JP2007299890A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】高速動作および広帯域動作が可能な受光素子部、CMOS素子およびダブルポリシリコン構造を有するバイポーラトランジスタ素子が1チップ上に形成された半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】同一の導電型のイオン注入を行うことにより、半導体基板1または半導体基板1上のエピタキシャル層7の、受光素子領域1a、CMOS素子領域1bおよびバイポーラトランジスタ素子領域1cのうち、2以上の領域の同一の導電型の拡散層(図1では、N型拡散層4b、4c、P型拡散層のアノード拡散層8a、Pウェル拡散層8bおよびコレクタ拡散層8c、N型拡散層のカソード拡散層11aおよびコレクタコンタクト拡散層11c、N型拡散層のソース/ドレイン拡散層17bおよびベースPoly−Si拡散層17c、および、P型拡散層のソース/ドレイン拡散層19bおよびベースPoly−Si拡散層19c、とした。)を同時に形成する。
【選択図】図1
【解決手段】同一の導電型のイオン注入を行うことにより、半導体基板1または半導体基板1上のエピタキシャル層7の、受光素子領域1a、CMOS素子領域1bおよびバイポーラトランジスタ素子領域1cのうち、2以上の領域の同一の導電型の拡散層(図1では、N型拡散層4b、4c、P型拡散層のアノード拡散層8a、Pウェル拡散層8bおよびコレクタ拡散層8c、N型拡散層のカソード拡散層11aおよびコレクタコンタクト拡散層11c、N型拡散層のソース/ドレイン拡散層17bおよびベースPoly−Si拡散層17c、および、P型拡散層のソース/ドレイン拡散層19bおよびベースPoly−Si拡散層19c、とした。)を同時に形成する。
【選択図】図1
Description
本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に受光素子部、CMOS素子およびバイポーラトランジスタ素子が1チップ上に形成された半導体装置の製造方法に関する。
従来、受光素子のほとんどは単独素子として形成されていた。このため、受光した信号を処理するために、受光素子部は信号処理素子部と共に使用され、または、信号処理用半導体装置と同一パッケージに組み立てられて、ハイブリッド集積回路として使用されていた。
こうした中、受光素子部と信号処理素子部が1チップ上に形成される方法が提案された。この方法によれば、回路の微細化を可能にすることができる。なお、例えば、受光素子部と信号処理素子部として、フォトダイオード(以下、「PD」と記す。)とその信号処理を行うCMOS(Complementary Metal−Oxide Semiconductor)素子やバイポーラトランジスタ(NPN型トランジスタ(以下、「NPN−Tr」と記す。)およびPNP型トランジスタ(以下、「PNP−Tr」と記す。))などが挙げられる(例えば、特許文献1参照。)。
そして、受光素子部と信号処理素子部とが一体となった回路の場合、受光素子部は高速の用途に用いられるため、信号処理素子部も、高速かつ広帯域で作動することが必要とされる。このような信号処理素子部を構成する素子として、例えば、バイポーラトランジスタなどが挙げられる。このようなトランジスタを用いると、高速動作が可能な縦型構造の回路を容易に形成することが可能となる。
しかし、このバイポーラトランジスタのベース層およびエミッタ層は、自己整合的に形成されない。このため、このトランジスタの面積が広くなり、寄生容量が大きくなってしまい、高速動作および広帯域動作が困難になってしまうという問題があった。
そこで、現在、バイポーラトランジスタにおいて、エミッタ電極およびベース電極がポリシリコン(Poly−Si)膜にて形成されるダブルポリシリコン構造が主流となっている。この構造を用いることにより、トランジスタの抵抗を小さくすることが可能となり、高速動作および広帯域動作を可能にすることができた。
特開平11−45988号公報
しかし、ダブルポリシリコン構造を有するバイポーラトランジスタは構造が複雑である。このため、受光素子部、CMOS素子およびダブルポリシリコン構造を有するバイポーラトランジスタ素子が一体となった回路の製造工程も複雑になるため、製造に多くの工程と時間を有するという問題点があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、高速動作および広帯域動作が可能な受光素子部、CMOS素子およびダブルポリシリコン構造を有するバイポーラトランジスタ素子が1チップ上に形成された半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
本発明では上記課題を解決するために、受光素子部、CMOS素子およびバイポーラトランジスタ素子が1チップ上に形成された半導体装置の製造方法において、図1に示すように、同一のP型またはN型のイオン注入を行うことにより、半導体基板1または半導体基板1上のエピタキシャル層7の、受光素子領域1a、CMOS素子領域1bおよびバイポーラトランジスタ素子領域1cのうち、2以上の領域の同一の導電型の拡散層(図1では、N型拡散層4b、4c、P型拡散層のアノード拡散層8a、Pウェル拡散層8bおよびコレクタ拡散層8c、N型拡散層のカソード拡散層11aおよびコレクタコンタクト拡散層11c、N型拡散層のソース/ドレイン拡散層17bおよびベースPoly−Si拡散層17c、および、P型拡散層のソース/ドレイン拡散層19bおよびベースPoly−Si拡散層19c、とした。)を同時に形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
上記の手段によれば、同一の導電型のイオン注入を行うことにより、半導体基板1または半導体基板1上のエピタキシャル層7の、受光素子領域1a、CMOS素子領域1bおよびバイポーラトランジスタ素子領域1cのうち、2以上の領域の同一の導電型の拡散層(図1では、N型拡散層4b、4c、P型拡散層のアノード拡散層8a、Pウェル拡散層8bおよびコレクタ拡散層8c、N型拡散層のカソード拡散層11aおよびコレクタコンタクト拡散層11c、N型拡散層のソース/ドレイン拡散層17bおよびベースPoly−Si拡散層17c、および、P型拡散層のソース/ドレイン拡散層19bおよびベースPoly−Si拡散層19c、とした。)が同時に形成される。
本発明では、同一の導電型のイオン注入を行うことにより、半導体基板1または半導体基板1上のエピタキシャル層7の、受光素子領域1a、CMOS素子領域1bおよびバイポーラトランジスタ素子領域1cのうち、2以上の領域の同一の導電型の拡散層(例えば、N型拡散層4b、4c、P型拡散層のアノード拡散層8a、Pウェル拡散層8bおよびコレクタ拡散層8c、N型拡散層のカソード拡散層11aおよびコレクタコンタクト拡散層11c、N型拡散層のソース/ドレイン拡散層17bおよびベースPoly−Si拡散層17c、および、P型拡散層のソース/ドレイン拡散層19bおよびベースPoly−Si拡散層19c、が挙げられる。)を同時に形成することができる。この結果、半導体装置の製造工程を少なくすることが可能になり、そして、半導体装置の製造時間が短縮でき、また、コスト削減にも寄与することができる。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
はじめに、図1について簡単に説明する。
図1は、受光素子、CMOS素子およびダブルポリシリコン構造を有するバイポーラトランジスタ素子が1チップ上に形成された半導体装置の断面模式図である。
はじめに、図1について簡単に説明する。
図1は、受光素子、CMOS素子およびダブルポリシリコン構造を有するバイポーラトランジスタ素子が1チップ上に形成された半導体装置の断面模式図である。
以下、この半導体装置の製造方法の概略について示す。
図1に示すように、半導体基板1において、受光素子領域1a、CMOS素子領域1bおよびバイポーラトランジスタ素子領域1cが設けられている。
図1に示すように、半導体基板1において、受光素子領域1a、CMOS素子領域1bおよびバイポーラトランジスタ素子領域1cが設けられている。
まず、同一のN型のイオン注入を行うことにより、半導体基板1の、CMOS素子領域1bおよびバイポーラトランジスタ素子領域1cに高濃度N型拡散層4b、4cを形成する。
続いて、半導体基板1上にエピタキシャル層7を形成する。
続いて、このエピタキシャル層7の受光素子領域1a、CMOS素子領域1bおよびバイポーラトランジスタ素子領域1cに、それぞれアノード拡散層8a、Pウェル拡散層8bおよびコレクタ拡散層8cを形成するために、P型のイオン注入を同時に行うことにより、低濃度P型拡散層を形成する。
続いて、このエピタキシャル層7の受光素子領域1a、CMOS素子領域1bおよびバイポーラトランジスタ素子領域1cに、それぞれアノード拡散層8a、Pウェル拡散層8bおよびコレクタ拡散層8cを形成するために、P型のイオン注入を同時に行うことにより、低濃度P型拡散層を形成する。
続いて、エピタキシャル層7に素子分離領域9を形成する。
続いて、受光素子領域1aおよびバイポーラトランジスタ素子領域1cにそれぞれカソード拡散層11aおよびコレクタコンタクト拡散層11cとして、同一のN型のイオン注入を行うことにより、高濃度N型拡散層を形成する。
続いて、受光素子領域1aおよびバイポーラトランジスタ素子領域1cにそれぞれカソード拡散層11aおよびコレクタコンタクト拡散層11cとして、同一のN型のイオン注入を行うことにより、高濃度N型拡散層を形成する。
続いて、CMOS素子領域1bおよびバイポーラトランジスタ素子領域1cにそれぞれN型拡散層のソース/ドレイン拡散層17bおよびベースPoly−Si拡散層17cとして、同一のN型のイオン注入を行うことにより、高濃度N型拡散層を形成する。
続いて、CMOS素子領域1bおよびバイポーラトランジスタ素子領域1cにそれぞれP型拡散層のソース/ドレイン拡散層19bおよびベースPoly−Si拡散層19cとして、同一のP型のイオン注入を行うことにより、高濃度P型拡散層を形成する。
以上のように、受光素子、CMOS素子およびダブルポリシリコン構造を有するバイポーラトランジスタ素子が1チップ上に形成された半導体装置の製造方法によれば、同一の導電型のイオン注入を行うことにより、半導体基板1上のCMOS素子領域1bおよびバイポーラトランジスタ素子領域1cの高濃度N型拡散層4b、4cが同時に形成される。同様に、エピタキシャル層7上において、受光素子領域1aのアノード拡散層8a、CMOS素子領域1bのPウェル拡散層8bおよびバイポーラトランジスタ素子領域1cのコレクタ拡散層8cのP型拡散層、受光素子領域1aのカソード拡散層11aおよびバイポーラトランジスタ素子領域1cのコレクタコンタクト拡散層11cのN型拡散層、CMOS素子領域1bのN型拡散層のソース/ドレイン拡散層17bおよびバイポーラトランジスタ素子領域1cのベースPoly−Si拡散層17cのN型拡散層およびCMOS素子領域1bのP型拡散層のソース/ドレイン拡散層19bおよびバイポーラトランジスタ素子領域1cのベースPoly−Si拡散層19cのP型拡散層をそれぞれ同時に形成することができる。このため、半導体装置の製造工程を少なくすることが可能になる。この結果、半導体装置の製造時間が短縮でき、また、コスト削減にも寄与することができる。
以下、実施の形態について説明する。
図2〜図8は本実施の形態の半導体装置の製造方法の各工程における断面模式図である。
図2〜図8は本実施の形態の半導体装置の製造方法の各工程における断面模式図である。
まず、抵抗率が1Ω・cm〜50Ω・cm程度のP型半導体基板101に、PD領域100a、NMOS領域100b、PMOS領域100c、NPN−Tr領域100dおよびPNP−Tr領域100eが設けられている。
PD領域100aにおいて、N型およびP型のイオン注入により、それぞれ深いPD分離用N型拡散層102およびその上のやや浅い領域に第1PDアノード用P型拡散層103を形成する。PMOS領域100cおよびNPN−Tr領域100dにおいて、同一のN型のイオン注入を行うことにより、高濃度N型拡散層104c、104dを形成する(高濃度N型拡散層104c、104d中の不純物濃度が1×1018cm-3〜1×1020cm-3程度になるようにする。)。PNP−Tr領域100eにおいても、N型およびP型のイオン注入により、PNP−Tr分離用N型拡散層105およびその上のやや浅い領域にPNP−Tr分離用P型拡散層106を形成する(PNP−Tr分離用P型拡散層106中の不純物濃度が1×1017cm-3〜1×1019cm-3程度になるようにする。)。
続いて、このP型半導体基板101上に、抵抗率が0.5Ω・cm〜5Ω・cm程度の低濃度N型エピタキシャル層107を形成する。低濃度N型エピタキシャル層107のPD領域100a、NMOS領域100bおよびPNP−Tr領域100eに、同一のP型のイオン注入(例えば、ドーズ量が5×1011cm-2〜1×1014cm-2程度のボロン(B)イオン。)を行うことにより、それぞれに第2PDアノード用P型拡散層108a、Pウェル拡散層108bおよびコレクタ拡散層108eを形成する(以上、図2参照。)。
なお、この時、Pウェル拡散層108bまたはコレクタ拡散層108eのどちらか一方と第2PDアノード用P型拡散層108aを同時に形成するようにしてもよい。
続いて、低濃度N型エピタキシャル層107に、LOCOS(Local Oxidation Of Silicon)109および誘電体素子分離110を形成する。
続いて、低濃度N型エピタキシャル層107に、LOCOS(Local Oxidation Of Silicon)109および誘電体素子分離110を形成する。
続いて、PD領域100aおよびNPN−Tr領域100dに、同一のN型のイオン注入(例えば、ドーズ量が1×1014cm-2〜1×1016cm-2程度のリン(P)イオン。)を行うことにより、カソード拡散層111aおよびコレクタコンタクト拡散層111dを形成する(以上、図3参照。)。
続いて、低濃度N型エピタキシャル層107上に、例えば、熱酸化によりゲート酸化膜などの絶縁体を形成する。
続いて、NPN−Tr領域100dおよびPNP−Tr領域100eのベース/エミッタ領域の絶縁体を除去し、絶縁体112が残る。
続いて、NPN−Tr領域100dおよびPNP−Tr領域100eのベース/エミッタ領域の絶縁体を除去し、絶縁体112が残る。
続いて、絶縁体112が形成された低濃度N型エピタキシャル層107上に、例えば、LPCVD(Low−Pressure Chemical Vapor Deposition)法により、全体にノンドープSi層113を形成する。
続いて、フォトリソグラフィ工程により形成されたフォトレジストマスク114を用いて、NMOS領域100bおよびPMOS領域100cに、N型のイオン注入(例えば、ドーズ量が5×1014cm-2〜5×1016cm-2程度のPイオン。)により、Poly−Si拡散層115を形成する(以上、図4参照。)。
続いて、フォトレジストマスク114の除去後、NMOS領域100bおよびPMOS領域100cのノンドープSi層113およびPoly−Si拡散層115にそれぞれエッチングを行い、ゲート部(ゲートおよびサイドウォール)115b、115cを形成する。なお、この時、NPN−Tr領域100dおよびPNP−Tr領域100eにノンドープSi層113d、113eを形成し、その他のノンドープSi層113およびPoly−Si拡散層115を除去する。NMOS領域100bおよびPMOS領域100cのゲート部115b、115cがLDD構造の場合、サイドウォール形成前にLDD拡散層をイオン注入で形成するようにしてもよい。
続いて、フォトリソグラフィ工程により、PD領域100aのカソードコンタクト補償拡散層117a、NMOS領域100bのソース/ドレイン拡散層117b、PMOS領域100cのバックゲートコンタクト拡散層117c、NPN−Tr領域100dのコレクタコンタクト補償拡散層117dおよびPNP−Tr領域100eのベースPoly−Si拡散層117eの各形成予定領域のフォトレジストを開口し、フォトレジストマスク116を形成する。
続いて、形成したフォトレジストマスク116を利用して、同一のN型のイオン注入(例えば、ドーズ量が5×1014cm-2〜5×1016cm-2程度の砒素(As)イオン。)を行うことにより、PD領域100aにカソードコンタクト補償拡散層117a、NMOS領域100bにソース/ドレイン拡散層117b、PMOS領域100cにバックゲートコンタクト拡散層117c、NPN−Tr領域100dにコレクタコンタクト補償拡散層117dおよびPNP−Tr領域100eにベースPoly−Si拡散層117eを形成する。なお、ベースPoly−Si拡散層117e中の不純物は、この後の熱処理で容易にノンドープSi層113e中に広がる(以上、図5参照。)。
続いて、フォトレジストマスク116除去後、別のフォトリソグラフィ工程により、PD領域100aのアノードコンタクト補償拡散層119a、NMOS領域100bのバックゲートコンタクト拡散層119b、PMOS領域100cのソース/ドレイン拡散層119c、NPN−Tr領域100dのベースPoly−Si拡散層119dおよびPNP−Tr領域100eのコレクタコンタクト補償拡散層119eの各形成予定領域のフォトレジストを開口し、フォトレジストマスク118を形成する。
続いて、形成したフォトレジストマスク118を利用して、同一のP型のイオン注入(例えば、ドーズ量が5×1014cm-2〜5×1016cm-2程度のBイオン。)を行うことにより、PD領域100aにアノードコンタクト補償拡散層119a、NMOS領域100bにバックゲートコンタクト拡散層119b、PMOS領域100cにソース/ドレイン拡散層119c、NPN−Tr領域100dにベースPoly−Si拡散層119dおよびPNP−Tr領域100eにコレクタコンタクト補償拡散層119eを形成する。なお、Poly−Si拡散層119d中の不純物は、この後の熱処理で容易にノンドープSi層113d中に広がる(以上、図6参照。)。
続いて、フォトレジストマスク118除去後、全面に高温酸化膜(HTO:High−Temperature Oxidation)120を形成する。
続いて、NPN−Tr領域100dおよびPNP−Tr領域100eにおいて、ベース/エミッタ形成領域のベースPoly−Si拡散層119d、117eおよびベース/エミッタ形成領域のHTO120を開口する。
続いて、NPN−Tr領域100dおよびPNP−Tr領域100eにおいて、ベース/エミッタ形成領域のベースPoly−Si拡散層119d、117eおよびベース/エミッタ形成領域のHTO120を開口する。
続いて、開口領域に、P型またはN型のイオン注入をそれぞれに行うことにより、ベース121d、121eをそれぞれ形成する。そして、サイドウォール膜123d、123eを形成する。
続いて、開口領域を含む全面にノンドープPoly−Si層を形成して、エッチングにより、エミッタPoly−Si領域124d、124eを形成する。その後、エミッタPoly−Si領域124d、124eにN型またはP型のイオン注入により不純物をドープする。なお、エミッタPoly−Si領域124d、124eは、あらかじめ不純物がドープされたPoly−Si層でも代用することが可能である。その後、熱処理を行うことにより、ドープされた不純物をエミッタPoly−Si領域124d、124eから拡散させることにより、エミッタ122d、122eを形成する(以上、図7参照。)。
続いて、全面に、例えば、高密度プラズマ(HDP:High Density Plasma)法により、シリコン酸化膜(SiO2)などの絶縁体125を形成する。絶縁体125は、必要に応じて、例えば、CMP(Chemical Mechanical Polishing)法などを用いて、平坦化を行う。
続いて、PD領域100a、NMOS領域100b、PMOS領域100c、NPN−Tr領域100dおよびPNP−Tr領域100eにおいて、各端子の絶縁体125を開口し、メタル配線126を形成する。なお、メタル配線層と絶縁体層は必要に応じた層数を形成する(以上、図8参照。)。
最後に、メタル配線工程後、例えば、プラズマCVD法などを用いて、窒化シリコン(SiN)膜(不図示)などの保護膜を形成する。
なお、図3に示したように、低濃度N型エピタキシャル層107に、LOCOS109および誘電体素子分離110を形成した。このLOCOS109および誘電体素子分離110に代わってPN接合分離を形成することも可能である。
なお、図3に示したように、低濃度N型エピタキシャル層107に、LOCOS109および誘電体素子分離110を形成した。このLOCOS109および誘電体素子分離110に代わってPN接合分離を形成することも可能である。
以下、PN接合分離の形成について説明する。
図9は、本実施の形態の半導体装置の製造方法の工程における図3の別の断面模式図である。
図9は、本実施の形態の半導体装置の製造方法の工程における図3の別の断面模式図である。
図2で示したように、PD領域100aにおいて、N型およびP型のイオン注入により、それぞれ深いPD分離用N型拡散層102およびその上のやや浅い領域に第1PDアノード用P型拡散層103を形成し、PMOS領域100cおよびNPN−Tr領域100dにおいて、N型のイオン注入により、高濃度N型拡散層104c、104dを形成した。PNP−Tr領域100eにおいて、N型およびP型のイオン注入により、PNP−Tr分離用N型拡散層105およびその上のやや浅い領域にPNP−Tr分離用P型拡散層106を形成した。
さらに、図9で示すように、P型半導体基板101上のNMOS領域100b、PMOS領域100cおよびNPN−Tr領域100dに、イオン注入によって、高濃度P型拡散領域128b、128c、128dを形成する。
続いて、図2で示したように、P型半導体基板101上に、低濃度N型エピタキシャル層107を形成し、低濃度N型エピタキシャル層107のPD領域100a、NMOS領域100bおよびPNP−Tr領域100eに、P型のイオン注入を同時に行うことにより、それぞれに第2PDアノード用P型拡散層108a、Pウェル拡散層108bおよびコレクタ拡散層108eを形成した。その後の工程は、本実施の形態と同様の工程を行う。
さらに、図9で示すように、NMOS領域100b、PMOS領域100cおよびNPN−Tr領域100dに、P型のイオン注入を行うことにより、高濃度P型拡散領域127b、127c、127dを形成する。
以上のように、LOCOS109および誘電体素子分離110に代わって、PN接合分離を形成することにより、PD領域100a、NMOS領域100b、PMOS領域100c、NPN−Tr領域100dおよびPNP−Tr領域100eの各領域を電気的に分離することが可能となる。
他方、図5に示したように、フォトレジストマスク116のPD領域100a、NMOS領域100b、PMOS領域100c、NPN−Tr領域100dおよびPNP−Tr領域100eの開口領域に、N型のイオン注入を同時に行うことにより、カソードコンタクト補償拡散層117a、ソース/ドレイン拡散層117b、バックゲートコンタクト拡散層117c、コレクタコンタクト補償拡散層117dおよびベースPoly−Si拡散層117eを形成した。このPNP−Tr領域100eにおけるベースPoly−Si拡散層117eの形成は、以下の方法を用いることも可能である。
図10は、本実施の形態の半導体装置の製造方法の工程における図4の別の断面模式図である。図4に示したように、フォトリソグラフィ工程により形成されたフォトレジストマスク114を用いて、NMOS領域100bおよびPMOS領域100cに、N型のイオン注入により、Poly−Si拡散層115の形成を行った。この時、図10に示すように、フォトリソグラフィ工程によって、NMOS領域100bおよびPMOS領域100cと同時に、PNP−Tr領域100eのベースPoly−Si拡散層117eの形成予定領域のフォトレジストも開口し、N型のイオン注入を行うことにより、NMOS領域100bおよびPMOS領域100cのPoly−Si拡散層115およびPNP−Tr領域100eのベースPoly−Si拡散層117eを同時に形成することが可能となる。その後の工程は、本実施の形態と同様の工程を行う。
以上のように、本実施の形態によれば、P型半導体基板101上のPMOS領域100cおよびNPN−Tr領域100dにN型のイオン注入を行うことにより、高濃度N型拡散層104c、104dを同時に形成することができ、また、低濃度N型エピタキシャル層107上においても、同一の導電型のイオン注入を同時に行うことにより、PD領域100aの第2PDアノード用P型拡散層108a、NMOS領域100bのPウェル拡散層108bおよびPNP−Tr領域100eのコレクタ拡散層108eのP型拡散層、PD領域100aのカソード拡散層111aおよびNPN−Tr領域100dのコレクタコンタクト拡散層111dのN型拡散層、NMOS領域100bのソース/ドレイン拡散層117bおよびPNP−Tr領域100eのベースPoly−Si拡散層117eのN型拡散領域および、PMOS領域100cのソース/ドレイン拡散層119cおよびNPN−Tr領域100dのベースPoly−Si拡散層119dのP型拡散層を同時に形成することができる。このため、半導体装置の製造工程を少なくすることが可能になり、結果として、半導体装置の製造時間が短縮でき、また、コスト削減にも寄与することができる。
なお、以上の形成条件は単なる例であり、膜形成のための材料、形成方法および拡散層形成のためのイオン種などは公知従来技術を利用することで、適宜変更することができる。また、本実施の形態では、P型半導体基板および低濃度N型エピタキシャル層に対し、P型またはN型拡散層などを形成した場合であるが、N型半導体基板および低濃度P型エピタキシャル層に対し、N型拡散層またはP型拡散層などを形成した場合でも同様の効果が得られる。
(付記1) 受光素子部、CMOS素子およびバイポーラトランジスタ素子が1チップ上に形成された半導体装置の製造方法において、
同一の導電型のイオン注入を行うことにより、半導体基板または前記半導体基板上のエピタキシャル層の、受光素子領域、CMOS素子領域およびバイポーラトランジスタ素子領域のうち、2以上の領域の前記同一の導電型の拡散層を同時に形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
(付記2) 前記受光素子部はフォトダイオードを有することを特徴とする付記1記載の半導体装置の製造方法。
(付記3) 前記エピタキシャル層の、前記受光素子領域の導電型のアノード拡散層を形成するための前記同一の導電型のイオン注入を行うことにより、前記エピタキシャル層の、前記CMOS領域および前記バイポーラトランジスタ素子領域のうち、1以上の前記導電型のウェル拡散層およびコレクタ拡散層を形成することを特徴とする付記1記載の半導体装置の製造方法。
(付記4) 前記同一の導電型のイオン注入のイオン種をボロンイオンとし、前記ボロンイオンのドーズ量を5×1011cm-2〜1×1014cm-2程度とすることを特徴とする付記3記載の半導体装置の製造方法。
(付記5) 前記同一の導電型のイオン注入を行うことにより、前記エピタキシャル層の、前記受光素子領域、前記CMOS素子領域および前記バイポーラトランジスタ素子領域のうち、前記受光素子領域および前記バイポーラトランジスタ素子領域に、前記同一の導電型の拡散層の、カソード拡散層およびコレクタコンタクト拡散層を形成することを特徴とする付記1記載の半導体装置の製造方法。
(付記6) 前記同一の導電型のイオン注入のイオン種をリンイオンとし、前記リンイオンのドーズ量を1×1014cm-2〜1×1016cm-2程度とすることを特徴とする付記5記載の半導体装置の製造方法。
(付記7) 前記同一の導電型のイオン注入を行うことにより、前記エピタキシャル層の、前記受光素子領域、前記CMOS素子領域および前記バイポーラトランジスタ素子領域のうち、前記CMOS素子領域および前記バイポーラトランジスタ素子領域に、前記同一の導電型の拡散層の、ソースおよびドレイン拡散層、およびポリシリコン層を形成することを特徴とする付記1記載の半導体装置の製造方法。
(付記8) 前記同一の導電型のイオン注入のイオン種を砒素イオンとし、前記砒素イオンのドーズ量を5×1014cm-2〜5×1016cm-2程度とすることを特徴とする付記7記載の半導体装置の製造方法。
(付記9) 前記同一の導電型のイオン注入のイオン種をボロンイオンとし、前記ボロンイオンのドーズ量を5×1014cm-2〜5×1016cm-2程度とすることを特徴とする付記7記載の半導体装置の製造方法。
(付記10) 前記同一の導電型のイオン注入を行うことにより、前記エピタキシャル層の、前記受光素子領域、前記CMOS素子領域および前記バイポーラトランジスタ素子領域のうち、前記CMOS素子領域および前記バイポーラトランジスタ素子領域に、前記同一の導電型の拡散層の、ポリシリコン層を形成することを特徴とする付記1記載の半導体装置の製造方法。
(付記11) 前記同一の導電型のイオン注入のイオン種をリンイオンとし、前記リンイオンのドーズ量を5×1014cm-2〜5×1016cm-2程度とすることを特徴とする付記10記載の半導体装置の製造方法。
同一の導電型のイオン注入を行うことにより、半導体基板または前記半導体基板上のエピタキシャル層の、受光素子領域、CMOS素子領域およびバイポーラトランジスタ素子領域のうち、2以上の領域の前記同一の導電型の拡散層を同時に形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
(付記2) 前記受光素子部はフォトダイオードを有することを特徴とする付記1記載の半導体装置の製造方法。
(付記3) 前記エピタキシャル層の、前記受光素子領域の導電型のアノード拡散層を形成するための前記同一の導電型のイオン注入を行うことにより、前記エピタキシャル層の、前記CMOS領域および前記バイポーラトランジスタ素子領域のうち、1以上の前記導電型のウェル拡散層およびコレクタ拡散層を形成することを特徴とする付記1記載の半導体装置の製造方法。
(付記4) 前記同一の導電型のイオン注入のイオン種をボロンイオンとし、前記ボロンイオンのドーズ量を5×1011cm-2〜1×1014cm-2程度とすることを特徴とする付記3記載の半導体装置の製造方法。
(付記5) 前記同一の導電型のイオン注入を行うことにより、前記エピタキシャル層の、前記受光素子領域、前記CMOS素子領域および前記バイポーラトランジスタ素子領域のうち、前記受光素子領域および前記バイポーラトランジスタ素子領域に、前記同一の導電型の拡散層の、カソード拡散層およびコレクタコンタクト拡散層を形成することを特徴とする付記1記載の半導体装置の製造方法。
(付記6) 前記同一の導電型のイオン注入のイオン種をリンイオンとし、前記リンイオンのドーズ量を1×1014cm-2〜1×1016cm-2程度とすることを特徴とする付記5記載の半導体装置の製造方法。
(付記7) 前記同一の導電型のイオン注入を行うことにより、前記エピタキシャル層の、前記受光素子領域、前記CMOS素子領域および前記バイポーラトランジスタ素子領域のうち、前記CMOS素子領域および前記バイポーラトランジスタ素子領域に、前記同一の導電型の拡散層の、ソースおよびドレイン拡散層、およびポリシリコン層を形成することを特徴とする付記1記載の半導体装置の製造方法。
(付記8) 前記同一の導電型のイオン注入のイオン種を砒素イオンとし、前記砒素イオンのドーズ量を5×1014cm-2〜5×1016cm-2程度とすることを特徴とする付記7記載の半導体装置の製造方法。
(付記9) 前記同一の導電型のイオン注入のイオン種をボロンイオンとし、前記ボロンイオンのドーズ量を5×1014cm-2〜5×1016cm-2程度とすることを特徴とする付記7記載の半導体装置の製造方法。
(付記10) 前記同一の導電型のイオン注入を行うことにより、前記エピタキシャル層の、前記受光素子領域、前記CMOS素子領域および前記バイポーラトランジスタ素子領域のうち、前記CMOS素子領域および前記バイポーラトランジスタ素子領域に、前記同一の導電型の拡散層の、ポリシリコン層を形成することを特徴とする付記1記載の半導体装置の製造方法。
(付記11) 前記同一の導電型のイオン注入のイオン種をリンイオンとし、前記リンイオンのドーズ量を5×1014cm-2〜5×1016cm-2程度とすることを特徴とする付記10記載の半導体装置の製造方法。
(付記12) 前記半導体基板はP型半導体基板、前記エピタキシャル層はN型エピタキシャル層であることを特徴とする付記1記載の半導体装置の製造方法。
(付記13) 前記半導体基板はN型半導体基板、前記エピタキシャル層はP型エピタキシャル層であることを特徴とする付記1記載の半導体装置の製造方法。
(付記13) 前記半導体基板はN型半導体基板、前記エピタキシャル層はP型エピタキシャル層であることを特徴とする付記1記載の半導体装置の製造方法。
(付記14) 素子分離領域として、PN接合分離を形成する工程を有することを特徴とする付記1記載の半導体装置の製造方法。
1 半導体基板
1a 受光素子領域
1b CMOS素子領域
1c バイポーラトランジスタ素子領域
4b,4c 高濃度N型拡散層
7 エピタキシャル層
8a P型拡散層のアノード拡散層
8b Pウェル拡散層
8c コレクタ拡散層
9 素子分離領域
11a カソード拡散層
11c コレクタコンタクト拡散層
17b N型拡散層のソース/ドレイン拡散層
17c,19c ベースPoly−Si拡散層
19b P型拡散層のソース/ドレイン拡散層
1a 受光素子領域
1b CMOS素子領域
1c バイポーラトランジスタ素子領域
4b,4c 高濃度N型拡散層
7 エピタキシャル層
8a P型拡散層のアノード拡散層
8b Pウェル拡散層
8c コレクタ拡散層
9 素子分離領域
11a カソード拡散層
11c コレクタコンタクト拡散層
17b N型拡散層のソース/ドレイン拡散層
17c,19c ベースPoly−Si拡散層
19b P型拡散層のソース/ドレイン拡散層
Claims (10)
- 受光素子部、CMOS素子およびバイポーラトランジスタ素子が1チップ上に形成された半導体装置の製造方法において、
同一の導電型のイオン注入を行うことにより、半導体基板または前記半導体基板上のエピタキシャル層の、受光素子領域、CMOS素子領域およびバイポーラトランジスタ素子領域のうち、2以上の領域の前記同一の導電型の拡散層を同時に形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記受光素子部はフォトダイオードを有することを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
- 前記エピタキシャル層の、前記受光素子領域の導電型のアノード拡散層を形成するための前記同一の導電型のイオン注入を行うことにより、前記エピタキシャル層の、前記CMOS領域および前記バイポーラトランジスタ素子領域のうち、1以上の前記導電型のウェル拡散層およびコレクタ拡散層を形成することを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
- 前記同一の導電型のイオン注入のイオン種をボロンイオンとし、前記ボロンイオンのドーズ量を5×1011cm-2〜1×1014cm-2程度とすることを特徴とする請求項3記載の半導体装置の製造方法。
- 前記同一の導電型のイオン注入を行うことにより、前記エピタキシャル層の、前記受光素子領域、前記CMOS素子領域および前記バイポーラトランジスタ素子領域のうち、前記受光素子領域および前記バイポーラトランジスタ素子領域に、前記同一の導電型の拡散層の、カソード拡散層およびコレクタコンタクト拡散層を形成することを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
- 前記同一の導電型のイオン注入のイオン種をリンイオンとし、前記リンイオンのドーズ量を1×1014cm-2〜1×1016cm-2程度とすることを特徴とする請求項5記載の半導体装置の製造方法。
- 前記同一の導電型のイオン注入を行うことにより、前記エピタキシャル層の、前記受光素子領域、前記CMOS素子領域および前記バイポーラトランジスタ素子領域のうち、前記CMOS素子領域および前記バイポーラトランジスタ素子領域に、前記同一の導電型の拡散層の、ソースおよびドレイン拡散層、およびポリシリコン層を形成することを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
- 前記同一の導電型のイオン注入のイオン種を砒素イオンとし、前記砒素イオンのドーズ量を5×1014cm-2〜5×1016cm-2程度とすることを特徴とする請求項7記載の半導体装置の製造方法。
- 前記同一の導電型のイオン注入のイオン種をボロンイオンとし、前記ボロンイオンのドーズ量を5×1014cm-2〜5×1016cm-2程度とすることを特徴とする請求項7記載の半導体装置の製造方法。
- 前記同一の導電型のイオン注入を行うことにより、前記エピタキシャル層の、前記受光素子領域、前記CMOS素子領域および前記バイポーラトランジスタ素子領域のうち、前記CMOS素子領域および前記バイポーラトランジスタ素子領域に、前記同一の導電型の拡散層の、ポリシリコン層を形成することを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
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