JPS6242395B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6242395B2
JPS6242395B2 JP56075185A JP7518581A JPS6242395B2 JP S6242395 B2 JPS6242395 B2 JP S6242395B2 JP 56075185 A JP56075185 A JP 56075185A JP 7518581 A JP7518581 A JP 7518581A JP S6242395 B2 JPS6242395 B2 JP S6242395B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
forming
type
conductivity type
silicon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP56075185A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS57190348A (en
Inventor
Shuichi Kameyama
Koichi Kanzaki
Yoshitaka Sasaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP56075185A priority Critical patent/JPS57190348A/en
Priority to US06/378,480 priority patent/US4433470A/en
Publication of JPS57190348A publication Critical patent/JPS57190348A/en
Publication of JPS6242395B2 publication Critical patent/JPS6242395B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H01L21/762Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/76202Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using a local oxidation of silicon, e.g. LOCOS, SWAMI, SILO
    • H01L21/76205Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using a local oxidation of silicon, e.g. LOCOS, SWAMI, SILO in a region being recessed from the surface, e.g. in a recess, groove, tub or trench region
    • 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
    • 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
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/22Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
    • H01L21/225Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities using diffusion into or out of a solid from or into a solid phase, e.g. a doped oxide layer
    • H01L21/2251Diffusion into or out of group IV semiconductors
    • H01L21/2254Diffusion into or out of group IV semiconductors from or through or into an applied layer, e.g. photoresist, nitrides
    • H01L21/2257Diffusion into or out of group IV semiconductors from or through or into an applied layer, e.g. photoresist, nitrides the applied layer being silicon or silicide or SIPOS, e.g. polysilicon, porous silicon
    • 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
    • H01L21/74Making of localized buried regions, e.g. buried collector layers, internal connections substrate contacts
    • H01L21/743Making of internal connections, substrate contacts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はバイポーラ型半導体装置の製造方法に
関し、特にI2L素子を有するバイポーラ型の集積
回路の製造方法に係る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for manufacturing a bipolar semiconductor device, and particularly to a method for manufacturing a bipolar integrated circuit having an I 2 L element.

I2L(Integrated Injection Logic)は逆構造形
のバーテイカルトランジスタ(例えばnpnトラン
ジスタ)と、このトランジスタのベースをコレク
タとする上記トランジスタとは相補形のラテラル
トランジスタ(pnpトランジスタ)との複合構造
をもつ論理素子である。かかるI2Lはラテラルト
ランジスタが前記逆構造のバーテイカルトランジ
スタのベースに電荷を注入するインジエクタとし
て作用し、逆構造のバーテイカルトランジスタが
インバータとして動作するものである。このた
め、I2Lは論理振幅が小さく、高速かつ低消費電
力の動作が可能な素子として近年注目されてい
る。また、I2Lはバーテイカルトランジスタとラ
テラルトランジスタの素子間分離が不要であるこ
とから、集積度が高く、大規模集積回路の応用に
適している。更に、I2Lはバイポーラプロセス技
術であることから、同一チツプ上に容易に他のバ
イポーラ回路、例えばリニア回路やECL
(Emitter Coupled Logic)を共存させることが
でき、複合機能集積回路を実現できる。
I 2 L (Integrated Injection Logic) has a composite structure of an inverted vertical transistor (e.g. npn transistor) and a complementary lateral transistor (pnp transistor) whose collector is the base of this transistor. It is a logic element. In such I 2 L, the lateral transistor acts as an injector that injects charge into the base of the vertical transistor with the reverse structure, and the vertical transistor with the reverse structure operates as an inverter. For this reason, I 2 L has attracted attention in recent years as an element that has a small logic amplitude and can operate at high speed and with low power consumption. Furthermore, since I 2 L does not require isolation between vertical transistors and lateral transistors, it has a high degree of integration and is suitable for large-scale integrated circuit applications. Furthermore, since I 2 L is a bipolar process technology, it is easy to integrate other bipolar circuits, such as linear circuits and ECL circuits, on the same chip.
(Emitter Coupled Logic) can coexist, making it possible to realize multifunctional integrated circuits.

ところで、上述したI2Lを高速動作をさせるた
めに多くの研究がなされており、スイツチングト
ランジスタのエミツタ及びベース領域に蓄積され
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、つまり蓄積時間を小さくす
ることが重要であることが、例えばIEEE
Journal of Solid−State Circuita,Vol,SC−
14,No.2,April 1979,327〜336に記載されてい
る。少数キヤリアの蓄積を少なくするためには、
エピタキシヤル半導体層及びエミツタ層の濃度プ
ロフアイルを最適化するに加え、少数キヤリアの
蓄積される領域を必要最小限にすることが効果的
である。このような観点から従来、次に示す方法
によりI2Lを製造することが考えられている。す
なわち、p型シリコン基板1に選択的にn+埋込
層2を形成し、同基板1上にn型エピタキシヤル
層3を成長された後、素子分離のための厚いフイ
ールド酸化膜4を選択酸化技術により形成する。
つづいて素子形成領域上にCVD法、写真蝕刻法
により選択的にSiO2膜5を覆つた後、このSiO2
膜5をマスクとしてボロンの熱拡散を施してp型
のベース領域6及びインジエクタ7を形成する
(第1図a図示)。次いで、全面にn型不純物であ
る砒素をドープした多結晶シリコン膜を堆積し、
これをパターニングして多結晶シリコン膜を選択
エツチングしてコレクタ領域形成予定部上に多結
晶シリコンパターン8a,8bを形成する(第1
図b図示)。ひきつづき、高温熱酸化処理を施し
て多結晶シリコンパターン8a,8bの周囲に厚
いシリコン熱酸化膜9及び露出するベース領域
6、インジエクタ7上に薄いシリコン熱酸化膜1
0を成長させると共に、砒素をドープした多結晶
シリコンパターン8a,8bから砒素をp型のベ
ース領域6に拡散してn+型のコレクタ領域11
a,11bを形成する。その後、前記薄いシリコ
ン熱酸化膜10をエツチング除去して厚いシリコ
ン熱酸化膜9で絶縁された多結晶シリコンパター
ンをコレクタ取出し電極12a,12bとした
後、全面にAl膜を堆積し、フイールド酸化膜4
及びSiO2膜5上でパターニングしてベース取出
しAl電極13、インジエクタ取出しAl電極14
を形成してI2Lを含む集積回路を製造する(第1
図c図示)。なお、図中15a〜15cはベース
コンタクト部、16はインジエクタコンタクト部
である。
By the way, a lot of research has been done to make the above-mentioned I 2 L operate at high speed. For example, IEEE
Journal of Solid-State Circuita, Vol, SC-
14, No. 2, April 1979, 327-336. In order to reduce the accumulation of minority carriers,
In addition to optimizing the concentration profile of the epitaxial semiconductor layer and the emitter layer, it is effective to minimize the area where minority carriers are accumulated. From this point of view, it has been conventionally considered to produce I 2 L by the following method. That is, after selectively forming an n + buried layer 2 on a p-type silicon substrate 1 and growing an n-type epitaxial layer 3 on the same substrate 1, a thick field oxide film 4 for device isolation is selected. Formed by oxidation technology.
Subsequently, after selectively covering the SiO 2 film 5 on the element forming region by CVD method or photolithography method, this SiO 2 film 5 is
Boron is thermally diffused using the film 5 as a mask to form a p-type base region 6 and an injector 7 (as shown in FIG. 1A). Next, a polycrystalline silicon film doped with arsenic, which is an n-type impurity, is deposited on the entire surface.
This is patterned and the polycrystalline silicon film is selectively etched to form polycrystalline silicon patterns 8a and 8b on the portion where the collector region is to be formed (first
(Figure b shown). Subsequently, high-temperature thermal oxidation treatment is performed to form a thick silicon thermal oxide film 9 around the polycrystalline silicon patterns 8a and 8b, a thin silicon thermal oxide film 1 on the exposed base region 6, and the injector 7.
At the same time, arsenic is diffused from the arsenic-doped polycrystalline silicon patterns 8a and 8b into the p-type base region 6 to form the n + -type collector region 11.
a, 11b are formed. After that, the thin silicon thermal oxide film 10 is removed by etching, and the polycrystalline silicon pattern insulated by the thick silicon thermal oxide film 9 is used as the collector lead-out electrodes 12a, 12b, and then an Al film is deposited on the entire surface to form the field oxide film. 4
And by patterning on the SiO 2 film 5, a base lead-out Al electrode 13 and an injector lead-out Al electrode 14 are formed.
to form an integrated circuit containing I 2 L (first step
Figure c). In the figure, 15a to 15c are base contact parts, and 16 is an injector contact part.

上述したI2Lを含む集積回路の製造においては
ベースコンタクトホールを砒素ドープ多結晶シリ
コンのコレクタ取出し電極12a,12bに対し
て自己整合的に開孔でき、ベース取出し電極13
をベース領域6に対して広い面積で接触できる。
しかも、コレクタ領域11a,11bの面積に比
較してベース領域6の面積を小さくできる。した
がつて得られたI2Lは高速化できると共に、コレ
クタ、ベースの面積比(SC/SB)比が大きくな
ることにより電流増幅率(hFE)の向上を達成で
き、更には集積度を向上できる。しかしながら、
かかる構造のI2Lにあつては、第1図cに示す如
くnpnトランジスタのベースコンタクト部15a
〜15cの直下のpn接合は、コレクタ領域11
a,11b直下の真性npnトランジスタのベー
ス・エミツタのpn接合に対して寄生の働きをす
る。こうした寄生pn接合は、直流動作におい
て、npnトランジスタのコレクタとベースとの比
(SC/SB)を悪化させるため、npnトランジス
タの電流増幅率を小さくし、フアンナウト能力を
低下させる。しかもスイツチング動作においては
寄生ダイオードのn型のエピタキシヤル中に少数
キヤリアを蓄積させ、拡散容量の増大となるた
め、I2Lゲートの高速動作を悪化させる。
In manufacturing an integrated circuit including the above-mentioned I 2 L, the base contact hole can be opened in a self-aligned manner with respect to the collector lead-out electrodes 12a and 12b of arsenic-doped polycrystalline silicon,
can be brought into contact with the base region 6 over a wide area.
Furthermore, the area of the base region 6 can be made smaller than the area of the collector regions 11a and 11b. Therefore, the speed of the obtained I 2 L can be increased, and the current amplification factor (h FE ) can be improved by increasing the area ratio of collector to base (S C /S B ), and furthermore, it is possible to improve the integration You can improve your degree. however,
In the case of I 2 L having such a structure, as shown in FIG. 1c, the base contact portion 15a of the npn transistor
The pn junction directly under ~15c is the collector region 11
It acts as a parasitic to the base-emitter pn junction of the intrinsic npn transistor directly below a and 11b. Such a parasitic pn junction deteriorates the collector-to-base ratio (S C /S B ) of the npn transistor during DC operation, thereby reducing the current amplification factor of the npn transistor and reducing the fan-out capability. Moreover, in the switching operation, minority carriers are accumulated in the n-type epitaxial layer of the parasitic diode, increasing the diffusion capacitance, thereby impairing the high-speed operation of the I 2 L gate.

上述した寄生接合を防止するために、第2図に
示す如くnpnトランジスタのベースコンタクト部
15a〜15cの直下部分にシリコン酸化体17
a〜17cを埋め込んだ構造のI2Lが知られてい
る。なお、17dはインジエクタ7のコンタクト
部16の直下部分に埋め込まれたシリコン酸化体
である。このような構造にすれば、寄生のpn接
合の形成を防止できるが、製造方法上において下
記に示す種々の欠点を有する。
In order to prevent the above-mentioned parasitic junction, a silicon oxide body 17 is placed directly under the base contact portions 15a to 15c of the npn transistor as shown in FIG.
I 2 L having a structure in which a to 17c are embedded is known. Note that 17d is a silicon oxide buried in a portion directly below the contact portion 16 of the injector 7. Although such a structure can prevent the formation of a parasitic pn junction, it has various drawbacks in terms of manufacturing method as described below.

(イ) 上記シリコン酸化体17a〜17dはn+
込み層2の上に形成されるが、この後のn型エ
ピタキシヤル層3の成長において、同シリコン
酸化体17a〜17d上及びそれらの近傍の半
導体層が多結晶化し易くなり、該シリコン酸化
体17a〜17dの近傍に形成されるトランジ
スタの特性を悪化させる。
(a) The silicon oxide bodies 17a to 17d are formed on the n + buried layer 2, but in the subsequent growth of the n type epitaxial layer 3, the silicon oxide bodies 17a to 17d and their vicinity are The semiconductor layer tends to become polycrystalline, which deteriorates the characteristics of transistors formed near the silicon oxide bodies 17a to 17d.

(ロ) シリコン酸化体17a〜17cに対してnpn
トランジスタのベース領域6が接していること
が必要であるため、n型エピタキシヤル層3の
厚さがnpnトランジスタのベース領域6の深さ
程度に限られる。
(b) npn for silicon oxides 17a to 17c
Since it is necessary that the base regions 6 of the transistors are in contact with each other, the thickness of the n-type epitaxial layer 3 is limited to about the depth of the base region 6 of the npn transistor.

(ハ) npnトランジスタのコレクタ領域11a,1
1bの拡散源となる砒素ドープ多結晶シリコン
パターン8a,8bとシリコン酸化体17a〜
17cとの位置合わせは、マスク合わせにより
行なう必要があるため、シリコン酸化体17a
〜17cに対してコレクタ領域11a,11b
を自己整合的に位置合わせできず、その結果、
集積度の低下を招く。
(c) Collector region 11a, 1 of npn transistor
Arsenic-doped polycrystalline silicon patterns 8a and 8b and silicon oxides 17a to 1b serve as diffusion sources
Since alignment with silicon oxide 17c needs to be performed by mask alignment, silicon oxide body 17a
Collector regions 11a, 11b for ~17c
cannot be self-aligned, and as a result,
This results in a decrease in the degree of integration.

したがつて、上記の如くシリコン酸化体を先に
埋め込んで、その上にエピタキシヤル層を形成し
I2Lゲートを造る方法は構造上及び性能上におい
て問題がある。
Therefore, as described above, silicon oxide is first buried and an epitaxial layer is formed on it.
The method of making I 2 L gates has structural and performance problems.

一方、npnトランジスタの寄生pn接合の形成を
防止するためのシリコン酸化体に対して真性の
npnトランジスタを形成する方法として、真性ト
ランジスタ部となる領域に選択的にエピタキシヤ
ル成長させて形成することが考えられるが、選択
エピタキシヤル成長法は現時点での量産技術とし
ては必ずしも適していない。
On the other hand, the intrinsic
One possible method for forming an npn transistor is to selectively epitaxially grow the region that will become the intrinsic transistor portion, but selective epitaxial growth is not necessarily suitable as a mass production technology at present.

本発明は上記欠点を解消するためになされたも
ので、エピタキシヤル層の結晶性悪化やnpnトラ
ンジスタのベース領域の深さ等の制限を受けるこ
となく、簡便かつ量産的に寄生のpn接合の形成
を防止したI2L等のバイポーラ型半導体装置を製
造し得る方法を提供しようとするものである。
The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks, and is capable of easily and mass-producing the formation of parasitic pn junctions without being subject to limitations such as deterioration of the crystallinity of the epitaxial layer or the depth of the base region of the npn transistor. The purpose of this invention is to provide a method for manufacturing bipolar semiconductor devices such as I 2 L that prevents this.

すなわち、本発明は第1導電型の半導体層の表
層もしくは内部の一部に第2導電型の第1不純物
領域を形成した後、該第1不純物領域内もしくは
該領域上の半導体層に第1導電型の第2不純物領
域を形成する工程と、少なくとも第2不純物領域
が位置する半導体層上に第1導電型の不純物を含
む導電体パターンを形成する工程と、この導電体
パターンの露出面に絶縁膜を選択的に形成する工
程と、この絶縁膜をマスクとして前記半導体層
を、前記第1不純物領域と同程度の深さまで選択
エツチングして前記第1不純物領域及び第2不純
物領域を含み垂直もしくは垂直に近い側面を有す
る突起状の半導体領域を形成する工程と、該突起
状の半導体領域の側面に耐酸化性絶縁膜を選択的
に形成した後、熱酸化処理を施してエツチング部
の露出底面に酸化膜を形成する工程と、前記耐酸
化性絶縁膜を除去した後、前記突起状の半導体領
域にその側面を介して第2導電型の第1不純物領
域と接続する電極を形成する工程とを具備したこ
とを特徴とするものである。
That is, in the present invention, after forming a first impurity region of a second conductivity type in a surface layer or a part of the interior of a semiconductor layer of a first conductivity type, a first impurity region is formed in the semiconductor layer within or on the first impurity region. forming a second impurity region of a conductivity type; forming a conductor pattern containing an impurity of the first conductivity type on the semiconductor layer in which at least the second impurity region is located; and forming a conductor pattern on an exposed surface of the conductor pattern. a step of selectively forming an insulating film; and using the insulating film as a mask, selectively etching the semiconductor layer to a depth comparable to that of the first impurity region to form a vertical layer including the first impurity region and the second impurity region; Alternatively, a step of forming a protruding semiconductor region with nearly vertical side surfaces, selectively forming an oxidation-resistant insulating film on the side surfaces of the protruding semiconductor region, and then performing thermal oxidation treatment to expose the etched portion. forming an oxide film on the bottom surface; and after removing the oxidation-resistant insulating film, forming an electrode on the protruding semiconductor region to be connected to the first impurity region of the second conductivity type through its side surface. It is characterized by having the following.

本発明において第1導電型の半導体層に第2導
電型の第1不純物領域を形成する手段としては、
例えば第2導電型不純物を含むガラス層を半導体
層上の所望領域に設け、これを拡散源として熱拡
散する方法、或いは第2導電型不純物を選択的に
イオン注入する方法等を採用し得る。後者のイオ
ン注入法を採用すれば、半導体層内部の一部に第
1不純物領域を形成することも可能となる。
In the present invention, the means for forming the first impurity region of the second conductivity type in the semiconductor layer of the first conductivity type is as follows:
For example, a method of providing a glass layer containing impurities of the second conductivity type in a desired region on the semiconductor layer and performing thermal diffusion using this as a diffusion source, a method of selectively ion-implanting the impurities of the second conductivity type, or the like may be adopted. If the latter ion implantation method is adopted, it is also possible to form the first impurity region in a part of the inside of the semiconductor layer.

本発明において第1不純物領域内もしくは同領
域上の半導体層の一部に第1導電型の第2不純物
領域を形成する手段としては、例えば第2不純物
領域形成予定部以外をマスクした後、第1導電型
不純物をイオン注入もしくは熱拡散する方法、或
いは上記第1導電型不純物を含む導電体パターン
を利用し、これを第2不純物領域形成予定部に直
接設け、該導電体パターンを拡散源として熱拡散
する方法等を挙げることができる。後者の方法の
場合、導電体パターンは第1導電型の第2不純物
領域の取出し電極として利用することができる。
本発明における導電体パターンは第2不純物領域
が位置する半導体層上に直接形成する他、第1不
純物領域上に絶縁膜を介して形成してもよい。後
者の導電体パターンはジヤンパ配線として利用で
きる。かかる導電体材料としては、例えば第1導
電型不純物を含む多結晶シリコン、或いは同不純
物を含むモリブデンシリサイド、タングステンシ
リサイド、タンタルシリサイドなどの金属硅化物
等を挙げることができる。
In the present invention, as a means for forming the second impurity region of the first conductivity type in a part of the semiconductor layer within or on the first impurity region, for example, after masking the area other than the part where the second impurity region is to be formed, A method of ion-implanting or thermally diffusing an impurity of the first conductivity type, or using a conductor pattern containing the impurity of the first conductivity type, directly providing it in the area where the second impurity region is to be formed, and using the conductor pattern as a diffusion source. Examples include a method of thermal diffusion. In the latter method, the conductor pattern can be used as an extraction electrode for the second impurity region of the first conductivity type.
The conductor pattern in the present invention may be formed directly on the semiconductor layer where the second impurity region is located, or may be formed on the first impurity region via an insulating film. The latter conductive pattern can be used as jumper wiring. Examples of such a conductive material include polycrystalline silicon containing impurities of the first conductivity type, or metal silicides containing the impurities such as molybdenum silicide, tungsten silicide, and tantalum silicide.

本発明における導電体パターンの露出面に絶縁
膜を選択的に形成する手段としては次のような方
法を採用し得る。
In the present invention, the following method can be adopted as means for selectively forming an insulating film on the exposed surface of the conductor pattern.

(1) 第1導電型不純物を含む導電体パターンが半
導体層に比べて酸化レートが大きいことを利用
して適切な温度条件下で熱酸化処理を施して導
電体パターンの露出面に厚い熱酸化膜を、導電
体パターン以外の露出する半導体層に薄い熱酸
化膜を成長させた後、薄い熱酸化膜を除去して
導電体パターンの露出面に絶縁膜を選択的に形
成する方法。
(1) Taking advantage of the fact that the conductor pattern containing impurities of the first conductivity type has a higher oxidation rate than the semiconductor layer, thermal oxidation treatment is performed under appropriate temperature conditions to thickly oxidize the exposed surface of the conductor pattern. A method in which a thin thermal oxide film is grown on an exposed semiconductor layer other than a conductor pattern, and then the thin thermal oxide film is removed to selectively form an insulating film on the exposed surface of the conductor pattern.

(2) 導電体パターンを絶縁物パターンをマスクと
して形成すると共に該パターンを導電体パター
ンに対して庇状に突出した後、絶縁物パターン
に対し選択エツチング性を有する絶縁膜を堆積
し、反応性イオンエツチング等の異方性エツチ
ングを行なつて絶縁物パターンの庇直下、つま
り導電体パターンの露出面に絶縁膜を選択的に
形成する方法。
(2) After forming a conductor pattern using an insulator pattern as a mask and protruding the pattern like an eave from the conductor pattern, an insulating film having selective etching properties is deposited on the insulator pattern, and a reactive A method of selectively forming an insulating film directly under the eaves of an insulating pattern, that is, on the exposed surface of a conductive pattern, by performing anisotropic etching such as ion etching.

(3) 導電体パターンを含む全面に絶縁膜を堆積
し、方向性のある反応性イオンエツチング法に
より該絶縁膜の膜厚程度エツチングして導電体
パターンの露出面(側面)に半導体基板平面に
対して垂直な方向に見掛け上厚く堆積された絶
縁膜を残存させる方法。
(3) An insulating film is deposited on the entire surface including the conductor pattern, and etched to the thickness of the insulating film using a directional reactive ion etching method to form a layer on the exposed surface (side surface) of the conductor pattern on the plane of the semiconductor substrate. A method that leaves an apparently thick insulating film deposited in a direction perpendicular to the surface.

本発明においてエツチング後に形成された突起
状の半導体領域の側面に耐酸化性絶縁膜を選択的
に設けるのは、熱酸化時に耐酸化性マスクとして
利用し、エツチング部の露出底面に選択的に酸化
膜を成長させると共に、電極と接する第1不純物
領域の側面部に酸化膜が形成されるのを阻止する
ためである。かかる耐酸化性絶縁膜としては、例
えばシリコン窒化膜、アルミナ膜等を挙げること
ができる。
In the present invention, an oxidation-resistant insulating film is selectively provided on the side surface of the protruding semiconductor region formed after etching.It is used as an oxidation-resistant mask during thermal oxidation, and is selectively oxidized on the exposed bottom surface of the etched portion. This is to prevent the formation of an oxide film on the side surface of the first impurity region in contact with the electrode while growing the film. Examples of such an oxidation-resistant insulating film include a silicon nitride film and an alumina film.

本発明において耐酸化性絶縁膜の除去後に形成
される第1不純物領域の取出し電極の材料として
は、例えばAlもしくはAl−Cu、Al−Si、Al−Si
−CuなどのAl合金、又はMo、W、Ta、Ptなどの
金属、或いはこれら金属の硅化物等を挙げること
ができる。なお、耐酸化性絶縁膜の除去後、電極
形成前に突起状の半導体領域側面の絶縁膜以外の
露出部に第1不純物領域と同導電型の不純物を拡
散させてもよい。このように突起状の半導体領域
側面の露出部に第2導電型の不純物領域を形成す
ると、第1不純物領域の取出し電極を形成した
際、該電極によつて第1不純物領域と第2不純物
領域とが短絡したり、場合によつては第1不純物
領域と第1導電型の半導体層とが短絡したりする
のを確実に防止できる。
In the present invention, the material for the lead-out electrode of the first impurity region formed after removing the oxidation-resistant insulating film is, for example, Al, Al-Cu, Al-Si, Al-Si.
Examples include Al alloys such as -Cu, metals such as Mo, W, Ta, and Pt, and silicides of these metals. Note that after removing the oxidation-resistant insulating film and before forming the electrode, an impurity having the same conductivity type as the first impurity region may be diffused into the exposed portion other than the insulating film on the side surface of the protruding semiconductor region. If the second conductivity type impurity region is formed in the exposed portion of the side surface of the protruding semiconductor region in this way, when the lead-out electrode for the first impurity region is formed, the first impurity region and the second impurity region are separated by the electrode. It is possible to reliably prevent a short circuit between the first impurity region and the semiconductor layer of the first conductivity type in some cases.

次に本発明をI2Lの製造に適用した例について
第3図a〜iを参照して説明する。
Next, an example in which the present invention is applied to the production of I 2 L will be described with reference to FIGS. 3a to 3i.

実施例 〔〕 まず、p型シリコン基板101にSbを選
択拡散してn+埋込層102を形成し、更にn
型のシリコンエピタキシヤル層103(第1導
電型の半導体層)を成長させた後、形成すべき
I2Lゲートの周囲にフイールド酸化膜104を
選択的に設けた。つづいて、イオン注入法等に
よつてシリコンエピタキシヤル層103内部の
一部に真性のnpnトランジスタのp-型ベース領
域105(第2導電型の第1不純物領域)を形
成した。この場合、p-型ベース領域105は
n型のシリコンエピタキシヤル層103の表面
から拡散法によつて形成してもよい。ひきつづ
き、熱酸化処理、選択エツチングを施して前記
pnpトランジスタのベース領域を覆うシリコン
酸化膜106、及びp-型ベース領域105の
一部を覆うシリコン酸化膜107を形成した。
この場合、後者のジヤンパ配線を絶縁するため
のシリコン酸化膜107をフイールド酸化膜1
04と同じ工程で厚く形成してもよい。その
後、n型不純物である砒素を含んだn+型多結
晶シリコン膜108、CVD−SiO2膜109及
びシリコン窒化膜110を順次堆積した(第3
図a図示)。
Example [] First, Sb is selectively diffused into a p-type silicon substrate 101 to form an n+ buried layer 102, and then an n + buried layer 102 is formed.
After growing the type silicon epitaxial layer 103 (semiconductor layer of the first conductivity type),
A field oxide film 104 was selectively provided around the I 2 L gate. Subsequently, a p - type base region 105 (second conductivity type first impurity region) of an intrinsic npn transistor was formed in a part of the silicon epitaxial layer 103 by ion implantation or the like. In this case, p - type base region 105 may be formed from the surface of n-type silicon epitaxial layer 103 by a diffusion method. Subsequently, thermal oxidation treatment and selective etching were performed to obtain the above-mentioned
A silicon oxide film 106 covering the base region of the pnp transistor and a silicon oxide film 107 covering a part of the p - type base region 105 were formed.
In this case, the silicon oxide film 107 for insulating the latter jumper wiring is replaced with the field oxide film 1.
It may be formed thickly in the same process as 04. Thereafter, an n + type polycrystalline silicon film 108 containing arsenic as an n-type impurity, a CVD-SiO 2 film 109, and a silicon nitride film 110 were deposited in sequence (third
Figure a).

〔〕 次いで、写真蝕刻法によりシリコン窒化
膜110上にレジストパターン(図示せず)を
形成し、これらレジストパターンをマスクとし
てシリコン窒化膜110をエツチングしてシリ
コン窒化膜パターン110a〜110cを形成
した後、これらパターン110a〜110cを
マスクとしてCVD−SiO2膜109をパターニ
ングしてCVD−SiO2膜パターン109a〜1
09cを形成した。更に、前記シリコン室化膜
パターン110a〜110cをマスクとして
n+型多結晶シリコン膜108をHF:HNO3
CH3COOH=1:3:8のエツチヤントもしく
は反応性イオンエツチングにてエツチングして
p-型ベース領域105上のn型シリコンエピ
タキシヤル層103に直接接触し、両端がフイ
ールド酸化膜104上に延出したn+型多結晶
シリコンパターン108a,108c(導電体
パターン)、並びにシリコン酸化膜107を介
してシリコンエピタキシヤル層103上に配置
され両端がフイールド酸化膜104上に延出し
たn+型多結晶シリコンパターン108b(導
電体パターン)を形成した(第3図b図示)。
[] Next, resist patterns (not shown) are formed on the silicon nitride film 110 by photolithography, and the silicon nitride film 110 is etched using these resist patterns as a mask to form silicon nitride film patterns 110a to 110c. , the CVD-SiO 2 film 109 is patterned using these patterns 110a to 110c as masks to form CVD-SiO 2 film patterns 109a to 1.
09c was formed. Furthermore, using the silicon chambered film patterns 110a to 110c as a mask,
The n + type polycrystalline silicon film 108 is HF:HNO 3 :
Etch using CH 3 COOH = 1:3:8 etchant or reactive ion etching.
N + type polycrystalline silicon patterns 108a and 108c (conductor patterns) that are in direct contact with the n type silicon epitaxial layer 103 on the p - type base region 105 and whose ends extend onto the field oxide film 104, and silicon oxide An n + -type polycrystalline silicon pattern 108b (conductor pattern) was formed on the silicon epitaxial layer 103 via the film 107, with both ends extending onto the field oxide film 104 (as shown in FIG. 3B).

〔〕 次いで、700〜900℃の低温スチーム或い
はウエツト雰囲気中で熱処理した。この時、
n+型多結晶シリコンパターン108a〜10
8cの酸化レートが低濃度のn型シリコンエピ
タキシヤル層103のそれより4倍乃至10倍程
度大きいために、第3図cに示す如く同パター
ン108a〜108cの露出する周側面に厚い
熱酸化膜111が、n型シリコンエピタキシヤ
ル層103表面には薄い熱酸化膜(図示せず)
が、成長された。この熱処理によつてn型シリ
コンエピタキシヤル層103と直接接触する
n+型多結晶シリコンパターン108a,10
8cから砒素が同エピタキシヤル層103に拡
散してnpnトランジスタのn+型コレクタ領域1
12a,112bが形成された。こうしたコレ
クタ領域112a,112bの形成によりn+
型多結晶シリコンパターン108a,108c
はコレクタ取出し電極として機能し、シリコン
酸化膜107上のn+型多結晶シリコンパター
ン108bはジヤンパ配線として機能する。そ
の後、例えば弗化アンモニウム等で処理して図
示しない薄い熱酸化膜を除去し、n+型多結晶
シリコンパターン108a〜108cの周囲に
熱酸化膜111…を残存させた(同第3図c図
示)。
[] Next, heat treatment was performed in a low-temperature steam or wet atmosphere at 700 to 900°C. At this time,
n + type polycrystalline silicon patterns 108a to 10
Since the oxidation rate of 8c is about 4 to 10 times higher than that of the low concentration n-type silicon epitaxial layer 103, a thick thermal oxide film is formed on the exposed peripheral side of the patterns 108a to 108c as shown in FIG. 3c. 111 is a thin thermal oxide film (not shown) on the surface of the n-type silicon epitaxial layer 103.
But it has grown. This heat treatment causes direct contact with the n-type silicon epitaxial layer 103.
n + type polycrystalline silicon pattern 108a, 10
Arsenic from 8c diffuses into the epitaxial layer 103 and forms the n + type collector region 1 of the npn transistor.
12a and 112b were formed. By forming these collector regions 112a and 112b, n +
Mold polycrystalline silicon patterns 108a, 108c
functions as a collector lead-out electrode, and the n + type polycrystalline silicon pattern 108b on the silicon oxide film 107 functions as a jumper wiring. Thereafter, a thin thermal oxide film (not shown) was removed by treatment with ammonium fluoride, for example, and thermal oxide films 111 were left around the n + type polycrystalline silicon patterns 108a to 108c (as shown in FIG. 3c). ).

〔〕 次いで、薄い熱酸化膜の除去により露出
されたn型シリコンエピタキシヤル層103を
フイールド酸化膜104、シリコン酸化膜10
6及びn+型多結晶シリコンパターン108a
〜108c周囲の熱酸化膜111をマスクとし
て反応性イオンエツチング法によつてp-型ベ
ース領域105を貫通するまでエツチングし
た。この時、第3図dに示す如く垂直な側面を
有する突起状の縦型npnトランジスタ113
a,113b、並びにn型シリコンエピタキシ
ヤル層103とp-型ベース領域105からな
る突起部114が形成された。こうしたエツチ
ングによつて不要な寄生のpn接合を排除で
き、I2Lの動作が改善された。
[] Next, the n-type silicon epitaxial layer 103 exposed by removing the thin thermal oxide film is formed into a field oxide film 104 and a silicon oxide film 10.
6 and n + type polycrystalline silicon patterns 108a
Using the thermal oxide film 111 around 108c as a mask, etching was performed by reactive ion etching until the p - type base region 105 was penetrated. At this time, as shown in FIG. 3d, a protruding vertical npn transistor 113 with vertical side surfaces
A, 113b, a protrusion 114 consisting of an n-type silicon epitaxial layer 103 and a p - type base region 105 were formed. This etching eliminates unnecessary parasitic pn junctions and improves I 2 L operation.

〔〕 次いで、エツチング部115…を含む全
面にシリコン窒化膜116を堆積した(第3図
e図示)。つづいて反応性イオンエツチング法
により該窒化膜116の膜厚のエツチング時間
に比べて少し長くエツチングした。この時、突
起状のnpnトランジスタ113a,113b等
の側面に堆積したシリコン窒化膜116部分は
他の平坦な領域上でのそれに比べて基板に対し
て垂直な方向の見掛け上の膜厚が大きくなり、
かつ反応性イオンエツチング法は基板101に
対して垂直な方向のみにエツチングが進行する
ため第3図fに示す如く突起状のnpnトランジ
スタ113a,113b、突起部114等の側
面のみにシリコン窒化膜116′…が残存する
と共に、エツチング部115…の一部底面が露
出した。この場合、シリコン窒化膜を効率よく
残存させる別の方法として、次の様な方法が採
用されうる。すなわち、第3図dの状態で、
RIE等の方向性のエツチング法で、垂直あるい
はほぼ垂直に近い側面をもつ突起部113a,
113b,114を形成した後、このシリコン
の側面部を有するエツチング部115に対し
て、さらに等分性のエツチング法にて、約1000
〜2000Å位のシリコン・エツチングを行ない、
突起部の側面が、シリコンパターン108a〜
108cの周囲の熱酸化膜111を“ひさし”
とする様に形成させる。この様にすれば、次の
工程で堆積されたシリコン窒化膜116を、
RIE等の方向性のエツチング法にて、エツチン
グする際、この“ひさし”部の下の突起部の側
面に良好にシリコン窒化膜を残置させることが
出来るし、又、通常の等方性のエツチング法に
て突起部の側面をエツチングするので、この側
面部のRIE等のエツチングによつて生じた結晶
欠陥を取り去るという点からも好ましい。つづ
いて、前記シリコン窒化膜パターン110a〜
110d及び残存シリコン窒化膜116′…を
耐酸化性マスクとして利用し、スチームもしく
はウエツトの高温雰囲気中で熱酸化処理を施し
て突起状のnpnトランジスタ113a,113
b間等のエツチング部115の底部に厚いシリ
コン酸化体117…を成長させた(第3図g図
示)。このシリコン酸化体117…の成長にお
いて、形成されたn型シリコンエピタキシヤル
層103中の各不純物領域の不純物プロフアイ
ルを変えないようにするために、高圧酸化など
の方法で比較的低温にて短時間行なうことが好
ましい。ひきつづき、残存シリコン窒化膜11
6′…及びシリコン窒化膜パターン110a〜
110cをリン酸等で除去した(同第3図g図
示)。
[] Next, a silicon nitride film 116 was deposited on the entire surface including the etched portions 115 (as shown in FIG. 3e). Subsequently, etching was performed using a reactive ion etching method for a slightly longer time than the etching time required for the film thickness of the nitride film 116. At this time, the apparent thickness of the silicon nitride film 116 deposited on the side surfaces of the protruding npn transistors 113a, 113b, etc. in the direction perpendicular to the substrate is larger than that on other flat areas. ,
In addition, in the reactive ion etching method, etching progresses only in the direction perpendicular to the substrate 101, so that the silicon nitride film 116 is formed only on the side surfaces of the protruding NPN transistors 113a, 113b, protrusions 114, etc., as shown in FIG. 3F. '... remained, and a part of the bottom surface of the etched portion 115... was exposed. In this case, the following method may be adopted as another method for efficiently leaving the silicon nitride film. That is, in the state shown in Figure 3 d,
By using a directional etching method such as RIE, a protrusion 113a having a vertical or almost vertical side surface,
After forming the silicon side surfaces 113b and 114, the etched portion 115 having the silicon side surface is further etched by approximately 1000 mL using an even etching method.
Perform silicon etching of ~2000Å,
The side surface of the protrusion is formed by the silicon pattern 108a~
Thermal oxide film 111 around 108c is “eaves”
Form it so that it looks like this. In this way, the silicon nitride film 116 deposited in the next step can be
When etching with a directional etching method such as RIE, it is possible to leave a silicon nitride film well on the side surface of the protrusion below this "eaves", and it is also possible to leave a silicon nitride film well on the side surface of the protrusion under this "eaves". Since the side surfaces of the protrusions are etched by the etching method, it is also preferable from the standpoint of removing crystal defects generated by etching such as RIE on the side surfaces. Subsequently, the silicon nitride film pattern 110a~
Using the remaining silicon nitride film 110d and the remaining silicon nitride film 116' as an oxidation-resistant mask, thermal oxidation treatment is performed in a high temperature steam or wet atmosphere to form protruding npn transistors 113a, 113.
A thick silicon oxide layer 117 was grown at the bottom of the etched portion 115, such as between the etching holes 115 and 115 (as shown in FIG. 3g). In the growth of the silicon oxides 117, in order to avoid changing the impurity profile of each impurity region in the formed n-type silicon epitaxial layer 103, a short period of time is used at a relatively low temperature using a method such as high-pressure oxidation. It is preferable to do it for an hour. Continuing, the remaining silicon nitride film 11
6'... and silicon nitride film pattern 110a~
110c was removed with phosphoric acid or the like (as shown in Figure 3g).

〔〕 次いで、ボロンの拡散或いはBNなどの気
相拡散を施した。この時、第3図hに示す如く
pnpトランジスタのp型エミツタ領域(インジ
エクタ)118、コレクタ領域119及び突起
状の縦形npnトランジスタ113a,113b
の側面、突起部114の側面にp型領域(ベー
スコンタクト領域)120…が形成された。ま
たp-型ベース領域105下のn型シリコンエ
ピタキシヤル層103の一部にもp型領域12
0…が延びるが、このp型領域120…の延出
部の大部分はシリコン酸化体117…に接して
いるので、大きな寄生pn接合とはなり得ず、
I2Lの特性上殆んど影響しない。つづいて、全
面にAl膜を真空蒸着し、パターニングしてp
型エミツタ領域(インジエクタ)118と接続
したインジエクタ取出しAl電極121及びp
型領域120…を介してp-型ベース領域10
5と接続したベース取出しAl電極122を形
成してI2Lを製造した(第3図i図示)。
[] Next, diffusion of boron or vapor phase diffusion of BN, etc. was performed. At this time, as shown in Figure 3h
P-type emitter region (injector) 118 and collector region 119 of the pnp transistor, and protruding vertical npn transistors 113a and 113b
A p-type region (base contact region) 120 was formed on the side surface of the projection 114. Also, a p - type region 12 is formed in a part of the n-type silicon epitaxial layer 103 under the p - type base region 105.
0... extends, but most of the extended portions of these p-type regions 120... are in contact with the silicon oxide bodies 117..., so they cannot form a large parasitic p-n junction.
This has almost no effect on the characteristics of I 2 L. Next, an Al film is vacuum-deposited on the entire surface and patterned.
Injector lead-out Al electrode 121 and p connected to mold emitter region (injector) 118
p - type base region 10 via type region 120...
I 2 L was manufactured by forming a base-extracted Al electrode 122 connected to 5 (as shown in FIG. 3i).

しかして上述した本発明方法によれば下記に列
挙する種々の作用効果を発揮できる。
According to the method of the present invention described above, various effects listed below can be exhibited.

1回のエツチングによつてp-型ベース領域
105を貫通するエツチング部115…を形成
し突起状の縦形pnpトランジスタ113a,1
13bを形成すると共に、そのエツチング部1
15…の底部にシリコン酸化体117…を選択
的に成長させるために、pnpトランジスタのベ
ース・エミツタのpn接合に対する寄生pn接合
を排除でき、高速動作が改善されたI2Lを得る
ことができる。
Etched portions 115 penetrating the p - type base region 105 are formed by one etching process to form protruding vertical pnp transistors 113a, 1.
13b and the etched portion 1
In order to selectively grow silicon oxide 117... on the bottom of 15..., it is possible to eliminate the parasitic p-n junction with respect to the p-n junction between the base and emitter of the pnp transistor, and it is possible to obtain I 2 L with improved high-speed operation. .

寄生pn接合を排除するシリコン酸化体11
7…はn型シリコンエピタキシヤル層103形
成後の1回のエツチング、残存シリコン窒化膜
116′…をマスクとした選択酸化によつて形
成されるため、従来法の如く埋込まれたシリコ
ン酸化体の近傍に形成されるトランジスタの特
性悪化を招くという不都合さを回避できる。
Silicon oxide to eliminate parasitic pn junctions 11
7 is formed by one-time etching after the formation of the n-type silicon epitaxial layer 103 and selective oxidation using the remaining silicon nitride film 116' as a mask, so that the buried silicon oxide layer is removed as in the conventional method. It is possible to avoid the inconvenience of deteriorating the characteristics of a transistor formed in the vicinity of the transistor.

従来法の如くシリコン酸化体がnpnトランジ
スタのベース領域に接するようにn型シリコン
エピタキシヤル層の厚さを該ベース領域の深さ
にするという規制は不要となり、設計の自由度
を向上できる。
Unlike the conventional method, there is no need to limit the thickness of the n-type silicon epitaxial layer to the depth of the base region so that the silicon oxide is in contact with the base region of the npn transistor, and the degree of freedom in design can be improved.

npnトランジスタのn+型コレクタ領域112
a,112bはn+型多結晶シリコンパターン
108a,108cを拡散源として形成され、
かつシリコン酸化体117…は該n+型多結晶
シリコンパターン108a,108c周囲の熱
酸化膜111…をマスクとしたエツチングを基
準したエツチング部115…底部に形成される
ため、該多結晶シリコンパターン108a,1
08cおよびコレクタ領域112a,112b
はシリコン酸化体117…に対して自己整合で
形成でき、ひいては高集積度のI2Lを得ること
ができる。
n + type collector region 112 of npn transistor
a and 112b are formed using n + type polycrystalline silicon patterns 108a and 108c as a diffusion source,
In addition, the silicon oxide 117 is formed at the bottom of the etched portion 115 based on etching using the thermal oxide film 111 around the n + type polycrystalline silicon patterns 108a, 108c as a mask, so that the polycrystalline silicon pattern 108a ,1
08c and collector regions 112a, 112b
can be formed in self-alignment with the silicon oxide body 117, and as a result, highly integrated I 2 L can be obtained.

突起状の縦形npnトランジスタ113a,1
13b形成後に、残存シリコン窒化膜116′
を除去し、ボロンの拡散等を行なうことによつ
て、該トランジスタ113a,113bの側面
にp型領域(ベースコンタクト領域)120…
を形成すれば、ベース領域105とエミツタ領
域(n型シリコンエピタキシヤル層103)の
短絡を確実に防止できると共に、ベース・コレ
クタ間の短絡も防止できる。
Protruding vertical npn transistor 113a, 1
After forming 13b, the remaining silicon nitride film 116'
By removing boron and diffusing boron, p-type regions (base contact regions) 120 are formed on the side surfaces of the transistors 113a and 113b.
By forming this, short circuits between the base region 105 and the emitter region (n-type silicon epitaxial layer 103) can be reliably prevented, and short circuits between the base and the collector can also be prevented.

なお、本発明は上記実施例の如くI2Lの製造の
みに限らず、第1導電型の第2不純物領域をエミ
ツタとして動作する縦型のnpnトランジスタで、
寄生のコレクタ・ベース接合が排除されたコレク
タ・ベース接合容量の小さなnpnトランジスタを
有する集積回路、或いはI2Lとnpnトランジスタ
を含む複合機能集積回路等の製造にも同様に適用
できる。
Note that the present invention is not limited to the production of I 2 L as in the above embodiments, but is also applicable to vertical npn transistors that operate with the second impurity region of the first conductivity type as an emitter.
The present invention can be similarly applied to the manufacture of integrated circuits having npn transistors with small collector-base junction capacitance from which parasitic collector-base junctions have been eliminated, or multifunctional integrated circuits including I 2 L and npn transistors.

以上詳述した如く、本発明によればエピタキシ
ヤル層の結晶性悪化や縦形npnトランジスタのベ
ース領域の深さ等の制約を受けることなく、同ト
ランジスタのコレクタ領域に対し自己整合的にシ
リコン酸化体を形成して寄生のpn接合が生じる
のを防止したI2L等のバイポーラ型半導体装置を
簡便かつ量産的に製造できる等顕著な効果を有す
る。
As described in detail above, according to the present invention, a silicon oxide layer is formed in a self-aligned manner with respect to the collector region of a vertical NPN transistor without being constrained by deterioration of the crystallinity of the epitaxial layer or the depth of the base region of the vertical NPN transistor. This method has remarkable effects such as the ability to easily and mass-produce bipolar semiconductor devices such as I 2 L in which the formation of a parasitic pn junction is prevented.

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

第1図a〜cは従来法によるI2Lの製造工程を
示す断面図、第2図は従来の改良された方法によ
り製造されたI2Lの断面図、第3図a〜iは本発
明の実施例におけるI2Lの製造工程を示す断面図
である。 101……p型シリコン基板、102……n+
埋込層、103……n型シリコンエピタキシヤル
層(第1導電型の半導体層)、104……フイー
ルド酸化膜、105……p-型ベース領域(第2
導電型の第1不純物領域)、106,107……
シリコン酸化膜、108a〜108c……n+
多結晶シリコンパターン(導電体パターン)、1
11……厚い熱酸化膜、112a,112b……
n+型コレクタ領域(第1導電型の第2不純物領
域)、113a,113b……突起状の縦形npn
トランジスタ、116……シリコン窒化膜(耐酸
化性絶縁膜)、117……シリコン酸化体、12
0……p型領域(第2導電型領域)、121,1
22……Al電極。
Figures 1 a to c are cross-sectional views showing the manufacturing process of I 2 L by a conventional method, Figure 2 is a cross-sectional view of I 2 L manufactured by an improved conventional method, and Figures 3 a to i are FIG. 3 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of I 2 L in an embodiment of the invention. 101...p-type silicon substrate, 102...n +
Buried layer, 103...n-type silicon epitaxial layer (first conductivity type semiconductor layer), 104... field oxide film, 105...p - type base region (second
conductivity type first impurity region), 106, 107...
Silicon oxide film, 108a to 108c...n + type polycrystalline silicon pattern (conductor pattern), 1
11... Thick thermal oxide film, 112a, 112b...
n + type collector region (second impurity region of first conductivity type), 113a, 113b...protruding vertical npn
Transistor, 116...Silicon nitride film (oxidation-resistant insulating film), 117...Silicon oxide, 12
0...p type region (second conductivity type region), 121,1
22...Al electrode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 第1導電型の半導体層の表層もしくは内部の
一部に第2導電型の第1不純物領域を形成した
後、該第1不純物領域内もしくは該領域上の半導
体層に第1導電型の第2不純物領域を形成する工
程と、少なくとも第2不純物領域が位置する半導
体層上に第1導電型の不純物を含む導電体パター
ンを形成する工程と、この導電体パターンの露出
面に絶縁膜を形成する工程と、この絶縁膜をマス
クとして前記半導体層を、前記第1不純物領域と
同程度の深さまで選択エツチングして前記第1不
純物領域及び第2不純物領域を含み垂直もしくは
垂直に近い側面を有する突起状の半導体領域を形
成する工程と、該突起状の半導体領域の側面に耐
酸化性絶縁膜を選択的に形成した後、熱酸化処理
を施してエツチング部の露出底面に酸化膜を形成
する工程と、前記耐酸化性絶縁膜を除去した後、
前記突起状の半導体領域にその側面を介して第2
導電型の第1不純物領域と接続する電極を形成す
る工程とを具備したことを特徴とするバイポーラ
型半導体装置の製造方法。 2 耐酸化性絶縁膜の除去後、電極形成に先立つ
て第2導電型不純物を突起状の半導体領域の側面
にドーピングして第2導電型領域を形成すること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のバイポ
ーラ型半導体装置の製造方法。 3 第1導電型の第2不純物領域を縦型のnpnト
ランジスタのエミツタあるいはコレクタとして使
用することを特徴とする特許請求の範囲第1項あ
るいは第2項記載のバイポーラ型半導体装置の製
造方法。
[Claims] 1. After forming a first impurity region of a second conductivity type in the surface layer or a part of the interior of a semiconductor layer of a first conductivity type, a semiconductor layer in or on the first impurity region is formed. forming a second impurity region of the first conductivity type; forming a conductor pattern containing an impurity of the first conductivity type on the semiconductor layer in which at least the second impurity region is located; and exposing the conductor pattern. forming an insulating film on the surface, and using this insulating film as a mask, selectively etching the semiconductor layer to the same depth as the first impurity region to form a vertical or After forming a protruding semiconductor region with nearly vertical side surfaces and selectively forming an oxidation-resistant insulating film on the side surfaces of the protruding semiconductor region, thermal oxidation treatment is performed to remove the exposed bottom surface of the etched portion. a step of forming an oxide film on the oxide film, and removing the oxidation-resistant insulating film,
A second layer is applied to the protruding semiconductor region through its side surface.
1. A method for manufacturing a bipolar semiconductor device, comprising the step of forming an electrode connected to a first impurity region of a conductive type. 2. After removing the oxidation-resistant insulating film, and prior to electrode formation, the side surface of the protruding semiconductor region is doped with a second conductivity type impurity to form a second conductivity type region. A method for manufacturing a bipolar semiconductor device according to item 1. 3. A method of manufacturing a bipolar semiconductor device according to claim 1 or 2, characterized in that the second impurity region of the first conductivity type is used as an emitter or collector of a vertical npn transistor.
JP56075185A 1981-05-19 1981-05-19 Manufacture of bipolar semiconductor device Granted JPS57190348A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56075185A JPS57190348A (en) 1981-05-19 1981-05-19 Manufacture of bipolar semiconductor device
US06/378,480 US4433470A (en) 1981-05-19 1982-05-14 Method for manufacturing semiconductor device utilizing selective etching and diffusion

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56075185A JPS57190348A (en) 1981-05-19 1981-05-19 Manufacture of bipolar semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS57190348A JPS57190348A (en) 1982-11-22
JPS6242395B2 true JPS6242395B2 (en) 1987-09-08

Family

ID=13568886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56075185A Granted JPS57190348A (en) 1981-05-19 1981-05-19 Manufacture of bipolar semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS57190348A (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS57190348A (en) 1982-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4433470A (en) Method for manufacturing semiconductor device utilizing selective etching and diffusion
JP3132101B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US4408387A (en) Method for producing a bipolar transistor utilizing an oxidized semiconductor masking layer in conjunction with an anti-oxidation mask
JPS6252963A (en) Manufacture of bipolar transistor
JPH0241170B2 (en)
JPS5936432B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JPS6242395B2 (en)
JPS6242396B2 (en)
JPS6242397B2 (en)
JP2663632B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2817210B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP3260549B2 (en) Manufacturing method of bipolar semiconductor integrated circuit device
JPS629226B2 (en)
JPS5984469A (en) Manufacture of semiconductor device
JPS6232628B2 (en)
JPH04287329A (en) Lateral bipolar transistor and its manufacture
JPS627704B2 (en)
JPS58142573A (en) Semiconductor integrated circuit and preparation thereof
JPS6032349B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP2606648B2 (en) Bipolar transistor and method of manufacturing the same
JP3131986B2 (en) Bipolar transistor
JP2915002B2 (en) Bipolar semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same
JPH05275633A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JPS6217385B2 (en)
JPH05347311A (en) Manufacture of semiconductor device