JPS604591B2 - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPS604591B2
JPS604591B2 JP48122761A JP12276173A JPS604591B2 JP S604591 B2 JPS604591 B2 JP S604591B2 JP 48122761 A JP48122761 A JP 48122761A JP 12276173 A JP12276173 A JP 12276173A JP S604591 B2 JPS604591 B2 JP S604591B2
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single crystal
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isolation
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真治 奥原
一郎 大日方
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Hitachi Ltd
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    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体装置、特に一体の固体内に複数の電気
回路素子を構成する半導体集積回路装置に関する。
半導体集積回路装置は、シリコン等の一体の固体内に、
多数の電気回路素子、たとえば抵抗・ダイオード・トラ
ンジスタ等を形成し、電気配線によって高度の機能を持
つよう製造されるが、このとき、電気回路素子間は「相
互に干渉しないよう電気的には分離する必要がある。
この絶縁分離の方法としては、従来一般にはPN接合を
逆バイアス状態に保つことによるPN接合分離法が広く
用いられている。しかし乍ら、このPN接合分離では、
回路素子と半導体母体間に寄生能動素子、受動素子が形
成されるため、ある種の用途たとえば、高周波信号を取
扱う通信装置の通話路素子にとっては、高周波で希望の
性能が得難いという欠点があり、更に交流電圧を取扱う
ときにはPN接合が順バイアスされて絶縁分離の役目を
しない等の欠点がある。この様なより高度の機能・性能
を得ようとする場合は、Si02等の誘電体薄膜を絶縁
物とした誘電体分離技術が従来用いられている。
しかし乍ら、この誘電体分離技術はPN接合分離技術と
比較して、絶縁分離構造に高度の製造技術が必要なため
、寸法精度の面で集積密度を上げにくい欠点がある。本
発明は、これらの欠点を除き、性能的に優れ且経済的な
集積回路装置を提供しようとするものである。
高周波あるいは交流回路に用いる集積回路装置であると
いえども、その回路装置内回路素子全てに誘電体分離技
術を必須とするとはかならずしもいえない。
そこで本発明では、誘電体分離法に従って構成する集積
回路装置内の回路素子を、誘電体分離された単結晶半導
体領域内に更にPN接合分離によって集積化することに
より、性能的に優れ、集積度の高い経済的な集積回路装
置を得ようとしたものである。以下本発明を図を用いて
詳細に説明する。
第1図は通信装置の通話路スイッチとして用いられる電
気回路で、複数のサィリスタ1,1′,・・・・・・・
・・はそのァノード側を共通接続してA端子となし、そ
のカソード側には各々独立してK,,K2,・…・…・
端子が設けられ、サイリスタ1,1′,…・・・・・・
を駆動するために、各サィIJスタのゲートにはダイオ
ード2,2′,………を経て駆動回路3が接続されてい
る。
抵抗4,4′・・・・…・・はサィリス夕の誤点弧防止
のために設けたものである。駆動回路3は、PNPトラ
ンジスタ6と抵抗6によるスイッチング定電流回路とし
て構成されている。7は電池、8は制御端子を示す。
そしてこの回路装置は、制御端子8に図中に付記した電
圧信号が加わったとき通信装置の通話路スイッチとして
、A端子に加わる信号をK,,K,′,…・・・・・・
端子のいずれか選択された端子に接続伝達するように作
用する。この回路用途において、A端子からK端子に向
う信号がテレビ画像信号等のような高周波である場合、
伝達したくない他の回路に信号が漏話しないようにする
ため、サイリスタ1,1′,・・・・・・・・・相互間
、あるいは抵抗4,4′,・・・・・・…相互間、ダイ
オード2,2′,………相互間等は高度の絶縁性、周波
数特性の平坦度を要求され、PN接合分離技術では性能
を満足させられない。従ってこの種の回路を一体の固体
内に集積化する場合には、誘電体分離技術を必要とする
。しかし乍ら、駆動回路3は、高周波信号を取扱うわけ
ではないので、PN接合分離技術で充分であるが、従来
は第2図に図示するように駆動回路3を構成するトラン
ジスタ5、抵抗6も誘電体分離法で製造していた。第2
図aは部分平面図、第2図bは×−×断面図で、図にお
いて、二つのN形単結晶半導体領域11,12は、誘電
体薄膜13,14にかこまれて、多結晶半導体母体15
に支えられている。その一方のN形領域11には二つの
P形領域16,17と、領域11へのオーミックコンタ
クト18とを設け、16をェミッタ、18をベース、1
7をコレクタとするラテラルPNPトランジスタを形成
し、他方のN形領域12にはP形領域19を設けて抵抗
を形成し、第1図の駆動回路3の回路素子を完成させる
。この回路素子においては抵抗6はトランジスタ6より
高電位側に接続されるため、別々の分離領域を必要とし
、このような構成となる。尚、第2図a,bにおいては
半導体表面側の絶縁膜や、配線接続は省略して託してい
る。
(以下の図面についても同様に省略する。)しかし乍ら
、この種の譲露体分離法は、単結晶エッチング、酸化、
多結晶シーJコン成長、機械的研磨等の多くの工程を経
て製造するため、単結晶領域11,12の周辺部には結
晶欠陥を生じやすく、抵抗、トランジスタ等を作るのに
必要な部分の周囲に広い空白部分を設けなければならな
い。また、単結晶と多結晶とは熱膨張係数・機械的強度
が異なるためのソリ・破損誘発の防止と、加工精度の面
から、単結晶領域間の距離Wは適度に広くなければなら
ない。このため、誘電体分離法では広い面積を必要とし
、経済的でない欠点がある。第3図aおよびbは、本発
明に係る半導体集積回路装置の第1の実施例の部分平面
図およびY−Y断面図で、第2図の回路素子と同一の素
子を集積構造とした例を示す。本発明は、1個の誘電体
分離領域内に、PN接合分離した複数の回路素子を収容
したものである。すなわち、多結晶半導体母体21によ
って支えられ、誘電体22によって絶縁されたN形単結
晶領域23は、誘電体22に達する深いP形不純物拡散
領域24によって二つの部分25,26に分離され、部
分25にはラテラルPNPトランジスタ、部分26には
抵抗を構成したものである。この半導体集積回路装置を
使用するときには、P形領域24を回路の最も負電位(
通常はアース)に接続し、部分25と26間の絶縁分離
を確実にする。このP形領域24は、P形不純物たとえ
ばホウ素をN形単結晶領域23の表面から、SiQ膜な
どを利用して所定の位置に選択拡散することにより形成
する。不純物の拡散は、誘電体22に到達するまで行な
うが、それ以上拡散処理を継続しても誘電体22で拡散
は遮断されて進行しない。従って拡散プロセスの制御は
容易である。この結果、P形領域24と電気回路素子パ
ターンの間は、結晶欠陥の存在を見越した空白部を作る
必要はなく、構造簡単で総合的に第2図の公知の方法よ
り集積度を向上する効果が得られる。第4図は本発明の
第2の実施例の断面を表わしたもので、第3図図示の実
施例ではP形不純物鉱散領域24が単結晶表面から底部
の誘電体膜22まで到達していたのに対し、第4図の実
施例では、誘電体膜22に到達しないP形不純物拡散領
域31を設けたものであり、他の構成は第3図と同様で
ある。
但し、P形領域31の拡散深さdは、P形領域31とN
形単結晶領域23間に逆バイアスを加えたときにできる
空乏層が点線の如く伸びて誘電体膜22に達し、実質的
に二つの部分25,26に分離できるような深さに設定
する。従って、第4図の実施例は第3図の実施例より分
離用P形領域の拡散深さが浅くてすみ、拡散時間の短縮
ができると共に、拡散の横方向への広がり1が減少する
ための集積度の向上ができ、より経済的である。第5図
は本発明の更に別の実施例の断面図であり、PN接合分
離のためのP形不純物拡散をN形単結晶領域23の表面
と底面の両側から進行させて領域41を構成したもので
ある。
これは、誘電体分離ウェハの製造工程の途中であらかじ
め所定の位置BにP形不純物埋込部を設け、表面Sから
の拡散作業中に底面からの漉き上り(拡散)を利用して
両者を合致させ、領域4,1とするものである。この方
法は、ゥェハ製造後半の多結晶半導体成長中に底面Bか
らの拡散がはじまっているため第3図の実施例より拡散
深さは約半分またはそれ以下ですみ、時間の短縮と機方
向への広がり減少による集積度の向上から、より一層経
済的に優れた構成となる。以上説明した上記実施例では
、単結晶部がN形不純物でドーピングされているものと
して、分離拡散をP形不純物として説明したが、必要に
よってはP形単結晶部にN形分離拡散を施す構成とする
こともできる。
分離拡散はイオン注入技術に置き替えて加工してもよい
。いずれの場合も、分離用PN接合は常に逆バイアス状
態となるように使用する必要がある。また、上記実施例
では誘電体単結晶領域に分離拡散によって2つの部分を
設けた構成を示し、分離部分に1つずつの回路素子を収
容する例を示したが、分離部分の数は二つに限らず任意
に増大してもよく、また、単独の分離部分内に収容する
回路素子数も、公知の手法によって、たとえば複数個の
抵抗素子を1個の分離部分に収容するなど、任意の構成
をとってもよい。
もちろん、多結晶半導体母体で支えられている他の誘電
体分離領域には、他の任意の電気回路素子を収容できる
。以上説明した如く、本発明によれば、性能的・機能的
に誘電体分離技術の使用が必要な電気回路と、必ずしも
そうでない回路が混在する通信装置等において、後者の
回路素子を、謙霞体分離領域内にPN接合分離した複数
の分離部分を設けて収容、集積化することによって、性
能・機能・経済的に優れた半導体集積回路装置を得るこ
とが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は通信装置の通話路スイッチに用いられる電気回
路図、第2図aおよびbは従来の誘電体分離技術による
集積回路装置の部分平面図およびその断面図、第3図a
およびbは本発明に係る半導体集積回路装置の第1の実
施例の部分平面図およびその断面図、第4図第5図は本
発明の第2、第3の実施例の部分断面図を示す。 1……サイリスタ、2……ダイオード、3……駆動回路
、4・・・・・・抵抗、5・・…・PNPトランジスタ
、6・・・・・・抵抗、7・・・・・・電池、8・・・
・・・制御端子、11,12,23・・・・・・N形単
結晶半導体領域、13,14,22・・・・・・誘電体
薄腰、15,21・…・・多結晶半導体母体、16・・
・・・・ェミツタ用P形領域、17・・・・・・コレク
タ用P形領域、18・・・・・・ベース用オーミツクコ
ンタクト、19・・・・・・抵抗用P形領域、24,3
1,41……分離用P形拡散領域、25,26・・・・
・・PN接合分離部分。 オ’図オZ菌くれ) 外Z菌(b) 外3図 オ4図 外5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 基板上に各々誘電体でかこんで所定距離離れて形成
    された複数個の単結晶半導体領域と、このうちの少くと
    も1個の単結晶半導体領域内に形成されたこの単結晶半
    導体領域の導電形とは反対の導電形をもち、単結晶半導
    体領域表面より少なくとも所定の深さをもち、単結晶半
    導体領域との間に存するPN接合の逆バイアスによつて
    実質的に上記単結晶半導体領域を複数部分に分けるとこ
    ろの半導体分離領域と、この分けられた単結晶半導体領
    域の各々の部分に夫々形成された回路素子とより成る半
    導体集積回路装置。
JP48122761A 1973-11-02 1973-11-02 半導体集積回路装置 Expired JPS604591B2 (ja)

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JPS5074982A JPS5074982A (ja) 1975-06-19
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