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JP2001274418A - Semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor device and method of manufacturing the same

Info

Publication number
JP2001274418A
JP2001274418A JP2000083310A JP2000083310A JP2001274418A JP 2001274418 A JP2001274418 A JP 2001274418A JP 2000083310 A JP2000083310 A JP 2000083310A JP 2000083310 A JP2000083310 A JP 2000083310A JP 2001274418 A JP2001274418 A JP 2001274418A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
semiconductor layer
polycrystalline silicon
semiconductor
forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000083310A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiki Kato
芳規 加藤
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2000083310A priority Critical patent/JP2001274418A/en
Publication of JP2001274418A publication Critical patent/JP2001274418A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 寄生容量の増加の防止と逆方向耐圧の低下の
防止を図った高性能なショットキーバリアダイオードを
実現する。 【解決手段】 n- 型半導体層4表面にあらかじめボロ
ン等の不純物を導入した多結晶シリコン層8を形成し、
ショットキーバリア形成予定領域に開口部10bを設け
る。多結晶シリコン層8からの熱拡散によってp+ 型ガ
ードリング層11bを形成し、開口部10bからイオン
注入により半導体層4内部にn+ 型の高濃度カソード層
13bを形成した後、高融点金属珪化物層18eを形成
する。p+型ガードリング層11bは自己整合的に決ま
るので、マスクずれ等により半導体層4との接触面積が
増大し寄生容量が増加するのを防ぎ、高濃度カソード層
13bとの位置が保てるため、逆方向耐圧の低下やばら
つきを抑えることができる。
(57) [Problem] To provide a high-performance Schottky barrier diode that prevents an increase in parasitic capacitance and a reduction in reverse breakdown voltage. SOLUTION: A polycrystalline silicon layer 8 in which an impurity such as boron is introduced in advance is formed on the surface of an n type semiconductor layer 4,
An opening 10b is provided in a region where a Schottky barrier is to be formed. A p + -type guard ring layer 11b is formed by thermal diffusion from the polycrystalline silicon layer 8, and an n + -type high-concentration cathode layer 13b is formed inside the semiconductor layer 4 by ion implantation from the opening 10b. A silicide layer 18e is formed. Since the p + -type guard ring layer 11b is determined in a self-aligned manner, it is possible to prevent the contact area with the semiconductor layer 4 from increasing due to a mask shift or the like, thereby preventing an increase in parasitic capacitance, and maintaining the position with the high-concentration cathode layer 13b. It is possible to suppress the reduction and the variation in the reverse breakdown voltage.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ショットキーバリ
アダイオード(以下、SBDと記す)を作り込む半導体
装置およびその製造方法に関するものである。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a semiconductor device having a Schottky barrier diode (hereinafter, referred to as SBD) and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】SBDは、スイッチング特性が高速で順
方向損失が小さいため、高周波整流回路に利用されてい
る。従来SBDは単体素子として製造されてきたが、バ
イポーラトランジスタやBiCMOSトランジスタと同
一基板上に形成することにより、素子縮小化と高性能動
作を実現することが可能であり開発が進んでいる。
2. Description of the Related Art SBDs are used for high-frequency rectification circuits because of their high switching characteristics and low forward loss. Conventionally, an SBD has been manufactured as a single element, but by forming it on the same substrate as a bipolar transistor or a BiCMOS transistor, it is possible to realize element reduction and high-performance operation, and development is proceeding.

【0003】SBDの従来例を図6に示す。半導体基板
1上にn+ 型(高濃度n型)埋め込み拡散層2、n-
(低濃度n型)半導体層4を形成し、素子分離絶縁膜6
を形成する。素子分離絶縁膜6の近傍のn- 型半導体層
4の表面にはp+ 型(高濃度p型)ガードリング層11
bが形成される。また、カソード領域の抵抗を下げるた
めにn- 型半導体層4中にn+ 型カソード層13bを設
けている。n- 型半導体層4とp+ 型ガードリング層1
1bの表面上に高融点金属珪化物層18eが形成され、
層間絶縁膜17,バリアメタル19,金属電極20が形
成される。
FIG. 6 shows a conventional example of the SBD. An n + -type (high-concentration n-type) buried diffusion layer 2 and an n -type (low-concentration n-type) semiconductor layer 4 are formed on a semiconductor substrate 1.
To form A p + -type (high-concentration p-type) guard ring layer 11 is provided on the surface of the n -type semiconductor layer 4 near the element isolation insulating film 6.
b is formed. Further, an n + -type cathode layer 13b is provided in the n -- type semiconductor layer 4 to reduce the resistance of the cathode region. n type semiconductor layer 4 and p + type guard ring layer 1
1b, a refractory metal silicide layer 18e is formed on the surface of
An interlayer insulating film 17, a barrier metal 19, and a metal electrode 20 are formed.

【0004】従来、n+ 型カソード層13bの形成は、
高融点金属珪化物層18eとn+ 型埋め込み拡散層2と
の間のn- 型半導体層4中に、レジストマスク等を用い
てリンなどのイオン注入により、またp+ 型ガードリン
グ層11bの形成は、半導体層4表面の素子分離絶縁膜
6との周縁部の所定の位置に、レジストマスク等を用い
てボロンなどのイオン注入により行っていた。
Conventionally, the formation of the n + type cathode layer 13 b
Using a resist mask or the like, ions of phosphorus or the like are implanted into the n -type semiconductor layer 4 between the high melting point metal silicide layer 18 e and the n + -type buried diffusion layer 2, and the p + -type guard ring layer 11 b The formation was performed by ion implantation of boron or the like using a resist mask or the like at a predetermined position on the periphery of the semiconductor layer 4 and the element isolation insulating film 6.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の製造方法では、p+ 型ガードリング層11bの位置
は、レジストパターンにより決まるので、レジストマス
クを形成する際、マスク合わせずれにより図7のよう
に、イオン注入によって形成されるp+ 型ガードリング
層11bの位置もずれることになる。そのため、p+
ガードリング層11bが素子分離絶縁膜6と離れると、
- 型半導体層4との接触面積が増大し(図7のEの部
分)、寄生容量の増加を招き、高周波特性が劣化してし
まう。さらに、n+ 型カソード層13bとp+ 型ガード
リング層11bの高濃度層同士が近接することになり
(図7のFの部分)、逆方向耐圧が低下してしまうとい
う問題点があった。
However, in the above-described conventional manufacturing method, the position of the p + -type guard ring layer 11b is determined by the resist pattern. Then, the position of the p + -type guard ring layer 11b formed by ion implantation also shifts. Therefore, when the p + -type guard ring layer 11b is separated from the element isolation insulating film 6,
The contact area with the n -type semiconductor layer 4 increases (part E in FIG. 7), causing an increase in parasitic capacitance and deteriorating high-frequency characteristics. Further, the high-concentration layers of the n + -type cathode layer 13b and the p + -type guard ring layer 11b come close to each other (portion F in FIG. 7), and the reverse breakdown voltage is reduced. .

【0006】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、SBDのガードリング層の位置ずれによる寄生容
量の増加と逆方向耐圧の低下を防ぐことができる半導体
装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and provides a semiconductor device and a method for manufacturing the same, which can prevent an increase in parasitic capacitance and a decrease in reverse breakdown voltage due to misalignment of an SBD guard ring layer. The purpose is to do.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の請求項1記載の半導体装置は、半導体基板
上に形成された第1導電型の半導体層と、素子領域を囲
むように半導体層上に形成された素子分離絶縁膜と、素
子領域の周辺部の半導体層上から素子分離絶縁膜上に渡
って形成され素子領域の央部が開口された第2導電型の
多結晶シリコン層と、多結晶シリコン層直下の半導体層
表面に形成された第2導電型のガードリング層と、多結
晶シリコン層の開口領域内でかつ半導体層の内部に形成
され半導体層より高濃度な第1導電型の高濃度カソード
層と、多結晶シリコン層の開口領域の半導体層表面に形
成された高融点金属珪化物層とを備えたものである。
In order to achieve this object, a semiconductor device according to a first aspect of the present invention includes a first conductive type semiconductor layer formed on a semiconductor substrate and an element region. And a second conductivity type polycrystal formed on the element isolation insulating film from the semiconductor layer around the element region to the element isolation insulating film formed on the semiconductor layer, and having an opening at the center of the element region. A silicon layer, a guard ring layer of the second conductivity type formed on the surface of the semiconductor layer immediately below the polycrystalline silicon layer, and a high concentration layer formed in the opening region of the polycrystalline silicon layer and inside the semiconductor layer and having a higher concentration than the semiconductor layer. It comprises a high-concentration cathode layer of the first conductivity type and a refractory metal silicide layer formed on the surface of the semiconductor layer in the opening region of the polycrystalline silicon layer.

【0008】本発明の請求項2記載の半導体装置の製造
方法は、半導体基板上に第1導電型の半導体層を形成す
る工程と、素子領域を囲むように半導体層上に素子分離
絶縁膜を形成する工程と、半導体層上および素子分離絶
縁膜上に第2導電型不純物を含む多結晶シリコン層を堆
積し、多結晶シリコン層を選択的に除去することにより
素子領域の周辺部の半導体層上から素子分離絶縁膜上に
渡って残存させ素子領域の央部に開口部を形成する工程
と、残存した多結晶シリコン層に含まれた第2導電型不
純物を熱拡散することにより多結晶シリコン層直下の半
導体層表面に第2導電型のガードリング層を形成する工
程と、多結晶シリコン層の開口部を通じてイオン注入を
行うことにより半導体層の内部に半導体層より高濃度な
第1導電型の高濃度カソード層を形成する工程と、多結
晶シリコン層の開口部の半導体層表面に高融点金属珪化
物層を形成する工程とを含むものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a first conductivity type semiconductor layer on a semiconductor substrate; and forming an element isolation insulating film on the semiconductor layer so as to surround the element region. Forming a polycrystalline silicon layer containing a second conductivity type impurity on the semiconductor layer and the element isolation insulating film, and selectively removing the polycrystalline silicon layer to form a semiconductor layer in a peripheral portion of the element region. Forming an opening in the center of the element region by leaving the element over the element isolation insulating film, and thermally diffusing the second conductivity type impurity contained in the remaining polycrystalline silicon layer. Forming a guard ring layer of the second conductivity type on the surface of the semiconductor layer immediately below the layer, and performing ion implantation through the opening of the polycrystalline silicon layer so that the first conductivity type having a higher concentration than the semiconductor layer is formed inside the semiconductor layer. High concentration It is intended to include a step of forming a cathode layer, and forming a refractory metal silicide layer on a semiconductor layer surface of the opening portion of the polycrystalline silicon layer.

【0009】これら請求項1,2記載の発明によれば、
素子領域の周辺部の半導体層上から素子分離絶縁膜上に
渡って形成される多結晶シリコン層から第2導電型不純
物を熱拡散することによりガードリング層が形成される
ので、ガードリング層の位置が自己整合的に決まり、従
来のように位置ずれによって第2導電型のガードリング
層が素子分離絶縁膜から離れ、第1導電型の半導体層と
の接合面積が増大することがないので、寄生容量の増加
を防ぐことができる。また、高濃度カソード層の位置も
多結晶シリコン層の開口部によって自己整合的に決まる
ので、ガードリング層と高濃度カソード層との位置が安
定に保たれる。したがって、この高濃度層同士が近接す
る危険が避けられ、逆方向耐圧の低下とばらつきを防ぐ
ことができる。
According to the first and second aspects of the present invention,
Since the guard ring layer is formed by thermally diffusing the second conductivity type impurity from the polycrystalline silicon layer formed over the semiconductor layer around the element region and over the element isolation insulating film, the guard ring layer The position is determined in a self-aligned manner, and the second conductive type guard ring layer is not separated from the element isolation insulating film due to positional displacement as in the related art, and the junction area with the first conductive type semiconductor layer does not increase. An increase in parasitic capacitance can be prevented. Further, the position of the high-concentration cathode layer is determined in a self-aligned manner by the opening of the polycrystalline silicon layer, so that the positions of the guard ring layer and the high-concentration cathode layer can be stably maintained. Therefore, the risk that the high concentration layers come close to each other can be avoided, and the reduction and the variation in the reverse breakdown voltage can be prevented.

【0010】本発明の請求項3記載の半導体装置の製造
方法は、請求項2記載の半導体装置の製造方法におい
て、ガードリング層の形成は高温急速熱処理を施すこと
により行うことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the second aspect, the guard ring layer is formed by performing a high-temperature rapid heat treatment.

【0011】この請求項3記載の発明によれば、ガード
リング層は不純物を含む多結晶シリコン層からの熱拡散
によって形成されるので、RTA(Rapid Thermal Anne
aling )等の高温急速熱処理を施すことにより、接合を
浅くすることが可能であり、浅接合化によってさらに接
合容量が低減できる。また、高濃度カソード層との距離
も広がるため逆方向耐圧も向上できる。
According to the third aspect of the present invention, the guard ring layer is formed by thermal diffusion from the impurity-containing polycrystalline silicon layer.
By performing a high-temperature rapid heat treatment such as aling), the junction can be made shallow, and the junction capacitance can be further reduced by making the junction shallow. Further, since the distance from the high-concentration cathode layer is increased, the reverse breakdown voltage can be improved.

【0012】また、本発明の請求項4記載の半導体装置
の製造方法は、SBDとバイポーラトランジスタを同一
半導体基板上に作り込む半導体装置の製造方法であっ
て、半導体基板上に第1導電型の半導体層を形成する工
程と、SBDおよびバイポーラトランジスタの各素子領
域を囲むように半導体層上に素子分離絶縁膜を形成する
工程と、半導体層上および素子分離絶縁膜上に第2導電
型不純物を含む多結晶シリコン層を堆積し、多結晶シリ
コン層を選択的に除去することによりSBDの素子領域
の周辺部の半導体層上から素子分離絶縁膜上に渡って残
存させSBDの素子領域の央部に開口部を形成すると同
時にバイポーラトランジスタの素子領域内の真性ベース
層の形成予定領域に対応した部分に開口部を形成する工
程と、残存した多結晶シリコン層に含まれた第2導電型
不純物を熱拡散することによりSBDの素子領域の多結
晶シリコン層直下の半導体層表面に第2導電型のガード
リング層を形成すると同時にバイポーラトランジスタの
素子領域の多結晶シリコン層直下の半導体層表面に第2
導電型の外部ベース層を形成する工程と、多結晶シリコ
ン層の開口部を通じてイオン注入を行うことによりSB
Dの素子領域の半導体層の内部に半導体層より高濃度な
第1導電型の高濃度カソード層を形成すると同時にバイ
ポーラトランジスタの素子領域の半導体層の内部に半導
体層より高濃度な第1導電型の高濃度コレクタ層を形成
する工程と、SBDの素子領域の多結晶シリコン層の開
口部の半導体層表面に高融点金属珪化物層を形成する工
程とを含むものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device in which an SBD and a bipolar transistor are formed on the same semiconductor substrate, wherein the first conductive type is formed on the semiconductor substrate. A step of forming a semiconductor layer, a step of forming an element isolation insulating film on the semiconductor layer so as to surround each element region of the SBD and the bipolar transistor, and a step of forming a second conductivity type impurity on the semiconductor layer and the element isolation insulating film. A polycrystalline silicon layer including the polycrystalline silicon layer is deposited, and the polycrystalline silicon layer is selectively removed, so that the polycrystalline silicon layer is left over the semiconductor layer around the element region of the SBD from over the element isolation insulating film to the central part of the element region of the SBD. Forming an opening in a portion corresponding to a region where an intrinsic base layer is to be formed in the element region of the bipolar transistor at the same time as forming an opening in the bipolar transistor; By thermally diffusing the second conductivity type impurity contained in the silicon layer, a second conductivity type guard ring layer is formed on the surface of the semiconductor layer immediately below the polycrystalline silicon layer in the SBD element region, and at the same time, the element region of the bipolar transistor is formed. A second surface is formed on the surface of the semiconductor layer immediately below the polycrystalline silicon layer.
Forming a conductive type external base layer, and performing ion implantation through an opening in the polycrystalline silicon layer to form an SB.
A first conductivity type high-concentration cathode layer having a higher concentration than the semiconductor layer is formed inside the semiconductor layer in the D element region, and a first conductivity type having a higher concentration than the semiconductor layer is formed inside the semiconductor layer in the bipolar transistor element region. Forming a high-concentration collector layer, and forming a refractory metal silicide layer on the surface of the semiconductor layer at the opening of the polycrystalline silicon layer in the SBD element region.

【0013】この請求項4記載の発明によれば、従来の
バイポーラプロセスに新たなプロセスを追加することな
く、SBDのガードリング層および高濃度カソード層を
形成することができ、高性能なSBDが得られる。
According to the present invention, the guard ring layer and the high-concentration cathode layer of the SBD can be formed without adding a new process to the conventional bipolar process. can get.

【0014】そして、本発明の請求項5記載の半導体装
置の製造方法は、請求項4記載の半導体装置の製造方法
において、ガードリング層および外部ベース層の形成は
高温急速熱処理を施すことにより行うことを特徴とす
る。
According to a fifth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth aspect, the guard ring layer and the external base layer are formed by performing a high-temperature rapid heat treatment. It is characterized by the following.

【0015】この請求項5記載の発明によれば、ガード
リング層および外部ベース層は不純物を含む多結晶シリ
コン層からの熱拡散によって形成されるので、RTA
(Rapid Thermal Annealing )等の高温急速熱処理を施
すことにより、SBDにおけるガードリング層の半導体
層との接合を浅くすることが可能であり、浅接合化によ
ってさらに接合容量が低減できる。また、高濃度カソー
ド層との距離も広がるため逆方向耐圧も向上できる。
According to the fifth aspect of the present invention, the guard ring layer and the external base layer are formed by thermal diffusion from the impurity-containing polycrystalline silicon layer.
By performing a high-temperature rapid heat treatment such as (Rapid Thermal Annealing), the junction of the guard ring layer and the semiconductor layer in the SBD can be made shallow, and the junction capacitance can be further reduced by making the junction shallow. Further, since the distance from the high-concentration cathode layer is increased, the reverse breakdown voltage can be improved.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】図1は本発明の第1の実施の形態における
SBDを示す断面図である。図1において、1はシリコ
ンなどの半導体基板で、2はn+ 型埋め込み層、その上
に低濃度のn- 型半導体層4が設けられる。6は半導体
層4の表面に形成された素子分離絶縁膜である。8は半
導体層4と素子分離絶縁膜6上の一部に設けられ、あら
かじめp型不純物をドープされた多結晶シリコン層、9
は絶縁膜である。11bは多結晶シリコン層8からの熱
拡散により形成されたp+ 型ガードリング層である。多
結晶シリコン層8の開口部直下のn- 型半導体層4内部
にn+ 型の高濃度カソード層13bが形成され、多結晶
シリコン層8の開口部には、ショットキーバリアメタル
となる高融点金属珪化物層18eが形成される。高濃度
カソード層13bは、カソード抵抗を下げるためのもの
である。17は層間絶縁膜、19はTiN等のバリアメ
タル、20はAl等の金属電極である。
FIG. 1 is a sectional view showing an SBD according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a semiconductor substrate such as silicon, 2 denotes an n + -type buried layer, and a low-concentration n -type semiconductor layer 4 is provided thereon. Reference numeral 6 denotes an element isolation insulating film formed on the surface of the semiconductor layer 4. Reference numeral 8 denotes a polycrystalline silicon layer provided on a portion of the semiconductor layer 4 and the element isolation insulating film 6 and doped with a p-type impurity in advance.
Is an insulating film. Reference numeral 11b is a p + -type guard ring layer formed by thermal diffusion from the polycrystalline silicon layer 8. An n + -type high-concentration cathode layer 13b is formed inside the n -type semiconductor layer 4 immediately below the opening of the polycrystalline silicon layer 8, and the opening of the polycrystalline silicon layer 8 has a high melting point serving as a Schottky barrier metal. A metal silicide layer 18e is formed. The high concentration cathode layer 13b is for lowering the cathode resistance. Reference numeral 17 denotes an interlayer insulating film, 19 denotes a barrier metal such as TiN, and 20 denotes a metal electrode such as Al.

【0018】図1において素子分離絶縁膜6が形成され
ていない領域がSBDの素子領域Aであり、この素子領
域Aの平面形状は、円形,楕円形,矩形等の島状であ
り、素子分離絶縁膜6は島状の素子領域Aの周囲を囲む
ように形成されている。そして、多結晶シリコン層8
は、素子領域Aの周辺部の半導体層4上から素子分離絶
縁膜6上に渡って形成され、素子領域Aの央部が開口さ
れている。ガードリング層11bは多結晶シリコン層8
からp型不純物が熱拡散されて形成されるため、多結晶
シリコン層8直下の半導体層4表面に形成されている。
高濃度カソード層13bは、多結晶シリコン層8のほぼ
開口領域内でかつ半導体層4の内部に形成されている。
そして、多結晶シリコン層8の開口部の半導体層4表面
に形成された部分の高融点金属珪化物層18eがアノー
ド領域となる。高融点金属珪化物層18eは、白金珪化
物(PtSi、PtSi2 )層、チタン珪化物(TiS
2 )層、モリブデン珪化物(MoSi2 )層などのシ
リサイド層である。
In FIG. 1, the region where the element isolation insulating film 6 is not formed is the element region A of the SBD, and the planar shape of the element region A is an island shape such as a circle, an ellipse, and a rectangle. The insulating film 6 is formed so as to surround the periphery of the island-shaped element region A. Then, the polycrystalline silicon layer 8
Is formed over the semiconductor layer 4 at the periphery of the element region A and over the element isolation insulating film 6, and the central part of the element region A is opened. The guard ring layer 11b is a polycrystalline silicon layer 8
Is formed by thermal diffusion of p-type impurities from the surface of the semiconductor layer 4 immediately below the polycrystalline silicon layer 8.
The high-concentration cathode layer 13b is formed substantially in the opening region of the polycrystalline silicon layer 8 and inside the semiconductor layer 4.
The portion of the high melting point metal silicide layer 18e formed on the surface of the semiconductor layer 4 in the opening of the polycrystalline silicon layer 8 becomes the anode region. The refractory metal silicide layer 18e includes a platinum silicide (PtSi, PtSi 2 ) layer and a titanium silicide (TiS).
i 2 ) layer and a silicide layer such as a molybdenum silicide (MoSi 2 ) layer.

【0019】次に、このSBDの製造方法を図2を参照
しながら説明する。まず、図2(a)に示すように、半
導体基板1上に、熱拡散等によりn+ 型埋め込み層2を
形成した後、その上にエピタキシャル成長によってn-
型半導体層4(例えば不純物濃度5×1015cm-3,エ
ピ比抵抗1.2Ω・cm)を形成し、LOCOS法など
による素子分離絶縁膜6を形成する。
Next, a method of manufacturing the SBD will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 2 (a), on a semiconductor substrate 1, after forming the n + -type buried layer 2 by thermal diffusion or the like, by epitaxial growth thereon n -
A type semiconductor layer 4 (for example, an impurity concentration of 5 × 10 15 cm −3 and an epi-specific resistance of 1.2 Ω · cm) is formed, and an element isolation insulating film 6 is formed by LOCOS or the like.

【0020】次に、図2(b)に示すように、半導体層
4および素子分離絶縁膜6上の表面に、多結晶シリコン
層8、例えばボロン等の不純物をあらかじめ導入(例え
ばボロンを30keV,ドーズ量4×1015cm-2)し
た導電性を有するドープトポリシリコンをCVD法によ
って堆積させ、その上にCVD法によりSiO2 等の絶
縁膜9を形成する。そして、フォトリソグラフィーおよ
びドライエッチング技術により、多結晶シリコン層8お
よび絶縁膜9を選択的に除去して、半導体層4表面の高
融点金属珪化物層の形成予定領域に対応した位置に開口
部10bを形成する。その後、熱処理(例えば950
℃、30分)を加えることにより、あらかじめ多結晶シ
リコン8中に導入されたボロンをn- 型半導体層4内に
熱拡散させて活性化し、p+ 型ガードリング層11b
(例えば不純物濃度1×1021cm-3)を形成する。し
たがってガードリング層11bの位置は自己整合的に決
まるので素子分離絶縁膜6の周縁部から離れることなく
形成される。
Next, as shown in FIG. 2B, an impurity such as a polycrystalline silicon layer 8 such as boron is previously introduced into the surface of the semiconductor layer 4 and the element isolation insulating film 6 (for example, boron is 30 keV, Conductive doped polysilicon having a dose of 4 × 10 15 cm −2 ) is deposited by CVD, and an insulating film 9 such as SiO 2 is formed thereon by CVD. Then, the polycrystalline silicon layer 8 and the insulating film 9 are selectively removed by photolithography and dry etching techniques, and the opening 10b is formed on the surface of the semiconductor layer 4 at a position corresponding to the region where the refractory metal silicide layer is to be formed. To form Then, heat treatment (for example, 950)
(30 ° C., 30 minutes), the boron previously introduced into the polycrystalline silicon 8 is thermally diffused into the n -type semiconductor layer 4 to be activated, and the p + -type guard ring layer 11b is activated.
(For example, an impurity concentration of 1 × 10 21 cm −3 ). Therefore, since the position of the guard ring layer 11b is determined in a self-aligned manner, the guard ring layer 11b is formed without leaving the peripheral edge of the element isolation insulating film 6.

【0021】次に、開口部10bからリンなどの不純物
を注入し(例えばリンを180keV,ドーズ量1.5
×1012cm-2)、開口部10b直下の半導体層4内部
にn + 型高濃度カソード層13b(例えば不純物濃度5
×1016cm-3)を形成する。この高濃度カソード層1
3bの位置も多結晶シリコン層8の開口部10bで自己
整合的に決まり、低濃度の半導体層4の内部に形成され
る。高濃度カソード層13bは、カソードの抵抗を下げ
るために設けるものであり、ガードリング層11bより
も深い位置に形成するのが望ましい。
Next, impurities such as phosphorus are introduced through the opening 10b.
(For example, phosphorus is 180 keV and the dose amount is 1.5).
× 1012cm-2), Inside the semiconductor layer 4 immediately below the opening 10b
To n +Type high-concentration cathode layer 13b (for example, an impurity concentration of 5
× 1016cm-3) Is formed. This high concentration cathode layer 1
The position of 3b is also determined by the opening 10b of the polycrystalline silicon layer
Determined consistently and formed inside the low concentration semiconductor layer 4
You. The high concentration cathode layer 13b lowers the resistance of the cathode.
From the guard ring layer 11b.
It is also desirable to form it at a deep position.

【0022】その後、図2(c)に示すように、半導体
層4、素子分離絶縁膜6および絶縁膜9の表面上全面
に、CVD法によりBPSG膜やTEOS膜などの層間
絶縁膜17を堆積し、高融点金属珪化物層18eを形成
するためのコンタクトホールを形成し、全面にショット
キーバリアメタルとなる高融点金属を形成する。そして
この高融点金属にランプアニール等の熱処理を施し、シ
リコン上および多結晶シリコン上に位置する高融点金属
のみを選択的に珪化物化し、層間絶縁膜17上の未反応
の高融点金属を選択的に除去して高融点金属珪化物層1
8eが形成される。半導体層4の表面に形成された高融
点金属珪化物層18eがSBDのアノード領域となり、
高融点金属珪化物層18eと比較的低濃度なn- 型半導
体層4との間にショットキー接合が形成される。
Thereafter, as shown in FIG. 2C, an interlayer insulating film 17 such as a BPSG film or a TEOS film is deposited on the entire surface of the semiconductor layer 4, the element isolation insulating film 6 and the insulating film 9 by the CVD method. Then, a contact hole for forming the refractory metal silicide layer 18e is formed, and a refractory metal serving as a Schottky barrier metal is formed on the entire surface. Then, heat treatment such as lamp annealing is performed on the high melting point metal to selectively silicify only the high melting point metal located on silicon and polycrystalline silicon, and select an unreacted high melting point metal on the interlayer insulating film 17. High melting point metal silicide layer 1
8e are formed. The refractory metal silicide layer 18e formed on the surface of the semiconductor layer 4 becomes the anode region of the SBD,
A Schottky junction is formed between the refractory metal silicide layer 18 e and the relatively low concentration n -type semiconductor layer 4.

【0023】その後、図2(d)に示すように、スパッ
タリング法により、TiNなどのバリアメタル19を形
成し、Alなどの配線20を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 2D, a barrier metal 19 such as TiN is formed by a sputtering method, and a wiring 20 such as Al is formed.

【0024】以上のように本実施の形態によれば、ガー
ドリング層11bの位置は多結晶シリコン層8からの熱
拡散によって自己整合的に決まり、素子領域周縁部の素
子分離絶縁膜6から離れることはない。したがって、マ
スク合わせずれによるガードリング層11bと半導体層
4との接触面積が増大し、寄生容量が増加することを防
ぐことができる。
As described above, according to the present embodiment, the position of guard ring layer 11b is determined in a self-aligned manner by thermal diffusion from polycrystalline silicon layer 8, and is separated from element isolation insulating film 6 at the periphery of the element region. Never. Therefore, it is possible to prevent an increase in the contact area between the guard ring layer 11b and the semiconductor layer 4 due to misalignment of the mask, thereby preventing an increase in parasitic capacitance.

【0025】なお、ガードリング層11bの位置を決定
するための多結晶シリコン層8は、図2(b)の工程で
フォトリソグラフィーおよびドライエッチング技術によ
り、絶縁膜9とともに選択的にエッチングされるが、こ
のとき、素子分離絶縁膜6の開口内に多結晶シリコン層
8と絶縁膜9との積層パターンの開口を配置するため、
その積層パターンの開口の配置が例えば左右のどちらに
ずれても、半導体層4の表面と接触する多結晶シリコン
層8のトータルの接触面積は不変である。したがって、
後に形成されるガードリング層11bと半導体層4との
接触面積も不変となる。
The polycrystalline silicon layer 8 for determining the position of the guard ring layer 11b is selectively etched together with the insulating film 9 by photolithography and dry etching in the step of FIG. At this time, since the opening of the multilayer pattern of the polycrystalline silicon layer 8 and the insulating film 9 is arranged in the opening of the element isolation insulating film 6,
The total contact area of the polycrystalline silicon layer 8 in contact with the surface of the semiconductor layer 4 does not change even if the arrangement of the openings of the laminated pattern is shifted to the left or right, for example. Therefore,
The contact area between the subsequently formed guard ring layer 11b and the semiconductor layer 4 also remains unchanged.

【0026】また、高濃度カソード層13bも多結晶シ
リコン層8の開口部10bにより自己整合的に決まるの
で、ガードリング層11bとの距離が一定に保てる。高
濃度層同士が近接あるいは隣接するとその部分で耐圧が
低下してしまうが、本実施の形態では、従来のマスク合
わせずれによる高濃度カソード層13bとガードリング
層11bとの高濃度層同士の近接を避けられるため、逆
方向耐圧の低下を防ぐことができる。また高濃度カソー
ド層13bとガードリング層11bとの距離を一定に保
てるため、逆方向耐圧のばらつきも抑えることができ
る。
The high-concentration cathode layer 13b is also determined in a self-aligned manner by the opening 10b of the polycrystalline silicon layer 8, so that the distance from the guard ring layer 11b can be kept constant. When the high-concentration layers are close to or adjacent to each other, the withstand voltage is reduced at that portion. Therefore, a decrease in the reverse breakdown voltage can be prevented. Further, since the distance between the high-concentration cathode layer 13b and the guard ring layer 11b can be kept constant, the variation in reverse breakdown voltage can be suppressed.

【0027】また、ガードリング層11bを形成すると
き、RTA(Rapid Thermal Annealing)等の高温急速
熱処理により、浅い接合を形成してもよい。それによ
り、半導体層4との接触面積が小さくなり、寄生容量を
低減できるとともに、高濃度カソード層13bとの距離
も広がるため、逆方向耐圧も向上することができる。
When forming the guard ring layer 11b, a shallow junction may be formed by high-temperature rapid heat treatment such as RTA (Rapid Thermal Annealing). Thereby, the contact area with the semiconductor layer 4 is reduced, the parasitic capacitance can be reduced, and the distance from the high-concentration cathode layer 13b is increased, so that the reverse breakdown voltage can be improved.

【0028】次に、第2の実施の形態における半導体装
置の製造方法について図3〜図5を参照しながら説明す
る。この第2の実施の形態は、第1の実施の形態の構造
を有するSBDをバイポーラトランジスタと同一基板上
に形成する半導体装置の製造方法である。
Next, a method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. The second embodiment is a method of manufacturing a semiconductor device in which an SBD having the structure of the first embodiment is formed on the same substrate as a bipolar transistor.

【0029】まず、図3(a)に示すように、半導体基
板1上に、熱拡散等によりn+ 型埋め込み層2およびp
+ 型埋め込み層3を形成した後、その上にエピタキシャ
ル成長によってn- 型半導体層4を形成し、その後、p
+ 型埋め込み層3上にp型不純物拡散層5を形成する。
次に、LOCOS法などにより素子分離絶縁膜6を所定
部分(バイポーラトランジスタの素子領域Cおよびコレ
クタ引き出し領域DとSBDの素子領域Aおよびカソー
ド引き出し領域Bとを除いた部分)に形成し、n+ 型不
純物拡散層7をコレクタ引き出し領域Dおよびカソード
引き出し領域Bに形成する。
First, as shown in FIG. 3A, an n + -type buried layer 2 and a p-type
After forming the + -type buried layer 3, an n -type semiconductor layer 4 is formed thereon by epitaxial growth.
A p-type impurity diffusion layer 5 is formed on the + -type buried layer 3.
Next, an element isolation insulating film 6 is formed in a predetermined portion (a portion excluding the element region C and the collector lead region D of the bipolar transistor and the element region A and the cathode lead region B of the SBD) by the LOCOS method or the like, and n + Formed impurity diffusion layer 7 is formed in collector lead region D and cathode lead region B.

【0030】次に、図3(b)に示すように、半導体層
4および素子分離絶縁膜6上の表面に、ボロン等の不純
物をあらかじめ導入した多結晶シリコン層8をCVD法
によって堆積させ、その上にCVD法によりSiO2
の絶縁膜9を形成する。そして、フォトリソグラフィー
およびドライエッチング技術により、多結晶シリコン層
8および絶縁膜9を選択的に除去して、真性ベース形成
予定領域の開口部10aおよびショットキーバリア高融
点金属珪化物層の形成予定領域の開口部10bを同時に
形成する。その後、熱処理を加えることにより、あらか
じめ多結晶シリコン層8内に導入されたボロンをn-
半導体層4内に熱拡散させて活性化し、p+ 型の外部ベ
ース層11aおよびガードリング層11bを同時に形成
する。
Next, as shown in FIG. 3B, a polycrystalline silicon layer 8 in which impurities such as boron are introduced in advance is deposited on the surfaces of the semiconductor layer 4 and the element isolation insulating film 6 by CVD. An insulating film 9 such as SiO 2 is formed thereon by a CVD method. Then, the polycrystalline silicon layer 8 and the insulating film 9 are selectively removed by photolithography and dry etching techniques, and the opening 10a of the region where the intrinsic base is to be formed and the region where the Schottky barrier refractory metal silicide layer is to be formed Are simultaneously formed. Thereafter, by applying a heat treatment, boron previously introduced into the polycrystalline silicon layer 8 is thermally diffused into the n -type semiconductor layer 4 to be activated, and the p + -type external base layer 11a and the guard ring layer 11b are activated. Form at the same time.

【0031】次に、図4(a)に示すように、開口部1
0aにのみボロンなどをイオン注入し、p型の真性ベー
ス層12を形成する。さらに開口部10aおよび開口部
10bからリンなどの不純物を注入し、半導体層4と真
性ベース層12の接合付近にn+ 型の高濃度コレクタ層
(SIC層)13aを形成するとともに同時にn+ 型の
高濃度カソード層13bも半導体層4内部に形成する。
高濃度コレクタ層13aは、カーク効果抑制のために設
けられるものであり、高濃度カソード層13bはカソー
ド抵抗低減のために有効である。
Next, as shown in FIG.
Boron or the like is ion-implanted only in 0a to form a p-type intrinsic base layer 12. Further, impurities such as phosphorus are implanted from the openings 10a and 10b to form an n + -type high-concentration collector layer (SIC layer) 13a near the junction between the semiconductor layer 4 and the intrinsic base layer 12, and at the same time to form an n + -type. Is also formed inside the semiconductor layer 4.
The high concentration collector layer 13a is provided for suppressing the Kirk effect, and the high concentration cathode layer 13b is effective for reducing the cathode resistance.

【0032】次に、真性ベース開口部10aの側壁にサ
イドウォール絶縁膜14を形成し、その後全面に多結晶
シリコン層を形成し、これをパターニングすることによ
りエミッタ電極15a、コレクタ電極15bおよびカソ
ード電極15cを形成する。このエミッタ電極15a
に、たとえば砒素をイオン注入してアニール処理を施
し、n型のエミッタ拡散層16を形成する。
Next, a side wall insulating film 14 is formed on the side wall of the intrinsic base opening 10a, and thereafter a polycrystalline silicon layer is formed on the entire surface, and the resultant is patterned to form an emitter electrode 15a, a collector electrode 15b, and a cathode electrode. 15c is formed. This emitter electrode 15a
Then, for example, arsenic is ion-implanted and an annealing process is performed to form an n-type emitter diffusion layer 16.

【0033】次に、図4(b)に示すように、半導体層
4、素子分離絶縁膜6、多結晶シリコン層8、絶縁膜9
およびエミッタ電極15a、コレクタ電極15b、カソ
ード電極15cの表面上全面に、CVD法によりBPS
G膜やTEOS膜などの層間絶縁膜17を堆積し、ショ
ットキーバリア形成予定領域およびコレクタ、エミッ
タ、ベース、カソードそれぞれのコンタクトホールを形
成し、全面にショットキーバリアメタルとなる高融点金
属を形成する。そしてこの高融点金属にランプアニール
等の熱処理を施し、シリコン上および多結晶シリコン上
に位置する高融点金属のみを選択的に珪化物化し、層間
絶縁膜17上の未反応の高融点金属を選択的に除去して
高融点金属珪化物層18a〜18eが形成される。半導
体層4の表面に形成された高融点金属珪化物層18eが
SBDのアノード領域となり、高融点金属珪化物層18
eと比較的低濃度なn- 型半導体層4との間にショット
キー接合が形成される。
Next, as shown in FIG. 4B, the semiconductor layer 4, element isolation insulating film 6, polycrystalline silicon layer 8, insulating film 9
BPS is formed on the entire surface of the emitter electrode 15a, the collector electrode 15b, and the cathode electrode 15c by CVD.
An interlayer insulating film 17 such as a G film or a TEOS film is deposited, a Schottky barrier forming area and contact holes for the collector, emitter, base, and cathode are formed, and a refractory metal serving as a Schottky barrier metal is formed on the entire surface. I do. Then, heat treatment such as lamp annealing is performed on the high melting point metal to selectively silicify only the high melting point metal located on silicon and polycrystalline silicon, and select an unreacted high melting point metal on the interlayer insulating film 17. To form high melting point metal silicide layers 18a to 18e. The refractory metal silicide layer 18e formed on the surface of the semiconductor layer 4 becomes the anode region of the SBD, and the refractory metal silicide layer 18e
A Schottky junction is formed between e and the relatively low concentration n -type semiconductor layer 4.

【0034】その後、図5に示すように、スパッタリン
グ法により、TiNなどのバリアメタル19を形成し、
Alなどの配線20を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 5, a barrier metal 19 such as TiN is formed by a sputtering method.
The wiring 20 of Al or the like is formed.

【0035】以上のように第2の実施の形態によれば、
従来のセルフアライン型のバイポーラプロセスに新たな
プロセスを追加することなく、SBDのガードリング層
11bおよび高濃度カソード層13bをバイポーラ形成
工程と同一工程で形成することができ、高性能なSBD
が得られる。
As described above, according to the second embodiment,
The SBD guard ring layer 11b and the high-concentration cathode layer 13b can be formed in the same step as the bipolar forming step without adding a new process to the conventional self-aligned bipolar process.
Is obtained.

【0036】また、ガードリング層11bおよび外部ベ
ース層11aを形成するとき、RTA(Rapid Thermal
Annealing)等の高温急速熱処理により、浅い接合を形
成することにより、SBDにおいて、ガードリング層1
1bと半導体層4との接触面積が小さくなり、寄生容量
を低減できるとともに、ガードリング層11bと高濃度
カソード層13bとの距離も広がるため、逆方向耐圧も
向上することができる。
When the guard ring layer 11b and the external base layer 11a are formed, RTA (Rapid Thermal
By forming a shallow junction by high-temperature rapid heat treatment such as annealing (annealing), the guard ring layer 1 is formed in the SBD.
The contact area between the semiconductor layer 4 and the semiconductor layer 4 is reduced, the parasitic capacitance can be reduced, and the distance between the guard ring layer 11b and the high-concentration cathode layer 13b is increased, so that the reverse breakdown voltage can be improved.

【0037】なお、上記第1および第2の実施の形態で
は、第1導電型をn型とし、第2導電型をp型とした例
について説明したが、それぞれ逆にしてもよい。
In the first and second embodiments, an example has been described in which the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように請求項1および2記
載の発明によれば、SBDのガードリング層および高濃
度カソード層を、多結晶シリコン層を利用して自己整合
的に形成することにより、寄生容量の増加を防ぐととも
に逆方向耐圧の低下を防ぐことができる。
As described above, according to the first and second aspects of the present invention, the guard ring layer and the high-concentration cathode layer of the SBD are formed in a self-aligned manner using the polycrystalline silicon layer. In addition, it is possible to prevent an increase in parasitic capacitance and a decrease in reverse breakdown voltage.

【0039】また、請求項4記載の発明によれば、従来
のバイポーラプロセスに新たなプロセスを追加すること
なく、SBDのガードリング層および高濃度カソード層
を形成することができ、高性能なSBDが得られる。
According to the fourth aspect of the present invention, the SBD guard ring layer and the high-concentration cathode layer can be formed without adding a new process to the conventional bipolar process. Is obtained.

【0040】さらに、請求項3,5記載の発明により、
SBDにおけるガードリング層の半導体層との接合を浅
くすることが可能であり、これにより半導体層との接触
面積が小さくなり寄生容量を低減できるとともに、高濃
度カソード層との距離も広がるため逆方向耐圧も向上で
きる。
Further, according to the third and fifth aspects of the present invention,
The junction of the guard ring layer with the semiconductor layer in the SBD can be made shallower, which reduces the contact area with the semiconductor layer and reduces the parasitic capacitance, and also increases the distance between the high-concentration cathode layer and the opposite direction. The withstand voltage can be improved.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態における半導体装置
の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の半導体装置の製造方法を説明するための
工程断面図である。
FIG. 2 is a process sectional view for illustrating the method for manufacturing the semiconductor device in FIG.

【図3】本発明の第2の実施の形態における半導体装置
の製造方法を説明するための工程断面図である。
FIG. 3 is a process cross-sectional view for describing a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施の形態における半導体装置
の製造方法を説明するための工程断面図である。
FIG. 4 is a process cross-sectional view for describing a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施の形態における半導体装置
の製造方法を説明するための工程断面図である。
FIG. 5 is a process cross-sectional view for describing a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】従来のSBDの断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional SBD.

【図7】従来のSBDにおいて、SBDのガードリング
層の位置がずれた場合の断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional SBD when the position of a guard ring layer of the SBD is shifted.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 n+ 型埋め込み層 3 p+ 型埋め込み層 4 n- 型半導体層 5 p型不純物拡散層 6 素子分離絶縁膜 7 n+ 型不純物拡散層 8 多結晶シリコン層 9 絶縁膜 10a 真性ベース領域開口部 10b ショットキーバリア形成領域開口部 11a 外部ベース層 11b ガードリング層 12 真性ベース層 13a n+ 型高濃度コレクタ層 13b n+ 型高濃度カソード層 14 サイドウォール絶縁膜 15a エミッタ電極 15b コレクタ電極 15c カソード電極 16 エミッタ拡散層 17 層間絶縁膜 18a〜18e 高融点金属珪化物層 19 バリアメタル 20 金属電極REFERENCE SIGNS LIST 1 semiconductor substrate 2 n + -type buried layer 3 p + -type buried layer 4 n -- type semiconductor layer 5 p-type impurity diffusion layer 6 element isolation insulating film 7 n + -type impurity diffusion layer 8 polycrystalline silicon layer 9 insulating film 10 a intrinsic base Region opening 10b Schottky barrier forming region opening 11a External base layer 11b Guard ring layer 12 Intrinsic base layer 13a n + type high concentration collector layer 13b n + type high concentration cathode layer 14 Side wall insulating film 15a Emitter electrode 15b Collector electrode 15c Cathode electrode 16 Emitter diffusion layer 17 Interlayer insulating film 18a-18e Refractory metal silicide layer 19 Barrier metal 20 Metal electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4M104 AA01 BB22 BB25 BB26 BB40 CC03 DD02 DD26 DD78 DD81 DD84 DD92 FF35 GG03 GG15 HH20 5F048 AA00 AA05 AA09 AC05 AC10 BA02 BA07 BA12 BF03 BF06 BG12 BH01 BH05 CA03 CA07 DA11 DA13 DB04 DB09 5F082 AA02 AA06 BA02 BA04 BA21 BC09 BC12 DA09 EA04 EA09 EA27 EA29 EA45  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4M104 AA01 BB22 BB25 BB26 BB40 CC03 DD02 DD26 DD78 DD81 DD84 DD92 FF35 GG03 GG15 HH20 5F048 AA00 AA05 AA09 AC05 AC10 BA02 BA07 BA12 BF03 BF06 BG12 BH01 DB03 CA07 AA02 AA06 BA02 BA04 BA21 BC09 BC12 DA09 EA04 EA09 EA27 EA29 EA45

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に形成された第1導電型の
半導体層と、素子領域を囲むように前記半導体層上に形
成された素子分離絶縁膜と、前記素子領域の周辺部の前
記半導体層上から前記素子分離絶縁膜上に渡って形成さ
れ前記素子領域の央部が開口された第2導電型の多結晶
シリコン層と、前記多結晶シリコン層直下の前記半導体
層表面に形成された第2導電型のガードリング層と、前
記多結晶シリコン層の開口領域内でかつ前記半導体層の
内部に形成され前記半導体層より高濃度な第1導電型の
高濃度カソード層と、前記多結晶シリコン層の開口領域
の前記半導体層表面に形成された高融点金属珪化物層と
を備えた半導体装置。
A first conductive type semiconductor layer formed on a semiconductor substrate; an element isolation insulating film formed on the semiconductor layer so as to surround an element region; and the semiconductor in a peripheral portion of the element region. A second conductivity type polycrystalline silicon layer formed over the layer from above the element isolation insulating film and having an opening at the center of the element region; and formed on the semiconductor layer surface immediately below the polycrystalline silicon layer. A second conductive type guard ring layer, a first conductive type high concentration cathode layer formed in the opening region of the polycrystalline silicon layer and inside the semiconductor layer and having a higher concentration than the semiconductor layer; And a refractory metal silicide layer formed on the surface of the semiconductor layer in an opening region of the silicon layer.
【請求項2】 半導体基板上に第1導電型の半導体層を
形成する工程と、 素子領域を囲むように前記半導体層上に素子分離絶縁膜
を形成する工程と、 前記半導体層上および前記素子分離絶縁膜上に第2導電
型不純物を含む多結晶シリコン層を堆積し、前記多結晶
シリコン層を選択的に除去することにより前記素子領域
の周辺部の前記半導体層上から前記素子分離絶縁膜上に
渡って残存させ前記素子領域の央部に開口部を形成する
工程と、 残存した前記多結晶シリコン層に含まれた第2導電型不
純物を熱拡散することにより前記多結晶シリコン層直下
の前記半導体層表面に第2導電型のガードリング層を形
成する工程と、 前記多結晶シリコン層の開口部を通じてイオン注入を行
うことにより前記半導体層の内部に前記半導体層より高
濃度な第1導電型の高濃度カソード層を形成する工程
と、 前記多結晶シリコン層の開口部の前記半導体層表面に高
融点金属珪化物層を形成する工程とを含む半導体装置の
製造方法。
A step of forming a first conductivity type semiconductor layer on a semiconductor substrate; a step of forming an element isolation insulating film on the semiconductor layer so as to surround an element region; Depositing a polycrystalline silicon layer containing a second conductivity type impurity on the isolation insulating film, and selectively removing the polycrystalline silicon layer to remove the element isolation insulating film from above the semiconductor layer around the element region; Forming an opening in the center of the element region by leaving it over the upper portion; and thermally diffusing the second conductivity type impurity contained in the remaining polycrystalline silicon layer to form a portion immediately below the polycrystalline silicon layer. Forming a second conductivity type guard ring layer on the surface of the semiconductor layer; and performing ion implantation through an opening in the polycrystalline silicon layer to form a second semiconductor layer having a higher concentration than the semiconductor layer inside the semiconductor layer. Forming a high-concentration cathode layer conductivity type, a method of manufacturing a semiconductor device including the step of forming a refractory metal silicide layer on the semiconductor layer surface of the opening portion of the polycrystalline silicon layer.
【請求項3】 ガードリング層の形成は高温急速熱処理
を施すことにより行うことを特徴とする請求項2記載の
半導体装置の製造方法。
3. The method according to claim 2, wherein the guard ring layer is formed by performing a high-temperature rapid heat treatment.
【請求項4】 ショットキーバリアダイオードとバイポ
ーラトランジスタを同一半導体基板上に作り込む半導体
装置の製造方法であって、 前記半導体基板上に第1導電型の半導体層を形成する工
程と、 ショットキーバリアダイオードおよびバイポーラトラン
ジスタの各素子領域を囲むように前記半導体層上に素子
分離絶縁膜を形成する工程と、 前記半導体層上および前記素子分離絶縁膜上に第2導電
型不純物を含む多結晶シリコン層を堆積し、前記多結晶
シリコン層を選択的に除去することにより前記ショット
キーバリアダイオードの素子領域の周辺部の前記半導体
層上から前記素子分離絶縁膜上に渡って残存させ前記シ
ョットキーバリアダイオードの素子領域の央部に開口部
を形成すると同時に前記バイポーラトランジスタの素子
領域内の真性ベース層の形成予定領域に対応した部分に
開口部を形成する工程と、 残存した前記多結晶シリコン層に含まれた第2導電型不
純物を熱拡散することにより前記ショットキーバリアダ
イオードの素子領域の前記多結晶シリコン層直下の前記
半導体層表面に第2導電型のガードリング層を形成する
と同時に前記バイポーラトランジスタの素子領域の前記
多結晶シリコン層直下の前記半導体層表面に第2導電型
の外部ベース層を形成する工程と、 前記多結晶シリコン層の開口部を通じてイオン注入を行
うことにより前記ショットキーバリアダイオードの素子
領域の前記半導体層の内部に前記半導体層より高濃度な
第1導電型の高濃度カソード層を形成すると同時に前記
バイポーラトランジスタの素子領域の前記半導体層の内
部に前記半導体層より高濃度な第1導電型の高濃度コレ
クタ層を形成する工程と、 前記ショットキーバリアダイオードの素子領域の前記多
結晶シリコン層の開口部の前記半導体層表面に高融点金
属珪化物層を形成する工程とを含む半導体装置の製造方
法。
4. A method of manufacturing a semiconductor device in which a Schottky barrier diode and a bipolar transistor are formed on the same semiconductor substrate, comprising: forming a first conductivity type semiconductor layer on the semiconductor substrate; Forming an element isolation insulating film on the semiconductor layer so as to surround each element region of the diode and the bipolar transistor; and a polycrystalline silicon layer containing a second conductivity type impurity on the semiconductor layer and the element isolation insulating film. And by selectively removing the polycrystalline silicon layer, the Schottky barrier diode is allowed to remain over the semiconductor layer around the element region of the Schottky barrier diode over the element isolation insulating film. An opening is formed at the center of the element region of the bipolar transistor, and at the same time, an opening in the element region of the bipolar transistor is formed. Forming an opening in a portion corresponding to a region where an intrinsic base layer is to be formed; and thermally diffusing a second conductivity type impurity contained in the remaining polycrystalline silicon layer to form an element region of the Schottky barrier diode. Forming a guard ring layer of a second conductivity type on the surface of the semiconductor layer immediately below the polycrystalline silicon layer, and simultaneously forming a second conductivity type externally on the surface of the semiconductor layer immediately below the polycrystalline silicon layer in the element region of the bipolar transistor. Forming a base layer; and performing ion implantation through an opening in the polycrystalline silicon layer to increase the concentration of the first conductivity type higher than the semiconductor layer inside the semiconductor layer in the element region of the Schottky barrier diode. At the same time as forming the high-concentration cathode layer, the semiconductor layer is formed inside the semiconductor layer in the element region of the bipolar transistor. Forming a high-concentration first-concentration-type high-concentration collector layer; and forming a high-melting-point metal silicide layer on the surface of the semiconductor layer in the opening of the polycrystalline silicon layer in the element region of the Schottky barrier diode. And a method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項5】 ガードリング層および外部ベース層の形
成は高温急速熱処理を施すことにより行うことを特徴と
する請求項4記載の半導体装置の製造方法。
5. The method according to claim 4, wherein the formation of the guard ring layer and the external base layer is performed by performing a high-temperature rapid heat treatment.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007243061A (en) * 2006-03-10 2007-09-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd Schottky barrier diode and manufacturing method thereof

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