JPH03201564A - ラテラル型半導体装置 - Google Patents

ラテラル型半導体装置

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JPH03201564A
JPH03201564A JP1342408A JP34240889A JPH03201564A JP H03201564 A JPH03201564 A JP H03201564A JP 1342408 A JP1342408 A JP 1342408A JP 34240889 A JP34240889 A JP 34240889A JP H03201564 A JPH03201564 A JP H03201564A
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JP
Japan
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layer
region
circular
conductivity type
annular
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Pending
Application number
JP1342408A
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English (en)
Inventor
Yasuhiro Katsumata
勝又 康弘
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70Bipolar devices
    • H01L29/72Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
    • H01L29/73Bipolar junction transistors
    • H01L29/735Lateral transistors

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  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
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  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)
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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】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、ラテラル(Lateralり型半導体装置に
関し、特に、高速論理動作及び高周波動作を行う集積回
路素子に利用する。
(従来の技術) 高速動作を行うバイポーラ(BipoQa)型集積回路
素子では、縦型NPNトランジスタ(Tra−nsis
tar)ベース・エミッタ(Bass−Emitter
)接合を浅くしたいわゆるシャロージヤンクション(S
ham!low Junction)を利用しており、
しかも自己整合法により形成して寄生容量及び寄生抵抗
を低減することなどにより高速化が遠戚されてきた。
このような縦型NPNトランジスタを第1図の断面図に
より説明すると、Bを1015程度含有したP型のシリ
コン半導体基板1の表面を被覆する絶縁物層に公知のり
ソグラフィ(LithographY)技術により設け
た窓から内部に向けて導入拡散するPやsbなどのN型
不純物により表面濃度が10■/cd程度のN◆領域2
を形成する。
次に、このN+領域2を形成したシリコン半導体基板1
には、Pを約10”/aJ含有するN−気相成長層3を
堆積して後述するバイポーラトランジスタのコレクター
(Coinoctor)として機能させると゛共に、N
◆領域2に含有する不純物層がオート・デイフュージョ
ン(Auto Diffusion) L/て界面付近
が最高濃度を示す埋込領域2が完成される。
N″″気相成長層3には、窒化珪素層を利用する選択酸
化法(LocalOxidation of 5epa
ration)により分離用絶縁物層4を所定の位置に
形成後。
リソグラフィ技術によって形成する窓から拡散法または
、イオン注入法によりBなどのP型不純物を導入して表
面濃度が10”/d位の内部ベース領相成長層3表面部
分には、熱酸化法などにより分離用絶縁物lI4に連続
して形成した薄い酸化物層11を形成する。
更にまた。このような部品を設置したシリコン半導体基
板1の表面には、Bなどを含むP型番結晶珪素層6を堆
積・パターニング(Patterning)後、含有不
純物を拡散して10”/cd程度の環状外部ベース領域
7を形成し、更に多結晶珪素層6表面を酸化してからC
VD被膜または熱酸化被膜8を形成する。次に多結晶珪
素層5部分及びCVD被膜または熱酸化被膜7にパター
ニング工程を施して開口を設け、ここに新たにN型多結
晶珪素層8を含有不純物とする多結晶珪素層9を堆積・
パターニングし、この含有不純物を拡散して表面濃度が
約to”/fflのN型エミッタ領域10を形成する。
このようなドープド(Doped)多結晶珪素M96か
らの不純物の拡散・導入工程における熱負荷または再酸
化工程により N−気相成長層3の表面には。
淳さの薄い酸化物M11が分離用絶縁物層4に連続して
形成され、N型番結晶珪素J279は、堆積後のパター
ニング工程により所定の形状としてエミッタ電極として
も機能させる。このような自己整合技術により形成する
縦型トランジスタでは、エミッタ領域lOの取出ffi
極には、N型多結晶珪素層9が、外部ベース領域7のそ
れには多結晶珪素層6が利用される。しかし、コレクタ
ーの取出電極は、このような縦型トランジスタとモノリ
シック(Monoj2ythic)にシリコン半導体基
板1に形成した半導体素子(図示せず)との分離領域な
どと埋込領域2を接続して設置する。
一方、従来のラテラルトランジスタを第1図の同じ部品
に同一番号を付けた第2図に示した。即ち、P導電型を
示すシリコン半導体基板1に形成する埋込領域3を覆っ
て堆積しラテラルトランジスタのコレクターとして機能
する N−気相成長層3に分離用絶縁物層4を設け、こ
れに囲まれたN−気相成長層3部分にエミッタ領域lO
とコレクター領域13をイオン注入法または拡散法によ
り形成する。この工程に先立って分離用絶縁物層4に重
ねて酸化物層14をCVD法または熱酸化法により設け
てからパターニングして第2図に明らかにした窓15・
・・を介して各領域を形成する。
(発明が解決しようとするa題) 高速バイポーラ素子の特徴が発揮できる分野の一つには
、NPNトランジスタとラテラル(Latera0型ト
ランジスタを使用した高速アナ9グ(Anagogue
)型集積回路素子が知られているが。
このラテラル型トランジスタが集積回路素子の高速化に
寄与している場合が多い、ところで、コレクター電流/
ベース電流によりトランジスタのゲイン(Gain)が
決定されるのは周知事項であるが、上記ラテラルトラン
ジスタで得られるコレクター電流は、当然エミッタ領域
が関係することになる。
しかし、コレクター領域に対向するエミッタ領域だけが
実効的な電流供給に関与しているために。
ラテラルトランジスタとモノリシックに形成したアナロ
グ型集積回路素子の高速化を妨げている。
本発明は、このような事情により成されたもので、ラテ
ラルトランジスタの寄生容量を低減して。
モノリシックに集積した素子の高速性をもたらすことを
目、的とする。
〔発明の構成〕
(iI題を解決するための手段) ある導電型を示す半導体基板と、この半導体基板に形成
する反対導電型の埋込領域と、この半導体基板に堆積す
る埋込領域より低濃度の反対導電型半導体層と、この反
対導電型半導体層を囲んで形成する分離用絶縁物層と、
この絶縁物層から露出する反対導電型半導体層表面に向
けて延長するHさが分離用絶縁物層より薄い第1の環状
絶縁物層と、この内部に露出する反対導電型半導体層に
形成する厚さが第1の環状絶縁物層と同じ第2の絶縁物
層と、第1及び第2の絶縁物層端に隣接して形成するあ
る導電型の第1及び第2の環状不純物領域を具備する点
に本発明に係わるブレイナー型半導体装置の特徴がある
(作 用) ラテラルトランジスタに不可欠なエミッタ領域及びコレ
クタ領域を自己整合法により環状に形成することにより
画電極を引出し構造にし更に、エミッタ領域をコレクタ
領域に対向する部分だけに形成して不要な部分を除去す
ると共にコレクター領域の周辺長を従来構造と同様な値
とした。これにより寄生容量は、1710程度に抑制さ
れ、このようなラテラルトランジスタを利用するアナロ
グ型集積回路素子にゲート速度を従来型素子の1/3程
度に向上した。
(実施例) アナログ型集積回路素子とモノリシックに形成するラテ
ラルトランジスタを本発明に係わる一実施例として第3
図により説明する。Bを10”/d程度含有するシリコ
ン半導体基板20の表面付近に、ラテラルトランジスタ
の埋込領域21として機能するN型領域を公知の手法に
より形成する。即ち、シリコン半導体基板20表面を被
覆する酸化物層に、リソグラフィ技術により設けた開口
部を介してN型不純物例えばPを導入してN型領域を形
成する。次いで、この酸化物層を溶除してからラテラル
トランジスタのベース層として動作するPを含んだN−
気相成長層22を化学的気相成長法(ChemicaQ
Vapour Deposition)により1 、5
 μm程度堆積する。
この工程では、N型領域用として導入されたPなどがオ
ートデイフュージョンして不純物濃度は両層の境界面付
近が最大の1020/ciで、厚さ方向に向かって徐々
に減少して101″/−が最低のいわゆる埋込領域21
が完成する。 また、N−気相成長層22の不純物濃度
は、はぼ101G/ ajになる。
このようなベース領域22形成後上記アナログ集積回路
素子に必要な各半導体素子との電気的分離用として窒化
珪素層をマスクとして厚さ5000〜100000大の
選択酸化物層即ち分離用絶縁物M23を所定の位置に形
成後、マスク材を除去して第3図に明らかなように分離
用絶縁物層23により囲まれた島領域(図示せず)が形
成される。この島領域表面を構成する N−気相成長層
22には、ラテラル1−ランジスタに不可欠な環状エミ
ッタ領域24及び環状コレクター領域25を形成するた
めに先ず分離用絶縁物層23に隣接しかつ、これよりH
さが薄い第1の環状絶縁物層26を例えば500人程度
に設置する。形成力−法としては、化学的気相成長法ま
たは熱酸化法により形成するが、熱負荷による影響が大
きい後者より前者が一般的である。
この工程では、当然上記処理を終えたシリコン半導体基
板20表面に形成されるために、環状エミッタ領域24
及び環状コレクター領域25形成予定位置以外は、リソ
グラフィ技術によるエツチング処理により除去する。こ
の時1gX状エミッタ領域24の中間に位置する N−
気相成長層22部分にも厚さが分離用絶縁物層23より
薄く第1の環状絶縁物層2Gと同じ厚さの第2の絶縁物
層27を同時に形成し、当然厚さは500Å程度となる
ここで、P型不純物例えばBを約10”/CI?含んだ
多結晶珪素層28を減圧化学的気相成長法(Low P
ressure ChemicaQVapour De
position)により厚さ3000〜4000人堆
積する。
次に多結晶珪素層28にパターニング処理を施して第3
図に明らかにしたように環状エミッタ領域24及び環状
コレクター領域25形成予定位置に対向させると共に、
第tの環状絶縁物層26及び第2の絶縁物[27を覆う
ように設置する。更に、化学的気相成長法によりCVD
被膜29を厚さ3000〜4000Å堆積して、露出し
たN−気相成長層22及び多結晶珪素層28を覆って形
成する。ここで、加熱工程を施して多結晶珪素層28を
P型不純物Bを N−気相成長層22内に導入拡散して
濃度が一桁低い1011/d程度の環状エミッタ領域2
4及び環状コレクター領域25を形成する。このような
工程では、CVD被膜に施される加熱工程も兼ねること
ができる利点があるが、多結晶珪素層28からの不純物
層の拡散工程とCVD被膜の形成工程を別にしても良い
。この場合には、当然多結晶珪素層28のバターニング
工程後に加熱して不純物の拡散を行うことになる。
また、環状エミッタ領域24及び環状コレクター領域2
5用電極30.31の形成は、第2の絶縁物層27及び
第1の環状絶縁物層26を覆って形成する多結晶珪素j
i528とC,VD被膜29を貫通する孔部を設置後、
導電性金属例えば胸または利合金(Aj! −Si、^
Q−5i、−Cuなと)のデボ([)apositio
n)により孔部を埋めて形成する。チラルトランジスタ
を完成する。なお、ベース領域即ちN−気相成長M22
用電極は、このチラルトランジスタとモノリシックにシ
リコン半導体基板20に形成する図示していない集積回
路素子用分離層などに埋込領域21を接続して取出す。
更に、最終工程としてオン・アル(On i)パッシベ
イション(Passivation)層としてPSG(
Phosphor 5iffiicata Gjlas
s)層か窒化珪素層または両者の積層体を被覆して、ラ
テラルトランジスタ即ちラテラル型半導体装置を完成す
る。
〔発明の効果〕
このような本発明に係わるラテラル型半導体装置では、
エミッタ領域をコレクター領域に対向する部分だけとな
るように環状に形成しており、その上コレクター領域の
周辺長を従来構造のそれと同等とした。これにより寄生
容量は、 1/10程度に抑制されるので、適用するア
ナログ型集積回路素子のゲート速度を従来素子の1/3
程度に向上することができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の縦型トランジスタの構造を示す断面図、
第2図は従来のラテラル型トランジスタの断面図、第3
図は本発明に係わるラテラル型トランジスタの断面図で
ある。 1.20・・・半導体基板、  2.21・・・埋込領
域、3.22・・・気相成長層、   5.7・・・ベ
ース領域、10.24・・・エミッタ領域、 25・・
・コレクター領域、4.23・・・第1の環状絶縁物層
、 27・・・第2の絶縁物層、 6.9,28・・・多結晶シリコン層。 29・CV D層、   30.31−・・電極。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ある導電型を示す半導体基板と、この半導体基板に形成
    する反対導電型の埋込領域と、この半導体基板に堆積す
    る埋込領域より低濃度の反対導電型半導体層と、この反
    対導電型半導体層を囲んで形成する分離用絶縁物層と、
    この絶縁物層から露出する反対導電型半導体層表面に向
    けて延長する厚さが分離用絶縁物層より薄い第1の環状
    絶縁物層と、この内部に露出する反対導電型半導体層に
    形成する厚さが第1の環状絶縁物層と同じ第2の絶縁物
    層と、第1及び第2の絶縁物層端に隣接して形成するあ
    る導電型の第1及び第2の環状不純物領域を具備するこ
    とを特徴とするラテラル型半導体装置。
JP1342408A 1989-12-28 1989-12-28 ラテラル型半導体装置 Pending JPH03201564A (ja)

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