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JPH0618200B2 - ラテラルトランジスタ半導体装置の製造方法 - Google Patents

ラテラルトランジスタ半導体装置の製造方法

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Publication number
JPH0618200B2
JPH0618200B2 JP59166352A JP16635284A JPH0618200B2 JP H0618200 B2 JPH0618200 B2 JP H0618200B2 JP 59166352 A JP59166352 A JP 59166352A JP 16635284 A JP16635284 A JP 16635284A JP H0618200 B2 JPH0618200 B2 JP H0618200B2
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JP
Japan
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region
oxide film
emitter
polycrystalline semiconductor
layer
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Application number
JP59166352A
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English (en)
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JPS6146062A (ja
Inventor
光造 坂本
健明 岡部
正利 木村
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS6146062A publication Critical patent/JPS6146062A/ja
Publication of JPH0618200B2 publication Critical patent/JPH0618200B2/ja
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D64/00Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/111Field plates
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D10/00Bipolar junction transistors [BJT]
    • H10D10/60Lateral BJTs

Landscapes

  • Bipolar Transistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は高耐圧集積回路に係り、特に高耐圧化・高周波
化に好適なラテラルpnpトランジスタに関する。
〔発明の背景〕
従来の、ラテラルpnpトランジスタについては、たと
えば、IBM J.RES.DEVELOP VOL.23,No.6 NOVEMEER 1979
年におけるS.J.Gillespieによる“Stability of La
teral pnp Transistors During Accelerated Aging"と
題する文献において論じられている。上記論文ではラテ
ラルpnpトランジスタのベース表面を安定化し、コレ
クタ・エミツタ間のパンチスルー耐圧を劣化させないた
めに、エミツタコンタクトに用いたAlでベース上を覆
う構造が有効であることが述べられている。しかし、前
記ベース上のAlは厚い酸化膜(例えば1μm程度)の
上の置かれているため、コレクタ・エミツタ間のパンチ
スルー耐圧を抑える効果が小さいという欠点があつた。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、高周波・高電流利得で、なおかつ高耐
圧なラテラルpnpトランジスタの製造方法を提供する
ことにある。
〔発明の概要〕
上記目的を達するために本発明の製造方法により製造さ
れた半導体装置では、(1) ラテラルpnpトランジスタ
のベース上を覆う、エミツタと同電位の導電層下の酸化
膜厚をフイールド部より薄くし、ベース表面の反転を防
止し、ベースのパンチスル耐圧を向上する。(2)ベース
側のコレクタ部を低濃度にし、上記導電層とドレイン間
の電界増加によるコレクタ・ベース間のアバランシエ耐
圧劣化も防止するという特徴を有する。
本願で開示される代表的な実施形態は、 半導体基板に設けられた一導電形のベース領域に、互い
に離れて設けられた上記一導電形と反対導電形のエミッ
タ領域とコレクタ領域を有し、その間の領域を実効的に
働くベース領域とし、 上記実効的に働くベース領域の表面上に上記エミッタ領
域と実質的に同電位となる制御電極を有し、 上記実効的に働くベース領域の表面上の酸化膜がフィー
ルド部の厚い酸化膜より薄い部分を有するラテラルトラ
ンジスタ半導体装置の製造方法であって、 上記ベース領域(3)が形成された上記半導体基板(1)の表
面上に上記厚い酸化膜(6)を形成し、該上記厚い酸化膜
(6)のうち上記エミッタ領域と上記コレクタ領域と上記
実効的に働くベース領域となる部分の厚い酸化膜(6)を
選択的に除去し、該選択除去部分に薄い酸化膜を形成す
る第1の工程(第8図(a)参照)と、 上記薄い酸化膜の上に多結晶半導体層を被着した後、該
多結晶半導体装置のうち上記実効的に働くベース領域上
以外の多結晶半導体層を除去することにより上記実効的
に働くベース領域上に多結晶半導体電極(7)を形成する
第2の工程(第8図(b)参照)と、 上記第2の工程により形成された上記多結晶半導体電極
(7)をマスクとして不純物を導入することにより、上記
多結晶半導体電極(7)と自己整合で上記エミッタ領域お
よび上記コレクタ領域の部分に低濃度不純物層(9)を形
成する第3の工程(第8図(c)参照)と、 上記コレクタ領域の部分の上記低濃度不純物層(9)のう
ち上記多結晶半導体電極(7)に近接した部分上に厚いマ
スク酸化膜(6)を形成し、しかる後該厚いマスク酸化膜
(6)をマスクとして不純物を導入することにより、上記
コレクタ領域の部分のうち上記多結晶半導体電極(7)か
ら離間した部分にコレクタ高濃度不純物層(10b)を形成
するとともに上記多結晶半導体電極(7)と自己整合で上
記エミッタ領域の部分にエミッタ高濃度不純物層(10a)
を形成する第4の工程(第8図(c)参照)とを含み、 上記多結晶半導体電極(7)と上記エミッタ高濃度不純物
層(10a)とに電気的に接続されるエミッタ電極(12a)を形
成することを特徴とする。
上述の代表的な実施形態によるラテラルトランジスタ半
導体装置の製造方法によれば、 (1)実効的に働くベース領域と多結晶半導体電極(7)
との間の酸化膜がフィールド部の厚い酸化膜より薄いた
め、ベースのパンチスルー耐圧を向上できる、 (2)コレクタ領域の部分の低濃度不純物層(9)によ
り、コレクタ・ベース間のアバランシェ耐圧を向上でき
る、 (3)実効的に働くベース領域の幅(すなわち実効ベー
ス幅)が、第3の工程で多結晶半導体電極(7)と自己整合
で形成されるコレクタ低濃度不純物層(9)と第4の工程
で多結晶半導体電極(7)と自己整合で形成されるエミッ
タ高濃度不純物層(10a)との間隔(すなわち、ほぼ多結晶
半導体電極(7)の幅)で高精度に設定されるので、電流増
幅率のバラツキ、コレクタ・ベース間耐圧のバラツキ、
カットオフ周波数のバラツキ等を小さくできる、 (4)実効ベース幅を決定する多結晶半導体電極(7)は
Al(アルミニューム)等の通常の金属と比較して融点が
高いので、エミッタ及びコレクタの低濃度不純物層(9)
とエミッタ及びコレクタの高濃度不純物層(10a,10b)の
形成のための熱処理にも耐えることができる、 (5)上記(3)で説明したように実効ベース幅を自己
整合のプロセスで決定する多結晶半導体電極(7)それ自
体はエミッタ高濃度不純物層(10a)に接続できないが、
エミッタ電極(12a)を多結晶半導体電極(7)とエミッタ高
濃度不純物層(10a)とに電気的に接続することによっ
て、この多結晶半導体電極(7)をエミッタ領域と実質的
に同電位となる制御電極とすることができる、 等と言う顕著な作用・効果を奏する。
本発明のその他の特徴は、以下に説明する実施例から明
らかとなろう。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を参考例および実施例を参照して詳細に説
明する。第1図は本発明の原理を説明するための参考例
の半導体装置の構造断面図である。10aはラテラルpn
pトランジスタのエミツタ層となるp形拡散層、10b
はエミツタをリング状に囲んだコレクタとなるp形拡散
層、3はベースとなるN形半導体で、11はベースコン
タクト用のn形拡散層である。12aはベース上のパン
チスルー降伏を防止するための電極であるが、酸化膜厚
を薄くし、N形ベース表面層のP形反転防止効果を増加
させるためにA部のように、ベース上の酸化膜を薄くし
た領域を設けてある。
第2図は本発明の原理を説明するための他の参考例の半
導体装置の構造断面図である。10aがエミツタ、10b
がコレクタ、3がベースであることは第1図と同じであ
る。本参考例の特徴は、ベース上を覆う電極7をたとえ
ば1000Å程度以下の薄い酸化膜上に設けたことと、電極
7と高濃度コレクタ層10bの間を離し、低濃度コレク
タ層9を設けてあることである。電極7は、従来フイー
ルド酸化膜のように厚い酸化膜上に形成していたが、本
発明では、薄い酸化膜上に形成するため、ベース表面が
P形に反転することを防止する効果が期待できる。この
ため、従来に比べ、ベース表面のパンチスルー耐圧を向
上できた。また、酸化膜を薄くすることにより、コレク
タと電極7の間の電界は増加するが、低濃度コレクタ層
9により、コレクタ・ベース間のアバランシエ耐圧劣化
を防止できた。このため、高周波・高電流利得の高耐圧
ラテラルpnpトランジスタを実現できる。特に、電極7
として多結晶半導体層を用いた場合には、第8図に示す
製造方法により、電極7と低濃度コレクタ層9を自己整
合で形成できるため、ベース表面を完全に覆い、かつ、
コレクタ層上へ導電層の張り出しを最小にできることか
ら、ベース表面の安定化,高耐圧化,微細化のたに最適
な構造にできる。
第3図は本発明の原理を説明するための他の参考例の半
導体装置の構造断面図である。本実施例では、第2図で
述べた、第2の参考例を、公知の技術(たとえば、特開
昭55−30844)を用いた高耐圧素子製造技術に適用させ
た場合を示した。ここで、1はP形基板、2は高濃度n
形埋込層、3はN形エピタキシヤル層、4はP形アイソ
レーシヨン拡散層、5はベース抵抗低減のために用いる
n形拡散層、6はフィールド酸化膜、7は多結晶半導体
層で、12aは電極によりエミツタと同電位に保つてあ
る。この実施例ではアイソレーシヨン拡散層4を深くし
なくても、厚いエピタキシヤル部につくつた素子を分離
できる。素子部のエピタキシヤル層を厚くすることによ
り、ベース・コレクタ間のリーチスルー耐圧を増加でき
る。
第4図は、本発明の原理を説明するための他の参考例の
半導体装置の構造断面図を示す。前記第3図の例との相
異は、エミツタとり出し用電極として用いる12aにあ
る。本参考例では、12aが、低濃度コレクタ層9上ま
できており、コレクタ9の端部における電界集中を緩和
させ耐圧を向上させる効果がある。
第5図は、本発明の原理を説明するための他の参考例の
半導体装置の構造断面図を示した。第4図の参考例との
相異は、N形拡散層8を追加した点にある。このN形拡
散層8は、第8図に示すように、多結晶半導体層8をマ
スクにして形成できるがこれにより、パンチスルー耐圧
をさらに向上させることが可能である。
第6図は、本発明の原理を説明するための他の参考例の
半導体装置の構造断面図を示した。本参考例では、MOSF
ETの製造方法として公知のLOCOS プロセスで形成できる
フイールド酸化膜6直下のP形チヤネルストツパ17を
コレクタの低濃度拡散層9のかわりに用いている。本参
考例では、高耐圧化用低濃度拡散層9を用いずに、本発
明の目的を達成できる。また、本参考例はLOCOS 構造の
小信号MOSFETとの共存が容易である。
第7図は、本発明の原理を説明するための他の参考例の
半導体装置の構造断面図を示した。第6図に示した参考
例との相異は、エミツタとり出し用電極として用いる電
極12aにある。本参考例では電極12aが、低濃度コ
レクタ層17上まできているため、電界集中を緩和させ
耐圧を向上させる効果が高い。
第8図(a)から第8図(c)に、本発明の実施例の半
導体装置の製造方法の一例を、前記第5図の参考例に示
した装置について示した。
まず、第8図(a)に示す如く公知の技術(たとえば、
特開昭55−30844 に示した方法)により、凹みのあるp
基板に高濃度n形埋込層2を形成し、n形エピタキシヤ
ル層3を形成し、表面を平坦化する。次に、p形アイソ
レーシヨン拡散層4とn形拡散層5と厚いフィールド酸
化膜6を形成する。次に、ラテラルpnpトランジスタ
のエミツタ・コレクタ、及び、実効的に働くベース領域
となる部分の酸化膜6を選択的に除去し、1000Å程度の
薄い酸化膜の領域を作る。なお、この酸化膜は、同一チ
ツプ上のMOSFETのゲート酸化膜と同時に形成したものを
使用できる。
次に、第8図(b)に示す如く、多結晶半導体層7をデ
ポジシヨンし、実効的に働くベース領域上以外の多結晶
半導体層を除去し、この多結晶半導体層7とホトレジス
トパターン15をマスクにして、リンをイオン打込み
し、レジスト除去後の拡散によりn形拡散層8を形成で
きる。
次に、レジスト15除去後、酸化膜6の厚い領域と、ポ
リシリコン7をマスクに、イオン打込法により、第8図
(c)に示す如く低濃度p形拡散層9を形成できる。次
に、低濃度コレクタ層9のうち多結晶半導体層7に近接
した部分の上に厚いマスク酸化膜6を形成し、しかる後
ラテラルpnpトランジスタのエミツタとコレクタ及
び、p形拡散層にコンタクトをとる部分に高濃度p形拡
散層10a,10b,10cを形成する。
次に、高濃度n形拡散層11を形成し、通常の2層配線
工程を行なうことにより、第5図に示した構造が得られ
る。
第6図,第7図に示した本発明の製造方法も本質的には
第8図に示した製造方法と同じである。第6図,第7図
のp形拡散層17の製造方法は、第9図に示す如く、ホ
トレジストパターン15′と、フイールド部形成を選択
酸化するためにパターン形成された耐酸化層16をマス
クにして、ボロンのイオン打込み法により形成できる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、 (1)実効的に働くベース領域と多結晶半導体電極(7)
との間の酸化膜がフィールド部の厚い酸化膜より薄く、
ベースのパンチスルー耐圧を向上できる、 (2)コレクタ領域の部分の低濃度不純物層(9)によ
り、コレクタ・ベース間アンバランシェ耐圧を向上でき
る、 (3)実効ベース幅が、コレクタ低濃度不純物層(9)と
エミッタ高濃度不純物層(10a)との間隔で自己整合のプ
ロセスで高精度に設定されるので、電流増幅率のバラツ
キ、コレクタ・ベース間耐圧のバラツキ、カットオフ周
波数のバラツキ等を小さくできる、 (4)実効ベース幅を決定する多結晶半導体電極(7)は
通常の金属と比較して融点が高いので、エミッタ及びコ
レクタの低濃度不純物層(9)とエミッタ及びコレクタの
高濃度不純物層(10a,10b)の形成のための熱処理にも耐
えることができる、 (5)実効ベース幅を自己整合プロセスで決定する多結
晶半導体電極(7)自体はエミッタ高濃度不純物層(10a)に
接続できないが、エミッタ電極(12a)と多結晶半導体電
極(7)およびエミッタ高濃度不純物層(10a)との間の電気
的接続によって、この多結晶半導体電極(7)をエミッタ
領域と実質的に同電位となる制御電極とできる、 と言う効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1〜7図は本発明の参考例を示すラテラルpnpトラ
ンジスタの構造断面図、第8〜9図は本発明の実施例の
半導体装置の製造工程を説明する断面図である。 1……p基板、2……高濃度n形埋込層、3……n形エ
ピタキシヤル層、4……p形アイソレーシヨン拡散層、
5……n埋込層、6……フィールド酸化膜、7……多
結晶半導体層等の導電層(電極)、8……n形拡散層、
9……低濃度p形拡散層、10a,10b,10c……
高濃度p形拡散層、11……高濃度n形拡散層、12
a,12b,12c……第1電極、13……層間絶縁
膜、14……第2電極、15,15′……ホトレジス
ト、16……シリコン窒化膜、17……p形拡散層。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板に設けられた一導電形のベース
    領域に、互いに離れて設けられた上記一導電形と反対導
    電形のエミッタ領域とコレクタ領域を有し、その間の領
    域を実効的に働くベース領域とし、 上記実効的に働くベース領域の表面上に上記エミッタ領
    域と実質的に同電位となる制御電極を有し、 上記実効的に働くベース領域の表面上の酸化膜がフィー
    ルド部の厚い酸化膜より薄い部分を有するラテラルトラ
    ンジスタ半導体装置の製造方法であって、 上記ベース領域が形成された上記半導体基板の表面上に
    上記厚い酸化膜を形成し、該上記厚い酸化膜のうち上記
    エミッタ領域と上記コレクタ領域と上記実効的に働くベ
    ース領域となる部分の厚い酸化膜を選択的に除去し、該
    選択除去部分に薄い酸化膜を形成する第1の工程と、 上記薄い酸化膜の上に多結晶半導体層を被着した後、該
    多結晶半導体層のうち上記実効的に働くベース領域上以
    外の多結晶半導体層を除去することにより上記実効的に
    働くベース領域上に多結晶半導体電極を形成する第2の
    工程と、 上記第2の工程により形成された上記多結晶半導体電極
    をマスクとして不純物を導入することにより、上記多結
    晶半導体電極と自己整合で上記エミッタ領域および上記
    コレクタ領域の部分に低濃度不純物層を形成する第3の
    工程と、 上記コレクタ領域の部分の上記低濃度不純物層のうち上
    記多結晶半導体電極に近接した部分上に厚いマスク酸化
    膜を形成し、しかる後該厚いマスク酸化膜をマスクとし
    て不純物を導入することにより、上記コレクタ領域の部
    分のうち上記多結晶半導体電極から離間した部分にコレ
    クタ高濃度不純物層を形成するとともに上記多結晶半導
    体電極と自己整合で上記エミッタ領域の部分にエミッタ
    高濃度不純物層を形成する第4の工程とを含み、 上記多結晶半導体電極と上記エミッタ高濃度不純物層と
    に電気的に接続されるエミッタ電極を形成することを特
    徴とするラテラルトランジスタ半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】上記第3の工程で上記エミッタ領域および
    上記コレクタ領域の部分に上記低濃度不純物層を形成す
    るため上記不純物がイオン打込みにより導入されること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のラテラルト
    ランジスタ半導体装置の製造方法。
JP59166352A 1984-08-10 1984-08-10 ラテラルトランジスタ半導体装置の製造方法 Expired - Lifetime JPH0618200B2 (ja)

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