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JPS58111345A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

Info

Publication number
JPS58111345A
JPS58111345A JP20940081A JP20940081A JPS58111345A JP S58111345 A JPS58111345 A JP S58111345A JP 20940081 A JP20940081 A JP 20940081A JP 20940081 A JP20940081 A JP 20940081A JP S58111345 A JPS58111345 A JP S58111345A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
region
substrate
conductivity type
conductive
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
JP20940081A
Other languages
English (en)
Inventor
Yukinori Kitamura
幸則 北村
Yoshinori Akamatsu
由規 赤松
Yoitsu Ohashi
大橋 洋逸
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.)
Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Microcomputer Engineering 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 Hitachi Ltd, Hitachi Microcomputer Engineering Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP20940081A priority Critical patent/JPS58111345A/ja
Publication of JPS58111345A publication Critical patent/JPS58111345A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76Making of isolation regions between components
    • H01L21/762Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/7624Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology
    • H01L21/76243Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology using silicon implanted buried insulating layers, e.g. oxide layers, i.e. SIMOX techniques

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Local Oxidation Of Silicon (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Element Separation (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】 本発明は半導体装置、特にa12素イオン打込みKよる
半導体酸化膜形成技術を用いた半導体装置に関する。
現在の最も一般的なバイポーラNPN)ランジスタ構造
は第1図に断面図で示すように、P−型Si半導体基板
1上に一部でN++埋込層2を介してエピタキシャルN
型8i層3を形成し、このN型5iJi3t’アイソレ
一ジ冒ンP型層4によりいくつかの領域に分離し、分離
された一つのN型8i層3の一部をコレクタとして、こ
のN@8i層30層面0表面KP型領領域を拡散してそ
の一部をベースとし、P渥領域の他部表面にN+型領領
域6拡散してエミッタとするとともにN型8i層30表
面の一部KN+型領域7を拡散してコレクタ取出し部と
するものである。
カカルバイボーラNPN)ランジスタにおいては、エミ
ッタ・ベース接合部に生ずる寄生容量0□、ペース・コ
レクタ接合部に生ずる寄生容量OTC’ 及びN”m埋
込層・P型基板間接合容量07.は総量として少なから
ず、トランジスタの高周波特性や高速性の面で問題があ
る。これら寄生″ 容量の低減を接合面積を少なくする
ことにより決定しようとすればトランジスタの素子の寸
法を小さくするより他はないが、マスク処理の点で困難
である。
バイポーラ素子を一つの半導体チップ上に多数個組込ん
で集積回路(10)を構成する場合、素子間の配線が複
雑化し、配線の多層化がさけられないが、配線の一部を
半導体内部に設けようとする場合、半導体層内に前記し
たように多(のPN接合が存在するため内部配耐は困難
である。
前記のようなアイソレーン1フ2層の代’)I/CM択
酸化膜酸化膜ソレージ1ンに使った場合は、P基板とN
++込層とは逆バイアスの接合分離構造となり、高速化
、基板へのリーク電流及び雑音の面で好ましくないとい
う問題がある。
本発明は上記した従来技術における各種の問題を酸素イ
オン打込み技術の利用により解決しようとするものであ
る。
したがって本発明の一つの目的はバイポーラ素子の低容
量化であり、それに伴う高速化・低雑音本発明の他の目
的はバイポーラ半導体装置における内部配線化であり、
それに伴う配線自由度の増加にある。
以下本発明を若干の実施例にそって詳述する。
実施例1 第2図は本発明の原理的構造を示すバイポーラ半導体装
置の断面図である。同図に示すようk、P型基板1とN
++込層2との接合面にP型基板への酸素イオン打込み
による半導体酸化膜(8i0.)8を形成し、この上に
N++込層2を介してエピタキシャルN層3を形成し、
8層30表面にベースとなるPfIi領域5.エミッタ
・コレクタとなるN+型領領域67を形成してバイポー
ラNPN)ランジスタを構成したものである。
第3図(at〜(elに上記バイポーラNPN)ランジ
スタの製造プロセスの例が各工程(a)〜(e)VC従
って示される。
(al  高比抵抗のP−型81基板1(結晶面(10
0)。
比抵抗1.800Ω・cm)の表面Kili膜等による
マスク9を設け、酸素イオン10をイオン打込み・アニ
ールする。打込み加速電圧は150KV又はそれ以上、
ドーズ量は1.2X10”Ca1−”、打込み深さは8
i表面から約400nmQ度とする。アニール温度は9
00〜1150℃で2時間以上とする。
(bl  上記工程でアニール処理により酸化膜8が形
成され、この酸化膜の上に薄いSt  (単結晶)の膜
11が残る。この薄い8i膜の表面Ksbのごときドナ
不純物をデポジットする。
(cl  8bデボジツ)k用いた酸化膜等のマスクを
除去し、前記の薄い8i膜11を含めて8i基基板面に
81をエピタキシャル成長させ厚さ10μm又はそれ以
上の厚さKN型ドープSt層34’形成する。このN型
81層成長によりPfJ基板1の酸化膜8とNWWB2
の間KN+堀込埋込が形成される。
(d)  A常のアイソレージ冒ンプロセスにより、8
層3とP基板1との間にアイソレーン1フ2層4を形成
し、N層の表面の一部にB(ボロン)選択拡散を行なっ
てベースとなるP領域5を形成する。
(e)  As  (ヒ素)又はP (IJン)の選択
拡散な行なりてエンツタ及びコレクタ取出し部となるN
+領域6,7を形成し、拡散マスクに使用した表面酸化
膜12に、対してコンタクトホトエッチを行ない、kl
蒸着により各領域にコンタクトする電極B、  E、 
Oを形成する。
実施例2 第4図(at (blは実施例1の変形例を示す工程断
面図である。
(1)前記実施例1の工程(b)の後、エピタキシャル
成長によるN11B1層3mを通常よりも薄<(5〜1
0μm)形成した上、酸素イオン打込み・アニール処理
によりNilai層3mの表面近傍に酸化膜13を形成
する。
(bl  次いで全面にさらに第2のエピタキシャル成
長によるNfflSi層3bを積層し、P型ベース5を
拡散し、N+型工2ツタ6、N+型コレクタ取出し部7
を拡散により形成する。二iツタ接合の表面近傍に酸素
イオン打込み、アニールを行ない、酸化膜14を形成す
る。この後、図示されないが、表rMtIt化膜に対し
コンタクトホトエッチを行ない、Aj蒸着ホトエッチに
より各領域にコンタクトする電極を形成するととkなる
以上実施例1.2で述べた本発明によれば、N+埋込層
とP型基板の接合面に酸素イオン打込みによる醸化膜を
形成するため、少なくともこの接合面での寄生容量07
.を現在のバイポーラトランジスタの平面寸法を変更す
ることなく減少することができる。又、図4 (a)(
b)の酸化膜8. 13. 14を形成するととにより
、サイリスタ防止の効果が得られる。
実施例2で述べた本発明によれば、N+堀埋込2のP基
板10間の他kPベースと8層の間及びN十工きツタと
ベースの間の接合面の一部にwII素イオン打込みによ
る酸化膜8,13.14を形成するためこれら接合面で
の寄生容量0.c、  0□をトランジスタの平面寸法
を変更することな(減少することができ、高周波特性及
び高速性が得られ、例えばIIL技術に適用して高性能
の回路が得られる。又0□の減少によりノイズ特性も優
れ低雑音特性も得られる。
実施例3 第5図(at〜(blは本発明をアイソプレーナ型トラ
ンジスタに応用した場合をそのプロセスに従って示すも
のである。
tat  高比抵抗別基板1の表面全面に酸素イオンを
打込み、アニールする。打込み加速電圧、ドーズ量、打
込み深さ、アニール温度は実施例1の場合と同様又はそ
れに近い程度とする。
(b)  上記工程でSi jiI板10表面に近い部
に酸化膜8が形成され、この酸化膜の上に薄い81膜1
1が残る。この薄い81膜11の表面(一部又は全部)
にN+堀埋込2形成のためのドナ不純物をデポジットし
、次いでエピタキシャル成長による低比抵抗Nff18
1層3を5〜10μm8i度の厚さに形成する。
(cl  N11層30表面の一部K 8 i 、 N
4のごとき耐酸化膜15を形成し、これをマスクとして
耐酸化性膜の形成されない部分を酸化性雰囲気により選
択酸化し、基板表面の酸化j[8に達するアイソレージ
璽ン酸化膜16を形成する。
(di  この後、従来のバイポーラ素子製造プロセス
と同様のプロセスによる選択拡散を行うことKより、P
型ベース5. N+型工tツタ6、N1型コレクタ取出
し部7を形成し、表面酸化膜のコンタクトホトエッチ後
、Aj無蒸着エラチェ楊を経てアイソプレーナ型バイポ
ーラNPN)ランジスタを得る。
上記の実施例で述べた本発明によれば下記の効果が得ら
れる。
在来の高速アイソプレーナ型バイポーラ素子は素子間は
選択酸化膜を利用した絶縁分離構造となっているが基板
とコレクタとなるN+埋込層との間は逆バイアスの接合
分離であり、高速性や基板へのリーク電流及び雑音の点
で好ましくない。しかし、酸素イオン打込技術により基
板1とN+堀埋込2との関に酸化膜8を形成するととに
より完全分離の構造となり01.がほとんどなくなり、
素子の高速比、低雑音化が実現できる。
実施例4 第6図(al〜(e)は半導体内部<*累イオン打込み
技術を利用し【上層と下層とを絶縁分離し多層の拡散配
線を形成する場合の例をそのプロセスに従って示すもの
である。
(a)  高比抵抗PII81基板1の表面に酸化膜1
7をマスクとする選択拡散によりN+拡散配線18を形
成する。
(bl  St基板lの表面に対し酸素イオン打込みを
行ない、次いでアニール処理することkより、基板表面
から少し深い部分に酸化膜8を形成する。
(cl  上記酸化膜8の上に残る薄いSi層11上に
エピタキシャル成長による低比抵抗N型81層3を形成
する。
(dl  N 118 i層3の表面に酸化膜19をマ
スクとする選択酸化を行ない、PIN拡散層20m、2
0bを形成し、その一部(20a)を下層配a(又は抵
抗)とする、P型拡散層の他W(20b)表面kN+拡
散層21を形成してこれを他の配線(又は抵抗)とする
tel  表面の酸化膜に対しコンタクトホトエッチを
行ない、AJ無蒸着ホトエッチにより、P拡散層又はN
+拡散層を用いた上層配all(又は抵抗)の配@Aj
端子22を形成すると同時に表面のAj配置123を形
成する。
第7図は第6図(e)で示した下層拡散配縁よりの配置
取出し構造な示すものである。すなわち、下層N+拡散
配I!118の延長部において、P基板1の上にエピタ
キシャルN層3を形成し、N層30表面よりN+拡散配
置118kl!続するN+コレクタ拡散(ON)層24
を形成し、表面へのN+拡散配線取出し層とする。N+
拡散配線取出し層24の周囲のエピタキシャルN層3に
は表面よりP基板に達するアイソレージ璽ンP層25を
設けて各配線取出し眉間の絶縁分離を図る。
以上の実施例で述べた本発#4によれば下記の効果が得
られる。
従来のバイポーラ構造ではP基板、エピタキシャルN層
の内部はPH1合でバイアス分離を行なう程度で構造的
に制約され半導体内部での多層配線は実現困難である。
しかし本発明によれば半導体内部に形成された酸素イオ
ン打込みによる8i0゜膜を絶縁膜として半導体層が上
層と下層に完全に絶縁分離するから、それぞれの半導体
層内KPN接合による配−等の動作活動部を形成するこ
とができる。このため本発明によれば配−の自由度が大
幅に増加し、狭いチップ内で複雑な配線が可能となった
【図面の簡単な説明】
第1図はバイポーラトランジスタの構造の例を示す断面
図である。第2図は本発明によるノ(イポーラトランジ
スタの原理的構造を示す断面図である。第3図(a)〜
(@)及び第4図(a)(b)は本発明における実施例
1及び実施例2に対応するプロセスの一部を示す工糧断
面図、第5図(a)〜(d)は本発明における実施例3
に対応するプロセスの一部を示す工程断面図、第6図(
1)〜(e)及び第7図は本発明における実施例4に対
応するプロセスの一部を示す工程断面図である。 1・・・Pal半導体基板、2・・・N+堀埋込、3・
・・NtIist層、4・・・アインレーシ習ンP71
.5・・・ペースP領域、6・・・工きツタN+領域、
7・・・コレクタN+領域、8・・・酸素イオン打込み
Kよる酸化膜、9・・・酸化膜マスク、10・・・打込
み酸素、11・・・薄い81膜、12・・・表面酸化膜
、13.14・・・酸素イオン打込みkよる酸化膜、1
5・・・耐酸化性膜、16・・・アイソレージ曹ン酸化
膜、17・・・酸化膜マスク、18・・・拡散配線、1
9・・・酸化膜、2one20b・・・P型拡散層、2
1・・・NW拡散配線、22・・・Aj端子、23・・
・A!配線、24・・・コレクタ拡散層、25・・・ア
イツレ−シーンP層。 代理人 弁理士  薄 1)利 幸、、。 −・。 1ノノ 竺 1 図 第2図 第  3  図 第  3 図 第  、4f’21 第  6  図 第  6  図 第  7  図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、第1導電屋半導体基板上に第2導電型半導体層を形
    成し℃その一部をコレクタとし、該第2導電型牛導体層
    の他部表面に第1導電型領域を形成してその一部をベー
    スとし、腋第2導電型領域の他S表面に第2導電漏領域
    を形成してエミッタとするトランジスタを構成した半導
    体装置において、第1導電型半導体基板と第2導電型半
    導体層との接合面に該半導体基板への酸素イオン打込み
    による半導体酸化膜を形成したことを特徴とする半導体
    装置。 2、第1導電型半導体基板上に第2導電型半導体層を形
    成してその一部をコレクタとし、該第2導電型半導体層
    の他部表面に第1導電型領域を形成してその一部をベー
    スとし、該第2導電型領域の他部表面に第2導電型領域
    を形成してエミッタとするトランジスタを構成した半導
    体装置にお(・て、第1導電屋半導体基板と第2導電臘
    半導体層との接合面、第2導電型半導体層とベースとな
    る第1導電置領域との接合面の一部及び第1導電型領域
    とエミッタとなる第2導電型領域との接合面の−ISK
    半導体基板及び半導体層への!l素イオン打込みによる
    半導体酸化膜を形成したことを特徴とする半導体装置。 3、第1導電型半導体基板上に第2導電型半導体層を形
    成し、咳第2導電型半導体層の一部表面に第1導電温領
    域を形成してその一部を配線とし、又は及び該第2導電
    型領域の他部表面に第2導電澄領域を形成して配線とす
    る半導体装置において、第1導電型半導体基板と第2導
    電型半導体層との接合面に諌半導体基板への酸素イオン
    打込みによる半導体酸化膜を形成するとともに#[化腰
    下の半導体基板表面の一部に高濃度第2導電型埋込層か
    らなる配線を形成したことを特徴とする半導体装置。
JP20940081A 1981-12-25 1981-12-25 半導体装置 Pending JPS58111345A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61188966A (ja) * 1985-02-16 1986-08-22 Fujitsu Ltd 高速半導体装置の製造方法
JPS6271272A (ja) * 1985-08-20 1987-04-01 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法
JPS63500627A (ja) * 1985-08-19 1988-03-03 モトロ−ラ・インコ−ポレ−テッド 埋込酸化物を有する半導体装置の製造
US5616509A (en) * 1994-09-28 1997-04-01 Nec Corporation Method for fabricating a semiconductor device
KR970067767A (ko) * 1996-03-12 1997-10-13 문정환 반도체 소자의 격리막 형성방법

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61188966A (ja) * 1985-02-16 1986-08-22 Fujitsu Ltd 高速半導体装置の製造方法
JPS63500627A (ja) * 1985-08-19 1988-03-03 モトロ−ラ・インコ−ポレ−テッド 埋込酸化物を有する半導体装置の製造
JPS6271272A (ja) * 1985-08-20 1987-04-01 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法
JPH0530303B2 (ja) * 1985-08-20 1993-05-07 Fujitsu Ltd
US5616509A (en) * 1994-09-28 1997-04-01 Nec Corporation Method for fabricating a semiconductor device
KR970067767A (ko) * 1996-03-12 1997-10-13 문정환 반도체 소자의 격리막 형성방법

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