JPH02106961A - Semiconductor device - Google Patents
Semiconductor deviceInfo
- Publication number
- JPH02106961A JPH02106961A JP63261903A JP26190388A JPH02106961A JP H02106961 A JPH02106961 A JP H02106961A JP 63261903 A JP63261903 A JP 63261903A JP 26190388 A JP26190388 A JP 26190388A JP H02106961 A JPH02106961 A JP H02106961A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- channel mos
- type transistor
- transistor
- lower section
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、半導体装置に関し、特にBi−CMO5(
Bipolar −Complementary −M
etal 0xide Sem1conductor)
型トランジスタに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor device, and particularly to a semiconductor device using Bi-CMO5 (
Bipolar-Complementary-M
etal Oxide Sem1conductor)
Regarding type transistors.
第1図は、従来及び発明のBi−CMO5型O5ンジス
タの構造例を説明するための要部断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a main part for explaining structural examples of conventional and inventive Bi-CMO5 type O5 transistors.
図において、(1)はP型半導体基板(以下、単に基板
と称す’) 、(2) 、 (3)及び(4)はそれぞ
れ基板(1)に形成されたNPNバイポーラ型トランジ
スタ形成領J、Pチャネルモス型トランジスタ(以下、
単にP−MOSと称す)形成領域、Nチャネルモス型ト
ランジスタ(以下、単にN−MO5と称す)形成領域、
(5)は基板(1)上に形成された半導体エピタキシャ
ル層、(csa) 、 (6b)及び(6c)は基板(
1)ニイオン注入した後、熱拡散により形成されたP+
埋め込み層、(7a) 、 (7b)は基板(1)にイ
オン注入した後、熱拡散により形成されたN層埋め込み
層% (8a)、(8b)は半導体エピタキシャル層(
5)中に形成されたP+層、(9)、(10は半導体エ
ピタキシャル層(5)中に形成されたN層、aυは半導
体エピタキシャル層(5)中に形成された2層、(2)
は素子分離のための分離絶縁膜、(至)はN)のコレク
タ領域、a◆はN1のエミッタ領域、a5はP−型の活
性ベース領域、αQはP+型の外部ベース領域、αηは
P−MO8のソース・ドレイン領域、(ト)はP −M
OSのゲート酸化膜、QlはP−MO5のゲート電極、
(7)はP−MOSのゲート電極α呻の側部に形成され
た側部絶縁膜、ンυはN−MO8のソース・ドレイン領
域、四はN−MO3のゲート酸化膜、G11.ltN−
MO5のゲート電極、(ハ)はN−MO5のゲート電極
(2)の側部に形成された側部絶縁膜である。In the figure, (1) is a P-type semiconductor substrate (hereinafter simply referred to as the substrate), (2), (3) and (4) are NPN bipolar transistor formation regions J formed on the substrate (1), respectively. P-channel MOS transistor (hereinafter referred to as
A formation region (simply referred to as P-MOS), an N-channel MOS transistor (hereinafter simply referred to as N-MO5) formation region,
(5) is a semiconductor epitaxial layer formed on substrate (1), (csa), (6b) and (6c) are substrate (
1) P+ formed by thermal diffusion after Ni ion implantation
The buried layers (7a) and (7b) are N layers formed by thermal diffusion after ion implantation into the substrate (1). (8a) and (8b) are semiconductor epitaxial layers (8a) and (8b).
5) P+ layer formed in (9), (10 is N layer formed in semiconductor epitaxial layer (5), aυ is 2 layers formed in semiconductor epitaxial layer (5), (2)
is an isolation insulating film for element isolation, (to) is the collector region of N), a◆ is the emitter region of N1, a5 is the P- type active base region, αQ is the P+ type external base region, αη is the P -Source/drain region of MO8, (T) is P -M
OS gate oxide film, Ql is P-MO5 gate electrode,
(7) is a side insulating film formed on the side of the gate electrode α of the P-MOS, υ is the source/drain region of the N-MO8, 4 is the gate oxide film of the N-MO3, and G11. ltN-
The MO5 gate electrode (c) is a side insulating film formed on the side of the N-MO5 gate electrode (2).
従来、上記N層(9)及びOQは、同一の工程で形成さ
れていたために各々のN型不純物濃度は等しかった。Conventionally, the N layer (9) and OQ were formed in the same process, so their N-type impurity concentrations were the same.
半導体装置の微細化に伴ない、Pチャネルモス型トラン
ジスタにおいてはゲート長を短か(しようとすると、充
分なソース・ドレイン間耐圧及びし赤い電圧を得るには
、上記N層(10のN型不純物濃度を濃くすることが望
ましく、一方NPNバイポーラ型トランジスタにおいて
は、充分なコレクタ・エミッタ間耐圧を得るには、上記
N層(9)のN型不純物濃度をN層αQのそれと比べて
薄くすることが望ましい。With the miniaturization of semiconductor devices, the gate length of P-channel MOS transistors has to be shortened.In order to obtain sufficient source-drain breakdown voltage and red voltage, it is necessary to shorten the gate length of P-channel MOS transistors. It is desirable to increase the impurity concentration. On the other hand, in an NPN bipolar transistor, in order to obtain a sufficient collector-emitter breakdown voltage, the N-type impurity concentration of the N layer (9) should be lower than that of the N layer αQ. This is desirable.
上記、従来の半導体装置では、N層(9)及びQOのN
型不純物濃度が等しいために、Pチャネルモス型トラン
ジスタとNPNバイポーラ型トランジスタの両方のトラ
ンジスタの電気的特性を同時に最適化するようなN型不
純物濃度とすることはできないという課題があった。In the above conventional semiconductor device, the N layer (9) and the QO
Since the type impurity concentrations are equal, there is a problem in that it is not possible to set the N type impurity concentration such that the electrical characteristics of both the P channel MOS type transistor and the NPN bipolar type transistor are simultaneously optimized.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされ
たもので、同一基板上に、微細かつ高性能なPチャネル
モス型トランジスタ及びNPNバイポーラ型トランジス
タを含んで形成された半導体装置を提供することを目的
としている。The present invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and provides a semiconductor device formed on the same substrate, including a fine and high-performance P-channel MOS type transistor and an NPN bipolar type transistor. The purpose is to
上記問題点を解決するため、この発明においては、基板
上にNPNバイポーラ型トランジスタとPチャネルモス
型トランジスタとを含んで形成された半導体装置におい
て、上記Pチャネルモス型トランジスタのソース・ドレ
イン領域及びゲート酸化膜下部の半導体層中のN層のN
型不純物濃度を、上記NPNバイポーラ型トランジスタ
の活性ベース領域下部のN層のN型不純物濃度に比べて
高くしていることを特徴とするようにしたものである。In order to solve the above problems, in the present invention, in a semiconductor device formed on a substrate including an NPN bipolar transistor and a P channel MOS transistor, the source/drain region and the gate of the P channel MOS transistor are N in the N layer in the semiconductor layer below the oxide film
The present invention is characterized in that the type impurity concentration is higher than the N type impurity concentration of the N layer below the active base region of the NPN bipolar transistor.
この発明によれば、Pチャネルモス型トランジスタ形成
領域中のN層αQのN型不純物濃度を高くすることによ
り、耐短チヤネル効果特性が改善され、一方NPNバイ
ポーラ型トランジスタ形成領域中のN m (9)のN
型不純物濃度を上記N層00のそれと比べて低くするこ
とにより、充分なコレクタ・エミッタ間耐圧が得られる
。According to this invention, by increasing the N-type impurity concentration of the N layer αQ in the P-channel MOS transistor formation region, the short channel effect resistance characteristics are improved, while N m ( 9) N
By lowering the type impurity concentration compared to that of the N layer 00, a sufficient collector-emitter breakdown voltage can be obtained.
この発明のBi−CMO5型O5ンジスタの構造例は、
上記従来の構造例とは、半導体エピタキシャル層(5)
中に形成されたN層OQのN型不純物濃度がN層(9)
のそれと比べて高くなっているという点を除いて全く同
一である。A structural example of the Bi-CMO5 type O5 transistor of this invention is as follows:
The above conventional structure example is a semiconductor epitaxial layer (5)
The N-type impurity concentration of the N layer OQ formed in the N layer (9)
It is exactly the same except that it is higher than that of .
第2図は、この発明のBi−CMO3型O3ンジスタの
構造例において、上記N層(9)及びOQの形成方法を
説明するための要部断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a main part for explaining a method of forming the N layer (9) and OQ in a structural example of a Bi-CMO3 type O3 transistor of the present invention.
図において、(1)〜aすは第1図に示すものと全く同
−又は相当のものであり、(ハ)は絶縁膜、(26a)
。In the figure, (1) to a are exactly the same as or equivalent to those shown in FIG. 1, (c) is an insulating film, and (26a)
.
(26b)及び(26C)はイオン注入P+層、(イ)
は絶縁膜、(ハ)はイオン注入N+層、(4)はイオン
注入NJ 、(至)はフォト−L/レジスト膜(31a
)及び(31b)は(26a)及び(26b)を熱拡散
することにより得られたP層である。(26b) and (26C) are ion-implanted P+ layers, (a)
is an insulating film, (c) is an ion-implanted N+ layer, (4) is an ion-implanted NJ layer, (to) is a photo-L/resist film (31a
) and (31b) are P layers obtained by thermally diffusing (26a) and (26b).
以下、上記N層(9)及びaOの形成方法について第2
図四〜0を基に、順を追って説明する。Hereinafter, the second method for forming the N layer (9) and aO will be explained.
The explanation will be given in order based on FIGS. 4 to 0.
第2図−(ハ)参照
P型半導体基板(1)上に埋め込み層(6a) 、 (
sb) 、 (6C)。Refer to FIG. 2-(c) A buried layer (6a), (
sb), (6C).
(7a) 、 (7b)を形成した後、シリコンエピタ
キシャル層(5)を成長させる。After forming (7a) and (7b), a silicon epitaxial layer (5) is grown.
第2図−(ハ)参照
全面を熱酸化して厚さ100〜1000人の酸化膜(ハ
)を形成した後、窒化膜(図示せず)をZoo〜1oo
o人堆積し、素子分離絶縁膜領域及びNチャネルモス型
トランジスタ形成領域以外にフォト・レジスト膜(図示
せず)を形成してパターニングを行なった後、上記窒化
膜の除去を行なう。Refer to Figure 2-(c) After thermally oxidizing the entire surface to form an oxide film (c) with a thickness of 100 to 1000, a nitride film (not shown) is
After forming and patterning a photoresist film (not shown) in areas other than the element isolation insulating film region and the N-channel MOS type transistor formation region, the nitride film is removed.
次に、ボロンの注入を表面濃度でI X 10”〜lX
10’(cm−3)となるように行い、イオン注入P十
層(26a)、 (26b)、 (26c)を形成した
後、上記フォト・レジスト膜を除去し、全面に厚さ20
00Å以上の酸化膜(財)を形成する。Next, implant boron at a surface concentration of I x 10” to lx
After forming ten ion-implanted P layers (26a), (26b), and (26c), the photoresist film was removed and a layer of 20cm thick was formed on the entire surface.
Form an oxide film with a thickness of 00 Å or more.
第2図−〇参照
全面にリンの注入を表面濃度で3 X 10”(cm−
’)以下となるように行った後、NPNバイポーラ型ト
ランジスタ領域にのみフォト・レジスト膜■を形成して
再びリンの注入を行ない、P−MO5形成領域(3)の
み表面濃度が3 X 1016(ローり以上となるよう
に追加して、イオン注入N+Ra翰及び(2)を形成す
る。See Figure 2-〇 Phosphorus was implanted over the entire surface at a surface concentration of 3 x 10” (cm-
') After forming a photoresist film (2) only in the NPN bipolar transistor region and implanting phosphorus again, the surface concentration of only the P-MO5 formation region (3) is 3 x 1016 ( The ion-implanted N+Ra ridge and (2) are formed by adding ions so that the ion-implantation becomes more than low.
第2図−〇参照 上記フォト・レジスト膜内を除去した彼、loo。See Figure 2-〇 Loo, who removed the inside of the photoresist film.
〜1200″Cで、熱処理して上記注入されたボロン及
びリンを拡散させ、N層(9)及びα0. P層αυ、
(31a)及び(31b)を形成する。Heat treatment is performed at ~1200″C to diffuse the implanted boron and phosphorus to form the N layer (9) and α0.P layer αυ,
(31a) and (31b) are formed.
第3図は、この発明のN層(9)及びαQのリン濃度と
NPNバイポーラ型トランジスタ及びPチャネルモス型
トランジスタの電気的特性について説明するための実測
データを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing measured data for explaining the phosphorus concentration of the N layer (9) and αQ and the electrical characteristics of the NPN bipolar transistor and the P channel MOS transistor of the present invention.
図において、横軸はリン濃度(X 10” (C!ll
−3))であり、縦軸はNPNバイポーラ型トランジス
タのエミッタ・コレクタ間耐圧ω及び、Pチャネルモス
型トランジスタが短チヤネル効果によりパンチ・スルー
を起ξす限界のゲート長(μm)である。In the figure, the horizontal axis is the phosphorus concentration (X 10” (C!ll
-3)), and the vertical axis is the emitter-collector breakdown voltage ω of the NPN bipolar transistor and the critical gate length (μm) at which the P-channel MOS transistor causes punch-through due to the short channel effect.
上記第2図を基に説明した方法により、N層(9)では
リン濃度が3. OX 1018 (am−”)以下と
し、一方N層αqでは3.OX 1016(an−り以
上とすることができ、第3図かられかるように、NPN
バイポーラ型トランジスタにおいては、10(v)以上
のエミッタ・コレクタ間耐圧及び、Pチャネルモス型ト
ランジスタにおいては、O,S(μm)以下のゲート長
にまで微細化することが可能となる。By the method explained based on FIG. 2 above, the phosphorus concentration in the N layer (9) is set to 3. OX 1018 (am-") or less, while in the N layer αq it can be 3.OX 1016 (an-" or more), as shown in Figure 3, NPN
Bipolar transistors can be miniaturized to an emitter-collector breakdown voltage of 10 (V) or more, and P-channel MOS transistors can be miniaturized to a gate length of O, S (μm) or less.
この発明によれば、Pチャネルモス型トランジスタの耐
短チヤネル効果特性が改善され、またNPNバイポーラ
型トランジスタにおいて充分なエミッタ・コレクタ間耐
圧が得られることにより、同一基板上に、微細かつ高性
能なPチャネルモス型トランジスタ、及びNPNバイポ
ーラ型トランジスタを含んで形成された半導体装置を提
供することができるという効果がある。According to this invention, the short channel effect resistance characteristics of a P-channel MOS transistor are improved, and sufficient emitter-collector breakdown voltage is obtained in an NPN bipolar transistor, so that fine and high-performance devices can be fabricated on the same substrate. The present invention has the advantage that a semiconductor device including a P-channel MOS transistor and an NPN bipolar transistor can be provided.
第1図は、この発明及び従来の一実施例を説明するため
の要部断面図、第2図は、この発明の一実施例を説明す
るための、工程順に示す要部断面図、第3図は、この発
明の一実施例を説明するための測定図である。
図において、(1)は基板、(2)はNPNバイポーラ
型トランジスタ形成領域、(3)はPチャネルモス型ト
ランジスタ形成領域、(5)は半導体層、(9ン及びa
QIt N層、Q5 ハ活性ベース領域、(17)j、
tP−MOS(7)ソース・ドレイン領域、Q8jはP
−MOSのゲート酸化膜である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part for explaining an embodiment of the present invention and a conventional example; FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part showing an embodiment of the present invention in order of steps; The figure is a measurement diagram for explaining one embodiment of the present invention. In the figure, (1) is the substrate, (2) is the NPN bipolar transistor formation region, (3) is the P channel MOS transistor formation region, (5) is the semiconductor layer, (9 and a
QIt N layer, Q5 c active base region, (17) j,
tP-MOS (7) source/drain region, Q8j is P
-It is a gate oxide film of MOS.
Claims (1)
とPチャネルモス型トランジスタとを含んで形成された
半導体装置において、 上記Pチャネルモス型トランジスタのソース・ドレイン
領域及びゲート酸化膜下部の半導体層中のN層のN型不
純物濃度を、上記NPNバイポーラ型トランジスタの活
性ベース領域下部のN層のN型不純物濃度に比べて高く
していることを特徴とする半導体装置。(1) In a semiconductor device formed on the same substrate, including an NPN bipolar transistor and a P-channel MOS transistor, in the source/drain region of the P-channel MOS transistor and in the semiconductor layer below the gate oxide film. A semiconductor device characterized in that the N-type impurity concentration of the N layer is higher than the N-type impurity concentration of the N layer below the active base region of the NPN bipolar transistor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63261903A JPH02106961A (en) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63261903A JPH02106961A (en) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | Semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02106961A true JPH02106961A (en) | 1990-04-19 |
Family
ID=17368356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63261903A Pending JPH02106961A (en) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | Semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02106961A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5245209A (en) * | 1990-12-07 | 1993-09-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device including complementary insulating gate field effect transistors and bipolar transistors in semiconductor substrate |
-
1988
- 1988-10-17 JP JP63261903A patent/JPH02106961A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5245209A (en) * | 1990-12-07 | 1993-09-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device including complementary insulating gate field effect transistors and bipolar transistors in semiconductor substrate |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4922315A (en) | Control gate lateral silicon-on-insulator bipolar transistor | |
| JPH0348458A (en) | Bi-cmos integrated circuit and manufacture thereof | |
| JPH02106961A (en) | Semiconductor device | |
| JP2949745B2 (en) | Method of manufacturing vertical MOS field effect transistor | |
| JPS6038856A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| JP2575876B2 (en) | Semiconductor device | |
| JPH0575041A (en) | Cmos semiconductor device | |
| JP3097095B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JPS61245563A (en) | Bipolar cmos semiconductor device | |
| JPH02237024A (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
| JPS60211867A (en) | Semiconductor device and manufacture thereof | |
| JP2571449B2 (en) | Manufacturing method of bipolar IC | |
| JPS60137055A (en) | Semiconductor device mixed with mosfet and bipolar transistor and manufacture thereof | |
| JPS62219555A (en) | Bipolar mos semiconductor device | |
| JPH04346263A (en) | Manufacture of bi-cmos semiconductor device | |
| JP3016342B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JP2656125B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor integrated circuit | |
| JPH07101717B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JPH03165522A (en) | semiconductor equipment | |
| JPH03204968A (en) | Semiconductor device and manufacture thereof | |
| JPH02197164A (en) | Bipolar cmos semiconductor device | |
| JPH02272755A (en) | Manufacture of bi-mos integrated circuit | |
| JPH05129535A (en) | Semiconductor integrated circuit and manufacture thereof | |
| JPS6380559A (en) | Bipolar cmos semiconductor device | |
| JPH03278568A (en) | Manufacture of semiconductor device |