JPH04335564A - 半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents
半導体集積回路装置の製造方法Info
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- JPH04335564A JPH04335564A JP3135642A JP13564291A JPH04335564A JP H04335564 A JPH04335564 A JP H04335564A JP 3135642 A JP3135642 A JP 3135642A JP 13564291 A JP13564291 A JP 13564291A JP H04335564 A JPH04335564 A JP H04335564A
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Landscapes
- Bipolar Transistors (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体集積回路装置
の製造方法に関し、特にnpnトランジスタとpnpト
ランジスタを同一半導体基板に含む相補型高速バイポー
ラ半導体集積回路装置の製造方法に関わる。
の製造方法に関し、特にnpnトランジスタとpnpト
ランジスタを同一半導体基板に含む相補型高速バイポー
ラ半導体集積回路装置の製造方法に関わる。
【0002】
【従来の技術】従来の相補型バイポーラ集積回路装置に
おいては、npnトランジスタは縦方向構造であり、p
npトランジスタは横方向構造を持つ。
おいては、npnトランジスタは縦方向構造であり、p
npトランジスタは横方向構造を持つ。
【0003】図6において、p型半導体基板1上のn型
埋め込み層2およびn型拡散層6は、横方向pnpトラ
ンジスタのベース引出し層を構成する。n型埋め込み層
2上のn型エピタキシャル層3は、横方向pnpトラン
ジスタのベース層になる。また、p型拡散層8および9
は、それぞれエミッタおよびコレクタになる。
埋め込み層2およびn型拡散層6は、横方向pnpトラ
ンジスタのベース引出し層を構成する。n型埋め込み層
2上のn型エピタキシャル層3は、横方向pnpトラン
ジスタのベース層になる。また、p型拡散層8および9
は、それぞれエミッタおよびコレクタになる。
【0004】一方、図6の右側の、n型層11は縦方向
npnトランジスタのエミッタ、p型層10は縦方向n
pnトランジスタのベース、n型埋め込み層4上のn型
エピタキシャル層5は、縦方向npnトランジスタのコ
レクタとなる。図6において、13はシリコン酸化膜、
14は電極、12は素子分離領域を示す。
npnトランジスタのエミッタ、p型層10は縦方向n
pnトランジスタのベース、n型埋め込み層4上のn型
エピタキシャル層5は、縦方向npnトランジスタのコ
レクタとなる。図6において、13はシリコン酸化膜、
14は電極、12は素子分離領域を示す。
【0005】図6の相補型バイポーラ集積回路において
は、以下の欠点を有する。■pnpトランジスタのベー
ス幅がリソグラフィの精度できまるため、ベース幅を極
端に狭くすることができない。したがって、電流増幅率
が低く、高周波特性も低下している。
は、以下の欠点を有する。■pnpトランジスタのベー
ス幅がリソグラフィの精度できまるため、ベース幅を極
端に狭くすることができない。したがって、電流増幅率
が低く、高周波特性も低下している。
【0006】■pnpトランジスタのエミッタであるp
型拡散層8の底面からベース引出し層に流れるベース電
流成分が大であるために電流増幅率が低下する。
型拡散層8の底面からベース引出し層に流れるベース電
流成分が大であるために電流増幅率が低下する。
【0007】したがって、横方向pnpトランジスタは
、同一基板上に形成された縦方向npnトランジスタに
比べて、特性が劣るため、高速アナログ集積回路におい
て十分使うことができない。
、同一基板上に形成された縦方向npnトランジスタに
比べて、特性が劣るため、高速アナログ集積回路におい
て十分使うことができない。
【0008】そのため、図7に示すようなpnpトラン
ジスタも縦方向構造を有する相補型バイポーラ集積回路
装置が考えられている。
ジスタも縦方向構造を有する相補型バイポーラ集積回路
装置が考えられている。
【0009】図7において、p型半導体基板21にn型
埋め込み層22が形成される。このn型埋め込み層22
上のp型埋め込み層23およびp型拡散層27は、縦方
向pnpトランジスタのコレクタを示す。p型埋め込み
層23上のn型エピタキシャル層25は、縦方向pnp
トランジスタのベース層になる。また、p型拡散層29
は、縦方向pnpトランジスタのエミッタ、n型拡散層
30はベースのコンタクト領域になる。
埋め込み層22が形成される。このn型埋め込み層22
上のp型埋め込み層23およびp型拡散層27は、縦方
向pnpトランジスタのコレクタを示す。p型埋め込み
層23上のn型エピタキシャル層25は、縦方向pnp
トランジスタのベース層になる。また、p型拡散層29
は、縦方向pnpトランジスタのエミッタ、n型拡散層
30はベースのコンタクト領域になる。
【0010】一方、図7のn型層32は、縦方向npn
トランジスタのエミッタ、p型層31は縦方向npnト
ランジスタのベース、n型拡散層24上のn型エピタキ
シャル層26は、縦方向npnトランジスタのコレクタ
となる。図7において、34はシリコン酸化膜、35は
電極、33は素子分離領域を示す。
トランジスタのエミッタ、p型層31は縦方向npnト
ランジスタのベース、n型拡散層24上のn型エピタキ
シャル層26は、縦方向npnトランジスタのコレクタ
となる。図7において、34はシリコン酸化膜、35は
電極、33は素子分離領域を示す。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図7の
相補型バイポーラ集積回路装置においては、pnpトラ
ンジスタが縦方向構造になるため、横方向構造のpnp
トランジスタに比べ電気的特性は改善されるが、n型埋
め込み層22上にp型埋め込み層23を形成するために
、n型エピタキシャル層26が従来よりも厚くなり、同
一基板上に形成される縦方向構造npnトランジスタの
高速性を低下させてしまう。
相補型バイポーラ集積回路装置においては、pnpトラ
ンジスタが縦方向構造になるため、横方向構造のpnp
トランジスタに比べ電気的特性は改善されるが、n型埋
め込み層22上にp型埋め込み層23を形成するために
、n型エピタキシャル層26が従来よりも厚くなり、同
一基板上に形成される縦方向構造npnトランジスタの
高速性を低下させてしまう。
【0012】この発明の目的は、高速npnトランジス
タと高速pnpトランジスタを同一半導体基板に含む相
補型高速バイポーラ半導体集積回路装置の製造方法を提
供することにある。
タと高速pnpトランジスタを同一半導体基板に含む相
補型高速バイポーラ半導体集積回路装置の製造方法を提
供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】この発明による半導体集
積回路装置の製造方法は、後述の実施例の参照符号を用
いて説明すると、一方導電型の半導体基板51の表面か
ら他方導電型の第1領域51,52を形成し、しかる後
、前記半導体基板51上に他方導電型の半導体層54を
形成する工程と、前記半導体層54の一部に一方導電型
の第2領域55を形成し、しかる後、誘電体分離層56
を形成することによって、前記第2領域55と分離した
前記半導体層よりなる他方導電型の第3領域57を形成
する工程と、前記第2領域55及び第3領域57に他方
導電型の第4領域59及び第5領域60を同時に形成し
、しかる後、前記第2領域55に一方導電型の第6領域
61を形成する工程と、前記第2領域55に溝62を形
成し、この溝62の側面に他方導電型の第7領域63を
形成し、しかる後、前記溝62の底面に絶縁膜65を形
成し、さらに前記第3領域57に開口部57Aを形成す
る工程と、一方導電型の多結晶半導体膜および絶縁膜よ
りなる二層膜を、前記溝62及び前記開口部57Aの一
部の領域に形成し、熱処理を行うことにより、前記第7
領域63内に一方導電型の第8領域70を、前記第3領
域57の前記多結晶半導体膜直下に第9領域71を同時
に形成する工程と、前記第3領域57の前記多結晶半導
体膜の開口部に一方導電型の第10領域72を形成し、
前記多結晶半導体膜の開口部側面に絶縁膜73を形成し
、その開口部に他方導電型の多結晶半導体膜を形成し、
熱処理により他方導電型の第11領域75を前記第10
領域72内に形成する工程とを備える。
積回路装置の製造方法は、後述の実施例の参照符号を用
いて説明すると、一方導電型の半導体基板51の表面か
ら他方導電型の第1領域51,52を形成し、しかる後
、前記半導体基板51上に他方導電型の半導体層54を
形成する工程と、前記半導体層54の一部に一方導電型
の第2領域55を形成し、しかる後、誘電体分離層56
を形成することによって、前記第2領域55と分離した
前記半導体層よりなる他方導電型の第3領域57を形成
する工程と、前記第2領域55及び第3領域57に他方
導電型の第4領域59及び第5領域60を同時に形成し
、しかる後、前記第2領域55に一方導電型の第6領域
61を形成する工程と、前記第2領域55に溝62を形
成し、この溝62の側面に他方導電型の第7領域63を
形成し、しかる後、前記溝62の底面に絶縁膜65を形
成し、さらに前記第3領域57に開口部57Aを形成す
る工程と、一方導電型の多結晶半導体膜および絶縁膜よ
りなる二層膜を、前記溝62及び前記開口部57Aの一
部の領域に形成し、熱処理を行うことにより、前記第7
領域63内に一方導電型の第8領域70を、前記第3領
域57の前記多結晶半導体膜直下に第9領域71を同時
に形成する工程と、前記第3領域57の前記多結晶半導
体膜の開口部に一方導電型の第10領域72を形成し、
前記多結晶半導体膜の開口部側面に絶縁膜73を形成し
、その開口部に他方導電型の多結晶半導体膜を形成し、
熱処理により他方導電型の第11領域75を前記第10
領域72内に形成する工程とを備える。
【0014】
【作用】上記の構成において、第8領域、第7領域、第
2領域で横型バイポーラトランジスタが形成される。ま
た、第11領域、第10領域、第3領域で縦型バイポー
ラトランジスタが形成される。
2領域で横型バイポーラトランジスタが形成される。ま
た、第11領域、第10領域、第3領域で縦型バイポー
ラトランジスタが形成される。
【0015】
【実施例】以下、この発明による半導体集積回路装置の
製造方法の一実施例を図を用いて詳細に説明する。
製造方法の一実施例を図を用いて詳細に説明する。
【0016】p型シリコン基板51に選択的にn+型埋
め込み層52、53を形成し、その上にn型エピタキシ
ャル層54を成長する(図1A)。
め込み層52、53を形成し、その上にn型エピタキシ
ャル層54を成長する(図1A)。
【0017】次に、n+型埋め込み層52上のn型エピ
タキシャル層54内にp型拡散層55を形成する(図1
B)。
タキシャル層54内にp型拡散層55を形成する(図1
B)。
【0018】次に、リセストLOCOSにより、誘電体
分離層からなる素子分離領域56を形成することにより
、pnpトランジスタが形成されるべき前記p型拡散層
55と、npnトランジスタが形成されるべきn型領域
57とが分離される。ここで、p型拡散層55は、p型
シリコン基板51と全く接触していない。続いて、全表
面を熱酸化膜58で覆う。なお、素子分離は他の方法で
あってもよい(図2A)。
分離層からなる素子分離領域56を形成することにより
、pnpトランジスタが形成されるべき前記p型拡散層
55と、npnトランジスタが形成されるべきn型領域
57とが分離される。ここで、p型拡散層55は、p型
シリコン基板51と全く接触していない。続いて、全表
面を熱酸化膜58で覆う。なお、素子分離は他の方法で
あってもよい(図2A)。
【0019】次に、pnpトランジスタのベース引出し
層59およびnpnトランジスタのコレクタ引出し層6
0を同時に形成し、さらに前記p型拡散層55にpnp
トランジスタのコレクタ引出し層61を形成する(図2
B)。
層59およびnpnトランジスタのコレクタ引出し層6
0を同時に形成し、さらに前記p型拡散層55にpnp
トランジスタのコレクタ引出し層61を形成する(図2
B)。
【0020】次に、ドライエッチング技術により前記p
npトランジスタのコレクタ引出し層61の間の中央部
に、溝62を形成する。この場合、溝62は、リアクテ
ィブイオンエッチング技術により底面がn+型埋め込み
層52に接するように形成する。次に、イオン注入法に
より溝62の側壁にn型不純物原子を注入し、熱処理を
行うことによってpnpトランジスタのベース層63を
形成する。このとき、ベース層63はn型埋め込み層5
2に接している(図3A)。
npトランジスタのコレクタ引出し層61の間の中央部
に、溝62を形成する。この場合、溝62は、リアクテ
ィブイオンエッチング技術により底面がn+型埋め込み
層52に接するように形成する。次に、イオン注入法に
より溝62の側壁にn型不純物原子を注入し、熱処理を
行うことによってpnpトランジスタのベース層63を
形成する。このとき、ベース層63はn型埋め込み層5
2に接している(図3A)。
【0021】次に、シリコン窒化膜を全面に成長させた
後、異方性エッチングにより溝62の側壁にのみシリコ
ン窒化膜64を残す。そして、シリコン窒化膜64を選
択酸化膜のマスクとして利用し、溝62の底面にシリコ
ン酸化膜65を形成する。さらに、前記n型領域57上
の一部シリコン酸化膜を除去して、このn型領域57の
一部を露出させる開口部57Aを形成する(図3B)。
後、異方性エッチングにより溝62の側壁にのみシリコ
ン窒化膜64を残す。そして、シリコン窒化膜64を選
択酸化膜のマスクとして利用し、溝62の底面にシリコ
ン酸化膜65を形成する。さらに、前記n型領域57上
の一部シリコン酸化膜を除去して、このn型領域57の
一部を露出させる開口部57Aを形成する(図3B)。
【0022】次に、シリコン窒化膜64を除去した後、
前記溝62を、p型不純物原子を高濃度に含むポリシリ
コン膜で埋め込む。続いて、前記ポリシリコン膜の表面
にシリコン酸化膜を形成する。その後、pnpトランジ
スタのエミッタの引出し電極配線となる領域およびnp
nトランジスタ外部ベースおよびその引出し電極配線に
なる領域以外のポリシリコン膜を除去し、pnpトラン
ジスタのエミッタ引出し電極66およびnpnトランジ
スタのベース引出し電極67をパターニングする。電極
66及び67上にはシリコン酸化膜68及び69が形成
されている(図4A)。
前記溝62を、p型不純物原子を高濃度に含むポリシリ
コン膜で埋め込む。続いて、前記ポリシリコン膜の表面
にシリコン酸化膜を形成する。その後、pnpトランジ
スタのエミッタの引出し電極配線となる領域およびnp
nトランジスタ外部ベースおよびその引出し電極配線に
なる領域以外のポリシリコン膜を除去し、pnpトラン
ジスタのエミッタ引出し電極66およびnpnトランジ
スタのベース引出し電極67をパターニングする。電極
66及び67上にはシリコン酸化膜68及び69が形成
されている(図4A)。
【0023】そして、熱処理を行うことにより、pnp
トランジスタのエミッタ引出し電極66からp型不純物
原子を拡散させ、pnpトランジスタのエミッタ領域7
0を形成し、また、npnトランジスタのベース引出し
電極67からp型不純物原子を拡散させnpnトランジ
スタの外部ベース領域71を形成する。次に、イオン注
入によりボロンをn型領域57に注入し、熱処理を行う
ことにより内部ベース領域72を形成する。続いて、C
VD技術によりシリコン酸化膜を堆積させ、RIEの異
方性の強いエッチング特性を利用してエッチングを行い
、npnトランジスタの外部ベース電極67の側壁のシ
リコン酸化膜73を残し、他は除去する(図4B)。
トランジスタのエミッタ引出し電極66からp型不純物
原子を拡散させ、pnpトランジスタのエミッタ領域7
0を形成し、また、npnトランジスタのベース引出し
電極67からp型不純物原子を拡散させnpnトランジ
スタの外部ベース領域71を形成する。次に、イオン注
入によりボロンをn型領域57に注入し、熱処理を行う
ことにより内部ベース領域72を形成する。続いて、C
VD技術によりシリコン酸化膜を堆積させ、RIEの異
方性の強いエッチング特性を利用してエッチングを行い
、npnトランジスタの外部ベース電極67の側壁のシ
リコン酸化膜73を残し、他は除去する(図4B)。
【0024】次に、n型不純物砒素が添加された厚さ4
00nmのポリシリコン膜を形成し、パターニングを行
うことにより、npnトランジスタのエミッタ電極74
を形成する。次に、熱処理を行うことにより、npnト
ランジスタのエミッタ電極74から砒素が拡散し、np
nトランジスタのエミッタ領域75ができる(図5)。
00nmのポリシリコン膜を形成し、パターニングを行
うことにより、npnトランジスタのエミッタ電極74
を形成する。次に、熱処理を行うことにより、npnト
ランジスタのエミッタ電極74から砒素が拡散し、np
nトランジスタのエミッタ領域75ができる(図5)。
【0025】後は通常の電極配線形成工程を行うことに
より、npnトランジスタとpnpトランジスタを同一
半導体基板に含む相補型高速バイポーラ半導体集積回路
が完成する。
より、npnトランジスタとpnpトランジスタを同一
半導体基板に含む相補型高速バイポーラ半導体集積回路
が完成する。
【0026】以上説明したように、この発明では、pn
pトランジスタのベース層63は、溝62の側壁にn型
不純物原子を注入し、熱処理を行うことによって形成し
ている。このため、pnpトランジスタのベース幅を狭
くすることができ、電流増幅率が高く、高周波特性が良
好になる。
pトランジスタのベース層63は、溝62の側壁にn型
不純物原子を注入し、熱処理を行うことによって形成し
ている。このため、pnpトランジスタのベース幅を狭
くすることができ、電流増幅率が高く、高周波特性が良
好になる。
【0027】また、pnpトランジスタは横型であるの
で、縦型npnトランジスタの高速性を損なわない。
で、縦型npnトランジスタの高速性を損なわない。
【0028】なお、以上の例では、横型pnpトランジ
スタ、縦型npnトランジスタからなる相補型バイポー
ラ集積回路装置の場合について説明したが、この発明は
、横型npnトランジスタ、縦型pnpトランジスタか
らなる相補型バイポーラ集積回路装置の場合にも適用で
きる。
スタ、縦型npnトランジスタからなる相補型バイポー
ラ集積回路装置の場合について説明したが、この発明は
、横型npnトランジスタ、縦型pnpトランジスタか
らなる相補型バイポーラ集積回路装置の場合にも適用で
きる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、npnトランジスタの高速性を損なうことなく高速性
を有するpnpトランジスタを同一基板上に形成するこ
とができるため、高速相補型バイポーラ集積回路装置を
実現できる。
、npnトランジスタの高速性を損なうことなく高速性
を有するpnpトランジスタを同一基板上に形成するこ
とができるため、高速相補型バイポーラ集積回路装置を
実現できる。
【図1】この発明の実施例による相補型バイポーラ集積
回路装置の製造工程の一部を示す断面図である。
回路装置の製造工程の一部を示す断面図である。
【図2】この発明の実施例による相補型バイポーラ集積
回路装置の製造工程の一部を示す断面図である。
回路装置の製造工程の一部を示す断面図である。
【図3】この発明の実施例による相補型バイポーラ集積
回路装置の製造工程の一部を示す断面図である。
回路装置の製造工程の一部を示す断面図である。
【図4】この発明の実施例による相補型バイポーラ集積
回路装置の製造工程の一部を示す断面図である。
回路装置の製造工程の一部を示す断面図である。
【図5】この発明の実施例による相補型バイポーラ集積
回路装置の製造工程の一部を示す断面図である。
回路装置の製造工程の一部を示す断面図である。
【図6】従来の相補型バイポーラ集積回路装置の一例の
断面図である。
断面図である。
【図7】従来の相補型バイポーラ集積回路装置の他の例
の断面図である。
の断面図である。
51 半導体基板
52 n+型埋め込み領域(第1領域)53 n+
型埋め込み領域 54 n型エピタキシャル層 55 p型拡散層(第2領域) 56 素子分離領域 57 n型領域(第3領域) 57A 開口部 58 熱酸化膜 59 ベース引出し層(第4領域) 60 コレクタ引出し層(第5領域)61 コレク
タ引出し層(第6領域)62 溝 63 ベース層(第7領域) 64 シリコン窒化膜 65 シリコン酸化膜 66 エミッタ引出し層 67 ベース引出し電極 70 エミッタ領域(第8領域) 71 外部ベース領域(第9領域) 72 内部ベース領域(第10領域)73 シリコ
ン酸化膜 74 エミッタ電極 75 エミッタ領域(第11領域)
型埋め込み領域 54 n型エピタキシャル層 55 p型拡散層(第2領域) 56 素子分離領域 57 n型領域(第3領域) 57A 開口部 58 熱酸化膜 59 ベース引出し層(第4領域) 60 コレクタ引出し層(第5領域)61 コレク
タ引出し層(第6領域)62 溝 63 ベース層(第7領域) 64 シリコン窒化膜 65 シリコン酸化膜 66 エミッタ引出し層 67 ベース引出し電極 70 エミッタ領域(第8領域) 71 外部ベース領域(第9領域) 72 内部ベース領域(第10領域)73 シリコ
ン酸化膜 74 エミッタ電極 75 エミッタ領域(第11領域)
Claims (1)
- 【請求項1】 一方導電型の半導体基板の表面から他
方導電型の第1領域を形成し、しかる後、前記半導体基
板上に他方導電型の半導体層を形成する工程と、前記半
導体層の一部に一方導電型の第2領域を形成し、しかる
後、誘電体分離層を形成することによって、前記第2領
域と分離した前記半導体層よりなる他方導電型の第3領
域を形成する工程と、前記第2領域及び第3領域に他方
導電型の第4領域及び第5領域を同時に形成し、しかる
後、前記第2領域に一方導電型の第6領域を形成する工
程と、前記第2領域に溝を形成し、この溝の側面に他方
導電型の第7領域を形成し、しかる後、前記溝の底面に
絶縁膜を形成し、さらに前記第3領域に開口部を形成す
る工程と、一方導電型の多結晶半導体膜および絶縁膜よ
りなる二層膜を前記溝及び前記開口部の一部の領域に形
成し、熱処理を行うことにより、前記第7領域内に一方
導電型の第8領域を、前記第3領域の前記多結晶半導体
膜直下に第9領域を同時に形成する工程と、前記第3領
域の前記多結晶半導体膜の開口部に一方導電型の第10
領域を形成し、前記多結晶半導体膜の開口部側面に絶縁
膜を形成し、その開口部に他方導電型の多結晶半導体膜
を形成し、熱処理により他方導電型の第11領域を前記
第10領域内に形成する工程とを備え、前記第8領域、
第7領域、第2領域で横型バイポーラトランジスタを、
前記第11領域、第10領域、第3領域で縦型バイポー
ラトランジスタを形成することを特徴とする半導体集積
回路装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3135642A JPH04335564A (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3135642A JPH04335564A (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04335564A true JPH04335564A (ja) | 1992-11-24 |
Family
ID=15156582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3135642A Pending JPH04335564A (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04335564A (ja) |
-
1991
- 1991-05-10 JP JP3135642A patent/JPH04335564A/ja active Pending
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