JPS6167255A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS6167255A
JPS6167255A JP59189146A JP18914684A JPS6167255A JP S6167255 A JPS6167255 A JP S6167255A JP 59189146 A JP59189146 A JP 59189146A JP 18914684 A JP18914684 A JP 18914684A JP S6167255 A JPS6167255 A JP S6167255A
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Japan
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layer
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JP59189146A
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JPH0436578B2 (ja
Inventor
Tomooki Hara
原 友意
Hisashi Tajima
田島 久之
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NEC Corp
NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
Original Assignee
NEC Corp
NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/60Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D10/00 or H10D18/00, e.g. integration of BJTs
    • H10D84/65Integrated injection logic
    • H10D84/658Integrated injection logic integrated in combination with analog structures

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  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に集積注入論
理回路(Integrated Injection 
Logic。
以下I2Lという)と通常のバイポーラトランジスタと
金回−基板上に有する半導体装置の製造方法に関する。
(従来技術) 第2図は従来のI2L  とバイポーラトランジスタと
共存した集積回路の構造断面図である。第2図において
、A部はI2L  と共存するバイポーラトランジスタ
部でありB部がI2L  を構成している。すなわちl
はP型基板であり、2はN生型の第1埋込層、4はNu
エピタキシャル層、5はP+型の絶縁分離領域、6はP
型筒1ペース領域、7aはP+型インジェクタ領域、7
bはP+型第2ペース領域、7CはP生型ベース領域、
8aはN+型エミッタコンタクト領域、8bはN生型コ
レクタ領域、8CはN中型エミッタ領域、8dは8塁コ
レクタコンタクト領域である。
これらの領域のうちP生型インジェクタ領域7aとN型
エピタキシャル層4とP+型第2ペース領域7bはそれ
ぞれPNP トランジスタのエミッタ。
ベース、コレクタとして働らき注入素子としての一極性
型の横型トランジスタを構成し、またNiエビタ中シャ
ル層4とP+型第2ペース領域7bとN生型コレクタ領
域8bはNPN)ランジスタのエミッタ、ベース、コレ
クタとして働らき縦型逆動作トランジスタを柳成し、横
型トランジスタのコレクタと縦型逆動作トランジスタの
ベースが共通になっており、画素子でI2L  t−n
成している。
工 またN十紅ツタ領域8CとP生型ペース領域7cとN型
コレクタコンタクト領域でNPNバイポーラトランジス
タt−構成している。
なお9は表面に形成された酸化膜、10はインジェクタ
電極パターン、11.14はエミッタ電極パターン、1
2.15はベース電極パターン、13.16はコレクタ
電極パターンである。
I2L  は、製造工程が簡単で集積度が高く、かつ通
常のバイポーラ集積回路と共存できなど数多くの特命ヲ
有している、しかし従来のI21.  には次のような
欠点がおった。
(1)逆動作NPN)ランジスタの電流増幅率(以下β
upと記す)は通常のNPN)う/ジスタの電流増幅率
(以下hFIと記す)によυ決定され、βup  を高
くするためにはh Fl t−高く設定することにより
通常のNPNトランジスタの耐圧(以下BVOIOと記
す)が低下してしまう。
(21通常のNPN)ランジスタのBVagoを確保す
るため((エピタキシャル層濃度を小さくし逆動作NP
Nトランジスタのベース領域直下の笑効エピタキシャル
層厚(以下Wepiと記す)t−大きくとる必慢があり
、この結果ホールの蓄積に依り動作速度が低下してしま
う。
以上のような欠点上なくすための対策として第3図の構
成が開発されている。第3図は従来の改良され主I2L
 の断面図である。
第3図に示すように、・逆動作NPN )ランジスタの
ベース領域に咬ず低濃度のP−p5不純物を深く拡散し
、第1ペース領域6fr、形成し、次いで、第1ペース
領域に対し充分9度なP+痘不純細物沙<拡散し第2ペ
ース領域7b’l形成する。このように改良されたIL
 は従来の構成のものに比べ次のような利点ヲ宵する。
(1)  通常のN PN l−ランジスタのhFlと
独立に逆動作NPNトランジスタのβupを高く制御で
きる。
(2)We p iを小さくでき、動作速度を向上させ
ることができる。
(3)  逆動作NPNトランジスタの底面部金低濃度
ベース領域(第1ペース領域)で形成されているためエ
ミッタ・ベース接地容量が小さくでき、特に低を流にお
ける動作速度を向上することができる。
以上のように、従来のエコL  に比べ、すぐれた特性
を示すが、さらに高速化を狙う場合には限界が生じた。
その理由としてはI2L  において、Wepi tl
−できるだけ薄くし、通常のNPN トランジスタのB
Y、ωを確保するプロセス条件において低濃度かつ深い
接合の逆動作NPN)ランジスタの第1ペース領域を形
成する必要があり、Wepiさ0とすることができない
ためである。すなわち、第1ペース領域を埋込層に到達
させることができないため、逆動作NPN)ランジスタ
の第1ベース領域底面のエミッタ・ベース接合容量によ
るホールの蓄積に依り高速化に限界があった。又βup
制御の上からも第1ベース領域を埋込層に到達させるこ
とが困難であった。
(発明の目的) 本発明の目的は、上記欠点を除去し、通常のバイポーラ
トランジスタの耐圧全低下させることなく I2Lのβ
up及び動作速度の同上を実現する半導体装置の製造方
法全提供することにある。
〔発明の構成) 本発明の半導体装置の製造方法は、I2L と通常のバ
イポーラトランジスタを同一半導体基板に形成した半導
体装置の製造方法において、一導電型の半導体基板の各
素子形宏領域に他の導電型の筆1埋込層を形戊する工程
と、I2L  t−形成する領域の前記他の導電型の第
1埋込層表面に前記第1埋込層金形成する不純物の拡散
係数より大きい拡散係数を有する不純物で他の導電型の
第2埋込層を形成する工程と、前記WXl及びW、2埋
込層の形成された半導体基板上に他の導電型のエピタキ
シャル層を形成する工程と、I2Lのインバータトラン
ジスタの少なくとも内部ベース領域を含む領域に一25
′F!i型の第3領域を形成する工程と、前記通常のバ
イポーラトランジスタのベースψ域、I2L のインジ
ェクタ領域及び前記インバータトランジスタの外部ベー
ス領域に前記第3領域に比し高濃度かつ浅い接合の一纏
電型第4領域を同時に形成する工程と、前記インバータ
トランジスタのコレクタ領域及び前記通常のバイポーラ
トランジスタのエミッタ領域を同時に形成する工程とを
含むことを特徴として構成される。
(実施例) 以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第1図(a)〜(c)は本発明の一実施例を説、明する
ために工程順に示した断面図である。
まず、第1図(a)に示すように、P型基板1にN+型
不純物、例えばアンチモン(S b )f:、拡散しN
+型算1埋込層2を形成し、次いで第1埋込屑ヲ形成し
た不純物より拡散係数の大きい不純物、例“えばリン(
P)eI 2L部にのみイオン注入し、N型第2埋込層
3′t−形成する。次に、エピタキシャル層4を成長さ
せ、該エピタキシャル40表面よりP+型不純物を拡散
し絶縁分離領域5t−形成し、その後、X2L形成領域
のエピタキシャル層40表面よりP型不純物例えばホウ
素CB )t−イオン注入してP型筒1ベース領域6を
形成する。このとき、第1ベース領域はI2L  のイ
ンバータトランジスタの内部ベース領域を少くとも含む
ように形成される。ここで第2埋込層3は第1ベース領
域に接する様に形戊するのが望ましい。
次に、第1図(b)に示すように、エピタキシャル層4
の表面より、第1ペース領域6に比して高濃度かつ浅<
p  m第2ベース領域7bl形成する。
このときP 型インジェクタ領域7a及び通常のバイポ
ーラトランジスタのP+型ベース領域7Cも同時に形成
する。
次に、第1図(C)に示すように、エピタキシャル層4
の表面よりN+型不純物を拡散し、I2L  のエミッ
タコンタクト領域8a及びコレクタ領域8bと通常のバ
イポーラトランジスタのエミッタ領域8c及びコレクタ
コンタクト領域+3dt−同時に形成する。その後エミ
ッタ、ベース、コレクタ及びインジェクタの所定のコン
タクト開口領域の酸化11W9t−エゾチンクし、各電
極パターン10..11゜12.13,14,15.1
6t−形成する。
以上により本発明の一実施例の半導体装置が完成する。
かかる本発明の実施例によれば、I2L において、第
2埋込層を形成しているため、Wepjが小さくなり、
ホールの蓄積が減少し動作速度が向上する。又、第2埋
込層t−@1ベース領域に接するように形成した場合に
はWepi=0  となυ動作速度がさらに向上し、又
、インバータトランジスタのエミッタ注入効果も上昇す
るからβupもさらに向上する。
なお、従来通りインバータトランジスタのβupト通常
のバイポーラトランジスタのhFlが独立に制御でき、
通常のバイポーラトランジスタの耐圧が確保できること
はいうまでもない。
なお、本発明は上記実施例に限られることはなく、例え
ば極性を換えても同様実施効果が得られる。
(発明の効果) 以上説明したとおり、本発明によれば、I2Lのβup
と通常のバイポーラトランジスタのhFIl全独立して
制御でき、通常のバイポーラトランジスタの耐圧を低下
させることな〈従来に比してβ叩及び動作速度の向上が
実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(c)は本発明の一実施例を説明するた
めに工程類に示した断面図、′第2図は従来のI’Lと
バイポーラトランジスタの共存した集積回路の断面図、
第3Vは改良されたI2L  とバイポーラトランジス
タの共存した従来の集積回路の断面図である。 1・・・・・・P型基板、2・・・・・・N+型第1埋
込層、3・・・・・・N型第2埋込層、4・・・・・・
N型エピタキシャル層、5・・・・・・P 型絶縁分離
領域、6・・・・・・P型第1ベース領域、7a・・・
・・・P+型インジェクタ領域、7b・・・・・・P 
型第2ベース領域、7C・・・・−Pfiペース領域、
13a・・・・・・N+型エミッタコンタクト領域、8
b・・・・・・N+型コレクタ領域、8C・・・・・・
N+型エミッタ領域、8d・・・・・・N型コレクタコ
ンタクト領域、9・・・・・・酸化膜、10・・・・・
・インジェクタ電極ハターン、11.14・・・・・・
エミッタ電極パターン、12.15・・・・・・ベース
電極パターン、13゜16・・・・・・コレクタ電極パ
ターン。 第3図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)I^2Lと通常のバイポーラトランジスタを同一
    半導体基板に形成した半導体装置の製造方法において、
    一導電型の半導体基板の各素子形成領域に他の導電型の
    第1埋込層を形成する工程と、I^2Lを形成する領域
    の前記他の導電型の第1埋込層表面に前記第1埋込層を
    形成する不純物の拡散係数より大きい拡散係数を有する
    不純物で他の導電型の第2埋込層を形成する工程と、前
    記第1及び第2埋込層の形成された半導体基板上に他の
    導電型のエピタキシャル層を形成する工程と、I^2L
    のインバータトランジスタの少なくとも内部ベース領域
    を含む領域に一導電型の第3領域を形成する工程と、前
    記通常のバイポーラトランジスタのベース領域、I^2
    Lのインジェクタ領域及び前記インバータトランジスタ
    の外部ベース領域に前記第3領域に比し高濃度かつ浅い
    接合の一導電型第4領域を同時に形成する工程と、前記
    インバータトランジスタのコレクタ領域及び前記通常の
    バイポーラトランジスタのエミッタ領域を同時に形成す
    る工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法
  2. (2)第1埋込層を形成するための不純物はSbか又は
    Asであり、第2埋込層を形成するための不純物はPで
    あることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の
    半導体装置の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5330922A (en) * 1989-09-25 1994-07-19 Texas Instruments Incorporated Semiconductor process for manufacturing semiconductor devices with increased operating voltages
US6593629B2 (en) * 2000-12-28 2003-07-15 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device

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US5408125A (en) * 1989-09-25 1995-04-18 Texas Instruments Incorporated Semiconductor process for manufacturing semiconductor device with increased operating voltages
US6593629B2 (en) * 2000-12-28 2003-07-15 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device

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