JPH05326856A - 半導体集積回路装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置及びその製造方法

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JPH05326856A
JPH05326856A JP4126531A JP12653192A JPH05326856A JP H05326856 A JPH05326856 A JP H05326856A JP 4126531 A JP4126531 A JP 4126531A JP 12653192 A JP12653192 A JP 12653192A JP H05326856 A JPH05326856 A JP H05326856A
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JP
Japan
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integrated circuit
semiconductor integrated
trench
circuit device
type
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JP4126531A
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English (en)
Inventor
Fumitaka Yokoyama
文孝 横山
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 微細で、かつ高性能なバイポーラ・トランジ
スタを有する半導体集積回路装置を得る。 【構成】 MOS型素子とバイポーラ型トランジスタを
同一半導体基板上に有する半導体集積回路装置におい
て、半導体基板のバイポーラ型トランジスタ側の表面上
に形成されるトレンチ26と、そのトレンチ26の側壁
部に少なくとも不純物を導入して形成されるN型エミッ
タ領域29を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置に
係り、特に、同一Si基板上にMOS(CMOS)型素
子とバイポーラ型素子を同時に形成した構造を有する半
導体集積回路装置の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、MOS(CMOS)型素子とバイ
ポーラ型素子を同一基板上に形成する方法としては、B
iMOS(CMOS)型プロセスがあるが、この方法は
埋め込み領域を設けたエピタキシャル型基板を用い、か
つ素子分離領域を形成するために製造工程が複雑であ
り、しかも集積度が上げにくいという欠点があり、デジ
タル回路が主体であり、出力部のように、ごく一部分に
のみバイポーラ・トランジスタを使用するような回路で
は、通常のMOS基板上にバイポーラ・トランジスタを
形成する方法が採用されてきている。
【0003】図4及び図5はかかる従来の半導体集積回
路装置の断面図である。これらの図に示すように、N型
Si基板1上にPウエル領域2を形成した後、バイポー
ラ・トランジスタのベースとなるP型領域5を形成す
る。その後に、MOSトランジスタのゲート電極3を形
成し、そのゲート電極3をマスクとして、ソース・ドレ
イン領域4を形成する。また、これと同時にバイポーラ
・トランジスタのエミッタ6、コレクタ電極取り出し領
域7、ベース電極取り出し領域8を形成する。9はフィ
ールド酸化膜、10は酸化膜、11は電極配線である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の半導体集積回路装置においては、その製造方法
においてバイポーラ・トランジスタのベース領域形成工
程を追加する必要がある。更に、その製造方法を用いた
場合は、縦型のバイポーラ・トランジスタ構造において
は、コレクタ部の抵抗が大きくなる。また、横型のバイ
ポーラ・トランジスタ構造においては、面積が大きくな
る等の問題から、駆動能力の大きい高性能バイポーラ・
トランジスタを形成することが難しいという問題があっ
た。
【0005】本発明は、以上述べたようなMOS型基板
上にバイポーラ・トランジスタを形成する場合に生じる
面積の増加や高性能バイポーラ・トランジスタが得にく
いという問題点を除去し、微細で、かつ高性能なバイポ
ーラ・トランジスタを有する半導体集積回路装置及びそ
の製造方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、MOS型素子とバイポーラ型素子を同一
半導体基板上に有する半導体集積回路装置において、半
導体基板のバイポーラ型トランジスタ側の表面上に形成
されるトレンチと、そのトレンチの側壁部に少なくとも
不純物を導入して形成されるエミッタを設けるようにし
たものである。
【0007】また、前記トレンチを2個所に並設し、一
方のトレンチの側壁部に不純物を導入して形成されるエ
ミッタと、他方のトレンチの側壁部に不純物を導入して
形成されるコレクタとを具備する。更に、MOS型素子
とバイポーラ型素子を同一半導体基板上に有する半導体
集積回路装置の製造方法において、半導体基板のバイポ
ーラ型トランジスタ側の表面上にトレンチを形成し、そ
のトレンチの側壁部に斜めの入射角を持ってイオンを注
入し、エミッタとコレクタ又はエミッタとベースを形成
する。
【0008】
【作用】本発明によれば、上記したように、Si基板上
にMOS型素子とバイポーラ型トランジスタを同時に形
成した半導体集積回路装置において、バイポーラ型トラ
ンジスタ部にトレンチ(間口は狭いが深い溝)を設け、
その側面部にバイポーラ型トランジスタを形成する。
【0009】したがって、MOS型基板上に微細かつ高
性能なバイポーラ型トランジスタを有する半導体集積回
路装置を形成することができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を参照しな
がら詳細に説明する。図1は本発明の第1の実施例を示
す半導体集積回路装置の断面図、図2及び図3はかかる
半導体集積回路装置の要部製造工程断面図である。ここ
では、N型Si基板上にCMOS・トランジスタとバイ
ポーラ・トランジスタが形成される半導体集積回路装置
について説明する。
【0011】まず、本発明の第1の実施例を示す半導体
集積回路装置の構造について、図1を用いて概略説明す
る。N型Si基板20上のNMOS・トランジスタ領域
に、通常の方法により、Pウエル領域42を形成し、そ
の後、通常のCMOS製造方法により、全面に絶縁膜を
形成した後、通常の方法にて多結晶Siからなるゲート
電極43を形成する。この時、バイポーラ・トランジス
タとなる部分にも多結晶Siを残す。
【0012】次に、バイポーラ・トランジスタのエミッ
タ、ベースとなる部分の多結晶Si及びSi基板に既知
の方法にてトレンチ26を設ける。しかる後に、ホトレ
ジスト、絶縁膜及び多結晶SiをマスクとしてMOS・
トランジスタのソース・ドレイン44及びバイポーラ・
トランジスタのP型ベース領域27、N型エミッタ領域
29、及びコレクタの電極取り出し領域30をイオン注
入にて形成する。この時、トレンチの側壁にも拡散層が
形成されるよう、イオン注入の角度を調整する。また、
拡散層の形成は、熱拡散と酸化の組み合わせで行なって
もよい。
【0013】その後、バイポーラ・トランジスタ部の多
結晶Siを除去し、通常の方法によりトレンチ26の埋
め込み電極と絶縁膜を形成する。以下、本発明の半導体
集積回路装置の要部の製造方法について図2及び図3を
用いて詳細に説明する。 (1)まず、図2(a)に示すように、N型Si基板2
0上にアクティブ領域を形成後、レジスト22をマスク
としてイオン注入法によりP型不純物(例えば、BF2
+ ) を導入し、ベース電極取り出し領域23を形成す
る。21はフィールド酸化膜である。
【0014】(2)レジスト22〔図2(a)参照〕を
除去後、多結晶Siを全面に堆積し、図2(b)に示す
ように、多結晶Siパターン24を形成する〔この時、
同時にMOS・トランジスタのゲート電極(図1参照)
も形成する〕。 (3)次いで、図2(c)に示すように、レジストを全
面に塗布し、パターニングを行い、レジストパターン2
5を形成し、そのレジストパターン25をマスクとし
て、多結晶Siパターン24及びSi基板20をエッチ
ングし、トレンチ26を形成する。
【0015】(4)次に、図2(d)に示すように、パ
ターニングされたレジスト25と多結晶Siパターン2
4をマスクとして、イオン注入によりP型不純物(例え
ば、B+ )を注入し、P型ベース領域27を形成する。
この時、イオンを斜め方向から注入することにより、ト
レンチの側壁部にもP型ベース領域27を形成する。 (5)P型ベース領域形成後、図3(a)に示すよう
に、レジスト28、多結晶Siパターン24、フィール
ド酸化膜21をマスクとして、イオン注入によりN型不
純物(例えばP+ )を注入し、N型エミッタ領域29及
びコレクタ電極取り出し用N+ 領域30を形成する。こ
の時、イオンを斜め方向から注入することにより、トレ
ンチ26の側壁部にもN型エミッタ領域29を形成す
る。
【0016】(6)次に、図3(b)に示すように、多
結晶Si31を全面にを堆積する。 (7)次に、図3(c)に示すように、多結晶Si31
〔図3(b)参照〕のトレンチ26内部及び周辺部以外
をエッチングにより除去することにより、エミッタ電極
取り出し部32を形成する。次に、全面に酸化膜33を
CVD法により形成する。その酸化膜33に電極取り出
し用コンタクト孔を形成した後、Al電極配線34を形
成する。
【0017】上記したように、N型Si基板20上にC
MOS・トランジスタとバイポーラ・トランジスタが形
成されており、本構造では、トレンチ26はエミッタ部
のみに形成されており、トレンチ26を形成後、P型と
N型の不純物を2重にドープすることにより、P型ベー
ス領域27とN型エミッタ領域29を形成するようにし
ている。この場合、バイポーラ・トランジスタ部の多結
晶Siは除去しなくても良く、このままトレンチ26の
埋め込み電極と絶縁膜を形成する。
【0018】図6は本発明の第2の実施例を示す半導体
集積回路装置の断面図である。この図において、50は
N型Si基板、51はフィールド酸化膜、52はP−ウ
エル領域、53はゲート電極、54はMOS・トランジ
スタのソース・ドレイン、56はトレンチ、57はバイ
ポーラ・トランジスタのP型ベース領域、58はベース
の電極取り出し領域、59はN型エミッタ領域、60は
N型コレクタ領域、62aはエミッタ電極取り出し部、
62bはコレクタ電極取り出し部、63は酸化膜、64
はAl電極配線である。
【0019】この実施例においては、N型Si基板50
上にCMOS・トランジスタとバイポーラ・トランジス
タが形成されており、トレンチ56はエミッタ領域とコ
レクタ領域の2個所に形成されている。すなわち、トレ
ンチ56を2個並設し、一方のトレンチ56の側壁部に
不純物を導入して形成されるN型エミッタ領域59と、
他方のトレンチの側壁部に不純物を導入して形成される
コレクタ60とを形成するようにした点に特徴を有す
る。
【0020】上記実施例では、N型Si基板上にNPN
バイポーラ・トランジスタを形成する場合について述べ
たが、同様の方法により、PNPバイポーラ・トランジ
スタの形成も可能であり、また、基板がP型の場合も同
様に可能である。なお、本発明は上記実施例に限定され
るものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可
能であり、それらを本発明の範囲から排除するものでは
ない。
【0021】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、トレンチの側壁部にバイポーラ・トランジスタ
を形成することにより、MOS型基板上に微細かつ高性
能なバイポーラ・トランジスタを有する半導体集積回路
装置を形成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す半導体集積回路装
置の断面図である。
【図2】本発明の第1の実施例の半導体集積回路装置の
要部製造工程断面図(その1)である。
【図3】本発明の第1の実施例の半導体集積回路装置の
要部製造工程断面図(その2)である。
【図4】従来の第1の半導体集積回路装置の断面図であ
る。
【図5】従来の第2の半導体集積回路装置の断面図であ
る。
【図6】本発明の第2の実施例を示す半導体集積回路装
置の断面図である。
【符号の説明】
20,50 N型Si基板 21,51 フィールド酸化膜 22,28 レジスト 23,58 ベースの電極取り出し領域 24 多結晶Siパターン 25 レジストパターン 26,56 トレンチ 27,57 P型ベース領域 29,59 N型エミッタ領域 30 コレクタ電極取り出し用N+ 領域 31 多結晶Si 32,62a エミッタ電極取り出し部 33,63 酸化膜 34,64 Al電極配線 42,52 P−ウエル領域 43,53 ゲート電極 44,54 ソース・ドレイン 53 ゲート電極 60 N型コレクタ領域 62b コレクタ電極取り出し部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 MOS型素子とバイポーラ型素子を同一
    半導体基板上に有する半導体集積回路装置において、
    (a)半導体基板のバイポーラ型トランジスタ側の表面
    上に形成されるトレンチと、(b)該トレンチの側壁部
    に少なくとも不純物を導入して形成されるエミッタを具
    備することを特徴とする半導体集積回路装置。
  2. 【請求項2】 前記トレンチを2個所に並設し、一方の
    トレンチの側壁部に不純物を導入して形成されるエミッ
    タと、他方のトレンチの側壁部に不純物を導入して形成
    されるコレクタとを具備する請求項1記載の半導体集積
    回路装置。
  3. 【請求項3】 MOS型素子とバイポーラ型素子を同一
    半導体基板上に有する半導体集積回路装置の製造方法に
    おいて、(a)半導体基板のバイポーラ型トランジスタ
    側の表面上にトレンチを形成し、(b)該トレンチの側
    壁部に斜めの入射角を持ってイオンを注入し、エミッタ
    とコレクタ又はエミッタとベース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。
  4. 【請求項4】 前記エミッタとベースの形成は、単一の
    トレンチに異種の不純物の二重拡散を行うことを特徴と
    する請求項3記載の半導体集積回路装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記エミッタとコレクタの形成は、2個
    所に並設されるトレンチにそれぞれ異種の不純物の拡散
    を行うことを特徴とする請求項3記載の半導体集積回路
    装置の製造方法。
JP4126531A 1992-05-20 1992-05-20 半導体集積回路装置及びその製造方法 Withdrawn JPH05326856A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20250063197A (ko) * 2023-10-31 2025-05-08 주식회사 티디에스 트렌치 에미터 전극을 갖는 반도체 디바이스
WO2026084883A1 (en) * 2024-10-18 2026-04-23 Texas Instruments Incorporated Three dimensional bipolar transistor

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Effective date: 19990803