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JP2853761B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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JP2853761B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

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JP2853761B2
JP2853761B2 JP8121302A JP12130296A JP2853761B2 JP 2853761 B2 JP2853761 B2 JP 2853761B2 JP 8121302 A JP8121302 A JP 8121302A JP 12130296 A JP12130296 A JP 12130296A JP 2853761 B2 JP2853761 B2 JP 2853761B2
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semiconductor
diffusion layer
opening
base
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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】本発明は、半導体装置および
その製造方法に関し、特に、ベース寄生抵抗およびコレ
クタ−ベース間寄生容量の低減を目的にした高速バイポ
ーラトランジスタおよびその製造方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a high-speed bipolar transistor for reducing a base parasitic resistance and a collector-base parasitic capacitance and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、バイポーラトランジスタは応用機
器の高機能化の動きに伴って高速化の要求が高まってお
り、微細化、シャロージャンクション化および寄生抵抗
や寄生容量の低減を行い高速化を実現してきた。しか
し、寄生抵抗と寄生容量を同時に低減することは容易で
はなく、特に高速化に影響の大きいベース寄生抵抗とコ
レクタ−ベース間寄生容量を同時に低減することは容易
ではない。例えば、電流増幅率hFEを下げることなくベ
ース寄生抵抗を低減しようとすると、ベース引き出し部
(グラフトベース)の不純物濃度を上げることになる
が、そのようにすると面積当たりの接合容量が増加する
上にグラフトベースがコレクタ領域に大きく拡散するた
め、結果的にコレクタ−ベース間寄生容量が増大してし
まう。
2. Description of the Related Art In recent years, the demand for high-speed bipolar transistors has been increased in accordance with the trend toward higher functionality of applied equipment. Higher speeds have been realized by miniaturization, shallow junctions, and reduction of parasitic resistance and parasitic capacitance. I've been. However, it is not easy to reduce the parasitic resistance and the parasitic capacitance at the same time, and it is not easy to simultaneously reduce the base parasitic resistance and the collector-base parasitic capacitance, which have a great influence on the speeding up. For example, if an attempt is made to reduce the base parasitic resistance without lowering the current amplification factor h FE , the impurity concentration of the base lead portion (graft base) will increase, but this will increase the junction capacitance per area. In addition, since the graft base largely diffuses into the collector region, the parasitic capacitance between the collector and the base increases as a result.

【0003】上記べ一ス寄生抵抗とコレクク−ベース間
の寄生抵抗を低くする方法として、図3(c)に示すよ
うに、コレクタ−グラフトベース間を絶縁膜で分離させ
たものがある。この構造では、グラフトベース部の不純
物濃度を高くしても、絶縁膜によってコレクタ領域への
拡散が抑制されることと、絶縁膜で分離されていること
からコレクタ−ベース間寄生容量を低くすることができ
る。
As a method of reducing the base parasitic resistance and the parasitic resistance between the collector and the base, there is a method in which the collector and the graft base are separated by an insulating film as shown in FIG. In this structure, even if the impurity concentration of the graft base portion is increased, the diffusion to the collector region is suppressed by the insulating film, and the parasitic capacitance between the collector and the base is reduced because of the separation by the insulating film. Can be.

【0004】この半導体装置は以下のようにして作製さ
れる。まず、図3(a)に示されるように、p型シリコ
ン基板1上にコレタタ埋め込み層となるn型拡散層2を
形成する。次に、後工程でトランジスタ活性部が形成さ
れる領域とコレクタ引き出し領域が形成される領域以外
の領域のn型拡散層2の表面を選択的に酸化してシリコ
ン酸化膜3を形成する。次に、図3(b)示すように、
基板の主面上にシリコンをエピタキシャル成長させ、n
型拡散層2上にエピタキシャルシリコン層15、シリコ
ン酸化膜3上に多結晶シリコン層14を形成する。次
に、図3(c)に示すように、多結晶シリコン層14の
後にグラフトベースとなる部分を除いてシリコン酸化膜
3にまで到達するように酸化してシリコン酸化膜6を形
成する。さらにトランジスタ間を分離するU溝絶縁膜5
を形成する。
[0004] This semiconductor device is manufactured as follows. First, as shown in FIG. 3A, an n-type diffusion layer 2 serving as a collector burying layer is formed on a p-type silicon substrate 1. Next, a silicon oxide film 3 is formed by selectively oxidizing the surface of the n-type diffusion layer 2 in a region other than a region where a transistor active portion is formed and a region where a collector lead-out region is formed in a later step. Next, as shown in FIG.
Epitaxial growth of silicon on the main surface of the substrate,
An epitaxial silicon layer 15 is formed on type diffusion layer 2 and a polycrystalline silicon layer 14 is formed on silicon oxide film 3. Next, as shown in FIG. 3C, a silicon oxide film 6 is formed by oxidizing so as to reach the silicon oxide film 3 except for a portion serving as a graft base after the polycrystalline silicon layer 14. U-groove insulating film 5 for separating transistors
To form

【0005】次に、多結晶シリコン層14にp型不純物
を拡散させてグラフトベース16を形成し、更にトラン
ジスタ活性部形成領域にp型不純物を拡散させてベース
拡散層11を形成し、このベース拡散層11の表面領域
に選択的にn型不純物を拡散させてエミッタ拡散層9を
形成する。ベース拡散層11下のエピタキシャルシリコ
ン層15の部分がコレクタ領域12となり、またn型拡
散層2はコレクタ埋め込み層2aとして機能する。ま
た、コレクタ電極形成部にn型不純物を拡散させてコレ
クタ引き出し領域8を形成する。その後、表面上にシリ
コン酸化膜7を形成し、このシリコン酸化膜に選択的に
開口を形成した後、コレタタ電極、エミッタ電極および
ベース電極(いずれも図示なし)を形成する。
Next, a p-type impurity is diffused in the polycrystalline silicon layer 14 to form a graft base 16, and a p-type impurity is further diffused in a transistor active portion forming region to form a base diffusion layer 11. The emitter diffusion layer 9 is formed by selectively diffusing an n-type impurity into the surface region of the diffusion layer 11. The portion of the epitaxial silicon layer 15 below the base diffusion layer 11 becomes a collector region 12, and the n-type diffusion layer 2 functions as a collector buried layer 2a. Further, an n-type impurity is diffused in the collector electrode forming portion to form a collector lead region 8. Thereafter, a silicon oxide film 7 is formed on the surface, an opening is selectively formed in the silicon oxide film, and then a collector electrode, an emitter electrode, and a base electrode (all not shown) are formed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、グラ
フトベース領域が多結晶シリコンで構成されているため
単結晶シリコンに比較して比抵抗が高く、シート抵抗も
100Ω/□以上と高くなる。また、シリコン酸化膜3
上には多結晶シリコン層14が成長するため、トランジ
スタの活性領域が形成される領域として確保した領域A
はエミッタ領域Bに対しマージンを確保しなければなら
ず、エミッタ領域程度に小さくすることはできない。そ
のためベース領域が広い面積に渡って不純物濃度の高い
コレクタ埋め込み層2aと対向することになり、さらに
この高不純物濃度のコレクタ埋め込み層2aが高不純物
濃度のグラフトベース16と接していることにより、コ
レクタ−ベース間には相当大きな容量が寄生することに
なる。また、エピタキシャルシリコン層15の形成時
に、コレクタ引き出し領域2aとなるn型拡散層2の不
純物濃度が高いため、エピタキシャル成長中のアウトデ
ィフュージョンによりn型拡散層2直上のエピタキシャ
ルシリコン層15の濃度が高くなり、十分な接合耐圧を
確保することが困難になる。接合耐圧を確保するために
n型拡散層2の不純物濃度を低くするとコレクタ埋め込
み層の抵抗が高くなり所望の特性のトランジスタが得ら
れないことになる。したがって、本発明の解決すべき課
題は、ベース寄生抵抗、コレクタ−ベース間寄生抵抗が
低く、コレクタ耐圧の高い、高品質のトランジスタを提
供しうるようにすることである。
In the above prior art, since the graft base region is made of polycrystalline silicon, the specific resistance is higher than that of single crystal silicon, and the sheet resistance is higher than 100 Ω / □. In addition, the silicon oxide film 3
Since the polycrystalline silicon layer 14 grows thereon, the region A secured as a region where the active region of the transistor is formed
Must secure a margin for the emitter region B, and cannot be made as small as the emitter region. Therefore, the base region is opposed to the collector buried layer 2a having a high impurity concentration over a wide area, and the collector buried layer 2a having a high impurity concentration is in contact with the graft base 16 having a high impurity concentration. -A considerable capacitance is parasitic between the bases. Also, when the epitaxial silicon layer 15 is formed, the impurity concentration of the n-type diffusion layer 2 serving as the collector lead-out region 2a is high, so that the concentration of the epitaxial silicon layer 15 immediately above the n-type diffusion layer 2 becomes high due to out diffusion during epitaxial growth. It is difficult to secure a sufficient junction breakdown voltage. If the impurity concentration of the n-type diffusion layer 2 is reduced in order to secure the junction withstand voltage, the resistance of the collector buried layer increases and a transistor having desired characteristics cannot be obtained. Therefore, an object of the present invention is to provide a high-quality transistor having a low base parasitic resistance and a low collector-base parasitic resistance and a high collector breakdown voltage.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上述した課題は、コレク
タ埋め込み層となるn型拡散層を表面に有する第1の半
導体基板と、表面に選択的に酸化膜の形成されたn型の
第2の半導体基板とを張り合わせ、第2の半導体基板側
に、ベース拡散層およびエミッタ拡散層を形成するよう
に構成することにより解決することができる。
An object of the present invention is to provide a first semiconductor substrate having an n-type diffusion layer serving as a collector burying layer on the surface thereof, and an n-type second semiconductor having an oxide film selectively formed on the surface. This can be solved by forming a base diffusion layer and an emitter diffusion layer on the side of the second semiconductor substrate.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明による半導体装置は、半導
体基板上に形成された高不純物濃度の第1導電型の第1
の半導体層と、前記第1の半導体層上に形成された、ト
ランジスタの活性領域が形成される領域に対応する部分
に第1の開口が設けられた第1の絶縁膜と、該第1の絶
縁膜上に形成された、トランジスタの活性領域およびグ
ラフトベースの形成される領域に第2の開口が設けられ
た第2の絶縁膜と、第1および第2の開口内に埋め込ま
れた、単結晶半導体からなる第1導電型の第2の半導体
層と、を備え、前記第2の半導体層内には、前記第1の
開口上にこれを覆う形状に第2導電型のベース拡散層が
形成され、該ベース拡散層の表面領域内には第1導電型
のエミッタ拡散層が形成され、前記ベース拡散層の外側
の前記第2の半導体層内には前記ベース拡散層の側面お
よび前記第1の絶縁膜の上面に接するように高不純物濃
度の第2導電型のベース引き出し領域が形成されている
ことを特徴としている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A semiconductor device according to the present invention comprises a first impurity of a first conductivity type having a high impurity concentration formed on a semiconductor substrate.
A first insulating film formed on the first semiconductor layer and provided with a first opening in a portion corresponding to a region where an active region of a transistor is formed; It formed on the insulating film, a second insulating film a second opening at a region formed in the active region and a graft base of the transistor, embedded within the first and second openings, the single A second conductivity type second semiconductor layer made of a crystalline semiconductor , wherein a second conductivity type base diffusion layer is formed in the second semiconductor layer so as to cover and cover the first opening. A first conductivity type emitter diffusion layer is formed in a surface region of the base diffusion layer, and a side surface of the base diffusion layer and the second diffusion layer are formed in the second semiconductor layer outside the base diffusion layer. The second conductive type having a high impurity concentration so as to be in contact with the upper surface of the first insulating film. It is characterized in that over the scan out region is formed.

【0009】また、本発明による半導体装置の製造方法
は、(1)主面側に第1導電型の半導体層が形成された
第2導電型の第1の半導体基板の主面と、主面側に第1
の開口を有する第1の絶縁膜が形成され、該主面が平坦
になされた第1導電型の第2の半導体基板の主面とを張
り合わせる工程と、(2)前記第2の半導体基板の裏面
を所望の膜厚まで研削する工程と、(3)前記第2の半
導体基板を選択的に酸化して前記第1の開口上にベース
拡散層およびベース引き出し領域を形成するための、第
1の開口より大きい形状の第2の開口を有する第2の絶
縁膜を前記第1の絶縁膜に接するように形成する工程
と、(4)前記第2の半導体基板内に第2導電型の不純
物を選択的に導入して、前記第1の開口を覆うようにベ
ース拡散層を、該ベース拡散層の外側に該ベース拡散層
の側面および前記第1の絶縁膜の上面に接するようにベ
ース引き出し領域を形成する工程と、(5)前記ベース
拡散層の表面領域内に選択的に第1導電型不純物を導入
してエミッタ拡散層を形成する工程と、を備えている。
Further, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, there are provided (1) a main surface of a first semiconductor substrate of a second conductivity type having a semiconductor layer of the first conductivity type formed on the main surface side; First on the side
A step of bonding a main surface of a second semiconductor substrate of the first conductivity type in which a first insulating film having an opening is formed and whose main surface is flattened; (2) the second semiconductor substrate And (3) a step of selectively oxidizing the second semiconductor substrate to form a base diffusion layer and a base lead region on the first opening. Forming a second insulating film having a second opening having a shape larger than that of the first opening so as to be in contact with the first insulating film; and (4) forming a second conductive type in the second semiconductor substrate. An impurity is selectively introduced, and a base diffusion layer is formed so as to cover the first opening, and a base is formed outside the base diffusion layer so as to be in contact with a side surface of the base diffusion layer and an upper surface of the first insulating film. Forming a lead region; and (5) in the surface region of the base diffusion layer. And a, and forming an emitter diffusion layer by selectively introducing first conductivity type impurity.

【0010】[0010]

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。 [第1の実施例]図1(c)は、本発明の第1の実施例
を示す断面図であり、図1(a)、(b)はその製造過
程を示す工程順の断面図である。まず、図1(a)に示
すように、1〜5E15cm-3の不純物濃度のp型シリ
コン1上に、1〜3μm好ましくは1.5〜2.5μm
の膜厚でn型不純物(例えばリン)を1〜5E19cm
-3の濃度に拡散してn型拡散層2を形成する。このn型
拡散層がトランジスタのコレクタ埋め込み層となる。別
に、不純物濃度が0.7〜2E16cm-3のn型シリコ
ン基板4aを用意し、その表面を選択的に酸化して膜厚
0.5μm〜1.5μmのシリコン酸化膜3を形成した
後、CMP(Chemical Mechanical
Polishing)技術等を用いてその表面を平滑
化する。ここで、シリコン酸化膜3のトランジスタの活
性領域に対応する部分の開口の大きさ(一辺の長さA)
は、後工程で形成されるエミッタ拡散層と概ね等しく
0.8μm〜1.0μm好ましくは0.4μm〜0.7
μmになされる。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. [First Embodiment] FIG. 1 (c) is a sectional view showing a first embodiment of the present invention, and FIGS. 1 (a) and 1 (b) are sectional views showing a manufacturing process in the order of steps. is there. First, as shown in FIG. 1 (a), on the p-type silicon 1 having an impurity concentration of 1 to 5E15 cm −3 , 1 to 3 μm, preferably 1.5 to 2.5 μm
N-type impurity (for example, phosphorus) with a thickness of 1 to 5E19 cm
The n-type diffusion layer 2 is formed by diffusing to a concentration of -3 . This n-type diffusion layer becomes a collector buried layer of the transistor. Separately, an n-type silicon substrate 4a having an impurity concentration of 0.7 to 2E16 cm -3 is prepared, and its surface is selectively oxidized to form a silicon oxide film 3 having a thickness of 0.5 μm to 1.5 μm. CMP (Chemical Mechanical)
(Polishing) technology or the like to smooth its surface. Here, the size of the opening of the portion of the silicon oxide film 3 corresponding to the active region of the transistor (length of one side A)
Is approximately equal to 0.8 μm to 1.0 μm, preferably 0.4 μm to 0.7 μm, as the emitter diffusion layer formed in the subsequent step.
μm.

【0011】張り合わせ法によるSOI基板の作成方法
と同様の手法により上記2枚の基板を張り合わせ、熱処
理を行った後、n型シリコン基板4aを研削およびCM
P技術を用いて0.3μm〜1.0μm好ましくは0.
4μm〜0.7μmの膜厚になるように研磨し、n型拡
散層2上にn型シリコン層4を形成する〔図1
(b)〕。このn型シリコン層4が将来コレクタ領域1
2となる。
After bonding the two substrates by a method similar to the method of forming an SOI substrate by the bonding method and performing a heat treatment, the n-type silicon substrate 4a is ground and CM
0.3 μm to 1.0 μm, preferably 0.1 μm using P technology.
Polishing to a thickness of 4 μm to 0.7 μm forms an n-type silicon layer 4 on the n-type diffusion layer 2 [FIG.
(B)]. This n-type silicon layer 4 will form the collector region 1 in the future.
It becomes 2.

【0012】次に、トランジスタの活性領域とグラフト
ベースが形成される領域およびコレクタ引き出し領域を
形成する領域に開口を有するシリコン酸化膜6を形成
し、さらにトランジスタを他のトランジスタと分離する
ためのU溝絶縁膜5を、n型拡散層2を貫通するように
形成して、コレクタ埋め込み層2aを各トランジスタ毎
に分離する。次に、n型シリコン層4に選択的にp型不
純物(例えばボロン)を導入してシート抵抗が5〜50
Ω/□のグラフトベース10を形成し、更にp型不純物
を選択的に導入して不純物濃度が1〜5E18cm-3
ベース拡散層11を形成する。ベース拡散層11は、シ
リコン酸化膜3に達する接合深さになるように形成して
もよい。次いで、ベース拡散層11の表面領域内に選択
的にn型不純物(例えばヒ素)を1〜2E20cm-3
濃度になるよう拡散させてエミッタ拡散層9を形成す
る。更に、n型不純物を選択的に拡散させて不純物濃度
が1〜5E20cm-3のコレクタ引き出し領域8を形成
する。次に、シリコン酸化膜7を全面に0.5μm〜1
μmの膜厚で堆積し、ベース電極、エミッタ電極および
コレクタ電極と各拡散層を接続できるように選択的に開
口を形成する〔図1(c)〕。
Next, a silicon oxide film 6 having an opening in a region where a transistor active region, a graft base is formed, and a region for forming a collector lead-out region is formed. The trench insulating film 5 is formed so as to penetrate the n-type diffusion layer 2, and the collector buried layer 2a is separated for each transistor. Next, a p-type impurity (for example, boron) is selectively introduced into the n-type silicon layer 4 so that the sheet resistance becomes 5 to 50.
A Ω / □ graft base 10 is formed, and a p-type impurity is selectively introduced to form a base diffusion layer 11 having an impurity concentration of 1 to 5E18 cm −3 . Base diffusion layer 11 may be formed so as to have a junction depth reaching silicon oxide film 3. Next, an emitter diffusion layer 9 is formed by selectively diffusing an n-type impurity (for example, arsenic) into the surface region of the base diffusion layer 11 to a concentration of 1 to 2E20 cm -3 . Further, an n-type impurity is selectively diffused to form a collector lead region 8 having an impurity concentration of 1 to 5E20 cm -3 . Next, a silicon oxide film 7 is formed on the entire surface to a thickness of 0.5 μm to 1 μm.
The film is deposited to a thickness of μm, and an opening is selectively formed so that the base electrode, the emitter electrode, and the collector electrode can be connected to each diffusion layer (FIG. 1C).

【0013】このように形成したトランジスタにおいて
は、ベース引き出し部であるグラフトベースの抵抗率を
従来に比ベ1/3程度以下に低下させることができ、ベ
ース寄生抵抗の10%程度の低減が可能になる。また、
トランジスタ活性層下に形成されるシリコン酸化膜3の
開口の大きさをエミッタ拡散層とほぼ同じにすることが
でき、ベース拡散層11とシリコン酸化膜3間の半導体
層を空乏化することができるため、さらに高不純物濃度
のコレクタ埋め込み層2aとグラフトベース10とを完
全に分離することができるため、コレクタ−ベース寄生
容量を従来に比ベ20%程低減できる。さらに、トラン
ジスタ活性領域を形成する領域を従来のエピタキシャル
成長ではなく張り合わせ技術を用いて形成し、コレクタ
埋め込み層2aからベース拡散層までの距離を大きくす
ることができるため、コレクタ埋め込み層のシート抵抗
を従来の20〜30Ω/□から10Ω/□以下に低減す
ることができ、なおかつ接合耐圧を高く維持することが
できる。
In the transistor thus formed, the resistivity of the graft base, which is the base lead-out portion, can be reduced to about 1/3 or less of the conventional one, and the base parasitic resistance can be reduced by about 10%. become. Also,
The size of the opening of the silicon oxide film 3 formed under the transistor active layer can be made substantially the same as that of the emitter diffusion layer, and the semiconductor layer between the base diffusion layer 11 and the silicon oxide film 3 can be depleted. Therefore, the collector buried layer 2a having a higher impurity concentration and the graft base 10 can be completely separated from each other, so that the collector-base parasitic capacitance can be reduced by about 20% as compared with the conventional case. Furthermore, since the region for forming the transistor active region is formed by using a bonding technique instead of the conventional epitaxial growth, the distance from the collector buried layer 2a to the base diffusion layer can be increased. From 20 to 30 Ω / □ to 10 Ω / □ or less, and a high junction breakdown voltage can be maintained.

【0014】[第2の実施例]図2(c)は、本発明の
第2の実施例を示す断面図であり、図2(a)、(b)
はその製造過程を示す工程順の断面図である。図2にお
いて、図1に示した第1の実施例と同等の部分には同一
の参照番号が付せられている。本実施例においては、p
型シリコン基板1上にn型拡散層2を形成した後、図2
(a)に示すように、LPCVD(減圧CVD)法によ
り、0.05μm〜0.5μm好ましくは0.1μm〜
0.3μmの膜厚の多結晶シリコン層13を堆積する。
[Second Embodiment] FIG. 2C is a sectional view showing a second embodiment of the present invention, and FIGS. 2A and 2B.
4A to 4C are sectional views in the order of steps showing the manufacturing process. In FIG. 2, the same parts as those in the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In this embodiment, p
After the n-type diffusion layer 2 is formed on the silicon substrate 1 of FIG.
As shown in (a), by the LPCVD (low pressure CVD) method, 0.05 μm to 0.5 μm, preferably 0.1 μm to
A polycrystalline silicon layer 13 having a thickness of 0.3 μm is deposited.

【0015】その後、この基板と、シリコン酸化膜3を
有するn型シリコン基板4とを張り合わせる。その際
に、この多結晶シリコン層13が緩衝膜となるためボイ
ドのない良好な張り合わせ基板を得ることができる。多
結晶シリコン層13は、基板張り合わせ後の熱処理時の
n型拡散層2からの不純物拡散によりn型化されるため
ノンドープ膜であってもよいが、予めn型不純物をドー
プしておくことがより好ましい。多結晶シリコン膜はn
型シリコン基板4a側に形成しておいてもよく、あるい
は両基板に形成するようにしてもよい。さらに、多結晶
シリコンに代えアモルファスシリコンを用いることもで
きる。両基板を張り合わせた後の工程は先の第1の実施
例と同様であるので説明は省略する。
Thereafter, this substrate and an n-type silicon substrate 4 having a silicon oxide film 3 are bonded. At this time, since the polycrystalline silicon layer 13 serves as a buffer film, a good bonded substrate without voids can be obtained. The polycrystalline silicon layer 13 may be a non-doped film because the polycrystalline silicon layer 13 is made n-type by impurity diffusion from the n-type diffusion layer 2 at the time of heat treatment after bonding the substrates, but may be doped with an n-type impurity in advance. More preferred. The polycrystalline silicon film is n
It may be formed on the mold silicon substrate 4a side, or may be formed on both substrates. Further, amorphous silicon can be used instead of polycrystalline silicon. The process after bonding the two substrates is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置は、張り合わせ方式SOI基板の製作技術を用いてS
OI層にトランジスタの活性層を形成するものであるの
で、本発明によれば、ベース寄生抵抗とコレクタ−ベー
ス間の寄生容量を同時に削減することができ、高速動作
のトランジスタを提供することが可能になる。また、本
発明によれば、コレクタ埋め込み層の低抵抗化とコレク
タ耐圧の向上を同時に実現することが可能になる。
As described above, the semiconductor device of the present invention can be manufactured by using a bonding type SOI substrate manufacturing technique.
Since the active layer of the transistor is formed in the OI layer, according to the present invention, the base parasitic resistance and the parasitic capacitance between the collector and the base can be reduced at the same time, and a high-speed transistor can be provided. become. Further, according to the present invention, it is possible to simultaneously reduce the resistance of the collector buried layer and improve the collector breakdown voltage.

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

【図1】本発明に第1の実施例を説明するための工程順
の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view in the order of steps for explaining a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明に第2の実施例を説明するための工程順
の断面図である。
FIG. 2 is a sectional view in the order of steps for explaining a second embodiment of the present invention.

【図3】従来例の工程順の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a conventional example in the order of steps.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 p型シリコン基板 2 n型拡散層 2a コレクタ埋め込み層 3、6、7 シリコン酸化膜 4 n型シリコン層 4a n型シリコン基板 5 U溝絶縁膜 8 コレタタ引き出し領域 9 エミッタ拡散層 10、16 グラフトベース 11 ベース拡散層 12 コレクタ領域 13、14 多結晶シリコン層 15 エピタキシャルシリコン層 REFERENCE SIGNS LIST 1 p-type silicon substrate 2 n-type diffusion layer 2 a collector buried layer 3, 6, 7 silicon oxide film 4 n-type silicon layer 4 a n-type silicon substrate 5 U-groove insulating film 8 collector drawing region 9 emitter diffusion layer 10, 16 graft base Reference Signs List 11 base diffusion layer 12 collector region 13, 14 polycrystalline silicon layer 15 epitaxial silicon layer

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基板上に形成された高不純物濃度
の第1導電型の第1の半導体層と、前記第1の半導体層
上に形成された、トランジスタの活性領域が形成される
領域に対応する部分に第1の開口が設けられた第1の絶
縁膜と、該第1の絶縁膜上に形成された、トランジスタ
の活性領域およびグラフトベースの形成される領域に第
2の開口が設けられた第2の絶縁膜と、前記第1および
第2の開口内に埋め込まれた第1導電型の第2の半導体
層と、を備え、前記第2の半導体層内には、前記第1の
開口上にこれを覆う形状に第2導電型のベース拡散層が
形成され、該ベース拡散層の表面領域内には第1導電型
のエミッタ拡散層が形成され、前記ベース拡散層の外側
の前記第2の半導体層内には前記ベース拡散層の側面お
よび前記第1の絶縁膜の上面に接するように高不純物濃
度の第2導電型のベース引き出し領域が形成されている
半導体装置において、前記第2の半導体層がすべて単結
晶半導体により構成されていることを特徴とする半導体
装置。
A first conductive type first semiconductor layer having a high impurity concentration formed on a semiconductor substrate; and a first active region of a transistor formed on the first semiconductor layer. A first insulating film provided with a first opening in a corresponding portion; and a second opening provided in a region where an active region of a transistor and a graft base are formed over the first insulating film. A second insulating film, and a second semiconductor layer of a first conductivity type embedded in the first and second openings. A second conductive type base diffusion layer is formed in a shape covering the opening, and a first conductive type emitter diffusion layer is formed in a surface region of the base diffusion layer. In the second semiconductor layer, a side surface of the base diffusion layer and the first insulating layer are provided. In a semiconductor device in which a second conductive type base extraction region having a high impurity concentration is formed so as to be in contact with an upper surface of a film, all of the second semiconductor layers are formed by a single connection.
A semiconductor device comprising a crystalline semiconductor .
【請求項2】 前記第1、第2の絶縁膜には、それぞれ
第1の半導体層の表面を露出させる第3、第4の開口が
連続して形成されており、該第3、第4の開口内にはコ
レクタ引き出し領域を構成する第1導電型の第3の半導
体層が形成されていることを特徴とする請求項1記載の
半導体装置。
2. A third and a fourth opening for exposing a surface of a first semiconductor layer are respectively formed continuously in the first and second insulating films. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a third semiconductor layer of a first conductivity type forming a collector lead-out region is formed in said opening.
【請求項3】 前記第1の開口が、前記エミッタ拡散層
と概ね等しい大きさで該エミッタ拡散層の下方に形成さ
れていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein said first opening is formed below said emitter diffusion layer with a size substantially equal to said emitter diffusion layer.
【請求項4】 前記第2の半導体層において、前記ベー
ス拡散層の膜厚は前記第2の絶縁膜の膜厚より薄く形成
されていることを特徴とする請求項1記載の半導体装
置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein in the second semiconductor layer, the thickness of the base diffusion layer is smaller than the thickness of the second insulating film.
【請求項5】 前記第1乃至第3の半導体層は、U溝絶
縁膜によって囲まれておりこれにより該U溝絶縁膜内外
の素子が互いに電気的に分離されていることを特徴とす
る請求項1記載の半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first to third semiconductor layers are surrounded by a U-groove insulating film, so that elements inside and outside the U-groove insulating film are electrically separated from each other. Item 2. The semiconductor device according to item 1.
【請求項6】 前記第1の半導体層と前記第2の半導体
層および前記第1の絶縁膜との間、または、前記第1の
半導体層と前記第2、3の半導体層および前記第1の絶
縁膜との間には多結晶シリコン層もしくはアモルファス
シリコン層が形成されていることを特徴とする請求項1
または2記載の半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 1, wherein said first semiconductor layer is located between said second semiconductor layer and said first insulating film, or said first semiconductor layer is located between said second and third semiconductor layers and said first insulating layer. 2. A polycrystalline silicon layer or an amorphous silicon layer is formed between the first and second insulating films.
Or the semiconductor device according to 2.
【請求項7】 (1)主面側に第1導電型の半導体層が
形成された第2導電型の第1の半導体基板の主面と、主
面側に第1の開口を有する第1の絶縁膜が形成され、該
主面が平坦になされた第1導電型の第2の半導体基板の
主面とを張り合わせる工程と、 (2)前記第2の半導体基板の裏面を所望の膜厚まで研
削する工程と、 (3)前記第2の半導体基板を選択的に酸化して前記第
1の開口上にベース拡散層およびベース引き出し領域を
形成するための、第1の開口より大きい形状の第2の開
口を有する第2の絶縁膜を前記第1の絶縁膜に接するよ
うに形成する工程と、 (4)前記第2の半導体基板内に第2導電型の不純物を
選択的に導入して、前記第1の開口を覆うようにベース
拡散層を、該ベース拡散層の外側に該ベース拡散層の側
面および前記第1の絶縁膜の上面に接するようにベース
引き出し領域を形成する工程と、 (5)前記ベース拡散層の表面領域内に選択的に第1導
電型不純物を導入してエミッタ拡散層を形成する工程
と、を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
7. (1) A first surface of a first semiconductor substrate of a second conductivity type having a semiconductor layer of a first conductivity type formed on a main surface side, and a first opening having a first opening on the main surface side. A step of laminating a main surface of a second semiconductor substrate of the first conductivity type, the main surface of which is formed and the main surface of which is flattened; and (2) forming a desired film on the back surface of the second semiconductor substrate. Grinding to a thickness; and (3) a shape larger than the first opening for selectively oxidizing the second semiconductor substrate to form a base diffusion layer and a base extension region on the first opening. Forming a second insulating film having a second opening so as to be in contact with the first insulating film; and (4) selectively introducing a second conductivity type impurity into the second semiconductor substrate. Then, a base diffusion layer is provided outside the base diffusion layer so as to cover the first opening. Forming a base extraction region so as to be in contact with the upper surface of the first insulating film; and (5) selectively introducing a first conductivity type impurity into a surface region of the base diffusion layer to form an emitter diffusion layer. Forming a semiconductor device.
【請求項8】 前記第(1)の工程において、第1の半
導体基板および/または第2の半導体基板の張り合わせ
面に、アモルファスシリコン膜または多結晶シリコン膜
を形成し、その後に張り合わせを行うことを特徴とする
請求項7記載の半導体装置の製造方法。
8. The method according to claim 1, wherein in the step (1), an amorphous silicon film or a polycrystalline silicon film is formed on a bonding surface of the first semiconductor substrate and / or the second semiconductor substrate, and thereafter, bonding is performed. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein:
【請求項9】 前記第1および第2の絶縁膜を形成する
際には、前記第1導電型の半導体層上にコレクタ引き出
し領域を形成するための第3、第4の開口をそれぞれ形
成することを特徴とする請求項7記載の半導体装置の製
造方法。
9. When forming the first and second insulating films, third and fourth openings for forming a collector lead-out region are formed on the semiconductor layer of the first conductivity type. 8. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein:
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