JP2656125B2 - 半導体集積回路の製造方法 - Google Patents
半導体集積回路の製造方法Info
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- JP2656125B2 JP2656125B2 JP1330589A JP33058989A JP2656125B2 JP 2656125 B2 JP2656125 B2 JP 2656125B2 JP 1330589 A JP1330589 A JP 1330589A JP 33058989 A JP33058989 A JP 33058989A JP 2656125 B2 JP2656125 B2 JP 2656125B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、主として、バイポーラ素子を含む半導体集
積回路、特に、工程の簡単な素子分離法に関するもので
ある。
積回路、特に、工程の簡単な素子分離法に関するもので
ある。
従来の技術 バイポーラ素子を分離する方法には、大きく分けて、
PN接合分離と、誘電体分離がある。前者は、比較的簡単
な工程ですむが、分離層が大きく集積度を上げにくい。
後者は、これに対し、素子を小さくできるので、高周波
特性の優れた素子が形成できるが、工程は、複雑にな
る。
PN接合分離と、誘電体分離がある。前者は、比較的簡単
な工程ですむが、分離層が大きく集積度を上げにくい。
後者は、これに対し、素子を小さくできるので、高周波
特性の優れた素子が形成できるが、工程は、複雑にな
る。
このうち、高集積化が不向きな前者の改良として、上
下分離型のPN接合分離がある。この方法では、エピタキ
シャル層の上下から不純物を拡散させて島領域を形成し
て分離する。これによれば、不純物の拡散広がりが小さ
く、分離面積を少なくすることができ、高集積化し易い
反面、マスク工程が1回増加することになり、コストア
ップは避けられない。
下分離型のPN接合分離がある。この方法では、エピタキ
シャル層の上下から不純物を拡散させて島領域を形成し
て分離する。これによれば、不純物の拡散広がりが小さ
く、分離面積を少なくすることができ、高集積化し易い
反面、マスク工程が1回増加することになり、コストア
ップは避けられない。
この従来のPN接合分離法を第2図に示した断面フロー
チャートに従って説明する。
チャートに従って説明する。
まず、P型半導体基板1を酸化し、酸化膜2を表面に
形成する。これに、周知のフォトリソグラフィー及びエ
ッチング工程によって所定領域の酸化膜2を開口する。
そこへイオン注入法によりアンチモン(Sb)を注入し、
拡散してN+型埋込拡散層3を形成する(第2図a)。
形成する。これに、周知のフォトリソグラフィー及びエ
ッチング工程によって所定領域の酸化膜2を開口する。
そこへイオン注入法によりアンチモン(Sb)を注入し、
拡散してN+型埋込拡散層3を形成する(第2図a)。
これと同様の工程を繰り返して、今度は、P型半導体
基板1の中にP型埋込拡散層4を形成する(第2図
b)。この後、酸化膜2をウェットエッチングによって
全て除去し、半導体基板1の上にN型エピタキシャル層
5を成長させる。
基板1の中にP型埋込拡散層4を形成する(第2図
b)。この後、酸化膜2をウェットエッチングによって
全て除去し、半導体基板1の上にN型エピタキシャル層
5を成長させる。
さらに、酸化,フォトリソグラフィー,エッチング,
イオン注入工程によって、前の工程と同様にしてP型拡
散層6をエピタキシャル層5の表面より形成する。
イオン注入工程によって、前の工程と同様にしてP型拡
散層6をエピタキシャル層5の表面より形成する。
P型埋込拡散層4と、エピタキシャル表面(上面)か
ら拡散したP型拡散層6は、少なくとも、ウェハーの全
ての熱処理が完了するまでに、重なり合わせる。ここま
でを第2図−(c)に示す。なお、21はエピタキシャル
層5の表面に形成された酸化膜である。P型の半導体基
板1とP型の拡散層4と6で囲まれた領域は、N型の島
領域で、トランジスタ,ダイオード,抵抗等の素子を形
成する領域となる(第2図−(c)以降のこれらの素子
を形成する工程については、説明を省略した)。
ら拡散したP型拡散層6は、少なくとも、ウェハーの全
ての熱処理が完了するまでに、重なり合わせる。ここま
でを第2図−(c)に示す。なお、21はエピタキシャル
層5の表面に形成された酸化膜である。P型の半導体基
板1とP型の拡散層4と6で囲まれた領域は、N型の島
領域で、トランジスタ,ダイオード,抵抗等の素子を形
成する領域となる(第2図−(c)以降のこれらの素子
を形成する工程については、説明を省略した)。
発明が解決しようとする課題 第2図に示した、従来からのPN接合上下分離によれば
エピタキシャルの表面(上側)からのみの拡散によるPN
接合分離に比べれば、素子分離に要する面積は小さくで
きるが、埋め込み拡散のための工程数が増えるという欠
点があった。
エピタキシャルの表面(上側)からのみの拡散によるPN
接合分離に比べれば、素子分離に要する面積は小さくで
きるが、埋め込み拡散のための工程数が増えるという欠
点があった。
本発明によれば、必要最小限の工程数だけで、分離領
域の面積の狭い、高集積のバイポーラ集積回路を形成す
ることができる。
域の面積の狭い、高集積のバイポーラ集積回路を形成す
ることができる。
課題を解決するための手段 上記の問題を解決するための本発明の半導体集積回路
の製造方法は、一導電型の半導体基板上の所定領域に一
導電型の埋込拡散層を形成する工程、前記半導体基板の
全面に逆導電型の不純物を拡散して前記一導電型の埋込
拡散層の濃度よりも低くかつ前記半導体基板の濃度より
も高い逆導電型の埋込拡散層を形成する工程、前記一導
電型の埋込拡散層と前記逆導電型の埋込拡散層の上に逆
導電型のエピタキシャルを成長する工程、エピタキシャ
ル成長層の表面から一導電型の不純物を拡散して、前記
一導電型の埋込拡散層に繋がる分離拡散層を形成する工
程を含むものである。
の製造方法は、一導電型の半導体基板上の所定領域に一
導電型の埋込拡散層を形成する工程、前記半導体基板の
全面に逆導電型の不純物を拡散して前記一導電型の埋込
拡散層の濃度よりも低くかつ前記半導体基板の濃度より
も高い逆導電型の埋込拡散層を形成する工程、前記一導
電型の埋込拡散層と前記逆導電型の埋込拡散層の上に逆
導電型のエピタキシャルを成長する工程、エピタキシャ
ル成長層の表面から一導電型の不純物を拡散して、前記
一導電型の埋込拡散層に繋がる分離拡散層を形成する工
程を含むものである。
作用 本発明による半導体集積回路及び製造方法によれば、
従来例で示した素子分離法と比べて、マスク工程が1回
少なくてすみ、工程を簡略化できるにもかかわらず、PN
接合上下分離と、ほとんど同様に、分離領域の面積、即
ち、素子面積を小さくできることになる。
従来例で示した素子分離法と比べて、マスク工程が1回
少なくてすみ、工程を簡略化できるにもかかわらず、PN
接合上下分離と、ほとんど同様に、分離領域の面積、即
ち、素子面積を小さくできることになる。
実施例 本発明による実施例を、第1図の断面工程フローチャ
ートに従って説明する。
ートに従って説明する。
まず、P型半導体基板1を酸化して表面に酸化膜2を
形成する。これに、周知のフォトリソグラフィー及びエ
ッチング工程によって所定の部分の酸化膜2を開口す
る。この開口部へ酸化膜2をマスクとしてアンチモンイ
オン(Sb+)をイオン注入法によって注入する。続いて1
250℃の温度でSbを拡散し、高濃度N型埋込拡散層3を
形成する(第1図−(a))。
形成する。これに、周知のフォトリソグラフィー及びエ
ッチング工程によって所定の部分の酸化膜2を開口す
る。この開口部へ酸化膜2をマスクとしてアンチモンイ
オン(Sb+)をイオン注入法によって注入する。続いて1
250℃の温度でSbを拡散し、高濃度N型埋込拡散層3を
形成する(第1図−(a))。
次に、酸化膜3を除去し、全面にボロンイオン(B+)
をイオン注入法によって注入し、900℃の温度でN2雰囲
気中でアニールする。ボロンイオン注入のドーズ量を、
高濃度N型埋込拡散層3の濃度よりも、ボロンの濃度が
低くなる様に設定する。この様にして低濃度のP型埋込
拡散層7を形成する(第1図−(b))。即ち、P型埋
込拡散層7の領域は、高濃度N型埋込拡散層3のない領
域にのみ、自己整合的に形成されることになる。
をイオン注入法によって注入し、900℃の温度でN2雰囲
気中でアニールする。ボロンイオン注入のドーズ量を、
高濃度N型埋込拡散層3の濃度よりも、ボロンの濃度が
低くなる様に設定する。この様にして低濃度のP型埋込
拡散層7を形成する(第1図−(b))。即ち、P型埋
込拡散層7の領域は、高濃度N型埋込拡散層3のない領
域にのみ、自己整合的に形成されることになる。
この上に、N型のシリコンをエピタキシャル成長さ
せ、低濃度のN型エピタキシャル層5を形成する。エピ
タキシャル層表面を酸化して酸化膜21を形成し、この後
公知のフォトリソグラフィー及びエッチング工程によっ
て分離領域となる部分を開口する。この開口部に、300
〜1500Åの薄い酸化膜を成長させる為の酸化を行ったの
ち、この部分にボロンイオンをイオン注入法によって導
入する。続いて1100℃以上の熱処理をしてボロンを拡散
し、P型の分離拡散層6を形成する。このときの熱処理
によって(または、全てのウェハーとしての熱処理が、
完了したとき)、P型分離拡散層6とから下から拡がっ
てきたP型埋込拡散層7を、オーバーラップする様にす
る。このことによって、P型分離拡散層はP型の半導体
基板1と継がり、P型層に囲まれた、N型の島領域51が
形成される(第1図−(c))。このとき、N型埋込拡
散層3は、P型の埋込拡散層7より、上方向へ拡散して
いる様にする。これは、N型埋込拡散層3の中にもある
ボロンが、上方向へ拡散し、N型の島領域51と、N型埋
込拡散層3とが、P型の拡散層によって絶縁されるのを
避けるためである。絶縁された場合には、低抵抗層とし
てのN型埋込拡散層の意味がなくなるからである。
せ、低濃度のN型エピタキシャル層5を形成する。エピ
タキシャル層表面を酸化して酸化膜21を形成し、この後
公知のフォトリソグラフィー及びエッチング工程によっ
て分離領域となる部分を開口する。この開口部に、300
〜1500Åの薄い酸化膜を成長させる為の酸化を行ったの
ち、この部分にボロンイオンをイオン注入法によって導
入する。続いて1100℃以上の熱処理をしてボロンを拡散
し、P型の分離拡散層6を形成する。このときの熱処理
によって(または、全てのウェハーとしての熱処理が、
完了したとき)、P型分離拡散層6とから下から拡がっ
てきたP型埋込拡散層7を、オーバーラップする様にす
る。このことによって、P型分離拡散層はP型の半導体
基板1と継がり、P型層に囲まれた、N型の島領域51が
形成される(第1図−(c))。このとき、N型埋込拡
散層3は、P型の埋込拡散層7より、上方向へ拡散して
いる様にする。これは、N型埋込拡散層3の中にもある
ボロンが、上方向へ拡散し、N型の島領域51と、N型埋
込拡散層3とが、P型の拡散層によって絶縁されるのを
避けるためである。絶縁された場合には、低抵抗層とし
てのN型埋込拡散層の意味がなくなるからである。
第1図−(c)の断面の様にすることで、本来、分離
として必要なP型分離拡散層6の拡散深さを、P型埋込
拡散層7の上方向への拡散分だけ浅くすることができ
る。また、同時に横方向への拡散も少なくなるので、分
離に要する面積は削減できる。言いかえれば、回路素子
の集積度を上げることができる。
として必要なP型分離拡散層6の拡散深さを、P型埋込
拡散層7の上方向への拡散分だけ浅くすることができ
る。また、同時に横方向への拡散も少なくなるので、分
離に要する面積は削減できる。言いかえれば、回路素子
の集積度を上げることができる。
第2図に示した従来例と比べても、フォトリソグラフ
ィー及びエッチング工程は、1回分少なくてすみ、工程
は簡略化でき、しかも上下分離の有効性は、前述の通り
充分得られることになる。
ィー及びエッチング工程は、1回分少なくてすみ、工程
は簡略化でき、しかも上下分離の有効性は、前述の通り
充分得られることになる。
第1図−(c)以後の工程は省略するが、中央のN型
島領域51内に、トランジスタ,ダイオード,抵抗等を形
成して半導体集積回路が形成される。
島領域51内に、トランジスタ,ダイオード,抵抗等を形
成して半導体集積回路が形成される。
なお、本実施例としてフォトリソグラフィー工程を用
いてN型の埋込拡散層3を選択的に形成したのちP型の
不純物を全面にイオン注入するやり方を示したが、フォ
トリソグラフィー工程を用いてP型の埋込拡散層を選択
的に形成したのちN型の不純物を全面にイオン注入する
やり方でもよい。
いてN型の埋込拡散層3を選択的に形成したのちP型の
不純物を全面にイオン注入するやり方を示したが、フォ
トリソグラフィー工程を用いてP型の埋込拡散層を選択
的に形成したのちN型の不純物を全面にイオン注入する
やり方でもよい。
発明の効果 以上述べた様に、本発明によれば、簡単な工程によっ
てPN接合分離が達成でき、しかも分離領域の面積比が小
さく、高集積の半導体集積回路ができる。さらに素子の
面積が小さくなるのに伴って、例えばバイポーラトラン
ジスタの場合は、寄生容量の少ない、より高周波特性の
優れたトランジスタを作り込むことができることにな
り、本発明による2次的な効果も極めて大きい。
てPN接合分離が達成でき、しかも分離領域の面積比が小
さく、高集積の半導体集積回路ができる。さらに素子の
面積が小さくなるのに伴って、例えばバイポーラトラン
ジスタの場合は、寄生容量の少ない、より高周波特性の
優れたトランジスタを作り込むことができることにな
り、本発明による2次的な効果も極めて大きい。
第1図は本発明による半導体集積回路の断面フローチャ
ートを示した図、第2図は従来例による断面フローチャ
ートを示した図である。 1……P型半導体基板、2,21……酸化膜、3……N型埋
込拡散層、5……N型エピタキシャル層、6……P型分
離拡散層、7……P型埋込拡散層、51……N型の島領
域。
ートを示した図、第2図は従来例による断面フローチャ
ートを示した図である。 1……P型半導体基板、2,21……酸化膜、3……N型埋
込拡散層、5……N型エピタキシャル層、6……P型分
離拡散層、7……P型埋込拡散層、51……N型の島領
域。
Claims (1)
- 【請求項1】一導電型の半導体基板上の所定領域に一導
電型の埋込拡散層を形成する工程、前記半導体基板の全
面に逆導電型の不純物を拡散して前記一導電型の埋込拡
散層の濃度よりも低くかつ前記半導体基板の濃度よりも
高い逆導電型の埋込拡散層を形成する工程、前記一導電
型の埋込拡散層と前記逆導電型の埋込拡散層の上に逆導
電型のエピタキシャルを成長する工程、エピタキシャル
成長層の表面から一導電型の不純物を拡散して、前記一
導電型の埋込拡散層に繋がる分離拡散層を形成する工程
を含む半導体集積回路の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1330589A JP2656125B2 (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | 半導体集積回路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1330589A JP2656125B2 (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | 半導体集積回路の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03190261A JPH03190261A (ja) | 1991-08-20 |
JP2656125B2 true JP2656125B2 (ja) | 1997-09-24 |
Family
ID=18234345
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1330589A Expired - Fee Related JP2656125B2 (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | 半導体集積回路の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2656125B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5217768A (en) * | 1975-07-31 | 1977-02-09 | Fujitsu Ltd | Production method of semi-conductor device |
-
1989
- 1989-12-20 JP JP1330589A patent/JP2656125B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH03190261A (ja) | 1991-08-20 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |