JPH0997853A - 半導体集積回路とその製造方法 - Google Patents
半導体集積回路とその製造方法Info
- Publication number
- JPH0997853A JPH0997853A JP7253882A JP25388295A JPH0997853A JP H0997853 A JPH0997853 A JP H0997853A JP 7253882 A JP7253882 A JP 7253882A JP 25388295 A JP25388295 A JP 25388295A JP H0997853 A JPH0997853 A JP H0997853A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductivity type
- region
- island
- forming
- type
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 バイポーラ素子とMOS素子とを共存した集
積回路において、Nチャンネル型MOS素子のバックゲ
ート抵抗と縦型PNPトランジスタのコレクタ直列抵抗
を減少させる。 【解決手段】 基板36表面にN+埋め込み層37を形
成する。基板36の上に第1と第2のエピタキシャル層
49、50を形成する。第1と第2のエピタキシャル層
49、50を分離して複数の島領域31を形成する。第
2のエピタキシャル層50をバックゲートとしてPチャ
ンネル型MOS素子32を、Pウェル領域46をバック
ゲートとしてNチャンネル型MOS素子33を形成す
る。バックゲート抵抗を減じるP+型の第1の埋め込み
層38を、第1と第2のエピタキシャル層49、50の
境界に形成する。縦型PNPトランジスタの35のコレ
クタ抵抗を減じるP+型の第2の埋め込み層39も前記
境界に形成する。
積回路において、Nチャンネル型MOS素子のバックゲ
ート抵抗と縦型PNPトランジスタのコレクタ直列抵抗
を減少させる。 【解決手段】 基板36表面にN+埋め込み層37を形
成する。基板36の上に第1と第2のエピタキシャル層
49、50を形成する。第1と第2のエピタキシャル層
49、50を分離して複数の島領域31を形成する。第
2のエピタキシャル層50をバックゲートとしてPチャ
ンネル型MOS素子32を、Pウェル領域46をバック
ゲートとしてNチャンネル型MOS素子33を形成す
る。バックゲート抵抗を減じるP+型の第1の埋め込み
層38を、第1と第2のエピタキシャル層49、50の
境界に形成する。縦型PNPトランジスタの35のコレ
クタ抵抗を減じるP+型の第2の埋め込み層39も前記
境界に形成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、バイポーラ素子と
MOS素子とを共存した半導体集積回路の、特にMOS
素子のラッチアップ防止に関する。
MOS素子とを共存した半導体集積回路の、特にMOS
素子のラッチアップ防止に関する。
【0002】
【従来の技術】図7に従来のBi−CMOS集積回路の
一例を示す。同図の装置は、各島領域1にPチャンネル
型MOS(以下P−MOSと称する)2、Nチャンネル
型MOS(以下N−MOSと称する)3、NPNトラン
ジスタ4、縦型PNPトランジスタ5を集積化したもの
である。6はP半導体基板、7はN+型の埋め込み層、
8、9はP+型の埋め込み層、10はP+型の分離領
域、11はLOCOS酸化膜、12はNPNトランジス
タ4のP型のベース領域、13はNPNトランジスタ4
のN+型のエミッタ領域、14はNPNトランジスタ4
のN+型のコレクタコンタクト領域、15はP−MOS
2のN+型のソース・ドレイン領域、16はNーMOS
のP型のウェル領域、17はP−MOSのP+型のソー
ス・ドレイン領域、18はゲート電極、19はP型のコ
レクタ領域、20はN型のベース領域、21はP+型の
エミッタ領域、22はN+型のベースコンタクト領域、
23はP+型のコレクタコンタクト領域である(例え
ば、特開昭57ー118663号)。
一例を示す。同図の装置は、各島領域1にPチャンネル
型MOS(以下P−MOSと称する)2、Nチャンネル
型MOS(以下N−MOSと称する)3、NPNトラン
ジスタ4、縦型PNPトランジスタ5を集積化したもの
である。6はP半導体基板、7はN+型の埋め込み層、
8、9はP+型の埋め込み層、10はP+型の分離領
域、11はLOCOS酸化膜、12はNPNトランジス
タ4のP型のベース領域、13はNPNトランジスタ4
のN+型のエミッタ領域、14はNPNトランジスタ4
のN+型のコレクタコンタクト領域、15はP−MOS
2のN+型のソース・ドレイン領域、16はNーMOS
のP型のウェル領域、17はP−MOSのP+型のソー
ス・ドレイン領域、18はゲート電極、19はP型のコ
レクタ領域、20はN型のベース領域、21はP+型の
エミッタ領域、22はN+型のベースコンタクト領域、
23はP+型のコレクタコンタクト領域である(例え
ば、特開昭57ー118663号)。
【0003】P−MOS2は島領域1のN型層をバック
ゲートとし、N−MOS3はPウェル領域14をバック
ゲートとして各々動作する。バックゲートには各々VC
C電位とGND電位が印可される。例えばN−MOS3
では、図8に示すように、複数のNーMOS3が形成さ
れたウェル領域16の一部にP+コンタクト領域24を
配置し、アルミ電極25によってGND電位を印可する
ものである。図示しないが島領域1のN型層にはN+コ
ンタクト領域を介して前記PーMOS2のバックゲート
用のVCC電位が印可されている。また、P+型の第1
の埋め込み層8は前記バックゲート電位の抵抗を低下さ
せる目的で設けている。
ゲートとし、N−MOS3はPウェル領域14をバック
ゲートとして各々動作する。バックゲートには各々VC
C電位とGND電位が印可される。例えばN−MOS3
では、図8に示すように、複数のNーMOS3が形成さ
れたウェル領域16の一部にP+コンタクト領域24を
配置し、アルミ電極25によってGND電位を印可する
ものである。図示しないが島領域1のN型層にはN+コ
ンタクト領域を介して前記PーMOS2のバックゲート
用のVCC電位が印可されている。また、P+型の第1
の埋め込み層8は前記バックゲート電位の抵抗を低下さ
せる目的で設けている。
【0004】ところで、バイポーラ・MOS型集積回路
では、通常、デジタル信号をMOSロジックにより、ア
ナログ信号をバイポーラ素子により各々処理している。
この時NーMOS3のバックゲートと基板6とを共通電
位(GND)にすると、MOSロジックのスイッチング
動作に伴うデジタルノイズが基板6を介してバイポーラ
素子部分に流れ、アナログ回路を誤動作させるという問
題点がある。そこで、N+型の埋め込み層7を配置する
ことでP+型の第1の埋め込み層8と基板6とを分離
し、前記デジタルノイズの混入を低減することがなされ
ていた。
では、通常、デジタル信号をMOSロジックにより、ア
ナログ信号をバイポーラ素子により各々処理している。
この時NーMOS3のバックゲートと基板6とを共通電
位(GND)にすると、MOSロジックのスイッチング
動作に伴うデジタルノイズが基板6を介してバイポーラ
素子部分に流れ、アナログ回路を誤動作させるという問
題点がある。そこで、N+型の埋め込み層7を配置する
ことでP+型の第1の埋め込み層8と基板6とを分離
し、前記デジタルノイズの混入を低減することがなされ
ていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、P+型
の第1の埋め込み層8は、N+埋め込み層7と同じく基
板6表面からの上方向の拡散によって形成され、しかも
N+埋め込み層7のソースである砒素或いはアンチモン
に対してP+型埋め込み層8を形成するボロンの拡散係
数が大であることを利用して作られている。そのため、
図9に両者の不純物濃度分布を示すように、P+型の第
1の埋め込み層7は不純物濃度が最も大きい部分がN+
埋め込み層5によって相殺され、幅も薄くなるので、比
抵抗が比較的大きいという特質がある。
の第1の埋め込み層8は、N+埋め込み層7と同じく基
板6表面からの上方向の拡散によって形成され、しかも
N+埋め込み層7のソースである砒素或いはアンチモン
に対してP+型埋め込み層8を形成するボロンの拡散係
数が大であることを利用して作られている。そのため、
図9に両者の不純物濃度分布を示すように、P+型の第
1の埋め込み層7は不純物濃度が最も大きい部分がN+
埋め込み層5によって相殺され、幅も薄くなるので、比
抵抗が比較的大きいという特質がある。
【0006】一方、前記P+型の第1の埋め込み層14
の抵抗値が大きいという点は、図8に示したように、バ
ックゲート抵抗Rが大きくなり、コンタクト領域17か
らの距離に応じて、複数のN−MOS3の間でゲートバ
イアスが異なるという不具合を招く。また、抵抗Rによ
り電位差を発生するので、N−MOS3がスイッチング
動作するときの寄生電流(ソースからウェル領域16に
流出する電流)により他のN−MOS3素子へのノイズ
の混入が生じる。さらに、電位差が発生することによっ
て、P+ソース・ドレイン領域15のP、島領域1の
N、Pウェル領域16のP、およびN+ソース・ドレイ
ン領域17のNからなるPNPNサイリスタが動作し
て、CMOS部分がラッチアップに陥るという問題点も
ある。
の抵抗値が大きいという点は、図8に示したように、バ
ックゲート抵抗Rが大きくなり、コンタクト領域17か
らの距離に応じて、複数のN−MOS3の間でゲートバ
イアスが異なるという不具合を招く。また、抵抗Rによ
り電位差を発生するので、N−MOS3がスイッチング
動作するときの寄生電流(ソースからウェル領域16に
流出する電流)により他のN−MOS3素子へのノイズ
の混入が生じる。さらに、電位差が発生することによっ
て、P+ソース・ドレイン領域15のP、島領域1の
N、Pウェル領域16のP、およびN+ソース・ドレイ
ン領域17のNからなるPNPNサイリスタが動作し
て、CMOS部分がラッチアップに陥るという問題点も
ある。
【0007】さらに、P+型の第2の埋め込み層9おい
ても、同様に比抵抗が大きく、それが縦型PNPトラン
ジスタ5のコレクタ抵抗となり、結果縦型PNPトラン
ジスタ5の飽和電圧VCE(sat)が大きくなるとい
う問題点も生じていた。
ても、同様に比抵抗が大きく、それが縦型PNPトラン
ジスタ5のコレクタ抵抗となり、結果縦型PNPトラン
ジスタ5の飽和電圧VCE(sat)が大きくなるとい
う問題点も生じていた。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した従来の
欠点に鑑みなされたもので、第1と第2のエピタキシャ
ル層の2段構造とし、N+埋め込み層を基板表面から、
P+型の第1と第2の埋め込み層を前記第1のエピタキ
シャル層の表面から形成することにより、P+埋め込み
層のN+埋め込み層によって消失される部分を減じ、も
ってP+コレクタ領域の比抵抗を大幅に減じた半導体集
積回路とその製造方法を提供するものである。
欠点に鑑みなされたもので、第1と第2のエピタキシャ
ル層の2段構造とし、N+埋め込み層を基板表面から、
P+型の第1と第2の埋め込み層を前記第1のエピタキ
シャル層の表面から形成することにより、P+埋め込み
層のN+埋め込み層によって消失される部分を減じ、も
ってP+コレクタ領域の比抵抗を大幅に減じた半導体集
積回路とその製造方法を提供するものである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下に本発明の1実施例を詳細に
説明する。図1は本発明によって、島領域31にPチャ
ンネル型MOSFET(N−MOS)32、Nチャンネ
ル型MOSFET(N−MOS)33、縦型のNPNト
ランジスタ34、縦型PNPトランジスタ35とを集積
化したバイポーラ・CMOS半導体装置の構造を示す断
面図である。
説明する。図1は本発明によって、島領域31にPチャ
ンネル型MOSFET(N−MOS)32、Nチャンネ
ル型MOSFET(N−MOS)33、縦型のNPNト
ランジスタ34、縦型PNPトランジスタ35とを集積
化したバイポーラ・CMOS半導体装置の構造を示す断
面図である。
【0010】同図において、36はP型のシリコン半導
体基板、37はN+型の埋め込み層、38、39はP+
型の第1と第2の埋め込み層、40a、40bは分離用
のP+型分離領域、41はLOCOS酸化膜、42はN
PNトランジスタ24のP型のベース領域、43はNP
Nトランジスタ34のN+型のエミッタ領域、44はN
PNトランジスタ34のN+型のコレクタコンタクト領
域、45はP−MOS32のP+型ソース・ドレイン領
域、46はN−MOS43のP型のウェル領域、47は
N−MOS33のN+型のソース・ドレイン領域、48
はゲート酸化膜の上に形成したポリシリコン層からなる
ゲート電極、49はN型の第1のエピタキシャル層、5
0はN型の第2のエピタキシャル層、である。さらに、
51は縦型PNPトランジスタ35のP型のコレクタ領
域、52は縦型PNPトランジスタ35のN型ベース領
域、53は縦型PNPトランジスタ35のP+型のエミ
ッタ領域、54はNPNトランジスタ34のP+型のベ
ースコンタクト領域、55は縦型PNPトランジスタ3
5のN+型のベースコンタクト領域、56は縦型PNP
トランジスタ35のP+型のコレクタコンタクト領域で
ある。
体基板、37はN+型の埋め込み層、38、39はP+
型の第1と第2の埋め込み層、40a、40bは分離用
のP+型分離領域、41はLOCOS酸化膜、42はN
PNトランジスタ24のP型のベース領域、43はNP
Nトランジスタ34のN+型のエミッタ領域、44はN
PNトランジスタ34のN+型のコレクタコンタクト領
域、45はP−MOS32のP+型ソース・ドレイン領
域、46はN−MOS43のP型のウェル領域、47は
N−MOS33のN+型のソース・ドレイン領域、48
はゲート酸化膜の上に形成したポリシリコン層からなる
ゲート電極、49はN型の第1のエピタキシャル層、5
0はN型の第2のエピタキシャル層、である。さらに、
51は縦型PNPトランジスタ35のP型のコレクタ領
域、52は縦型PNPトランジスタ35のN型ベース領
域、53は縦型PNPトランジスタ35のP+型のエミ
ッタ領域、54はNPNトランジスタ34のP+型のベ
ースコンタクト領域、55は縦型PNPトランジスタ3
5のN+型のベースコンタクト領域、56は縦型PNP
トランジスタ35のP+型のコレクタコンタクト領域で
ある。
【0011】島領域31は、基板36の上に形成した第
1と第2のエピタキシャル層49、50を、第2のエピ
タキシャル層50の表面から基板26に到達するP+分
離領域40a、40bで接合分離することにより形成さ
れている。P−MOS32、N−MOS33は共通の島
領域21に形成されている。各MOS素子はLOCOS
酸化膜41により素子間分離が成される。LOCOS酸
化膜41は分離領域40bの表面にも形成されている。
1と第2のエピタキシャル層49、50を、第2のエピ
タキシャル層50の表面から基板26に到達するP+分
離領域40a、40bで接合分離することにより形成さ
れている。P−MOS32、N−MOS33は共通の島
領域21に形成されている。各MOS素子はLOCOS
酸化膜41により素子間分離が成される。LOCOS酸
化膜41は分離領域40bの表面にも形成されている。
【0012】各島領域31底部の基板36表面にはN+
埋め込み層37が配置され、N+埋め込み層37は基板
36表面から上下方向に向かって拡散されている。P+
型の第1と第2の埋め込み層38、39は第1のエピタ
キシャル層49の表面に埋め込まれ、第1のエピタキシ
ャル層49の表面から下方向に拡散されてN+埋め込み
層37に達する。P+型の第1の埋め込み層46は、上
方向即ち第2のエピタキシャル層50中に拡散されてP
型のウェル領域46と連結し、P+型の第2の埋め込み
層39はP型のコレクタ領域51と連結する。N+埋め
込み層37によりP+型の第1と第2のの埋め込み層3
8、39は基板36と電気的に分離される。
埋め込み層37が配置され、N+埋め込み層37は基板
36表面から上下方向に向かって拡散されている。P+
型の第1と第2の埋め込み層38、39は第1のエピタ
キシャル層49の表面に埋め込まれ、第1のエピタキシ
ャル層49の表面から下方向に拡散されてN+埋め込み
層37に達する。P+型の第1の埋め込み層46は、上
方向即ち第2のエピタキシャル層50中に拡散されてP
型のウェル領域46と連結し、P+型の第2の埋め込み
層39はP型のコレクタ領域51と連結する。N+埋め
込み層37によりP+型の第1と第2のの埋め込み層3
8、39は基板36と電気的に分離される。
【0013】P−MOS32、N−MOS33は各々1
つしか図示していないが、実際は一つの島領域31内に
各々多数の素子が形成されている。この場合島領域31
のN型層にはP−MOS32のバックゲート電位として
VCCの如き電源電位が図示せぬコンタクト領域とアル
ミ電極により印可され、多数のP−MOS32の前記バ
ックゲート電位は共通である。同じく多数のN−MOS
33はPウェル領域46が共通のバックゲート領域とな
り、P+型の第1の埋め込み層38も共用される。そし
てPウェル領域46の表面に形成した図示せぬコンタク
ト領域とアルミ電極を介して(図8に示したコンタクト
領域24とアルミ電極25のように)、Pウェル領域4
6とP+型の第1の埋め込み層38に接地電位(GN
D)の如きバックゲート電位を印加している。
つしか図示していないが、実際は一つの島領域31内に
各々多数の素子が形成されている。この場合島領域31
のN型層にはP−MOS32のバックゲート電位として
VCCの如き電源電位が図示せぬコンタクト領域とアル
ミ電極により印可され、多数のP−MOS32の前記バ
ックゲート電位は共通である。同じく多数のN−MOS
33はPウェル領域46が共通のバックゲート領域とな
り、P+型の第1の埋め込み層38も共用される。そし
てPウェル領域46の表面に形成した図示せぬコンタク
ト領域とアルミ電極を介して(図8に示したコンタクト
領域24とアルミ電極25のように)、Pウェル領域4
6とP+型の第1の埋め込み層38に接地電位(GN
D)の如きバックゲート電位を印加している。
【0014】第1のエピタキシャル層49は2〜3μの
膜厚に、第2のエピタキシャル層50は3〜5μの膜厚
に形成されている。N+埋め込み層37は(プロセスに
もよるが)基板36表面から上方向に1〜2μの拡散深
さではいあがりP+型第1の埋め込み層38のP型不純
物を相殺するが、本発明はP+型の第1の埋め込み層3
8を第1のエピタキシャル層37表面から形成するの
で、前記N+埋め込み層37で相殺される量が少なく済
む。図10に本発明の不純物濃度のプロファイルを示
す。P+型の第1の埋め込み層38の不純物濃度のピー
クが第1のエピタキシャル層49表面にあるので、結果
P+第1の埋め込み層38としてP型層を形成する残り
幅(図示W)が3μ程度残ることになり、約1μ程度し
か残らない従来の構造に比べて残り幅Wが大となる。し
かもピーク部分がN+埋め込み層37に消去される従来
例に比べ、本発明はピーク部分が残るので、P+第1の
埋め込み層38の比抵抗を大幅に減じることができるの
である。
膜厚に、第2のエピタキシャル層50は3〜5μの膜厚
に形成されている。N+埋め込み層37は(プロセスに
もよるが)基板36表面から上方向に1〜2μの拡散深
さではいあがりP+型第1の埋め込み層38のP型不純
物を相殺するが、本発明はP+型の第1の埋め込み層3
8を第1のエピタキシャル層37表面から形成するの
で、前記N+埋め込み層37で相殺される量が少なく済
む。図10に本発明の不純物濃度のプロファイルを示
す。P+型の第1の埋め込み層38の不純物濃度のピー
クが第1のエピタキシャル層49表面にあるので、結果
P+第1の埋め込み層38としてP型層を形成する残り
幅(図示W)が3μ程度残ることになり、約1μ程度し
か残らない従来の構造に比べて残り幅Wが大となる。し
かもピーク部分がN+埋め込み層37に消去される従来
例に比べ、本発明はピーク部分が残るので、P+第1の
埋め込み層38の比抵抗を大幅に減じることができるの
である。
【0015】この様にP+第1の埋め込み層38の比抵
抗を減じることは、NーMOS33にとって多大なメリ
ットを与える。第1に、バックゲート抵抗が減るので、
NーMOS33がスイッチング動作する際にN+ソース
領域47からPウェル領域46へ流出する電流による電
位上昇が無く、その結果、多数のN−MOS33の素子
間で反転電圧Vtに差が生じることに依る動作のばらつ
きを減らすことができる。第2に、前記流出する電流を
直ちに接地電位に吸い出すことができるので、1つのN
−MOS33が他のN−MOS33に与えるノイズを減
らすことができる。これらにより、MOSロジック回路
の誤動作を防止できる。第3に、前記流出する電流によ
る電位差の発生が少ないので、P+ソース・ドレイン領
域45のP、島領域31のN、Pウェル領域46のP、
およびN+ソース・ドレイン領域47のNからなるPN
PNサイリスタの動作を防止することができる。
抗を減じることは、NーMOS33にとって多大なメリ
ットを与える。第1に、バックゲート抵抗が減るので、
NーMOS33がスイッチング動作する際にN+ソース
領域47からPウェル領域46へ流出する電流による電
位上昇が無く、その結果、多数のN−MOS33の素子
間で反転電圧Vtに差が生じることに依る動作のばらつ
きを減らすことができる。第2に、前記流出する電流を
直ちに接地電位に吸い出すことができるので、1つのN
−MOS33が他のN−MOS33に与えるノイズを減
らすことができる。これらにより、MOSロジック回路
の誤動作を防止できる。第3に、前記流出する電流によ
る電位差の発生が少ないので、P+ソース・ドレイン領
域45のP、島領域31のN、Pウェル領域46のP、
およびN+ソース・ドレイン領域47のNからなるPN
PNサイリスタの動作を防止することができる。
【0016】上記のP+第1の埋め込み層38と同時的
に縦型PNPトランジスタ35のP+第2の埋め込み層
39も形成する。従って、P+第1の埋め込み層38と
同様に第2の埋め込み層39の比抵抗も上記の理由で低
減できる。縦型PNPトランジスタ35にとってP+第
2の埋め込み層39は、コレクタとしてP型領域を形成
すると共に、コレクタ直列抵抗Rcを低減する目的で設
けている。よって、縦型PNPトランジスタ35にとっ
てはコレクタ直列抵抗を減じることができるので、飽和
電圧VCE(sat)を小さくすることができる。
に縦型PNPトランジスタ35のP+第2の埋め込み層
39も形成する。従って、P+第1の埋め込み層38と
同様に第2の埋め込み層39の比抵抗も上記の理由で低
減できる。縦型PNPトランジスタ35にとってP+第
2の埋め込み層39は、コレクタとしてP型領域を形成
すると共に、コレクタ直列抵抗Rcを低減する目的で設
けている。よって、縦型PNPトランジスタ35にとっ
てはコレクタ直列抵抗を減じることができるので、飽和
電圧VCE(sat)を小さくすることができる。
【0017】図2以降は上記の構造の製造方法を工程順
に示す断面図である。以下、図面に従って製造方法を詳
細に説明する。まず図2(A)を参照して、基板となる
P型の単結晶シリコン半導体基板36を準備する。基板
36の表面を熱酸化して酸化膜を形成し、該酸化膜の上
にレジストを塗布、露光、現像し該レジストパターンを
マスクとして前記酸化膜をエッチングすることにより酸
化膜パターンを形成する。前記レジストマスクの除去
後、前記酸化膜パターンをマスクとして基板36表面に
アンチモンまたは砒素を初期拡散する。
に示す断面図である。以下、図面に従って製造方法を詳
細に説明する。まず図2(A)を参照して、基板となる
P型の単結晶シリコン半導体基板36を準備する。基板
36の表面を熱酸化して酸化膜を形成し、該酸化膜の上
にレジストを塗布、露光、現像し該レジストパターンを
マスクとして前記酸化膜をエッチングすることにより酸
化膜パターンを形成する。前記レジストマスクの除去
後、前記酸化膜パターンをマスクとして基板36表面に
アンチモンまたは砒素を初期拡散する。
【0018】図2(B)を参照して、前記酸化膜を除去
して基板36表面を露出した後、全面に気相成長法によ
り膜厚2〜3μの第1のエピタキシャル層49を形成す
る。一旦装置から取り出し、第1のエピタキシャル層4
9表面にボロンを初期導入して、P+型の第1と第2の
埋め込み層38、39と分離領域40aを形成する。図
3(A)を参照して、拡散に使用した第1のエピタキシ
ャル層49上の酸化膜を除去した後、再度気相成長法に
より第1のエピタキシャル層49表面にN型の第2のエ
ピタキシャル層50を形成する。膜厚は3〜5μであ
る。第2のエピタキシャル層50の上に酸化膜とレジス
トマスクを形成し、上からボロンを加速電圧60〜10
0KeV、ドーズ量5×10の12乗〜5×10の13
乗でイオン注入することにより、Pチャンネル型MOS
FET32を形成するためのP型ウェル領域46と分離
領域40b、そして縦型PNPトランジスタ35のコレ
クタ領域51を形成する。
して基板36表面を露出した後、全面に気相成長法によ
り膜厚2〜3μの第1のエピタキシャル層49を形成す
る。一旦装置から取り出し、第1のエピタキシャル層4
9表面にボロンを初期導入して、P+型の第1と第2の
埋め込み層38、39と分離領域40aを形成する。図
3(A)を参照して、拡散に使用した第1のエピタキシ
ャル層49上の酸化膜を除去した後、再度気相成長法に
より第1のエピタキシャル層49表面にN型の第2のエ
ピタキシャル層50を形成する。膜厚は3〜5μであ
る。第2のエピタキシャル層50の上に酸化膜とレジス
トマスクを形成し、上からボロンを加速電圧60〜10
0KeV、ドーズ量5×10の12乗〜5×10の13
乗でイオン注入することにより、Pチャンネル型MOS
FET32を形成するためのP型ウェル領域46と分離
領域40b、そして縦型PNPトランジスタ35のコレ
クタ領域51を形成する。
【0019】図3(B)を参照して、基板36全体に約
1100℃、3〜4時間の熱処理を加えることにより、
P型ウェル領域39とP型コレクタ領域51を深さ2μ
程度にまで熱拡散する。尚、ウェル領域39と分離領域
40bとを同時的に形成すると工程を簡素化できる。必
要なければ、図3(B)の工程を終了した後改めてP+
分離領域を形成しても良い。また、第1のエピタキシャ
ル層49表面に設けた分離領域40aが基板36まで貫
通しないのであれば、図2(A)の工程において基板3
6表面から上方向に拡散する分離領域を形成しておいて
も良い。
1100℃、3〜4時間の熱処理を加えることにより、
P型ウェル領域39とP型コレクタ領域51を深さ2μ
程度にまで熱拡散する。尚、ウェル領域39と分離領域
40bとを同時的に形成すると工程を簡素化できる。必
要なければ、図3(B)の工程を終了した後改めてP+
分離領域を形成しても良い。また、第1のエピタキシャ
ル層49表面に設けた分離領域40aが基板36まで貫
通しないのであれば、図2(A)の工程において基板3
6表面から上方向に拡散する分離領域を形成しておいて
も良い。
【0020】図4(A)を参照して、先の熱酸化で第1
のエピタキシャル層49の表面に形成された酸化膜を完
全に除去し、再度熱酸化して表面に500オングストロ
ーム程度の酸化膜60を形成する。酸化膜60の上にC
VD法によって膜厚1000オングストローム程度のシ
リコン窒化膜61を形成し、これをパターニングするこ
とにより所望の領域の酸化膜60表面を露出する耐酸化
膜を形成する。
のエピタキシャル層49の表面に形成された酸化膜を完
全に除去し、再度熱酸化して表面に500オングストロ
ーム程度の酸化膜60を形成する。酸化膜60の上にC
VD法によって膜厚1000オングストローム程度のシ
リコン窒化膜61を形成し、これをパターニングするこ
とにより所望の領域の酸化膜60表面を露出する耐酸化
膜を形成する。
【0021】図4(B)を参照して、基板36全体を約
1000℃、5〜6時間のスチーム酸化を行うことによ
り、シリコン窒化膜61が被覆していない部分の第2の
エピタキシャル層50表面にLOCOS酸化膜41を形
成する。LOCOS酸化膜41は、第2のエピタキシャ
ル層50表面から上方向に約0.3μ、下方向に約0.
4μの厚みを持って形成される。選択酸化に用いたシリ
コン窒化膜61を除去し、次いでLOCOS酸化膜41
を除く第2のエピタキシャル層50表面の薄い酸化膜6
0を除去し、新たに熱酸化を行うことで膜厚500〜8
00オングストロームのMOS素子のゲート酸化膜62
を形成する。尚、以上までの工程の熱処理で分離領域4
0a、40bが連結し、第1と第2のエピタキシャル層
49、50を分離して複数の島領域31を形成する。ま
た、P+型の第1と第1の埋め込み層38、39は各々
ウェル領域46とコレクタ領域51に連結する。また、
縦型PNPトランジスタ35のN型ベース領域52も所
望深さに拡散される。
1000℃、5〜6時間のスチーム酸化を行うことによ
り、シリコン窒化膜61が被覆していない部分の第2の
エピタキシャル層50表面にLOCOS酸化膜41を形
成する。LOCOS酸化膜41は、第2のエピタキシャ
ル層50表面から上方向に約0.3μ、下方向に約0.
4μの厚みを持って形成される。選択酸化に用いたシリ
コン窒化膜61を除去し、次いでLOCOS酸化膜41
を除く第2のエピタキシャル層50表面の薄い酸化膜6
0を除去し、新たに熱酸化を行うことで膜厚500〜8
00オングストロームのMOS素子のゲート酸化膜62
を形成する。尚、以上までの工程の熱処理で分離領域4
0a、40bが連結し、第1と第2のエピタキシャル層
49、50を分離して複数の島領域31を形成する。ま
た、P+型の第1と第1の埋め込み層38、39は各々
ウェル領域46とコレクタ領域51に連結する。また、
縦型PNPトランジスタ35のN型ベース領域52も所
望深さに拡散される。
【0022】図5(A)を参照して、ゲート酸化膜62
の上に膜厚4000オングストローム程度のポリシリコ
ン層を堆積し、これをパターニングして各MOSFET
32、33のゲート電極48を形成する。図5(B)を
参照して、第2のエピタキシャル層50表面からボロン
を拡散することによりNPNトランジスタ34のP型ベ
ース領域42を、リンまたは砒素をイオン注入法で拡散
することによりN+エミッタ領域43、N+コレクタコ
ンタクト領域44を形成し、次いでボロンをイオン注入
法で拡散することによりP−MOS32のP+ソース・
ドレイン領域45とNPNトランジスタ34のベースコ
ンタクト領域54、縦型PNPトランジスタ35のP+
エミッタ領域53とP+コレクタコンタクト領域56を
形成し、続いて砒素をイオン注入することによりN−M
OS33のN+ソース・ドレイン領域47、縦型PNP
トランジスタのN+ベース領域55を形成する。
の上に膜厚4000オングストローム程度のポリシリコ
ン層を堆積し、これをパターニングして各MOSFET
32、33のゲート電極48を形成する。図5(B)を
参照して、第2のエピタキシャル層50表面からボロン
を拡散することによりNPNトランジスタ34のP型ベ
ース領域42を、リンまたは砒素をイオン注入法で拡散
することによりN+エミッタ領域43、N+コレクタコ
ンタクト領域44を形成し、次いでボロンをイオン注入
法で拡散することによりP−MOS32のP+ソース・
ドレイン領域45とNPNトランジスタ34のベースコ
ンタクト領域54、縦型PNPトランジスタ35のP+
エミッタ領域53とP+コレクタコンタクト領域56を
形成し、続いて砒素をイオン注入することによりN−M
OS33のN+ソース・ドレイン領域47、縦型PNP
トランジスタのN+ベース領域55を形成する。
【0023】その後、集積回路の回路網を構成するため
にアルミ材料による電極配線(図示せず)を形成する。
この様に、第1のエピタキシャル層49を形成したのち
第1のエピタキシャル層49表面にP+埋め込み層を形
成することにより、不純物濃度のピークが第1のエピタ
キシャル層49表面近傍に位置するP+型の第1と第2
の埋め込み層38、32を形成することができる。その
際第1と第2の埋め込み層を38、39を同時形成する
ことにより工程の簡素化を図ることができる。さらにN
−MOS33のウェル領域46と縦型PNPトランジス
タ35のコレクタ領域51とを動じ形成することでさら
なる簡素化を図ることができる。
にアルミ材料による電極配線(図示せず)を形成する。
この様に、第1のエピタキシャル層49を形成したのち
第1のエピタキシャル層49表面にP+埋め込み層を形
成することにより、不純物濃度のピークが第1のエピタ
キシャル層49表面近傍に位置するP+型の第1と第2
の埋め込み層38、32を形成することができる。その
際第1と第2の埋め込み層を38、39を同時形成する
ことにより工程の簡素化を図ることができる。さらにN
−MOS33のウェル領域46と縦型PNPトランジス
タ35のコレクタ領域51とを動じ形成することでさら
なる簡素化を図ることができる。
【0024】図6に本発明の第2の実施例を示す。縦型
PNPトランジスタ35の構成を変更したもので、図面
ではNPNトランジスタ34を割愛してある。図1に示
したも縦型PNPトランジスタ35が、P型コレクタ領
域51を具備し勝つN−MOS33のウェル領域46お
よび分離領域40bと同時形成しているが、本実施例で
はP型コレクタ領域51を備えず、且つ分離領域40b
はウェル領域46のの地の工程で形成した高濃度拡散領
域で形成したものである。そして、N型のベース領域5
2を分離領域40bと同時形成するコレクタ導出領域6
3で囲み、ベースを島領域31から分離したものであ
る。分離領域40bとしてウェル領域46の不純物濃度
では不足しがちな場合、縦型PNPトランジスタ35の
耐圧を比較的高くしたい場合に有効な構成である。
PNPトランジスタ35の構成を変更したもので、図面
ではNPNトランジスタ34を割愛してある。図1に示
したも縦型PNPトランジスタ35が、P型コレクタ領
域51を具備し勝つN−MOS33のウェル領域46お
よび分離領域40bと同時形成しているが、本実施例で
はP型コレクタ領域51を備えず、且つ分離領域40b
はウェル領域46のの地の工程で形成した高濃度拡散領
域で形成したものである。そして、N型のベース領域5
2を分離領域40bと同時形成するコレクタ導出領域6
3で囲み、ベースを島領域31から分離したものであ
る。分離領域40bとしてウェル領域46の不純物濃度
では不足しがちな場合、縦型PNPトランジスタ35の
耐圧を比較的高くしたい場合に有効な構成である。
【0025】
【発明の効果】以上に説明したとおり、本発明によれば
P+型の第1の埋め込み層27の不純物濃度のピークを
第1のエピタキシャル層49表面近傍に位置させ、N+
埋め込み層37によって消滅させられる部分を少なくし
たので、P+型第1の埋め込み層38の幅Wを大きくで
きる。その結果P+型第1の埋め込み層38の比抵抗を
減じてN−MOS33のバックゲート電圧を減じること
ができるので、N−MOS33相互間のノイズの混入を
防止し、N−MOS33のVt変動を抑えて回路動作の
安定化を図ることができる。更に、P−MOS32との
組み合わせで生じるラッチアップに対しても強くなる利
点を有する。
P+型の第1の埋め込み層27の不純物濃度のピークを
第1のエピタキシャル層49表面近傍に位置させ、N+
埋め込み層37によって消滅させられる部分を少なくし
たので、P+型第1の埋め込み層38の幅Wを大きくで
きる。その結果P+型第1の埋め込み層38の比抵抗を
減じてN−MOS33のバックゲート電圧を減じること
ができるので、N−MOS33相互間のノイズの混入を
防止し、N−MOS33のVt変動を抑えて回路動作の
安定化を図ることができる。更に、P−MOS32との
組み合わせで生じるラッチアップに対しても強くなる利
点を有する。
【0026】そして、P+型の第1と第2の埋め込み層
38、39を同時形成することにより、同様の理由によ
り第2の埋め込み層39の比抵抗をも減じることができ
るので、縦型PNPトランジスタ35のコレクタ直列抵
抗を減じて飽和電圧VCE(sat)を小さくすること
ができる利点を有する。
38、39を同時形成することにより、同様の理由によ
り第2の埋め込み層39の比抵抗をも減じることができ
るので、縦型PNPトランジスタ35のコレクタ直列抵
抗を減じて飽和電圧VCE(sat)を小さくすること
ができる利点を有する。
【図1】本発明を説明する為の断面図である。
【図2】本発明の製造方法を説明する断面図である。
【図3】本発明の製造方法を説明する断面図である。
【図4】本発明の製造方法を説明する断面図である。
【図5】本発明の製造方法を説明する断面図である。
【図6】本発明の第2の実施例を示す断面図である。
【図7】従来例を説明する断面図である。
【図8】従来例を説明する断面図である。
【図9】従来例の不純物濃度プロファイルを示す図であ
る。
る。
【図10】本発明の不純物濃度プロファイルを示す図で
ある。
ある。
Claims (5)
- 【請求項1】 一導電型の半導体基板と、 前記半導体基板の表面に埋め込み形成した複数の逆導電
型の埋め込み層と、 前記基板の上に形成した逆導電型の第1のエピタキシャ
ル層、及び前記第1のエピタキシャル層の上に形成した
逆導電型の第2のエピタキシャル層と、 前記第1と第2のエピタキシャル層を多数の島領域に分
離する分離手段と、 第1の島領域に形成した、一導電型のベース領域と、 前記一導電型ベース領域の表面に形成した逆導電型のエ
ミッタ領域と、 第2の島領域の、前記第1と第2のエピタキシャル層の
境界から上下方向に形成され、前記逆導電型の埋め込み
層に到達する、一導電型の第1の埋め込み層と、 前記第2の島領域の表面から前記一導電型の第1の埋め
込み層に到達する、一導電型のウェル領域と、 前記ウェル領域の上に、ゲート絶縁膜を挟んで位置する
第1のゲート電極と、 前記ゲート電極近傍の前記ウェル領域の表面に形成し
た、逆導電型のソース・ドレイン領域と、 前記第2の島領域の上に、ゲート絶縁膜を挟んで位置す
る第2のゲート電極と、 前記第2のゲート電極近傍の前記第2の島領域の表面に
形成した、一導電型のソース・ドレイン領域と、 第3の島領域の、前記第1と第2のエピタキシャル層の
境界から上下方向に形成され、前記逆導電型の埋め込み
層に到達する、一導電型の第2の埋め込み層と、 前記第3の島領域の表面に形成した、逆導電型のベース
領域と、 前記逆導電型のベース領域の表面に形成した、一導電型
のベース領域と、を具備することを特徴とする半導体集
積回路。 - 【請求項2】一導電型の半導体基板を準備する工程と、 前記基板の表面に逆導電型の埋め込み層を形成する工程
と、 前記基板の上に逆導電型の第1のエピタキシャル層を形
成する工程と、 前記第1のエピタキシャル層の表面に一導電型の第1と
第2の埋め込み層を形成する工程と、 前記第1のエピタキシャル層の表面に逆導電型の第2の
エピタキシャル層を形成する工程と、 前記第1と第2のエピタキシャル層を分離して複数の島
領域を形成する工程と、 前記島領域の一つに、前記一導電型の第1の埋め込み層
と連結する一導電型のウェル領域を形成する工程と、 前記島領域の一つに、一導電型のベース領域と逆導電型
のエミッタ領域を形成して、前記島領域をコレクタとす
るトランジスタを形成する工程と、 前記島領域の他の一つに、ゲート絶縁膜を挟んでゲート
電極を形成する工程と、 前記ゲート電極近傍の前記ウェル領域の表面に、逆導電
型のソース・ドレイン領域を形成する工程と、 前記ゲート電極近傍の前記島領域の他の一つの表面に、
一導電型のソース・ドレイン領域を形成する工程と、 前記島領域の更に他の一つに、逆導電型のベース領域と
一導電型のエミッタ領域を形成して、前記第2の一導電
型の埋め込み層をコレクタとするトランジスタを形成す
る工程と、を具備することを特徴とする半導体集積回路
の製造方法。 - 【請求項3】 前記一導電型の第1と第2の埋め込み層
の形成と同時に、前記分離手段の一つを構成する分離領
域を形成することを特徴とする、請求項2に記載の半導
体集積回路の製造方法。 - 【請求項4】 前記一導電型のウェル領域の形成と同時
に、前記分離手段の一つを構成する分離領域を形成する
ことを特徴とする、請求項2に記載の半導体集積回路の
製造方法。 - 【請求項5】 前記一導電型のウェル領域の形成と同時
に、前記一導電型の第2の埋め込み層に連結するコレク
タ領域を形成することを特徴とする、請求項2記載の半
導体集積回路の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7253882A JPH0997853A (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 半導体集積回路とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7253882A JPH0997853A (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 半導体集積回路とその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0997853A true JPH0997853A (ja) | 1997-04-08 |
Family
ID=17257443
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7253882A Pending JPH0997853A (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 半導体集積回路とその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0997853A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7808078B2 (en) | 2008-08-26 | 2010-10-05 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
CN103681513A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-03-26 | 上海岭芯微电子有限公司 | 集成电路充电驱动器及其制造方法 |
US8729662B2 (en) | 2008-09-12 | 2014-05-20 | Semiconductor Components Industries, Llc | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
-
1995
- 1995-09-29 JP JP7253882A patent/JPH0997853A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7808078B2 (en) | 2008-08-26 | 2010-10-05 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
US8729662B2 (en) | 2008-09-12 | 2014-05-20 | Semiconductor Components Industries, Llc | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
CN103681513A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-03-26 | 上海岭芯微电子有限公司 | 集成电路充电驱动器及其制造方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH058583B2 (ja) | ||
JPH0481337B2 (ja) | ||
US4662057A (en) | Method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device | |
JPH10214907A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JP2549726B2 (ja) | 半導体集積回路とその製造方法 | |
JPH0348458A (ja) | Bi―CMOS集積回路およびその製造方法 | |
US5929506A (en) | Isolated vertical PNP transistor and methods for making same in a digital BiCMOS process | |
JPH0997853A (ja) | 半導体集積回路とその製造方法 | |
JPH04291952A (ja) | 半導体装置 | |
JP3244412B2 (ja) | 半導体集積回路 | |
JPH0783113B2 (ja) | 半導体装置 | |
JPH0997852A (ja) | 半導体集積回路とその製造方法 | |
JP2575876B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP3454734B2 (ja) | 半導体集積回路の製造方法 | |
JPH07176639A (ja) | 半導体集積回路装置及びその製造方法 | |
JPS6380560A (ja) | 最小数のマスクを使用してバイポ−ラ及び相補型電界効果トランジスタを同時的に製造する方法 | |
JP3439149B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP2937338B2 (ja) | 半導体装置 | |
JPH05129425A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JP2708764B2 (ja) | 半導体集積回路およびその製造方法 | |
JPS60120552A (ja) | バイポ−ラcmisデバイスならびにその製造方法 | |
JP3077168B2 (ja) | Bi―MOS半導体装置およびその製造方法 | |
JPS62219555A (ja) | バイポ−ラ・mos半導体装置 | |
JP2940203B2 (ja) | セミカスタム半導体集積回路 | |
JP2793207B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 |