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JPH0783025B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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JPH0783025B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

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JPH0783025B2
JPH0783025B2 JP62124220A JP12422087A JPH0783025B2 JP H0783025 B2 JPH0783025 B2 JP H0783025B2 JP 62124220 A JP62124220 A JP 62124220A JP 12422087 A JP12422087 A JP 12422087A JP H0783025 B2 JPH0783025 B2 JP H0783025B2
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forming
base
conductivity type
semiconductor
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周一 亀山
忠央 米田
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は半導体装置およびその製造方法に関し、特に、
バイポーラ型等の集積回路の高速化、高集積化に適した
トランジスタ素子の構造およびその製造方法に係わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and in particular,
The present invention relates to a structure of a transistor element suitable for high speed and high integration of a bipolar type integrated circuit and a manufacturing method thereof.

従来の技術 最近のバイポーラ集積回路の分野において、トランジス
タのスイッチング速度の改良に対して、種々の新しい技
術が提案されてきている。これらの技術による主要な改
良法は、縦型のNPNトランジスタの内部ベースを浅くし
てベースの深さ方向の幅を狭く形成し、ベース中の電子
の走行時間を短くする方法と、内部ベースに対して直列
に入る寄生のベース抵抗とベース入力容量との結合によ
る遅延時間を減少させるべく、この寄生のベースを低抵
抗化する方法とに有る。寄生のベースを低抵抗化する方
法として、電極取り出し用の寄生のベース領域を内部ベ
ースよりも高濃度の不純物による拡散等によって形成
し、これを外部ベースとする、所謂、グラフト・ベース
法が知られている。例えば、1984年インターナショナル
エレクトロン デバイス ミーティング ダイジェス
ト オブ テクニカル ペーパーズ(INTERNATIONAL EL
ECTRON DEVICE MEETING DIGEST OF TECHNICAL PAPERS P
P.753−756)に、縦型NPNトランジスタの形成におい
て、熱酸化膜の下に形成された外部ベースと熱酸化膜の
開口から形成された内部ベースとが、熱酸化膜の端部の
近傍において接続された構造が開示されている。
2. Description of the Related Art Recently, in the field of bipolar integrated circuits, various new technologies have been proposed for improving the switching speed of transistors. The major improvements made by these technologies are to make the internal base of a vertical NPN transistor shallow to form a narrow width in the depth direction of the base to shorten the transit time of electrons in the base. On the other hand, there is a method of lowering the resistance of this parasitic base in order to reduce the delay time due to the coupling between the parasitic base resistance and the base input capacitance that enter in series. As a method of reducing the resistance of the parasitic base, a so-called graft base method is known, in which a parasitic base region for extracting an electrode is formed by diffusion with impurities having a higher concentration than the internal base, and this is used as an external base. Has been. For example, the 1984 International Electron Device Meeting Digest of Technical Papers (INTERNATIONAL EL
ECTRON DEVICE MEETING DIGEST OF TECHNICAL PAPERS P
In P.753-756), when forming a vertical NPN transistor, the external base formed under the thermal oxide film and the internal base formed from the opening of the thermal oxide film are close to the edge of the thermal oxide film. A connected structure is disclosed.

発明が解決しようとする問題点 バイポーラ・トランジスタの高速化のためには、内部ベ
ースを浅く形成することと、外部ベースを低抵抗化する
ことを同時に実現しなければならない。内部ベースを浅
くするにつれて、内部ベースの層状抵抗の増大が生じや
すく、この効果を小さくするために、通常、エミッタの
幅を狭くする方法がとられる。しかしながら、この場
合、外部ベースの高濃度の不純物濃度を高くすると、不
純物原子が内部ベースに侵入し、内部ベースの不純物プ
ロファイルを変えてしまい、直流的には電流増幅率の減
少、交流的には電子のベース走行時間の増大などの悪い
現象が発生する。この現象を抑えるには、外部ベースの
不純物濃度を下げ、ベースの横方向の拡散を小さくする
対策しかない。この方法によれば、外部ベースの侵入が
抑えられるが、内部ベースの深さを150ナノ・メータと
非常に浅く形成した場合、次のような構造あるいは製法
上の問題が生じる。すなわち、酸化膜のビーク状の端部
で形成された開口端が工程中のエッチングにより不安定
に変動するために、内部ベースと外部ベースとの接続性
自体が不安定となり、さらには、接続が悪い場合、この
ビーク下での内部ベースの横方向拡散が小さいことによ
り,横方向の実効ベース幅が狭くなっているため、コレ
クタ・エミッタ間のパンチ・スルー性のリーク電流が発
生しやすいという欠点があった。例えば、第3図(a)
に示されているごとく、P型のシリコン半導体基板100
上にN型の埋め込み層102を形成し、N型のエピタキシ
ャル半導体層104を形成した後、約20ナノ・メータの薄
い熱酸化膜108上に形成された約100ナノ・メータの厚さ
のシリコン窒化膜パターン110をマスクとしてドーズ量
2×10/cm2のボロンをイオン注入して、外部ベースとな
るP型の半導体領域116を形成した。さらに、第3図
(b)のごとく、耐酸化性のシリコン窒化膜パターン11
0をマスクとして熱酸化をおこない、厚さ約250ナノ・メ
ータの酸化膜122を形成した後、シリコン窒化膜パター
ン110、酸化膜108を除去しエミッタ用の開口を形成し、
全面に多結晶シリコン膜を堆積し、これをパターンニン
グして多結晶シリコン膜パターン124を形成し、さら
に、ドーズ量2×10/cm2のボロンをこの多結晶シリコン
膜パターン124中にイオン注入し、熱処理にて約150ナノ
・メータの深さの活性ベースとなるP型の半導体領域12
6を形成した後、同様に、ヒ素をこの多結晶シリコン膜
パターン124中にイオン注入し、熱処理にて深さがN型
の半導体領域128を形成した。このような製造方法にし
たがえば、第3図(b)に示されているように酸化膜パ
ターン122のビーク状の端部の形状によっては、外部ベ
ース116と内部ベース126との接続性が困難となってしま
う。したがって、このように外部ベースと内部ベースと
の接続が不安定であることに起因した構造および製造上
の問題を解決する新規なトランジスタ構造とその製造方
法が必要とされていた。
Problems to be Solved by the Invention In order to increase the speed of a bipolar transistor, it is necessary to simultaneously form a shallow internal base and a low resistance external base. As the inner base is made shallower, the layered resistance of the inner base is likely to increase, and in order to reduce this effect, a method of narrowing the width of the emitter is usually adopted. However, in this case, if the high-concentration impurity concentration of the external base is increased, the impurity atoms invade the internal base and change the impurity profile of the internal base. A bad phenomenon such as an increase in the base transit time of the electron occurs. The only way to suppress this phenomenon is to reduce the impurity concentration of the external base and reduce the lateral diffusion of the base. According to this method, invasion of the external base is suppressed, but when the internal base is formed to have a very shallow depth of 150 nanometers, the following structural or manufacturing problems occur. That is, since the opening end formed by the beak-shaped end portion of the oxide film fluctuates unstable due to etching during the process, the connectivity itself between the internal base and the external base becomes unstable, and further, the connection is In a bad case, the lateral diffusion of the internal base under this beak is small, so the effective base width in the lateral direction is narrowed, so that a punch-through leakage current between the collector and the emitter is likely to occur. was there. For example, FIG. 3 (a)
As shown in, a P-type silicon semiconductor substrate 100
After forming the N type buried layer 102 and the N type epitaxial semiconductor layer 104 thereon, silicon having a thickness of about 100 nanometers is formed on the thin thermal oxide film 108 having a thickness of about 20 nanometers. Using the nitride film pattern 110 as a mask, boron with a dose amount of 2 × 10 / cm 2 is ion-implanted to form a P-type semiconductor region 116 serving as an external base. Further, as shown in FIG. 3 (b), an oxidation resistant silicon nitride film pattern 11 is formed.
Thermal oxidation is performed using 0 as a mask to form an oxide film 122 having a thickness of about 250 nanometers, the silicon nitride film pattern 110 and the oxide film 108 are removed, and an opening for an emitter is formed.
A polycrystalline silicon film is deposited on the entire surface and patterned to form a polycrystalline silicon film pattern 124. Further, boron with a dose amount of 2 × 10 / cm 2 is ion-implanted into the polycrystalline silicon film pattern 124. Then, by heat treatment, a P-type semiconductor region 12 having an active base with a depth of about 150 nanometers 12
After forming 6, the arsenic was similarly ion-implanted into the polycrystalline silicon film pattern 124, and a heat treatment was performed to form a semiconductor region 128 having an N type depth. According to such a manufacturing method, the connectivity between the external base 116 and the internal base 126 may be different depending on the shape of the beak-shaped end of the oxide film pattern 122 as shown in FIG. 3B. It will be difficult. Therefore, there is a need for a novel transistor structure and a method for manufacturing the same, which solves the problems in the structure and manufacturing due to the unstable connection between the external base and the internal base.

問題点を解決するための手段 本発明は、このような問題点を解決すべく、第1導電型
の半導体層上に形成された絶縁膜の開口と、前記絶縁膜
の下部に形成された第2導電型の第1の半導体領域と、
前記絶縁膜の開口内に形成された溝部と、前記溝部内に
形成された第2導電型の第2の半導体領域と、前記第2
導電型の第2の半導体領域中に形成された第1導電型の
第3の半導体領域とを有する構造において、前記第1の
半導体領域と前記第2の半導体領域を接続することを特
徴とする半導体装置の構造と、第1導電型の半導体層上
に絶縁膜の開口を形成する工程と、前記絶縁膜の下部に
第2導電型の第1の半導体領域を形成する工程と、前記
絶縁膜の開口内に溝部を形成する工程と、前記溝部内に
第2導電型の第2の半導体領域を形成する工程と、前記
第2導電型の第2の半導体領域中に第1導電型の第3の
半導体領域形成する工程とからなり、前記第1の半導体
領域と前記第2の半導体領域を接続することを特徴とす
る半導体装置の製造方法とを提供するものである。
Means for Solving the Problems In order to solve such a problem, the present invention provides an opening of an insulating film formed on a semiconductor layer of the first conductivity type and a first insulating film formed below the insulating film. A first semiconductor region of two conductivity type;
A groove portion formed in the opening of the insulating film, a second semiconductor region of the second conductivity type formed in the groove portion, and the second
In a structure having a third semiconductor region of a first conductivity type formed in a second semiconductor region of a conductivity type, the first semiconductor region and the second semiconductor region are connected to each other. A structure of a semiconductor device; a step of forming an opening of an insulating film on a first conductive type semiconductor layer; a step of forming a second conductive type first semiconductor region below the insulating film; Forming a groove in the opening, forming a second semiconductor region of the second conductivity type in the groove, and forming a second semiconductor region of the second conductivity type in the second semiconductor region of the second conductivity type. And a step of forming a semiconductor region of No. 3, which provides a method for manufacturing a semiconductor device characterized by connecting the first semiconductor region and the second semiconductor region.

作用 本発明による手段を、一例として、バイポーラ・トラン
ジスタのエミッタ・ベース接合に適用した場合、次のよ
うな作用が生じた。
Operation When the means according to the present invention is applied to the emitter-base junction of a bipolar transistor as an example, the following operation occurs.

外部ベースとなる第2の半導体領域と内部ベースとなる
第3の半導体領域とを、絶縁膜である酸化膜の開口の端
部の直下で接続させる面積を、溝部を形成することによ
って、大きくすることができたので、外部ベースと内部
ベースとの接続性を良好に安定化することが出来た。さ
らには、酸化膜の開口内に形成した溝部により内部ベー
スを外部ベースと同程度に深くできたため、内部ベース
とその直下のN型埋め込み層との間に残されたN型エピ
タキシャル層を薄くでき、これにより、コレクタ抵抗を
小さくすることができた。また、溝部の側面を横方向に
広げることによって、外部ベースと内部ベースとの距離
を最適化することができたので、これらの接続の制御性
を良くすることができた。これにより、コレクタ・エミ
ッタ間のパンチ・スルー性のリーク電流等の不良の発生
を防止することができた。以上により、直流的には、パ
ンチ・スルー性のリーク電流の発生、交流的には、大き
なベース抵抗によるスィッチング時間の増大等の悪い現
象の発生を防止することができ、さらには、コレクタ抵
抗も減少させることができたため、トランジスタのスィ
ッチング時間をさらに改善することができた。
By forming the groove, the area for connecting the second semiconductor region serving as the external base and the third semiconductor region serving as the internal base immediately below the end of the opening of the oxide film which is the insulating film is increased. As a result, the connectivity between the external base and the internal base could be well stabilized. Furthermore, since the internal base can be made as deep as the external base by the groove portion formed in the opening of the oxide film, the N-type epitaxial layer left between the internal base and the N-type buried layer immediately below can be thinned. As a result, the collector resistance could be reduced. In addition, since the distance between the external base and the internal base can be optimized by widening the side surface of the groove portion in the lateral direction, the controllability of these connections can be improved. As a result, it is possible to prevent the occurrence of defects such as a leak current having a punch-through property between the collector and the emitter. From the above, it is possible to prevent the generation of a punch-through leak current in terms of direct current, and the occurrence of a bad phenomenon such as an increase in switching time due to a large base resistance in terms of alternating current. Since it can be reduced, the switching time of the transistor can be further improved.

実施例 本発明による構造の方法をバイポーラNPNトランジスタ
のエミッタ・ベース接合に適用した第1の実施例を、第
1図を用いて説明する。
EXAMPLE A first example in which the method of the structure according to the present invention is applied to the emitter-base junction of a bipolar NPN transistor will be described with reference to FIG.

第1図のごとく、P型のシリコン半導体基板100上に形
成されたN型の埋め込み層102を有するN型のエピタキ
シャル半導体層104において、ビーク状の端部を有する
熱酸化膜122が表面に形成されている。この酸化膜の主
要部の下に外部ベースとなるP型の半導体領域116と、
この酸化膜による開口内に形成された溝部142と、この
溝部の低部には内部ベースとなるP型の半導体領域126
とが形成されている。外部ベース116と内部ベース126と
が、酸化膜のビーク状の端部の直下において接続されて
いて、エミッタとなるN型の半導体領域128のポリシリ
コン電極124が形成されている。
As shown in FIG. 1, in the N-type epitaxial semiconductor layer 104 having the N-type buried layer 102 formed on the P-type silicon semiconductor substrate 100, a thermal oxide film 122 having a beak-shaped end portion is formed on the surface. Has been done. Under the main part of the oxide film, a P-type semiconductor region 116 serving as an external base,
A groove 142 formed in the opening formed by the oxide film, and a P-type semiconductor region 126 serving as an internal base is formed in a lower portion of the groove 142.
And are formed. The external base 116 and the internal base 126 are connected immediately below the beak-shaped end of the oxide film, and the polysilicon electrode 124 of the N-type semiconductor region 128 which serves as an emitter is formed.

この様なエミッタ・ベース接合の形成方法の一例として
ポリシリコン電極124を内部ベース126とエミッタ128の
拡散源として用いれば、内部ベースの深さ150ナノ・メ
ータ、エミッタの深さ50ナノ・メータと高速性に優れた
構造を実現でき、しかも、溝部の形成により、この溝部
の側面において外部ベースと内部ベースとを比較的大き
い面積で、良好に接続させることができるので、コレク
タ・エミッタ間のパンチ・スルー性のリーク電流等の不
良の発生を防止でき、かつ、ベースの接続性を安定化す
ることができた。さらには、酸化膜の開口内に形成した
溝部により内部ベースを外部ベースと同程度に深くでき
たため、内部ベースとその直下のN型埋め込み層との間
に残されたN型エピタキシャル層を薄くでき、これによ
り、コレクタ抵抗を小さくすることができた。なお、第
1図の構造では溝部の側面の形状が、ほぼ、垂直となっ
ているが、必要に応じて任意の形状にしてもよい。例え
ば、酸化膜のビーク状の端部と外部ベースとなるP型半
導体領域116との距離がかなり離れている場合、溝部の
形成時に等方性のエッチング法を用いてビーク状の端部
の下に溝部の側面が潜り込むようにして形成すれば、内
部ベースと外部ベースとの距離を小さくすることができ
る。これにより、寄生のベース抵抗を小さくでき、接続
の制御性の安定化等の利点が生じる。
If the polysilicon electrode 124 is used as a diffusion source of the internal base 126 and the emitter 128 as an example of a method of forming such an emitter-base junction, the internal base depth is 150 nanometers and the emitter depth is 50 nanometers. Since a structure excellent in high-speed performance can be realized, and by forming the groove portion, it is possible to satisfactorily connect the external base and the internal base on the side surface of the groove portion with a relatively large area. -It was possible to prevent the occurrence of defects such as through-current leak current and stabilize the connectivity of the base. Furthermore, since the internal base can be made as deep as the external base by the groove portion formed in the opening of the oxide film, the N-type epitaxial layer left between the internal base and the N-type buried layer immediately below can be thinned. As a result, the collector resistance could be reduced. In the structure of FIG. 1, the side surface of the groove is almost vertical, but it may be of any shape if necessary. For example, when the beak-shaped end portion of the oxide film and the P-type semiconductor region 116 serving as an external base are considerably separated from each other, an isotropic etching method is used to form a groove portion under the beak-shaped end portion. If the side surface of the groove portion is formed so as to go under, the distance between the internal base and the external base can be reduced. As a result, the parasitic base resistance can be reduced, and advantages such as stabilization of the controllability of the connection occur.

次に、本発明の方法をバイポーラNPNトランジスタの製
造方法に適用した第2の実施例を第2図を用いて説明す
る。
Next, a second embodiment in which the method of the present invention is applied to a method for manufacturing a bipolar NPN transistor will be described with reference to FIG.

第2図(a)のごとく、P型のシリコン半導体基板100
上にN型の埋め込み層102を形成した後、N型のエピタ
キシャル半導体層104を形成した。P型の素子分離領域1
06を形成した後、約20ナノ・メータの薄い熱酸化膜108
A、108B上に形成された約100ナノ・メータの厚さのシリ
コン窒化膜110A、110Bをマスクとして熱酸化をおこない
約600ナノ・メータの厚い酸化膜112を形成した。
As shown in FIG. 2 (a), a P-type silicon semiconductor substrate 100
After forming the N-type buried layer 102 on the top, the N-type epitaxial semiconductor layer 104 was formed. P-type element isolation region 1
After forming 06, a thin thermal oxide film 108 of about 20 nanometers is formed.
Thermal oxidation was performed using the silicon nitride films 110A and 110B having a thickness of about 100 nanometers formed on the A and 108B as masks to form a thick oxide film 112 having a thickness of about 600 nanometers.

第2図(b)のごとく、ホトマスク工程によってレジス
ト・パターン114を形成してこれをマスクとしてエミッ
タ形成予定部上に、約1ミクロン幅のシリコン窒化膜パ
ターン110Cを残置させ、さらに、このレジスト・パター
ン114をマスクとしてドーズ量2×10/cm2のボロンをイ
オン注入して外部ベースとなるP型の半導体領域116を
形成した。
As shown in FIG. 2B, a resist pattern 114 is formed by a photomask process, and using this as a mask, a silicon nitride film pattern 110C having a width of about 1 micron is left on a portion where an emitter is to be formed. Using the pattern 114 as a mask, boron with a dose amount of 2 × 10 / cm 2 is ion-implanted to form a P-type semiconductor region 116 serving as an external base.

第2図(c)のごとく、レジスト・パターン114を除去
した後、燐のイオン注入によって、選択的、にN型の半
導体領域120を形成し、さらに、耐酸化性のシリコン窒
化膜パターン110Cをマスクとして熱酸化をおこない、厚
さ約200ナノ・メータの酸化膜122を形成した。
As shown in FIG. 2 (c), after removing the resist pattern 114, an N type semiconductor region 120 is selectively formed by ion implantation of phosphorus, and an oxidation resistant silicon nitride film pattern 110C is further formed. Thermal oxidation was performed as a mask to form an oxide film 122 having a thickness of about 200 nanometers.

第2図(d)のごとく、シリコン窒化膜パターン110C、
酸化膜108Aを除去したエミッタ用の開口を形成した後、
レジスト・パターン140を形成し、これをマスクとし
て、エミッタ用の開口内に溝142を形成した。
As shown in FIG. 2D, the silicon nitride film pattern 110C,
After forming the opening for the emitter from which the oxide film 108A is removed,
A resist pattern 140 was formed, and using this as a mask, a groove 142 was formed in the opening for the emitter.

第2図(e)のごとく、全面に多結晶シリコン膜を堆積
し、これをパターンニングして多結晶シリコン膜パター
ン124A,124Bを形成し、さらに、ドーズ量2×10/cm2
ボロンをこの多結晶シリコン膜パターン124A中にイオン
注入し、熱処理にて約150ナノ・メータの深さの活性ベ
ースとなるP型の半導体領域126を形成した後、同様
に、ヒ素をこの多結晶シリコン膜パターン124A中にイオ
ン注入し、熱処理にて深さが、約50ナノ・メータのエミ
ッタとなるN型の半導体領域128を形成した。
As shown in FIG. 2 (e), a polycrystalline silicon film is deposited on the entire surface, patterned to form polycrystalline silicon film patterns 124A and 124B, and further, a boron dose of 2 × 10 / cm 2 is applied. After ion-implanting into the polycrystalline silicon film pattern 124A and forming a P-type semiconductor region 126 having a depth of about 150 nanometers as an active base by heat treatment, arsenic is similarly added to the polycrystalline silicon film 124A. Ions are implanted into the pattern 124A and a heat treatment is performed to form an N-type semiconductor region 128 having a depth of about 50 nanometers and serving as an emitter.

第2図(f)のごとく、全面に、シリコン酸化膜130を
堆積した後、通常の製造方法に従って、アルミニウム電
極132A、132B,132C等を形成した。
As shown in FIG. 2 (f), after depositing a silicon oxide film 130 on the entire surface, aluminum electrodes 132A, 132B, 132C, etc. were formed according to a usual manufacturing method.

以上の様に、本発明の方法によって、縦型のNPNトラン
ジスタが形成され、そのベース幅が約100ナノ・メータ
と高速性に優れた活性素子部(内部ベース)の構造が得
られ、さらには、外部ベースと内部ベースとが、溝部の
形成によって良好に接続されたので、ビーク状の酸化膜
の下でのコレクタ・エミッタ間のリーク電流の発生を防
止することができた。さらには、溝部の形成によって、
コレクタ抵抗の減少がなされたので、スィッチング特性
の改善がみられ、また、内部ベース形成予定部に形成さ
れた不用な中間ベースも除去されたので、電流増幅率の
バラツキの少ない良好な特性が得られた。
As described above, according to the method of the present invention, a vertical NPN transistor is formed, and the base width of the active element portion (internal base) is excellent at about 100 nanometers. Since the external base and the internal base were satisfactorily connected by the formation of the groove, it was possible to prevent the generation of the leak current between the collector and the emitter under the beak-shaped oxide film. Furthermore, by forming the groove,
Since the collector resistance was reduced, the switching characteristics were improved, and the unnecessary intermediate base formed in the internal base formation planned part was also removed, resulting in good characteristics with little variation in the current amplification factor. Was given.

なお、本発明の方法によれば、バイポーラ素子のエミッ
タをゲート、このゲートの両側の外部ベースをソース、
ドレインと見なすと、内部ベースをチャンネル部とする
接合型の電界効果トランジスタとして機能させることが
できる。このように本発明の方法は、バイポーラのみな
らず種々の半導体装置にも適用することができる。
According to the method of the present invention, the emitter of the bipolar element is the gate, the external bases on both sides of this gate are the sources,
When considered as a drain, it can function as a junction field effect transistor having an internal base as a channel portion. Thus, the method of the present invention can be applied not only to bipolar devices but also to various semiconductor devices.

発明の効果 本発明の構造とその製造方法とにより、高速化と高集積
化に優れた活性素子部の構造を有し、かつ、この活性素
子部の製造上の制御性の良い半導体装置を提供すること
ができた。
EFFECTS OF THE INVENTION By the structure of the present invention and the method of manufacturing the same, a semiconductor device having a structure of an active element portion excellent in speeding up and high integration and having good controllability in manufacturing the active element portion is provided. We were able to.

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

第1図は本発明によるバイポーラNPNトランジスタの構
造を示す断面図、第2図は本発明の方法によるバイポー
ラNPNトランジスタの製造方法を示す一連の工程断面
図、第3図は従来の方法によるバイポーラNPNトランジ
スタの構造及びその製造上の問題点を説明する断面図で
ある。 100……P型半導体基板、102……N型埋め込み層、104
……N型半導体層、106、116、126……P半導体領域、1
20、128……N型半導体領域、108、112、122、130……
シリコン酸化膜、110……シリコン窒化膜、124……多結
晶シリコン膜、114、140……レジスト、132……アルミ
ニウム電極、142……溝部。
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a bipolar NPN transistor according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a series of steps showing a method for manufacturing a bipolar NPN transistor according to the method of the present invention, and FIG. 3 is a bipolar NPN according to a conventional method. 6A and 6B are cross-sectional views illustrating a structure of a transistor and a problem in manufacturing the transistor. 100 ... P-type semiconductor substrate, 102 ... N-type buried layer, 104
... N-type semiconductor layer, 106, 116, 126 ... P semiconductor region, 1
20, 128 …… N-type semiconductor region, 108, 112, 122, 130 ……
Silicon oxide film, 110 ... Silicon nitride film, 124 ... Polycrystalline silicon film, 114, 140 ... Resist, 132 ... Aluminum electrode, 142 ... Groove part.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1導電型の半導体層上に形成された絶縁
膜の開口と、前記絶縁膜の下部に形成された第2導電型
の第1の半導体領域と、前記絶縁膜の開口内に形成され
た溝部と、前記溝部内に形成された第2導電型の第2の
半導体領域と、前記第2導電型の第2の半導体領域中に
形成された第1導電型の第3の半導体領域とを有する構
造において、前記第1の半導体領域と前記第2の半導体
領領域を接続することを特徴とする半導体装置。
1. An opening of an insulating film formed on a semiconductor layer of a first conductivity type, a first semiconductor region of a second conductivity type formed below the insulating film, and an opening of the insulating film. A second conductivity type second semiconductor region formed in the groove, a second conductivity type second semiconductor region formed in the groove, and a first conductivity type third semiconductor region formed in the second conductivity type second semiconductor region. A semiconductor device, comprising: a structure having a semiconductor region, wherein the first semiconductor region and the second semiconductor region are connected to each other.
【請求項2】溝部の側面に対して開口を形成する絶縁膜
の端部がオーバーハングすることを特徴とする特許請求
の範囲第1項の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein an end portion of an insulating film forming an opening overhangs a side surface of the groove portion overhangs.
【請求項3】第1の半導体領域を外部ベース、第2の半
導体領域を内部ベース、第3の半導体領域をエミッタと
して用いることを特徴とする特許請求の範囲第1項また
は第2項記載の半導体装置。
3. The first semiconductor region is used as an external base, the second semiconductor region is used as an internal base, and the third semiconductor region is used as an emitter. Semiconductor device.
【請求項4】第1導電型の半導体層上に絶縁膜の開口を
形成する工程と、前記絶縁膜の下部に第2導電型の第1
の半導体領域を形成する工程と、前記絶縁膜の開口内に
溝部を形成する工程と、前記溝部内に第2導電型の第2
の半導体領域を形成する工程と、前記第2導電型の第2
の半導体領域中に第1導電型の第3の半導体領域形成す
る工程とからなり、前記第1の半導体領域と前記第2の
半導体領領域を接続することを特徴とする半導体装置の
製造方法。
4. A step of forming an opening of an insulating film on a semiconductor layer of the first conductivity type, and a first conductivity type of a second conductive film under the insulating film.
Forming a semiconductor region, forming a groove in the opening of the insulating film, and forming a second conductive type second groove in the groove.
Forming a semiconductor region of the second conductive type and the second conductive type second
Forming a third semiconductor region of the first conductivity type in the semiconductor region, and connecting the first semiconductor region and the second semiconductor region to each other.
【請求項5】絶縁膜の開口をする工程として、耐酸化性
のマスク材パターンをマスクとして酸化法により、この
マスク材パターンの周辺にビーク状の端部を有する酸化
膜を形成し、この耐酸化性のマスク材パターンを除去し
て、この酸化膜による開口を形成する方法を用い、第2
導電型の第1の半導体領域を形成する工程として、前記
耐酸化性のマスク材パターンから構成されるマスク材を
マスクとして、不純物をイオン注入する方法を用いるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第4項記載の半導体装置
の製造方法。
5. An oxide film having a beak-shaped end portion is formed around the mask material pattern by an oxidation method using the oxidation resistant mask material pattern as a mask in the step of opening the insulating film, and the acid resistance is used. By using the method of removing the oxidizable mask material pattern and forming the opening by the oxide film.
The method of ion-implanting impurities using a mask material composed of the oxidation-resistant mask material pattern as a mask is used as the step of forming the conductive type first semiconductor region. 4. A method of manufacturing a semiconductor device according to item 4.
【請求項6】第1の半導体領域を外部ベース、第2の半
導体領域を内部ベース、第3の半導体領域をエミッタと
して用いることを特徴とする特許請求の範囲第4項また
は第5項記載の半導体装置の製造方法。
6. The method according to claim 4 or 5, wherein the first semiconductor region is used as an external base, the second semiconductor region is used as an internal base, and the third semiconductor region is used as an emitter. Manufacturing method of semiconductor device.
【請求項7】第2導電型の第2の半導体領域および第1
導電型の第3の半導体領域を同一の多結晶半導体を拡散
源として形成することを特徴とする特許請求の範囲第4
項ないし第6項のいずれかに記載の半導体装置の製造方
法。
7. A second semiconductor region of the second conductivity type and a first semiconductor region.
The third conductive type semiconductor region is formed by using the same polycrystalline semiconductor as a diffusion source.
Item 7. A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of Items 6 to 6.
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