JPS63249370A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents
Semiconductor device and its manufactureInfo
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- JPS63249370A JPS63249370A JP62082816A JP8281687A JPS63249370A JP S63249370 A JPS63249370 A JP S63249370A JP 62082816 A JP62082816 A JP 62082816A JP 8281687 A JP8281687 A JP 8281687A JP S63249370 A JPS63249370 A JP S63249370A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体集積回路等に利用されるものであり、
*に横型バイポーラトランジスタおよびその製造方法に
関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is used for semiconductor integrated circuits, etc.
*Relates to a lateral bipolar transistor and its manufacturing method.
従来の横型バイポーラトランジスタを第2図に示す。 A conventional lateral bipolar transistor is shown in FIG.
このトランジスタ#iN+型埋め込み層2を有する半導
体基板lON型エピタキシャル層3に素子が形成された
ものであシ、このN型エピタキシャル層3の上面からの
イオン注入によシ形成されたP型エミッタ11および2
厘コレクタ12を有し。This transistor #i is an element formed on a semiconductor substrate 1ON type epitaxial layer 3 having a N+ type buried layer 2, and a P type emitter 11 formed by ion implantation from the top surface of this N type epitaxial layer 3. and 2
It has a collector 12.
さらに、エミッタ11およびコレクタ12と離間したと
ころに、N+型埋め込み層2に違するよう深く拡散形成
されたベースコンタクト層5を有している。そしてこの
基板1の上面に形成されたJl!!縁[14のコンタク
トホールにてベースコンタクト層5.エミッタ11およ
びコレクタ12に夫々AI!電極15,15.15が接
続されている。Furthermore, a base contact layer 5 is provided at a location separated from the emitter 11 and the collector 12 and is deeply diffused so as to be different from the N+ type buried layer 2. Jl! formed on the upper surface of this substrate 1! ! At the edge [14 contact holes in the base contact layer 5. AI for each emitter 11 and collector 12! Electrodes 15, 15.15 are connected.
従来の横型トランジスタによると、エミッタおよびコレ
クタは電極とり接続面(コンタクトホール)以上の面積
を有するように形成しなければならない。According to conventional lateral transistors, the emitter and collector must be formed to have an area larger than the electrode connection surface (contact hole).
このため、トランジスタ動作に寄与しない領域、つまり
エミッタおよびコレクタの底面領域が大きい。Therefore, the regions that do not contribute to transistor operation, that is, the bottom regions of the emitter and collector are large.
この底面領域にてエミッターベース間、およびコレクタ
ーベース間の容量が形成され、素子の高速動作の妨げと
なっている。Capacitance between the emitter base and between the collector base is formed in this bottom region, which hinders high-speed operation of the device.
また、この底面領域のため、エミッタ注入効率が低下し
、電流増幅率を高くすることが困難である。Furthermore, due to this bottom region, emitter injection efficiency decreases, making it difficult to increase the current amplification factor.
以上の問題点は素子の構造に起因するものであり従って
以上の問題点を解決するためには、新規な構造を構築し
なければならない。The above problems are caused by the structure of the device, and therefore, in order to solve the above problems, a new structure must be constructed.
そして、この新規な構造の素子を製造するに当ってはな
るべく製造工程が少なく、かつなるべく容易な工程とす
る必要がある。In manufacturing an element with this new structure, it is necessary to have as few manufacturing steps as possible and to make the process as easy as possible.
〔問題を解決するための手段および作用〕本発明による
と、エミッタおよびコレクタの中央部を絶縁化すること
によシ、トランジスタ動作に寄与しない、エミッタおよ
びトランジスタの底面を排除する。このため、
+17無駄な接合容量が低減され、素子の高速動作が可
能となる。[Means and operations for solving the problem] According to the present invention, by insulating the central portions of the emitter and collector, the bottom surfaces of the emitter and the transistor, which do not contribute to the operation of the transistor, are eliminated. Therefore, +17 unnecessary junction capacitance is reduced, and high-speed operation of the device is enabled.
(2)エミッタ注入効率が向上し、高い電流増幅率が得
られる。(2) Emitter injection efficiency is improved and a high current amplification factor can be obtained.
また、基板上に拡散源を形成し、ここからの拡散により
ニオツタ、およびコレクタを形成する。Further, a diffusion source is formed on the substrate, and a nitride and a collector are formed by diffusion from this source.
このため、 (1)製造工程が簡略化できる。For this reason, (1) The manufacturing process can be simplified.
(2)拡散源をそのままコンタクト電極として使用でき
るため、エミッタおよびコレクタの電極が容易に形成で
きる。(2) Since the diffusion source can be used as a contact electrode as it is, emitter and collector electrodes can be easily formed.
また、従来は電極用のコンタクトホールに対し。Also, conventionally for contact holes for electrodes.
これよりエミッタおよびコレクタを小さく形成すること
は構造上不可能(小さくすればシッートしてしまう)で
あったのに対し1本発明ではエミッタおよびコレクタ内
に絶縁領域を形成するため、ここに′電極を設けてもシ
1−トは起こらず、従って、エミッタおよびコレクタを
コンタクトホールより小さくすることができる。It was structurally impossible to form the emitter and collector smaller than this (if they were made smaller, they would sit). However, in the present invention, an insulating region is formed within the emitter and collector, so the 'electrode' is formed here. Even if a contact hole is provided, no sheeting occurs, and therefore the emitter and collector can be made smaller than the contact hole.
また、エミッタおよびコレクタの形成に際し、異なる2
つの絶縁膜を使用し、基板側の絶@膜を選択エツチング
し2、ここに拡散源を埋め込む。In addition, when forming the emitter and collector, two different
Using two insulating films, the insulating film on the substrate side is selectively etched 2, and a diffusion source is embedded there.
そして、この埋め込み領域からの拡散によシエミッタお
よびコレクタを形成するため、エミッタおよびコレクタ
拡散のためのPEP (写真蝕刻工程)が不用である。Since the emitter and collector are formed by diffusion from this buried region, PEP (photo-etching process) for emitter and collector diffusion is unnecessary.
従って製造工程が簡略化できる。Therefore, the manufacturing process can be simplified.
本発明の一実施例を図を用いて説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図に本実施例装置である横部PNPトランジスタの
製造工程を示す。FIG. 1 shows the manufacturing process of a lateral PNP transistor, which is the device of this embodiment.
第一工程 P型シリコン基板l上にN+W埋め込み層2
およびN型エピタキシャル層3を形成する。First step: N+W buried layer 2 on P-type silicon substrate l
and an N-type epitaxial layer 3.
なお?型址込み層2は、アンチモンあるいはヒ素等を1
0〜10 cR程度導入することにより形成する。In addition? The mold-embedded layer 2 contains antimony or arsenic, etc.
It is formed by introducing about 0 to 10 cR.
またN型エピタキシャルM 3は、厚さ1〜5μm。Further, the N-type epitaxial M3 has a thickness of 1 to 5 μm.
比抵抗0.5〜lOΩ・α程度に形成する。It is formed to have a specific resistance of about 0.5 to 10Ω·α.
続いてN+型埋込み#2を中央に囲み、島領域を形成す
るよう図示しない素子分離層を形成する。Subsequently, an element isolation layer (not shown) is formed to surround the N+ type buried #2 in the center and form an island region.
なお、この素子分離層はPN接合を利用する方法、溝切
構造(トレンチアイソレーシッン)を利用する方法、埋
め込み酸化膜を利用する方法等により形成する。(第1
図(a)
第2工程 N型エピタキシャル層3内に、エミッタおよ
びコレクタ形成領域A、およびベースコンタクト領域B
を区分けするごとく、フィールド酸化膜4,4.4を形
成した後、ベースコンタクト領域Bに、n”f17込み
層2tで違するようN+型ベースコンタクト層5を形成
する。(@1図(b))第3工程 N型エピタキシャル
層3上面に、膜厚2000A程度の酸化膜(第1絶縁膜
)6を形成し、続いてこの第1絶縁H6上に、この絶縁
膜と異なる第2の絶縁膜1例えばシリコン窒化膜7を膜
厚2000A程度に形成する。(第1図(C))第4工
程 第1および第2の?縁膜6,7をPEP(写真蝕刻
工程)によりパターンユングし、N型エピタキシャル層
3をパターンユング開口C,C,Cから部分的に露出さ
せる。続いて、第1.第2の絶縁膜6.7をマスクとし
てN型エピタキシャル層3の露出部分をエツチングし、
ここに深さ0.5μ程度の溝8a、8bを形成する。な
お後の工程において、この溝の側面にコレクタおよびエ
ミッタが夫々形成される。(第1図(d))
第5工程 第1絶縁M6の開口C,C,Cの側面から露
出した部分のみを選択的にエツチングする。Note that this element isolation layer is formed by a method using a PN junction, a method using a trench isolation structure, a method using a buried oxide film, or the like. (1st
Figure (a) Second step In the N-type epitaxial layer 3, an emitter and collector forming region A and a base contact region B are formed.
After forming field oxide films 4, 4.4 to separate the regions, an N+ type base contact layer 5 is formed in the base contact region B with a different n''f17 layer 2t. (Fig. 1(b) )) Third step An oxide film (first insulating film) 6 with a thickness of about 2000 A is formed on the upper surface of the N-type epitaxial layer 3, and then a second insulating film different from this insulating film is formed on the first insulating film H6. A film 1, for example, a silicon nitride film 7, is formed to a thickness of about 2000 Å.(FIG. 1(C)) Fourth step: The first and second lining films 6 and 7 are patterned by PEP (photo-etching process). , the N-type epitaxial layer 3 is partially exposed through the patterned Jung openings C, C, and C. Subsequently, the exposed portion of the N-type epitaxial layer 3 is etched using the first and second insulating films 6.7 as masks. ,
Grooves 8a and 8b having a depth of about 0.5μ are formed here. Note that in a later step, a collector and an emitter are formed on the side surfaces of this groove, respectively. (FIG. 1(d)) Fifth step: Only the portions exposed from the side surfaces of the openings C, C, C of the first insulator M6 are selectively etched.
なおこのエツチングによ)jI出されるN型エピタキシ
ャル層から不純物を導入することによシ溝8aの側面に
はエミッタが形成され、#8bの側面にはコレクタが形
成される。By introducing impurities from the N-type epitaxial layer produced by this etching, an emitter is formed on the side surface of the groove 8a, and a collector is formed on the side surface of the groove #8b.
従ってこの部分のエツチング量により、最終的に形成さ
れる横型PNP )ランジスタの性能が左右される。す
なわち過剰にエツチングを行なえば。Therefore, the performance of the horizontal PNP transistor that is finally formed depends on the amount of etching in this part. In other words, if excessive etching is performed.
後に、基板中に形成されるエミッタ、コレクタの面積が
増大し、ペース惟域との接合容量が増すこととなり、高
速動作に対する障害となる。111図(e))
第6エ程 第2の絶縁膜7をマスクとして1例えば、ス
パッタ法によシ#18m、8bに絶縁材、例えばシリコ
ン膜化膜C3iOz) 9を埋め込み、エミッタ用絶縁
領域9a、およびコレクタ用絶縁領域9bを形成する。Later, the area of the emitter and collector formed in the substrate increases, and the junction capacitance with the paste region increases, which becomes an obstacle to high-speed operation. 111(e)) Sixth step Using the second insulating film 7 as a mask, an insulating material, for example, a silicon film C3iOz) 9 is buried in #18m and 8b by sputtering, and an insulating region for emitter is formed. 9a and a collector insulating region 9b are formed.
(第1図(f))
!7エ程 tg5工程にて形成した第1絶縁膜6のエツ
チング部分に多結晶シリコン(不純物拡散源lOを埋め
込むよう、 CVD法により多結晶シリコン膜lOを基
板上面に形成する。(Figure 1 (f))! Step 7: A polycrystalline silicon film 1O is formed on the upper surface of the substrate by the CVD method so as to bury the polycrystalline silicon (impurity diffusion source 1O) in the etched portion of the first insulating film 6 formed in the tg5 step.
なおこの際、
〉う2ゲス&用11゜
執虐/2 (4co =c;
五 カ 〕1 /、ノ3 7orr ’c j ’
に、、。In addition, at this time, 〉U2 guess & use 11゜ brutality / 2 (4 co = c;
To,,.
続いてこの多結晶シリコン膜lO内にイオン注入法によ
シ例えばホウ素を導入し、1000℃程度で熱処理を行
ない、絶縁領域9a、9bの側面にホウ素を拡散する。Subsequently, boron, for example, is introduced into this polycrystalline silicon film 10 by ion implantation, and heat treatment is performed at about 1000° C. to diffuse boron into the side surfaces of insulating regions 9a and 9b.
これによシエミッタ用絶縁領域9aの側面にはエミッタ
11が形成され、コレクタ用絶縁領域9bの側面にはコ
レクタ12が形成される。Ca2図(g))
第8工程 エッチバック法によシ多結晶シリコン膜lO
をエツチングし、絶縁領域9a、9b上に膜厚3000
A程度のパターン13a、13bを形成する。As a result, an emitter 11 is formed on the side surface of the emitter insulating region 9a, and a collector 12 is formed on the side surface of the collector insulating region 9b. Ca2 diagram (g)) 8th step Polycrystalline silicon film lO by etch-back method
A film with a thickness of 3000 mm is etched on the insulating regions 9a and 9b.
Patterns 13a and 13b of approximately A size are formed.
このパターン13a、および13bは夫々エミッタコン
タクト電極およびコレクタコンタクト電極となる。続い
て、第2絶縁M7およびこの絶縁膜7上に形成されてい
る絶縁材を除去する。(第1図(h))
@9工程 基板上面に保護膜14を形成した後、この保
護膜14にペース、エミッタおよびコレクタの電極用の
コンタクトホールを形成し、このコンタクトホールにて
夫々AI電極15,15.15を接続する。(第1図(
i))
以上の工程にて形成された横型PIN’P )ランジス
タはエミッタ用絶縁領域9aの側面に形成されたエミッ
タ11.およびコレクタ用絶縁領域9bの側面に形成さ
れたコレクタ12.およびエミッタ11とコレクタ12
との間のN型エピタキシャル層領域3a、3aをペース
としてトランジスタ動作が行なわれる。The patterns 13a and 13b become an emitter contact electrode and a collector contact electrode, respectively. Subsequently, the second insulation M7 and the insulation material formed on the insulation film 7 are removed. (Fig. 1 (h)) @9 step After forming the protective film 14 on the upper surface of the substrate, contact holes for the paste, emitter, and collector electrodes are formed in the protective film 14, and the AI electrodes are connected to each of the contact holes. 15, 15. Connect 15. (Figure 1 (
i)) The lateral PIN'P transistor formed in the above steps has an emitter 11. and a collector 12 formed on the side surface of the collector insulating region 9b. and emitter 11 and collector 12
A transistor operation is performed using the N-type epitaxial layer regions 3a, 3a between the two as a pace.
なお、本発明は上記−突流に限定されるものではなく、
例えば48a、8bを形成することなく。Note that the present invention is not limited to the above-mentioned rush current,
For example, without forming 48a, 8b.
この溝形成予定のN型エピタキシャル領域に例えば酸素
イオンを注入することによシ、ここを絶縁化しても良い
。(第1図(h))
〔発明の効果〕
本発明によると。The N-type epitaxial region where the groove is to be formed may be insulated by, for example, implanting oxygen ions. (Figure 1 (h)) [Effects of the Invention] According to the present invention.
(IJエミッターベース間、およびコレクターペース間
の接合容量が低減きれ、素子の篩速動作t:可能となる
。(The junction capacitance between the IJ emitter base and between the collector paste is reduced, and the sieving speed operation of the element becomes possible.
(2)エミッタ注入効率が向上し、高い電流増幅率が得
られる。(2) Emitter injection efficiency is improved and a high current amplification factor can be obtained.
(3)少ない工程数で製造することができる。(3) It can be manufactured with a small number of steps.
(4)容易な工程にて製造することができる。(4) It can be manufactured through easy steps.
という効果がある。There is an effect.
第1図値)乃至同図(i)は本発明の一実施例の製造工
程を示す断面図%第2図は従来の横型トランジスタを示
す断面図である。
1・・・半導体基板
6・・・第1の絶縁膜
7・・・第2の絶縁膜
9a・・・エミッタ用絶縁領域
9b・・・コレクタ用絶縁領域
lO・・・不純物拡散筒
11・・・エミッタ 12・・・コレクタ13a
・・・エミッタコンタクト電極
J3b・・・コレクタコンタクトta
15・・・AI電極(ペース電極、エミッタ電極、コレ
クタ電極)cb)
(C)
第1v!J
td>
(e)
(f)
第1図
(A)
゛ 第1図Figure 1 (value) to figure (i) are cross-sectional views showing the manufacturing process of an embodiment of the present invention. Figure 2 is a cross-sectional view showing a conventional lateral transistor. 1... Semiconductor substrate 6... First insulating film 7... Second insulating film 9a... Insulating region for emitter 9b... Insulating region for collector lO... Impurity diffusion tube 11...・Emitter 12...Collector 13a
...Emitter contact electrode J3b...Collector contact ta 15...AI electrode (pace electrode, emitter electrode, collector electrode) cb) (C) 1st v! J td> (e) (f) Figure 1 (A) ゛ Figure 1
Claims (2)
ミッタ用絶縁領域およびコレクタ用絶縁領域と、前記エ
ミッタ用絶縁領域の側面に形成されたエミッタと、前記
コレクタ用絶縁領域の側面に形成されたコレクタと、前
記エミッタ用絶縁領域およびエミッタ上に形成されたエ
ミッタコンタクト電極と、前記コレクタ用絶縁領域およ
びコレクタ上に形成されたコレクタコンタクト電極と、
前記半導体基板の一主面に、前記エミッタおよびコレク
タと離間して形成されたベース電極とを有することを特
徴とする半導体装置。(1) A semiconductor substrate, an emitter insulating region and a collector insulating region formed on one main surface of the substrate, an emitter formed on a side surface of the emitter insulating region, and an emitter formed on a side surface of the collector insulating region. a collector formed, an emitter contact electrode formed on the emitter insulating region and the emitter, a collector contact electrode formed on the collector insulating region and the collector,
A semiconductor device comprising a base electrode formed on one main surface of the semiconductor substrate and spaced apart from the emitter and collector.
程と、この第1の絶縁膜上にこの絶縁膜と異なる第2の
絶縁膜を形成する工程と、前記第1および第2の絶縁膜
に少なくとも2つ以上の開口を形成する工程と、前記基
板の前記開口から露出した部分にエミッタ用絶縁領域お
よびコレクタ用絶縁領域を形成する工程と、前記第1の
絶縁膜の、前記開口部側面から露出する部分をエッチン
グする工程と、このエッチング部分に不純物拡散源を埋
め込む工程と、この不純物拡散源から前記基板内に不純
物を導入し、エミッタ用絶縁領域およびコレクタ用絶縁
領域の側面を囲むよう夫々エミッタおよびコレクタを形
成する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製
造方法。(2) forming a first insulating film on one principal surface of the semiconductor substrate; forming a second insulating film different from the first insulating film on the first insulating film; forming at least two or more openings in the second insulating film; forming an emitter insulating region and a collector insulating region in the portions of the substrate exposed from the openings; A step of etching a portion exposed from the side surface of the opening, a step of embedding an impurity diffusion source in this etched portion, and a step of introducing an impurity into the substrate from the impurity diffusion source to form an emitter insulating region and a collector insulating region. 1. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of forming an emitter and a collector, respectively, so as to surround the side surfaces.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62082816A JPS63249370A (en) | 1987-04-06 | 1987-04-06 | Semiconductor device and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62082816A JPS63249370A (en) | 1987-04-06 | 1987-04-06 | Semiconductor device and its manufacture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63249370A true JPS63249370A (en) | 1988-10-17 |
Family
ID=13784929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62082816A Pending JPS63249370A (en) | 1987-04-06 | 1987-04-06 | Semiconductor device and its manufacture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63249370A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5328857A (en) * | 1992-09-25 | 1994-07-12 | Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. | Method of forming a bilevel, self aligned, low base resistance semiconductor structure |
-
1987
- 1987-04-06 JP JP62082816A patent/JPS63249370A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5328857A (en) * | 1992-09-25 | 1994-07-12 | Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. | Method of forming a bilevel, self aligned, low base resistance semiconductor structure |
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