JPS6131634B2 - - Google Patents
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- JPS6131634B2 JPS6131634B2 JP52037877A JP3787777A JPS6131634B2 JP S6131634 B2 JPS6131634 B2 JP S6131634B2 JP 52037877 A JP52037877 A JP 52037877A JP 3787777 A JP3787777 A JP 3787777A JP S6131634 B2 JPS6131634 B2 JP S6131634B2
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/40—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00 with at least one component covered by groups H10D10/00 or H10D18/00, e.g. integration of IGFETs with BJTs
- H10D84/401—Combinations of FETs or IGBTs with BJTs
Landscapes
- Bipolar Transistors (AREA)
- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は接合形電界効果トランジスタ(J−
FET)とバイポーラトランジスタとを同一チツ
プ内に得る半導体装置の製造方法に関するもので
あり、次にあげる特徴を実現するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a junction field effect transistor (J-
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device in which a bipolar transistor (FET) and a bipolar transistor are integrated into the same chip, and it realizes the following features.
通常のバイポーラICとくらべて、マスク合
せ工程、不純物導入工程が各1工程増加するだ
けである。 Compared to normal bipolar ICs, only one additional mask alignment process and one impurity introduction process are required.
J−FETの特性の制御と、バイポーラトラ
ンジスタの特性の制御とがそれぞれ独立に行な
える。 The characteristics of the J-FET and the characteristics of the bipolar transistor can be controlled independently.
J−FETのチヤンネル巾はエピタキシヤル
成長層厚さに依存しない。 The channel width of a J-FET does not depend on the epitaxial growth layer thickness.
J−FETのチヤンネルはシリコン表面から
離れており、表面現象に起因する雑音がない。 The J-FET channel is far from the silicon surface and is free of noise due to surface phenomena.
まず、J−FETとバイポーラ・トランジスタ
とを同一チツプ内に得る構成法として、従来から
用いられるものとしては、
従来例 1
トランジスタのエミツタe拡散直下のP形ベー
ス層bをチヤネルch1として利用するもの(第1
図)。 First, conventional methods for obtaining a J-FET and a bipolar transistor in the same chip are: Conventional Example 1: Utilizing the P-type base layer b directly under the emitter e diffusion of the transistor as channel ch 1 . things (first
figure).
従来例 2
表面近傍にチヤネル領域ch2を薄く構成するも
の(第2図)。Conventional Example 2 A thin channel region ch 2 near the surface (Fig. 2).
従来例 3
エピタキシヤル層のうち、基板と拡散とにはさ
まれた狭い領域をチヤネルch3として利用するも
の(第3図)。Conventional Example 3 A narrow region of the epitaxial layer sandwiched between the substrate and the diffusion is used as channel ch 3 (Fig. 3).
等があげられるが、それぞれ次の様な欠点を有し
ている。なお、1,2,3図においてS,Dは
SiO2膜を選択的に除去して形成されたソース、
ドレイン電極である。etc., but each has the following drawbacks. In addition, in Figures 1, 2, and 3, S and D are
Source formed by selectively removing SiO 2 film,
This is the drain electrode.
さて、従来例1のJ−FETのチヤネル巾は、
〓〓〓〓
ベース拡散深さとの差として決まるものであり、
そのためチヤネル巾の制御性は悪く、IDSSのバ
ラツキも大きい。また、チヤネル部はnpnトラン
ジスタのベースでもあるため、J−FETとして
の最適条件と、npnバイポーラTrとしての最適条
件とは一致せず、いずれかの特性を犠性にする
か、適当な妥協点に設計せざるを得ない。 Now, the channel width of the J-FET of conventional example 1 is
〓〓〓〓
It is determined as the difference between the base diffusion depth and
Therefore, the controllability of the channel width is poor, and the variation in I DSS is large. In addition, since the channel part is also the base of the npn transistor, the optimal conditions for a J-FET and the optimal conditions for an npn bipolar transistor do not match, so either one of the characteristics must be sacrificed or an appropriate compromise must be made. I have no choice but to design it.
従来例2は、表面近傍に浅いチヤネル層を形成
しているため、従来例1でのべた欠点は回避され
ているが、表面近傍にチヤネルが形成されている
ため、表面現象にもとづく雑音の発生があり、多
数キヤリヤを利用することによる本質的な低雑音
性というJ−FETの長所を半減している。 Conventional Example 2 avoids the drawbacks mentioned above in Conventional Example 1 because a shallow channel layer is formed near the surface, but since the channel is formed near the surface, noise is generated due to surface phenomena. This halves the J-FET's advantage of inherently low noise due to the use of multiple carriers.
従来例3は、J−FETのチヤネル巾は、エピ
タキシヤル厚さと、拡散深さとの差を利用してい
るため、それぞれのバラツキがチヤネル巾のバラ
ツキとなり、チヤネル巾の制御性が悪く、IDSS
のバラツキも大きい。 In Conventional Example 3, the channel width of the J-FET uses the difference between the epitaxial thickness and the diffusion depth, so variations in each result in variations in the channel width, poor controllability of the channel width, and I DSS .
There is also large variation.
本発明は、上述した事情に鑑み、前述した特徴
を実現する構造を提案するものであり、以下、実
施例を用いて、詳細に説明する。 In view of the above-mentioned circumstances, the present invention proposes a structure that realizes the above-mentioned features, and will be described in detail below using examples.
第4図A〜Gは本発明の一実施例にかかる半導
体集積回路を製造するプロセスの概略を示した断
面図であり、第5図は、同じ実施例の平面概念図
である。 4A to 4G are cross-sectional views showing an outline of a process for manufacturing a semiconductor integrated circuit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a conceptual plan view of the same embodiment.
以下製造プロセス順に説明する。本実施例では
npnトランジスタとp−ch J−FETともそれぞ
れ左側と右側に、互いに分離して形成している。
第4図Aにおいて1はP形シリコン基板であり、
不純物としてボロンを1×1015cm-3程度含んでい
る。酸化膜21をマスクとしてアンチモンを2×
1019cm-3程度を含んだn+形埋込層3,4を形成す
る。 The manufacturing process will be explained below in order. In this example
Both the npn transistor and the p-ch J-FET are formed on the left and right sides, respectively, and are separated from each other.
In FIG. 4A, 1 is a P-type silicon substrate,
It contains about 1×10 15 cm -3 of boron as an impurity. Using the oxide film 21 as a mask, apply antimony 2×
N + type buried layers 3 and 4 containing about 10 19 cm -3 are formed.
次に同Bに示すように、酸化膜22をマスクと
してボロンを1×1017cm-3程度含んだ領域5,6
を形成する。5はn+形領域3内に形成されるた
め、P形には反転しない。またP形基板内に形成
されるため、P形のままである。 Next, as shown in the same figure B, regions 5 and 6 containing boron of about 1×10 17 cm -3 using the oxide film 22 as a mask.
form. 5 is formed within the n + type region 3, so it does not invert to the P type. Also, since it is formed within a P-type substrate, it remains P-type.
次に同図Cに示す様に全面にリンを1×1016cm
-3程度含んだ3μ程度の厚さのn形エピタキシヤ
ル層7を形成する。 Next, as shown in Figure C, 1×10 16 cm of phosphorus was applied to the entire surface.
An n-type epitaxial layer 7 having a thickness of about 3μ including about -3 is formed.
次に同図Dに示す様に酸化膜23をマスクとし
てボロンを2×1018cm-3程度含んだP形領域8,
9,10を形成する。このとき、ドライブイン工
程により領域5,6よりボロンがエピタキシヤル
層7内に拡散し、それぞれP形領域51,61を
形成する。51,61の厚さは約0.5μまたP形
領域8,9,10の拡散深さはいずれも2.5μ〜
3.0μであり、8,9はそれぞれ51の両端部と
つながり、また10は61とつながつている。5
1がJ−FETのチヤネル領域、8,9がそれぞ
れソース、ドレイン部となり、p−ch J−FET
が構成され、また61と10とで分離領域が形成
され、各島領域が電気的に分離される。このとき
埋込層3,4は高濃度の不純物を含んでいるが、
不純物がアンチモンであり、拡散係数がボロンに
比して小さいため、エピタキシヤル層71,72
への拡散は無視しうる。 Next, as shown in FIG. D, a P-type region 8 containing boron of about 2×10 18 cm
Form 9 and 10. At this time, boron is diffused into the epitaxial layer 7 from regions 5 and 6 by the drive-in process, forming P-type regions 51 and 61, respectively. The thickness of 51 and 61 is about 0.5μ, and the diffusion depth of P-type regions 8, 9, and 10 is all 2.5μ~
3.0μ, 8 and 9 are connected to both ends of 51, and 10 is connected to 61. 5
1 is the channel region of the J-FET, 8 and 9 are the source and drain parts, respectively, and the p-ch J-FET
An isolation region is formed by 61 and 10, and each island region is electrically isolated. At this time, the buried layers 3 and 4 contain a high concentration of impurities,
Since the impurity is antimony and the diffusion coefficient is smaller than that of boron, the epitaxial layers 71 and 72
The spread to is negligible.
次に同図Eに示すように、酸化膜24をマスク
としてボロンを5×1018程度含む領域11を形成
する。11の拡散深さは1.5μ程度であり、npn
トランジスタのベースとなる。 Next, as shown in FIG. E, a region 11 containing about 5×10 18 boron is formed using the oxide film 24 as a mask. The diffusion depth of No. 11 is about 1.5μ, and npn
It becomes the base of the transistor.
次に同図Fに示すように、酸化膜25をマスク
としてリンを1×1020cm-3程度含む領域12,1
3,14を形成する。12はP形ベース領域11
の内部に形成されてエミツタとなり、13,14
はそれぞれn形領域71,72に対するコンタク
ト取出用n+拡散である。 Next, as shown in FIG .
3 and 14 are formed. 12 is a P-type base region 11
It is formed inside the emitter, and 13, 14
are n + diffusions for contact extraction for n-type regions 71 and 72, respectively.
このあと同図Gに示すように酸化膜26に開け
られた窓を介して電極15,16,17,18,
20が取付けられ、それぞれJ−FETのソー
ス、ドレイン、ゲートおよびnpnトランジスタの
エミツタ、ベース、コレクタの電極となる。 After that, as shown in FIG. G, the electrodes 15, 16, 17, 18,
20 are attached and serve as the source, drain, and gate electrodes of the J-FET, and the emitter, base, and collector electrodes of the NPN transistor, respectively.
第4図の構造の平面概念図を第5図に示す。図
中の番号は第4図のそれと対応するので説明は省
略する。 A conceptual plan view of the structure shown in FIG. 4 is shown in FIG. Since the numbers in the figure correspond to those in FIG. 4, the explanation will be omitted.
なお、第4図Cにおいて、エピタキシヤル層7
の形成時に、その結晶性を改善するため、Hclエ
チング等を実施することによりボロンを含む領域
5,6のポロン量が変化し、チヤネル巾あるいは
IDSSの制御性を悪くすることがある。これを改
善する一つの方法は5,6の領域形成にボロンを
イオン注入し、不純物の分布のピークを表面より
若干内側に入れる方法を用いればよい。 In addition, in FIG. 4C, the epitaxial layer 7
At the time of formation, HCl etching or the like is performed to improve the crystallinity, thereby changing the amount of poron in the boron-containing regions 5 and 6, which may impair the controllability of the channel width or I DSS . One way to improve this is to implant boron ions into the regions 5 and 6 so that the peak of the impurity distribution is located slightly inside the surface.
以上の実施例で説明したごとく、本発明は拡散
係数の小さな不純物を高濃度に含む埋込領域から
エピタキシヤル成長層内に拡散してくる反応伝導
形不純物によつて形成される低濃度薄層でチヤネ
〓〓〓〓
ル領域を形成するものである。 As explained in the above embodiments, the present invention is a low concentration thin layer formed by reactive conductive impurities that diffuse into the epitaxial growth layer from a buried region containing a high concentration of impurities with a small diffusion coefficient. De Chiyane〓〓〓〓
This area forms the main area.
以上実施例による説明でもわかる様に本発明
は、通常のバイポーラICとくらべてマスク工
程、不純物導入工程がそれぞれ各1回増加するだ
けで、npnトランジスタの特性とは無関係にJ−
FETの特性がコントロール出来る。さらに本発
明によれば、チヤネル巾をきめるのは1回の拡散
工程であり、またエピタキシヤル層の厚さのバラ
ツキがIDSSに効かない。そしてチヤネルが表面
から離れており、表面現象によるノイズの発生が
なく、本発明は半導体集積回路におけるJ−
FETの作成に大きく寄与するものである。 As can be seen from the above description of the embodiments, the present invention requires only one additional masking process and one impurity introduction process compared to a normal bipolar IC, and the J-
FET characteristics can be controlled. Further, according to the present invention, the channel width is determined by a single diffusion step, and variations in the thickness of the epitaxial layer do not affect I DSS . Since the channel is away from the surface, there is no noise generation due to surface phenomena, and the present invention is suitable for use in semiconductor integrated circuits.
This will greatly contribute to the creation of FETs.
第1図〜第3図は従来のJ−FETの構造例の
断面図、第4図A〜Gは本発明の一実施例にかか
る半導体集積回路の製造工程図、第5図は第4図
の実施例の平面概念図である。
1……P形シリコン基板、3……アンチモンを
含んだ埋込層、5……ボロンを含んだ領域、7…
…n形エピタキシアル層、8,9……P形領域、
51……P形領域(チヤネル領域)。
〓〓〓〓〓
1 to 3 are cross-sectional views of conventional J-FET structural examples, FIGS. 4A to 4G are manufacturing process diagrams of a semiconductor integrated circuit according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 2 is a conceptual plan view of an embodiment of the invention. 1... P-type silicon substrate, 3... Buried layer containing antimony, 5... Region containing boron, 7...
...N-type epitaxial layer, 8,9...P-type region,
51...P-type area (channel area). 〓〓〓〓〓
Claims (1)
方の導電形の第1の不純物を高濃度含む第1の埋
込領域を形成し、この第1の埋込領域内に選択的
に前記第1の不純物よりも拡散係数の大なる他方
の導電形の第2の不純物を含む第2の埋込領域を
形成し、前記基板の一主面上に前記一方の導電形
のエピタキシヤル成長層を形成し、前記エピタキ
シヤル成長層内に拡散した前記第2の不純物によ
り形成された低濃度拡散層よりなる接合形電界効
果トランジスタのチヤンネル領域を形成し、前記
エピタキシヤル成長層の表面から、選択的に前記
接合形電界効果トランジスタのソース、ドレイン
領域及び分離領域を形成し、前記エピタキシヤル
成長層の接合形電界効果トランジスタ形成部以外
の部分にバイポーラトランジスタを形成してなる
半導体装置の製造方法。 2 第1の不純物をアンチモンとし、第2の不純
物をボロンとしたことを特徴とする特許請求の範
囲第1項に記載の半導体装置の製造方法。[Scope of Claims] 1. A first buried region containing a high concentration of a first impurity of one conductivity type is selectively formed in a semiconductor substrate from one main surface thereof, and the first buried region a second buried region selectively containing a second impurity of the other conductivity type having a larger diffusion coefficient than the first impurity; forming a channel region of a junction field effect transistor comprising a low concentration diffusion layer formed by the second impurity diffused into the epitaxial growth layer; A source, a drain region, and an isolation region of the junction field effect transistor are selectively formed from the surface of the layer, and a bipolar transistor is formed in a portion of the epitaxial growth layer other than the junction field effect transistor formation region. A method for manufacturing a semiconductor device. 2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the first impurity is antimony and the second impurity is boron.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3787777A JPS53123087A (en) | 1977-04-01 | 1977-04-01 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3787777A JPS53123087A (en) | 1977-04-01 | 1977-04-01 | Semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53123087A JPS53123087A (en) | 1978-10-27 |
| JPS6131634B2 true JPS6131634B2 (en) | 1986-07-21 |
Family
ID=12509752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3787777A Granted JPS53123087A (en) | 1977-04-01 | 1977-04-01 | Semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS53123087A (en) |
-
1977
- 1977-04-01 JP JP3787777A patent/JPS53123087A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53123087A (en) | 1978-10-27 |
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