JPH03214664A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH03214664A
JPH03214664A JP2009622A JP962290A JPH03214664A JP H03214664 A JPH03214664 A JP H03214664A JP 2009622 A JP2009622 A JP 2009622A JP 962290 A JP962290 A JP 962290A JP H03214664 A JPH03214664 A JP H03214664A
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JP
Japan
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region
substrate
semiconductor substrate
type
conductivity type
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009622A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Gomi
五味 孝行
Hiroyuki Miwa
三輪 浩之
Akio Kashiwanuma
栢沼 昭夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
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Priority to JP2009622A priority Critical patent/JPH03214664A/en
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Pending legal-status Critical Current

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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Element Separation (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce a capacity between an element and a substrate so as to attain a high performance and simultaneously to enable reliable isolation of the element by a method wherein a buried layer is formed in a low-concentration semiconductor substrate, the surface concentration of the semiconductor substrate is made high thereafter, an epitaxial layer is formed and then an element isolation region is formed. CONSTITUTION:After a buried layer 2 of a second conductivity type is formed in a prescribed area of one main surface of a low-concentration semiconductor substrate 1 of a first conductivity type, impurities of the first conductivity type are introduced into the whole of the one main surface of the semiconductor substrate, so that the surface concentration of the semiconductor substrate 1 be made high. After an epitaxial layer of the second conductivity type is formed on the one main surface of the semiconductor substrate 1, an insulating layer 5 and a region 10 of the first conductivity type extending to the semiconductor substrate 1 and located just below the insulating layer 5 are formed, so as to form an element isolation region 11. The semiconductor substrate is made to be of low concentration in this way. Thereby a capacity between an element and the substrate is reduced and a high performance can be attained. In addition, the downward diffusion of the epitaxial layer formed can be held down and element isolation can be performed without fail.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばバイポーラトランジスタ、BICMO
S等の半導体装置の製法、特に絶縁層とその直下の第1
導電形領域で素子分離を行う半導体装置の製法に関する
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention is applicable to, for example, bipolar transistors, BICMO
The manufacturing method of semiconductor devices such as S, especially the insulating layer and the first layer immediately below it.
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device that performs element isolation in a conductive region.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、絶縁層とその直下の第1導電形領域で素子分
離を行う半導体装置の製法において、第1導電形の低濃
度半導体基体の一生面の所定領域に第2導電形の埋込み
層を形成した後、半導体基体の一生面の全面に第1導電
形不純物を導入して半導体基体の表面濃度を高くし、次
いで第2導電形のエビタキシャル層を形成し、その後、
絶縁層とその直下に半導体基体に達する第1導電形領域
を形成して素子分離領域を形成することにより、エビタ
キシャル層の基体側への拡散を抑制し、素子一基体間容
量を低減して高性能化を図ると同時に、確実な素子分離
を行えるようにしたものである。
The present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device in which element isolation is performed using an insulating layer and a first conductivity type region immediately below the insulating layer, in which a buried layer of a second conductivity type is formed in a predetermined region of the whole surface of a low concentration semiconductor substrate of a first conductivity type. After the formation, impurities of the first conductivity type are introduced into the entire surface of the semiconductor substrate to increase the surface concentration of the semiconductor substrate, and then an epitaxial layer of the second conductivity type is formed.
By forming an element isolation region by forming an insulating layer and a first conductivity type region directly below the insulating layer that reaches the semiconductor substrate, diffusion of the epitaxial layer toward the substrate side is suppressed, and the capacitance between the element and the substrate is reduced. This is intended to improve performance and at the same time ensure element isolation.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

LSI(大規模集積回路)におけるハイポーラトランジ
スタの一例を第2図に示す。同図中、(1)は例えばp
形のシリコン基板を示し、このp形シリコン基板(1)
の一生面にn形のコレクタ埋込み層(2)を介してn形
のエビタキシャル層(3)を形成した後、n形のコレク
タ取出し領域(4)、選択酸化(LOCOS)によるフ
ィールド絶縁層(5)を形成し、n形エピクキシャル層
によるコレクタ領域(6)内にp形真性ベース領域(7
)及びp+外部ベース領域(8)を形成し、p形真性ベ
ース領域(7)内にn形エミッタ領域(9)を形成して
構成される。(10)はフィールド絶縁層(5)直下に
+[l’)コン基板(1)に達するp′″領域を示し、
このp+領域(10)とフィールド絶縁層(5)で素子
分離領域(11)が形成される。
FIG. 2 shows an example of a hyperpolar transistor in an LSI (large scale integrated circuit). In the figure, (1) is, for example, p
This p-type silicon substrate (1)
After forming an n-type epitaxial layer (3) through an n-type collector buried layer (2) on the entire surface of the 5), and a p-type intrinsic base region (7) is formed in the collector region (6) formed by the n-type epitaxial layer.
) and a p+ extrinsic base region (8), and an n-type emitter region (9) within the p-type intrinsic base region (7). (10) shows a p′″ region directly below the field insulating layer (5) that reaches the +[l′)con board (1),
This p+ region (10) and field insulating layer (5) form an element isolation region (11).

この様なバイポーラトランジスタ(12)においては、
その高性能化の方法の1つとして、シリコン基板(1)
の基板濃度を低減し、コレクター基板(1)間容量Cj
sを低減する方法が提案されている。
In such a bipolar transistor (12),
One way to improve its performance is to use silicon substrates (1).
By reducing the substrate concentration of the collector substrate (1), the capacitance Cj
A method for reducing s has been proposed.

一方、第2図で示す如き所謂選択酸化分離によるバイボ
ーラトランジスタの微細化の1つの方法として、選択酸
化によるフィールド絶縁層(5)直下のp+領域(10
)を、フィールド絶縁層(5)を通して高エネルギーの
イオン注入で形成する方法がある。
On the other hand, as one method for miniaturizing bipolar transistors by so-called selective oxidation separation as shown in FIG. 2, a p+ region (10
) is formed by high-energy ion implantation through the field insulating layer (5).

この方法は、n形エピタキシャル層(3)の形成前や、
選択酸化の前にp+領域(10)を形成する方法に比べ
て、p+領域(10)の不純物再拡散が抑えられる為に
、コレクタ埋込み層(2)とp゛領域(10)間の距離
βが縮小できる。しかし、この方法では、高エネルギー
イオン注入時にp+領域(10)に形成された欠陥がそ
の後のアニール処理でも消えずに残るので、ドーズ11
0”cm ’オーダ以上のイオン注入はできない。
This method is used before forming the n-type epitaxial layer (3),
Compared to the method of forming the p+ region (10) before selective oxidation, impurity re-diffusion in the p+ region (10) is suppressed, so the distance β between the collector buried layer (2) and the p' region (10) is can be reduced. However, in this method, the defects formed in the p+ region (10) during high-energy ion implantation remain even after the subsequent annealing process, so the dose of 11
Ion implantation on the order of 0"cm' or more cannot be performed.

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

ところで、バイポーラトランジスタの高性能化及び微細
化を図るために、上述した低濃度の基板(1)と選択酸
化後の高エネルギーイオン注入によるp+領域(10)
の形成法を併用すると、n形エピタキシャル層(3)の
下方拡散即ち(p形シリコン基板(1)側への拡散)も
あるので、p゛領域(10)がp形シリコン基板(1)
に達せず素子分離が不充分になる事がある。この場合、
n形エピクキシャル層(3)を低濃度化すればその対策
となるが、しかし、n形エピタキシャル層厚1〜2μm
で量産的に実現できるn形エピクキシャル層濃度はl 
Q I S cm−3オーダがせいぜいである事、n形
エピタキシャル層(3)の低濃度化でベース領域(7)
のカーク効果、コレクタ抵抗Rcの増大等が生ずる事を
考え併せると、n形エピクキシャル層(3)の低濃度化
には限度がある。
By the way, in order to improve the performance and miniaturize bipolar transistors, the above-mentioned low concentration substrate (1) and the p+ region (10) formed by high energy ion implantation after selective oxidation are used.
When the above formation method is used in combination, there is also downward diffusion of the n-type epitaxial layer (3) (diffusion toward the p-type silicon substrate (1) side), so that the p' region (10) is formed on the p-type silicon substrate (1).
This may result in insufficient element isolation. in this case,
A countermeasure to this problem is to reduce the concentration of the n-type epitaxial layer (3), but the thickness of the n-type epitaxial layer (3) is 1 to 2 μm.
The n-type epitaxial layer concentration that can be realized in mass production is l
Q I S cm-3 order at most, and by lowering the concentration of the n-type epitaxial layer (3), the base region (7)
Considering the Kirk effect of , an increase in collector resistance Rc, etc., there is a limit to how low the concentration of the n-type epitaxial layer (3) can be reduced.

また、選択酸化後のイオン注入によるp+領域(10)
の形成と同時工程で基板電位取出し領域も形成されるの
で、上述と同様にエビタキシャル層の下方拡散で基板電
位取出しも不充分となってしまう。
In addition, p + region (10) by ion implantation after selective oxidation
Since the substrate potential extraction region is also formed in the same process as the formation of , the substrate potential extraction also becomes insufficient due to the downward diffusion of the epitaxial layer as described above.

第3図に低濃度基板と選択酸化後の高エネルギーイオン
注入によるp+領域形成法を併用したnpnバイポーラ
トランジスタの製法の比較例を示す。
FIG. 3 shows a comparative example of a method for manufacturing an npn bipolar transistor using a low concentration substrate and a p+ region formation method using high energy ion implantation after selective oxidation.

第3図Aに示すように低濃度のp形シリコン基板(1)
の一主面の所定領域にn形のコレクタ埋込み層(2)を
形成した後、第3図已に示すようにn形のエピタキシャ
ル層(3)を形成する。このエピクキシ?ル成長時の熱
工程でn形エピクキシャル層(3)がp形シリコン基板
(1)側に下方拡散される。(d1)は基板(1)の主
面を基準として之よりn形エピタキシャル層(3)が下
方拡散した差分てある。次に、第3図Cに示すように薄
いS10。膜(15)を形成し、レジストマスク(16
)を介して例えばイオン注入及びその後の熱処理により
コレクタ埋込み層(2)に達するn形コレクタ取出し領
域(4)を形成する。このコレクタ取出し領域(4)の
拡散熱処理でも、エビタキシャル層(3)は下方拡散し
、差分d2 となる。次に、第3図Dに示すように薄い
Sin2膜(15)上にSiN膜(17)をCVD (
化学気相成長)法で被着形成した後、所定パターンのレ
ジストマスク(18)を形成し、このレジストマスク(
18)を介して第3図Eに示すようにフィールド領域に
対応部分のSiN膜〈17)、SiO■膜(15)及び
エビタキシャル層(3)を選択的にエッチング除去し、
凹部(19)を形成する。次に、第3図Fに示すように
選択酸化してフィールド絶縁層(SiO2)(5)を形
成する。その後、新たに形成したレジストマスク(20
)を介してp形不純物(例えばボロン) (22)をイ
オン注入し、フィールド絶縁層(5)直下に素子分離領
域(11)を構成するp+領域(10)を形成すると共
に、基板電位取出し領域となるp゛領域(21)を形成
する。この選択酸化時の熱処理でさらにエビタキシャル
層(3)は下方拡散され、差分d3 となる。しかる後
、第3図Gに示すように、第1のp+多結晶シリコン膜
(24a) を介してp形不純物を拡散してp+外部ベ
ース領域(8)を形成し、このp+多結晶シリコン膜(
24a)  をベース取出し電極とすると共に、第2の
多結晶シリコン膜(25)を介してp形不純物及びn形
不純物を拡散してp形真性ベース領域(7)及びn形エ
ミッタ領域(9)を形成する。また基板電位取出し部に
おいて第1のp+多結晶シリコン(24b)  を利用
して之よりのp形不純物拡散でp+領域<21〉に達す
るp+領域(26)を形成し、両p+領域<21)及び
(26)にて基板電位取出し領域(27)を形成する。
As shown in Figure 3A, a low concentration p-type silicon substrate (1)
After forming an n-type collector buried layer (2) in a predetermined region on one main surface of the substrate, an n-type epitaxial layer (3) is formed as shown in FIG. Is this epic? The n-type epitaxial layer (3) is diffused downward toward the p-type silicon substrate (1) in a thermal process during silicon growth. (d1) is a difference in which the n-type epitaxial layer (3) is diffused downward from the principal surface of the substrate (1). Next, as shown in FIG. 3C, a thin S10 is formed. A film (15) is formed and a resist mask (16) is formed.
), an n-type collector extraction region (4) reaching the collector buried layer (2) is formed by, for example, ion implantation and subsequent heat treatment. Even in this diffusion heat treatment of the collector extraction region (4), the epitaxial layer (3) is diffused downward, resulting in a difference d2. Next, as shown in FIG. 3D, a SiN film (17) is deposited on the thin Sin2 film (15) by CVD (
After deposition by chemical vapor deposition), a resist mask (18) with a predetermined pattern is formed, and this resist mask (
As shown in FIG. 3E, the SiN film (17), the SiO2 film (15), and the epitaxial layer (3) corresponding to the field area are selectively etched away through the etching process (18).
A recess (19) is formed. Next, as shown in FIG. 3F, selective oxidation is performed to form a field insulating layer (SiO2) (5). After that, a newly formed resist mask (20
), a p-type impurity (for example, boron) (22) is ion-implanted to form a p+ region (10) that constitutes an element isolation region (11) directly under the field insulating layer (5), and a substrate potential extraction region. A p′ region (21) is formed. The heat treatment during selective oxidation further diffuses the epitaxial layer (3) downward, resulting in a difference d3. Thereafter, as shown in FIG. 3G, a p-type impurity is diffused through the first p+ polycrystalline silicon film (24a) to form a p+ external base region (8), and this p+ polycrystalline silicon film (
24a) is used as a base extraction electrode, and p-type impurities and n-type impurities are diffused through the second polycrystalline silicon film (25) to form a p-type intrinsic base region (7) and an n-type emitter region (9). form. Further, in the substrate potential extraction section, a p+ region (26) reaching the p+ region <21> is formed by further p-type impurity diffusion using the first p+ polycrystalline silicon (24b), and both p+ regions <21> are formed. In step (26), a substrate potential extraction region (27) is formed.

しかる後Mによるエミッタ電極(28)、ベース電極(
29)及びコレクタ電極(30)を形成し、同時に基板
電位取出し電極(31)を形成する。
After that, the emitter electrode (28) and base electrode (
29) and a collector electrode (30) are formed, and at the same time, a substrate potential extraction electrode (31) is formed.

この第3図Gに示すように、何ら対策を施さない場合に
は、n形エピタキシャル層(3)のp形低濃度シリコン
基板(1)側への再拡散で素子分離用のp゛領域(10
)が基板(1)に達せず素子分離が不充分となり、また
基板電位取出し部でも同様にp+領域(21)が基板(
1)に達せず基板電位取出しが不充分となるものであっ
た。
As shown in FIG. 3G, if no countermeasures are taken, the p' region for element isolation ( 10
) does not reach the substrate (1), resulting in insufficient element isolation, and similarly in the substrate potential extraction section, the p+ region (21) does not reach the substrate (1).
1) was not achieved, resulting in insufficient extraction of the substrate potential.

第4図は、第3図においてフィールド絶縁層(5)の厚
さ8000人、n形エピタキシャル層(3)の比抵抗0
.3Ωcm,厚さ1.0μmSp形シリコン基板(1)
ノ比抵抗15Ωcm,素子分離用p+領域(10)を形
成するためのボロンイオン注入条件としてエネルギー3
60KeV ,ドーズ量6 x 1 01 3 c m
 − 2としたときのエミッタ領域(9)の形成後(即
ちアニール後)の素子分離領域(11)の不純物プロフ
ァイル(第3図Gのa−a線上の不純物プロファイル)
の例を示す。
Figure 4 shows that in Figure 3, the thickness of the field insulating layer (5) is 8000 mm, and the specific resistance of the n-type epitaxial layer (3) is 0.
.. 3Ωcm, thickness 1.0μm Sp type silicon substrate (1)
The specific resistance is 15 Ωcm, and the boron ion implantation condition for forming the p+ region (10) for element isolation is energy 3.
60KeV, dose 6 x 1013 cm
− 2, the impurity profile of the element isolation region (11) after the formation of the emitter region (9) (that is, after annealing) (the impurity profile on the aa line in FIG. 3G)
Here is an example.

同図中、実線(I)は最終的な不純物濃度プロファイル
、破線(n)はボロンの濃度プロファイル、鎖線(II
I)はリンの濃度プロファイルである。この不純物プロ
ファイルで明らかなように素子分離用のp“領域ク10
)とp形シリコン基板(1)間にn形エピタキシャルの
下方拡散部分(3a)が残ってしまい素子分離が不充分
となることが判る。
In the figure, the solid line (I) is the final impurity concentration profile, the broken line (n) is the boron concentration profile, and the dashed line (II) is the final impurity concentration profile.
I) is the phosphorus concentration profile. As is clear from this impurity profile, the p” region for element isolation
) and the p-type silicon substrate (1), an n-type epitaxial downward diffusion portion (3a) remains, resulting in insufficient element isolation.

なお、フィールド絶縁層(5)の厚さを大とする事によ
っても対策となるが、厚くするとバースピークが延び微
細化、欠陥の点で不利になる。
Note that increasing the thickness of the field insulating layer (5) can also be taken as a countermeasure, but increasing the thickness increases the burst peak, resulting in disadvantages in terms of miniaturization and defects.

本発明は、上述の点に鑑み、素子一基体間容最の低減を
図ると共に、エビタキシャル層の下方拡散を抑え確実な
素子分離領域の形成を可能にした半導体装置の製法を提
供するものである。
In view of the above-mentioned points, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device that minimizes the element-to-substrate space, suppresses downward diffusion of the epitaxial layer, and makes it possible to form reliable element isolation regions. be.

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

本発明は、絶縁層(5)とその直下の第1導電形領域(
10)で素子分離を行う半導体装置の製法において、第
1導電形の低濃度半導体基体(1)の一生面の所定領域
に第2導電形の埋込み層(2)を形成した後、半導体基
体(1)の一生面の全面に第1導電形不純物(41)を
導入して半導体基体(1)の表面濃度を高くする工程と
、半導体基体(1)の一主面上に第2導電形のエビタキ
シャル層(3)を形成する工程と、その後、絶縁層(5
)と該絶縁層(5)直下に半導体基体(1)に達する第
1導電形領域(10)を形成して素子分離領域(11)
を形成する工程を有することを特微とする。
The present invention includes an insulating layer (5) and a first conductivity type region (
In the method for manufacturing a semiconductor device that performs element isolation in step 10), after forming a buried layer (2) of a second conductivity type in a predetermined region of the whole surface of a low concentration semiconductor substrate (1) of a first conductivity type, the semiconductor substrate ( 1) introducing a first conductivity type impurity (41) into the entire surface of the semiconductor substrate (1) to increase the surface concentration of the semiconductor substrate (1); A step of forming an epitaxial layer (3), and then forming an insulating layer (5).
) and a first conductivity type region (10) reaching the semiconductor substrate (1) is formed directly under the insulating layer (5) to form an element isolation region (11).
It is characterized by having a step of forming.

〔作用〕[Effect]

上述の製法によれば、第2導電形の埋込み層(2)を形
成した後、半導体基体(1)の一生面の全面に第1導電
形不純物(41)を導入し半導体基体(1)の表面濃度
を高《することにより、半導体基体(1)の一主面に形
成した第2導電形のエビタキシャル層(3)の基体側へ
の拡散(所謂下方拡散)が相殺され、エビタキシャル層
(3)の下方拡散が抑えられる。従って、その後、絶縁
層(5)とその直下の第1導電形領域(10)とによる
素子分離領域(11)を形成したときに、第1導電形領
域(10)と基体(1)間にエビタキシャル層(2)の
下方拡散部分が存することがなく、素子分離が確実に行
える。従って、確実な素子分離を実現しつつ半導体基体
の低濃度化による素子基体間容量の低減が図られる。
According to the above-mentioned manufacturing method, after forming the buried layer (2) of the second conductivity type, the impurity of the first conductivity type (41) is introduced into the entire surface of the semiconductor substrate (1). By increasing the surface concentration, diffusion of the second conductivity type epitaxial layer (3) formed on one main surface of the semiconductor substrate (1) toward the substrate side (so-called downward diffusion) is offset, and the epitaxial layer (3) Downward diffusion is suppressed. Therefore, when an element isolation region (11) is formed by the insulating layer (5) and the first conductivity type region (10) immediately below it, there is a gap between the first conductivity type region (10) and the substrate (1). There is no downward diffusion part of the epitaxial layer (2), and element isolation can be ensured. Therefore, while achieving reliable element isolation, the capacitance between the element substrates can be reduced by lowering the concentration of the semiconductor substrate.

〔実施例〕〔Example〕

以下、第1図を参照して本発明に係る半導体装置の製法
の実施例を説明する。なお、本例はLSIにおけるバイ
ポーラトランジスタに適用した場合であり、第1図にお
いて、第3図と対応する部分は同一符号を付して示す。
Hereinafter, an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to FIG. Note that this example is applied to a bipolar transistor in an LSI, and in FIG. 1, parts corresponding to those in FIG. 3 are designated with the same reference numerals.

本例においては、第1図Aに示すように、低濃度(例え
ばIQ15cm−3オーダの不純物濃度)の第1導電形
例えばp形シリコン基板(1)を用意し、この基板(1
)の一生面の所定領域に第2導電形即ちn形のコレクタ
埋込み層(2)を形成した後、基板(1)の一生面の表
面全面にp形不純物例えばボロン(41)を1o13c
m−2以下のドーズ量をもってイオン注入し、基板(1
)の表面濃度を高くする。(41a)  はボロンイオ
ン注入領域を示す。
In this example, as shown in FIG.
) After forming a collector buried layer (2) of the second conductivity type, that is, n-type, in a predetermined region on the whole surface of the substrate (1), a p-type impurity such as boron (41) is added at 1013c to the entire surface of the whole surface of the substrate (1).
Ions are implanted with a dose of m-2 or less, and the substrate (1
) to increase the surface concentration. (41a) indicates a boron ion implantation region.

次に、第1図已に示すように、基体(1)の一主面上に
例えば不純物濃度がIQI[lCm−3オーダのn形エ
ピタキシャル層(3)を形成する。
Next, as shown in FIG. 1, an n-type epitaxial layer (3) having, for example, an impurity concentration on the order of IQI[lCm-3] is formed on one main surface of the substrate (1).

これ以降は第3図C以下と同様の工程となる。The subsequent steps are similar to those shown in FIG. 3C and subsequent steps.

即ち、第1図Cに示すように、薄いS102膜(15)
を1 1 形成しレジストマスク(16)を介して例えばイオン注
入及び熱処理によりコレクタ埋込み層(2)に達するn
形コレクタ取出し領域(4)を形成する。
That is, as shown in FIG. 1C, a thin S102 film (15)
1 1 and reaches the collector buried layer (2) through a resist mask (16) by, for example, ion implantation and heat treatment.
A shape collector extraction area (4) is formed.

次に、第1図Dに示すように、薄いSi口,膜(15)
上にSiN膜(17)をCVD法で被着形成した後、所
定パターンのレジストマスク(18)を形成し、このレ
ジストマスク(18)を介して第1図Eに示すようにフ
ィールド領域に対応する部分を選択的にエッチング除去
し凹部(19)を形成する。
Next, as shown in FIG.
After a SiN film (17) is deposited on the top by CVD method, a resist mask (18) with a predetermined pattern is formed, and a resist mask (18) is formed to correspond to the field area as shown in FIG. 1E through this resist mask (18). A recessed portion (19) is formed by selectively etching away the portion to be removed.

次に、第1図Fに示すように、SiN膜(17)をマス
クに選択酸化してフィールド絶縁層(SiO2)(5)
を形成した後、新たに形成したレジストマスク(20)
を介してp形不純物例えばボロン(22)を高エネルギ
ーでイオン注入し、フィールド絶縁層(5)直下に素子
分離領域(11)を構成するp+領域(10)を形成す
ると共に、基板電位取出し領域となるp+領域(21)
を形成する。
Next, as shown in FIG. 1F, the field insulating layer (SiO2) (5) is selectively oxidized using the SiN film (17) as a mask.
After forming the newly formed resist mask (20)
A p-type impurity, such as boron (22), is ion-implanted at high energy through the field insulating layer (5) to form a p+ region (10) that constitutes an element isolation region (11), and also as a substrate potential extraction region. The p+ region (21)
form.

しかる後、第1図Gに示すように、第1のp+多結晶シ
リコン膜(24a)  を拡散源として之よりp形不純
物を拡散しp゛外部ベース領域(8)を形成し、1 9 このp+多結晶シリコン膜(24a) をベース取出し
電極とすると共に、第2の多結晶シリコン膜(25)を
介してp形不純物及びn形不純物を拡散しp形真性ベー
ス領域(7)及びn形エミック領域(9)を形成し、こ
の第2の多結晶シリコン膜(25)をエミッタ取出し電
極とする。また、基板電位取出し部において、第1のp
+多結晶シリコン膜(24b)  を利用して之よりの
p形不純物拡散でp+領域(21)に達するp+領域(
26)を形成し、両p゛領域(21)及び(26)にて
基板電位取出し領域(27)を形成する。そして、Mに
よるエミッタ電極(28)、ベース電極(29)及びコ
レクタ電極(30)を形成し、同時に基板電位取出し電
極(31)を形成し、目的のパーティカル型のnpnバ
イボーラトランジスタ(42)を得る。
Thereafter, as shown in FIG. 1G, a p-type impurity is diffused using the first p+ polycrystalline silicon film (24a) as a diffusion source to form a p' external base region (8). Using the p+ polycrystalline silicon film (24a) as a base extraction electrode, p-type impurities and n-type impurities are diffused through the second polycrystalline silicon film (25) to form a p-type intrinsic base region (7) and an n-type An emic region (9) is formed, and this second polycrystalline silicon film (25) is used as an emitter extraction electrode. Further, in the substrate potential extraction section, the first p
A p+ region (21) is formed by p-type impurity diffusion using the polycrystalline silicon film (24b) to reach the p+ region (21).
26), and a substrate potential extraction region (27) is formed in both p' regions (21) and (26). Then, an emitter electrode (28), a base electrode (29), and a collector electrode (30) are formed using M, and at the same time, a substrate potential extraction electrode (31) is formed, and the desired particle type npn bibolar transistor (42) is formed. get.

上述の製法によれば、p形シリコン基板(1)を低濃度
化することにより、n形コレクター基板(1)間容量C
jsを低減することができ、バイボーラトランジスタの
高性能化を図ることができる。しかも、n形コレクタ埋
込み層(2)を形成した後、p形シリコン基板(1)の
表面全面にドーズ量IQ13cm−2以下の1I:l ボロンイオン注入を行って基板(])の表面濃度を高く
することにより、次にn形エピタキシャル層(3)を形
成したとき、或るその後の熱処理においても、n形エピ
タキシャル層(3)の下方拡敗(基板(1)側への再拡
散)を抑えることができる。即ちn形エピクキシャル層
(3)の下方拡散がp形シリコン基板(1)の高濃度表
面で相殺されて実質的にn形エビタキシャル層(3)の
下方拡散が抑えられる。従って、素子分離領域(11)
のp゛領域(10)がp形シリコン基板(1)に達し、
確実な素子分離が行える。また、イオン注入による素子
分離用のp゛領域(10)の形成と同時工程で基板電位
取出し部のp″領域(21)を形成するが、このp+領
域ク21)もn形エピクキシャル層(3)の下方拡散が
抑えられることにより、確実にp形シリコン基板(1)
に達し、確実に基板電位を取出すことができる。
According to the above manufacturing method, by lowering the concentration of the p-type silicon substrate (1), the capacitance C between the n-type collector substrate (1) is reduced.
js can be reduced, and the performance of the bibolar transistor can be improved. Moreover, after forming the n-type collector buried layer (2), 1I:l boron ions are implanted into the entire surface of the p-type silicon substrate (1) at a dose IQ of 13 cm-2 or less to increase the surface concentration of the substrate (]). By increasing the height, when the n-type epitaxial layer (3) is formed next, even in a certain subsequent heat treatment, the downward spread of the n-type epitaxial layer (3) (re-diffusion toward the substrate (1) side) is prevented. It can be suppressed. That is, the downward diffusion of the n-type epitaxial layer (3) is offset by the highly doped surface of the p-type silicon substrate (1), and the downward diffusion of the n-type epitaxial layer (3) is substantially suppressed. Therefore, the element isolation region (11)
The p' region (10) reaches the p-type silicon substrate (1),
Reliable element isolation can be performed. In addition, the p'' region (21) of the substrate potential extraction portion is formed in the same process as the formation of the p'' region (10) for element isolation by ion implantation, and this p+ region (21) is also formed using the n-type epitaxial layer (3). ) by suppressing the downward diffusion of the p-type silicon substrate (1).
, and the substrate potential can be reliably extracted.

一方、素子分離用のp゛領域(10)はフィールド絶縁
層(5)を形成した後、イオン注入で形成するので、コ
レクク埋込み層(2)とp゛領域(10)間の距離βを
縮小することができ、微細化を促進すること14 ができる。
On the other hand, since the p' region (10) for element isolation is formed by ion implantation after forming the field insulating layer (5), the distance β between the collector buried layer (2) and the p' region (10) is reduced. It is possible to promote miniaturization14.

従って、本法においては、基板(1)の低濃度化による
コレクター基板間容量Cjsの低減を、素子分離不良、
基板電位取出し不良を生ぜしめることなく実現すること
ができる。
Therefore, in this method, the collector-substrate capacitance Cjs is reduced by lowering the concentration of the substrate (1).
This can be achieved without causing a failure in taking out the substrate potential.

尚、上例では、パーティカル型バイポーラトランジスタ
の製造に適用したが、その他Bi −CMOS(MOS
 }ランジスタ側に埋込み層を有する場合を含む)、ベ
ース埋込み層を有するラテラル型バイボーラトランジス
タ等の製造にも適用できるものである。ラテラル型バイ
ポーラトランジスタでは低濃度基板を用いることにより
ベースー基板間容量が低減し、高性能化が図れる。
In the above example, the application was applied to the manufacture of a particle-type bipolar transistor, but other Bi-CMOS (MOS
}Including cases where the transistor side has a buried layer), the present invention can also be applied to the manufacture of lateral type bibolar transistors having a base buried layer, etc. In a lateral bipolar transistor, by using a low concentration substrate, the capacitance between the base and the substrate can be reduced and high performance can be achieved.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明に係る半導体装置の製法によれば、第1導電形の
半導体基体を低濃度化することにより、素子一基体間容
量を低減して高性能化を図ることができる。しかも、第
2導電形の埋込み層を形成した後、第1導電形不純物の
導入によって半導体基体の表面濃度を高めることにより
、その後に形成したエビタキシャル層の下方拡散を抑え
ることができ、素子分離を確実に行うことができる。従
って信頼性の高い高性能半導体装置を製造することがで
きる。
According to the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, by lowering the concentration of the semiconductor substrate of the first conductivity type, it is possible to reduce the element-to-substrate capacitance and improve performance. Moreover, by increasing the surface concentration of the semiconductor substrate by introducing impurities of the first conductivity type after forming the buried layer of the second conductivity type, it is possible to suppress the downward diffusion of the subsequently formed epitaxial layer, and thereby to separate the elements. can be done reliably. Therefore, a highly reliable and high performance semiconductor device can be manufactured.

特に本法バーティカル型バイボーラトランジスタ、[l
i−CMOS,ラテラル型バイポーラl・ランジスタ等
を有するLSIの製造に適用して好適ならしめるもので
ある。
In particular, the present method vertical bibolar transistor, [l
It is suitable for application to the manufacture of LSIs having i-CMOS, lateral type bipolar transistors, etc.

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

第1図A−Gは本発明に係る半導体装置の製法をバイポ
ーラトランジスタに適用した場合の一例を示す製造工程
図、第2図はパイポーラトランジ′スタの断面図、第3
図A−Gはバイポーラトランジスタの製法の比較例を示
す製造工程図、第4図は第3図Go:)a−a線上の不
純物プロファイルである。 (1)はp形シリコン基板、(2)はn形コレクク埋込
み層、(3)はn形エピタキシャル層、(5)はフィー
ルド絶縁層、(6)はコレクタ領域、(7)は真性ベー
ス領■ b 域、 (9)はエミ ツタ領域、 (10)は素子分離用のp″ 領域、 (41)はボロンイオンである。 代 理 人 松 隈 秀 盛 1 7 ζ) (ニ) 区 く 中 ロ 0コ ヘ 一一 (コ 1・・・p最シリコン某壊反 2 n◇コしクタ熔hNk層 3・・n%エビタキシャル層 4・・コレクタJズ呂し4嘴焉収 5  フィー+LP蛯緑屑 6 コしクタイ順t八 7・ 黍尋啄ベース今負咳″ 8・・外部ベース欄賊′ 9・・・エミッタ脣七六゛ 10゛・p+/@燻′ 11・・紮5l−会紅雀嫉′ 12・・バイホ゛−ラトランシスグ Q (ニ) 区 く 中 こ)
1A to 1G are manufacturing process diagrams showing an example of applying the semiconductor device manufacturing method according to the present invention to a bipolar transistor, FIG. 2 is a cross-sectional view of a bipolar transistor, and FIG.
Figures A to G are manufacturing process diagrams showing a comparative example of the manufacturing method of a bipolar transistor, and Figure 4 is an impurity profile on the aa line shown in Figure 3. (1) is a p-type silicon substrate, (2) is an n-type collector buried layer, (3) is an n-type epitaxial layer, (5) is a field insulating layer, (6) is a collector region, and (7) is an intrinsic base region. ■ b region, (9) is the emitter region, (10) is the p'' region for element isolation, (41) is the boron ion. Agent Hidemori Matsukuma 17 1 (ko 1...p most silicon certain destruction 2 n◇Koshikta melt hNk layer 3...n% epitaxial layer 4...Collector J's cleaning 4 beak collection 5 Fee + LP 蛯Green waste 6 Ko Shikutai order t87・Kiyoshi Taku base now negative cough'' 8...External base bandit' 9...Emitter 脣76゛10゛・p+/@smoking' 11...Kou 5l-kai Kojaku jealous' 12... Bypass Transmission Q (d) Ward Nakako)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 絶縁層とその直下の第1導電形領域で素子分離を行う半
導体装置の製法において、 第1導電形の低濃度半導体基体の一主面の所定領域に第
2導電形の埋込み層を形成した後、上記半導体基体の一
主面の全面に第1導電不純物を導入して該半導体基体の
表面濃度を高くする工程、上記半導体基体の一主面上に
第2導電形のエピタキシャル層を形成する工程、 その後、絶縁層と、該絶縁層直下に上記半導体基体に達
する第1導電形領域を形成して素子分離領域を形成する
工程、 を有することを特徴とする半導体装置の製法。
[Claims] In a method for manufacturing a semiconductor device in which device isolation is performed using an insulating layer and a first conductivity type region immediately below the insulating layer, a second conductivity type is added to a predetermined region of one principal surface of a first conductivity type low concentration semiconductor substrate. After forming the buried layer, a step of introducing a first conductive impurity into the entire surface of one main surface of the semiconductor substrate to increase the surface concentration of the semiconductor substrate; A semiconductor device comprising the steps of forming an epitaxial layer, and then forming an insulating layer and a first conductivity type region directly below the insulating layer reaching the semiconductor substrate to form an element isolation region. Manufacturing method.
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