JP2000012714A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
- H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
- H01L21/822—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
- H01L21/8248—Combination of bipolar and field-effect technology
- H01L21/8249—Bipolar and MOS technology
-
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- H01L27/0635—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region comprising components of the field-effect type in combination with bipolar transistors and diodes, or resistors, or capacitors
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Abstract
(57)【要約】
【課題】BiCMOSのベースおよびコレクタ、ソース
/ドレインが低抵抗化され、製造工程が簡略化された半
導体装置の製造方法を提供する。 【解決手段】基板上に、ゲート電極(第1の半導体層)
19(n+ )を形成する工程と、絶縁膜26を形成する
工程と、第2の半導体層34を形成する工程と、前記第
2の半導体層34および前記絶縁膜26のバイポーラ部
分を残し、CMOS部分を除去して前記ゲート電極19
(n+ )にサイドウォール28を形成する工程と、ソー
ス/ドレイン領域29、30を形成する工程と、全面に
Ti層を形成し、前記第2の半導体層、前記ソース/ド
レイン領域、前記ゲート電極表面をシリサイド化する
(32)工程と、前記第2の半導体層をパターニングし
てベース電極を形成する工程を有する半導体装置の製造
方法。
/ドレインが低抵抗化され、製造工程が簡略化された半
導体装置の製造方法を提供する。 【解決手段】基板上に、ゲート電極(第1の半導体層)
19(n+ )を形成する工程と、絶縁膜26を形成する
工程と、第2の半導体層34を形成する工程と、前記第
2の半導体層34および前記絶縁膜26のバイポーラ部
分を残し、CMOS部分を除去して前記ゲート電極19
(n+ )にサイドウォール28を形成する工程と、ソー
ス/ドレイン領域29、30を形成する工程と、全面に
Ti層を形成し、前記第2の半導体層、前記ソース/ド
レイン領域、前記ゲート電極表面をシリサイド化する
(32)工程と、前記第2の半導体層をパターニングし
てベース電極を形成する工程を有する半導体装置の製造
方法。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、BiCMOSトラ
ンジスタを有する半導体装置の製造方法に関し、特に、
バイポーラトランジスタのベースポリシリコン電極、お
よびLDD(lightly doped drai
n)構造のMOSトランジスタのソース/ドレイン領域
を低抵抗化し、製造工程を簡略化することができる半導
体装置の製造方法に関する。
ンジスタを有する半導体装置の製造方法に関し、特に、
バイポーラトランジスタのベースポリシリコン電極、お
よびLDD(lightly doped drai
n)構造のMOSトランジスタのソース/ドレイン領域
を低抵抗化し、製造工程を簡略化することができる半導
体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子機器の小型化、軽量化および
消費電力の低減が進行するに伴い、半導体装置の高集積
化および微細化に対する要求が高まっている。そこで、
低消費電力と高集積度という特性を有するCMOSと、
大きな駆動能力と高速性という特性を有するバイポーラ
トランジスタとを組み合わせたバイポーラ−CMOS
(Bi−CMOS)の開発が活発に行われている。Bi
−CMOSには、一般にnpnトランジスタとpnpト
ランジスタが組み込まれて、p型基板上にn型エピタキ
シャル層が設けられた構造の基板には、製造工程を簡略
化するために、npnトランジスタを縦型(V−NP
N;vertical NPN)、pnpトランジスタ
を横型(L−PNP;lateralPNP)として製
造されることが多い。また、Bi−CMOSトランジス
タのCMOS部分は、標準のCMOS形成プロセスから
プロセス条件をほとんど変更せずに形成することができ
る。
消費電力の低減が進行するに伴い、半導体装置の高集積
化および微細化に対する要求が高まっている。そこで、
低消費電力と高集積度という特性を有するCMOSと、
大きな駆動能力と高速性という特性を有するバイポーラ
トランジスタとを組み合わせたバイポーラ−CMOS
(Bi−CMOS)の開発が活発に行われている。Bi
−CMOSには、一般にnpnトランジスタとpnpト
ランジスタが組み込まれて、p型基板上にn型エピタキ
シャル層が設けられた構造の基板には、製造工程を簡略
化するために、npnトランジスタを縦型(V−NP
N;vertical NPN)、pnpトランジスタ
を横型(L−PNP;lateralPNP)として製
造されることが多い。また、Bi−CMOSトランジス
タのCMOS部分は、標準のCMOS形成プロセスから
プロセス条件をほとんど変更せずに形成することができ
る。
【0003】従来の製造方法により製造されるBiCM
OSトランジスタの断面図を図8に示す。バイポーラト
ランジスタ部分は高速化に適したダブルポリシリコン構
造であり、また、MOSトランジスタ部分はLDD構造
と、ゲート電極およびソース/ドレイン領域表面がサリ
サイド化されていることにより、微細化と高速化が図ら
れている。図8の半導体装置においては、ポリシリコン
抵抗部分には、n- ポリシリコン19(n- )からなる
抵抗が形成されている。縦型NPNトランジスタ部分に
は、n型コレクタ領域となるn型エピタキシャル層6の
下層にn型埋め込みコレクタ層4が形成され、ベース−
コレクタ間の高耐圧化が図られている。n型エピタキシ
ャル層6の表面に、真性ベース領域36とグラフトベー
ス領域38が接続したp型ベース領域が形成され、その
表層にn型エミッタ拡散層39’が形成されている。
OSトランジスタの断面図を図8に示す。バイポーラト
ランジスタ部分は高速化に適したダブルポリシリコン構
造であり、また、MOSトランジスタ部分はLDD構造
と、ゲート電極およびソース/ドレイン領域表面がサリ
サイド化されていることにより、微細化と高速化が図ら
れている。図8の半導体装置においては、ポリシリコン
抵抗部分には、n- ポリシリコン19(n- )からなる
抵抗が形成されている。縦型NPNトランジスタ部分に
は、n型コレクタ領域となるn型エピタキシャル層6の
下層にn型埋め込みコレクタ層4が形成され、ベース−
コレクタ間の高耐圧化が図られている。n型エピタキシ
ャル層6の表面に、真性ベース領域36とグラフトベー
ス領域38が接続したp型ベース領域が形成され、その
表層にn型エミッタ拡散層39’が形成されている。
【0004】NMOSトランジスタ部分には、pウェル
15の表層にn型ソース/ドレイン領域29が形成さ
れ、ソース/ドレイン間にゲート酸化膜18を介してn
+ ポリシリコン19(n+ )からなるゲート電極が形成
されている。n型ソース/ドレイン領域29およびn+
ゲート電極19(n+ )の表層は低抵抗化のためシリサ
イド化され、チタンシリサイド32となっている。PM
OSトランジスタ部分には、p型基板1と分離するため
のn型分離層5が形成され、さらに、n型エピタキシャ
ル層6にnウェル17が形成されている。nウェル17
の表層にp型ソース/ドレイン領域30が形成され、ソ
ース/ドレイン間にゲート酸化膜18を介してn+ ポリ
シリコン19(n+ )からなるゲート電極が形成されて
いる。p型ソース/ドレイン領域30およびn+ ゲート
電極19(n+ )の表層も低抵抗化のためシリサイド化
され、チタンシリサイド32となっている。各トランジ
スタ間の基板表面には、LOCOS10が形成され、L
OCOS下層には、p型Si基板1まで接続するp型埋
め込み素子分離領域14が形成されている。
15の表層にn型ソース/ドレイン領域29が形成さ
れ、ソース/ドレイン間にゲート酸化膜18を介してn
+ ポリシリコン19(n+ )からなるゲート電極が形成
されている。n型ソース/ドレイン領域29およびn+
ゲート電極19(n+ )の表層は低抵抗化のためシリサ
イド化され、チタンシリサイド32となっている。PM
OSトランジスタ部分には、p型基板1と分離するため
のn型分離層5が形成され、さらに、n型エピタキシャ
ル層6にnウェル17が形成されている。nウェル17
の表層にp型ソース/ドレイン領域30が形成され、ソ
ース/ドレイン間にゲート酸化膜18を介してn+ ポリ
シリコン19(n+ )からなるゲート電極が形成されて
いる。p型ソース/ドレイン領域30およびn+ ゲート
電極19(n+ )の表層も低抵抗化のためシリサイド化
され、チタンシリサイド32となっている。各トランジ
スタ間の基板表面には、LOCOS10が形成され、L
OCOS下層には、p型Si基板1まで接続するp型埋
め込み素子分離領域14が形成されている。
【0005】上記のようなBiCMOSトランジスタが
形成された半導体装置の、従来の製造方法を図9〜図1
7を参照して以下に説明する。まず、図9(A)に示す
ように、p型(100)Si基板1上に、例えば熱酸化
により酸化膜2を膜厚10nm程度形成してから、全面
にフォトレジスト3を堆積する。NPNトランジスタ形
成領域にn型埋め込みコレクタ層4を、PMOSトラン
ジスタ形成領域にn型分離層5をそれぞれ形成するた
め、図9(A)に示すようにフォトレジスト3に開口を
設ける。フォトレジスト3をマスクとして、例えばAs
をイオン注入することによりn型埋め込み層(n型埋め
込みコレクタ層4およびn型分離層5)を形成する。
形成された半導体装置の、従来の製造方法を図9〜図1
7を参照して以下に説明する。まず、図9(A)に示す
ように、p型(100)Si基板1上に、例えば熱酸化
により酸化膜2を膜厚10nm程度形成してから、全面
にフォトレジスト3を堆積する。NPNトランジスタ形
成領域にn型埋め込みコレクタ層4を、PMOSトラン
ジスタ形成領域にn型分離層5をそれぞれ形成するた
め、図9(A)に示すようにフォトレジスト3に開口を
設ける。フォトレジスト3をマスクとして、例えばAs
をイオン注入することによりn型埋め込み層(n型埋め
込みコレクタ層4およびn型分離層5)を形成する。
【0006】酸化膜2を除去した後、図9(B)に示す
ように抵抗1〜5Ωcm、膜厚0.7〜2.0μm程度
のn型エピタキシャル層6を形成する。n型エピタキシ
ャル層6表面に、熱酸化により膜厚50nm程度の酸化
膜7を形成した後、CVD(chemical vap
or deposition)法により膜厚100nm
程度のシリコン窒化膜8を形成する。次に、フォトレジ
スト9を全面に堆積させてから、図9(C)に示すよう
にフォトレジスト9を素子分離領域が開口するようにパ
ターニングする。フォトレジスト9をマスクとしてシリ
コン窒化膜8および酸化膜7を除去し、さらに、Si基
板(n型エピタキシャル層6)を300〜750nm程
度エッチングする。その後、1000℃〜1050℃、
3〜8時間のスチーム酸化を行うことにより、図10
(A)に示すように、膜厚600〜1500nmのフィ
ールド酸化膜(LOCOS)10が形成される。
ように抵抗1〜5Ωcm、膜厚0.7〜2.0μm程度
のn型エピタキシャル層6を形成する。n型エピタキシ
ャル層6表面に、熱酸化により膜厚50nm程度の酸化
膜7を形成した後、CVD(chemical vap
or deposition)法により膜厚100nm
程度のシリコン窒化膜8を形成する。次に、フォトレジ
スト9を全面に堆積させてから、図9(C)に示すよう
にフォトレジスト9を素子分離領域が開口するようにパ
ターニングする。フォトレジスト9をマスクとしてシリ
コン窒化膜8および酸化膜7を除去し、さらに、Si基
板(n型エピタキシャル層6)を300〜750nm程
度エッチングする。その後、1000℃〜1050℃、
3〜8時間のスチーム酸化を行うことにより、図10
(A)に示すように、膜厚600〜1500nmのフィ
ールド酸化膜(LOCOS)10が形成される。
【0007】次に、図10(B)に示すように、シリコ
ン窒化膜8を熱リン酸を用いたエッチングにより除去す
る。さらに、図10(C)に示すように、LOCOS1
0の表面を、例えば、フッ酸を用いたライトエッチング
により平坦化させる。図11(A)に示すように、全面
にフォトレジスト11を堆積させ、フォトレジスト11
にNPNトランジスタのコレクタ引き出し部(n+ シン
カー)を形成するための開口を設ける。フォトレジスト
11をマスクとして、リン(P)を例えば加速エネルギ
ー70keV、導入量5×1015atms/cm2 の条
件でイオン注入する。その後、1000℃、30分のア
ニールを行うことにより不純物が拡散され、図11
(B)に示すように、NPNトランジスタにn+ シンカ
ー12が形成される。
ン窒化膜8を熱リン酸を用いたエッチングにより除去す
る。さらに、図10(C)に示すように、LOCOS1
0の表面を、例えば、フッ酸を用いたライトエッチング
により平坦化させる。図11(A)に示すように、全面
にフォトレジスト11を堆積させ、フォトレジスト11
にNPNトランジスタのコレクタ引き出し部(n+ シン
カー)を形成するための開口を設ける。フォトレジスト
11をマスクとして、リン(P)を例えば加速エネルギ
ー70keV、導入量5×1015atms/cm2 の条
件でイオン注入する。その後、1000℃、30分のア
ニールを行うことにより不純物が拡散され、図11
(B)に示すように、NPNトランジスタにn+ シンカ
ー12が形成される。
【0008】さらに、全面にフォトレジスト13を堆積
させ、図11(B)に示すように、フォトレジスト13
に、p型埋め込み素子分離領域14およびNMOSトラ
ンジスタのpウェル15を形成するための開口を設け
る。フォトレジスト13をマスクとしてホウ素(B)を
例えば加速エネルギー200〜720keV、導入量1
×1013〜1×1014atms/cm2 の条件でイオン
注入する。次に、図12(A)に示すように、フォトレ
ジスト16を堆積させてから所定のパターニングを行
い、フォトレジスト16をマスクとしてPMOSトラン
ジスタ部分にnウェル17を形成する。その後、フォト
レジスト16を除去し、フッ酸を用いたライトエッチン
グを行って、酸化膜7を除去する。これにより、図12
(B)に示すような構造となる。
させ、図11(B)に示すように、フォトレジスト13
に、p型埋め込み素子分離領域14およびNMOSトラ
ンジスタのpウェル15を形成するための開口を設け
る。フォトレジスト13をマスクとしてホウ素(B)を
例えば加速エネルギー200〜720keV、導入量1
×1013〜1×1014atms/cm2 の条件でイオン
注入する。次に、図12(A)に示すように、フォトレ
ジスト16を堆積させてから所定のパターニングを行
い、フォトレジスト16をマスクとしてPMOSトラン
ジスタ部分にnウェル17を形成する。その後、フォト
レジスト16を除去し、フッ酸を用いたライトエッチン
グを行って、酸化膜7を除去する。これにより、図12
(B)に示すような構造となる。
【0009】図12(C)に示すように、850〜95
0℃の熱酸化により、膜厚15〜50nmのゲート酸化
膜18を形成する。さらに、CVD法により全面に膜厚
150〜300nmのポリシリコン層19を形成する。
次に、全面にフォトレジスト20を堆積させてから、図
13(A)に示すように、フォトレジスト20のMOS
トランジスタ形成領域に開口を設ける。フォトレジスト
20をマスクとして、高濃度のn型不純物をイオン注入
することにより、MOSトランジスタ形成領域のポリシ
リコン層19をn+ ポリシリコン層とする。あるいは、
上記のn+ ポリシリコン層形成工程は、図13(B)に
示すように、PSG層21からのリン(P)の拡散によ
っても行うことができる。この場合、まず、ポリシリコ
ン層19上の全面にPSG層21を堆積させ、MOSト
ランジスタ形成領域を残してPSG層21を除去する。
その上層に、酸化膜22を堆積させて、熱処理を行う。
これにより、n+ ポリシリコン層19(n+ )が形成さ
れる。
0℃の熱酸化により、膜厚15〜50nmのゲート酸化
膜18を形成する。さらに、CVD法により全面に膜厚
150〜300nmのポリシリコン層19を形成する。
次に、全面にフォトレジスト20を堆積させてから、図
13(A)に示すように、フォトレジスト20のMOS
トランジスタ形成領域に開口を設ける。フォトレジスト
20をマスクとして、高濃度のn型不純物をイオン注入
することにより、MOSトランジスタ形成領域のポリシ
リコン層19をn+ ポリシリコン層とする。あるいは、
上記のn+ ポリシリコン層形成工程は、図13(B)に
示すように、PSG層21からのリン(P)の拡散によ
っても行うことができる。この場合、まず、ポリシリコ
ン層19上の全面にPSG層21を堆積させ、MOSト
ランジスタ形成領域を残してPSG層21を除去する。
その上層に、酸化膜22を堆積させて、熱処理を行う。
これにより、n+ ポリシリコン層19(n+ )が形成さ
れる。
【0010】次に、図14(A)に示すように、フォト
レジスト23を堆積させ、フォトレジスト23のポリシ
リコン抵抗形成領域に開口を設ける。フォトレジスト2
3をマスクとして低濃度のn型不純物をイオン注入する
ことにより、ポリシリコン抵抗形成領域のポリシリコン
層19をn- ポリシリコン層19(n- )とする。
レジスト23を堆積させ、フォトレジスト23のポリシ
リコン抵抗形成領域に開口を設ける。フォトレジスト2
3をマスクとして低濃度のn型不純物をイオン注入する
ことにより、ポリシリコン抵抗形成領域のポリシリコン
層19をn- ポリシリコン層19(n- )とする。
【0011】フォトレジスト23を除去した後、レジス
トパターン(不図示)を用いて、例えばCl2 /CH2
F2 /SF6 ガス系によるドライエッチングを行い、図
14(B)に示すように、MOSトランジスタのゲート
ポリシリコン19(n+ )およびポリシリコン抵抗19
(n- )を形成する。その後、図14(C)に示すよう
に、NMOSトランジスタ形成領域にゲートポリシリコ
ン19(n+ )をマスクとしてn型不純物をイオン注入
し、自己整合的にn型LDD24を形成する。また、P
MOSトランジスタ形成領域に、ゲートポリシリコン1
9(n+ )をマスクとしてp型不純物をイオン注入し、
自己整合的にp型LDD25を形成する。
トパターン(不図示)を用いて、例えばCl2 /CH2
F2 /SF6 ガス系によるドライエッチングを行い、図
14(B)に示すように、MOSトランジスタのゲート
ポリシリコン19(n+ )およびポリシリコン抵抗19
(n- )を形成する。その後、図14(C)に示すよう
に、NMOSトランジスタ形成領域にゲートポリシリコ
ン19(n+ )をマスクとしてn型不純物をイオン注入
し、自己整合的にn型LDD24を形成する。また、P
MOSトランジスタ形成領域に、ゲートポリシリコン1
9(n+ )をマスクとしてp型不純物をイオン注入し、
自己整合的にp型LDD25を形成する。
【0012】次に、図15(A)に示すように、全面に
膜厚200nm程度の酸化膜(SiO2 )膜26を形成
する。図15(B)に示すように、全面にフォトレジス
ト27を堆積させ、MOSトランジスタ形成領域のフォ
トレジスト27に開口を設ける。フォトレジスト27を
マスクとして、酸化膜26およびゲート酸化膜18にR
IEを行い、幅0.15μmのLDDスペーサー(サイ
ドウォール)28を形成する。フォトレジスト27を除
去した後、図15(C)に示すように、NMOSトラン
ジスタ形成領域にLDDスペーサー28をマスクとし
て、n型不純物をイオン注入してn+ ソース/ドレイン
領域29を形成する。また、PMOSトランジスタ形成
領域にLDDスペーサー28をマスクとして、p型不純
物をイオン注入してp+ ソース/ドレイン領域30を形
成する。
膜厚200nm程度の酸化膜(SiO2 )膜26を形成
する。図15(B)に示すように、全面にフォトレジス
ト27を堆積させ、MOSトランジスタ形成領域のフォ
トレジスト27に開口を設ける。フォトレジスト27を
マスクとして、酸化膜26およびゲート酸化膜18にR
IEを行い、幅0.15μmのLDDスペーサー(サイ
ドウォール)28を形成する。フォトレジスト27を除
去した後、図15(C)に示すように、NMOSトラン
ジスタ形成領域にLDDスペーサー28をマスクとし
て、n型不純物をイオン注入してn+ ソース/ドレイン
領域29を形成する。また、PMOSトランジスタ形成
領域にLDDスペーサー28をマスクとして、p型不純
物をイオン注入してp+ ソース/ドレイン領域30を形
成する。
【0013】次に、図16(A)に示すように、スパッ
タリング等の方法により、全面に高融点金属層、例えば
Ti層31を形成する。500〜700℃で10〜30
分程度のアニールを行うことにより、図16(B)にチ
タンシリサイド(TiSix)32として示すように、
ソース/ドレイン領域29、30の表面、およびゲート
電極上部のポリシリコン19(n+ )がシリサイド化さ
れる。その後、絶縁膜上に形成された未反応のTi層3
1をウェットエッチングにより除去する。これにより、
図16(C)に示すような構造となる。
タリング等の方法により、全面に高融点金属層、例えば
Ti層31を形成する。500〜700℃で10〜30
分程度のアニールを行うことにより、図16(B)にチ
タンシリサイド(TiSix)32として示すように、
ソース/ドレイン領域29、30の表面、およびゲート
電極上部のポリシリコン19(n+ )がシリサイド化さ
れる。その後、絶縁膜上に形成された未反応のTi層3
1をウェットエッチングにより除去する。これにより、
図16(C)に示すような構造となる。
【0014】図17(A)に示すように、全面に膜厚1
00nm程度の酸化膜(SiO2 膜)33を形成する。
NPNトランジスタのアクティブ領域の酸化膜33、酸
化膜26およびゲート酸化膜18にドライエッチングを
行い、開口を設けてSi基板を露出させる。次に、CV
D法により全面に膜厚150〜300nm程度のポリシ
リコン層を形成し、BF2 をイオン注入することにより
p+ ポリシリコン層とする。その後、レジストパターン
(不図示)を用いてドライエッチングを行い、図17
(B)に示すように、NPNトランジスタのベース電極
34を形成する。
00nm程度の酸化膜(SiO2 膜)33を形成する。
NPNトランジスタのアクティブ領域の酸化膜33、酸
化膜26およびゲート酸化膜18にドライエッチングを
行い、開口を設けてSi基板を露出させる。次に、CV
D法により全面に膜厚150〜300nm程度のポリシ
リコン層を形成し、BF2 をイオン注入することにより
p+ ポリシリコン層とする。その後、レジストパターン
(不図示)を用いてドライエッチングを行い、図17
(B)に示すように、NPNトランジスタのベース電極
34を形成する。
【0015】図17(C)に示すように、CVD法によ
り全面に膜厚300nm程度の酸化膜(SiO2 )35
を形成する。NPNトランジスタのエミッタ形成部分の
酸化膜35およびポリシリコン層(ベース電極34)に
順次エッチングを行い、開口を設けて、Si基板を露出
させる。エミッタ形成部分の開口に、例えばBF2 を加
速エネルギー30〜50keV、導入量1×1013〜1
×1014atms/cm2 の条件でイオン注入し、NP
Nトランジスタの真性ベース領域36を形成する。
り全面に膜厚300nm程度の酸化膜(SiO2 )35
を形成する。NPNトランジスタのエミッタ形成部分の
酸化膜35およびポリシリコン層(ベース電極34)に
順次エッチングを行い、開口を設けて、Si基板を露出
させる。エミッタ形成部分の開口に、例えばBF2 を加
速エネルギー30〜50keV、導入量1×1013〜1
×1014atms/cm2 の条件でイオン注入し、NP
Nトランジスタの真性ベース領域36を形成する。
【0016】さらに、エミッタ形成部分にサイドウォー
ルを設けるため、CVD法により全面に膜厚600nm
程度の酸化膜(不図示)を形成し、850〜900℃、
10分のアニールを行った後、酸化膜(不図示)の全面
エッチバックを行う。これにより、エミッタ/ベース分
離用のサイドウォール37が形成される。このときのア
ニールにより、NPNトランジスタのポリシリコンベー
ス電極34からn型エピタキシャル層6にp型不純物が
拡散されて、グラフトベース領域38が形成され、活性
化された真性ベース領域36と接続する。
ルを設けるため、CVD法により全面に膜厚600nm
程度の酸化膜(不図示)を形成し、850〜900℃、
10分のアニールを行った後、酸化膜(不図示)の全面
エッチバックを行う。これにより、エミッタ/ベース分
離用のサイドウォール37が形成される。このときのア
ニールにより、NPNトランジスタのポリシリコンベー
ス電極34からn型エピタキシャル層6にp型不純物が
拡散されて、グラフトベース領域38が形成され、活性
化された真性ベース領域36と接続する。
【0017】次に、NPNトランジスタのエミッタポリ
シリコン39(図8)を形成するため、CVD法により
全面に膜厚150nm程度のポリシリコン層を堆積させ
てから、ヒ素(As)を加速エネルギー30〜70ke
V、導入量1×1015〜1×1016atms/cm2 の
条件でイオン注入する。続いて、1000〜1100
℃、5〜30秒のアニールを行うことにより、エミッタ
ポリシリコン39から不純物が拡散されて、図8に示す
ようにエミッタ拡散層39’が形成される。その後、エ
ミッタ部分が残るようにドライエッチングを行い、エミ
ッタポリシリコン39のパターニングを行う。
シリコン39(図8)を形成するため、CVD法により
全面に膜厚150nm程度のポリシリコン層を堆積させ
てから、ヒ素(As)を加速エネルギー30〜70ke
V、導入量1×1015〜1×1016atms/cm2 の
条件でイオン注入する。続いて、1000〜1100
℃、5〜30秒のアニールを行うことにより、エミッタ
ポリシリコン39から不純物が拡散されて、図8に示す
ようにエミッタ拡散層39’が形成される。その後、エ
ミッタ部分が残るようにドライエッチングを行い、エミ
ッタポリシリコン39のパターニングを行う。
【0018】また、図8に示すように、NPNトランジ
スタのポリシリコンベース電極34と、コレクタ引き出
し部であるn+ シンカー12、およびMOSトランジス
タのゲートポリシリコン19(n+ )とソース/ドレイ
ン領域29、30の上部にそれぞれRIEを行い、コン
タクトホールを形成する。全面にTi/TiON/Al
Siを順にスパッタリングした後、コンタクトホールを
被覆するメタル層のみ残してエッチングを行い、メタル
電極40を形成する。これにより、図8に示す半導体装
置が得られる。
スタのポリシリコンベース電極34と、コレクタ引き出
し部であるn+ シンカー12、およびMOSトランジス
タのゲートポリシリコン19(n+ )とソース/ドレイ
ン領域29、30の上部にそれぞれRIEを行い、コン
タクトホールを形成する。全面にTi/TiON/Al
Siを順にスパッタリングした後、コンタクトホールを
被覆するメタル層のみ残してエッチングを行い、メタル
電極40を形成する。これにより、図8に示す半導体装
置が得られる。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の製造方法により製造された半導体装置において
は、NPNトランジスタのポリシリコンベース電極がp
+ ポリシリコンから形成されているため、p型ベースか
らのベース引き出し抵抗が大きくなるという問題があ
る。ベース抵抗が増大すると、fmax (最大発振周波
数)の低下や、ノイズの増加といった問題が起こる。
従来の製造方法により製造された半導体装置において
は、NPNトランジスタのポリシリコンベース電極がp
+ ポリシリコンから形成されているため、p型ベースか
らのベース引き出し抵抗が大きくなるという問題があ
る。ベース抵抗が増大すると、fmax (最大発振周波
数)の低下や、ノイズの増加といった問題が起こる。
【0020】また、MOSトランジスタのソース/ドレ
イン領域およびポリシリコンゲート電極上部をシリサイ
ド化させた後、全面に酸化膜を形成する必要がある(図
17(A)に示す工程で形成される、膜厚100nm程
度の酸化膜33)。上記の従来の製造方法によれば、図
17(B)に示される、ポリシリコンベース電極34を
RIEによりパターニングする工程において、基板がエ
ッチングされるのを防ぐため、酸化膜33が必要とされ
る。
イン領域およびポリシリコンゲート電極上部をシリサイ
ド化させた後、全面に酸化膜を形成する必要がある(図
17(A)に示す工程で形成される、膜厚100nm程
度の酸化膜33)。上記の従来の製造方法によれば、図
17(B)に示される、ポリシリコンベース電極34を
RIEによりパターニングする工程において、基板がエ
ッチングされるのを防ぐため、酸化膜33が必要とされ
る。
【0021】しかしながら、酸化膜33を形成すること
により、NPNトランジスタのコレクタ引き出し部(n
+ シンカー12の上部)や、MOSトランジスタのソー
ス/ドレイン領域29、30の上部で段差が大きくな
り、アスペクト比が増大する。アスペクト比の増大によ
り、メタル電極40の被覆性が低下すると、半導体装置
の信頼性が低下するという問題も発生する。
により、NPNトランジスタのコレクタ引き出し部(n
+ シンカー12の上部)や、MOSトランジスタのソー
ス/ドレイン領域29、30の上部で段差が大きくな
り、アスペクト比が増大する。アスペクト比の増大によ
り、メタル電極40の被覆性が低下すると、半導体装置
の信頼性が低下するという問題も発生する。
【0022】本発明は上記の問題点を鑑みてなされたも
のであり、したがって本発明は、BiCMOSトランジ
スタを形成する半導体装置の製造方法において、バイポ
ーラトランジスタのベースポリシリコン電極、およびL
DD(lightly doped drain)構造
のMOSトランジスタのソース/ドレイン領域を低抵抗
化できる半導体装置の製造方法を提供することを目的と
する。また、本発明は、製造工程を簡略化し、絶縁膜の
膜厚および段差を低減できる半導体装置の製造方法を提
供することを目的とする。
のであり、したがって本発明は、BiCMOSトランジ
スタを形成する半導体装置の製造方法において、バイポ
ーラトランジスタのベースポリシリコン電極、およびL
DD(lightly doped drain)構造
のMOSトランジスタのソース/ドレイン領域を低抵抗
化できる半導体装置の製造方法を提供することを目的と
する。また、本発明は、製造工程を簡略化し、絶縁膜の
膜厚および段差を低減できる半導体装置の製造方法を提
供することを目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の半導体装置の製造方法は、同一基板上に、
コレクタ領域と、エミッタ領域と、ベース領域とを有す
る第1の半導体素子と、ソース領域と、ドレイン領域
と、ゲート電極とを有する第2の半導体素子とを形成す
る半導体装置の製造方法において、基板上に、第1の半
導体層を形成し、前記第1の半導体層に不純物を拡散さ
せて所定のパターニングを行い、前記第2の半導体素子
のゲート電極を形成する工程と、少なくとも前記第1お
よび第2の半導体素子の上部に、絶縁膜を形成する工程
と、前記絶縁膜上に、第2の半導体層を堆積させる工程
と、前記第2の半導体素子上部の前記第2の半導体層お
よび前記絶縁膜を、前記ゲート電極側面部を除いて除去
し、前記ゲート電極に絶縁膜サイドウォールを形成する
工程と、前記第2の半導体素子に、前記ソース領域およ
び前記ドレイン領域を形成する工程と、全面に、高融点
金属層を形成して熱処理を行い、前記第1の半導体素子
上部の前記第2の半導体層、前記第2の半導体素子の前
記ソース領域、前記ドレイン領域および前記ゲート電極
の表面を、前記高融点金属と反応させる工程と、前記第
1の半導体素子上部の前記第2の半導体層に所定のパタ
ーニングを行い、前記第1の半導体素子のベース電極を
形成する工程とを有することを特徴とする。
め、本発明の半導体装置の製造方法は、同一基板上に、
コレクタ領域と、エミッタ領域と、ベース領域とを有す
る第1の半導体素子と、ソース領域と、ドレイン領域
と、ゲート電極とを有する第2の半導体素子とを形成す
る半導体装置の製造方法において、基板上に、第1の半
導体層を形成し、前記第1の半導体層に不純物を拡散さ
せて所定のパターニングを行い、前記第2の半導体素子
のゲート電極を形成する工程と、少なくとも前記第1お
よび第2の半導体素子の上部に、絶縁膜を形成する工程
と、前記絶縁膜上に、第2の半導体層を堆積させる工程
と、前記第2の半導体素子上部の前記第2の半導体層お
よび前記絶縁膜を、前記ゲート電極側面部を除いて除去
し、前記ゲート電極に絶縁膜サイドウォールを形成する
工程と、前記第2の半導体素子に、前記ソース領域およ
び前記ドレイン領域を形成する工程と、全面に、高融点
金属層を形成して熱処理を行い、前記第1の半導体素子
上部の前記第2の半導体層、前記第2の半導体素子の前
記ソース領域、前記ドレイン領域および前記ゲート電極
の表面を、前記高融点金属と反応させる工程と、前記第
1の半導体素子上部の前記第2の半導体層に所定のパタ
ーニングを行い、前記第1の半導体素子のベース電極を
形成する工程とを有することを特徴とする。
【0024】本発明の半導体装置の製造方法は、好適に
は、前記第1および第2の半導体層は、ポリシリコンか
らなり、前記半導体層を高融点金属と反応させる工程
は、前記半導体層表面に、高融点金属シリサイドを形成
する工程であることを特徴とする。また、本発明の半導
体装置の製造方法は、好適には、前記絶縁膜を形成する
工程の前に、前記ソース領域および前記ドレイン領域
に、相対的に低濃度の不純物を拡散させる工程を有し、
前記第2の半導体素子に、前記ソース領域および前記ド
レイン領域を形成する工程は、前記絶縁膜サイドウォー
ルをマスクとして、相対的に高濃度の不純物を拡散さ
せ、LDD(lightly doped drai
n)構造とする工程であることを特徴とする。本発明の
半導体装置の製造方法は、好適には、前記高融点金属
は、チタン、タングステン、モリブデン、コバルト、ニ
ッケル、白金のいずれかからなることを特徴とする。
は、前記第1および第2の半導体層は、ポリシリコンか
らなり、前記半導体層を高融点金属と反応させる工程
は、前記半導体層表面に、高融点金属シリサイドを形成
する工程であることを特徴とする。また、本発明の半導
体装置の製造方法は、好適には、前記絶縁膜を形成する
工程の前に、前記ソース領域および前記ドレイン領域
に、相対的に低濃度の不純物を拡散させる工程を有し、
前記第2の半導体素子に、前記ソース領域および前記ド
レイン領域を形成する工程は、前記絶縁膜サイドウォー
ルをマスクとして、相対的に高濃度の不純物を拡散さ
せ、LDD(lightly doped drai
n)構造とする工程であることを特徴とする。本発明の
半導体装置の製造方法は、好適には、前記高融点金属
は、チタン、タングステン、モリブデン、コバルト、ニ
ッケル、白金のいずれかからなることを特徴とする。
【0025】また、上記の目的を達成するため、本発明
の半導体装置の製造方法は、同一基板上に、コレクタ領
域と、エミッタ領域と、ベース領域とを有する第1の半
導体素子と、ソース領域と、ドレイン領域と、ゲート電
極とを有する第2の半導体素子と、半導体からなる抵抗
部とを形成する半導体装置の製造方法において、基板上
に、第1の半導体層を形成し、前記第1の半導体層に不
純物を拡散させて所定のパターニングを行い、前記第2
の半導体素子のゲート電極と、前記抵抗部を同時に形成
する工程と、少なくとも前記第1および第2の半導体素
子の上部に、絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上
に、第2の半導体層を堆積させる工程と、前記第2の半
導体素子上部の前記第2の半導体層および前記絶縁膜
を、前記ゲート電極側面部を除いて除去し、前記ゲート
電極に絶縁膜サイドウォールを形成する工程と、前記第
2の半導体素子に、前記ソース領域および前記ドレイン
領域を形成する工程と、全面に、高融点金属層を形成し
て熱処理を行い、前記第1の半導体素子上部の前記第2
の半導体層、前記第2の半導体素子の前記ソース領域、
前記ドレイン領域および前記ゲート電極の表面を、前記
高融点金属と反応させる工程と、前記第1の半導体素子
上部の前記第2の半導体層に所定のパターニングを行
い、前記第1の半導体素子のベース電極を形成する工程
とを有することを特徴とする。本発明の半導体装置の製
造方法は、好適には、前記第1の半導体層に不純物を拡
散させる工程は、前記第2の半導体素子を形成する領域
の前記第1の半導体層に、相対的に高濃度の不純物を拡
散させる工程と、前記抵抗部を形成する領域の前記第1
の半導体層に、前記第2の半導体素子を形成する領域よ
りも相対的に低濃度の不純物を拡散させる工程とを有す
ることを特徴とする。
の半導体装置の製造方法は、同一基板上に、コレクタ領
域と、エミッタ領域と、ベース領域とを有する第1の半
導体素子と、ソース領域と、ドレイン領域と、ゲート電
極とを有する第2の半導体素子と、半導体からなる抵抗
部とを形成する半導体装置の製造方法において、基板上
に、第1の半導体層を形成し、前記第1の半導体層に不
純物を拡散させて所定のパターニングを行い、前記第2
の半導体素子のゲート電極と、前記抵抗部を同時に形成
する工程と、少なくとも前記第1および第2の半導体素
子の上部に、絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上
に、第2の半導体層を堆積させる工程と、前記第2の半
導体素子上部の前記第2の半導体層および前記絶縁膜
を、前記ゲート電極側面部を除いて除去し、前記ゲート
電極に絶縁膜サイドウォールを形成する工程と、前記第
2の半導体素子に、前記ソース領域および前記ドレイン
領域を形成する工程と、全面に、高融点金属層を形成し
て熱処理を行い、前記第1の半導体素子上部の前記第2
の半導体層、前記第2の半導体素子の前記ソース領域、
前記ドレイン領域および前記ゲート電極の表面を、前記
高融点金属と反応させる工程と、前記第1の半導体素子
上部の前記第2の半導体層に所定のパターニングを行
い、前記第1の半導体素子のベース電極を形成する工程
とを有することを特徴とする。本発明の半導体装置の製
造方法は、好適には、前記第1の半導体層に不純物を拡
散させる工程は、前記第2の半導体素子を形成する領域
の前記第1の半導体層に、相対的に高濃度の不純物を拡
散させる工程と、前記抵抗部を形成する領域の前記第1
の半導体層に、前記第2の半導体素子を形成する領域よ
りも相対的に低濃度の不純物を拡散させる工程とを有す
ることを特徴とする。
【0026】本発明の半導体装置の製造方法は、好適に
は、前記第1および第2の半導体層は、ポリシリコンか
らなり、前記半導体層を高融点金属と反応させる工程
は、前記半導体層表面に、高融点金属シリサイドを形成
する工程であることを特徴とする。また、本発明の半導
体装置の製造方法は、好適には、前記絶縁膜を形成する
工程の前に、前記ソース領域および前記ドレイン領域
に、相対的に低濃度の不純物を拡散させる工程を有し、
前記第2の半導体素子に、前記ソース領域および前記ド
レイン領域を形成する工程は、前記絶縁膜サイドウォー
ルをマスクとして、相対的に高濃度の不純物を拡散さ
せ、LDD(lightly doped drai
n)構造とする工程であることを特徴とする。本発明の
半導体装置の製造方法は、好適には、前記高融点金属
は、チタン、タングステン、モリブデン、コバルト、ニ
ッケル、白金のいずれかからなることを特徴とする。
は、前記第1および第2の半導体層は、ポリシリコンか
らなり、前記半導体層を高融点金属と反応させる工程
は、前記半導体層表面に、高融点金属シリサイドを形成
する工程であることを特徴とする。また、本発明の半導
体装置の製造方法は、好適には、前記絶縁膜を形成する
工程の前に、前記ソース領域および前記ドレイン領域
に、相対的に低濃度の不純物を拡散させる工程を有し、
前記第2の半導体素子に、前記ソース領域および前記ド
レイン領域を形成する工程は、前記絶縁膜サイドウォー
ルをマスクとして、相対的に高濃度の不純物を拡散さ
せ、LDD(lightly doped drai
n)構造とする工程であることを特徴とする。本発明の
半導体装置の製造方法は、好適には、前記高融点金属
は、チタン、タングステン、モリブデン、コバルト、ニ
ッケル、白金のいずれかからなることを特徴とする。
【0027】本発明の半導体装置の製造方法によれば、
MOSトランジスタのゲート電極およびソース/ドレイ
ン領域をシリサイド化する際に、NPNトランジスタの
ベース電極(ベース引き出し電極)が同時にシリサイド
化される。したがって、製造工程を簡略化させながら、
ベース抵抗を低減させることが可能となる。上記のシリ
サイド化を行う工程において、ポリシリコン抵抗部は絶
縁膜またはポリシリコン層(第2の半導体層)により被
覆されているため、シリサイド化されない。したがっ
て、ポリシリコン抵抗部の高抵抗は維持される。
MOSトランジスタのゲート電極およびソース/ドレイ
ン領域をシリサイド化する際に、NPNトランジスタの
ベース電極(ベース引き出し電極)が同時にシリサイド
化される。したがって、製造工程を簡略化させながら、
ベース抵抗を低減させることが可能となる。上記のシリ
サイド化を行う工程において、ポリシリコン抵抗部は絶
縁膜またはポリシリコン層(第2の半導体層)により被
覆されているため、シリサイド化されない。したがっ
て、ポリシリコン抵抗部の高抵抗は維持される。
【0028】また、上記の目的を達成するため、本発明
の半導体装置の製造方法は、同一基板上に、コレクタ領
域と、エミッタ領域と、ベース領域とを有する第1の半
導体素子と、ソース領域と、ドレイン領域と、ゲート電
極とを有する第2の半導体素子とを形成する半導体装置
の製造方法において、基板上に、第1の半導体層を形成
し、前記第1の半導体層に不純物を拡散させて所定のパ
ターニングを行い、前記第2の半導体素子のゲート電極
を形成する工程と、少なくとも前記第1および第2の半
導体素子の上部に、絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁
膜の、前記第1の半導体素子を形成する領域に開口を設
けて、前記基板を露出させる工程と、全面に、第2の半
導体層を堆積させる工程と、前記第2の半導体素子のベ
ース電極パターンを有するマスクを形成する工程と、前
記マスクを用いて前記第2の半導体層および前記絶縁膜
のエッチングを行い、前記第1の半導体素子にベース電
極を形成する工程と、前記エッチングにおいて、前記ゲ
ート電極側面部の前記絶縁膜のみ残して、前記ゲート電
極に絶縁膜サイドウォールを形成する工程と、前記マス
クを除去する工程と、前記第2の半導体素子に、前記ソ
ース領域および前記ドレイン領域を形成する工程と、全
面に、高融点金属層を形成して熱処理を行い、前記第1
の半導体素子上部の前記ベース電極、前記コレクタ領域
の引き出し部、前記第2の半導体素子の前記ソース領
域、前記ドレイン領域および前記ゲート電極の表面を、
前記高融点金属と反応させる工程とを有することを特徴
とする。
の半導体装置の製造方法は、同一基板上に、コレクタ領
域と、エミッタ領域と、ベース領域とを有する第1の半
導体素子と、ソース領域と、ドレイン領域と、ゲート電
極とを有する第2の半導体素子とを形成する半導体装置
の製造方法において、基板上に、第1の半導体層を形成
し、前記第1の半導体層に不純物を拡散させて所定のパ
ターニングを行い、前記第2の半導体素子のゲート電極
を形成する工程と、少なくとも前記第1および第2の半
導体素子の上部に、絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁
膜の、前記第1の半導体素子を形成する領域に開口を設
けて、前記基板を露出させる工程と、全面に、第2の半
導体層を堆積させる工程と、前記第2の半導体素子のベ
ース電極パターンを有するマスクを形成する工程と、前
記マスクを用いて前記第2の半導体層および前記絶縁膜
のエッチングを行い、前記第1の半導体素子にベース電
極を形成する工程と、前記エッチングにおいて、前記ゲ
ート電極側面部の前記絶縁膜のみ残して、前記ゲート電
極に絶縁膜サイドウォールを形成する工程と、前記マス
クを除去する工程と、前記第2の半導体素子に、前記ソ
ース領域および前記ドレイン領域を形成する工程と、全
面に、高融点金属層を形成して熱処理を行い、前記第1
の半導体素子上部の前記ベース電極、前記コレクタ領域
の引き出し部、前記第2の半導体素子の前記ソース領
域、前記ドレイン領域および前記ゲート電極の表面を、
前記高融点金属と反応させる工程とを有することを特徴
とする。
【0029】本発明の半導体装置の製造方法は、好適に
は、前記第1および第2の半導体層は、ポリシリコンか
らなり、前記半導体層を高融点金属と反応させる工程
は、前記半導体層表面に、高融点金属シリサイドを形成
する工程であることを特徴とする。また、本発明の半導
体装置の製造方法は、好適には、前記絶縁膜を形成する
工程の前に、前記ソース領域および前記ドレイン領域
に、相対的に低濃度の不純物を拡散させる工程を有し、
前記第2の半導体素子に、前記ソース領域および前記ド
レイン領域を形成する工程は、前記絶縁膜サイドウォー
ルをマスクとして、相対的に高濃度の不純物を拡散さ
せ、LDD(lightly doped drai
n)構造とする工程であることを特徴とする。本発明の
半導体装置の製造方法は、好適には、前記高融点金属
は、チタン、タングステン、モリブデン、コバルト、ニ
ッケル、白金のいずれかからなることを特徴とする。
は、前記第1および第2の半導体層は、ポリシリコンか
らなり、前記半導体層を高融点金属と反応させる工程
は、前記半導体層表面に、高融点金属シリサイドを形成
する工程であることを特徴とする。また、本発明の半導
体装置の製造方法は、好適には、前記絶縁膜を形成する
工程の前に、前記ソース領域および前記ドレイン領域
に、相対的に低濃度の不純物を拡散させる工程を有し、
前記第2の半導体素子に、前記ソース領域および前記ド
レイン領域を形成する工程は、前記絶縁膜サイドウォー
ルをマスクとして、相対的に高濃度の不純物を拡散さ
せ、LDD(lightly doped drai
n)構造とする工程であることを特徴とする。本発明の
半導体装置の製造方法は、好適には、前記高融点金属
は、チタン、タングステン、モリブデン、コバルト、ニ
ッケル、白金のいずれかからなることを特徴とする。
【0030】本発明の半導体装置の製造方法によれば、
MOSトランジスタのゲート電極およびソース/ドレイ
ン領域をシリサイド化する際に、NPNトランジスタの
ベース電極(ベース引き出し電極)と、コレクタ引き出
し部の表面が同時にシリサイド化される。したがって、
製造工程を簡略化させながら、ベース抵抗およびコレク
タを低減させることが可能となる。また、LDD構造の
ソース/ドレイン領域を形成するためのエッチング(例
えばRIE)を行う際に、同一のマスクを用いてNPN
トランジスタのベース電極が形成される。したがって、
製造工程数が削減され、半導体装置の製造コストを低減
することができる。
MOSトランジスタのゲート電極およびソース/ドレイ
ン領域をシリサイド化する際に、NPNトランジスタの
ベース電極(ベース引き出し電極)と、コレクタ引き出
し部の表面が同時にシリサイド化される。したがって、
製造工程を簡略化させながら、ベース抵抗およびコレク
タを低減させることが可能となる。また、LDD構造の
ソース/ドレイン領域を形成するためのエッチング(例
えばRIE)を行う際に、同一のマスクを用いてNPN
トランジスタのベース電極が形成される。したがって、
製造工程数が削減され、半導体装置の製造コストを低減
することができる。
【0031】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の半導体装置の製
造方法の実施の形態について、図面を参照して説明す
る。 (実施形態1)図1に、本実施形態の半導体装置の製造
方法により製造される、半導体装置の断面図を示す。本
実施形態の製造方法によれば、同一基板(p型Si基板
1およびn型エピタキシャル層6からなる基板)上に、
NPNトランジスタ、NMOSおよびPMOSからなる
CMOS、およびポリシリコン抵抗が同時に形成され
る。ポリシリコン抵抗部分には、n- ポリシリコンから
なる抵抗19(n- )が形成されている。縦型NPNト
ランジスタ部分には、n型コレクタ領域となるn型エピ
タキシャル層6の下層にn型埋め込みコレクタ層4が形
成され、ベース−コレクタ間の高耐圧化が図られてい
る。n型エピタキシャル層6の表面に、真性ベース領域
36とグラフトベース領域38が接続したp型ベース領
域が形成され、その表層にn型エミッタ拡散層39’が
形成されている。
造方法の実施の形態について、図面を参照して説明す
る。 (実施形態1)図1に、本実施形態の半導体装置の製造
方法により製造される、半導体装置の断面図を示す。本
実施形態の製造方法によれば、同一基板(p型Si基板
1およびn型エピタキシャル層6からなる基板)上に、
NPNトランジスタ、NMOSおよびPMOSからなる
CMOS、およびポリシリコン抵抗が同時に形成され
る。ポリシリコン抵抗部分には、n- ポリシリコンから
なる抵抗19(n- )が形成されている。縦型NPNト
ランジスタ部分には、n型コレクタ領域となるn型エピ
タキシャル層6の下層にn型埋め込みコレクタ層4が形
成され、ベース−コレクタ間の高耐圧化が図られてい
る。n型エピタキシャル層6の表面に、真性ベース領域
36とグラフトベース領域38が接続したp型ベース領
域が形成され、その表層にn型エミッタ拡散層39’が
形成されている。
【0032】NMOSトランジスタ部分には、pウェル
15の表層にn型ソース/ドレイン領域29が形成さ
れ、ソース/ドレイン間にゲート酸化膜18を介してn
+ ポリシリコン19(n+ )からなるゲート電極が形成
されている。n型ソース/ドレイン領域29およびn+
ゲート電極19(n+ )の表層は低抵抗化のためシリサ
イド化され、チタンシリサイド32となっている。PM
OSトランジスタ部分には、p型基板1と分離するため
のn型分離層5が形成され、さらに、n型エピタキシャ
ル層6にnウェル17が形成されている。nウェル17
の表層にp型ソース/ドレイン領域30が形成され、ソ
ース/ドレイン間にゲート酸化膜18を介してn+ ポリ
シリコン19(n+ )からなるゲート電極が形成されて
いる。p型ソース/ドレイン領域30およびn+ ゲート
電極19(n+ )の表層も低抵抗化のためシリサイド化
され、チタンシリサイド32となっている。各トランジ
スタ間の基板表面には、LOCOS10が形成され、L
OCOS10下層には、p型Si基板1まで接続するp
型埋め込み素子分離領域14が形成されている。
15の表層にn型ソース/ドレイン領域29が形成さ
れ、ソース/ドレイン間にゲート酸化膜18を介してn
+ ポリシリコン19(n+ )からなるゲート電極が形成
されている。n型ソース/ドレイン領域29およびn+
ゲート電極19(n+ )の表層は低抵抗化のためシリサ
イド化され、チタンシリサイド32となっている。PM
OSトランジスタ部分には、p型基板1と分離するため
のn型分離層5が形成され、さらに、n型エピタキシャ
ル層6にnウェル17が形成されている。nウェル17
の表層にp型ソース/ドレイン領域30が形成され、ソ
ース/ドレイン間にゲート酸化膜18を介してn+ ポリ
シリコン19(n+ )からなるゲート電極が形成されて
いる。p型ソース/ドレイン領域30およびn+ ゲート
電極19(n+ )の表層も低抵抗化のためシリサイド化
され、チタンシリサイド32となっている。各トランジ
スタ間の基板表面には、LOCOS10が形成され、L
OCOS10下層には、p型Si基板1まで接続するp
型埋め込み素子分離領域14が形成されている。
【0033】次に、上記の本実施形態の半導体装置の製
造方法について、図2〜図4を参照して説明する。ま
ず、前述の従来の半導体装置の製造方法の、図9(A)
〜図15(A)に示す工程と同様にして、p型シリコン
基板1およびn型エピタキシャル層6からなる基板に、
n- ポリシリコン抵抗19(n- )、NPNトランジス
タのn型埋め込みコレクタ層4、n+ シンカー12、N
MOSトランジスタのpウェル15、n型LDD24、
PMOSトランジスタのn型分離層5、nウェル17、
p型LDD25、およびNMOSおよびPMOSトラン
ジスタのn+ ポリシリコンゲート電極19(n+ )を形
成する。その後、図2(A)に示すように、LDDスペ
ーサー28を形成し、NPNトランジスタのアクティブ
領域に開口を設けるための酸化膜26を形成する。
造方法について、図2〜図4を参照して説明する。ま
ず、前述の従来の半導体装置の製造方法の、図9(A)
〜図15(A)に示す工程と同様にして、p型シリコン
基板1およびn型エピタキシャル層6からなる基板に、
n- ポリシリコン抵抗19(n- )、NPNトランジス
タのn型埋め込みコレクタ層4、n+ シンカー12、N
MOSトランジスタのpウェル15、n型LDD24、
PMOSトランジスタのn型分離層5、nウェル17、
p型LDD25、およびNMOSおよびPMOSトラン
ジスタのn+ ポリシリコンゲート電極19(n+ )を形
成する。その後、図2(A)に示すように、LDDスペ
ーサー28を形成し、NPNトランジスタのアクティブ
領域に開口を設けるための酸化膜26を形成する。
【0034】図2(B)に示すように、NPNトランジ
スタのアクティブ領域の酸化膜26にRIEを行い、開
口を設ける。さらに、酸化膜26をマスクとして、フッ
酸を用いたライトエッチングを行い、開口部のゲート酸
化膜18を除去して基板(n型エピタキシャル層6)を
露出させる。さらに、図2(B)に示すように、CVD
法により全面に膜厚150〜300nm程度のポリシリ
コン層34を形成し、ポリシリコン層34にp型不純物
として、例えばBF2 をイオン注入し、p+ ポリシリコ
ン層とする。
スタのアクティブ領域の酸化膜26にRIEを行い、開
口を設ける。さらに、酸化膜26をマスクとして、フッ
酸を用いたライトエッチングを行い、開口部のゲート酸
化膜18を除去して基板(n型エピタキシャル層6)を
露出させる。さらに、図2(B)に示すように、CVD
法により全面に膜厚150〜300nm程度のポリシリ
コン層34を形成し、ポリシリコン層34にp型不純物
として、例えばBF2 をイオン注入し、p+ ポリシリコ
ン層とする。
【0035】次に、図2(C)に示すように、MOSト
ランジスタ形成領域に開口が設けられたフォトレジスト
41を形成する。フォトレジスト41をマスクとしてR
IEを行い、MOSトランジスタ形成領域のp+ ポリシ
リコン層34を除去する。さらに、図3(A)に示すよ
うに、フォトレジスト41をマスクとして酸化膜26お
よびゲート酸化膜18にRIEを行い、幅0.15μm
のLDDスペーサー28を形成する。このとき、NPN
トランジスタのアクティブ領域はフォトレジスト41に
より被覆されているため、RIEによる損傷が防止され
る。
ランジスタ形成領域に開口が設けられたフォトレジスト
41を形成する。フォトレジスト41をマスクとしてR
IEを行い、MOSトランジスタ形成領域のp+ ポリシ
リコン層34を除去する。さらに、図3(A)に示すよ
うに、フォトレジスト41をマスクとして酸化膜26お
よびゲート酸化膜18にRIEを行い、幅0.15μm
のLDDスペーサー28を形成する。このとき、NPN
トランジスタのアクティブ領域はフォトレジスト41に
より被覆されているため、RIEによる損傷が防止され
る。
【0036】フォトレジスト41を除去した後、図3
(B)に示すように、NMOSトランジスタ形成領域に
LDDスペーサー28をマスクとして、n型不純物をイ
オン注入してn+ ソース/ドレイン領域29を形成す
る。また、PMOSトランジスタ形成領域にLDDスペ
ーサー28をマスクとして、p型不純物をイオン注入し
てp+ ソース/ドレイン領域30を形成する。
(B)に示すように、NMOSトランジスタ形成領域に
LDDスペーサー28をマスクとして、n型不純物をイ
オン注入してn+ ソース/ドレイン領域29を形成す
る。また、PMOSトランジスタ形成領域にLDDスペ
ーサー28をマスクとして、p型不純物をイオン注入し
てp+ ソース/ドレイン領域30を形成する。
【0037】次に、図3(C)に示すように、スパッタ
リング等の方法により、全面に高融点金属層、例えばT
i層31を形成する。500〜700℃で10〜30分
程度のアニールを行うことにより、図3(C)にチタン
シリサイド(TiSix )32として示すように、NP
Nトランジスタのポリシリコンベース電極34上部、M
OSトランジスタのソース/ドレイン領域29、30の
表面、およびゲート電極のポリシリコン19(n+ )上
部がシリサイド化される。その後、絶縁膜上に形成され
た未反応のTi層31をウェットエッチングにより除去
する。これにより、図4(A)に示すような構造とな
る。このとき、ポリシリコン抵抗が形成される領域は、
ポリシリコンベース電極を形成するためのp+ ポリシリ
コン層34により被覆されているためシリサイド化され
ず、高抵抗のポリシリコン抵抗を形成することができ
る。
リング等の方法により、全面に高融点金属層、例えばT
i層31を形成する。500〜700℃で10〜30分
程度のアニールを行うことにより、図3(C)にチタン
シリサイド(TiSix )32として示すように、NP
Nトランジスタのポリシリコンベース電極34上部、M
OSトランジスタのソース/ドレイン領域29、30の
表面、およびゲート電極のポリシリコン19(n+ )上
部がシリサイド化される。その後、絶縁膜上に形成され
た未反応のTi層31をウェットエッチングにより除去
する。これにより、図4(A)に示すような構造とな
る。このとき、ポリシリコン抵抗が形成される領域は、
ポリシリコンベース電極を形成するためのp+ ポリシリ
コン層34により被覆されているためシリサイド化され
ず、高抵抗のポリシリコン抵抗を形成することができ
る。
【0038】続いて、フォトレジスト(不図示)を用い
て、シリサイド化されたp+ ポリシリコン層にドライエ
ッチングを行い、図4(B)に示すように、NPNトラ
ンジスタのベース電極34を形成する。図4(C)に示
すように、CVD法により全面に膜厚300nm程度の
酸化膜(SiO2 )35を形成する。NPNトランジス
タのエミッタ形成部分の酸化膜35およびポリシリコン
層(ベース電極34)に順次エッチングを行い、開口を
設けて、Si基板を露出させる。エミッタ形成部分の開
口に、例えばBF2 を加速エネルギー30〜50ke
V、導入量1×1013〜1×1014atms/cm2 の
条件でイオン注入し、NPNトランジスタの真性ベース
領域36を形成する。さらに、エミッタ形成部分にサイ
ドウォールを設けるため、CVD法により全面に膜厚6
00nm程度の酸化膜(不図示)を形成し、850〜9
00℃、10分のアニールを行った後、酸化膜(不図
示)の全面エッチバックを行う。これにより、エミッタ
/ベース分離用のサイドウォール37が形成される。こ
のときのアニールにより、NPNトランジスタのポリシ
リコンベース電極34からn型エピタキシャル層6にp
型不純物が拡散されて、グラフトベース領域38が形成
され、活性化された真性ベース領域36と接続する。
て、シリサイド化されたp+ ポリシリコン層にドライエ
ッチングを行い、図4(B)に示すように、NPNトラ
ンジスタのベース電極34を形成する。図4(C)に示
すように、CVD法により全面に膜厚300nm程度の
酸化膜(SiO2 )35を形成する。NPNトランジス
タのエミッタ形成部分の酸化膜35およびポリシリコン
層(ベース電極34)に順次エッチングを行い、開口を
設けて、Si基板を露出させる。エミッタ形成部分の開
口に、例えばBF2 を加速エネルギー30〜50ke
V、導入量1×1013〜1×1014atms/cm2 の
条件でイオン注入し、NPNトランジスタの真性ベース
領域36を形成する。さらに、エミッタ形成部分にサイ
ドウォールを設けるため、CVD法により全面に膜厚6
00nm程度の酸化膜(不図示)を形成し、850〜9
00℃、10分のアニールを行った後、酸化膜(不図
示)の全面エッチバックを行う。これにより、エミッタ
/ベース分離用のサイドウォール37が形成される。こ
のときのアニールにより、NPNトランジスタのポリシ
リコンベース電極34からn型エピタキシャル層6にp
型不純物が拡散されて、グラフトベース領域38が形成
され、活性化された真性ベース領域36と接続する。
【0039】次に、NPNトランジスタのエミッタポリ
シリコン39(図1)を形成するため、CVD法により
全面に膜厚150nm程度のポリシリコン層を堆積させ
てから、ヒ素(As)を加速エネルギー30〜70ke
V、導入量1×1015〜1×1016atms/cm2 の
条件でイオン注入する。続いて、1000〜1100
℃、5〜30秒のアニールを行うことにより、エミッタ
ポリシリコン39から不純物が拡散されて、図1に示す
ようにエミッタ拡散層39’が形成される。その後、エ
ミッタ部分が残るようにドライエッチングを行い、エミ
ッタポリシリコン39のパターニングを行う。
シリコン39(図1)を形成するため、CVD法により
全面に膜厚150nm程度のポリシリコン層を堆積させ
てから、ヒ素(As)を加速エネルギー30〜70ke
V、導入量1×1015〜1×1016atms/cm2 の
条件でイオン注入する。続いて、1000〜1100
℃、5〜30秒のアニールを行うことにより、エミッタ
ポリシリコン39から不純物が拡散されて、図1に示す
ようにエミッタ拡散層39’が形成される。その後、エ
ミッタ部分が残るようにドライエッチングを行い、エミ
ッタポリシリコン39のパターニングを行う。
【0040】また、図1に示すように、NPNトランジ
スタのポリシリコンベース電極34と、コレクタ引き出
し部であるn+ シンカー12、およびMOSトランジス
タのゲートポリシリコン19(n+ )とソース/ドレイ
ン領域29、30の上部にそれぞれRIEを行い、コン
タクトホールを形成する。全面にTi/TiON/Al
Siを順にスパッタリングした後、コンタクトホールを
被覆するメタル層のみ残してエッチングを行い、メタル
電極40を形成する。これにより、図1に示す半導体装
置が得られる。
スタのポリシリコンベース電極34と、コレクタ引き出
し部であるn+ シンカー12、およびMOSトランジス
タのゲートポリシリコン19(n+ )とソース/ドレイ
ン領域29、30の上部にそれぞれRIEを行い、コン
タクトホールを形成する。全面にTi/TiON/Al
Siを順にスパッタリングした後、コンタクトホールを
被覆するメタル層のみ残してエッチングを行い、メタル
電極40を形成する。これにより、図1に示す半導体装
置が得られる。
【0041】上記の本実施形態の半導体装置の製造方法
によれば、MOSトランジスタのゲート電極19
(n+ )およびソース/ドレイン領域29、30をシリ
サイド化する際に、NPNトランジスタのベース電極
(ベース引き出し電極)34が同時にシリサイド化され
る。したがって、製造工程を簡略化させながら、ベース
抵抗を低減させることが可能となる。また、図3(C)
に示される、Ti層31にシリサイド化を行う工程にお
いて、ポリシリコン抵抗19(n- )は酸化膜26およ
びポリシリコン層34により被覆されているため、シリ
サイド化されない。したがって、ポリシリコン抵抗の高
抵抗は維持される。
によれば、MOSトランジスタのゲート電極19
(n+ )およびソース/ドレイン領域29、30をシリ
サイド化する際に、NPNトランジスタのベース電極
(ベース引き出し電極)34が同時にシリサイド化され
る。したがって、製造工程を簡略化させながら、ベース
抵抗を低減させることが可能となる。また、図3(C)
に示される、Ti層31にシリサイド化を行う工程にお
いて、ポリシリコン抵抗19(n- )は酸化膜26およ
びポリシリコン層34により被覆されているため、シリ
サイド化されない。したがって、ポリシリコン抵抗の高
抵抗は維持される。
【0042】(実施形態2)図5に、本実施形態の半導
体装置の製造方法により製造される、半導体装置の断面
図を示す。本実施形態の製造方法によれば、p型Si基
板1およびn型エピタキシャル層6からなる同一基板上
に、NPNトランジスタと、NMOSおよびPMOSか
らなるCMOSが同時に形成される。ポリシリコン抵抗
を形成する必要が無い場合には、実施形態1の製造方法
よりも製造工程を簡略化して、さらに、NPNトランジ
スタのコレクタ引き出し部12を低抵抗化することがで
きる。
体装置の製造方法により製造される、半導体装置の断面
図を示す。本実施形態の製造方法によれば、p型Si基
板1およびn型エピタキシャル層6からなる同一基板上
に、NPNトランジスタと、NMOSおよびPMOSか
らなるCMOSが同時に形成される。ポリシリコン抵抗
を形成する必要が無い場合には、実施形態1の製造方法
よりも製造工程を簡略化して、さらに、NPNトランジ
スタのコレクタ引き出し部12を低抵抗化することがで
きる。
【0043】図5の半導体装置において、縦型NPNト
ランジスタ部分には、実施形態1と同様にn型埋め込み
コレクタ層4が形成され、ベース−コレクタ間の高耐圧
化が図られている。n型エピタキシャル層6の表面に、
真性ベース領域36とグラフトベース領域38が接続し
たp型ベース領域が形成され、その表層にn型エミッタ
拡散層39’が形成されている。コレクタ取り出し部で
あるn+ シンカー12およびポリシリコンベース電極の
表面にはチタンシリサイド32が形成されている。
ランジスタ部分には、実施形態1と同様にn型埋め込み
コレクタ層4が形成され、ベース−コレクタ間の高耐圧
化が図られている。n型エピタキシャル層6の表面に、
真性ベース領域36とグラフトベース領域38が接続し
たp型ベース領域が形成され、その表層にn型エミッタ
拡散層39’が形成されている。コレクタ取り出し部で
あるn+ シンカー12およびポリシリコンベース電極の
表面にはチタンシリサイド32が形成されている。
【0044】NMOSトランジスタ部分には、実施形態
1と同様に、pウェル15、n型ソース/ドレイン領域
29、ゲート酸化膜18およびn+ ポリシリコン19
(n+)からなるゲート電極が形成されている。n型ソ
ース/ドレイン領域29およびn+ ゲート電極19(n
+ )の表層は低抵抗化のためシリサイド化され、チタン
シリサイド32となっている。PMOSトランジスタ部
分には、実施形態1と同様に、p型基板1と分離するた
めのn型分離層5が形成されている。また、nウェル1
7、p型ソース/ドレイン領域30、ゲート酸化膜18
およびn+ ポリシリコン19(n+ )からなるゲート電
極が形成されている。p型ソース/ドレイン領域30お
よびn+ ゲート電極19(n+ )の表層も低抵抗化のた
めシリサイド化され、チタンシリサイド32となってい
る。各トランジスタ間の基板表面には、LOCOS10
が形成され、LOCOS10下層には、p型Si基板1
まで接続するp型埋め込み素子分離領域14が形成され
ている。
1と同様に、pウェル15、n型ソース/ドレイン領域
29、ゲート酸化膜18およびn+ ポリシリコン19
(n+)からなるゲート電極が形成されている。n型ソ
ース/ドレイン領域29およびn+ ゲート電極19(n
+ )の表層は低抵抗化のためシリサイド化され、チタン
シリサイド32となっている。PMOSトランジスタ部
分には、実施形態1と同様に、p型基板1と分離するた
めのn型分離層5が形成されている。また、nウェル1
7、p型ソース/ドレイン領域30、ゲート酸化膜18
およびn+ ポリシリコン19(n+ )からなるゲート電
極が形成されている。p型ソース/ドレイン領域30お
よびn+ ゲート電極19(n+ )の表層も低抵抗化のた
めシリサイド化され、チタンシリサイド32となってい
る。各トランジスタ間の基板表面には、LOCOS10
が形成され、LOCOS10下層には、p型Si基板1
まで接続するp型埋め込み素子分離領域14が形成され
ている。
【0045】次に、上記の本実施形態の半導体装置の製
造方法について、図6〜図7を参照して説明する。ま
ず、前述の従来の半導体装置の製造方法の、図9(A)
〜図15(A)に示す工程からn- ポリシリコン抵抗1
9(n- )形成工程のみを省略して、図6(A)に示す
ように、ダブルポリシリコン構造の基板に、NPNトラ
ンジスタのn型埋め込みコレクタ層4、n+ シンカー1
2、NMOSトランジスタのpウェル15、n型LDD
24、PMOSトランジスタのn型分離層、nウェル1
7、p型LDD25、およびNMOSおよびPMOSト
ランジスタのn+ ポリシリコンゲート電極19(n+ )
を形成する。
造方法について、図6〜図7を参照して説明する。ま
ず、前述の従来の半導体装置の製造方法の、図9(A)
〜図15(A)に示す工程からn- ポリシリコン抵抗1
9(n- )形成工程のみを省略して、図6(A)に示す
ように、ダブルポリシリコン構造の基板に、NPNトラ
ンジスタのn型埋め込みコレクタ層4、n+ シンカー1
2、NMOSトランジスタのpウェル15、n型LDD
24、PMOSトランジスタのn型分離層、nウェル1
7、p型LDD25、およびNMOSおよびPMOSト
ランジスタのn+ ポリシリコンゲート電極19(n+ )
を形成する。
【0046】その後、図6(A)に示すように、LDD
スペーサー28を形成し、NPNトランジスタのアクテ
ィブ領域に開口を設けるための酸化膜26を形成する。
続いて、NPNトランジスタのアクティブ領域の酸化膜
26にRIEを行い、開口を設ける。さらに、酸化膜2
6をマスクとして、フッ酸を用いたライトエッチングを
行い、開口部のゲート酸化膜18を除去して基板(n型
エピタキシャル層6)を露出させる。さらに、CVD法
により全面に膜厚150〜300nm程度のポリシリコ
ン層34を形成し、ポリシリコン層34にp型不純物と
して、例えばBF2 をイオン注入し、p+ ポリシリコン
層とする。
スペーサー28を形成し、NPNトランジスタのアクテ
ィブ領域に開口を設けるための酸化膜26を形成する。
続いて、NPNトランジスタのアクティブ領域の酸化膜
26にRIEを行い、開口を設ける。さらに、酸化膜2
6をマスクとして、フッ酸を用いたライトエッチングを
行い、開口部のゲート酸化膜18を除去して基板(n型
エピタキシャル層6)を露出させる。さらに、CVD法
により全面に膜厚150〜300nm程度のポリシリコ
ン層34を形成し、ポリシリコン層34にp型不純物と
して、例えばBF2 をイオン注入し、p+ ポリシリコン
層とする。
【0047】次に、図6(B)に示すように、NPNト
ランジスタのベース電極のパターンを有するフォトレジ
スト42を形成する。フォトレジスト42をマスクとし
てRIEを行い、NPNトランジスタのベース電極以外
のp+ ポリシリコン層34を除去する。さらに、図6
(C)に示すように、フォトレジスト42をマスクとし
て酸化膜26およびゲート酸化膜18にRIEを行い、
幅0.15μmのLDDスペーサー28を形成する。こ
のRIEにより、MOSトランジスタのソース/ドレイ
ン形成領域とNPNトランジスタのコレクタ引き出し部
12のSi基板(n型エピタキシャル層6)が露出す
る。また、NPNトランジスタのアクティブ領域はフォ
トレジスト42により被覆されているため、RIEによ
る損傷が防止される。
ランジスタのベース電極のパターンを有するフォトレジ
スト42を形成する。フォトレジスト42をマスクとし
てRIEを行い、NPNトランジスタのベース電極以外
のp+ ポリシリコン層34を除去する。さらに、図6
(C)に示すように、フォトレジスト42をマスクとし
て酸化膜26およびゲート酸化膜18にRIEを行い、
幅0.15μmのLDDスペーサー28を形成する。こ
のRIEにより、MOSトランジスタのソース/ドレイ
ン形成領域とNPNトランジスタのコレクタ引き出し部
12のSi基板(n型エピタキシャル層6)が露出す
る。また、NPNトランジスタのアクティブ領域はフォ
トレジスト42により被覆されているため、RIEによ
る損傷が防止される。
【0048】フォトレジスト42を除去した後、図7
(A)に示すように、NMOSトランジスタ形成領域に
LDDスペーサー28をマスクとして、n型不純物をイ
オン注入してn+ ソース/ドレイン領域29を形成す
る。また、PMOSトランジスタ形成領域にLDDスペ
ーサー28をマスクとして、p型不純物をイオン注入し
てp+ ソース/ドレイン領域30を形成する。
(A)に示すように、NMOSトランジスタ形成領域に
LDDスペーサー28をマスクとして、n型不純物をイ
オン注入してn+ ソース/ドレイン領域29を形成す
る。また、PMOSトランジスタ形成領域にLDDスペ
ーサー28をマスクとして、p型不純物をイオン注入し
てp+ ソース/ドレイン領域30を形成する。
【0049】次に、実施形態1と同様にスパッタリング
等の方法により、全面に高融点金属層、例えばTi層を
形成し、500〜700℃で10〜30分程度のアニー
ルを行ってシリサイド化した後、絶縁膜上に形成された
未反応のTi層をウェットエッチングにより除去する。
これにより、図7(B)に示すように、NPNトランジ
スタのポリシリコンベース電極34とコレクタ引き出し
部(n+ シンカー12)の)上部、MOSトランジスタ
のソース/ドレイン領域29、30の表面、およびゲー
ト電極上部のポリシリコン19(n+ )にチタンシリサ
イド(TiSix )32が形成される。Ti層をシリサ
イド化する際に、MOSトランジスタのソース/ドレイ
ン領域とゲートポリシリコン19(n+ )の間にはLD
Dスペーサー28が形成されているため、シリサイドの
ブリッジの形成が抑制され、ショートの発生が防止され
る。
等の方法により、全面に高融点金属層、例えばTi層を
形成し、500〜700℃で10〜30分程度のアニー
ルを行ってシリサイド化した後、絶縁膜上に形成された
未反応のTi層をウェットエッチングにより除去する。
これにより、図7(B)に示すように、NPNトランジ
スタのポリシリコンベース電極34とコレクタ引き出し
部(n+ シンカー12)の)上部、MOSトランジスタ
のソース/ドレイン領域29、30の表面、およびゲー
ト電極上部のポリシリコン19(n+ )にチタンシリサ
イド(TiSix )32が形成される。Ti層をシリサ
イド化する際に、MOSトランジスタのソース/ドレイ
ン領域とゲートポリシリコン19(n+ )の間にはLD
Dスペーサー28が形成されているため、シリサイドの
ブリッジの形成が抑制され、ショートの発生が防止され
る。
【0050】図7(C)に示すように、CVD法により
全面に膜厚300nm程度の酸化膜(SiO2 )35を
形成する。NPNトランジスタのエミッタ形成部分の酸
化膜35およびポリシリコン層(ベース電極34)に順
次エッチングを行い、開口を設けて、Si基板を露出さ
せる。エミッタ形成部分の開口に、例えばBF2 を加速
エネルギー30〜50keV、導入量1×1013〜1×
1014atms/cm2 の条件でイオン注入し、NPN
トランジスタの真性ベース領域36を形成する。
全面に膜厚300nm程度の酸化膜(SiO2 )35を
形成する。NPNトランジスタのエミッタ形成部分の酸
化膜35およびポリシリコン層(ベース電極34)に順
次エッチングを行い、開口を設けて、Si基板を露出さ
せる。エミッタ形成部分の開口に、例えばBF2 を加速
エネルギー30〜50keV、導入量1×1013〜1×
1014atms/cm2 の条件でイオン注入し、NPN
トランジスタの真性ベース領域36を形成する。
【0051】さらに、エミッタ形成部分にサイドウォー
ルを設けるため、CVD法により全面に膜厚600nm
程度の酸化膜(不図示)を形成し、850〜900℃、
10分のアニールを行った後、酸化膜(不図示)の全面
エッチバックを行う。これにより、エミッタ/ベース分
離用のサイドウォール37が形成される。このときのア
ニールにより、NPNトランジスタのポリシリコンベー
ス電極34からn型エピタキシャル層6にp型不純物が
拡散されて、グラフトベース領域38が形成され、活性
化された真性ベース領域36と接続する。
ルを設けるため、CVD法により全面に膜厚600nm
程度の酸化膜(不図示)を形成し、850〜900℃、
10分のアニールを行った後、酸化膜(不図示)の全面
エッチバックを行う。これにより、エミッタ/ベース分
離用のサイドウォール37が形成される。このときのア
ニールにより、NPNトランジスタのポリシリコンベー
ス電極34からn型エピタキシャル層6にp型不純物が
拡散されて、グラフトベース領域38が形成され、活性
化された真性ベース領域36と接続する。
【0052】次に、NPNトランジスタのエミッタポリ
シリコン39(図5)を形成するため、CVD法により
全面に膜厚150nm程度のポリシリコン層を堆積させ
てから、ヒ素(As)を加速エネルギー30〜70ke
V、導入量1×1015〜1×1016atms/cm2 の
条件でイオン注入する。続いて、1000〜1100
℃、5〜30秒のアニールを行うことにより、エミッタ
ポリシリコン39から不純物が拡散されて、図5に示す
ようにエミッタ拡散層39’が形成される。その後、エ
ミッタ部分が残るようにドライエッチングを行い、エミ
ッタポリシリコン39のパターニングを行う。
シリコン39(図5)を形成するため、CVD法により
全面に膜厚150nm程度のポリシリコン層を堆積させ
てから、ヒ素(As)を加速エネルギー30〜70ke
V、導入量1×1015〜1×1016atms/cm2 の
条件でイオン注入する。続いて、1000〜1100
℃、5〜30秒のアニールを行うことにより、エミッタ
ポリシリコン39から不純物が拡散されて、図5に示す
ようにエミッタ拡散層39’が形成される。その後、エ
ミッタ部分が残るようにドライエッチングを行い、エミ
ッタポリシリコン39のパターニングを行う。
【0053】また、図5に示すように、NPNトランジ
スタのポリシリコンベース電極34と、コレクタ引き出
し部であるn+ シンカー12、およびMOSトランジス
タのゲートポリシリコン19(n+ )とソース/ドレイ
ン領域29、30の上部にそれぞれRIEを行い、コン
タクトホールを形成する。全面にTi/TiON/Al
Siを順にスパッタリングした後、コンタクトホールを
被覆するメタル層のみ残してエッチングを行い、メタル
電極40を形成する。これにより、図5に示す半導体装
置が得られる。
スタのポリシリコンベース電極34と、コレクタ引き出
し部であるn+ シンカー12、およびMOSトランジス
タのゲートポリシリコン19(n+ )とソース/ドレイ
ン領域29、30の上部にそれぞれRIEを行い、コン
タクトホールを形成する。全面にTi/TiON/Al
Siを順にスパッタリングした後、コンタクトホールを
被覆するメタル層のみ残してエッチングを行い、メタル
電極40を形成する。これにより、図5に示す半導体装
置が得られる。
【0054】上記の本実施形態の半導体装置の製造方法
によれば、ポリシリコン層のシリサイド化を行う際に、
NPNトランジスタのコレクタ引き出し部の表層も同時
にシリサイド化される。したがって、コレクタ抵抗を低
減させることができる。また、本実施形態の半導体装置
の製造方法によれば、LDDスペーサー形成のRIE工
程(図6(C)に示す工程)において、LDDスペーサ
ー形成用のマスクと同一のマスクを用いて、ベース電極
のパターニングが行われる。したがって、実施形態1に
比較して製造工程が削減され、製造コストを低減するこ
とができる。本実施形態の半導体装置の製造方法は、特
に、ベース電極34を形成した後、基板が露出した状態
でのRIE工程が不要である半導体装置の製造方法、す
なわち、半導体装置にポリシリコン抵抗等を形成しない
場合等に有効である。
によれば、ポリシリコン層のシリサイド化を行う際に、
NPNトランジスタのコレクタ引き出し部の表層も同時
にシリサイド化される。したがって、コレクタ抵抗を低
減させることができる。また、本実施形態の半導体装置
の製造方法によれば、LDDスペーサー形成のRIE工
程(図6(C)に示す工程)において、LDDスペーサ
ー形成用のマスクと同一のマスクを用いて、ベース電極
のパターニングが行われる。したがって、実施形態1に
比較して製造工程が削減され、製造コストを低減するこ
とができる。本実施形態の半導体装置の製造方法は、特
に、ベース電極34を形成した後、基板が露出した状態
でのRIE工程が不要である半導体装置の製造方法、す
なわち、半導体装置にポリシリコン抵抗等を形成しない
場合等に有効である。
【0055】本発明の半導体装置の製造方法は、上記の
実施の形態に限定されない。例えば、シリサイドを形成
する金属は上記のチタンを用いる以外に、コバルト、ニ
ッケル等、他の高融点金属に変更することもできる。そ
の他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が
可能である。
実施の形態に限定されない。例えば、シリサイドを形成
する金属は上記のチタンを用いる以外に、コバルト、ニ
ッケル等、他の高融点金属に変更することもできる。そ
の他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が
可能である。
【0056】
【発明の効果】本発明の半導体装置の製造方法によれ
ば、MOSトランジスタのソース/ドレイン領域、NP
Nトランジスタのベース電極およびコレクタ引き出し部
が同一工程でシリサイド化され、コレクタ抵抗およびベ
ース抵抗が低減される。したがって、ベース抵抗に起因
する、fmax の低下およびノイズの増大を防止すること
ができる。また、本発明の半導体装置の製造方法によれ
ば、BiCMOSと同一基板上に、高抵抗のポリシリコ
ン抵抗を形成することができる。本発明の半導体装置の
製造方法によれば、製造工程を簡略化し、絶縁膜の膜厚
および段差を低減することができる。したがって、絶縁
膜に形成されるコンタクトホールのアスペクト比が増大
せず、半導体装置の信頼性を向上させることができる。
ば、MOSトランジスタのソース/ドレイン領域、NP
Nトランジスタのベース電極およびコレクタ引き出し部
が同一工程でシリサイド化され、コレクタ抵抗およびベ
ース抵抗が低減される。したがって、ベース抵抗に起因
する、fmax の低下およびノイズの増大を防止すること
ができる。また、本発明の半導体装置の製造方法によれ
ば、BiCMOSと同一基板上に、高抵抗のポリシリコ
ン抵抗を形成することができる。本発明の半導体装置の
製造方法によれば、製造工程を簡略化し、絶縁膜の膜厚
および段差を低減することができる。したがって、絶縁
膜に形成されるコンタクトホールのアスペクト比が増大
せず、半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【図1】本発明の半導体装置の製造方法により製造され
る、半導体装置の断面図である。
る、半導体装置の断面図である。
【図2】本発明の半導体装置の製造方法の製造工程を示
す断面図である。
す断面図である。
【図3】本発明の半導体装置の製造方法の製造工程を示
す断面図である。
す断面図である。
【図4】本発明の半導体装置の製造方法の製造工程を示
す断面図である。
す断面図である。
【図5】本発明の半導体装置の製造方法により製造され
る、半導体装置の断面図である。
る、半導体装置の断面図である。
【図6】本発明の半導体装置の製造方法の製造工程を示
す断面図である。
す断面図である。
【図7】本発明の半導体装置の製造方法の製造工程を示
す断面図である。
す断面図である。
【図8】従来の半導体装置の製造方法により製造され
る、半導体装置の断面図である。
る、半導体装置の断面図である。
【図9】従来の半導体装置の製造方法の製造工程を示す
断面図である。
断面図である。
【図10】従来の半導体装置の製造方法の製造工程を示
す断面図である。
す断面図である。
【図11】従来の半導体装置の製造方法の製造工程を示
す断面図である。
す断面図である。
【図12】従来の半導体装置の製造方法の製造工程を示
す断面図である。
す断面図である。
【図13】従来の半導体装置の製造方法の製造工程を示
す断面図である。
す断面図である。
【図14】従来の半導体装置の製造方法の製造工程を示
す断面図である。
す断面図である。
【図15】従来の半導体装置の製造方法の製造工程を示
す断面図である。
す断面図である。
【図16】従来の半導体装置の製造方法の製造工程を示
す断面図である。
す断面図である。
【図17】従来の半導体装置の製造方法の製造工程を示
す断面図である。
す断面図である。
1…p型シリコン基板、2、7、22、26、33、3
5…酸化膜、3、9、11、13、16、20、23、
27、41、42…フォトレジスト、4…n型埋め込み
コレクタ層、5…n型分離層、6…n型エピタキシャル
層、8…シリコン窒化膜、10…LOCOS、12…n
+ シンカー、14…p型埋め込み素子分離領域、15…
pウェル、17…nウェル、18…ゲート酸化膜、19
…ポリシリコン層、21…PSG層、24…n型LD
D、25…p型LDD、28…LDDスペーサー、29
…n+ ソース/ドレイン領域、30…p+ ソース/ドレ
イン領域、31…チタン層、32…チタンシリサイド、
34…ベース電極、36…真性ベース領域、37…サイ
ドウォール、38…グラフトベース領域、39…エミッ
タポリシリコン、39’…エミッタ拡散層、40…メタ
ル電極。
5…酸化膜、3、9、11、13、16、20、23、
27、41、42…フォトレジスト、4…n型埋め込み
コレクタ層、5…n型分離層、6…n型エピタキシャル
層、8…シリコン窒化膜、10…LOCOS、12…n
+ シンカー、14…p型埋め込み素子分離領域、15…
pウェル、17…nウェル、18…ゲート酸化膜、19
…ポリシリコン層、21…PSG層、24…n型LD
D、25…p型LDD、28…LDDスペーサー、29
…n+ ソース/ドレイン領域、30…p+ ソース/ドレ
イン領域、31…チタン層、32…チタンシリサイド、
34…ベース電極、36…真性ベース領域、37…サイ
ドウォール、38…グラフトベース領域、39…エミッ
タポリシリコン、39’…エミッタ拡散層、40…メタ
ル電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F048 AA09 AC05 AC10 BB06 BB07 BB08 BC06 BE03 BF03 BF06 BF07 BG12 BH01 CA03 CA07 DA25
Claims (13)
- 【請求項1】同一基板上に、 コレクタ領域と、エミッタ領域と、ベース領域とを有す
る第1の半導体素子と、 ソース領域と、ドレイン領域と、ゲート電極とを有する
第2の半導体素子とを形成する半導体装置の製造方法に
おいて、 基板上に、第1の半導体層を形成し、前記第1の半導体
層に不純物を拡散させて所定のパターニングを行い、前
記第2の半導体素子のゲート電極を形成する工程と、 少なくとも前記第1および第2の半導体素子の上部に、
絶縁膜を形成する工程と、 前記絶縁膜上に、第2の半導体層を堆積させる工程と、 前記第2の半導体素子上部の前記第2の半導体層および
前記絶縁膜を、前記ゲート電極側面部を除いて除去し、
前記ゲート電極に絶縁膜サイドウォールを形成する工程
と、 前記第2の半導体素子に、前記ソース領域および前記ド
レイン領域を形成する工程と、 全面に、高融点金属層を形成して熱処理を行い、前記第
1の半導体素子上部の前記第2の半導体層、前記第2の
半導体素子の前記ソース領域、前記ドレイン領域および
前記ゲート電極の表面を、前記高融点金属と反応させる
工程と、 前記第1の半導体素子上部の前記第2の半導体層に所定
のパターニングを行い、前記第1の半導体素子のベース
電極を形成する工程とを有する半導体装置の製造方法。 - 【請求項2】前記第1および第2の半導体層は、ポリシ
リコンからなり、 前記半導体層を高融点金属と反応させる工程は、前記半
導体層表面に、高融点金属シリサイドを形成する工程で
ある請求項1記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項3】前記絶縁膜を形成する工程の前に、前記ソ
ース領域および前記ドレイン領域に、相対的に低濃度の
不純物を拡散させる工程を有し、 前記第2の半導体素子に、前記ソース領域および前記ド
レイン領域を形成する工程は、前記絶縁膜サイドウォー
ルをマスクとして、相対的に高濃度の不純物を拡散さ
せ、LDD(lightly doped drai
n)構造とする工程である請求項1記載の半導体装置の
製造方法。 - 【請求項4】前記高融点金属は、チタン、タングステ
ン、モリブデン、コバルト、ニッケル、白金のいずれか
からなる請求項1記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項5】同一基板上に、 コレクタ領域と、エミッタ領域と、ベース領域とを有す
る第1の半導体素子と、 ソース領域と、ドレイン領域と、ゲート電極とを有する
第2の半導体素子と、 半導体からなる抵抗部とを形成する半導体装置の製造方
法において、 基板上に、第1の半導体層を形成し、前記第1の半導体
層に不純物を拡散させて所定のパターニングを行い、前
記第2の半導体素子のゲート電極と、前記抵抗部を同時
に形成する工程と、 少なくとも前記第1および第2の半導体素子の上部に、
絶縁膜を形成する工程と、 前記絶縁膜上に、第2の半導体層を堆積させる工程と、 前記第2の半導体素子上部の前記第2の半導体層および
前記絶縁膜を、前記ゲート電極側面部を除いて除去し、
前記ゲート電極に絶縁膜サイドウォールを形成する工程
と、 前記第2の半導体素子に、前記ソース領域および前記ド
レイン領域を形成する工程と、 全面に、高融点金属層を形成して熱処理を行い、前記第
1の半導体素子上部の前記第2の半導体層、前記第2の
半導体素子の前記ソース領域、前記ドレイン領域および
前記ゲート電極の表面を、前記高融点金属と反応させる
工程と、 前記第1の半導体素子上部の前記第2の半導体層に所定
のパターニングを行い、前記第1の半導体素子のベース
電極を形成する工程とを有する半導体装置の製造方法。 - 【請求項6】前記第1の半導体層に不純物を拡散させる
工程は、前記第2の半導体素子を形成する領域の前記第
1の半導体層に、相対的に高濃度の不純物を拡散させる
工程と、 前記抵抗部を形成する領域の前記第1の半導体層に、前
記第2の半導体素子を形成する領域よりも相対的に低濃
度の不純物を拡散させる工程とを有する請求項5記載の
半導体装置の製造方法。 - 【請求項7】前記第1および第2の半導体層は、ポリシ
リコンからなり、 前記半導体層を高融点金属と反応させる工程は、前記半
導体層表面に、高融点金属シリサイドを形成する工程で
ある請求項5記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項8】前記絶縁膜を形成する工程の前に、前記ソ
ース領域および前記ドレイン領域に、相対的に低濃度の
不純物を拡散させる工程を有し、 前記第2の半導体素子に、前記ソース領域および前記ド
レイン領域を形成する工程は、前記絶縁膜サイドウォー
ルをマスクとして、相対的に高濃度の不純物を拡散さ
せ、LDD(lightly doped drai
n)構造とする工程である請求項5記載の半導体装置の
製造方法。 - 【請求項9】前記高融点金属は、チタン、タングステ
ン、モリブデン、コバルト、ニッケル、白金のいずれか
からなる請求項5記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項10】同一基板上に、 コレクタ領域と、エミッタ領域と、ベース領域とを有す
る第1の半導体素子と、 ソース領域と、ドレイン領域と、ゲート電極とを有する
第2の半導体素子とを形成する半導体装置の製造方法に
おいて、 基板上に、第1の半導体層を形成し、前記第1の半導体
層に不純物を拡散させて所定のパターニングを行い、前
記第2の半導体素子のゲート電極を形成する工程と、 少なくとも前記第1および第2の半導体素子の上部に、
絶縁膜を形成する工程と、 前記絶縁膜の、前記第1の半導体素子を形成する領域に
開口を設けて、前記基板を露出させる工程と、 全面に、第2の半導体層を堆積させる工程と、 前記第2の半導体素子のベース電極パターンを有するマ
スクを形成する工程と、 前記マスクを用いて前記第2の半導体層および前記絶縁
膜のエッチングを行い、前記第1の半導体素子にベース
電極を形成する工程と、 前記エッチングにおいて、前記ゲート電極側面部の前記
絶縁膜のみ残して、前記ゲート電極に絶縁膜サイドウォ
ールを形成する工程と、 前記マスクを除去する工程と、 前記第2の半導体素子に、前記ソース領域および前記ド
レイン領域を形成する工程と、 全面に、高融点金属層を形成して熱処理を行い、前記第
1の半導体素子上部の前記ベース電極、前記コレクタ領
域の引き出し部、前記第2の半導体素子の前記ソース領
域、前記ドレイン領域および前記ゲート電極の表面を、
前記高融点金属と反応させる工程とを有する半導体装置
の製造方法。 - 【請求項11】前記第1および第2の半導体層は、ポリ
シリコンからなり、 前記半導体層を高融点金属と反応させる工程は、前記半
導体層表面に、高融点金属シリサイドを形成する工程で
ある請求項10記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項12】前記絶縁膜を形成する工程の前に、前記
ソース領域および前記ドレイン領域に、相対的に低濃度
の不純物を拡散させる工程を有し、 前記第2の半導体素子に、前記ソース領域および前記ド
レイン領域を形成する工程は、前記絶縁膜サイドウォー
ルをマスクとして、相対的に高濃度の不純物を拡散さ
せ、LDD(lightly doped drai
n)構造とする工程である請求項10記載の半導体装置
の製造方法。 - 【請求項13】前記高融点金属は、チタン、タングステ
ン、モリブデン、コバルト、ニッケル、白金のいずれか
からなる請求項10記載の半導体装置の製造方法。
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