[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JPH09223746A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

Info

Publication number
JPH09223746A
JPH09223746A JP4959996A JP4959996A JPH09223746A JP H09223746 A JPH09223746 A JP H09223746A JP 4959996 A JP4959996 A JP 4959996A JP 4959996 A JP4959996 A JP 4959996A JP H09223746 A JPH09223746 A JP H09223746A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
type
layer
bipolar transistor
buried layer
region
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.)
Withdrawn
Application number
JP4959996A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Nemoto
清志 根本
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.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co 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 Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP4959996A priority Critical patent/JPH09223746A/en
Publication of JPH09223746A publication Critical patent/JPH09223746A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which comprises a PiN type photodiode having high frequency characteristics, a bipolar transistor and a CMOS transistor formed on an identical substrate. SOLUTION: In the semiconductor device comprising a PiN type photodiode, vertical and horizontal bipolar transistors formed on a P type substrate 1; a collector region of a vertical NPN bipolar transistor and a base region of a horizontal PNP bipoalr transistor are made up of an N<+> type buried layer 2 formed with use of antimony, an N<-> type buried layer 4 formed on the buried layer 2 with use of phosphorus larger in diffusion coefficient than antimony, and an N type diffusion layer 8 formed to be connected to the N-type buried layer 4. Therefore, a thermal step of connecting the N<-> type buried layer 4 and N type diffusion layer 8 can be shortened, diffusion of the N<+> type buried layer 2 of the PiN type photodiode into a low-concentration epitaxial layer 6 can be made small, and thus high frequency characteristics can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、周波数特性の高
いPiN型フォトダイオードと、バイポーラトランジス
タや更にはCMOSトランジスタを同一基板上に形成し
た半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device in which a PiN type photodiode having high frequency characteristics and a bipolar transistor or a CMOS transistor are formed on the same substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、PiN型フォトダイオードと縦型
NPNバイポーラトランジスタと横型PNPバイポーラ
トランジスタを同一基板上に形成した半導体装置は、図
9に示すように構成されている。図9において、101 は
P型半導体基板、102 はN+ 型埋込み層、103 はN-
ピタキシャル層、104 はP型素子分離拡散層、105 はN
型コレクタ拡散層、106 はN型ベース拡散層、107 はN
型カソード引き出し層、108 はP型ベース拡散層、109
はP+ 型アノード層、110 はN+ 型エミッタ層、111 は
+ 型エミッタ層、112 はP+ 型コレクタ層、である。
そして、縦型NPNバイポーラトランジスタのコレクタ
領域は、N+ 型埋込み層102 とN型コレクタ拡散層105
により形成され、横型PNPバイポーラトランジスタの
ベース領域は、N+ 型埋込み層102 とN型ベース拡散層
106 により形成されている。なお、図においては、Pi
N型フォトダイオード領域はPD、縦型NPNバイポー
ラトランジスタ領域はNPN、横型PNPバイポーラト
ランジスタ領域はLPNPと略記している。
2. Description of the Related Art Conventionally, a semiconductor device in which a PiN type photodiode, a vertical NPN bipolar transistor, and a horizontal PNP bipolar transistor are formed on the same substrate is constructed as shown in FIG. In FIG. 9, 101 is a P-type semiconductor substrate, 102 is an N + -type buried layer, 103 is an N epitaxial layer, 104 is a P-type element isolation diffusion layer, and 105 is N-type.
Type collector diffusion layer, 106 N type base diffusion layer, 107 N type
Type cathode extraction layer, 108 is a P type base diffusion layer, 109
Is a P + -type anode layer, 110 is an N + -type emitter layer, 111 is a P + -type emitter layer, and 112 is a P + -type collector layer.
The collector region of the vertical NPN bipolar transistor has an N + type buried layer 102 and an N type collector diffusion layer 105.
And the base region of the lateral PNP bipolar transistor is composed of the N + type buried layer 102 and the N type base diffusion layer.
It is formed by 106. In the figure, Pi
The N-type photodiode region is abbreviated as PD, the vertical NPN bipolar transistor region is abbreviated as NPN, and the lateral PNP bipolar transistor region is abbreviated as LPNP.

【0003】また、PiN型フォトダイオードと縦型N
PNバイポーラトランジスタと横型PNPバイポーラト
ランジスタとNMOSトランジスタとPMOSトランジ
スタを同一基板上に形成した半導体装置は、従来は図10
に示すように構成されている。図10において、201 はP
型半導体基板、202 はN+ 型埋込み層、203 はP型埋込
み層、204 はN- エピタキシャル層、205 はP型素子分
離拡散層、206 はN型コレクタ拡散層、207 はN型ベー
ス拡散層、208 はN型カソード引き出し層、209 はN型
ウエル拡散層、210 P型ウエル層、211 はP型ベース拡
散層、212 ゲート酸化膜、213 はゲート電極、214 はP
+ 型アノード層、215 はN+ 型エミッタ層、216 はP+
型エミッタ層、217 はP+ 型コレクタ層、218 はP+
ース・ドレイン層、219 はN+ ソース・ドレイン層であ
る。そして、縦型NPNバイポーラトランジスタのコレ
クタ領域は、N+ 型埋込み層202 とN型コレクタ拡散層
206 により形成され、横型PNPバイポーラトランジス
タのベース領域は、N+ 型埋込み層202 とN型ベース拡
散層207 により形成され、PMOSトランジスタのウエ
ル領域はN+ 型埋込み層202 とN型ウエル拡散層209 に
より形成されている。また、N型コレクタ拡散層206 と
N型ウエル拡散層209 は同一工程で形成されている。な
お、図においては、NMOSトランジスタはNMOS、
PMOSトランジスタはPMOSと略記している。
A PiN type photodiode and a vertical N type
Conventionally, a semiconductor device in which a PN bipolar transistor, a lateral PNP bipolar transistor, an NMOS transistor and a PMOS transistor are formed on the same substrate is shown in FIG.
It is configured as shown in FIG. In FIG. 10, 201 is P
Type semiconductor substrate, 202 is an N + type buried layer, 203 is a P type buried layer, 204 is an N epitaxial layer, 205 is a P type element isolation diffusion layer, 206 is an N type collector diffusion layer, and 207 is an N type base diffusion layer. , 208 is an N-type cathode extraction layer, 209 is an N-type well diffusion layer, 210 is a P-type well layer, 211 is a P-type base diffusion layer, 212 is a gate oxide film, 213 is a gate electrode, and 214 is P.
+ Type anode layer, 215 is N + type emitter layer, 216 is P +
A type emitter layer, 217 is a P + type collector layer, 218 is a P + source / drain layer, and 219 is an N + source / drain layer. The collector region of the vertical NPN bipolar transistor includes an N + type buried layer 202 and an N type collector diffusion layer.
The base region of the lateral PNP bipolar transistor formed by 206 is formed by the N + type buried layer 202 and the N type base diffusion layer 207, and the well region of the PMOS transistor is formed by the N + type buried layer 202 and the N type well diffusion layer 209. It is formed by. The N-type collector diffusion layer 206 and the N-type well diffusion layer 209 are formed in the same process. In the figure, the NMOS transistor is an NMOS,
The PMOS transistor is abbreviated as PMOS.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図9及び図
10に示した従来例において、N+ 型埋込み層102 ,202
は寄生抵抗を低減させるために、アンチモンを用いて1
E18cm-3以上の高濃度に形成される。このアンチモンは
拡散係数が小さい。更に、図9に示した従来例において
は、縦型NPNバイポーラトランジスタのN+ 型埋込み
層102 とN型コレクタ拡散層105 ,横型PNPバイポー
ラトランジスタのN+ 型埋込み層102 とN型ベース拡散
層106 をそれぞれ接続させるため、高温で長時間の拡散
工程が必要になる。同様に図10に示した従来例において
は、縦型NPNバイポーラトランジスタのN+ 型埋込み
層202 とN型コレクタ拡散層206 ,横型PNPバイポー
ラトランジスタのN+ 型埋込み層202 とN型ベース拡散
層207 ,PMOSトランジスタのN+ 型埋込み層202 と
N型ウエル拡散層209 をそれぞれ接続させるため、高温
で長時間の拡散工程が必要になる。この高温、長時間の
拡散工程により、図11のフォトダイオード領域の不純物
プロファイル(図9及び図10におけるA−A′線に沿う
不純物プロファイル)に示すように、フォトダイオード
領域のN+ 型埋込み層102 ,202 はN- エピタキシャル
層側に拡散し、i層となるN- エピタキシャル層103 ,
204 の領域Xが狭くなってしまう。フォトダイオードの
動作状態ではN- エピタキシャル層103 ,204 の領域X
は空乏化しており、空乏層内で発生したキャリアはドリ
フトにより移動するためキャリアは高速に移動するが、
+ 型埋込み層102 ,202 で発生したキャリアは拡散に
より移動するためキャリアの移動スピードが遅い。この
ため、N- エピタキシャル層103 ,204 の領域Xが狭い
とフォトダイオードの周波数特性が劣化し、高速動作が
できなくなるという欠点がある。また、図10に示した従
来例において、PMOSトランジスタの耐圧を確保する
ため、N型ウエル拡散層209 の濃度を1E16cm-3以上に
する必要があるが、N型コレクタ拡散層206 とN型ウエ
ル拡散層209 を同一工程で形成しているため、N型コレ
クタ拡散層206 の濃度も1E16cm-3以上となり、縦型N
PNバイポーラトランジスタの耐圧が10V以下と小さく
なるという欠点がある。
By the way, FIG. 9 and FIG.
In the conventional example shown in FIG. 10, N + type buried layers 102 and 202
Uses antimony to reduce parasitic resistance 1
It is formed at a high concentration of E18 cm -3 or more. This antimony has a small diffusion coefficient. Further, in the conventional example shown in FIG. 9, the vertical NPN bipolar transistor of the N + -type buried layer 102 and the N-type collector diffusion layer 105, N + -type buried layer of the lateral PNP bipolar transistor 102 and the N-type base diffusion layer 106 In order to connect each of them, a diffusion process at high temperature for a long time is required. Similarly, in the conventional example shown in FIG. 10, the N + type buried layer 202 and the N type collector diffusion layer 206 of the vertical NPN bipolar transistor, and the N + type buried layer 202 and the N type base diffusion layer 207 of the lateral PNP bipolar transistor are provided. Since the N + type buried layer 202 of the PMOS transistor and the N type well diffusion layer 209 are connected to each other, a diffusion process at high temperature for a long time is required. By this high temperature and long diffusion process, as shown in the impurity profile of the photodiode region in FIG. 11 (the impurity profile along the line AA ′ in FIGS. 9 and 10), the N + type buried layer in the photodiode region is formed. 102 and 202 are diffused to the N - epitaxial layer side and become an i-layer N - epitaxial layer 103,
The area X of 204 becomes narrow. In the operating state of the photodiode, the region X of the N epitaxial layers 103 and 204 is formed.
Is depleted, and the carriers generated in the depletion layer move due to drift, so the carriers move at high speed.
Since the carriers generated in the N + type buried layers 102 and 202 move due to diffusion, the carrier moving speed is slow. Therefore, if the region X of the N - epitaxial layers 103 and 204 is narrow, the frequency characteristic of the photodiode is deteriorated and high speed operation cannot be performed. Further, in the conventional example shown in FIG. 10, in order to secure the breakdown voltage of the PMOS transistor, it is necessary to set the concentration of the N-type well diffusion layer 209 to 1E16 cm −3 or more. Since the diffusion layer 209 is formed in the same process, the concentration of the N-type collector diffusion layer 206 is also 1E16 cm −3 or more, which is a vertical N-type.
There is a drawback that the breakdown voltage of the PN bipolar transistor is as small as 10 V or less.

【0005】本発明は、従来の半導体装置における上記
問題点を解消するためになされたもので、周波数特性の
高いフォトダイオードと、アナログ回路を構成するため
のバイポーラトランジスタや、更にはCMOSトランジ
スタも同一基板上に構成した半導体装置を提供すること
を目的とする。各請求項記載の発明毎の目的を述べる
と、次の通りである。すなわち、請求項1記載の発明
は、周波数特性の高いフォトダイオードと縦型NPNバ
イポーラトランジスタと横型PNPバイポーラトランジ
スタを同一基板上に形成した半導体装置を提供すること
を目的とし、また請求項2記載の発明は、周波数特性の
高いフォトダイオードと縦型NPNバイポーラトランジ
スタと横型PNPバイポーラトランジスタとCMOSト
ランジスタを同一基板上に形成した半導体装置を提供す
ることを目的とし、また請求項3記載の発明は、請求項
1又は2記載の発明において、第1及び第2埋込み層を
効率よく形成するための適切な不純物を提供することを
目的とし、また請求項4記載の発明は、請求項2記載の
発明において、第1及び第2拡散層の適切な不純物濃度
を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the conventional semiconductor device, and the photodiode having high frequency characteristics, the bipolar transistor for forming the analog circuit, and the CMOS transistor are also the same. An object is to provide a semiconductor device configured on a substrate. The purpose of each invention described in each claim is as follows. That is, the invention according to claim 1 aims to provide a semiconductor device in which a photodiode having a high frequency characteristic, a vertical NPN bipolar transistor, and a lateral PNP bipolar transistor are formed on the same substrate. An object of the present invention is to provide a semiconductor device in which a photodiode having a high frequency characteristic, a vertical NPN bipolar transistor, a lateral PNP bipolar transistor, and a CMOS transistor are formed on the same substrate. In the invention of claim 1 or 2, the purpose is to provide appropriate impurities for efficiently forming the first and second buried layers, and the invention of claim 4 is the invention of claim 2. , And an appropriate impurity concentration of the first and second diffusion layers.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項1記載の発明は、PiN型フォトダイオード
と縦型バイポーラトランジスタと横型バイポーラトラン
ジスタを同一基板上に備えた半導体装置において、少な
くとも縦型バイポーラトランジスタのコレクタ領域と横
型バイポーラトランジスタのベース領域は、第1導電型
の第1埋込み層と、前記第1埋込み層の上に形成され、
前記第1埋込み層を形成する不純物より拡散係数が大き
い不純物により形成された第1導電型の第2埋込み層
と、前記第2埋込み層に接続されるように形成された第
1導電型の第1拡散層とで構成するものである。これに
より第2埋込み層と第1拡散層を接続させるための熱工
程を短くでき、PiN型フォトダイオードの第1導電型
の第1埋込み層の低濃度エピタキシャル層側への拡散を
小さくでき、PiN型フォトダイオードの低濃度エピタ
キシャル層からなるi層の領域を大きくでき、高い周波
数特性をもったPiN型フォトダイオードと縦型バイポ
ーラトランジスタと横型バイポーラトランジスタを同一
基板上に形成した半導体装置を実現することができる。
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 provides at least a semiconductor device having a PiN type photodiode, a vertical bipolar transistor and a horizontal bipolar transistor on the same substrate. The collector region of the vertical bipolar transistor and the base region of the horizontal bipolar transistor are formed on a first buried layer of a first conductivity type and on the first buried layer,
A second buried layer of the first conductivity type formed of an impurity having a diffusion coefficient larger than that of the impurity forming the first buried layer, and a first buried layer of the first conductivity type formed so as to be connected to the second buried layer. One diffusion layer. As a result, the heat process for connecting the second buried layer and the first diffusion layer can be shortened, the diffusion of the first conductivity type first buried layer of the PiN type photodiode toward the low concentration epitaxial layer side can be reduced, and PiN To realize a semiconductor device in which a region of an i-layer composed of a low-concentration epitaxial layer of a p-type photodiode can be enlarged, and a PiN-type photodiode having a high frequency characteristic, a vertical bipolar transistor, and a horizontal bipolar transistor are formed on the same substrate. You can

【0007】請求項2記載の発明は、PiN型フォトダ
イオードと縦型バイポーラトランジスタと横型バイポー
ラトランジスタとCMOSトランジスタを同一基板上に
備えた半導体装置において、少なくとも縦型バイポーラ
トランジスタのコレクタ領域と横型バイポーラトランジ
スタのベース領域は、第1導電型の第1埋込み層と、前
記第1埋込み層の上に形成され、前記第1埋込み層を形
成する不純物より拡散係数が大きい不純物により形成さ
れた第1導電型の第2埋込み層と、前記第2埋込み層に
接続されるように形成された第1導電型の第1拡散層と
で構成され、且つ少なくとも第2導電型のMOSトラン
ジスタのウエル領域は、前記第1埋込み層と、前記第2
埋込み層と、前記第2埋込み層に接続されるように形成
された第1導電型の第2拡散層とで構成するものであ
る。これにより、請求項1記載の発明と同様に高い周波
数特性をもったPiN型フォトダイオードが得られると
共に、第2導電型のMOSトランジスタのウエル領域を
形成する第1導電型の第2拡散層の濃度と、縦型バイポ
ーラトランジスタのコレクタ領域と横型バイポーラトラ
ンジスタのベース領域を形成する第1導電型の第1拡散
層の濃度とを異なるように形成することができるため、
第2導電型のMOSトランジスタと縦型バイポーラトラ
ンジスタ、横型バイポーラトランジスタの特性を別々に
設定することができ、縦型バイポーラトランジスタの耐
圧を10V以上に高くできる。したがって、高い周波数特
性をもったPiN型フォトダイオードと高い耐圧の縦型
バイポーラトランジスタと横型バイポーラトランジスタ
とCMOSトランジスタとを同一基板上に形成した半導
体装置を実現することができる。
According to a second aspect of the present invention, in a semiconductor device having a PiN photodiode, a vertical bipolar transistor, a lateral bipolar transistor and a CMOS transistor on the same substrate, at least the collector region of the vertical bipolar transistor and the lateral bipolar transistor. Is formed on the first buried layer of the first conductivity type and an impurity having a diffusion coefficient larger than that of the impurities forming the first buried layer. Of the second buried layer and a first diffusion layer of the first conductivity type formed so as to be connected to the second buried layer, and at least the well region of the second conductivity type MOS transistor is The first buried layer and the second buried layer
The buried layer and the second diffusion layer of the first conductivity type formed so as to be connected to the second buried layer. As a result, a PiN type photodiode having high frequency characteristics as in the first aspect of the present invention can be obtained, and the first conductivity type second diffusion layer forming the well region of the second conductivity type MOS transistor can be obtained. Since the concentration and the concentration of the first diffusion layer of the first conductivity type forming the collector region of the vertical bipolar transistor and the base region of the horizontal bipolar transistor can be formed to be different from each other,
The characteristics of the second conductivity type MOS transistor, the vertical bipolar transistor, and the horizontal bipolar transistor can be set separately, and the breakdown voltage of the vertical bipolar transistor can be increased to 10 V or more. Therefore, it is possible to realize a semiconductor device in which a PiN type photodiode having high frequency characteristics, a high breakdown voltage vertical bipolar transistor, a horizontal bipolar transistor, and a CMOS transistor are formed on the same substrate.

【0008】請求項3記載の発明は、請求項1又は2記
載の半導体装置において、前記第1埋込み層は不純物と
してアンチモンを用いて形成され、前記第2埋込み層は
不純物としてリンを用いて形成するものである。これに
より、効率よく、高い周波数特性をもったPiN型フォ
トダイオードと縦型バイポーラトランジスタと横型バイ
ポーラトランジスタ、更にはCMOSトランジスタを同
一基板上に形成した半導体装置を実現することができ
る。また請求項4記載の発明は、請求項2記載の半導体
装置において、前記第1拡散層の不純物濃度は1E16cm
-3以下とし、前記第2拡散層の不純物濃度は1E16cm-3
以上とするものである。これにより、効率よく、高い周
波数特性をもったPiN型フォトダイオードと耐圧の高
い縦型バイポーラトランジスタと横型バイポーラトラン
ジスタとCMOSトランジスタとを同一基板上に形成し
た半導体装置を実現することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the first or second aspect, the first buried layer is formed by using antimony as an impurity, and the second buried layer is formed by using phosphorus as an impurity. To do. As a result, it is possible to efficiently realize a semiconductor device in which a PiN photodiode, a vertical bipolar transistor, a horizontal bipolar transistor, and further a CMOS transistor having high frequency characteristics are formed on the same substrate. According to a fourth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the second aspect, the impurity concentration of the first diffusion layer is 1E16 cm.
-3 or less, and the impurity concentration of the second diffusion layer is 1E16 cm -3
The above is the description. As a result, it is possible to efficiently realize a semiconductor device in which a PiN photodiode having a high frequency characteristic, a vertical bipolar transistor having a high breakdown voltage, a lateral bipolar transistor, and a CMOS transistor are formed on the same substrate.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】次に実施の形態について説明す
る。まず第1の実施の形態を図1〜図4に示す製造工程
図に基づいて説明する。この実施の形態は、PiN型フ
ォトダイオードと縦型NPNバイポーラトランジスタと
横型PNPバイポーラトランジスタと縦型PNPバイポ
ーラトランジスタを同一基板上に構成するもので、請求
項1及び3記載の発明に対応するものである。まず、図
1に示すように、P型基板1のPiN型フォトダイオー
ド領域、縦型NPNバイポーラトランジスタ領域、横型
PNPバイポーラトランジスタ領域、縦型PNPバイポ
ーラトランジスタ領域に、アンチモンを拡散させN+
込み層2を形成する。このN+ 埋込み層2は寄生抵抗の
低減のため、表面濃度で1E19cm-3以上に形成し、最終
的には1E18cm-3以上の高濃度に形成される。次に、P
iN型フォトダイオードのカソード引き上げ領域、縦型
NPNバイポーラトランジスタ領域、横型PNPバイポ
ーラトランジスタ領域にN- 埋込み層4を形成するため
に、リンを加速電圧50〜150 KeV,ドーズ量1E13〜1
E15cm-2でイオン注入する。次に、素子分離領域にP型
素子分離埋込み層3を、縦型PNPバイポーラトランジ
スタ領域にコレクタ埋込み層となるP型埋込み層5を形
成するためのイオン注入を行う。なお、図において、縦
型PNPバイポーラトランジスタ領域はVPNPと略記
することとする。
Next, an embodiment will be described. First, a first embodiment will be described based on the manufacturing process diagrams shown in FIGS. In this embodiment, a PiN type photodiode, a vertical NPN bipolar transistor, a horizontal PNP bipolar transistor and a vertical PNP bipolar transistor are formed on the same substrate, and they correspond to the inventions of claims 1 and 3. is there. First, as shown in FIG. 1, antimony is diffused into the PiN type photodiode region, the vertical NPN bipolar transistor region, the horizontal PNP bipolar transistor region, and the vertical PNP bipolar transistor region of the P type substrate 1 to diffuse the N + buried layer 2 To form. The N + for buried layer 2 is reduction of parasitic resistance, formed on 1E19 cm -3 or more at a surface concentration, and is finally formed on the high concentration of more than 1E18 cm -3. Next, P
In order to form the N buried layer 4 in the cathode pull-up region, the vertical NPN bipolar transistor region, and the lateral PNP bipolar transistor region of the iN type photodiode, phosphorus is added at an acceleration voltage of 50 to 150 KeV and a dose amount of 1E13 to 1
Ion-implant at E15cm -2 . Next, ion implantation is performed to form a P-type element isolation buried layer 3 in the element isolation region and a P-type buried layer 5 to be a collector buried layer in the vertical PNP bipolar transistor region. In the figure, the vertical PNP bipolar transistor region is abbreviated as VPNP.

【0010】その後、図2に示すように、N- エピタキ
シャル層6を濃度1E12〜1E14cm-3,膜厚8〜12μm
に形成する。このN- エピタキシャル層6は低濃度に形
成され、最終的にはPiN型フォトダイオードのi層と
なる。次に、素子分離領域にP型素子分離拡散層7を、
縦型NPNバイポーラトランジスタ領域と横型PNPバ
イポーラトランジスタ領域にN型拡散層8を、縦型PN
Pバイポーラトランジスタ領域にP型コレクタ拡散層9
を、PiN型フォトダイオードのカソード引き出し領域
にN型カソード引き出し層10を、縦型NPNバイポーラ
トランジスタのコレクタ引き出し領域にN型コレクタ引
き出し層11を、横型PNPバイポーラトランジスタのベ
ース引き出し領域にN型ベース引き出し層12を、縦型P
NPバイポーラトランジスタのコレクタ引き出し領域に
P型コレクタ引き出し層13を、それぞれ形成するための
イオン注入を行う。ここで、N型拡散層8を形成するた
めのイオン注入にはリンを使用し、最終的には濃度が1
E16cm-3以下になるように形成する。また、P型コレク
タ拡散層9のイオン注入にはボロンを使用し、最終的に
は濃度が1E16cm-3以下になるように形成する。また、
N型カソード引き出し層10とN型コレクタ引き出し層11
とN型ベース引き出し層12は、同時にイオン注入を行っ
て形成してもよい。
Thereafter, as shown in FIG. 2, an N - epitaxial layer 6 is formed with a concentration of 1E12 to 1E14 cm -3 and a film thickness of 8 to 12 μm.
Formed. This N - epitaxial layer 6 is formed in a low concentration and finally becomes the i layer of the PiN type photodiode. Next, the P-type element isolation diffusion layer 7 is provided in the element isolation region.
An N-type diffusion layer 8 is formed in the vertical NPN bipolar transistor region and the horizontal PNP bipolar transistor region, and
P type collector diffusion layer 9 in the P bipolar transistor region
, The N-type cathode extraction layer 10 in the cathode extraction region of the PiN-type photodiode, the N-type collector extraction layer 11 in the collector extraction region of the vertical NPN bipolar transistor, and the N-type base extraction region in the base extraction region of the lateral PNP bipolar transistor. Layer 12, vertical P
Ion implantation is performed to form the P-type collector extraction layer 13 in the collector extraction region of the NP bipolar transistor. Here, phosphorus is used for the ion implantation for forming the N-type diffusion layer 8, and finally the concentration is 1
E16cm -3 It is formed so as to be less than. Further, boron is used for the ion implantation of the P-type collector diffusion layer 9, and is finally formed so that the concentration becomes 1E16 cm −3 or less. Also,
N-type cathode extraction layer 10 and N-type collector extraction layer 11
The N-type base lead layer 12 may be formed by performing ion implantation at the same time.

【0011】その後、図3に示すように、熱拡散を行う
ことにより、N+ 埋込み層2,N-埋込み層4,P型素
子分離埋込み層3,P型埋込み層5,P型素子分離拡散
層7,N型拡散層8,P型コレクタ拡散層9,N型カソ
ード引き出し層10,N型コレクタ引き出し層11,N型ベ
ース引き出し層12,P型コレクタ引き出し層13が形成さ
れる。ここでN- 埋込み層4とN型拡散層8,N- 埋込
み層4とN型カソード引き出し層10,P型素子分離埋込
み層3とP型素子分離拡散層7,P型埋込み層5とP型
コレクタ拡散層9が、それぞれ接続されるように形成さ
れるが、N- 埋込み層4はリンで形成されているため、
アンチモンに比べ拡散係数が大きく熱拡散の時間を短く
できる。例えば、従来1000〜1150℃,2000〜3000分の熱
拡散が必要であったものが、1000〜1150℃,600 〜1200
分の熱拡散で十分である。このため、PiN型フォトダ
イオード領域のN+ 埋込み層2のN- エピタキシャル層
6側への拡散が小さくなり、PiN型フォトダイオード
のi層(N- エピタキシャル層6)の領域を大きく形成
することができる。これにより、PiN型フォトダイオ
ードの周波数特性を向上させることができる。また、N
型拡散層8,P型コレクタ拡散層9は濃度が1E16cm-3
以下に形成され、N+ 埋込み層2は1E18cm-3以上に形
成される。
Thereafter, as shown in FIG. 3, thermal diffusion is performed to form an N + burying layer 2, an N burying layer 4, a P-type element isolation burying layer 3, a P-type burying layer 5, a P-type element isolation diffusion. A layer 7, an N type diffusion layer 8, a P type collector diffusion layer 9, an N type cathode extraction layer 10, an N type collector extraction layer 11, an N type base extraction layer 12 and a P type collector extraction layer 13 are formed. Here, the N buried layer 4 and the N type diffusion layer 8, the N buried layer 4, the N type cathode extraction layer 10, the P type element isolation buried layer 3, the P type element isolation diffusion layer 7, the P type buried layer 5 and the P type The type collector diffusion layers 9 are formed so as to be connected to each other, but since the N buried layer 4 is formed of phosphorus,
The diffusion coefficient is larger than that of antimony and the time for thermal diffusion can be shortened. For example, what used to require thermal diffusion of 1000 to 1150 ° C for 2000 to 3000 minutes is now 1000 to 1150 ° C and 600 to 1200 ° C.
A minute of thermal diffusion is sufficient. For this reason, the diffusion of the N + buried layer 2 in the PiN type photodiode region toward the N epitaxial layer 6 side becomes small, and the region of the i layer (N epitaxial layer 6) of the PiN type photodiode can be formed large. it can. Thereby, the frequency characteristic of the PiN type photodiode can be improved. Also, N
The type diffusion layer 8 and the P type collector diffusion layer 9 have a concentration of 1E16 cm -3.
The N + buried layer 2 is formed below and has a thickness of 1E18 cm -3 or more.

【0012】その後、図4に示すように、フィールド酸
化膜14を形成した後、PiN型フォトダイオード領域に
+ 型アノード層17を形成し、縦型NPNバイポーラト
ランジスタ領域にP型ベース層15とN+ 型エミッタ層18
を形成し、縦型PNPバイポーラトランジスタ領域にN
型ベース層16を形成し、横型PNPバイポーラトランジ
スタと縦型PNPバイポーラトランジスタ領域にP+
エミッタ層19を形成し、横型PNPバイポーラトランジ
スタ領域にP+ 型コレクタ層20を形成する。また、P+
型アノード層17とP+ 型エミッタ層19とP+ 型コレクタ
層20及び縦型NPNバイポーラトランジスタの外部ベー
ス領域(図示せず)のP+ 層は同時に形成してもよく、
+ 型エミッタ層18と縦型PNPバイポーラトランジス
タの外部ベース領域(図示せず)のN+ 層を同時に形成
してもよい。これにより、PiN型フォトダイオードと
縦型NPNバイポーラトランジスタと横型PNPバイポ
ーラトランジスタと縦型PNPバイポーラトランジスタ
を、P型基板上に形成した半導体装置が完成する。
Then, as shown in FIG. 4, after forming a field oxide film 14, a P + type anode layer 17 is formed in the PiN type photodiode region and a P type base layer 15 is formed in the vertical NPN bipolar transistor region. N + type emitter layer 18
To form N in the vertical PNP bipolar transistor region.
The type base layer 16 is formed, the P + type emitter layer 19 is formed in the lateral PNP bipolar transistor and vertical PNP bipolar transistor regions, and the P + type collector layer 20 is formed in the lateral PNP bipolar transistor region. Also, P +
The type anode layer 17, the P + type emitter layer 19, the P + type collector layer 20, and the P + layer of the external base region (not shown) of the vertical NPN bipolar transistor may be formed simultaneously.
The N + type emitter layer 18 and the N + layer in the external base region (not shown) of the vertical PNP bipolar transistor may be simultaneously formed. As a result, a semiconductor device in which the PiN type photodiode, the vertical NPN bipolar transistor, the horizontal PNP bipolar transistor, and the vertical PNP bipolar transistor are formed on the P type substrate is completed.

【0013】次に、第2の実施の形態を図5〜図8の製
造工程図に基づいて説明する。この実施の形態は、Pi
N型フォトダイオードと縦型NPNバイポーラトランジ
スタと横型PNPバイポーラトランジスタと縦型PNP
バイポーラトランジスタとPMOSトランジスタとNM
OSトランジスタとを、同一基板上に形成するもので、
請求項2及び4記載の発明に対応するものである。ま
ず、図5に示すように、P型基板21のPiN型フォトダ
イオード領域、縦型NPNバイポーラトランジスタ領
域、横型PNPバイポーラトランジスタ領域、縦型PN
Pバイポーラトランジスタ領域、PMOS領域及びNM
OS領域にアンチモンを拡散させN+ 埋込み層22を形成
する。このN+ 埋込み層22は寄生抵抗の低減のため表面
濃度で1E19cm-3以上に形成し、最終的には1E18cm-3
以上の高濃度に形成される。次に、PiN型フォトダイ
オードのカソード引き上げ領域、縦型NPNバイポーラ
トランジスタ領域、横型PNPバイポーラトランジスタ
領域、PMOSトランジスタ領域にN- 埋込み層24を形
成するために、リンを加速電圧50〜150 KeV,ドーズ量
1E13〜1E15cm-2でイオン注入する。次に、素子分離
領域にP型素子分離埋込み層23を縦型PNPバイポーラ
トランジスタ領域とNMOSトランジスタ領域に、それ
ぞれコレクタ埋込み層、ウエル埋込み層となるP型埋込
み層25を形成するためのイオン注入を行う。
Next, a second embodiment will be described with reference to the manufacturing process diagrams of FIGS. In this embodiment, Pi
N-type photodiode, vertical NPN bipolar transistor, horizontal PNP bipolar transistor, vertical PNP
Bipolar transistor, PMOS transistor and NM
An OS transistor is formed on the same substrate,
The invention corresponds to the invention described in claims 2 and 4. First, as shown in FIG. 5, the PiN type photodiode region, the vertical NPN bipolar transistor region, the horizontal PNP bipolar transistor region, and the vertical PN of the P type substrate 21.
P bipolar transistor region, PMOS region and NM
Antimony is diffused in the OS region to form the N + buried layer 22. The N + buried layer 22 is formed to have a surface concentration of 1E19 cm -3 or more to reduce parasitic resistance, and finally 1E18 cm -3.
It is formed at the above high concentration. Next, in order to form the N buried layer 24 in the cathode pull-up region, the vertical NPN bipolar transistor region, the lateral PNP bipolar transistor region, and the PMOS transistor region of the PiN type photodiode, phosphorus is added at an accelerating voltage of 50 to 150 KeV and at a dose. Ion implantation is performed at a dose of 1E13 to 1E15 cm -2 . Next, ion implantation is performed to form a P-type element isolation buried layer 23 in the element isolation region and a P-type buried layer 25 serving as a collector buried layer and a well buried layer in the vertical PNP bipolar transistor region and the NMOS transistor region, respectively. To do.

【0014】その後、図6に示すように、N- エピタキ
シャル層26を濃度1E12〜1E14cm-3,膜厚8〜12μm
に形成する。このN- エピタキシャル層26は低濃度に形
成され、最終的にはPiN型フォトダイオードのi層と
なる。次に、素子分離領域にP型素子分離拡散層27を、
縦型NPNバイポーラトランジスタ領域と横型PNPバ
イポーラトランジスタ領域にN型拡散層28を、縦型PN
Pバイポーラトランジスタ領域にP型コレクタ拡散層29
を、PiN型フォトダイオードのカソード引き出し領域
にN型カソード引き出し層30を、縦型NPNバイポーラ
トランジスタのコレクタ引き出し領域にN型コレクタ引
き出し層31を、横型PNPバイポーラトランジスタのベ
ース引き出し領域にN型ベース引き出し層32を、縦型P
NPバイポーラトランジスタのコレクタ引き出し領域に
P型コレクタ引き出し層33を、PMOSトランジスタ領
域にN型ウエル拡散層34を、NMOSトランジスタ領域
にP型ウエル拡散層35を、それぞれ形成するためのイオ
ン注入を行う。ここで、N型拡散層28を形成するための
イオン注入にはリンを使用し、最終的には濃度が1E16
cm-3以下になるように形成し、N型ウエル拡散層34を形
成するためのイオン注入にはリンを使用し、最終的には
濃度が1E16cm-3以上になるように形成する。また、P
型コレクタ拡散層29のイオン注入にはボロンを使用し、
最終的には濃度が1E16cm-3以下になるように形成し、
P型ウエル拡散層35を形成するためのイオン注入にはボ
ロンを使用し、最終的には濃度が1E16cm-3以上になる
ように形成する。また、N型カソード引き出し層30とN
型コレクタ引き出し層31とN型ベース引き出し層32は、
同時にイオン注入を行って形成してもよい。
Thereafter, as shown in FIG. 6, an N - epitaxial layer 26 having a concentration of 1E12 to 1E14 cm -3 and a film thickness of 8 to 12 μm is formed.
Formed. This N - epitaxial layer 26 is formed in a low concentration, and finally becomes the i layer of the PiN type photodiode. Next, the P-type element isolation diffusion layer 27 is formed in the element isolation region,
An N-type diffusion layer 28 is formed in the vertical NPN bipolar transistor region and the horizontal PNP bipolar transistor region, and the vertical PN
P type collector diffusion layer 29 in the P bipolar transistor region
, The N-type cathode extraction layer 30 in the cathode extraction region of the PiN-type photodiode, the N-type collector extraction layer 31 in the collector extraction region of the vertical NPN bipolar transistor, and the N-type base extraction region in the base extraction region of the lateral PNP bipolar transistor. Layer 32 to vertical P
Ion implantation is performed to form a P-type collector extraction layer 33 in the collector extraction region of the NP bipolar transistor, an N-type well diffusion layer 34 in the PMOS transistor region, and a P-type well diffusion layer 35 in the NMOS transistor region. Here, phosphorus is used for the ion implantation for forming the N-type diffusion layer 28, and finally the concentration is 1E16.
The ion implantation for forming the N-type well diffusion layer 34 is made to be not more than cm −3, and phosphorus is used so that the final concentration is not less than 1E16 cm −3 . Also, P
Boron is used for ion implantation of the type collector diffusion layer 29,
Finally formed to a concentration of 1E16 cm -3 or less,
Boron is used for the ion implantation for forming the P-type well diffusion layer 35, and is finally formed to have a concentration of 1E16 cm -3 or more. In addition, the N-type cathode lead layer 30 and N
The type collector extraction layer 31 and the N type base extraction layer 32 are
It may be formed by performing ion implantation at the same time.

【0015】その後、図7に示すように、熱拡散を行う
ことにより、N+ 埋込み層22,N-埋込み層24,P型素
子分離埋込み層23,P型埋込み層25,P型素子分離拡散
層27,N型拡散層28,P型コレクタ拡散層29,N型カソ
ード引き出し層30,N型コレクタ引き出し層31,N型ベ
ース引き出し層32,P型コレクタ引き出し層33,N型ウ
エル拡散層34,P型ウエル拡散層35が形成される。ここ
でN- 埋込み層24とN型拡散層28,N- 埋込み層24とN
型カソード引き出し層30,N- 埋込み層24とN型ウエル
拡散層34,P型素子分離埋込み層23とP型素子分離拡散
層27,P型埋込み層25とP型コレクタ拡散層29,P型埋
込み層25とP型ウエル拡散層35が、それぞれ接続される
ように形成されるが、N- 埋込み層24はリンで形成され
ているため、アンチモンに比べ拡散係数が大きく、熱拡
散の時間を短くできる。例えば、従来1000〜1150℃,20
00〜3000分の熱拡散が必要であったものが、1000〜1150
℃,600 〜1200分の熱拡散で十分である。このため、P
iN型フォトダイオード領域のN+ 埋込み層22のN-
ピタキシャル層26側への拡散が小さくなり、PiN型フ
ォトダイオードのi層(N- エピタキシャル層26)の領
域を大きく形成することができる。これにより、PiN
型フォトダイオードの周波数特性を向上させることがで
きる。また、N型拡散層28,P型コレクタ拡散層29は濃
度が1E16cm-3以下に形成され、N+ 埋込み層2は1E
18cm-3以上に形成される。また、N型ウエル拡散層34と
P型ウエル拡散層35は濃度が1E16cm-3以上に形成され
る。
Thereafter, as shown in FIG. 7, thermal diffusion is performed to form an N + burying layer 22, an N burying layer 24, a P-type element isolation burying layer 23, a P-type burying layer 25, and a P-type element isolation diffusion. Layer 27, N type diffusion layer 28, P type collector diffusion layer 29, N type cathode extraction layer 30, N type collector extraction layer 31, N type base extraction layer 32, P type collector extraction layer 33, N type well diffusion layer 34. , P-type well diffusion layer 35 is formed. Here, the N buried layer 24 and the N type diffusion layer 28, the N buried layer 24 and the N type
Type cathode extraction layer 30, N buried layer 24, N type well diffusion layer 34, P type element isolation buried layer 23, P type element isolation diffusion layer 27, P type buried layer 25, P type collector diffusion layer 29, P type The buried layer 25 and the P-type well diffusion layer 35 are formed so as to be connected to each other, but since the N buried layer 24 is formed of phosphorus, the diffusion coefficient is larger than that of antimony, and the thermal diffusion time is longer. Can be shortened. For example, the conventional 1000 ~ 1150 ℃, 20
What required heat diffusion for 00 to 3000 minutes was 1000 to 1150
Thermal diffusion at 600 ° C for 1200 to 1200 minutes is sufficient. Therefore, P
The diffusion of the N + buried layer 22 in the iN type photodiode region toward the N epitaxial layer 26 side is reduced, and the region of the i layer (N epitaxial layer 26) of the PiN type photodiode can be formed large. This allows the PiN
The frequency characteristics of the photodiode can be improved. The N-type diffusion layer 28 and the P-type collector diffusion layer 29 are formed to have a concentration of 1E16 cm -3 or less, and the N + buried layer 2 has a concentration of 1E.
Formed over 18 cm -3 . The N-type well diffusion layer 34 and the P-type well diffusion layer 35 are formed to have a concentration of 1E16 cm -3 or more.

【0016】その後、図8に示すように、フィールド酸
化膜36を形成した後、CMOSトランジスタ領域にゲー
ト酸化膜37,Poly Si 等によりゲート電極38を形成す
る。次に、PiN型フォトダイオード領域にP+ 型アノ
ード層41を形成し、縦型NPNバイポーラトランジスタ
領域にP型ベース層39とN+ 型エミッタ層42を形成し、
縦型PNPバイポーラトランジスタ領域にN型ベース層
40を形成し、横型PNPバイポーラトランジスタと縦型
PNPバイポーラトランジスタ領域にP+ 型エミッタ層
43を形成し、横型PNPバイポーラトランジスタ領域に
+ 型コレクタ層44を形成し、PMOSトランジスタ領
域にP+ 型ソース・ドレイン層45を形成し、NMOSト
ランジスタ領域にN+ 型ソース・ドレイン層46を形成す
る。また、P+ 型アノード層41とP+ 型エミッタ層43と
+ 型コレクタ層44とP+ 型ソース・ドレイン層45及び
縦型NPNバイポーラトランジスタの外部ベース領域
(図示せず)のP+ 層は同時に形成してもよく、N+
エミッタ層42とN+ 型ソース・ドレイン層46及び縦型P
NPバイポーラトランジスタの外部ベース領域(図示せ
ず)のN+ 層を同時に形成してもよい。これにより、P
iN型フォトダイオードと縦型NPNバイポーラトラン
ジスタと横型PNPバイポーラトランジスタと縦型PN
PバイポーラトランジスタとPMOSトランジスタとN
MOSトランジスタとを、P型基板上に形成した半導体
装置が完成する。
After that, as shown in FIG. 8, after forming a field oxide film 36, a gate electrode 38 is formed in the CMOS transistor region by a gate oxide film 37, Poly Si and the like. Next, a P + type anode layer 41 is formed in the PiN type photodiode region, and a P type base layer 39 and an N + type emitter layer 42 are formed in the vertical NPN bipolar transistor region.
N-type base layer in the vertical PNP bipolar transistor area
40 to form a P + type emitter layer in the lateral PNP bipolar transistor and vertical PNP bipolar transistor regions.
43 is formed, a P + -type collector layer 44 is formed on the lateral PNP bipolar transistor region to form a P + type source and drain layer 45 in the PMOS transistor region, the N + type source and drain layer 46 in the NMOS transistor region Form. Further, the P + type anode layer 41, the P + type emitter layer 43, the P + type collector layer 44, the P + type source / drain layer 45, and the P + layer in the external base region (not shown) of the vertical NPN bipolar transistor. May be formed at the same time. The N + type emitter layer 42, the N + type source / drain layer 46 and the vertical P type
The N + layer in the external base region (not shown) of the NP bipolar transistor may be simultaneously formed. This gives P
iN photodiode, vertical NPN bipolar transistor, horizontal PNP bipolar transistor, vertical PN
P bipolar transistor, PMOS transistor and N
A semiconductor device in which a MOS transistor and a P-type substrate are formed is completed.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上実施の形態に基づいて説明したよう
に、請求項1記載の発明によれば、縦型バイポーラトラ
ンジスタのコレクタ領域と横型バイポーラトランジスタ
のベース領域を、第1導電型の拡散係数の異なる第1及
び第2埋込み層と第1導電型の第1拡散層とで構成して
いるので、第2埋込み層と第1拡散層を接続させるため
の熱工程を短くでき、PiN型フォトダイオードの第1
導電型の第1埋込み層の低濃度エピタキシャル層側への
拡散を小さくでき、これにより、PiN型フォトダイオ
ードのi層(低濃度エピタキシャル層)の領域が大きく
なり、高い周波数特性を持ったPiN型フォトダイオー
ドと縦型バイポーラトランジスタと横型バイポーラトラ
ンジスタを同一基板上に備えた半導体装置を実現するこ
とができる。
As described above based on the embodiments, according to the invention described in claim 1, the collector region of the vertical bipolar transistor and the base region of the lateral bipolar transistor are provided with the diffusion coefficient of the first conductivity type. Since it is composed of the first and second buried layers and the first diffusion layer of the first conductivity type which are different from each other, the heat process for connecting the second buried layer and the first diffusion layer can be shortened, and the PiN-type photo First of the diode
The diffusion of the conductive type first buried layer toward the low-concentration epitaxial layer side can be reduced, which increases the region of the i-layer (low-concentration epitaxial layer) of the PiN-type photodiode, and the PiN-type with high frequency characteristics. It is possible to realize a semiconductor device including a photodiode, a vertical bipolar transistor, and a horizontal bipolar transistor on the same substrate.

【0018】請求項2記載の発明によれば、縦型バイポ
ーラトランジスタのコレクタ領域と横型バイポーラトラ
ンジスタのベース領域と第2導電型のMOSトランジス
タのウエル領域を、第1導電型の拡散係数の異なる第1
及び第2埋込み層と第1導電型の第1又は第2拡散層と
で構成しているので、第2埋込み層と第1導電型の第1
又は第2拡散層を接続させるための熱工程を短くでき、
PiN型フォトダイオードの第1導電型の第1埋込み層
の低濃度エピタキシャル層側への拡散を小さくできるた
め、PiN型フォトダイオードのi層(低濃度エピタキ
シャル層)の幅を大きくすることができる。更に、第2
導電型のMOSトランジスタのウエル領域を形成する第
1導電型の第2拡散層は、縦型バイポーラトランジスタ
のコレクタ領域と横型バイポーラトランジスタのベース
領域を形成する第1導電型の第1拡散層と濃度が異なる
ように形成することができるため、第2導電型のMOS
トランジスタと縦型バイポーラトランジスタ、横型バイ
ポーラトランジスタの特性を別々に設定することがで
き、縦型バイポーラトランジスタの耐圧を10V以上に高
くできる。これにより、高い周波数特性を持ったPiN
型フォトダイオードと高い耐圧の縦型バイポーラトラン
ジスタと横型バイポーラトランジスタとCMOSトラン
ジスタとを同一基板上に形成した半導体装置を実現する
ことができる。
According to the second aspect of the present invention, the collector region of the vertical bipolar transistor, the base region of the lateral bipolar transistor, and the well region of the second conductivity type MOS transistor are formed in the first conductivity type having different diffusion coefficients. 1
And the second buried layer and the first conductive type first or second diffusion layer, the second buried layer and the first conductive type first layer.
Alternatively, the heat step for connecting the second diffusion layer can be shortened,
Since the diffusion of the first buried layer of the first conductivity type of the PiN type photodiode to the low concentration epitaxial layer side can be reduced, the width of the i layer (low concentration epitaxial layer) of the PiN type photodiode can be increased. Furthermore, the second
The second diffusion layer of the first conductivity type forming the well region of the MOS transistor of the conductivity type has the same concentration as the first diffusion layer of the first conductivity type forming the collector region of the vertical bipolar transistor and the base region of the lateral bipolar transistor. Can be formed differently, so that the second conductivity type MOS
The characteristics of the transistor, the vertical bipolar transistor, and the horizontal bipolar transistor can be set separately, and the breakdown voltage of the vertical bipolar transistor can be increased to 10 V or more. As a result, PiN with high frequency characteristics
It is possible to realize a semiconductor device in which a type photodiode, a high withstand voltage vertical bipolar transistor, a horizontal bipolar transistor, and a CMOS transistor are formed on the same substrate.

【0019】また請求項3記載の発明によれば、前記第
1及び第2埋込み層をアンチモンとリンを使用して形成
しているので、効率よく、高い周波数特性を持ったPi
N型フォトダイオードと縦型バイポーラトランジスタと
横型バイポーラトランジスタ、更にはCMOSトランジ
スタも同一基板上に形成した半導体装置を実現すること
ができる。また請求項4記載の発明によれば、効率よ
く、高い周波数特性を持ったPiN型フォトダイオード
と耐圧の高い縦型バイポーラトランジスタと横型バイポ
ーラトランジスタとCMOSトランジスタとを同一基板
上に形成した半導体装置を実現することができる。
According to the third aspect of the invention, since the first and second buried layers are formed by using antimony and phosphorus, the Pi having an efficient and high frequency characteristic can be obtained.
It is possible to realize a semiconductor device in which an N-type photodiode, a vertical bipolar transistor, a horizontal bipolar transistor, and further a CMOS transistor are formed on the same substrate. According to the invention described in claim 4, there is provided a semiconductor device in which a PiN type photodiode having a high frequency characteristic, a vertical bipolar transistor having a high breakdown voltage, a lateral bipolar transistor and a CMOS transistor are efficiently formed on the same substrate. Can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る半導体装置の第1の実施の形態を
説明するための製造工程を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a manufacturing process for explaining a first embodiment of a semiconductor device according to the present invention.

【図2】図1に示した製造工程に続く製造工程を示す図
である。
FIG. 2 is a view showing a manufacturing process subsequent to the manufacturing process shown in FIG. 1;

【図3】図2に示した製造工程に続く製造工程を示す図
である。
FIG. 3 is a view showing a manufacturing process following the manufacturing process shown in FIG. 2;

【図4】図3に示した製造工程に続く製造工程を示す図
である。
FIG. 4 is a view showing a manufacturing process following the manufacturing process shown in FIG. 3;

【図5】本発明の第2の実施の形態を説明するための製
造工程を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a manufacturing process for explaining the second embodiment of the present invention.

【図6】図5に示した製造工程に続く製造工程を示す図
である。
FIG. 6 is a view showing a manufacturing process subsequent to the manufacturing process shown in FIG. 5;

【図7】図6に示した製造工程に続く製造工程を示す図
である。
FIG. 7 is a diagram showing a manufacturing process that follows the manufacturing process shown in FIG. 6;

【図8】図7に示した製造工程に続く製造工程を示す図
である。
FIG. 8 is a view showing a manufacturing process subsequent to the manufacturing process shown in FIG. 7;

【図9】従来の半導体装置の構成例を示す断面図であ
る。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration example of a conventional semiconductor device.

【図10】従来の半導体装置の他の構成例を示す断面図で
ある。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing another configuration example of the conventional semiconductor device.

【図11】図9に示した従来例のA−A′線に沿ったPi
N型フォトダイオードの不純物プロファイルを示す図で
ある。
11 is a Pi along the line AA ′ of the conventional example shown in FIG. 9.
It is a figure which shows the impurity profile of an N-type photodiode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 P型基板 2 N+ 埋込み層 3 P型素子分離埋込み層 4 N- 埋込み層 5 P型埋込み層 6 N- エピタキシャル層 7 P型素子分離拡散層 8 N型拡散層 9 P型コレクタ拡散層 10 N型カソード引き出し層 11 N型コレクタ引き出し層 12 N型ベース引き出し層 13 P型コレクタ引き出し層 14 フィールド酸化膜 15 P型ベース層 16 N型ベース層 17 P+ 型アノード層 18 N+ 型エミッタ層 19 P+ 型エミッタ層 20 P+ 型コレクタ層 21 P型基板 22 N+ 埋込み層 23 P型素子分離埋込み層 24 N- 埋込み層 25 P型埋込み層 26 N- エピタキシャル層 27 P型素子分離拡散層 28 N型拡散層 29 P型コレクタ拡散層 30 N型カソード引き出し層 31 N型コレクタ引き出し層 32 N型ベース引き出し層 33 P型コレクタ引き出し層 34 N型ウエル拡散層 35 P型ウエル拡散層 36 フィールド酸化膜 37 ゲート酸化膜 38 ゲート電極 39 P型ベース層 40 N型ベース層 41 P+ 型アノード層 42 N+ 型エミッタ層 43 P+ 型エミッタ層 44 P+ 型コレクタ層 45 P+ 型ソース・ドレイン層 46 N+ 型ソース・ドレイン層1 P-type substrate 2 N + buried layer 3 P-type element isolation buried layer 4 N - buried layer 5 P-type buried layer 6 N - epitaxial layer 7 P-type element isolated diffusion layer 8 N-type diffusion layer 9 P-type collector diffusion layer 10 N-type cathode extraction layer 11 N-type collector extraction layer 12 N-type base extraction layer 13 P-type collector extraction layer 14 Field oxide film 15 P-type base layer 16 N-type base layer 17 P + -type anode layer 18 N + -type emitter layer 19 P + type emitter layer 20 P + -type collector layer 21 P-type substrate 22 N + buried layer 23 P-type isolation buried layer 24 N - buried layer 25 P-type buried layer 26 N - epitaxial layer 27 P-type isolation diffusion layer 28 N type diffusion layer 29 P type collector diffusion layer 30 N type cathode extraction layer 31 N type collector extraction layer 32 N type base extraction layer 33 P type collector extraction layer 34 N type well diffusion layer 35 P type well diffusion layer 36 Field oxide film 37 Gate oxide film 38 Gate electrode 39 P-type base layer 40 N-type base layer 41 P + -type anode layer 42 N + -type emitter layer 43 P + -type emitter layer 44 P + -type collector layer 45 P + -type source layer Drain layer 46 N + type source / drain layer

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 PiN型フォトダイオードと縦型バイポ
ーラトランジスタと横型バイポーラトランジスタを同一
基板上に備えた半導体装置において、少なくとも縦型バ
イポーラトランジスタのコレクタ領域と横型バイポーラ
トランジスタのベース領域は、第1導電型の第1埋込み
層と、前記第1埋込み層の上に形成され、前記第1埋込
み層を形成する不純物より拡散係数が大きい不純物によ
り形成された第1導電型の第2埋込み層と、前記第2埋
込み層に接続されるように形成された第1導電型の第1
拡散層とで構成されていることを特徴とする半導体装
置。
1. A semiconductor device having a PiN photodiode, a vertical bipolar transistor and a horizontal bipolar transistor on the same substrate, wherein at least a collector region of the vertical bipolar transistor and a base region of the horizontal bipolar transistor have a first conductivity type. A first buried layer, a second buried layer of a first conductivity type formed on the first buried layer, the second buried layer formed of an impurity having a diffusion coefficient larger than that of an impurity forming the first buried layer, Second first conductivity type first formed to be connected to the buried layer
A semiconductor device comprising a diffusion layer.
【請求項2】 PiN型フォトダイオードと縦型バイポ
ーラトランジスタと横型バイポーラトランジスタとCM
OSトランジスタを同一基板上に備えた半導体装置にお
いて、少なくとも縦型バイポーラトランジスタのコレク
タ領域と横型バイポーラトランジスタのベース領域は、
第1導電型の第1埋込み層と、前記第1埋込み層の上に
形成され、前記第1埋込み層を形成する不純物より拡散
係数が大きい不純物により形成された第1導電型の第2
埋込み層と、前記第2埋込み層に接続されるように形成
された第1導電型の第1拡散層とで構成され、且つ少な
くとも第2導電型のMOSトランジスタのウエル領域
は、前記第1埋込み層と、前記第2埋込み層と、前記第
2埋込み層に接続されるように形成された第1導電型の
第2拡散層とで構成されていることを特徴とする半導体
装置。
2. A PiN type photodiode, a vertical bipolar transistor, a lateral bipolar transistor, and a CM.
In a semiconductor device having an OS transistor on the same substrate, at least the collector region of the vertical bipolar transistor and the base region of the horizontal bipolar transistor are
A first buried layer of a first conductivity type and a second buried layer of a first conductivity type formed on the first buried layer and having an diffusion coefficient larger than that of the impurities forming the first buried layer.
The buried region and a first diffusion layer of a first conductivity type formed so as to be connected to the second buried layer, and at least a well region of a second conductivity type MOS transistor has the first buried region. A semiconductor device comprising a layer, the second buried layer, and a second diffusion layer of the first conductivity type formed so as to be connected to the second buried layer.
【請求項3】 前記第1埋込み層は不純物としてアンチ
モンを用いて形成され、前記第2埋込み層は不純物とし
てリンを用いて形成されていることを特徴とする請求項
1又は2記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first buried layer is formed by using antimony as an impurity, and the second buried layer is formed by using phosphorus as an impurity. .
【請求項4】 前記第1拡散層の不純物濃度は1E16cm
-3以下であり、前記第2拡散層の不純物濃度は1E16cm
-3以上であることを特徴とする請求項2記載の半導体装
置。
4. The impurity concentration of the first diffusion layer is 1E16 cm.
-3 or less, and the impurity concentration of the second diffusion layer is 1E16 cm
-3 or more, The semiconductor device of Claim 2 characterized by the above-mentioned.
JP4959996A 1996-02-14 1996-02-14 Semiconductor device Withdrawn JPH09223746A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4959996A JPH09223746A (en) 1996-02-14 1996-02-14 Semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4959996A JPH09223746A (en) 1996-02-14 1996-02-14 Semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09223746A true JPH09223746A (en) 1997-08-26

Family

ID=12835704

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4959996A Withdrawn JPH09223746A (en) 1996-02-14 1996-02-14 Semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09223746A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100369344B1 (en) * 1998-06-29 2003-03-17 주식회사 하이닉스반도체 Image sensor having pinned photodiode of cylinder type
EP1475837A1 (en) * 2002-01-16 2004-11-10 Sanken Electric Co., Ltd. Semiconductor device manufacturing method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100369344B1 (en) * 1998-06-29 2003-03-17 주식회사 하이닉스반도체 Image sensor having pinned photodiode of cylinder type
EP1475837A1 (en) * 2002-01-16 2004-11-10 Sanken Electric Co., Ltd. Semiconductor device manufacturing method
EP1475837A4 (en) * 2002-01-16 2007-11-28 Sanken Electric Co Ltd Semiconductor device manufacturing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4484388A (en) Method for manufacturing semiconductor Bi-CMOS device
US7718481B2 (en) Semiconductor structure and method of manufacture
US7242071B1 (en) Semiconductor structure
JPH0315346B2 (en)
JPH04226066A (en) Bi-cmos device and its manufacture
KR0166052B1 (en) High voltage merged bipolar cmos technology
JPH04226064A (en) Interconnection body for semiconductor device use its manufacture
JPH11330084A (en) Manufacture of bipolar transistor and its structure
JPH0669431A (en) Method for manufacture of bipolar transistor and cmos transistor on soi substrate and these transistors
JP3122118B2 (en) Semiconductor device
JPH04363046A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH08195399A (en) Insulated vertical pnp transistor dispensing with embedded layer
JP3208307B2 (en) Optical semiconductor device
JP3443069B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH09223746A (en) Semiconductor device
JPH09275199A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US6337252B1 (en) Semiconductor device manufacturing method
JP2611450B2 (en) Semiconductor integrated circuit and manufacturing method thereof
JP3327658B2 (en) Manufacturing method of vertical bipolar transistor
JPH09199604A (en) Semiconductor device
JPH10294321A (en) Lateral p-n-p transistor and manufacture thereof
JPH10189755A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JPS60120552A (en) Bipolar cmis device and manufacture thereof
JPS60105265A (en) Manufacture of complementary type semiconductor device
JPH07335662A (en) Semiconductor device and its manufacture

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20030506