JPH0278227A - Collector-isolated diffused transistor and its manufacturing method - Google Patents

Collector-isolated diffused transistor and its manufacturing method

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JPH0278227A
JPH0278227A JP63230345A JP23034588A JPH0278227A JP H0278227 A JPH0278227 A JP H0278227A JP 63230345 A JP63230345 A JP 63230345A JP 23034588 A JP23034588 A JP 23034588A JP H0278227 A JPH0278227 A JP H0278227A
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JP
Japan
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collector
region
transistor
layer
silicon substrate
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Pending
Application number
JP63230345A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazumi Hirata
和美 平田
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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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〕 本発明はコレクタ分離拡散トランジスタ及びその製造方
法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a collector-isolated diffused transistor and a manufacturing method thereof.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第2図は従来のコレクタ分離拡散トランジスタの製造方
法の一例を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a conventional method for manufacturing a collector-isolated diffused transistor.

まず、第2図(a)に示すように、P型シリコン基板1
に不純物を導入し+ n”型埋め込み層を形成してコレ
クタ領域22を形成する。
First, as shown in FIG. 2(a), a P-type silicon substrate 1
A collector region 22 is formed by introducing impurities into the +n'' type buried layer.

次に、第2図(b)に示すように、P型シリコン基板1
上に高抵抗率p型エピタキシャル層21を数趨成長した
後、n0分離拡散領域32を形成する。
Next, as shown in FIG. 2(b), a P-type silicon substrate 1
After several high resistivity p-type epitaxial layers 21 are grown thereon, an n0 isolation diffusion region 32 is formed.

引き続き、第2図(c)に示すように、P型シリコン基
板1の全体に浅いp型の不純物23を拡散した後、n0
エミツタ領域24を形成する。このとき、p型の不純物
23は内側に拡散して図に破線23′ に示すように傾
斜分布を持つ。
Subsequently, as shown in FIG. 2(c), after a shallow p-type impurity 23 is diffused throughout the P-type silicon substrate 1, n0
An emitter region 24 is formed. At this time, the p-type impurity 23 diffuses inward and has a gradient distribution as shown by the broken line 23' in the figure.

最後に、第2図(d)に示すように、眉間絶縁膜31に
コンタクトホールを形成し、コレクタ電極42・ペース
電極43及びエミッタ電極44を形成してトランジスタ
が作成される。
Finally, as shown in FIG. 2(d), a contact hole is formed in the glabella insulating film 31, and a collector electrode 42, a pace electrode 43, and an emitter electrode 44 are formed to form a transistor.

このようにして形成されたトランジスタは。The transistor formed in this way.

■ P型シリコン基板1上に成長した高抵抗率p型エピ
タキシャル層21が数−と比較的薄いために、n9分離
拡散領域32の形成時に横方向への広がりが少なくデバ
イス面積の縮小が図れる。
(2) Since the high-resistivity p-type epitaxial layer 21 grown on the p-type silicon substrate 1 is relatively thin, the n9 isolation diffusion region 32 is formed with less lateral spread and the device area can be reduced.

■ コレクタの不純物濃度が高いため、順バイアスでの
蓄積電荷が減少してスイッチング速度が速くなる。
■ Due to the high impurity concentration in the collector, the accumulated charge under forward bias is reduced and the switching speed is increased.

■ 低電流及び高電流におけるhfeが高い。■ High hfe at low and high currents.

等の利点がある。There are advantages such as

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、上述のトランジスタを作成するには、工
程中にエピタキシャル層を成長することが不可欠である
。従って、エピタキシャル成長に要するコストが高くな
るという欠点がある。
However, to create the above-mentioned transistor, it is essential to grow an epitaxial layer during the process. Therefore, there is a drawback that the cost required for epitaxial growth is high.

本発明の目的はエピタキシャル成長を用いずに上述のト
ランジスタと同性能を有するコレクタ分離拡散トランジ
スタとその製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a collector-isolated diffusion transistor having the same performance as the above-described transistor without using epitaxial growth, and a method for manufacturing the same.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するため、本発明のコレクタ分離拡散ト
ランジスタにおいては、シリコン基板上に形成されたエ
ミッタ領域・ベース領域及びコレクタ領域とからなるト
ランジスタと、前記コレクタ領域の直下に形成された掘
り込み層とを有するものである。
In order to achieve the above object, the collector-isolated diffused transistor of the present invention includes a transistor consisting of an emitter region/base region and a collector region formed on a silicon substrate, and a dug layer formed directly under the collector region. It has the following.

本発明のコレクタ分離拡散トランジスタの製造方法にお
いては、シリコン基板上にエミッタ領域・ベース領域及
びコレクタ領域とからなるトランジスタを形成する工程
、前記コレクタ領域直下に側面が前記シリコン基板表面
に対して垂直な掘り込み層を形成する工程と、前記掘り
込み層にイオン打ち込みにより不純物を導入する工程と
、前記掘り込み層内側のシリコンの一部を除去する工程
とを含むものである。
In the method for manufacturing a collector-isolated diffused transistor of the present invention, there is a step of forming a transistor consisting of an emitter region, a base region, and a collector region on a silicon substrate, and the side surface is perpendicular to the surface of the silicon substrate immediately below the collector region. The method includes a step of forming a dug layer, a step of introducing impurities into the dug layer by ion implantation, and a step of removing a part of silicon inside the dug layer.

〔作用〕[Effect]

シリコン基板の一面にベース領域・エミッタ領域および
分離拡散領域を形成し、一方、シリコン基板の裏面から
は掘り込み層を形成した後、掘り込み層成部にイオン打
ち込みによって不純物を導入してコレクタ領域を形成す
る。このようにして作成されたトランジスタは、エピタ
キシャル成長を用いずども従来方法と同様のトランジス
タを得ることができ、コストの低下が図れる。
A base region, an emitter region, and an isolation diffusion region are formed on one side of the silicon substrate, while a dug layer is formed on the back side of the silicon substrate, and impurities are introduced into the dug layer by ion implantation to form a collector region. form. The transistor produced in this manner can be similar to the conventional method without using epitaxial growth, and the cost can be reduced.

〔実施例〕〔Example〕

以下に本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。第1図は本発明の一実施例を工程順に示す
断面図である。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention in the order of steps.

第1図(a)において、まず高抵抗率P型シリコン基板
11(以下、P−シリコン基板と称す)に例えば不純物
としてリンを導入してn0分離拡散領域32を形成する
In FIG. 1(a), first, for example, phosphorus is introduced as an impurity into a high resistivity P-type silicon substrate 11 (hereinafter referred to as a P-silicon substrate) to form an n0 isolation diffusion region 32.

次に、第1図(b)に示すように、P−シリコン基板1
1の全体に浅いp型の不純物を拡散した後、n0エミツ
タ領域24を形成する。このとき、p型の不純物領域2
3は内側に拡散して図に破線23′で示すように傾斜分
布を持つ。
Next, as shown in FIG. 1(b), a P-silicon substrate 1
After shallow p-type impurity is diffused throughout the n0 emitter region 24, the n0 emitter region 24 is formed. At this time, p-type impurity region 2
3 diffuses inward and has a slope distribution as shown by the broken line 23' in the figure.

次に、第1図(c)に示すように、眉間絶縁膜31及び
マスク酸化膜31′  を形成した後、通常のフォトリ
ソグラフィとエツチングを用いてマスク酸化膜31’ 
のパターン形成を行う。
Next, as shown in FIG. 1(c), after forming a glabellar insulating film 31 and a mask oxide film 31', a mask oxide film 31' is formed using ordinary photolithography and etching.
Pattern formation is performed.

ひき続き、第1図(d)に示すように、マスク酸化膜3
1′  をマスクに例えばスパッタ・エツチングにより
、側面がP−シリコン基板11の表面に対して垂直な面
を有する掘り込み層12を分離拡散領域に接するように
形成し、P−シリコン基板11の裏面からイオン打ち込
みにより不純物を導入してコレクタ領域22′  を形
成する。このとき、イオン打ち込みによる不純物はイオ
ン打ち込み角度のばらつき等により、掘り込み層12の
側面にも少量導入される。
Subsequently, as shown in FIG. 1(d), a mask oxide film 3 is formed.
1' as a mask, a dug layer 12 having side surfaces perpendicular to the surface of the P-silicon substrate 11 is formed in contact with the isolation diffusion region by, for example, sputter etching. Then, impurities are introduced by ion implantation to form a collector region 22'. At this time, a small amount of impurity due to the ion implantation is also introduced into the side surface of the dug layer 12 due to variations in the ion implantation angle.

そこで、イオン打ち込み後、例えば硝弗酸水溶液(例え
ば、HF:HNO,:H20=1:1:2)を用いて、
掘り込み層12の内側のシリコンを側面に入った不純物
が除去できる量をエツチングする。
Therefore, after ion implantation, for example, using a nitric-fluoric acid aqueous solution (for example, HF:HNO, :H20=1:1:2),
The silicon inside the dug layer 12 is etched to the extent that impurities that have entered the side surfaces can be removed.

ひき続き、第1図(e)に示すように、層間絶縁膜31
にコンタクトホールを形成し5コレクタ電極42゜ベー
ス電極43及びエミッタ電極44を形成してトランジス
タを作成する。
Subsequently, as shown in FIG. 1(e), an interlayer insulating film 31 is formed.
A contact hole is formed in the wafer, and a five collector electrode 42, a base electrode 43, and an emitter electrode 44 are formed to form a transistor.

このような構造では、エピタキシャル層を用いずども従
来と同様の特性を有するトランジスタが得られる。従っ
て、エピタキシャル層を成長させる工程がなくなり、コ
ストの低減が図れる。エピタキシャル成長工程の替りに
必要になるのは、掘り込み層を形成する工程と掘り込み
層の内側のシリコンをエツチングする工程であるが、こ
れらの工程は一般的な工程であり、デバイスを作成する
上でプロセスが複雑になることがない。
With such a structure, a transistor having the same characteristics as conventional transistors can be obtained without using an epitaxial layer. Therefore, there is no need to grow an epitaxial layer, and costs can be reduced. What is required instead of the epitaxial growth process is the process of forming a dug layer and the process of etching the silicon inside the dug layer, but these processes are common processes and are does not complicate the process.

また、掘り込み部の形成において、マスクの目合せ精度
は掘り込み部の面積を多少大きく作っておけば、多少の
目合せずれは問題にならず、本発明の構成ゆえに素子の
歩留りを低下させることはほとんどない。
In addition, in forming the dug portions, if the area of the dug portions is made somewhat larger, slight misalignment will not be a problem, and due to the structure of the present invention, the yield of the device will be reduced. Very rarely.

また、本発明は第3図に示すようなバイポーラトランジ
スタに応用することもできる。すなわち、P型シリコン
基板11上に成長したn型エピタシャル層20に絶縁分
離層33で囲まれた領域にエミッタ領域24、ベース領
域26及びコレクタコンタクト領域25と、それぞれの
金属電極であるエミッタ電極44、ベース電極43及び
コレクタ電極42によって構成されるトランジスタにお
いて、コレクタの電気抵抗を低減させるために形成され
ている埋め込み拡散層50に本発明を応用できる。この
場合、埋め込み拡散層50の形成は第1図(d)の工程
と同様に、埋め込み拡散層50直下の領域に掘り込み層
を形成した後、イオン打ち込みを用いて不純物の導入を
行うことによって達成できる。この場合にコレクタ領域
27は拡散でn型にしておく必要がある。
Further, the present invention can also be applied to a bipolar transistor as shown in FIG. That is, an emitter region 24, a base region 26, a collector contact region 25, and an emitter electrode 44 which is a metal electrode are formed in an area surrounded by an insulating separation layer 33 in an n-type epitaxial layer 20 grown on a P-type silicon substrate 11. , the present invention can be applied to a buried diffusion layer 50 formed to reduce the electrical resistance of the collector in a transistor constituted by a base electrode 43 and a collector electrode 42. In this case, the buried diffusion layer 50 is formed by forming a dug layer in the region immediately below the buried diffusion layer 50 and then introducing impurities by using ion implantation, in the same manner as in the step of FIG. 1(d). It can be achieved. In this case, the collector region 27 must be made n-type by diffusion.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳細に説明したように本発明によれば、エビタシャ
ル層を用いずども従来と同様の特性を有するトランジス
タが得られる。従って、エビタシャル層を成長させる工
程がなくなり、コストの低減が図れる6本発明を達成す
るために必要な工程は、シリコンデバイスを作成する上
で一般的に用いられているものであるため、プロセスが
複雑になることも、歩留りを低下させることもない。
As described above in detail, according to the present invention, a transistor having the same characteristics as conventional transistors can be obtained without using an epitaxial layer. Therefore, the process of growing an epitaxial layer is eliminated, and costs can be reduced.6 The processes necessary to achieve the present invention are those commonly used to create silicon devices, so the process is simple. It does not add complexity or reduce yield.

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

第1図(a)〜(e)は本発明の一実施例の各工程の構
造を示す断面図、第2図(a)〜(d)は従来のコレク
タ分離拡散トランジスタの一例を示す断面図、第3図は
本発明トランジスタの応用例を示す断面図である。 11・・・P−シリコン基板   12・・・掘り込み
層20・・・n型エピタシャル層 21・・・高抵抗率p型エピタキシャル層22.22’
・・・n0コレクタ領域 23・・・P型不純物領域2
3′・・・P型不純物領域の傾斜分布24・・・n″″
″エミツタ 領域・・・コレクタコンタクト領域 26・・・ベース領域     27・・・コレクタ領
域31・・・層間絶縁膜     31′・・・マスク
酸化膜32・・・分離拡散領域    33・・・絶縁
分離層42・・・コレクタ電極    43・・・ベー
ス電極44・・・エミッタ電極
FIGS. 1(a) to (e) are cross-sectional views showing the structure of each step of an embodiment of the present invention, and FIGS. 2(a) to (d) are cross-sectional views showing an example of a conventional collector-isolated diffusion transistor. , FIG. 3 is a sectional view showing an example of application of the transistor of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 11...P-silicon substrate 12...Engraving layer 20...N-type epitaxial layer 21...High resistivity p-type epitaxial layer 22.22'
...n0 collector region 23...P type impurity region 2
3'...Gradient distribution of P-type impurity region 24...n''''
``Emitter region...Collector contact region 26...Base region 27...Collector region 31...Interlayer insulating film 31'...Mask oxide film 32...Isolation diffusion region 33...Insulating isolation layer 42...Collector electrode 43...Base electrode 44...Emitter electrode

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)シリコン基板上に形成されたエミッタ領域・ベー
ス領域及びコレクタ領域とからなるトランジスタと、前
記コレクタ領域の直下に形成された掘り込み層とを有す
ることを特徴とするコレクタ分離拡散トランジスタ。
(1) A collector isolation diffusion transistor characterized by having a transistor consisting of an emitter region, a base region, and a collector region formed on a silicon substrate, and a dug layer formed directly under the collector region.
(2)シリコン基板上にエミッタ領域・ベース領域及び
コレクタ領域とからなるトランジスタを形成する工程と
、前記コレクタ領域直下に側面が前記シリコン基板表面
に対して垂直な掘り込み層を形成する工程と、前記掘り
込み層にイオン打ち込みにより不純物を導入する工程と
、前記掘り込み層内側のシリコンの一部を除去する工程
とを含むことを特徴とするコレクタ分離拡散トランジス
タの製造方法。
(2) a step of forming a transistor including an emitter region, a base region, and a collector region on a silicon substrate, and a step of forming a dug layer whose side surfaces are perpendicular to the surface of the silicon substrate directly below the collector region; A method for manufacturing a collector-isolated diffused transistor, comprising the steps of introducing impurities into the dug layer by ion implantation, and removing a portion of silicon inside the dug layer.
JP63230345A 1988-09-13 1988-09-13 Collector-isolated diffused transistor and its manufacturing method Pending JPH0278227A (en)

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