistor region. The transistor region includes a trench that at least partially surrounds the transistor region and extends into the DUF collector. The epitaxial layers each have a first and a second 1! Emitter and base regions having electrical types are formed. A collector contact region having a first conductivity type is formed in the epitaxial layer and extends to the buried DUF collector.

トレンチがトランジスタ領域を囲んでいることが好まし
い。トレンチの側壁を酸化物でコートし、その後ポリシ
リコンで埋める。薄い酸化物コーティングとポリシリコ
ンだけを使うことにより、酸化物とシリコンの膨張係数
の違いによる、酸化物トレンチに固有の問題が避けられ
る。ドープされていないポリシリコンで埋める前に、ト
レンチの下方に第2の導電型を持つチャンネル・ストッ
パを打込む。酸化物層をエピタキシャル層の上に成長さ
せ、その後酸化物を介してエピタキシャル領域に抵抗及
びベースを打込む。コレクタ領域がエピタキシャル領域
に直接的に深く打込まれる。装置を加熱することにより
、打込みによる損傷がアニールされる。その後、ドープ
したポリシリコンのエミッタ及びコレクタ接点を形成す
る。次に、装置を加熱して、ポリシリコン中の不純物を
ベース及びコレクタ領域に駆動することにより、ベース
内にエミッタ領域が形成される。次に金属接点及び相互
接続部を形成する。
Preferably, the trench surrounds the transistor region. Coat the sidewalls of the trench with oxide and then fill with polysilicon. By using only a thin oxide coating and polysilicon, problems inherent to oxide trenches due to the different expansion coefficients of oxide and silicon are avoided. A channel stop of a second conductivity type is implanted below the trench before filling it with undoped polysilicon. An oxide layer is grown over the epitaxial layer and then the resistor and base are implanted through the oxide into the epitaxial region. The collector region is deeply implanted directly into the epitaxial region. Heating the device anneals the implant damage. Doped polysilicon emitter and collector contacts are then formed. An emitter region is then formed in the base by heating the device to drive impurities in the polysilicon into the base and collector regions. Metal contacts and interconnects are then formed.

第1の導電型の不純物がN形であり、第2の導電型がP
形であることが好ましい。更に具体的に云うと、拡散の
遅い不純物がアンチモンであり、拡散の速い不純物が燐
である。i、ooo乃至1゜500人の薄い酸化物を用
いることにより、ベースを形成するのに低い打込みエネ
ルギを使うことが出来、この結果落伍するものが最小限
になると共に、浅いベース領域が得られる。不純物とし
て硼素を用い、5 Q keV又はそれ以下の打込みエ
ネルギを使うことにより、5,000人未満のベースの
深さが達成される。
The first conductivity type impurity is N type, and the second conductivity type is P.
It is preferable that it is a shape. More specifically, the slow-diffusing impurity is antimony, and the fast-diffusing impurity is phosphorus. By using a thin oxide of i,ooo to 1°500, lower implant energies can be used to form the base, resulting in minimal dropout and a shallow base area. . By using boron as the impurity and implant energies of 5 Q keV or less, base depths of less than 5,000 are achieved.

ベース不純物のドーピングを強くすることにより、ベー
スの抵抗値を減少すると共にベースの遅延を減少するこ
とが出来る。浅い接合を達成することにより、エピタキ
シャル層を1.0乃至1.4ミクロンに狭くし、こうし
てコレクタ抵抗値を下げることが出来る。
By increasing the doping of the base impurity, the resistance value of the base can be reduced and the delay of the base can be reduced. By achieving a shallow junction, the epitaxial layer can be narrowed to 1.0 to 1.4 microns, thus lowering the collector resistance.

約2ミクロン幅のトレンチを形成することにより、従来
のバイポーラ装置よりも大体1桁程度−m密に装置をチ
ップに集積することが出来る。
By forming trenches approximately 2 microns wide, devices can be integrated on a chip approximately an order of magnitude -m more densely than conventional bipolar devices.

深いコレクタの打込みを利用することにより、標準的な
深いコレクタに伴なう長いアニール時間が避けられ、そ
の結果硼素の拡散分布が乱れることが避けられる。
Utilizing a deep collector implant avoids the long anneal times associated with standard deep collectors, thereby avoiding perturbing the boron diffusion profile.

DLJF領域に対するドーパントとしてアンチモンを選
ぶことにより、埋込みコレクタからの上方拡散が最小限
に抑えられ、その為、狭いエピタキシャル層を達成する
のに役立つ。
The choice of antimony as the dopant for the DLJF region minimizes updiffusion from the buried collector, thus helping to achieve narrow epitaxial layers.

本発明に特有と考えられる新規な特徴は特許請求の範囲
に記載しであるが、本発明自体並びにその他の特徴及び
利点は、以下図面について詳しく説明する所から最もよ
く理解されよう。
While the novel features considered characteristic of the invention are set forth in the claims, the invention itself, as well as other features and advantages, will be best understood from the following detailed description of the drawings.

友−豊−1 第23図及び第24図には、多数のシリコン・バーの夫
々の上に形成される数多くの内の1つのバイポーラ・ト
ランジスタが示されている。パーかシリコン・スライス
から形成される。この発明の好ましい実施例では、各ト
ランジスタはP−形単結晶シリコン基板1oで構成され
、N−形アンチモンを打込んだDLJF領域12がスラ
イスの中に3乃至3.5ミクロンの厚さに伸びている。
Tomo-Yutaka-1 Figures 23 and 24 show one of many bipolar transistors formed on each of a number of silicon bars. formed from par or silicon slices. In a preferred embodiment of the invention, each transistor is constructed from a P-type single crystal silicon substrate 1o with an N-type antimony implanted DLJF region 12 extending into the slice to a thickness of 3 to 3.5 microns. ing.

N−形エピタキシャル層14が1.0乃至1.4ミクロ
ンの厚さに、DUF領域12の上にデポジットされる。
An N-type epitaxial layer 14 is deposited over DUF region 12 to a thickness of 1.0 to 1.4 microns.

ポリシリコンで埋められたトレンチ18が基板10及び
エピタキシャル層14を、バイポーラ・トランジスタが
形成される多数の領域に分割している。各トランジスタ
は僅か3,000乃至4.000人だけ下方に伸びる著
しくドープした浅いベース領域48を持ち、これがエピ
タキシャル領域14の中心の矩形容積を持つ矩形ストリ
ップの形をした著しくドープしたP十形領域58と面が
接触している。金属接点78がP十形領域とエピタキシ
ャル領域14の両方に接触して、P+十形領域58エピ
タキシャル領域14の間にクランプ用ショットキー・ダ
イオードを形成する。
Trenches 18 filled with polysilicon divide substrate 10 and epitaxial layer 14 into multiple regions in which bipolar transistors are formed. Each transistor has a highly doped shallow base region 48 extending downward by only 3,000 to 4,000 nm, which is a highly doped P-domain region in the form of a rectangular strip with a rectangular volume in the center of the epitaxial region 14. The surface is in contact with 58. A metal contact 78 contacts both the P+ dec region 58 and the epitaxial region 14 to form a clamping Schottky diode between the P+ dec region 58 epitaxial region 14.

白金シリサイド72を金属接点78とシリコン14、ポ
リシリコン・エミッタ64及びコレクタ接点66の間に
用いて、オーミック接触を良くしている。クランプしな
い装置は、P十形領域58が完全にベース接点の下まで
伸びることを別とすれば、第23図と同一である。
Platinum silicide 72 is used between metal contact 78 and silicon 14, polysilicon emitter 64 and collector contact 66 to provide good ohmic contact. The unclamped device is identical to FIG. 23, except that the P-cross region 58 extends completely below the base contact.

深さ約1,000乃至2.000人の浅いエミッタ49
が、燐をドープしたポリシリコン・エミッタ64からの
拡散によって、ベース領域48内に形成される。深いN
十形コレクタ接点62がエピタキシャル領域14内に形
成され、埋込みコレクタとして作用するDIJF領[1
2と接触する。
Shallow emitter 49 approximately 1,000 to 2,000 people deep
is formed in base region 48 by diffusion from phosphorous doped polysilicon emitter 64. deep N
A decagonal collector contact 62 is formed within the epitaxial region 14 and includes a DIJF region [1] that acts as a buried collector.
Contact with 2.

金属接点78が表面の上に形成され、熱成長酸化物20
a及びそれに重なる窒化物152によって、エピタキシ
ャル領域14から絶縁され、導体の静電容量を少なくし
ている。静電容量を更に少なくする為に、随意選択によ
り、化学反応気相成長による酸化物被膜80を用いても
よい。この被膜が第ルベルの相互接続部に対する平面化
作用をする。第1図及び第2図には、P−形シリコン基
板10を、アニール後の深さが3乃至3.5ミクロン、
そして最終的なシート抵抗が15乃至20オーム/スク
エアになる様に、アンチモンの一面打込みにかけられる
。アンチモンは、燐又は砒素の様な他の種類のドナー不
純物よりも、シリコンに対する拡散がずっと遅いから、
上に重なるエピタキシャル層への上方拡散はずっと少な
い。次に、第3図に見られる様に、アンチモンを打込ん
だDUF領域12の上に減圧のもとにN−形エピタキシ
ャル層14を1.0乃至1.4ミクロンの厚さにデポジ
ットするが、その抵抗率は回路の用途に関係する。この
厚さのエピタキシャル層14は、普通の技術で使われる
エピタキシャル層の厚さよりも約り0%少なく、浅いエ
ミッタ及びベース領域を必要とする。
A metal contact 78 is formed over the surface and thermally grown oxide 20
a and the overlying nitride 152 insulate it from the epitaxial region 14, reducing the capacitance of the conductor. Optionally, a chemical vapor grown oxide film 80 may be used to further reduce capacitance. This coating provides a planarizing effect on the first rubel interconnect. 1 and 2, a P-type silicon substrate 10 is shown with a depth of 3 to 3.5 microns after annealing.
It is then subjected to a one-sided implant of antimony such that the final sheet resistance is 15-20 ohms/square. Antimony diffuses much more slowly into silicon than other types of donor impurities, such as phosphorous or arsenic.
Updiffusion into the overlying epitaxial layer is much less. Next, as seen in FIG. 3, an N-type epitaxial layer 14 is deposited under reduced pressure over the antimony implanted DUF region 12 to a thickness of 1.0 to 1.4 microns. , its resistivity is related to the application of the circuit. This thickness of epitaxial layer 14 is approximately 0% less than the epitaxial layer thickness used in conventional technology and requires shallow emitter and base regions.

次に二酸化シリコン116を約1.0乃至1.5ミクロ
ンの厚さにデポジットする。次に二酸化シリコンの上に
フォトレジスト層(図面に示してない)をデポジットし
、マスクを介して紫外線に露出し、露出部分を除去して
、多数の相隔たるトレンチ領域をあける。最初に7オト
レジスト(図面に示してない)をデポジットし、そのパ
ターンを定め、デポジットした酸化物をエツチングし、
その後露出したシリコンをエツチングすることにより、
トレンチ領域18をエッチして、1.5乃至2.0ミク
ロンの幅を持つ深いトレンチがDUF領域12の下方に
伸びる様にする。
Silicon dioxide 116 is then deposited to a thickness of approximately 1.0 to 1.5 microns. A layer of photoresist (not shown in the drawings) is then deposited over the silicon dioxide, exposed to ultraviolet light through a mask, and the exposed portions are removed to open a number of spaced trench regions. First deposit a 7-otoresist (not shown in the drawings), define its pattern, and etch the deposited oxide.
By etching the exposed silicon,
Trench region 18 is etched so that a deep trench having a width of 1.5 to 2.0 microns extends below DUF region 12.

第4図に示す様に、セルを約i、ooo℃の温度の蒸気
の雰囲気内に約15分lI装置くことにより、トレンチ
18の壁の上に側壁酸化物2oを成長させる。次に、4
0乃至60 keVのエネルギ及び約1X10  a子
/α2の濃度で、チャンネル・ストッパの為の硼素の打
込みをトレンチ18に対して差向け、各々のトレンチ1
8の下方にP十形チャンネル・ストッパ領域19を形成
し、トレンチ酸化物側壁20の周りに反転層が形成され
ない様にする。第5図に示す様に、エツチングにより、
N−形エピタキシャル層14の表面にある二酸化シリコ
ン層16及びトレンチ側壁上の二酸化シリコン層を除去
する。第6図に示す様に、新しい側壁酸化物層を成長さ
せる。
As shown in FIG. 4, sidewall oxide 2o is grown on the walls of trench 18 by placing the cell in a vapor atmosphere at a temperature of about i,00° C. for about 15 minutes. Next, 4
A channel stop boron implant is directed into trenches 18 with an energy of 0 to 60 keV and a concentration of approximately 1×10 a/α2, and each trench 1 is
A P-shaped channel stopper region 19 is formed below 8 to prevent formation of an inversion layer around trench oxide sidewalls 20. As shown in Figure 5, by etching,
The silicon dioxide layer 16 on the surface of the N-type epitaxial layer 14 and the silicon dioxide layer on the trench sidewalls are removed. A new sidewall oxide layer is grown as shown in FIG.

次に、第7図に示す様に、トレンチ18をボリシリコン
のデポジット22で埋め、この層の上に平坦なフォトレ
ジスト層24をデポジットする。
The trench 18 is then filled with a polysilicon deposit 22, and a planar photoresist layer 24 is deposited over this layer, as shown in FIG.

フォトレジスト24は、その下にあるポリシリコンと略
同じエッチ速度を持つ様に選ぶ。この為、フォトレジス
ト及びポリシリコンを酸化物の表面までエツチングした
時、第8図に見られる様な平坦な酸化物の面2が得られ
る。このトレンチを分離領域として使うことにより、普
通の酸化物分離を用いた装置で起る様な、能動装置領域
への酸化物のはい込みが避けられ、詰込み密度をかなり
高くすることが出来る。酸化物分離では、現在の設計規
則では、許容し得るタンク間の降伏電圧を達成する為に
、トランジスタの間を8乃至10ミクロン離すことが必
要であるが、ポリシリコンで埋めたトレンチでは、トレ
ンチの1.5乃至2ミクロンの幅が隔たりの限界である
Photoresist 24 is chosen to have approximately the same etch rate as the underlying polysilicon. Therefore, when the photoresist and polysilicon are etched down to the oxide surface, a flat oxide surface 2 as seen in FIG. 8 is obtained. By using the trenches as isolation regions, oxide encroachment into the active device areas, as occurs in devices using conventional oxide isolation, is avoided and packing densities can be significantly increased. For oxide isolation, current design rules require 8 to 10 microns of separation between transistors to achieve acceptable tank-to-tank breakdown voltages, whereas for polysilicon-filled trenches, the trench A width of 1.5 to 2 microns is the limit for separation.

第9図について説明すると、低圧化学反応気相成長によ
り、酸化物の面の上に窒化シリコンWJ30が形成され
る。第10図に見られる様に、フォトレジスト層32を
窒化物30の上にデポジットし、その後パターンを定め
、露出した分離領域34をエッチして、窒化物30及び
酸化物20を除去する。この後、スライス全体を約90
0℃で高圧酸化雰囲気に約2時間露出する。この酸化の
間、シリコンが消費され、この為第11図に見られる様
に、比較的厚い酸化分離領域36が形成される。
Referring to FIG. 9, silicon nitride WJ 30 is formed on the oxide surface by low pressure chemical vapor deposition. As seen in FIG. 10, a photoresist layer 32 is deposited over the nitride 30 and then patterned and the exposed isolation regions 34 are etched to remove the nitride 30 and oxide 20. After this, the whole slice should be about 90
Exposure to a high pressure oxidizing atmosphere at 0° C. for approximately 2 hours. During this oxidation, silicon is consumed, thereby forming a relatively thick oxide isolation region 36, as seen in FIG.

次に第12図に見られる様に、酸化物層20と共に窒化
物をエツチングによって除く。その後、完全さが一層高
い、更に一様な酸化物層20aを熱成長させる。第13
図に示す様にフォトレジスト層38を使って、抵抗/ベ
ースの打込みに対する間口のパターンを定める。この打
込みは40乃至60 keVのエネルギで、装置の用途
によって要求されるシート抵抗値を得るのに適した濃度
で行なわれる。抵抗の打込み(図に示してない)は、異
なる1対のトレンチによって区切られた異なる別個の領
域で行なわれる。普通の処理を用いて、細長いP形に打
込まれた抵抗本体とその両端のP十形の打込み領域とを
形成するa開口40.42が7オトレジスト層38によ
って限定され、第14図に示されている。次に最初のレ
ジストの上にフォトレジスト層をデポジットし、レジス
トが抵抗本体(図に示してない)を覆うことが出来る様
にするマスクを介して露光する。露出済みの7オトレジ
ストを除去した後、表面に真性ベースの為の硼素の打込
みをかける。もう一度フオドレジスト層44を適用し、
フォトレジスト・レベル38と共に形状を構成すること
により、第15図に見られる様な領域42.46をあけ
る。外因性ベース用の硼素の打込みにより、第16図に
示すP十形領域58が得られる。これはシリコンの表面
より約4.000乃至5.000人下方に伸び、80乃
至100オーム/スクエアのシート抵抗を持っている。
The nitride is then etched away along with the oxide layer 20, as seen in FIG. Thereafter, a more complete and more uniform oxide layer 20a is thermally grown. 13th
A photoresist layer 38 is used to pattern the openings for the resistor/base implants as shown. The implant is performed at an energy of 40 to 60 keV and at a concentration appropriate to obtain the sheet resistance required by the application of the device. Resistor implants (not shown) are performed in different discrete areas separated by different pairs of trenches. Using conventional processing, an a-opening 40.42 forming an elongated P-shaped implanted resistor body and P-shaped implant regions at each end thereof is defined by the photoresist layer 38 and is shown in FIG. has been done. A layer of photoresist is then deposited over the first resist and exposed through a mask that allows the resist to cover the resistor body (not shown). After removing the exposed 7 photoresist, the surface is implanted with boron for the intrinsic base. Apply another layer of hood resist 44;
Configuring the features with photoresist level 38 opens areas 42, 46 as seen in FIG. The extrinsic base boron implant results in a P-shaped region 58 as shown in FIG. It extends approximately 4,000 to 5,000 nm below the silicon surface and has a sheet resistance of 80 to 100 ohms/square.

外因性の打込みによって得られたP−影領域48が、シ
リコンの表面から約3.000乃至4.000人下方に
伸びる。ベース領域48は、そのシート抵抗が600乃
至800オーム/スクエアになる点まで、強くドープす
る。この高いレベルのベースのドーピングにより、ベー
スの抵抗値が減少し、従ってゲートの遅延及び切換え時
間が短縮する。上に述べた全ての接合の深さ及びシート
抵抗はプロセスの最終的な値である。
The P-shadow region 48 obtained by the extrinsic implant extends approximately 3,000 to 4,000 degrees below the surface of the silicon. Base region 48 is heavily doped to the point where its sheet resistance is 600-800 ohms/square. This high level of base doping reduces the base resistance and thus reduces gate delay and switching time. All junction depths and sheet resistances mentioned above are the final values of the process.

フォトレジスト38、抵抗ブロック(図面に示してない
)及びフォトレジスト44をはがし、低圧化学反応気相
成長(LPGVD)を使って、第16図に示す様に、表
面の上に表面不活性化窒化物層52を形成する。熱酸化
物2o及びLPGVD窒化物52が、アースに対する導
体の静電容量を最小限に抑えるのに役立つ。別のフォト
レジスト層54を窒化物52及び酸化物20aの上にデ
ポジットし、パターンを定めてエツチングし、コレクタ
に対する領域56及びエミッタに対する領域60をあけ
る。フォトレジスト42をエミッタの上の打込み阻止層
として使い、普通の手段によってパターンを定める。5
×1015乃至3X10 原子/α2の範囲内の濃度で
、100乃至120keVのエネルギで深い燐の打込み
を行なう。
Strip the photoresist 38, resistor block (not shown in the drawing) and photoresist 44 and apply surface passivation nitridation over the surface using low pressure chemical vapor deposition (LPGVD) as shown in FIG. A material layer 52 is formed. Thermal oxide 2o and LPGVD nitride 52 help minimize the capacitance of the conductor to ground. Another photoresist layer 54 is deposited over the nitride 52 and oxide 20a and patterned and etched to open a region 56 for the collector and a region 60 for the emitter. Photoresist 42 is used as an implant stop layer over the emitter and patterned by conventional means. 5
A deep phosphorus implant is performed at an energy of 100 to 120 keV with a concentration in the range of ×1015 to 3×10 atoms/α2.

第17図に示す様に、フォトレジスト層42を除いて、
エミッタ接点領域6oをあける。短いベース・アニール
を行なってコレクタを駆動すると共に、打込みによる損
傷をアニールする。次にポリシリコンを孔56.60の
中及び窒化物の面52の上にデポジットする。80乃至
100 keVの範囲内のエネルギ及び5×1015乃
至2X1016原子/α2の濃度で、ポリシリコンに対
して燐の打込みを行なう。その後、ポリシリコンパター
ンを定め、エッチして、第18図に示す様に、エミッタ
64及びコレクタ接点66を形成する。燐をエミッタの
ポリシリコンからエミッタ領域48へ下向きに駆動する
為に、900℃に於けるエミッタのアニールを行なう。
As shown in FIG. 17, except for the photoresist layer 42,
Emitter contact area 6o is opened. A short base anneal is performed to drive the collector and anneal any implant damage. Polysilicon is then deposited into the holes 56,60 and over the nitride surface 52. A phosphorus implant is performed in polysilicon at an energy in the range of 80-100 keV and a concentration of 5.times.10.sup.15 to 2.times.10.sup.16 atoms/.alpha.2. A polysilicon pattern is then defined and etched to form emitter 64 and collector contacts 66, as shown in FIG. A 900° C. emitter anneal is performed to drive the phosphorus downward from the emitter polysilicon into the emitter region 48.

このアニールがコレクタのポリシリコン66からの燐を
コレクタ領域62にも駆動する。強くドープされた浅い
ベース領域48の為に、効率の良いポリシリコンを拡散
したエミッタ64を使うことが必要である。浅いエミッ
タを持つ装置では、金属接触面に於ける表面の再結合に
より電流利得が小さくなる(エミッタ接合の塊さの小さ
な変化に対し、ベース電流が大きく増加するが、コレク
タ電流は平坦なま)である)。この様に小さな利得にな
るのは、界面に於ける結晶の性質の変動が大きいこと)
、エミッタ接合の深さがエミッタ内の正孔の拡散長より
浅いことによって、エミッタ接点の区域に於ける再結合
が甚だしくなる為である。ポリシリコンだけを打込み、
それをエミッタの単結晶部分に対する拡散源として使う
為に、ポリシリコンは単結晶シリコン基板の望ましくな
い打込みによる損傷を招かない。この為、順方向の注入
では殆んど理想的な小電流性能が得られ、燐のエミッタ
分布により、絶縁降伏特性が改善される。この為、バイ
ポーラ・トランジスタの通常の動作範囲では、電流利得
が殆んど電流レベルに無関係である。
This anneal also drives phosphorus from the collector polysilicon 66 into the collector region 62. Due to the highly doped shallow base region 48, it is necessary to use an efficient polysilicon diffused emitter 64. In devices with shallow emitters, surface recombination at the metal contact surfaces reduces the current gain (for small changes in emitter junction lumpiness, the base current increases significantly, but the collector current remains flat). ). The reason for such a small gain is that there are large fluctuations in the crystal properties at the interface.)
, because the depth of the emitter junction is shallower than the diffusion length of the holes in the emitter, which leads to severe recombination in the area of the emitter contact. Implant only polysilicon,
Because it is used as a diffusion source for the monocrystalline portion of the emitter, the polysilicon does not incur unwanted implant damage to the monocrystalline silicon substrate. For this reason, almost ideal small current performance is obtained with forward injection, and the dielectric breakdown characteristics are improved due to the phosphorus emitter distribution. Therefore, over the normal operating range of bipolar transistors, current gain is nearly independent of current level.

接点及びリード線の形成の為、フォトレジスト68のも
う1回のデポジットと、第19図に示す様な開口区域6
9を形成す゛る為のパターンぎめ及びエツチングが必要
である。次に、開口領域69、ポリシリコン接点64.
66及び窒化物層52の表面の上に白金層70をスパッ
タリングする。白金をシンターして、第20図及び第2
1図に見られる様に、白金とシリコンが接触している所
では、どこでも白金シリサイド72を形成し、シンタリ
ングされなかった白金を除去する。表面に金属層76を
デポジットし、フォトレジストを用いてパターンを定め
てエツチングし、第22図に示す構造を残す。白金シリ
サイドがシリコンと対応する金属接点の間のオーミック
接点の抵抗値を下げる。
Another deposit of photoresist 68 and opening areas 6 as shown in FIG. 19 for forming contacts and leads.
Patterning and etching is required to form 9. Next, open area 69, polysilicon contact 64 .
A platinum layer 70 is sputtered over the surfaces of 66 and nitride layer 52. By sintering platinum, Figure 20 and Figure 2
As seen in FIG. 1, platinum silicide 72 is formed wherever platinum and silicon are in contact, and the unsintered platinum is removed. A metal layer 76 is deposited on the surface, patterned and etched using photoresist, leaving the structure shown in FIG. The platinum silicide reduces the resistance of the ohmic contact between the silicon and the corresponding metal contact.

残りのプロセスは標準的な金属の製造である。The rest of the process is standard metal fabrication.

随意選択により、第23図に示す様に、低温化学反応気
相成長方法により、厚さ10.000人の二酸化シリコ
ン同形層80をデポジットすることが出来る。層80の
厚さにより、比較的平面状の而になる。この二酸化シリ
コン層をポリシリコンの上方で、レジスト・エッチバッ
ク方法によって約2.000人にエッチバックし、その
上面を尚史平面状にする。エミッタ、ベース及びコレク
タに対する接点をあけ、金属78を図示の様にデポジッ
トしてパターンを定める。最初の金属レベルに対して必
要な改良された整合が達成されると共に、相互接続部の
静電容量が減少し、信頼性及び平面化がよくなる。
Optionally, as shown in FIG. 23, a 10,000 thick conformal silicon dioxide layer 80 can be deposited by a low temperature chemical vapor deposition method. The thickness of layer 80 causes it to be relatively planar. This silicon dioxide layer is etched back by about 2,000 times over the polysilicon by a resist etchback method, so that the upper surface thereof is made into a flat surface. Contacts for the emitter, base and collector are made and metal 78 is deposited and patterned as shown. The necessary improved alignment to the first metal level is achieved, as well as reduced interconnect capacitance and better reliability and planarization.

第24図のベース領域に見られるトレンチ構造は、外側
84及び内側86の両方の壁で、夫々の側で45°の角
度がつけられていて、隅に於ける幅を一定に保つと共に
、トレンチを埋めるのに使われるポリシリコンに空所が
生ずるのを避けている。第25図に示す様に、2つのバ
イポーラ・トランジスタ88.90を互いに隣接して配
置する場合、トレンチ18に切欠き92のパターンを入
れる。
The trench structure seen in the base area of FIG. 24 has both outer 84 and inner 86 walls angled at 45 degrees on each side to maintain a constant width at the corners and to keep the trench width constant. This avoids creating voids in the polysilicon used to fill the As shown in FIG. 25, when two bipolar transistors 88, 90 are placed adjacent to each other, trenches 18 are patterned with cutouts 92.

浅い接合を使うことにより、コレクタ・ベースの静電容
量を目立って増加せずに、薄いエピタキシャル層を使う
ことが出来る。薄いエピタキシャルのデポジットがコレ
クタの抵抗値を下げると共に、能動ベースの下の電荷の
記憶作用を少なくする。深いコレクタの打込みの後に短
いベースのアニールを使うことにより、燐−オキシクロ
ライドの拡散を使う普通の手段によって可能な程度に、
コレクタ抵抗値を減少し、しかも拡散の分布に対する制
御作用を一層よくする方法が得られる。燐の様な他の不
純物よりも、シリコンに対する拡散がずつと遅いアンチ
モンを使うことにより、埋込みコレクタ、即ち、DUF
領域14の上方拡散の程度が制限され、従って一層薄い
エピタキシャル層12にすることが出来る。従来の酸化
物による分離では、現在の設4規則は降伏電圧の条件の
為に8ミクロンである。本発明では、2ミクロン幅の狭
いトレンチをポリシリコンで埋めて使うことにより、普
通の酸化物による分離の場合に可能なよりも、1桁程度
詰込み密度を高めることが出来る。
By using shallow junctions, thin epitaxial layers can be used without significantly increasing collector-base capacitance. The thin epitaxial deposit lowers the collector resistance and reduces charge storage beneath the active base. By using a short base anneal after a deep collector implant, to the extent possible by conventional means using phosphorus-oxychloride diffusion.
A method is provided for reducing the collector resistance and providing better control over the diffusion distribution. By using antimony, which diffuses into silicon much more slowly than other impurities such as phosphorous, it is possible to create a buried collector, or DUF.
The extent of up-diffusion of region 14 is limited, thus allowing for a thinner epitaxial layer 12. For conventional oxide separations, the current standard is 8 microns for breakdown voltage requirements. By using narrow 2 micron wide trenches filled with polysilicon, the present invention can increase packing density by an order of magnitude over that possible with conventional oxide isolation.

効率の高いポリシリコンを拡散したエミッタを利用する
ことにより、能動ベースのドーピングを強めることが可
能になる。ベースを強くドープすることが、ベースの抵
抗値を一層低くし、従ってゲートの遅延(又は切換えi
間)を一層小さくする。
The use of highly efficient polysilicon diffused emitters allows for enhanced doping of the active base. Highly doping the base makes the base resistance lower and hence the gate delay (or switching i).
(between) is made even smaller.

詰込み密度を改良した結果、金属間の間隔が短縮され、
その結果導体の縁とその下にあるアース平面の間のフリ
ンジ静電容量、並びに隣合った線の間の結合による静電
容量が増加する。金属とアースの間の窒化シリコン層と
組合せて、低温delecteドープされていない非導
電の誘電率の低い酸化物を使うことにより、この静電容
量が最小限に抑えられる。
Improved packing density reduces spacing between metals,
As a result, the fringe capacitance between the edge of the conductor and the underlying ground plane increases, as well as the capacitance due to coupling between adjacent lines. The use of a low temperature, undoped, non-conducting, low dielectric constant oxide in combination with a silicon nitride layer between the metal and ground minimizes this capacitance.

本発明を実施例について説明したが、この説明は本発明
を制約するものと解してはならない。以上の説明から、
当業者には、本実施例の種々の変更並びに本発明のその
他の実施例が容易に考えられよう。従って、特許請求の
範囲は、本発明の範囲内に属するこの様な全ての変更を
包括するものであることを承知されたい。
Although the invention has been described in terms of embodiments, this description should not be construed as limiting the invention. From the above explanation,
Various modifications of this embodiment, as well as other embodiments of the invention, will readily occur to those skilled in the art. It is therefore intended that the appended claims cover all such modifications that fall within the scope of the invention.

以上の説明に関連して更に下記の項を開示する。In connection with the above description, the following sections are further disclosed.

(1)  LS I又G;tVLs 17Dセスでバイ
ポーラ・トランジスタを作る方法に於て、第2の導電型
を持つ半導体基板の中に第1の導電型を持つ埋込みDU
Fコレクタを形成し、該DtJFコレクタの上に第1の
導電型を持つエピタキシャル層を成長させ、当該トラン
ジスタを少なくとも部分的に囲むと共に前記DUFコレ
クタを通るトレンチを形成することを含めて、トランジ
スタ領域の周りに分離手段を形成し、前記エピタキシャ
ル層内に前記第2の導電型を持つ真性ベース領域を形成
し、前記真性ベース領域内に該真性ベースの縁とセルフ
ァラインである前記第2の導電型を持つ外因性ベース領
域を形成し、該外因性ベース領域に隣接して前記真性ベ
ース領域内にエミッタを形成し、前記エピタキシャル層
内に前記埋込みDUFコレクタまで伸びる前記第1の導
電型を持つコレクタ接点領域を形成する工程を含む方法
(1) LS I or G; tVLs In a method of making a bipolar transistor with a 17D process, a buried DU having a first conductivity type is embedded in a semiconductor substrate having a second conductivity type.
forming a DUF collector, growing an epitaxial layer having a first conductivity type over the DtJF collector, and forming a trench at least partially surrounding the transistor and passing through the DUF collector; forming a separation means around the epitaxial layer, forming an intrinsic base region having the second conductivity type in the epitaxial layer; forming an emitter in the intrinsic base region adjacent to the extrinsic base region having the first conductivity type extending to the buried DUF collector in the epitaxial layer; A method comprising forming a collector contact region.

(2)  第(1)項に記載した方法に於て、前記トレ
ンチが前記トランジスタ領域を囲んでいる方法。
(2) In the method described in item (1), the trench surrounds the transistor region.

(3)  第(2)項に記載した方法に於て、エピタキ
シャル層内のエミッタ及びコレクタ接点領域の上に、拡
散が速い不純物を打込んだポリシリコン接点を形成し、
該ポリシリコン接点を加熱して前記拡散の速い不純物を
前記エピタキシャル層の中に追込み、前記第1の導電型
を持つエミッタを形成すると共に、前記第1の導電型の
不純物をコレクタ接点(1[に追込むことを含む方法。
(3) In the method described in item (2), forming a polysilicon contact implanted with fast-diffusing impurities on the emitter and collector contact regions in the epitaxial layer,
The polysilicon contact is heated to drive the fast-diffusing impurity into the epitaxial layer to form an emitter of the first conductivity type and to drive the fast-diffusing impurity into the collector contact (1[ A method that includes pushing the

(4)  第(2)項に記載した方法に於て、最初に前
記エピタキシャル層の上に7オトレジスト層をデポジッ
トしてパターンを定めて、ベース領域をあけ、該ベース
領域に第2の導電型を持つ不純物を打込み、第2の7オ
トレジスト層をデポジットして該第2の層のパターンを
定めて、該第2の7オトレジスト層が前記第1のフォト
レジスト層によって限定された開口よりも一層小さい開
口の一方の縁を限定すると共に、前記第1の7オトレジ
スト層がこの一層小さい間口の残りを限定する様にし、
第2の導電型を持つ不純物を打込んで外因性ベースを形
成することによって、前記ベースが形成され、前記第1
の打込み領域の残りの部分が外因性ベースを構成する方
法。
(4) In the method described in paragraph (2), first deposit and pattern seven photoresist layers on the epitaxial layer to form a base region and deposit a second conductivity type in the base region. depositing a second 7-photoresist layer and defining a pattern of the second layer, the second 7-photoresist layer having an opening defined by the first photoresist layer; defining one edge of the smaller opening, with the first seven photoresist layers defining the remainder of the smaller opening;
said base is formed by implanting an impurity having a second conductivity type to form an extrinsic base;
How the rest of the implant area constitutes the extrinsic base.

(5)  第(3)項に記載した方法に於て、ポリシリ
コンをデポジットする前に基板を加熱して打込みによる
w1傷をアニールすることを含む方法。
(5) The method described in paragraph (3), which includes heating the substrate to anneal the w1 implant flaws before depositing the polysilicon.

(6)  第(3)項に記載した方法に於て、加熱する
工程より前に、第1の導電型を持つ拡散の速い不純物の
深いコレクタ打込みを前記コレクタ接点領域に対して行
なうことを含む方法。
(6) The method described in item (3), including performing deep collector implantation of a fast-diffusing impurity having a first conductivity type into the collector contact region prior to the heating step. Method.

(7)  第(2)項に記載した方法に於て、前記エピ
タキシャル層の上に薄い酸化物を成長させ、該酸化物を
介して真性及び外因性ベースの打込みを行なって、落伍
するものが殆んどない様な浅い打込みを達成することを
含む方法。
(7) In the method described in paragraph (2), growing a thin oxide on the epitaxial layer and performing intrinsic and extrinsic based implants through the oxide to eliminate any dropouts. A method that involves achieving a shallow drive that is almost non-existent.

(8)  第(6)項に記載した方法に於て、前記DU
Fコレクタに打込まれた不純物が拡散が遅い種類である
方法。
(8) In the method described in paragraph (6), the DU
A method in which the impurity implanted into the F collector is of a type that diffuses slowly.

(9)  第(2)項に記載した方法に於て、前記第1
の導電型の不純物がN−形であり、前記第2の導電型の
不純物がP−形である方法。
(9) In the method described in paragraph (2), the method described in the first
The second conductivity type impurity is N-type, and the second conductivity type impurity is P-type.

(10)第(8)項に記載した方法に於て、前記拡散の
遅い不純物がアンチモンであり、前記拡散の速い不純物
が燐である方法。
(10) In the method described in item (8), the slow-diffusing impurity is antimony and the fast-diffusing impurity is phosphorus.

(11)第(8)項に記載した方法に於て、打込み後の
前記外因性ベースのシート抵抗値が600乃至800オ
ーム/スクエアである方法。
(11) The method described in item (8), wherein the sheet resistance value of the extrinsic base after implantation is 600 to 800 ohms/square.

(12)第(4)項に記載した方法に於て、前記トレン
チの幅が約2.5ミクロン未満である方法。
(12) The method of paragraph (4), wherein the width of the trench is less than about 2.5 microns.

(13)第(7)項に記載した方法に於て、前記外因性
ベースの深さが約5.000人未満であり、前記エピタ
キシャル層の厚さが約1.5ミクロン未満である方法。
(13) The method of paragraph (7), wherein the extrinsic base has a depth of less than about 5,000 microns and the epitaxial layer has a thickness of less than about 1.5 microns.

(14)第(4)項に記載した方法に於て、前記DUF
領域の深さが約3.5ミクロン未満であって、シート抵
抗が約25オーム/スクエア以下である方法。
(14) In the method described in paragraph (4), the DUF
A method in which the zone depth is less than about 3.5 microns and the sheet resistance is less than or equal to about 25 ohms/square.

(15)第(4)項に記載した方法に於て、前記エピタ
キシャル層内の外因性ベース領域のシート抵抗が約10
0オーム/スクエアである方法。
(15) In the method described in item (4), the sheet resistance of the extrinsic base region in the epitaxial layer is about 10
A method that is 0 ohms/square.

(16)  第(7)項に記載した方法に於て、前記酸
化物の厚さが1.000乃至1.500人の範囲内であ
る方法。
(16) The method described in item (7), wherein the thickness of the oxide is within the range of 1.000 to 1.500 mm.

(17)第(4)項に記載した方法に於て、前記薄い酸
化物の上に不活性化層をデポジットすることを含む方法
(17) The method of paragraph (4) comprising depositing a passivation layer over the thin oxide.

(18)第(6)項に記載した方法に於て、前記コレク
タ打込みエネルギが100乃至120keVの範囲内で
ある方法。
(18) The method described in item (6), wherein the collector implant energy is within a range of 100 to 120 keV.

(19)第(7)項に記載した方法に於て、前記ベース
の打込みが硼素である方法。
(19) The method described in item (7), wherein the base is implanted with boron.

(20)第(17)IIに記載した方法に於て、前記表
面不活性化層が窒化シリコンである方法。
(20) In the method described in item (17) II, the surface passivation layer is silicon nitride.

(21)  第(7)項に記載した方法に於て、前記ポ
リシリコンのエミッタ及びコレクタの上、及び前記外因
性ベース領域に重なるベース接点領域の上に高温金属を
デポジットし、前記高温金属をシンターして、該金属が
シリコンと接触する所では、どこでもシリサイドを形成
し、その他の場所で前記金属を除去することを含む方法
(21) In the method described in paragraph (7), depositing a high temperature metal on the emitter and collector of the polysilicon and on a base contact region overlying the extrinsic base region, A method comprising sintering to form a silicide wherever the metal contacts silicon and removing the metal elsewhere.

(22)第(21)項に記載した方法に於て、前記高温
金属が白金である方法。
(22) The method described in item (21), wherein the high temperature metal is platinum.

(23)第(4)項に記載した方法に於て、前記ポリシ
リコンのデボジッション、ドーピング及びパターニング
の後、比較的平面状の上面を持つ位に厚い酸化物を同形
低圧化学反応気相成長によってデポジットし、回転付着
方法によってレジスト層をデポジットして平面状の上面
を作り、前記レジスト及び酸化物の両方を略同じ速度で
エッチするエッチャントを用いて、前記レジスト及び酸
化物の上面をエッチバックして、前記ポリシリコンのエ
ミッタ、コレクタ及びベース接点を露出することを含む
方法。
(23) In the method described in paragraph (4), after the deposition, doping and patterning of the polysilicon, a thick oxide having a relatively planar top surface is formed by isomorphic low pressure chemical vapor deposition. depositing a resist layer by a spin deposition method to create a planar top surface, and etching back the resist and oxide top surface using an etchant that etches both the resist and oxide at approximately the same rate. exposing emitter, collector and base contacts of the polysilicon.

(24)第(7)項に記載した方法に於て、前記外因性
ベースが前記N−形エビタキシャル・シリコンに隣接し
ていて、ベース接点領域が前記外因性ベースの一部分及
び前記N−形エビタキシャル・シリコンの一部分の両方
を含んでいる方法。
(24) The method of paragraph (7), wherein the extrinsic base is adjacent to the N-type epitaxial silicon, and a base contact region is located between a portion of the extrinsic base and the N-type epitaxial silicon. A method that includes both parts of epitaxial silicon.

(25)  第(9)項に記載した方法に於て、前記分
離手段を形成する工程が、前記エピタキシャル層及び前
記埋込みDUFコレクタを通る深いトレンチのパターン
を定めてエツチングし、エツチングの開口の底に配置さ
れたチャンネル・ストッパ領域にP十形不純物を打込ん
で拡散し、前記トレンチの側壁及び底の上に薄い酸化物
層を成長させ、前記トレンチをポリシリコンで埋めるこ
とを含む方法。
(25) In the method described in item (9), the step of forming the isolation means includes etching a deep trench pattern passing through the epitaxial layer and the buried DUF collector, and etching the bottom of the etched opening. A method comprising implanting and diffusing a P-doped impurity into a channel stopper region located in a channel stop region, growing a thin oxide layer over the sidewalls and bottom of the trench, and filling the trench with polysilicon.

(2G)  L S I又はVLSIプロセスでバイポ
ーラ・トランジスタを作る方法に於て、第2の導電型を
持つ半導体基板の面に第1の導電型を持つ埋込みDUF
コレクタを形成し、該DUFコレクタの上に第1の導電
型を持つエピタキシャル・シリコン層を成長させ、トラ
ンジスタ領域の周りに分離手段を形成し、最初にエミッ
タ及びコレクタ接点m 1fflの上に、ポリシリコン
接点をデポジットし、前記第1の導電型を持つ拡散の速
い不純物でドープしてパターンを定め、その模ポリシリ
コン及びエピタキシャル層を加熱して拡散の速い不純物
をエミッタ及びコレクタ接点領域に追込むことにより、
前記トランジスタ領域のエピタキシャル層内に前記第1
の導電型を持つエミッタ及びコレクタ接点領域を形成し
、前記トランジスタ領域のエピタキシャル層に、前記埋
込みDUFコレクタまで達する前記第1のa電型を持つ
コレクタ接点領域を形成する工程を含む方法。
(2G) In a method of making a bipolar transistor using an LSI or VLSI process, an embedded DUF having a first conductivity type is placed on the surface of a semiconductor substrate having a second conductivity type.
forming a collector, growing an epitaxial silicon layer of a first conductivity type on top of the DUF collector, forming isolation means around the transistor region, first depositing a layer of polysilicon on the emitter and collector contacts m 1ffl; depositing a silicon contact, doping and patterning it with a fast-diffusing impurity having said first conductivity type, and heating the mock polysilicon and epitaxial layer to drive the fast-diffusing impurity into the emitter and collector contact regions; By this,
the first layer in the epitaxial layer of the transistor region;
forming emitter and collector contact regions having a conductivity type of the first a-conductivity type, and forming a collector contact region having the first a-conductivity type in an epitaxial layer of the transistor region up to the buried DUF collector.

(27)第(2G)項に記載した方法に於て、前記分離
手段が前記トランジスタ領域を囲んでいて前記DUFコ
レクタ領域に入り込むトレンチを含んでいる方法。
(27) The method described in item (2G), wherein the isolation means includes a trench surrounding the transistor region and entering the DUF collector region.

(28)第(26)項に記載した方法に於て、前記ベー
スは、最初に前記エピタキシャル層の上にフォトレジス
ト層をデポジットしてパターンを定めて、ベース領域を
あけ、該ベース領域に第2の導電型を持つ不純物を打込
み、第2のフォトレジスト層をデポジットし、該第2の
フォトレジスト層が前記第1のフォトレジスト層によっ
て限定された間口よりも一層小さい開口の一方の縁を限
定し且つ前記第1のフォトレジスト層が前記一層小さい
開口の残りを限定する様に、前記第2の層のパターンを
定め、前記第2の導電型を持つ不純物を打込んで外因性
ベースを形成し、第1の打込み領域の残りが真性ベース
を構成することにより、形成されている方法。
(28) In the method described in paragraph (26), the base is formed by first depositing and patterning a photoresist layer on the epitaxial layer to open a base region and forming a photoresist layer in the base region. implanting an impurity having a conductivity type of 2 and depositing a second photoresist layer, the second photoresist layer covering one edge of the opening that is smaller than the width defined by the first photoresist layer; patterning the second layer and implanting an impurity of the second conductivity type to form an extrinsic base such that the first photoresist layer defines the remainder of the smaller opening; and the remainder of the first implant region forming an intrinsic base.

(29)第(27)項に記載した方法に於て、前記ポリ
シリコンをデポジットする前に基板を加熱して打込みに
よる損傷をアニールする方法。
(29) In the method described in item (27), the substrate is heated to anneal implant damage before depositing the polysilicon.

(30)第(26)項に記載した方法に於て、前記ポリ
シリコンをデポジットする前に、前記コレクタ接点領域
に第1の導電型を持つ拡散の速い不純物の深いコレクタ
打込みを行なって、打込みの損(具をアニールすること
を含む方法。
(30) In the method described in item (26), before depositing the polysilicon, deep collector implantation of a fast-diffusing impurity having a first conductivity type is performed in the collector contact region. A method that involves annealing the material.

(31)第(26)項に記載した方法に於て、前記エピ
タキシャル層の上に酸化物を成長させ、該酸化物を介し
てベースの打込みを行なって、殆んど落伍するもののな
い浅い打込みを達成する方法。
(31) In the method described in item (26), an oxide is grown on the epitaxial layer, and a base is implanted through the oxide to perform a shallow implant with almost no failure. How to achieve.

(32)第(26)項に記載した方法に於て、前記DU
Fコレクタに打込まれる不純物はwhlが遅い種類であ
る方法。
(32) In the method described in paragraph (26), the DU
A method in which the impurity implanted into the F collector is of a slow whl type.

(33)第(26)項に記載した方法に於て、前記ポリ
シリコンをデポジットする前に基板を加熱して、打込み
による損傷をアニールすることを含む方法。
(33) The method of paragraph (26), including heating the substrate to anneal implant damage prior to depositing the polysilicon.

(34)第(33)項に記載した方法に於て、前記加熱
する工程の前に、前記コレクタ接点領域に第1の導電型
を持つ拡散の速い不純物の深いコレクタ打込みを行なう
ことを含む方法。
(34) The method described in item (33), including performing deep collector implantation of a fast-diffusing impurity having a first conductivity type into the collector contact region before the heating step. .

(35)第(26)項に記載した方法に於て、前記エピ
タキシャル層の上に薄い酸化物を成長させ、該酸化物を
介して真性及び外因性のベースの打込みを行なって、殆
んど落伍するもののない浅い打込みを達成することを含
む方法。
(35) In the method described in paragraph (26), growing a thin oxide on the epitaxial layer and performing intrinsic and extrinsic base implants through the oxide, A method including achieving a shallow drive with no dropouts.

(36)第(26)項に記載した方法に於て、前記DU
Fコレクタに打込まれる不純物が拡散が遅い種類である
方法。
(36) In the method described in paragraph (26), the DU
A method in which the impurity implanted into the F collector is of a type that diffuses slowly.

(37)第(26)項に記載した方法に於て、前記第1
の導電型の不純物がN−形であり、前記第2の導電型の
不純物がP−形である方法。
(37) In the method described in paragraph (26), the first
The second conductivity type impurity is N-type, and the second conductivity type impurity is P-type.

(38)第(36)項に記載した方法に於て、前記拡散
の遅い不純物がアンチモンであり、前記拡散の速い不純
物が慎である方法。
(38) The method described in item (36), wherein the slow-diffusing impurity is antimony and the fast-diffusing impurity is antimony.

(39)第(35)項に記載した方法に於て、打込み後
の前記真性ベースのシート抵抗が600乃至800オー
ム/スクエアの範囲内である方法。
(39) The method described in item (35), wherein the sheet resistance of the intrinsic base after implantation is within the range of 600 to 800 ohms/square.

(40)第(35)項に記載した方法に於て、前記真性
ベースの深さが約1.5ミクン未満である方法。
(40) The method of item (35), wherein the depth of the intrinsic base is less than about 1.5 microns.

(41)第(36)項に記載した方法に於て、前記DU
F領域の深さが約3.5ミクロン未満であって、シート
抵抗が約25オーム/スクエア以下である方法。
(41) In the method described in paragraph (36), the DU
A method in which the depth of the F region is less than about 3.5 microns and the sheet resistance is less than or equal to about 25 ohms/square.

(42)第(35)項に記載した方法に於て、前記エピ
タキシャル層の外因性ベース領域のシート抵抗が約10
0オーム/スクエアである方法。
(42) In the method described in item (35), the sheet resistance of the extrinsic base region of the epitaxial layer is about 10
A method that is 0 ohms/square.

(43)第(35)項に記載した方法に於て、前記酸化
物の厚さが1.000乃至1,500人の範囲内である
方法。
(43) The method described in item (35), wherein the thickness of the oxide is within the range of 1.000 to 1,500.

(44)第(26)項に記載した方法に於て、前記薄い
酸化物の上に不活性化層をデポジットすることを含む方
法。
(44) The method of paragraph (26) comprising depositing a passivation layer over the thin oxide.

(45)第(38)項に記載した方法に於て、前記コレ
クタ打込みエネルギが100乃至120keVの範囲内
である方法。
(45) The method described in item (38), wherein the collector implant energy is within a range of 100 to 120 keV.

(46)第(35)項に記載した方法に於て、前記ベー
スの打込みが硼素である方法。
(46) The method described in item (35), wherein the base is implanted with boron.

(47)第(44)項に記載した方法に於て、前記表面
不活性化層が窒化シリコンである方法。
(47) The method described in item (44), wherein the surface passivation layer is silicon nitride.

(48)第(35)項に記載した方法に於て、前記ポリ
シリコンのエミッタ及びコレクタの上、並びに前記外因
性ベース領域に重なるベース接点領域の上に高温金属を
デポジットし、該金属がシリコンと接触りる所では、シ
リサイドを形成する様に前記高温金属をシンタリングし
、その他の場所で前記金属を除去することを含む方法。
(48) In the method of paragraph (35), depositing a high temperature metal over the emitter and collector of the polysilicon and over the base contact region overlying the extrinsic base region; sintering the hot metal to form a silicide where it comes into contact with the metal and removing the metal elsewhere.

(49)第(48)項に記載した方法に於て、前記高温
金属が白金である方法。
(49) The method described in item (48), wherein the high temperature metal is platinum.

(50)第(26)項に記載した方法に於て、前記ポリ
シリコンのデボジッション、ドーピング及びバターニン
グの後、比較的平面状の上面を持つ位に厚い酸化物を同
形に低圧化学反応気相成長によってデポジットし、その
上面をエッチバックし、前記酸化物をエツチングして、
前記ポリシリコンのエミッタ、コレクタ及びベース接点
を露出することを含む方法。
(50) In the method described in paragraph (26), after deposition, doping, and buttering of the polysilicon, a low-pressure chemical reaction vapor phase is performed to conformally form a thick oxide having a relatively planar upper surface. depositing by growth, etching back the top surface, and etching the oxide;
A method comprising exposing emitter, collector and base contacts of the polysilicon.

(51)第(35)項に記載した方法に於て、前記外因
性ベースがN−形エピタキシャル・シリコンに隣接して
おり、ベース接点領域が前記外因性ベースの一部分及び
前記エピタキシャル領域の一部分の両方を含んでいて、
前記コレクタ及び前記ベースの間にショットキー・ダイ
オードを形成する方法。
(51) The method of paragraph (35), wherein the extrinsic base is adjacent to N-type epitaxial silicon, and the base contact region is located between a portion of the extrinsic base and a portion of the epitaxial region. contains both,
A method of forming a Schottky diode between the collector and the base.

(52)第(26)項に記載した方法に於て、前記トレ
ンチを形成する工程が、前記エピタキシャル層及び前記
埋込みDLJFの中に入り込む深いトレンチ開口のパタ
ーンを定めてエツチングし、該トレンチ開口の底にチャ
ンネル・ストッパ領域を打込んで拡散させ、前記トレン
チの壁の上に薄い酸化物層を成長させ、前記トレンチ内
にポリシリコンをデポジットして該トレンチを埋めるこ
とを含む方法。
(52) In the method described in item (26), the step of forming the trench includes determining and etching a pattern of a deep trench opening that penetrates into the epitaxial layer and the buried DLJF; A method comprising implanting and diffusing a channel stopper region at the bottom, growing a thin oxide layer on the walls of the trench, and depositing polysilicon into the trench to fill the trench.

(53)第2の導電型を持つ半導体基板の上に形成され
たバイポーラ−トランジスタ・セルに於て、前記基板内
の第1の導電型を持つ埋込みDUFコレクタと、該DU
Fコレクタに重なる第1の導電型を持つエピタキシャル
層と、トランジスタ領域を囲んでいて、該トランジスタ
領域を少なくとも部分的に囲むと共に前記DtJFコレ
クタに入り込むトレンチを含む分離手段と、前記エピタ
キシャル店内にある夫々第1及び第2の81M型を持つ
エミッタ及びベース領域と、前記エピタキシャル層内に
あって、前記埋込みDLJFコレクタまで下に伸びる前
記第1の導電型を持つコレクタ接点領域とを有するバイ
ポーラ・トランジスタ・セル。
(53) In a bipolar transistor cell formed on a semiconductor substrate having a second conductivity type, a buried DUF collector having a first conductivity type in the substrate;
an epitaxial layer having a first conductivity type overlapping the F collector; isolation means surrounding a transistor region and including a trench at least partially surrounding the transistor region and into the DtJF collector; A bipolar transistor having emitter and base regions having first and second 81M types and a collector contact region having the first conductivity type within the epitaxial layer and extending down to the buried DLJF collector. cell.

(54)第(53)項に記載したバイポーラ・トランジ
スタ・セルに於て、前記第1の導電型の不純物がN−形
であり、前記第2の導電型の不純物がP−形であるバイ
ポーラ・トランジスタ・セル。
(54) In the bipolar transistor cell described in item (53), the first conductivity type impurity is N- type and the second conductivity type impurity is P- type.・Transistor cell.

(55)  第(53)項に記載したバイポーラ・トラ
ンジスタ・セルに於て、前記トレンチが前記トランジス
タ領域を囲んでいるバイポーラ・トランジスタ・セル。
(55) The bipolar transistor cell according to item (53), wherein the trench surrounds the transistor region.

(56)第(55)項に記載したバイポーラ・トランジ
スタ・セルに於て、前記トレンチの側壁及び底が薄い酸
化物層を持っているバイポーラ・トランジスタ令セル。
(56) The bipolar transistor cell according to item (55), wherein the sidewalls and bottom of the trench have a thin oxide layer.

(57)第(55)項に記載したバイポーラ・トランジ
スタ・セルに於て、前記トレンチの幅が1.5乃至2.
0ミクロンの範囲内であるバイポーラ・トランジスタ・
セル。
(57) In the bipolar transistor cell described in item (55), the trench has a width of 1.5 to 2.
Bipolar transistors in the 0 micron range
cell.

(58)第(531項に記載したバイポーラ・トランジ
スタ・セルに於て、前記P−形真性ベースに前記第1の
1電型を持つ不純物を拡散させることにより、前記エミ
ッタが形成されるバイポーラ・トランジスタ・セル。
(58) In the bipolar transistor cell described in item (531), the emitter is formed by diffusing the first impurity having one electric type into the P-type intrinsic base. transistor cell.

(59)第(53)項に記載したバイポーラ・トランジ
スタ・セルに於て、前記エピタキシャル層に重なる酸化
物層と、該酸化物層に重なる表面不活性化層とを有する
バイポーラ・トランジスタ・セル。
(59) The bipolar transistor cell according to item (53), comprising an oxide layer overlapping the epitaxial layer and a surface passivation layer overlapping the oxide layer.

(60)第(53)項に記載したバイポーラ・トランジ
スタ・セルに於て、前記埋込みDUFが、アンチモンを
不純物として前記基板に拡散することによって形成され
るバイポーラ・トランジスタ・セル。
(60) The bipolar transistor cell described in item (53), wherein the buried DUF is formed by diffusing antimony as an impurity into the substrate.

(61)第(60)項に記載したバイポーラ・トランジ
スタ・セルに於て、前記コレクタ接点が、表面から前記
DUF領域まで伸びる深い燐の打込み部を前記エピタキ
シャル層の中に拡散することによって形成されるバイポ
ーラ・トランジスタ・セル。
(61) In the bipolar transistor cell of paragraph (60), the collector contact is formed by diffusing into the epitaxial layer a deep phosphorus implant extending from the surface to the DUF region. bipolar transistor cell.

(62)第(60)項に記載したバイポーラ・トランジ
スタ・セルに於て、前記DUF領域の厚さが3乃至3.
5ミクロンの範囲内であって、シート抵抗が15乃至2
5オーム/スクエアの範囲内であるバイポーラ・トラン
ジスタ・セル。
(62) In the bipolar transistor cell described in item (60), the thickness of the DUF region is 3 to 3.
Within the range of 5 microns and sheet resistance of 15 to 2
Bipolar transistor cell in the range of 5 ohms/square.

(63)第(59)項に記載したバイポーラ・トランジ
スタ・セルに於て、前記エピタキシャル層に重なる酸化
物層が約i、ooo乃至1.500人の範囲内であるバ
イポーラ・トランジスタ・セル。
(63) The bipolar transistor cell of paragraph (59), wherein the oxide layer overlying the epitaxial layer is within the range of about i,ooo to 1.500.

(64)第(53)項に記載したバイポーラ・トランジ
スタ・セルに於て、前記真性ベースの厚さが約3.00
0乃至4.000人の範囲内であって、シート抵抗が約
1.000オ一ム/スウエア未満であるバイポーラ・ト
ランジスタ・セル。
(64) In the bipolar transistor cell described in paragraph (53), the thickness of the intrinsic base is approximately 3.00 mm.
A bipolar transistor cell having a sheet resistance in the range of 0 to 4,000 ohms and less than about 1,000 ohms/sware.

(65)第(53)項に記載したバイポーラ・トランジ
スタ・セルに於て、前記P十形外因性ベース領域の厚さ
が約4,000乃至5,000人の範囲内であるバイポ
ーラ・トランジスタ・セル。
(65) The bipolar transistor cell described in paragraph (53), wherein the thickness of the P-decade extrinsic base region is within the range of approximately 4,000 to 5,000 nm. cell.

(66)第(60)項に記載したバイポーラ・トランジ
スタ・セルに於て、前記真性ベースの打込みが硼素であ
るバイポーラ・トランジスタ・セル。
(66) The bipolar transistor cell of paragraph (60), wherein the intrinsic base implant is boron.

(67)第(53)項に記載したバイポーラ・]・トラ
ンジスタセルに於て、前記エミッタ及びコレクタ接点領
域が、燐でドープされたポリシリコン層からの燐を夫々
前記真性ベース及び前記コレクタ接点領域に拡散させる
ことによって形成されるバイポーラ・トランジスタ・セ
ル。
(67) In the bipolar transistor cell according to paragraph (53), the emitter and collector contact regions absorb phosphorus from a phosphorous-doped polysilicon layer into the intrinsic base and collector contact regions, respectively. bipolar transistor cell formed by diffusion into

(68)第(55)項に記載したバイポーラ・トランジ
スタ・セルに於て、前記トレンチがポリシリコンで埋め
られているバイポーラ・トランジスタ・セル。
(68) The bipolar transistor cell described in item (55), wherein the trench is filled with polysilicon.

(69)第(56)項に記載したバイポーラ・トランジ
スタ・セルに於て、前記トレンチがポリシリコンで埋め
られているバイポーラ・トランジスタ・セル。
(69) The bipolar transistor cell described in item (56), wherein the trench is filled with polysilicon.

(70)少なくとも部分的にトランジスタ領域を囲むト
レンチを含めて、半導体基板のトランジスタ領域内に形
成されたトランジスタ・セル。
(70) A transistor cell formed within a transistor region of a semiconductor substrate, including a trench that at least partially surrounds the transistor region.

(71)  第(70)項に記載したトランジスタ・セ
ルに於て、前記トレンチがトランジスタ領域を囲んでい
るトランジスタ・セル。
(71) The transistor cell according to item (70), wherein the trench surrounds a transistor region.

(72)第(71)項に記載したトランジスタ・セルに
於て、前記トレンチがその壁の上に薄い酸化物コーティ
ングを持っていて、ポリシリコンで埋められているトラ
ンジスタ・セル。
(72) The transistor cell of paragraph (71), wherein the trench has a thin oxide coating on its walls and is filled with polysilicon.

(73)第(12)項に記載したトランジスタ・セルに
於て、前記トレンチの下方に形成されたチャンネル・ス
トッパ領域を有するトランジスタ・セル。
(73) The transistor cell described in item (12), which has a channel stopper region formed below the trench.

(74)  第(70)項に記載したトランジスタ・セ
ルに於て、前記トレンチの隅に角度をつけて、略一様な
トレンチの幅を持たせる様にしたトランジスタ・セル。
(74) The transistor cell described in item (70), in which the corners of the trench are angled so that the trench has a substantially uniform width.

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

第1図から第22図は本発明の好ましい実施例に従って
作られた半導体チップの1つのセルを著しく拡大した側
面断面図で、各製造段階に於けるデバイス構造を示す。 第23図は第1図乃至第21図のチップの1つのセルで
、二酸化シリコンの厚い同形デポジットを用いる最後の
製造段階の側面断面図、第24図及び第25図は第23
図に示したセルの平面図である。
1-22 are greatly enlarged side cross-sectional views of one cell of a semiconductor chip made in accordance with a preferred embodiment of the present invention, illustrating the device structure at each stage of manufacture. FIG. 23 is a side cross-sectional view of one cell of the chip of FIGS. 1-21 during the final manufacturing step using a thick conformal deposit of silicon dioxide; FIGS.
FIG. 3 is a plan view of the cell shown in the figure.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)LSI又はVLSIプロセスでバイポーラ・トラ
ンジスタを作る方法に於て、第2の導電型を持つ半導体
基板の中に第1の導電型を持つ埋込みコレクタを形成し
、該埋込みコレクタの上に第1の導電型を持つエピタキ
シャル層を成長させ、当該トランジスタを少なくとも部
分的に囲むと共に前記埋込みコレクタを通るトレンチを
形成することを含めて、トランジスタ領域の周りに分離
手段を形成し、前記エピタキシャル層内に前記第2の導
電型を持つ真性ベース領域を形成し、前記真性ベース領
域内に該真性ベースの縁とセルフアラインである前記第
2の導電型を持つ外因性ベース領域を形成し、該外因性
ベース領域に隣接して前記真性ベース領域内にエミッタ
を形成し、前記エピタキシャル層内に前記埋込みコレク
タまで伸びる前記第1の導電型を持つコレクタ接触領域
を形成する工程を含む方法。
(1) In a method of manufacturing a bipolar transistor using an LSI or VLSI process, a buried collector having a first conductivity type is formed in a semiconductor substrate having a second conductivity type, and a second conductivity type is placed on the buried collector. forming an isolation means around the transistor region including growing an epitaxial layer having a conductivity type of 1 and forming a trench at least partially surrounding the transistor and passing through the buried collector; forming an intrinsic base region having the second conductivity type within the intrinsic base region, forming an extrinsic base region having the second conductivity type self-aligned with an edge of the intrinsic base; forming an emitter in the intrinsic base region adjacent to the intrinsic base region, and forming a collector contact region with the first conductivity type in the epitaxial layer extending to the buried collector.
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