JPH02105456A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH02105456A
JPH02105456A JP63258668A JP25866888A JPH02105456A JP H02105456 A JPH02105456 A JP H02105456A JP 63258668 A JP63258668 A JP 63258668A JP 25866888 A JP25866888 A JP 25866888A JP H02105456 A JPH02105456 A JP H02105456A
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JP
Japan
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region
layer
impurity diffusion
polycrystalline silicon
type
Prior art date
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Pending
Application number
JP63258668A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Takahashi
弘行 高橋
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置に関し、特にバイポーラ・トランジ
スタを基本素子とする半導体装置に関する。
〔従来の技術〕
バイポーラ・ランダム・アクセス・メモリ装置(以下B
 i p−RAMという)は高速動作を必要とする機器
によく用いられるが、今日ではPNP型トランジスタを
負荷としたNPNトランジスタ・フリップ・フロップ構
成のクロスカップル形pnpnメモリ・セルを用いたも
のがその主流となっている。これは最も集積度があげら
れるからである。
、第4図および第5図はそれぞれ従来のクロスカップル
型pnpnメモリ・セルの等価回路図およびその一方の
側の素子構造を示す半導体装置の断面図である。第5図
において、セル素子はP型半導体基板Sの上に形成され
た不純物濃度の高いN+型埋込み半導体層C1およびそ
の上の比較的低濃度のN−型半導体層C2をコレクタ領
域とし、その表面に形成されたベース領域Bとエミッタ
領域EoとによりNPN)−ランジスタを構成しており
、また、N−型半導体層C2表面のP十型不純物拡散領
域E1は、ラテラルPNPトランジスタのエミッタ領域
となっている。ここで、C5はコレクタ領域のN+型埋
込み半導体層C1およびN−型半導体層02領域と電[
! D tとの間を低抵抗で接続するために設けられた
高濃度のN+型不純物拡散領域である。
このセル素子の構造においては、誘電体絶縁理工2に隣
接して設けられたラテラルPNPトランジスタのエミッ
タ用高濃度不純物拡散層E1およびコレクタ電極引出用
の高濃度拡散M C3は、それぞれ高濃度(〜1020
c+t+−3)でかつ表面から深い距!(0,5〜1μ
m程度)まで不純物をドープすることが必要である。し
かし、一般に行なわれている熱拡散法またはイオン注入
法では、どちらの場合でも表面から深くドープするとマ
スクパターンに対して横方向への拡散が大きくなる。た
とえば、絶縁保護膜I、上にマスク・パターンを用いて
電極引出し用の開口部を設けると、半導体表面に平行な
横方向への拡散はXl + X2のように大きなものと
なる。そのため、この拡散距離X、、X2をあらかじめ
考慮したマスク・パターン・マージンが必要となるので
高集積化が妨げられている。
従来、この横方向の拡散マージンによる影響を最小限に
するため、高濃度不純物拡散層E1およびC5は、それ
ぞれ素子の外周を囲んでいる素子分離用誘電体絶縁層■
2に接するように配置され、一方向の横方向拡散を絶縁
層I2の壁で妨げる手段がとられている。
〔発明が解決しようとする課題〕
、このように、上述した従来のB i p −RAMの
セル素子では、ラテラルPNP)ランジスタのエミッタ
領域用およびコレクタ電極引出用の高濃度不純物拡散領
域E、およびC3は、その領域を決定するマスク・パタ
ーンに対して基板表面に平行な横方向への大きな拡散(
0,5〜1μm)を弓き起こすため、この広がりを考慮
したマージンをデバイス面積中に見積る必要があり、高
集積化のためのセル面積の縮小化に大きな問題が生じる
また、この大きな素子面積は、第4図の等価回路図に示
したように、埋込みコレクタ・基板間の寄生容N Cc
 sを大きくして回路の動作速度を遅らせる大きな原因
となり、さらに、ラテラルPNPトランジスタのエミッ
タ拡散領域E1の広がりによりベース・エミッタ間の接
合面積が大きくなりこの部分の接合容量Cebを増大さ
せるため、デバイスのスイッチング速度を遅らせると同
時に、拡散距離のバラツキがトランジスタの増幅率h「
。に大きな影響を与え、デバイス特性を不安定にさせる
本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、ラテラルPNP
トランジスタのエミッタ領域および拡がりを抑制したバ
イポーラ・ランダム・アクセス・メモリ・セルを備えた
半導体装置を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明によれば、半導体基板表面に形成される半導体素
子を相互に分離する素子間分離用誘電体絶縁層に隣接し
てN型またはP型の不純物拡散領域を形成する半導体装
置は、前記不純物拡散領域を゛前記誘電体絶縁層に側面
の一つを完全に接する高ドープの埋込み多結晶シリコン
層と該多結晶シリコン層からの熱拡散で形成される多結
晶シリコン層表面近傍の高濃度不純物領域とで形成する
ことを含んで構成される。
〔実施例〕
第1図は本発明の一実施例を示すクロスカップル型pn
pnメモリ・セルの一方の側の素子構造を示す半導体装
置の断面図である。本実施例によれば、本発明の半導体
装置は、素子分離用誘電体絶縁層■2で区切られた素子
内のP型半導体基板S上にN+型埋込み層C1およびN
−型半導体層C2とがそれぞれ形成され、更にその表面
にはNPN)ランジスタのエミッタ領域E。およびベー
ス領域Bが形成される。また、ラテラルPNPトランジ
スタのエミッタ領域を形成する高濃度不純物拡散領域E
1がP型窩ドープド多結晶シリコン層P1の壁面を取囲
むようにNPNトランジスタのベース領域Bに隣接して
形成され、それぞれの引出電極としてD1〜D4が設け
られる6本実雄側によれば、このラテラルPNP トラ
ンジスタのエミッタ領域用不純物拡散領域E1は、必要
最小限の大きさに形成された引出電極D4の直下に形成
されたボロンなどのP型不純物を高濃度にドープした多
結晶シリコン層Plがらのわずかなく50.18m)不
純物拡散で形成することができる。このようにすると、
素子分離用誘電体絶縁N r 2と多結晶シリコン層P
lとの間の領域には不必要なエミッタ領域用不純物拡散
領域E1は形成されず、不純物もシリコン酸化物などの
絶縁層中へほとんど拡散させずにすむ。
第2図(a)〜(b)は本発明半導体装置のラテラルP
NP トランジスタのエミッタ領域の形成工程図で、埋
込み電極用の高ドープド多結晶シリコンP、の形成は、
まず第2図(a)が示すように素子分離用誘電体絶縁層
I2の形成前に行われる。すなわち、基板S上に垂直な
講掘りエツチングをまず行い、ついでこの溝内へP型不
純物を高濃度に添加した多結晶シリコン層P1が埋込ま
れる。つぎに、第2図(b)が示すように、埋込まれな
この多結晶シリコン層P1の一部を含むように素子分離
用誘電体絶縁層I2のための満1゜が掘られ、ついで絶
縁物質が埋設される。ここで残された多結晶シリコン層
P、は、絶縁体に接した必要最小限の大きさをもつ不純
物拡散源となるので、950℃の温度で約30分の熱処
理を行えばエミッタの不純物拡散領域E、が形成される
。以上のような構造のエミッタ拡散領域は、表面に平行
な横方向への不純物の拡散距離X1が最小限に抑えられ
るので、このマージン分をセル面積内に取、る必要がな
くなる。このためコレクタ基板間容量CC5は小さくな
り、同時にPNP )ランジスタのエミッタ・コレクタ
間容i c ebも拡散領域の縮小に伴い小さくなる。
また、この拡散領域E、の少なくとも一面は素子分離用
誘電体絶縁層■2に接するように形成されるため、その
部分には接合容量は形成されず、僅かに接合部より約1
〜2桁小さい浮遊容量Csoを絶縁層■2の間につくる
だけである。従って、トランジスタ セルのスイッチン
グ動作はより一層高速化する。
第3図は本発明の他の実施例を示すクロスカップル型p
npnメモリ・セルの一方の側の素子構造を示す半導体
装置の断面図である。本実施例はNPNトランジスタの
コレクタ領域引出用のN+型不純物拡散頭域C9を前実
施例と同様な手法で形成したものである9ただし、多結
晶シリコン層に対して高濃度にドープする不純物には、
ヒ素またはリンなどのN型不純物が用いられる。この際
、不純物をドープした多結晶シリコン層は、約1000
℃と数10分の熱処理でN+埋込み層C1と同程度まで
十分に低抵抗になるが、不純物の横方向への拡散路M 
X 2は小さくほとんど拡散しない、従って、この広が
り分のマージンはほとんど不要となり、セル面積を縮小
化することができ、コレクタ・基板間容jiccsも減
少せしめ得る。
以上はクロスカップル型pnpnメモリ・セルに実施し
た場合を説明したが、不純物拡散領域が素子分離用誘電
体絶縁層に接する構造の素子であれば本発明を容易に実
施することが可能である。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように、本発明によれば、素子間分
離用誘電体絶縁層に接して形成される、例えば、メモリ
・セル素子の不純物拡散領域が埋込み低抵抗導体層と、
その周囲にこれを拡散源としてわずかに形成された不純
物拡散領域から成るので、拡散領域の深さの大小に関係
なく半導体表面に水平な横方向への不純物拡散層の拡が
りを著しく抑制することができる。従ってこの拡がり分
をマージンとして素子面積内に含めなくてすむので1、
素子面積を縮小化することができ、また高集積化するこ
とができる。さらに、素子面積の減少は、埋込みコレク
タ・基板内の接合容量および不純物拡散領域周辺に形成
される接合面積も減少できるため、デバイスのスイッチ
ング速度及び回路動作を高速化することが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すクロスカップル型pn
pnメモリ・セルの一方の側の素子構造を示す半導体装
置の断面図、第2図(a)〜(b)は本発明半導体装置
のラテラルPNPトランジスタのエミッタ領域の形成工
程図、第3図は本発明の他の実施例を示すクロスカップ
ル型pnpnメモリ・セルの一方の側の素子構造を示す
半導体装置の断面図、第4図および第5図はそれぞれ従
来のクロスカップル型pnpnメモリセルの等価回路図
およびその一方の側の素子構造を示す半導体装置の断面
図である。 S・・P型半導体基板、C1・・・N+型埋込み半導体
層、C2・・・N−型半導体層、C3・・・N+型不純
物拡散領域、B・・・NPN)−ランジスタのベース領
域、Eo・・・NPN)ランジスタのエミッタ領域、E
l・・・PNPhランジスタのエミッタ領域を形成する
高濃度不純物拡散領域、Pl・・・P型窩ドープド多結
晶シリコン層、■1・・・絶縁保護膜、■2・・・素子
分離用誘電体絶縁層、D1〜D4・・・引出電極、X、
、X2・・・拡散距離。 X2紘常距緘 第3図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  半導体基板表面に形成される半導体素子を相互に分離
    する素子間分離用誘電体絶縁層に隣接してN型またはP
    型の不純物拡散領域を形成する半導体装置において、前
    記不純物拡散領域は前記誘電体絶縁層に側面の一つを完
    全に接する高ドープの埋込み多結晶シリコン層と該多結
    晶シリコン層からの熱拡散で形成される多結晶シリコン
    層表面近傍の高濃度不純物領域とから形成されているこ
    とを特徴とする半導体装置。
JP63258668A 1988-10-13 1988-10-13 半導体装置 Pending JPH02105456A (ja)

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JP63258668A JPH02105456A (ja) 1988-10-13 1988-10-13 半導体装置

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JP63258668A JPH02105456A (ja) 1988-10-13 1988-10-13 半導体装置

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JPH02105456A true JPH02105456A (ja) 1990-04-18

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ID=17323440

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JP63258668A Pending JPH02105456A (ja) 1988-10-13 1988-10-13 半導体装置

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JP (1) JPH02105456A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5161655A (en) * 1990-08-13 1992-11-10 Oiles Corporation Vibration energy absorbing apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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