[go: up one dir, main page]

KR0174622B1 - Structure of Bipolar Inverter and Manufacturing Method Thereof - Google Patents

Structure of Bipolar Inverter and Manufacturing Method Thereof Download PDF

Info

Publication number
KR0174622B1
KR0174622B1 KR1019950040869A KR19950040869A KR0174622B1 KR 0174622 B1 KR0174622 B1 KR 0174622B1 KR 1019950040869 A KR1019950040869 A KR 1019950040869A KR 19950040869 A KR19950040869 A KR 19950040869A KR 0174622 B1 KR0174622 B1 KR 0174622B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
diffusion layer
type diffusion
conductive metal
metal material
trench
Prior art date
Application number
KR1019950040869A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR970030790A (en
Inventor
유준형
Original Assignee
김광호
삼성전자주식회사
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 김광호, 삼성전자주식회사 filed Critical 김광호
Priority to KR1019950040869A priority Critical patent/KR0174622B1/en
Publication of KR970030790A publication Critical patent/KR970030790A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR0174622B1 publication Critical patent/KR0174622B1/en

Links

Classifications

    • 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
    • H10D84/645Combinations of only lateral BJTs
    • 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
    • H10D84/01Manufacture or treatment
    • H10D84/0112Integrating together multiple components covered by H10D8/00, H10D10/00 or H10D18/00, e.g. integrating multiple BJTs

Landscapes

  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)

Abstract

반도체상에서 바이폴라 인버터를 제조함에 있어서, 2개의 PNP 트랜지스터와 NPN 트랜지스터를 하나의 소자로 형성함으로써, 2개의 트랜지스터가 차지하던 면적을 줄이게 되며, 이에 따른 배선의 길이도 줄어들게 된다. 이에 따라 기생 정전 용량과 기생 저항을 줄어들게 되고, 하나의 소자화된 인버터는 종전의 인버터에 비하여 처리 속도면에서 향상된 성능을 제공하고, 미세 패턴 형성시 바이폴라 인버터의 미세화로 인한 미세 패턴을 형성하기가 용이하게 된다.In fabricating a bipolar inverter on a semiconductor, by forming two PNP transistors and an NPN transistor as one element, the area occupied by the two transistors is reduced, thereby reducing the length of the wiring. As a result, parasitic capacitance and parasitic resistance are reduced, and one elementized inverter provides improved performance in terms of processing speed as compared to a conventional inverter, and it is easy to form a fine pattern due to the miniaturization of a bipolar inverter when forming a fine pattern. Done.

Description

바이폴라 인버터의 구조 및 그 제조방법Structure of Bipolar Inverter and Manufacturing Method Thereof

제1도는 일반적인 바이폴라 인버터를 구성하는 회로도.1 is a circuit diagram constituting a general bipolar inverter.

제2도는 본 발명의 실시예에 따른 바이폴라 인버터의 단면도.2 is a cross-sectional view of a bipolar inverter according to an embodiment of the present invention.

제3a도 내지 제3h도는 본 발명의 방법에 의하여 바이폴라 인버터를 제조하는 공정도.3A-3H are process diagrams for manufacturing a bipolar inverter by the method of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

21 : p형 실리콘 기판 22, 25, 29 : 절연막21: p-type silicon substrate 22, 25, 29: insulating film

23 : N+형 메몰층 24 : P-형 에피택셜층23: N + type buried layer 24: P-type epitaxial layer

26 : N-형 확산층26: N-type diffusion layer

26-1 : NPN 트랜지스터의 컬렉터용 N-형 확산층26-1: N-type diffusion layer for collector of NPN transistor

26-2 : PNP 트랜지스터의 베이스용 N-형 확산층26-2: N-type diffusion layer for base of PNP transistor

28 : P-형 확산층28: P-type diffusion layer

28-1 : NPN 트랜지스터의 베이스용 P-형 확산층28-1: P-type diffusion layer for base of NPN transistor

28-2 : PNP 트랜지스터의 에미터용 P-형 확산층28-2: P-type diffusion layer for emitter of PNP transistor

30 : N+형 확산층 31 : 트렌치30: N + type diffusion layer 31: trench

32, 34 : 절연물 33 : 제1도전형 금속물32, 34: insulator 33: first conductive metal

35 : 제2 도전형 금속물 36 : 절연 산화막35: second conductive metal 36: insulating oxide film

37 : 전극 단자 38 : 제3도전형 금속물37: electrode terminal 38: third conductive metal material

A : 신호 입력단자 B : 접지 단자A: Signal input terminal B: Ground terminal

C : 전원 단자 D : 출력 단자C: power terminal D: output terminal

본 발명은 반도체의 제조방법에 관한 것인데, 특히 바이폴라 인버터의 구조 및 그 제조방법에 관한 것으로서, NPN 트랜지스터와 PNP 트랜지스터를 하나의 소자로 구성하여 처리속도를 향상시키고, 차지하는 면적을 줄인 바이폴라 인버터 및 그의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor, and more particularly, to a structure of a bipolar inverter and a method for manufacturing the same. It relates to a manufacturing method.

최근, 다기능을 가진 전자제품이 속속 선보임에 따라 반도체는 고집적화, 처리속도의 고속화를 필요로 하게 되었고, 이러한 반도체의 고집적화와 고속화를 위하여는 반도체상의 소자의 면적을 줄이는 것이 필수적이다.Recently, with the introduction of multifunctional electronic products one after another, semiconductors require high integration and processing speed, and in order to achieve high integration and high speed of semiconductors, it is essential to reduce the area of devices on the semiconductors.

제1도는 일반적인 바이폴라 인버터를 구성하는 회로도이다.1 is a circuit diagram of a general bipolar inverter.

제1도를 참고하여, 입력신호를 역상으로 변환하여 출력하는 인버터는 극성이 서로 다른 트랜지스터인, PNP 트랜지스터와 NPN 트랜지스터로 각각 구성되어, PNP 트랜지스터의 베이스와 NPN 트랜지스터의 베이스를 연결하여 신호 입력단자(A), PNP 트랜지스터의 에미터를 전원 단자(C), NPN 트랜지스터의 에미터를 접지 단자(B), PNP 트랜지스터와 NPN 트랜지스터의 컬렉터를 연결하여 신호 출력단자(D)로 사용한다.Referring to FIG. 1, an inverter for converting and outputting an input signal in reverse phase is composed of a PNP transistor and an NPN transistor, each transistor having different polarities, and connects the base of the PNP transistor and the base of the NPN transistor to a signal input terminal. (A) The emitter of the PNP transistor is used as the signal output terminal (D) by connecting the power supply terminal (C), the emitter of the NPN transistor to the ground terminal (B), and the collector of the PNP transistor and the NPN transistor.

이 때, PNP 트랜지스터는 신호의 로드 소자로 사용되고, NPN 트랜지스터는 신호의 드라이버 소자로 사용된다.At this time, the PNP transistor is used as a load element of the signal, and the NPN transistor is used as a driver element of the signal.

그러나, 상기에서 설명한 바와 같은 종래의 인버터는 2개의 소자를 각각 형성한 후 금속배선으로 연결하여 사용하므로써, 인버터가 차지하는 면적이 크고, 신호 처리 속도가 늦을 수밖에 없게 된다. 그리고, 2개의 트랜지스터를 연결하는데 따르는 기생저항과 기생정전용량이 발생하는 단점을 가지고 있다. 특히, 인버터의 신호 처리 속도는 인버터의 성능을 평가하는 중요한 요소로서 인버터의 저항과 정전용량의 곱에 의하여 크게 영향을 받는데, 신호 처리 속도가 늦다는 것은 바이폴라 인버터의 치명적인 결함이 된다.However, the conventional inverter as described above uses two metal elements and connects them with metal wiring, so that the area occupied by the inverter is large and the signal processing speed is inevitably slow. In addition, there are disadvantages in that parasitic resistances and parasitic capacitances associated with connecting two transistors are generated. In particular, the signal processing speed of the inverter is an important factor in evaluating the performance of the inverter, and is greatly influenced by the product of the inverter's resistance and capacitance. The slow signal processing speed is a fatal defect of the bipolar inverter.

따라서, 상기와 같은 2개의 소자를 형성한 후, 금속 배선으로 연결한 종래의 인버터는 면적이 증가하고 되고, 신호 처리 속도가 늦은 문제점이 있었다.Therefore, the conventional inverter connected by metal wiring after forming the two elements as described above, the area is increased, there is a problem that the signal processing speed is slow.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 것으로서, NPN 트랜지스터와 PNP 트랜지스터를 하나의 소자로 형성하여 소자의 면적을 감소시켜 신호 처리 속도를 향상시킨 바이폴라 인버터 및 그의 제조 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.Disclosure of Invention The present invention has been made in an effort to provide a bipolar inverter and a method of manufacturing the same, which improve the signal processing speed by reducing the area of the device by forming the NPN transistor and the PNP transistor as one device. There is this.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 실리콘 기판내에 N+형 메몰층, 상기 N+형 메몰층상에 P-형 에피택셜층, P-형 에피택셜층내에 N-형 확산층, N-형 확산층내에 P-형 확산층, P-형 확산층내에 N+형 확산층을 차례로 형성하는 공정과; 기판내에 트렌치를 형성하고, 이에 따라 식각되지 않은 부분이 NPN 트랜지스터와 PNP 트랜지스터의 영역으로 형성되는 공정과; 상기 두 트랜지스터의 사이에 형성된 트렌치의 입구가 트렌치의 하부보다 넓은 폭을 가지도록 식각하는 공정과; 트렌치내에 절연물을 채운 후, 두 트랜지스터의 베이스를 트렌치내에서 연결하기 위하여 두 트랜지스터의 사이에 형성된 트렌치내의 절연물을 비스듬히 식각하는 공정과; 트렌치내의 비스듬히 식각된 절연막상에 도전성 금속물을 도포하여 두 트렌지스터의 베이스를 서로 연결하고, 다시 절연물을 상기 트렌치내에 채운후, 도포된 도전성 금속물까지 상기 절연물을 식각하여 제거하고 도전성 금속물을 형성하는 공정과; 기판의 표면에 절연 산화막을 도포하고, 단자 배선 공정을 실시하여 입력단자, 전원 단자, 접지 단자를 차례로 형성하는 공정과; 메몰층까지 기판의 뒷면을 연마한 후, 단자 배선을 실시하여 출력 단자를 형성하는 것을 포함한다.A feature of the present invention for achieving the above object is an N + -type buried layer in a silicon substrate, a P-type epitaxial layer on the N + -type buried layer, an N-type diffused layer in a P-type epitaxial layer, and an N-type diffused layer. A step of sequentially forming a P-type diffusion layer and an N + type diffusion layer in the P-type diffusion layer; Forming a trench in the substrate, whereby an unetched portion is formed in the region of the NPN transistor and the PNP transistor; Etching the trench formed between the two transistors to have a wider width than a lower portion of the trench; After filling the insulator in the trench, etching the insulator in the trench formed between the two transistors at an angle to connect the bases of the two transistors in the trench; A conductive metal material is applied on the insulated etched film in the trench to connect the bases of the two transistors to each other, and after filling the insulator in the trench, the insulator is etched and removed to form the conductive metal material. Process of doing; Coating an insulating oxide film on the surface of the substrate, and performing a terminal wiring step to sequentially form an input terminal, a power supply terminal, and a ground terminal; After polishing the back surface of a board | substrate to a burying layer, it implements terminal wiring and forms an output terminal.

본 발명의 다른 특징은 실리콘 기판내에 NPN 트랜지스터와 PNP 트랜지스터가 실리콘 기판내에 각각 형성된 트랜지스터에 있어서, 상기의 두 트랜지스터의 양 측면에는 각각 절연물로 채워진 트렌치와; 상기 NPN 트랜지스터는 N+형 메몰층, 컬렉터 영역인 N-형 확산층, 베이스 영역인 P-형 확산층, 에미터 영역인 N+형 확산층이 기판내에 형성되고; 상기 PNP 트랜지스터는 컬렉터 영역인 P-형 에피택셜층, 베이스 영역인 N-형 확산층, 에미터 영역인 P-형 확산층이 기판내에 형성되고; 상기의 두 트랜지스터의 사이의 트렌치내에서 NPN 트랜지스터와 PNP 트랜지스터의 베이스간을 제1도전성 금속물이 형성되어 전기적으로 연결되고; 상기 제1도전성 금속물 상부와 실리콘 기판의 표면에 이르는 제2도전성 금속물이 형성되고; 상기 실리콘 기판의 배면에 제3도전성 금속물이 형성되어 있는 바이폴라 인버터의 구조를 포함하는 것이다.Another aspect of the invention is a transistor in which a NPN transistor and a PNP transistor are respectively formed in a silicon substrate in a silicon substrate, each side of each of the two transistors having a trench filled with an insulator; The NPN transistor includes an N + type buried layer, an N-type diffusion layer serving as a collector region, a P-type diffusion layer serving as a base region, and an N + diffusion layer serving as an emitter region; The PNP transistor is formed with a P-type epitaxial layer, a collector region, an N-type diffusion layer, a base region, and a P-type diffusion layer, an emitter region; A first conductive metal is formed and electrically connected between the base of the NPN transistor and the PNP transistor in the trench between the two transistors; A second conductive metal material is formed on the first conductive metal material and on the surface of the silicon substrate; And a bipolar inverter structure in which a third conductive metal is formed on the back surface of the silicon substrate.

이하, 첨부된 도면과 함께 본 발명의 실시예에 따라서 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail according to an embodiment of the present invention with the accompanying drawings as follows.

제2도는 본 발명의 방법에 의하여 제조된 바이폴라 인버터의 구조를 나타낸 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing the structure of a bipolar inverter manufactured by the method of the present invention.

제2도를 참조하면, 실리콘 기판내에 NPN 트랜지스터와 PNP 트랜지스터가 실리콘 기판내에 각각 형성되고, 두 트랜지스터의 양 측면에는 각각 절연물(32)로 채워진 트렌치가 형성되어 있다.Referring to FIG. 2, NPN transistors and PNP transistors are formed in the silicon substrate, respectively, and trenches filled with the insulator 32 are formed on both sides of the two transistors.

상기 NPN 트랜지스터는 N+형 메몰층(23), 컬렉터 영역인 N-형 확산층(26-1), 베이스 영역인 P-형 확산층(28-1), 에미터 영역인 N+형 확산층(30)이 순차적으로 형성되어 있다. 또한, 상기 PNP 트랜지스터는 컬렉터 영역인 P-형 에피택셜층(24), 베이스 영역인 N-형 확산층(26-2), 에미터 영역인 P-형 확산층(28-2)이 순차적으로 형성되어 있다.The NPN transistor includes an N + type buried layer 23, an N-type diffusion layer 26-1 serving as a collector region, a P-type diffusion layer 28-1 serving as a base region, and an N + type diffusion layer 30 serving as an emitter region. It is formed. In the PNP transistor, a P-type epitaxial layer 24 that is a collector region, an N-type diffusion layer 26-2 that is a base region, and a P-type diffusion layer 28-2 that is an emitter region are sequentially formed. have.

그리고, 두 트랜지스터의 사이의 트렌치내에서 NPN 트랜지스터와 PNP 트랜지스터의 베이스간(28-1)(26-2)을 제1도전성 금속물(33)이 형성되어 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 제1도전성 금속물(33) 상부에서 실리콘 기판의 표면까지 제2도전성 금속물(35)이 형성되어 있다.In the trench between the two transistors, a first conductive metal material 33 is formed and electrically connected between the base 28-1 and 26-2 of the NPN transistor and the PNP transistor. The second conductive metal material 35 is formed from the upper portion of the metal material 33 to the surface of the silicon substrate.

상기 실리콘 기판의 배면의 전면에 제3도전성 금속물(38)이 형성되어 있고, 상기 기판의 전면에 패터닝된 절연 산화막(36)이 형성되어 있고, 패터닝된 절연 산화막(36)의 콘택 사이와 기판의 배면에 금속 단자(B)(A)(C)가 형성되어 있는데, NPN 트랜지스터의 에미터 영역(30)상부에는 접지 단자(B), 제2도전성 금속물(35) 상부에는 입력단자(A), PNP 트랜지스터의 에미터 영역(28-2) 상부에는 전원 단자(C), 제3도전성 금속물(38) 상부에는 출력 단자(D)가 각각 형성되어 있는 구조를 가진다.A third conductive metal material 38 is formed on the entire surface of the back surface of the silicon substrate, and a patterned insulating oxide film 36 is formed on the front surface of the substrate, and between the contacts of the patterned insulating oxide film 36 and the substrate. A metal terminal (B) (A) (C) is formed on the rear surface of the NPN transistor. The ground terminal (B) is disposed above the emitter region (30) of the NPN transistor, and the input terminal (A) is located above the second conductive metal material (35). ), The power supply terminal C is formed on the emitter region 28-2 of the PNP transistor, and the output terminal D is formed on the third conductive metal material 38, respectively.

제3a도 내지 제3h도는 본 발명에 의하여 바이폴라 인버터를 제조하는 공정도이다.3A to 3H are process drawings for manufacturing a bipolar inverter according to the present invention.

제3a도를 참조하여, P형 불순물이 주입되어 있는 실리콘 기판(21)의 전면에 절연막(22)을 형성한 다음, 패터닝한 후, 절연막(22)을 마스크로하여 N+형 불순물 이온을 주입하여 낮은 저항을 가지는 N+형 메몰층(23)을 형성한다.Referring to FIG. 3A, an insulating film 22 is formed on the entire surface of the silicon substrate 21 into which the P-type impurity is implanted. Then, after patterning, N + type impurity ions are implanted using the insulating film 22 as a mask. An N + type buried layer 23 having a low resistance is formed.

제3b도에서와 같이, 상기 절연막을 식각하여 제거한 실리콘 제판(21)상에 P-형 에피택셜층(24)을 두껍게 성장시키고, 제3c도를 참조하여, 실리콘 기판(21)의 전면에 절연막(35)을 형성하여 패터닝하고, 패터닝된 절연막(25)을 마스크로 사용하여 N-형 불순물 이온을 주입하므로써, N-형 확산층(26)을 형성한다.As shown in FIG. 3B, the P-type epitaxial layer 24 is thickly grown on the silicon plate 21 removed by etching the insulating film. Referring to FIG. 3C, the insulating film is formed on the entire surface of the silicon substrate 21. An N-type diffusion layer 26 is formed by forming and patterning 35 and injecting N-type impurity ions using the patterned insulating film 25 as a mask.

제3d도를 참조하여, 절연막(25)을 마스크로하여 P-형 불순물 이온을 주입하므로써 P-형 확산층(28)을 형성하고, 제3e에서와 같이, 상기 절연막(25)을 제거한 다음, 불순물 이온 주입을 위한 절연막(29)을 형성하여 패터닝하고, 상기 절연막(29)을 마스크로 하여, N+형 불순물 이온을 주입한 후, 확산 공정을 실시하므로써, N+형 확산층(30)을 형성한다. 여기서, N-형 확산층(26)은 NPN 트랜지스터의 컬렉터와 PNP 트랜지스터의 베이스가 되고, P-형 확산층(28)은 NPN 트랜지스터의 베이스와 PNP 트랜지스터의 에미터가 되고, N+형 확산층(30)은 NPN 트랜지스터의 에미터가 된다.Referring to FIG. 3D, a P-type diffusion layer 28 is formed by injecting P-type impurity ions using the insulating film 25 as a mask, and as shown in FIG. 3E, the insulating film 25 is removed, and then impurities An insulating film 29 for ion implantation is formed and patterned, and after implanting N + type impurity ions using the insulating film 29 as a mask, a diffusion process is performed to form an N + type diffusion layer 30. Here, the N-type diffusion layer 26 becomes the collector of the NPN transistor and the base of the PNP transistor, the P-type diffusion layer 28 becomes the base of the NPN transistor and the emitter of the PNP transistor, and the N + type diffusion layer 30 It becomes the emitter of the NPN transistor.

제3f도에서와 같이, 소정의 식각 공정을 통하여 N형 불순물 메물층(23)까지 선택적으로 식각하여 제거하고 트렌치(31-1)(31-2)(31-3)를 형성하는데, 이는 소자 격리 영역을 형성하여 반도체 소자간 누설 전류를 방지하기 위한 것이며, 이와 동시에 기판내(21)의 식각되지 않은 불순물 영역은 NPN 트랜지스터와 PNP 트랜지스터의 영역으로 나뉘어지게 된다.As shown in FIG. 3F, the N-type impurity material layer 23 is selectively etched and removed through a predetermined etching process to form trenches 31-1, 31-2 and 31-3, which are devices. In order to prevent leakage current between semiconductor devices by forming an isolation region, an unetched impurity region in the substrate 21 is divided into an NPN transistor and a PNP transistor region.

다시말해서, N+형 메몰층(23), N-형 확산층(26-1), P-형 확산층(28-1), N+형 확산층(30)으로 구성된 부분은 NPN 트랜지스터 영역이 되고, N+형 확산층(30)은 NPN 트랜지스터의 이미터, N-형 확산층(26-1)은 NPN 트랜지스터의 컬렉터, P-형 확산층(28-1)은 NPN 트랜지스터의 베이스가 된다. 그리고, P-형 확산층(28-2), N-형 확산층(26-2), P-형 에피택셜층(24)으로 구성된 부분은 PNP 트랜지스터 영역이 되고, P-형 확산층(28-2)은 PNP 트랜지스터의 이미터, N-형 확산층(26-2)은 PNP 트랜지스터의 베이스, P-형 에피택셜층(24)은 PNP 트랜지스터의 컬렉터가 된다.In other words, the portion composed of the N + type buried layer 23, the N-type diffusion layer 26-1, the P-type diffusion layer 28-1, and the N + type diffusion layer 30 becomes an NPN transistor region, and the N + type diffusion layer. Numeral 30 denotes an emitter of the NPN transistor, N-type diffusion layer 26-1 becomes a collector of NPN transistor, and P-type diffusion layer 28-1 becomes a base of NPN transistor. The portion composed of the P-type diffusion layer 28-2, the N-type diffusion layer 26-2, and the P-type epitaxial layer 24 becomes a PNP transistor region, and the P-type diffusion layer 28-2 is provided. The emitter of the PNP transistor, the N-type diffusion layer 26-2 are the base of the PNP transistor, and the P-type epitaxial layer 24 is the collector of the PNP transistor.

계속해서, 제3g도를 참조하여, 상기와 같이 형성된 트렌치(31-1)(31-2)(31-3)내에 절연물(32)을 채움으로써, NPN 트랜지스터와 PNP 트랜지스터를 전기적으로 격리한다.Subsequently, referring to FIG. 3G, the NPN transistor and the PNP transistor are electrically isolated by filling the insulator 32 in the trenches 31-1, 31-2, and 31-3 formed as described above.

그리고, 두 개의 트랜지스터 사이에 형성된 트렌치(31-2)의 입구를 트렌치(31-2)의 저부보다 넓은 폭을 가지도록 식각하는데, 이것은 트랜지스터의 베이스 단자의 폭을 넓혀주기 위함이다.In addition, the inlet of the trench 31-2 formed between the two transistors is etched to have a width wider than the bottom of the trench 31-2, to widen the width of the base terminal of the transistor.

계속해서, NPN 트랜지스터와 PNP 트랜지스터의 베이스간(28-1)(26-2)을 연결할 수 있도록 두 트랜지스터 사이의 트렌치(31-2)내의 절연물(32)을 경사진 방향으로 식각한다.Subsequently, the insulator 32 in the trench 31-2 between the two transistors is etched in the inclined direction so that the base 28-1 and 26-2 of the NPN transistor and the PNP transistor can be connected.

상기 절연물(32)을 경사진 방향으로 식각하는 것은 이 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 경사 시각 방법에 의해 달성된다. 즉, 상기 절연물(32)의 일부 표면만을 노출시킨 상태에서 기판(21) 표면에 대해 경사지게 스퍼터 식각하여 상기 절연물(32)의 일부를 식각한 다음, 상기 절연물(32)의 상부 표면 전체를 노출시킨 상태에서 기판(21) 표면에 대해 수직으로 스퍼터 식각하면 제3g도에서와 같이, 상기 절연물(32)의 표면이 경사지게 형성된다. 이 때, 상기 절연물(32)의 식각 시간을 조절함으로써, NPN 트랜지스터와 PNP 트랜지스터의 베이스(28-1)(26-2)가 노출되도록 한다.Etching the insulator 32 in an inclined direction is accomplished by an oblique viewing method commonly used in the art. That is, while only a part of the surface of the insulator 32 is exposed, the sputter etching is inclined with respect to the surface of the substrate 21 to etch a part of the insulator 32, and then the entire upper surface of the insulator 32 is exposed. When sputter etching perpendicular to the surface of the substrate 21 in the state, as shown in FIG. 3g, the surface of the insulator 32 is inclined. At this time, by controlling the etching time of the insulator 32, the base 28-1 and 26-2 of the NPN transistor and the PNP transistor are exposed.

또한, 상기 수직 스퍼터 식각시, 트렌치(31-2)의 입구를 넓히는 방향으로 식각함으로써, 양 트랜지스터의 베이스 단자의 폭을 넓히게 된다.In addition, during the vertical sputter etching, the base terminals of both transistors are widened by etching the openings of the trench 31-2.

상기와 같이, 경사진 방향으로 식각된 절연물(32)상에 제1도전성 금속물(33)을 채우고, 제1도전성 금속물(33)상에 절연물(34)을 채운 다음, 이방성 식각을 선택적으로 실시하여 상기 제1도전성 금속물(33)까지 절연막(34)의 일부를 제거하고, 제거된 부위에 제2도전성 금속물(35)을 채운다.As described above, the first conductive metal material 33 is filled on the insulator 32 etched in the inclined direction, the insulating material 34 is filled on the first conductive metal material 33, and then anisotropic etching is selectively performed. As a result, a part of the insulating film 34 is removed up to the first conductive metal material 33, and the second conductive metal material 35 is filled in the removed portion.

이어서, 절연을 위한 산화막(36)을 기판의 전면에 도포한 후, 패터닝한 다음, 단자 배선 공정을 실시하여 게이트 입력단자(A), 접지단자(B), 전원단자(C)를 차례로 형성한다.Subsequently, an oxide film 36 for insulation is coated on the entire surface of the substrate, and then patterned. Then, a terminal wiring process is performed to form a gate input terminal A, a ground terminal B, and a power supply terminal C in this order. .

마지막으로, 기판의 뒷면을 연마하여 N+형 메몰층(23)까지 제거한 후, 이 면에 제3도전형 금속물(38)을 형성하여 신호를 출력하는 출력 단자(D)를 형성한다. 이로써, 하나의 소자화된 인버터(제2도)를 완성한다.Finally, the back surface of the substrate is polished to remove the N + type buried layer 23, and then the third conductive metal material 38 is formed on this surface to form an output terminal D for outputting a signal. This completes one elementized inverter (FIG. 2).

상기와 같은 본 발명에 따르면, 2개의 트랜지스터를 하나의 소자로 형성함으로써, 종래의 2개의 소자를 연결하는데 따른 금속 산화막과 실리콘막 사이의 기생저항과 기생 정전용량을 줄이고, 종래의 2개의 트랜지스터가 차지하던 공간을 줄이고, 이에따른 배선 길이가 줄어 들게 되므로써, 인버터의 처리 속도를 향상시킬 수 있게 된다.According to the present invention as described above, by forming two transistors as one element, the parasitic resistance and parasitic capacitance between the metal oxide film and the silicon film to connect the two conventional devices is reduced, and the two conventional transistors By reducing the space occupied and thus the wiring length, the processing speed of the inverter can be improved.

Claims (3)

NPN 트랜지스터와 PNP 트랜지스터로 구성된 바이폴라 인버터를 제조함에 있어서, P형 기판(21)상에 N형 메몰층(23)을 형성하고, 그 위에 P형 에피택셜층(24)을 성장하는 공정과, N형 메몰층(23)에 닿도록 N형 확산층(26)을 형성하는 공정과, N형 확산층(26)의 내부에 P형 확산층(28)을 형성하는 공정과; P형 확산층(28)의 내부에 고농도의 N형 확산층(30)을 형성하는 공정과, 상기와 같이 불순물이 형성된 기판(21)내에 트렌치(31-1)(31-2)(31-3)를 형성하는 공정과, 트렌치(31-1)(31-2)(31-3)를 형성함으로써 식각되지 않고 남아 있는 불순물 영역에 의해 NPN 트랜지스터와 PNP 트랜지스터 영역으로 구분되고, 트렌치(31-1)(31-2)(31-3)내에 절연물(32)을 채우는 공정과, 트렌치(31-2)내에 PNP 트랜지스터와 NPN 트랜지스터의 베이스 영역(28-1)(26-2)을 도전성 금속을 이용하여 연결하기 위한 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이폴라 인버터의 제조방법.In manufacturing a bipolar inverter composed of an NPN transistor and a PNP transistor, a step of forming an N-type buckled layer 23 on the P-type substrate 21 and growing the P-type epitaxial layer 24 thereon, and N Forming an N-type diffusion layer 26 so as to contact the type buckling layer 23, and forming a P-type diffusion layer 28 inside the N-type diffusion layer 26; Forming a high concentration of the N-type diffusion layer 30 inside the P-type diffusion layer 28 and trenches 31-1, 31-2 and 31-3 in the substrate 21 in which impurities are formed as described above. And the impurity regions that remain unetched by forming the trenches 31-1, 31-2 and 31-3, and are divided into NPN transistors and PNP transistor regions, and trenches 31-1. The process of filling the insulator 32 in (31-2) and (31-3), and the base region 28-1 (26-2) of a PNP transistor and an NPN transistor in the trench 31-2 using a conductive metal. Method of manufacturing a bipolar inverter comprising a step for connecting by. 제1항에 있어서, NPN 트랜지스터와 PNP 트랜지스터의 베이스 영역(28-1)(26-2)을 연결하는 공정은, 트렌치내(31-2)에 채워진 절연물(32)이 경사를 가지도록 식각하되, 상기 NPN 트랜지스터와 PNP 트랜지스터의 베이스 영역(28-1)(26-2)의 측벽이 노출될 때까지 식각하고, 트렌치(31-2)의 입구를 넓히는 방향으로 경사지게 식각하여 차후에 형성될 게이트 단자의 폭을 넓혀주는 공정과, 상기와 같이 형성된 NPN 트랜지스터와 PNP 트랜지스터의 베이스 영역(28-1)(26-2)을 제1도전성 금속물(33)로 트렌치(31-2) 내부에서 연결하는 공정과, 상기와 같은 트렌치(31-2)내에 절연물(32)을 채우고, 절연물(32)의 일부를 상기 제1금속물(33)까지 선택적으로 식각하는 공정과, 상기의 식각된 부위에 제2도전성 금속물(35)을 형성하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 바이폴라 인버터의 제조방법.The process of claim 1, wherein the process of connecting the NPN transistors and the base regions 28-1 and 26-2 of the PNP transistor is etched such that the insulator 32 filled in the trench 31-2 is inclined. A gate terminal to be etched until the sidewalls of the base regions 28-1 and 26-2 of the NPN transistor and the PNP transistor are exposed, and inclinedly etched in a direction widening the inlet of the trench 31-2. The process of widening the width of the junction and connecting the base regions 28-1 and 26-2 of the NPN transistor and the PNP transistor formed as described above with the first conductive metal material 33 inside the trench 31-2. Filling the insulator 32 in the trench 31-2 as described above, selectively etching a part of the insulator 32 to the first metal material 33, and The bipolar inverter, characterized in that the step of forming a conductive metal material 35 Article methods. 실리콘 기판내에 형성된 트렌치(31-1)(31-2)(31-3)와, 이웃하는 트렌치 사이의 기판내에 순차적으로 형성된 N+형 매몰층(23), NPN 트랜지스터의 컬렉터용 N-형 확산층(26-1), 베이스용 P-형 확산층(28-1), 에미터용 N+형 확산층(30)과, 이웃하는 트렌치 사이의 기판내에 순차적으로 형성된 PNP 트랜지스터의 컬렉터용 P-형 에피택셜층(24), 베이스용 N-형 확산층(26-2), 에미터용 P-형 확산층(28-2)과, 상기의 두 트랜지스터의 사이의 트렌치내에 형성된 NPN 트랜지스터와 PNP 트랜지스터의 베이스간(28-1)(26-2)을 연결하기 위한 제1도전성 금속물(33)과, 트렌치(31-2)내의 상기 제1도전성 금속물(33) 상부와 실리콘 기판의 표면에 걸쳐 형성된 제2도전성 금속물(35)과, 상기 제1 및 제2도전성 금속물(33)(35)을 제외한 트렌치(31-2)내에 형성된 절연막(32)과, 상기 실리콘 기판의 배면에 전면에 형성된 제3도전성 금속물(38)과, 상기 기판의 전면에 패터닝되어 형성된 절연 산화막(36)과, 상기 절연 산화막(36)사이의 기판상에 상기 NPN 트랜지스터의 에미터용 N+형 확산층(30), 제2도전성 금속물(35), PNP 트랜지스터의 에미터용 P-형 확산층(28-2), 그리고 제3도전성 금속물(38)과 각각 전기적으로 접속되도록 형성된 접지 단자(B), 입력단자(A), 전원 단자(C), 출력 단자(D)가 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 바이폴라 인버터의 구조.Trenches 31-1, 31-2 and 31-3 formed in the silicon substrate, an N + type buried layer 23 sequentially formed in the substrate between neighboring trenches, and an N-type diffusion layer for collectors of NPN transistors ( 26-1), P-type diffusion layer 28-1 for emitters, N + type diffusion layer 30 for emitters, and P-type epitaxial layer 24 for collectors of PNP transistors sequentially formed in a substrate between neighboring trenches. ), The base N-type diffusion layer 26-2, the emitter P-type diffusion layer 28-2, and the base 28-1 of the NPN transistor and the PNP transistor formed in the trench between the two transistors described above. A first conductive metal material 33 for connecting the 26-2, and a second conductive metal material formed over the first conductive metal material 33 in the trench 31-2 and the surface of the silicon substrate; 35, an insulating film 32 formed in the trench 31-2 except for the first and second conductive metal materials 33 and 35, and a front surface of the silicon substrate. An N + type diffusion layer 30 for emitters of the NPN transistors on the substrate between the formed third conductive metal material 38, the insulating oxide film 36 formed on the front surface of the substrate, and the insulating oxide film 36; A ground terminal B and an input terminal A formed to be electrically connected to the second conductive metal material 35, the P-type diffusion layer 28-2 for the emitter of the PNP transistor, and the third conductive metal material 38, respectively. ), A power supply terminal (C) and an output terminal (D) are formed, respectively.
KR1019950040869A 1995-11-11 1995-11-11 Structure of Bipolar Inverter and Manufacturing Method Thereof KR0174622B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019950040869A KR0174622B1 (en) 1995-11-11 1995-11-11 Structure of Bipolar Inverter and Manufacturing Method Thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019950040869A KR0174622B1 (en) 1995-11-11 1995-11-11 Structure of Bipolar Inverter and Manufacturing Method Thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR970030790A KR970030790A (en) 1997-06-26
KR0174622B1 true KR0174622B1 (en) 1999-02-01

Family

ID=19433791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019950040869A KR0174622B1 (en) 1995-11-11 1995-11-11 Structure of Bipolar Inverter and Manufacturing Method Thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR0174622B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102481855B1 (en) 2021-07-07 2022-12-27 고려대학교 산학협력단 Logic-in-memory inverter using feedback field-effect transistor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102481855B1 (en) 2021-07-07 2022-12-27 고려대학교 산학협력단 Logic-in-memory inverter using feedback field-effect transistor

Also Published As

Publication number Publication date
KR970030790A (en) 1997-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0137906A1 (en) Method for fabricating vertical NPN and lateral PNP transistors in the same semiconductor body
US4492008A (en) Methods for making high performance lateral bipolar transistors
US6218725B1 (en) Bipolar transistors with isolation trenches to reduce collector resistance
US5525826A (en) Integrated vertical bipolar and vertical MOSFET transistors
US4323913A (en) Integrated semiconductor circuit arrangement
JPS60194558A (en) Manufacture of semiconductor device
KR100208977B1 (en) Manufacturing Method of Ultra Fast Bipolar Transistor
KR0174622B1 (en) Structure of Bipolar Inverter and Manufacturing Method Thereof
EP0646960B1 (en) Semiconductor device with a semiconductor element provided in a mesa structure
JP3242000B2 (en) Bipolar transistor having self-aligned base electrode and method of manufacturing the same
JP2731811B2 (en) Columnar bipolar transistor and method of manufacturing the same
KR0163924B1 (en) Horizontal transistor and manufacturing method
KR100206579B1 (en) Integrated injection logic (I L) device and method of manufacturing the same
KR100247281B1 (en) Junction Capacitor Using Bipolar Transistor Structure and Its Manufacturing Method
EP1172848A1 (en) Integrated semiconductor structure
KR940009359B1 (en) BICMOS structure and manufacturing method
KR100262802B1 (en) Integrated injection logic device application of a lateral bipolar transistor
KR100192543B1 (en) Manufacturing method of bipolar transistor
JP2583000B2 (en) Semiconductor device
KR100255126B1 (en) Lateral bipolar transistor and the manufacturing method thereof
JPS6022504B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP3389092B2 (en) Dielectric separated type semiconductor device
KR100275755B1 (en) High power bipolar transistor and method for fabricating thereof
KR100273121B1 (en) Junction type bipolar transistor and method for fabricating thereof
KR100264519B1 (en) Method for fabricating bipolar transistor

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 19951111

PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 19951111

Comment text: Request for Examination of Application

PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 19980715

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 19981029

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 19981105

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 19981105

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20011019

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20021011

Start annual number: 5

End annual number: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20031010

Start annual number: 6

End annual number: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20041008

Start annual number: 7

End annual number: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20051005

Start annual number: 8

End annual number: 8

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20061030

Start annual number: 9

End annual number: 9

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20071029

Start annual number: 10

End annual number: 10

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20081103

Start annual number: 11

End annual number: 11

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20091027

Start annual number: 12

End annual number: 12

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20101025

Start annual number: 13

End annual number: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20111028

Year of fee payment: 14

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20111028

Start annual number: 14

End annual number: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121022

Year of fee payment: 15

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20121022

Start annual number: 15

End annual number: 15

LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee

Termination category: Default of registration fee

Termination date: 20141009