JPH0195555A - Manufacture of bipolar semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Manufacture of bipolar semiconductor integrated circuit device

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JPH0195555A
JPH0195555A JP62251605A JP25160587A JPH0195555A JP H0195555 A JPH0195555 A JP H0195555A JP 62251605 A JP62251605 A JP 62251605A JP 25160587 A JP25160587 A JP 25160587A JP H0195555 A JPH0195555 A JP H0195555A
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JP
Japan
Prior art keywords
layer
integrated circuit
type
circuit device
semiconductor integrated
Prior art date
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Pending
Application number
JP62251605A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mamoru Shinohara
衛 篠原
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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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) この発明は、浅いアイソレーション層で素子分離が行え
、かつディーグコレクタ層を形成しなくても、高BVc
Eo (コレクタ・エミッタ間開放時のベース電圧)と
低いコレクタ抵抗が同時に実現できるようにしたバイポ
ーラ型半導体集積回路装置の製造方法に関する。
Detailed Description of the Invention (Industrial Field of Application) The present invention enables device isolation with a shallow isolation layer and achieves high BVc without forming a deep collector layer.
The present invention relates to a method of manufacturing a bipolar semiconductor integrated circuit device that can simultaneously achieve Eo (base voltage when collector-emitter is open) and low collector resistance.

(従来の技術) 半導体集積回路装置の製造方法におけるアンチモン酸化
物を拡散源として、少量の酸素を含む窒素ガスを午ヤリ
アとして用いることは特開昭55−121634号公報
に開示されており、また、半導体基板表面の所望拡散層
領域上に不純物を含有するガラス膜を設け、このガラス
膜で覆われない半導体基板表面上のみ不純物を含有しな
い保護膜を設けて拡散を行う技術は特開昭58−322
5号公報に開示されている。
(Prior Art) The use of antimony oxide as a diffusion source and nitrogen gas containing a small amount of oxygen as a diffusion source in a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device is disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 121634/1983. , a technique in which a glass film containing impurities is provided on a desired diffusion layer region on the surface of a semiconductor substrate, and a protective film containing no impurities is provided only on the surface of the semiconductor substrate that is not covered with this glass film to perform diffusion is disclosed in JP-A-58. -322
It is disclosed in Publication No. 5.

さらに、クロム酸亜鉛とスルファミン酸を配合した組成
物を含有する金属防食剤に関しては、特公昭46−21
68号公報によシ開示されている。
Furthermore, regarding metal corrosion inhibitors containing compositions containing zinc chromate and sulfamic acid,
This is disclosed in Japanese Patent No. 68.

また、可動弁要素を動かして弁を通過するガスの流量を
第1調節体で決定し、この決定された流量以上の流量を
第2調節体で与える点については。
Also, the first regulating body determines the flow rate of gas passing through the valve by moving the movable valve element, and the second regulating body provides a flow rate greater than or equal to the determined flow rate.

特公昭50−30294号公報に示されている。It is shown in Japanese Patent Publication No. 50-30294.

第2図は従来の製造方法によシ構成された半導体集積回
路装置のNPN)ランジスタ領域ノ断面図である。この
第2図において、21はP型半導体基板%22に一1P
M半導体基板21に形成されたN型埋込層、23はP型
半導体基板21上に成長したN型エピタキシャル層、2
4はP型のアイソレーションである。
FIG. 2 is a sectional view of an NPN transistor region of a semiconductor integrated circuit device constructed by a conventional manufacturing method. In this FIG. 2, 21 is a P-type semiconductor substrate %22 and
23 is an N-type buried layer formed on the M semiconductor substrate 21; 23 is an N-type epitaxial layer grown on the P-type semiconductor substrate 21;
4 is P type isolation.

Nu!エピタキシャル層23KPffiのベース層26
が形成されており、このP型のベース層26にN型のエ
ミツタ層27が形成されている。
Nu! Base layer 26 of epitaxial layer 23KPffi
is formed, and an N-type emitter layer 27 is formed on this P-type base layer 26.

また、N型エピタキシャル層23内にディーグコレクタ
層25を形成し、このディーグコレクタ層25にコレク
タコンタクト層27aがエミツタ層27と同時に形成さ
れている。
Further, a deep collector layer 25 is formed in the N-type epitaxial layer 23, and a collector contact layer 27a is formed on this deep collector layer 25 at the same time as the emitter layer 27.

さらに、上面全体に形成した絶縁膜29をパターニング
して、エミツタ層27上には、エミッタ電極28を形成
し、ペース層26上には、ベース電極28aを形成する
とともにコレクタコンタクト層27a上にコレクタ電極
28bを形成しているO ところで、第2図に示すNPN)ランジスタのsvcg
oはエピタキシャル層23の厚さに大きく依存する。例
えばNPNトランジスタのhFE(エミッタ接地直流電
流増幅率)が80程度でBVCEO50Vを確保するた
めには、比抵抗5Ω・副のエピタキシャル層23を、埋
込層22とベース層26の間隔が6μm以上となるよう
に設定しなければならないことが実験的に確められてい
る。
Furthermore, the insulating film 29 formed on the entire upper surface is patterned to form an emitter electrode 28 on the emitter layer 27, a base electrode 28a on the space layer 26, and a collector electrode 28 on the collector contact layer 27a. By the way, the svcg of the NPN) transistor shown in FIG.
o largely depends on the thickness of the epitaxial layer 23. For example, in order to secure BVCEO50V when the hFE (common emitter direct current amplification factor) of an NPN transistor is about 80, the resistivity is 5Ω, the secondary epitaxial layer 23 is formed, and the distance between the buried layer 22 and the base layer 26 is 6 μm or more. It has been experimentally confirmed that it must be set so that

これは、ベース接合で形成される空乏層が、埋込層22
に押えられることなく、コレクタ側に十分に拡がれるか
どうかが、NPNトランジスタのB V CKOを決定
する鍵となっているからである。
This is because the depletion layer formed at the base junction is
This is because the key to determining the B VCKO of an NPN transistor is whether it can sufficiently spread to the collector side without being suppressed by the pressure.

しかしながら、  avcr:ot−大きくするために
、エピタキシャル層22の厚さを厚くすることは、同時
に埋込層22とコレクタコンタクト層27aの間隔も大
きくなり、結果的に既NPN)ランソスタのコレクタ抵
抗も大きくなってしまうという問題があった。
However, increasing the thickness of the epitaxial layer 22 in order to increase avcr:ot- also increases the distance between the buried layer 22 and the collector contact layer 27a, and as a result, the collector resistance of the NPN) run source also increases. The problem was that it got too big.

すなわち、NPN)ランジスタのaVcxot大@くす
ることと、コレクタ抵抗を小さくすることは、互いに背
反する関係にあり、従来、どちらかの犠牲のもとに、他
方を達成していた。
That is, increasing the aVcxot of an NPN transistor and decreasing the collector resistance are contradictory to each other, and conventionally, one has been achieved at the expense of the other.

(発明が解決しようとする問題点) この問題を解決するための従来の方法としては。(Problem that the invention attempts to solve) The traditional way to solve this problem is.

十分に厚いエピタキシャル層を形成し、その代わりにN
型のディーグコレクタ層25を形成するという方法があ
ったが、この方法では、アイソレーション層24、ディ
ーグコレクタ層25ともに深く拡散しなければならず、
これは同時に横方向への拡散も大きくなることを意味し
、結局、素子の縮小に整置をもたらしていた。
Form a sufficiently thick epitaxial layer and replace it with N
There is a method of forming a type DIG collector layer 25, but in this method, both the isolation layer 24 and the DIG collector layer 25 must be deeply diffused.
This also means that the lateral diffusion also increases, which ultimately leads to a reduction in device alignment.

この発明は、前記従来技術がもっている問題点のうち、
アイソレーション層、ディーグコレクタ層ともに深く拡
散しなければならない点と、BVCEOを高くできない
点と、低いコレクタ抵抗が得られない点と、素子の縮小
化を阻害する点について解決したバイポーラ型半導体集
積回路装置の製造方法を提供するものである。
This invention solves the problems of the above-mentioned prior art.
A bipolar semiconductor integrated circuit that solves the problems of requiring deep diffusion in both the isolation layer and deep collector layer, the inability to increase BVCEO, the inability to obtain low collector resistance, and the impediment to device miniaturization. A method for manufacturing the device is provided.

(問題点を解決するための手段) この発明は、バイポーラ型半導体集積回路装置の製造方
法において、第1導電型の半導体基板を任意の/母ター
ンにエツチングしてそのエツチングされた領域の一部を
含む領域に第1導電型とは逆の第2導電型の不純物層を
形成する工程と、半導体基板のエツチングされた領域に
第2導成型のエピタキシャル層を堆積させるとともに任
意のパターン以外の領域にアイソレーション層を形成す
る工程とを導入したものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention provides a method for manufacturing a bipolar semiconductor integrated circuit device in which a semiconductor substrate of a first conductivity type is etched into an arbitrary/main turn, and a part of the etched region is etched. a step of forming an impurity layer of a second conductivity type opposite to the first conductivity type in a region including the first conductivity type, and depositing an epitaxial layer of a second conductivity type in the etched region of the semiconductor substrate, and a step of depositing an epitaxial layer of a second conductivity type in a region other than an arbitrary pattern. In this method, a step of forming an isolation layer is introduced.

(作用) この発明によれば、バイポーラ型半導体集積回路装置の
製造方法において、以上のような工程を導入したので、
第2導電型の不純物層が埋込層とな9、この埋込層とエ
ピタキシャル層のコレクタコンタクト層が接続されて十
分に低いコレクタ抵抗を得ると同時にエピタキシャル層
中のベース層と埋込層の間隔が十分にとれ、高BVCI
Oを実現することになり、したがって、前記問題点を除
去できる。
(Function) According to the present invention, the above steps are introduced in the method for manufacturing a bipolar semiconductor integrated circuit device.
The second conductivity type impurity layer serves as a buried layer 9, and this buried layer is connected to the collector contact layer of the epitaxial layer to obtain a sufficiently low collector resistance. Well spaced and high BVCI
Therefore, the above-mentioned problem can be eliminated.

(実施例) 以下、この発明のパイ−−ラ型半導体集積回路装置の製
造方法の実施例について図面に基づき説明する。第1図
(4)ないし第1図0はその一実施例の工程断面図であ
る。まず、第1図(4)に示すようにP型半導体基板l
の予定ペース領域を既知のホトリン工程を経たレソスト
2をマスクに、フッ素系のガスを用いたイオンリアクテ
ィブエツチング法にてエツチングを行う。このとき、イ
オンリアクティブエツチング法を用いるのは、後の選択
エピタキシャルを用いた素子表面の平担化を行い易くす
る理由による。
(Example) Hereinafter, an example of the method for manufacturing a piezo-type semiconductor integrated circuit device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1(4) to FIG. 10 are process sectional views of one embodiment. First, as shown in FIG. 1(4), a P-type semiconductor substrate l
The planned pace area is etched by an ion reactive etching method using a fluorine-based gas using Resost 2, which has undergone a known photolithography process, as a mask. The reason why the ion reactive etching method is used at this time is to make it easier to planarize the surface of the element using selective epitaxial etching later.

次に、第1図(B)に示すごとく、上記エツチング領域
の一部を含む領域に酸化膜3t−拡散マスクとしてその
上に拡散ソースとなる不純物を含むコーティングを塗布
して拡散ソース用酸化膜4を形成、N型の不純物(たと
えばアンチモン)を拡散すると、拡散層5が形成される
Next, as shown in FIG. 1(B), a coating containing an impurity that will become a diffusion source is applied on the oxide film 3t as a diffusion mask to a region including a part of the etched region, and an oxide film for the diffusion source is formed. 4 is formed and an N-type impurity (eg, antimony) is diffused to form a diffusion layer 5.

次に第1図(C)に示すように1選択エピタ中シャル法
により、前記エツチングにより半導体基板1に形成した
溝を埋めて平担化を行う。この選択エピタキシャルは、
既知の装置により、各装置に量適の条件で行えばよいが
、一般に1選択性、結晶性をよくするため、900℃程
度の比較的低温で、20torr程度の減圧デポジョン
を行うのが好適である。
Next, as shown in FIG. 1C, the grooves formed in the semiconductor substrate 1 by the etching are filled and planarized using a single selective epitaxial method. This selective epitaxial
It may be carried out using known equipment and under conditions suitable for each equipment, but in general, in order to improve monoselectivity and crystallinity, it is preferable to perform deposition at a relatively low temperature of about 900°C and under reduced pressure of about 20 torr. be.

このときのソースガスとしては、Si迅α、がよいが、
エピタキシャル領域周辺に形成されるファセットFを小
さくするために1同時に適量のHC1!ガスを流し込む
ことが望まれる。
The source gas at this time is preferably Si-α, but
In order to reduce the facet F formed around the epitaxial region, an appropriate amount of HC1 is applied at the same time! It is desirable to flow gas.

第1図(C)で、6はエピタキシャル領域が窓あけされ
た酸化膜、7は選択的に堆積されたN型エビタ午シャル
層である。
In FIG. 1(C), 6 is an oxide film in which the epitaxial region is apertured, and 7 is an N-type epitaxial layer selectively deposited.

続いて、第1図0に示すように、弗酸系俗液で表面の酸
化膜6を除去した後、さらにN型エピタキシャル層7a
を基板全面に堆積する。このときは、減圧でも常圧でも
、どちらでもかまわない。
Subsequently, as shown in FIG. 10, after removing the oxide film 6 on the surface with a hydrofluoric acid-based solution, an N-type epitaxial layer 7a is formed.
is deposited on the entire surface of the substrate. At this time, either reduced pressure or normal pressure may be used.

次に第1図■に示すように、アイソレーション層8を前
記エツチング領域以外の領域に形成する。
Next, as shown in FIG. 1, an isolation layer 8 is formed in the area other than the etched area.

したがって、その接合深さは浅くてよく、拡散のための
熱処理も比較的低温・短時間でよいので、不純物層の横
方向への拡がシも小さく、素子の縮小には最適である。
Therefore, the junction depth can be shallow, and the heat treatment for diffusion can be performed at a relatively low temperature and in a short time, so that the lateral spread of the impurity layer is small, making it ideal for scaling down devices.

この後は、従来技術と同様に、P型のペース層9をN型
エピタキシャル層7aに形成後、このペース層9内にN
型のエミツタ層lOおよびコレクタコンタクト層10a
を同時に形成し、上面全体に形成した絶縁膜12をノ臂
ターニングして、コンタクト孔を通してエミツタ層lO
と電気的に接続されたエミッタ電極11.ペース層9と
電気的に接続したベース電極11a%コレクタコンタク
ト層10aと電気的に接続したコレクタ電極11bを形
成する。
After this, similarly to the prior art, after forming the P-type space layer 9 on the N-type epitaxial layer 7a, N
Emitter layer lO and collector contact layer 10a of the mold
is simultaneously formed, and the insulating film 12 formed on the entire upper surface is turned to form an emitter layer lO through the contact hole.
an emitter electrode 11. electrically connected to the emitter electrode 11. A base electrode 11a electrically connected to the space layer 9 and a collector electrode 11b electrically connected to the collector contact layer 10a are formed.

なお、この第1図■に示す通9%N型エビタ中シャル層
7aの厚さを、埋込層5の上方拡散の量とN型のコレク
タコンタクト層10aの接合深さの和に等しくすると、
コレクタ抵抗を小さくするうえで都合がよい。
It should be noted that if the thickness of the 9% N-type Evitator layer 7a shown in FIG. ,
This is convenient for reducing collector resistance.

また、上記実施例の説明では、−例として、NPN)ラ
ンソスタをとりあげたが、導電型はN型、P型は上記と
は逆でも同じであり、その極性までも限定するものでは
ない。
In addition, in the description of the above embodiments, NPN (Lancester) was taken up as an example, but the conductivity type is N type and P type is the same even if it is opposite to the above, and the polarity is not limited.

(発明の効果) 以上詳細に説明したように、この発明によれば。(Effect of the invention) As described in detail above, according to the present invention.

トランジスタにおいては、埋込N型層とコレクタコンタ
クト層が接続しているので、十分に低いコレクタ抵抗を
得ることができる。
In the transistor, since the buried N-type layer and the collector contact layer are connected, a sufficiently low collector resistance can be obtained.

また、これと同時に、埋込層とペース層の間隔が十分に
とられていて、高いBVcr;oを実現することができ
る。
Furthermore, at the same time, a sufficient distance is maintained between the buried layer and the paste layer, making it possible to achieve a high BVcr;o.

したがって、従来の技術では背反する「コレクタ抵抗の
低減」とr BVcEoの向上」をこの発明では同時に
満足するトランジスタを実現することができ、高速・高
耐圧素子を実現するうえでの不可欠の有用な技術である
Therefore, with the present invention, it is possible to realize a transistor that simultaneously satisfies "reducing collector resistance" and improving rBVcEo, which are contradictory to conventional technologies, and is an essential and useful transistor for realizing high-speed, high-voltage elements. It's technology.

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

第1図(4)ないし第1図■はこの発明のバイポーラ型
半導体集積回路装置の製造方法の一実施例の工程断面図
、第2図は従来の半導体集積回路装置のNPN)ランジ
スタ領域の断面図である。 l・・・P型基板、2・・・レジス)、3.6・・・酸
化膜。 4・・・拡散ソース用酸化膜、5・・・埋込層、7・・
・エピタキシャル層、7a・・・N型エピタキシャル層
、8・・・アイソレーション層、9・・・ペース層、1
0・・・エミッタ層、10m・・・コレクタコンタクト
層、11・・・エミッタ電極% lla・・・ペース電
極、llb・・・コレクタ電極。 第1図
1(4) to 1■ are process cross-sectional views of an embodiment of the method for manufacturing a bipolar semiconductor integrated circuit device of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of an NPN transistor region of a conventional semiconductor integrated circuit device. It is a diagram. l...P-type substrate, 2...resist), 3.6...oxide film. 4... Oxide film for diffusion source, 5... Buried layer, 7...
-Epitaxial layer, 7a...N-type epitaxial layer, 8...Isolation layer, 9...Pace layer, 1
0...Emitter layer, 10m...Collector contact layer, 11...Emitter electrode% lla...Pace electrode, llb...Collector electrode. Figure 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (a)第1導電型の半導体基板を任意のパターンでエッ
チングする工程と、 (b)前記エッチングされた領域の一部を含む領域に第
1導電型と逆の第2導電型の不純物層を形成する工程と
、 (c)前記エッチングされた領域を第2導電型のエピタ
キシャル層で埋めて埋込層を形成する工程と、 (d)前記半導体基板の表面に第2導電型のエピタキシ
ャル層を堆積する工程と、 (e)前記半導体基板における前記任意のパターン以外
の領域にアイソレーシヨン層を形成する工程と、 とよりなるバイポーラ型半導体集積回路装置の製造方法
Scope of Claims: (a) a step of etching a semiconductor substrate of a first conductivity type in an arbitrary pattern; (b) a step of etching a semiconductor substrate of a first conductivity type in a region including a part of the etched region; (c) forming a buried layer by filling the etched region with an epitaxial layer of a second conductivity type; (d) forming a second impurity layer on the surface of the semiconductor substrate; A method for manufacturing a bipolar semiconductor integrated circuit device, comprising: depositing a conductive epitaxial layer; and (e) forming an isolation layer in a region other than the arbitrary pattern on the semiconductor substrate.
JP62251605A 1987-10-07 1987-10-07 Manufacture of bipolar semiconductor integrated circuit device Pending JPH0195555A (en)

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