JP2660360B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
形成された縦型のnpnバイポーラトランジスタと縦型
のpnpバイポーラトランジスタとを有する半導体装置
およびその製造方法に関する。
告SDM89−57」に開示された、縦型npn,pn
pバイポーラトランジスタ混在の従来のLSIを示す断
面構造図である。図示のように、p- 型シリコン基板1
上に形成された素子分離絶縁膜2およびその下面に形成
されたp+ 型チャネルカット層3により、npnおよび
pnpトランジスタ領域がそれぞれ規定されている。n
pnトランジスタ領域は、n+ 型埋込み層4a,コレク
タとして働くn- 型エピタキシャル層5,n+ 型コレク
タ引出し層6,ベースとして働くp型拡散領域7および
エミッタとして働くn+ 型拡散領域8を含む。pnpト
ランジスタ領域は、n+ 型埋込み層4b,p+ 型埋込み
層9,コレクタとして働くp- 型拡散層10,p+ 型コ
レクタ引出し層11,ベースとして働くn型拡散領域1
2およびエミッタとして働くp+ 型拡散領域13を含
む。
コレクタ引出し層6,p型拡散領域7,n+ 型拡散領域
8上にはそれぞれ、コレクタ電極であるn型多結晶シリ
コン層14,ベース電極であるp型多結晶シリコン層1
5,エミッタ電極であるn型多結晶シリコン層16が形
成されている。またpnpトランジスタ領域において、
p+ 型コレクタ引出し層11,n型拡散領域12,p+
型拡散領域13上にはそれぞれ、コレクタ電極であるp
型多結晶シリコン層17,ベース電極であるn型多結晶
シリコン層18,エミッタ電極であるp型多結晶シリコ
ン層19が形成されている。各多結晶シリコン層14〜
19間は、絶縁膜20により絶縁されている。絶縁膜2
0に設けられた開口を介し、npnトランジスタ領域の
多結晶シリコン層14,15上にはそれぞれコレクタ,
ベース金属配線21,22が形成され、pnpトランジ
スタ領域の多結晶シリコン層17,18上にはそれぞれ
コレクタ,ベース金属配線24,25が形成される。ま
たnpnトランジスタ領域の多結晶シリコン層16上に
はエミッタ金属配線23が形成され、pnpトランジス
タ領域の多結晶シリコン層19上にはエミッタ金属配線
26が形成される。
ず、 p- 型シリコン基板1上にn+型埋込み層4a,
4bおよびp+ 型埋込み層9を形成した後、n- 型エピ
タキシャル層5が全面に堆積される。次いで、p+ 型チ
ャネルカット層3が底面に形成されるように素子分離絶
縁膜2を設けて素子分離を行い、しかる後、p- 型拡散
層10,n+ 型コレクタ引出し層6,p+ 型コレクタ引
出し層11を選択拡散により順次形成する。
させた後、第1のマスク(図示せず)を用いてnpnト
ランジスタのベース電極となる領域およびpnpトラン
ジスタのコレクタ電極となる領域にのみp型不純物を選
択的に導入し、さらに、第2のマスク(図示せず)を用
いてnpnトランジスタのコレクタ電極となる領域およ
びpnpトランジスタのベース電極となる領域にのみn
型不純物を選択的に導入する。しかる後、第1の多結晶
シリコンを選択エッチングでパターニングすることによ
り、n型多結晶シリコン層14,18およびp型多結晶
シリコン層15,17を形成する。
ース電極である多結晶シリコン層15,18の側壁に絶
縁膜が残るように開口を設けた後、該開口を通じてp拡
散領域7およびn拡散領域12を形成する。続いて第2
の多結晶シリコンを全面に堆積し、第3のマスク(図示
せず)を用いてnpnトランジスタのエミッタ電極とな
る領域にのみn型不純物を選択的に導入し、さらに、第
4のマスク(図示せず)を用いてpnpトランジスタの
エミッタ電極となる領域にのみp型不純物を選択的に導
入する。しかる後第2の多結晶シリコンを選択エッチン
グでパターニングすることにより、n型多結晶シリコン
層16およびp型多結晶シリコン層19を形成する。そ
して熱処理を施すことにより、多結晶シリコン層16,
19からの拡散によりn+ 型拡散領域8およびp+ 型拡
散領域13を形成する。最後に金属配線21〜26を形
成することにより、図25の半導体装置が完成する。
上のように構成されているので、ベース,エミッタ電極
形成のためには、第1の多結晶シリコン形成後、第1,
第2のマスクを用いてn型とp型の2回の選択不純物注
入を行い、さらに第2の多結晶シリコン形成後、第3,
第4のマスクを用いてn型とp型の2回の選択不純物注
入を行う必要があった。すなわち、合計4回のマスク合
せと、合計4回の選択不純物注入を経なければ、ベー
ス,エミッタ電極を形成することができず、工程数が多
過ぎるという問題点があった。
ためになされたもので、少ない工程数でベース,エミッ
タ電極を形成することのできる半導体装置およびその製
造方法を提供することを目的とする。
体基板上にベース,エミッタおよびコレクタ領域が各々
形成された縦型のnpnおよびpnpバイポーラトラン
ジスタを有する半導体装置およびその製造方法を対象と
している。
イポーラトランジスタのベース領域上に形成されたp型
導電層より成る第1ベース電極と、pnpバイポーラト
ランジスタのエミッタ領域上に形成されたp型導電層よ
り成る第1エミッタ電極と、第1ベース電極を覆う第1
絶縁膜と、第1エミッタ電極を覆う第2絶縁膜と、第1
絶縁膜により第1ベース電極から絶縁され、npnバイ
ポーラトランジスタのエミッタ領域上に形成されたn型
導電層より成る第2エミッタ電極と、第2絶縁膜により
第1エミッタ電極から絶縁され、pnpバイポーラトラ
ンジスタのベース領域上に形成されたn型導電層より成
る第2ベース電極とを備えて構成されている。
npバイポーラトランジスタのベース領域上に形成され
たn型導電層より成る第1ベース電極と、npnバイポ
ーラトランジスタのエミッタ領域上に形成されたn型導
電層より成る第1エミッタ電極と、第1ベース電極を覆
う第1絶縁膜と、第1エミッタ電極を覆う第2絶縁膜
と、第1絶縁膜により第1ベース電極から絶縁され、p
npバイポーラトランジスタのエミッタ領域上に形成さ
れたp型導電層より成る第2エミッタ電極と、第2絶縁
膜により第1エミッタ電極から絶縁され、npnバイポ
ーラトランジスタのベース領域上に形成されたp型導電
層より成る第2ベース電極とを備えて構成されている。
方法は、半導体基板を準備する工程と、この半導体基板
上に、npnバイポーラトランジスタのコレクタ領域と
なるn型の第1の島と、pnpバイポーラトランジスタ
のコレクタ領域となるp型の第2の島とを設ける工程
と、第1の島の表面に、npnバイポーラトランジスタ
のベース領域となるp型の第1半導体領域を選択的に形
成する工程と、第2の島の表面に、pnpバイポーラト
ランジスタのベース領域となるn型の第2半導体領域を
選択的に形成する工程と、全面にp型導電層を形成しこ
れをパターニングすることにより、第1半導体領域上
に、npnバイポーラトランジスタのベース電極となる
p型の第1導電層を選択的に形成するとともに、同時
に、第2半導体領域上にも、pnpバイポーラトランジ
スタのエミッタ電極となるp型の第2導電層を選択的に
形成する工程と、第1導電層を第1絶縁膜で覆うととも
に、同時に、第2導電層も第2絶縁膜で覆う工程と、全
面にn型導電層を形成しこれをパターニングすることに
より、第1絶縁膜により第1導電層から絶縁しつつ、第
1半導体領域上に、npnバイポーラトランジスタのエ
ミッタ領域となるn型の第3導電層を選択的に形成する
とともに、同時に、第2絶縁膜により第2導電層から絶
縁しつつ、第2半導体領域上に、pnpバイポーラトラ
ンジスタのベース電極となるn型の第4導電層を選択的
に形成する工程と、熱処理により、第3導電層から第1
半導体領域へn型不純物を拡散させ、第1半導体領域の
表面に、npnバイポーラトランジスタのエミッタ領域
となるn型の第3半導体領域を選択的に形成するととも
に、同時に、第2導電層から第2半導体領域へp型不純
物を拡散させ、第2半導体領域の表面に、pnpバイポ
ーラトランジスタのエミッタ領域となるp型の第4半導
体領域を選択的に形成する工程とを備えて構成されてい
る。
造方法は、半導体基板を準備する工程と、この半導体基
板上に、pnpバイポーラトランジスタのコレクタ領域
となるp型の第1の島と、npnバイポーラトランジス
タのコレクタ領域となるn型の第2の島とを設ける工程
と、第1の島の表面に、pnpバイポーラトランジスタ
のベース領域となるn型の第1半導体領域を選択的に形
成する工程と、第2の島の表面に、npnバイポーラト
ランジスタのベース領域となるp型の第2半導体領域を
選択的に形成する工程と、全面にn型導電層を形成しこ
れをパターニングすることにより、第1半導体領域上
に、pnpバイポーラトランジスタのベース電極となる
n型の第1導電層を選択的に形成するとともに、同時
に、第2半導体領域上にも、npnバイポーラトランジ
スタのエミッタ電極となるn型の第2導電層を選択的に
形成する工程と、第1導電層を第1絶縁膜で覆うととも
に、同時に、前記第2導電層も第2絶縁膜で覆う工程
と、全面にp型導電層を形成しこれをパターニングする
ことにより、第1絶縁膜により第1導電層から絶縁しつ
つ、第1半導体領域上に、pnpバイポーラトランジス
タのエミッタ領域となるp型の第3導電層を選択的に形
成するとともに、同時に、第2絶縁膜により第2導電層
から絶縁しつつ、第2半導体領域上に、npnバイポー
ラトランジスタのベース電極となるp型の第4導電層を
選択的に形成する工程と、熱処理により、第3導電層か
ら第1半導体領域へp型不純物を拡散させ、第1半導体
領域の表面に、pnpバイポーラトランジスタのエミッ
タ領域となるp型の第3半導体領域を選択的に形成する
とともに、同時に、第2導電層から第2半導体領域へn
型不純物を拡散させ、第2半導体領域の表面に、npn
バイポーラトランジスタのエミッタ領域となるn型の第
4半導体領域を選択的に形成する工程とを備えて構成さ
れている。
は、p(あるいはn)型導電層より成る第1ベース,エ
ミッタ電極を第1,第2絶縁膜で覆う構造としているの
で、第1ベース,エミッタ電極は例えばp(あるいは
n)型導電層の全面形成,パターニングという工程によ
り形成することができ、選択不純物注入およびそのため
のマスク合せは不要となる。また第1,第2絶縁膜によ
りn(あるいはp)型導電層より成る第2ベース,エミ
ッタ電極を第1ベース,エミッタ電極から絶縁する構造
としているので、第2ベース,エミッタ電極も例えばn
(あるいはp)型導電層の全面形成,パターニングとい
う工程により形成することができ、選択不純物注入およ
びそのためのマスク合せはやはり不要となる。
の製造方法においては、第1,第2導電層は全面にp
(あるいはn)型導電層を形成しこれをパターニングす
ることにより形成しているので、選択不純物注入および
そのためのマスク合せは不要であり、また第3,第4導
電層も全面にn(あるいはp)型導電層を形成しこれを
パターニングすることにより形成しているので、選択不
純物注入およびそのためのマスク合せはやはり不要であ
る。
の平面パターンを示す平面図、図2は図1のA−A線に
沿った断面構造を示す断面図である。図2に示すよう
に、p- 型シリコン基板31上にn+ 型埋込み層32お
よびn- 型エピタキシャル層33が積層されている。n
+ 埋込み層32およびn- 型エピタキシャル層33は、
表面からp- 型シリコン基板31に達する素子分離絶縁
膜34および、その底面に形成されたp型チャネルカッ
ト層35により分離され、npnトランジスタ領域の島
およびpnpトランジスタ領域の島が規定されている。
埋込み層32は埋込みコレクタ、n- 型エピタキシャル
層33はコレクタとして働く。またnpnトランジスタ
領域は、n+ 型コレクタ引出し層36,p型ベース拡散
領域37およびn+ 型エミッタ拡散領域38を含む。一
方、pnpトランジスタ領域は、n+ 型埋込み層32と
n- 型エピタキシャル層33との界面に形成されたp+
型埋込みコレクタ層39,p- 型コレクタ拡散層40,
p+ 型コレクタ引出し層41,n型ベース拡散領域42
およびp+ 型エミッタ拡散領域43を含む。
ース拡散領域37およびn+ 型エミッタ拡散領域38上
にはそれぞれ、ベース電極であるp型多結晶シリコン層
45およびエミッタ電極であるn型多結晶シリコン層4
6が形成されている。p型多結晶シリコン層45は、絶
縁膜47で覆われることにより、n型多結晶シリコン層
46から絶縁されている。またpnpトランジスタ領域
において、n型ベース拡散領域42およびp+ 型エミッ
タ拡散領域43上にはそれぞれ、ベース電極であるn型
多結晶シリコン層49およびエミッタ電極であるp型多
結晶シリコン層50が形成されている。p型多結晶シリ
コン層50は、絶縁膜51で覆われることにより、n型
多結晶シリコン層49から絶縁されている。このよう
に、この実施例では、p型の多結晶シリコン層45,5
0を絶縁膜47,51で覆うことにより、n型の多結晶
シリコン層46,49から絶縁している。
れる。パッシベーション膜52の材料として、例えばB
PSGやSOGを用いてもよい。平坦性の良い膜である
ことが望ましい。そして、このパッシベーション膜52
およびその下の絶縁膜51に設けられた開口を介し、n
pnトランジスタ領域の n+ 型コレクタ引出し層3
6,p型多結晶シリコン層45およびn型多結晶シリコ
ン層46上にはコレクタ,ベース,エミッタ金属配線5
3,54,55がそれぞれ形成され、pnpトランジス
タ領域のp+ 型コレクタ引出し層41,n型多結晶シリ
コン層49およびp型多結晶シリコン層50上にはコレ
クタ,ベース,エミッタ金属配線56,57,58がそ
れぞれ形成されている。金属配線53〜58の材料とし
ては、例えばAlSi/TiNやAlSiCu/Ti
N、可能ならばAlCuやCuを用いてもよい。低抵抗
化,耐マイグレーション化を図ることが必要である。
施例の平面パターンを示す平面図、図4は図3のB−B
線に沿った断面構造を示す断面図である。この実施例で
は、npnトランジスタのn+ 型コレクタ引出し層36
上にコレクタ電極であるn型多結晶シリコン層44を設
けるとともに、pnpトランジスタのp+ 型コレクタ引
出し層41上にコレクタ電極であるp型多結晶シリコン
層48を設けている。p型多結晶シリコン層48は、p
型多結晶シリコン層50と同様に、絶縁膜51で覆われ
ている。npnトランジスタのコレクタ金属配線53
は、パッシベーション膜52に設けられた開口を介して
n型多結晶シリコン層44上に形成され、pnpトラン
ジスタのコレクタ金属配線56は、パッシベーション膜
52および絶縁膜51に設けられた開口を介してp型多
結晶シリコン層48上に形成される。その他の構成は図
1,図2の半導体装置と同じである。
り得る寸法,不純物濃度の範囲および将来の方向を示
す。なお、層,領域は参照番号のみ掲げている。
た半導体装置の製造方法の一例について説明する。
基板31上全面にn型不純物を拡散し、n+ 型埋込み層
32を形成する。そして、n+ 型埋込み層32の表面に
p型不純物を選択的に注入することにより、P型不純物
注入領域61を形成する。
シャル層33を全面にエピタキシャル成長させる。この
とき、p型不純物注入領域61のp型不純物が拡散する
ことにより、n+ 型埋込み層32と n- 型エピタキシ
ャル層33との界面にp+ 型コレクタ埋込み層39が形
成される。
シャル層33上にマスク62を形成し、このマスク62
を用いて、選択エッチングを施すことにより、p- 型シ
リコン基板31に達するトレンチ63を掘る。しかる
後、トレンチ63の底部にp型不純物を選択的に注入し
拡散することにより、p型チャネルカット層35を形成
する。
ンを全面に堆積させトレンチ63内を埋め込む。そし
て、表面に堆積した二酸化シリコンをエッチバックで除
去することにより、図8に示すように、トレンチ63内
に素子分離絶縁膜34を形成する。
スタ領域のn- 型エピタキシャル層33内にp型不純物
を選択拡散し、p- 型コレクタ拡散層40を形成する。
そして、選択酸化法により表面に素子分離絶縁膜34を
形成した後、npnトランジスタ領域のn- 型エピタキ
シャル層33内に高濃度のn型不純物を選択拡散してn
+ 型コレクタ引出し層36を形成するとともに、pnp
トランジスタ領域のn- エピタキシャル層33内に高濃
度のp型不純物を選択拡散してp+ 型コレクタ引出し層
41を形成する。なお表面の素子分離絶縁膜34の形成
工程とn+ ,p + 型コレクタ引出し層36,41の形成
工程とは順序が逆になってもよい。しかる後、npnト
ランジスタ領域におけるn- 型エピタキシャル層33の
表面にp型不純物を選択拡散することによりp型ベース
拡散領域37を形成するとともに、pnpトランジスタ
領域におけるp- 型コレクタ拡散層40の表面にn型不
純物を選択拡散することによりn型ベース拡散領域42
を形成する。
おいては、npnトランジスタ領域では、図9の円10
0内のみ、pnpトランジスタ領域では図9の円200
内のみを図示する。図10〜図16の左半分が円100
内を示し、右半分が円200内を示す。
1層目多結晶シリコン64を全面に堆積する。そして、
ボロン(B+ )等のp型不純物を第1層目多結晶シリコ
ン64全面に導入することにより、第1層目多結晶シリ
コン64をp型化しておく。
晶シリコン64上全面に絶縁膜65を堆積する。
にフォトレジストパターン66を形成し、このフォトレ
ジストパターン66をマスクとして絶縁膜65および第
1層目多結晶シリコン64をエッチングする。残った第
1層目多結晶シリコン64が、npnトランジスタ領域
ではベース電極であるp型多結晶シリコン層45,pn
pトランジスタ領域ではエミッタ電極であるp型多結晶
シリコン層50となる。なお、図3,図4の実施例のよ
うに、pnpトランジスタ領域にコレクタ電極であるp
型多結晶シリコン層48を設ける場合には、この工程で
p型多結晶シリコン層48も同時に形成しておく。
た後、全面に絶縁膜を堆積する。そして、異方性エッチ
ングを施すことにより、図13に示すように、npnト
ランジスタ領域ではp型多結晶シリコン層45と絶縁膜
65の側部、pnpトランジスタ領域ではp型多結晶シ
リコン層50と絶縁膜65の側部に、絶縁膜のサイドウ
ォール67を形成する。npnトランジスタ領域におい
ては、絶縁膜65とサイドウォール67により図2,図
4の絶縁膜47が形成され、pnpトランジスタ領域に
おいては絶縁膜65とサイドウォール67により図2,
図4の絶縁膜51が形成される。
目多結晶シリコン68を堆積する。そして、ヒ素(As
+ )等のn型不純物を第2層目多結晶シリコン68全面
に導入することにより、第2層目多結晶シリコン68を
n型化しておく。
晶シリコン68を選択エッチングにより選択的に除去し
て所定のパターンを残すことにより、npnトランジス
タ領域においてはp型ベース拡散領域37に接するn型
多結晶シリコン層46,pnpトランジスタ領域におい
てはn型ベース拡散領域42に接するn型多結晶シリコ
ン層49を形成する。なお、図3,図4の実施例のよう
に、npnトランジスタ領域にコレクタ電極であるn型
多結晶シリコン層44を設ける場合には、この工程でn
型多結晶シリコン層44も同時に形成しておく。n型多
結晶シリコン層46,49はサイドウォール67により
p型多結晶シリコン層45,50から自己整合的に絶縁
分離されている。そして、熱処理を施すことにより、p
型およびn型多結晶シリコン層45,46,49,50
からの不純物拡散によって、npnトランジスタ領域に
おいてはp型ベース拡散領域37内にn+ 型エミッタ拡
散領域38およびp+ 型外部ベース拡散領域37a、ま
たpnpトランジスタ領域においてはn型ベース拡散領
域42内にp+ 型エミッタ拡散領域43およびn+型外
部ベース拡散領域42aをそれぞれ形成する。
をパッシベーション膜52で覆った後、このパッシベー
ション膜52およびその下の絶縁膜65にコンタクトホ
ールを開口し、メタライズ処理を施してベース,エミッ
タ金属配線54,55,57,58および図示しないが
コレクタ金属配線53,56を形成することにより、図
2あるいは図4の半導体装置が完成する。
コン64を全面形成した後、p型不純物の全面注入によ
り第1層目多結晶シリコン64をp型化し、さらにこの
第1層目多結晶シリコン64をパターニングすることに
よりnpnトランジスタのベース電極であるp型多結晶
シリコン層45とpnpトランジスタのエミッタ電極で
あるp型多結晶シリコン層50とを同時に形成してい
る。そして、これらp型多結晶シリコン層45,50を
絶縁膜47(絶縁膜65およびサイドウォール67)で
覆い、続いて第2層目多結晶シリコン68を全面形成し
た後、n型不純物の全面注入により第2層目多結晶シリ
コン68をn型化し、さらにこの第2層目多結晶シリコ
ン68をパターニングすることにより、npnトランジ
スタのエミッタ電極であるn型多結晶シリコン層46と
pnpトランジスタのベース電極であるn型多結晶シリ
コン層49とを同時に形成している。したがって、従来
のように、第1層目,第2層目多結晶シリコンにp型,
n型不純物を所望領域に打ち分けるための選択不純物注
入およびそのためのマスク合せは不要となり、製造工程
が簡単になる。
64,68として、最初から不純物がドープされたp型
多結晶シリコン,n型多結晶シリコンをそれぞれ堆積さ
せれば、その後のp型,n型不純物注入工程は不要とな
る。
に他の実施例の平面パターンを示す平面図、図18は図
17のC−C線に沿った断面構造を示す断面図である。
この実施例では、電極を低抵抗化するとともに微細化す
る目的で、多結晶シリコン層44,45,46,48,
49,50上にMoSi2 ,TiSi2 ,WSi2 等の
金属シリサイド層71,72,73,74,75,76
をそれぞれ形成し、各電極を不純物ドープ多結晶シリコ
ンと金属シリサイドの2層構造としている。金属シリサ
イド層71〜76の厚みは例えば0.05〜 0.2μm程度で
あってもよい。また、電極の低抵抗化に伴い、pnpト
ランジスタのエミッタ電極(p型多結晶シリコン層50
および金属シリサイド層76)に対するエミッタ金属配
線58のコンタクトをp+ 型エミッタ拡散領域43から
離れた所でとっている。これによりp+ 型エミッタ拡散
領域43を小さく形成することが可能になり、高速動作
が可能となって周波数特性が良くなる。その他の構成は
図3,図4の半導体装置と同じである。
7,図18の半導体装置の製造方法について説明する。
同じである。図10の工程の後、図19に示すように、
第1層目p型多結晶シリコン64上全面に高融点金属シ
リサイド81および絶縁膜65を順に堆積する。
にフォトレジストパターン66を形成し、このフォトレ
ジストパターン66をマスクとして絶縁膜65,金属シ
リサイド81および多結晶シリコン64をエッチングす
る。残った金属シリサイド81が、npnトランジスタ
領域では金属シリサイド層72、pnpトランジスタ領
域では金属シリサイド層74(図示せず)および金属シ
リサイド層76となり、また残った第1層目多結晶シリ
コン64が、npnトランジスタ領域ではベース電極で
あるp型多結晶シリコン層45,pnpトランジスタ領
域ではコレクタ電極であるp型多結晶シリコン層48
(図示せず)およびエミッタ電極であるp型多結晶シリ
コン層50となる。
た後、全面に絶縁膜を堆積する。そして、異方性エッチ
ングを施すことにより、図21に示すように、npnト
ランジスタ領域ではp型多結晶シリコン層45,金属シ
リサイド層72および絶縁膜65の側部、pnpトラン
ジスタ領域ではp型多結晶シリコン層50,金属シリサ
イド層76および絶縁膜65の側部に、絶縁膜のサイド
ウォール67を形成する。npnトランジスタ領域にお
いては、絶縁膜65とサイドウォール67により図18
の絶縁膜47が形成され、pnpトランジスタ領域にお
いては絶縁膜65とサイドウォール67により図18の
絶縁膜51が形成される。
面に第2層目多結晶シリコン68を堆積する。そして、
ヒ素(As+ )等のn型不純物を第2層目多結晶シリコ
ン68全面に導入することにより、第2層目多結晶シリ
コン68をn型化しておく。しかる後、図22に示すよ
うに、第2層目多結晶シリコン68を選択エッチングに
より選択的に除去して所定のパターンを残すことによ
り、npnトランジスタ領域においてはn+ 型コレクタ
引出し層36に接するn型多結晶シリコン層44(図示
せず)およびp型ベース拡散領域37に接するn型多結
晶シリコン層46、pnpトランジスタ領域においては
n型ベース拡散領域42に接するn型多結晶シリコン層
49を形成する。n型多結晶シリコン層46,49はサ
イドウォール67,絶縁膜65によりp型多結晶シリコ
ン層45,50から自己整合的に絶縁分離されている。
そして、熱処理を施すことにより、p型およびn型多結
晶シリコン層45,46,49,50からの不純物拡散
によって、npnトランジスタ領域においてはp型ベー
ス拡散領域37内にn+ 型エミッタ拡散領域38および
p+ 型外部ベース拡散領域37a、またpnpトランジ
スタ領域においてはn型ベース拡散領域42内にp+ 型
エミッタ拡散領域43およびn+ 型外部ベース拡散領域
42aをそれぞれ形成する。
に堆積し、熱処理を施すことにより、図23に示すよう
に、n型多結晶シリコン層46,49およびn型多結晶
シリコン層44(図示せず)上にのみ金属シリサイドを
自己整合的に生成させ、金属シリサイド層73,75お
よび金属シリサイド層71(図示せず)を形成する。な
お、図22と図23の工程では、n型多結晶シリコンと
金属シリサイドの2層構造を全面に堆積した後、これを
パターニングすることにより、n型多結晶シリコン層
(44),46,49およびその上の金属シリサイド層
(71),73,75を形成してもよい。
をパッシベーション膜52で覆った後、このパッシベー
ション膜52およびその下の絶縁膜65にコンタクトホ
ールを開口し、メタライズ処理を施してベース,エミッ
タ金属配線54,55,57,58および図示しないが
コレクタ金属配線53,56を形成することにより、図
18の半導体装置が完成する。
に他の実施例の平面パターンを示す平面図、図27は図
26のD−D線に沿った断面構造を示す断面図である。
この実施例では、先の図1,図2の実施例と比較して、
電極部の構造をnpnトランジスタとpnpトランジス
タとで逆にしている。すなわち、この実施例におけるn
pnトランジスタのp型多結晶シリコン層45,n型多
結晶シリコン層46,絶縁膜47は、先の実施例におけ
るpnpトランジスタのn型多結晶シリコン層49,p
型多結晶シリコン層50,絶縁膜51とそれぞれ同様の
構造を有している。また、この実施例におけるpnpト
ランジスタのn型多結晶シリコン層49,p型多結晶シ
リコン層50,絶縁膜51は、先の実施例におけるnp
nトランジスタのp型多結晶シリコン層45,n型多結
晶シリコン層46,絶縁膜47とそれぞれ同様の構造を
有している。その他の構造は、npnトランジスタとp
npトランジスタの位置が左右逆転していることを除い
て、先の図1,図2の実施例と同じである。また効果に
おいても同じである。
の実施例や図17,図18の実施例にもあてはまること
は言うまでもない。すなわち、図3,図4の実施例や図
17,図18の実施例において、電極部の構造をnpn
トランジスタとpnpトランジスタとで逆にしてもよ
い。その場合にも上記実施例と同様の効果を奏する。
図24から容易に類推されよう。すなわち、これらの図
面に図示された製造工程において、npnトランジスタ
の電極構造の製造工程をpnpトランジスタに適用し、
pnpトランジスタの電極構造の製造工程をnpnトラ
ンジスタに適用すればよいだけである。ただし、電極構
造が逆転することに伴い、第1層,第2層多結晶シリコ
ン64,68の導電型も逆にする必要がある。すなわ
ち、第1層多結晶シリコン64はp型であったものをn
型を用い、第2層多結晶シリコン68はn型であったも
のをp型を用いなければならない。この様な製造方法に
よって、上記実施例と同様の効果を奏する。
は請求項2)に係る半導体装置においては、p(あるい
はn)型導電層より成る第1ベース,エミッタ電極を第
1,第2絶縁膜で覆う構造としているので、第1ベー
ス,エミッタ電極は例えばp(あるいはn)型導電層の
全面形成,パターニングという工程により形成すること
ができ、選択不純物注入およびそのためのマスク合せは
不要となる。また第1,第2絶縁膜によりn(あるいは
p)型導電層より成る第2ベース,エミッタ電極を第1
ベース,エミッタ電極から絶縁する構造としているの
で、第2ベース,エミッタ電極も例えばn(あるいは
p)型導電層の全面形成,パターニングという工程によ
り形成することができ、選択不純物注入およびそのため
のマスク合せはやはり不要となる。
る半導体装置の製造方法においては、第1,第2導電層
は全面にp(あるいはn)型導電層を形成しこれをパタ
ーニングすることにより形成しているので、選択不純物
注入およびそのためのマスク合せは不要であり、また第
3,第4導電層も全面にn(あるいはp)型導電層を形
成しこれをパターニングすることにより形成しているの
で、選択不純物注入およびそのためのマスク合せはやは
り不要である。
数で、自己整合を用いた高性能なnpn,pnpトラン
ジスタのベース,エミッタ電極を形成することのできる
半導体装置およびその製造方法が得られるという効果が
ある。
ターンを示す平面図である。
である。
パターンを示す平面図である。
である。
す断面図である。
す断面図である。
す断面図である。
す断面図である。
す断面図である。
示す断面図である。
示す断面図である。
示す断面図である。
示す断面図である。
示す断面図である。
示す断面図である。
示す断面図である。
例の平面パターンを示す平面図である。
面図である。
である。
である。
である。
である。
である。
である。
例の平面パタ−ンを示す平面図である。
面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 同一の半導体基板上にベース,エミッタ
およびコレクタ領域が各々形成された縦型のnpnおよ
びpnpバイポーラトランジスタを有する半導体装置で
あって、 前記npnバイポーラトランジスタの前記ベース領域上
に形成されたp型導電層より成る第1ベース電極と、 前記pnpバイポーラトランジスタの前記エミッタ領域
上に形成されたp型導電層より成る第1エミッタ電極
と、 前記第1ベース電極を覆う単層の第1絶縁膜と、 前記第1エミッタ電極を覆う単層の第2絶縁膜と、 前記第1絶縁膜により前記第1ベース電極から絶縁さ
れ、かつ前記第1ベース電極によってとり囲まれるよう
に、前記npnバイポーラトランジスタの前記エミッタ
領域上に形成されたn型導電層より成る第2エミッタ電
極と、 前記第2絶縁膜により前記第1エミッタ電極から絶縁さ
れ、かつ前記第1エミッタ電極をとり囲むように、前記
pnpバイポーラトランジスタの前記ベース領域上に形
成されたn型導電層より成る第2ベース電極とを備える
半導体装置。 - 【請求項2】 同一の半導体基板上にベース,エミッタ
およびコレクタ領域が各々形成された縦型のnpnおよ
びpnpバイポーラトランジスタを有する半導体装置で
あって、 前記pnpバイポーラトランジスタの前記ベース領域上
に形成されたn型導電層より成る第1ベース電極と、 前記npnバイポーラトランジスタの前記エミッタ領域
上に形成されたn型電層より成る第1エミッタ電極と、 前記第1ベース電極を覆う単層の第1絶縁膜と、 前記第1エミッタ電極を覆う単層の第2絶縁膜と、 前記第1絶縁膜により前記第1ベース電極から絶縁さ
れ、かつ前記第1ベース電極によってとり囲まれるよう
に、前記pnpバイポーラトランジスタの前記エミッタ
領域上に形成されたp型導電層より成る第2エミッタ電
極と、 前記第2絶縁膜により前記第1エミッタ電極から絶縁さ
れ、かつ前記第1エミ ッタ電極をとり囲むように、前記
npnバイポーラトランジスタの前記ベース領域上に形
成されたp型導電層より成る第2ベース電極とを備える
半導体装置。 - 【請求項3】同一の半導体基板上にベース,エミッタお
よびコレクタ領域が各々形成された縦型のnpnおよび
pnpバイポーラトランジスタを有する半導体装置の製
造方法であって、 半導体基板を準備する工程と、 前記半導体基板上に、前記npnバイポーラトランジス
タの前記コレクタ領域となるn型の第1の島と、前記p
npバイポーラトランジスタの前記コレクタ領域となる
p型の第2の島とを設ける工程と、 前記第1の島の表面に、前記npnバイポーラトランジ
スタの前記ベース領域となるp型の第1半導体領域を選
択的に形成する工程と、 前記第2の島の表面に、前記pnpバイポーラトランジ
スタの前記ベース領域となるn型の第2半導体領域を選
択的に形成する工程と、 全面にp型導電層を形成しこれを一度にパターニングす
ることにより、前記第1半導体領域上に、前記npnバ
イポーラトランジスタのベース電極となるp型の第1導
電層を選択的に形成するとともに、同時に、前記第2半
導体領域上にも、前記pnpバイポーラトランジスタの
エミッタ電極となるp型の第2導電層を選択的に形成す
る工程と、 前記第1導電層を第1絶縁膜で覆うとともに、同時に、
前記第2導電層も第2絶縁膜で覆う工程と、 全面にn型導電層を形成しこれを一度にパターニングす
ることにより、前記第1絶縁膜により前記第1導電層か
ら絶縁しつつ、前記第1半導体領域上に、前記npnバ
イポーラトランジスタのエミッタ領域となるn型の第3
導電層を選択的に形成するとともに、同時に、前記第2
絶縁膜により前記第2導電層から絶縁しつつ、前記第2
半導体領域上に、前記pnpバイポーラトランジスタの
ベース電極となるn型の第4導電層を選択的に形成する
工程と、 熱処理により、前記第3導電層から前記第1半導体領域
へn型不純物を拡散させ、前記第1半導体領域の表面
に、前記npnバイポーラトランジスタの前記エミッタ
領域となるn型の第3半導体領域を選択的に形成すると
ともに、同時に、前記第2導電層から前記第2半導体領
域へp型不純物を拡散させ、前記第2半導体領域の表面
に、前記pnpバイポーラトランジスタの前記エミッタ
領域となるp型の第4半導体領域を選択的に形成する工
程とを備える半導体装置の製造方法。 - 【請求項4】同一の半導体基板上にベース,エミッタお
よびコレクタ領域が各々形成された縦型のnpnおよび
pnpバイポーラトランジスタを有する半導体装置の製
造方法であって、 半導体基板を準備する工程と、 前記半導体基板上に、前記pnpバイポーラトランジス
タの前記コレクタ領域となるp型の第1の島と、前記n
pnバイポーラトランジスタの前記コレクタ領域となる
n型の第2の島とを設ける工程と、 前記第1の島の表面に、前記pnpバイポーラトランジ
スタの前記ベース領域となるn型の第1半導体領域を選
択的に形成する工程と、 前記第2の島の表面に、前記npnバイポーラトランジ
スタの前記ベース領域となるp型の第2半導体領域を選
択的に形成する工程と、 全面にn型導電層を形成しこれを一度にパターニングす
ることにより、前記第1半導体領域上に、前記pnpバ
イポーラトランジスタのベース電極となるn型の第1導
電層を選択的に形成するとともに、同時に、前記第2半
導体領域上にも、前記npnバイポーラトランジスタの
エミッタ電極となるn型の第2導電層を選択的に形成す
る工程と、 前記第1導電層を第1絶縁膜で覆うとともに、同時に、
前記第2導電層も第2絶縁膜で覆う工程と、 全面にp型導電層を形成しこれを一度にパターニングす
ることにより、前記第1絶縁膜により前記第1導電層か
ら絶縁しつつ、前記第1半導体領域上に、前記pnpバ
イポーラトランジスタのエミッタ領域となるp型の第3
導電層を選択的に形成するとともに、同時に、前記第2
絶縁膜により前記第2導電層から絶縁しつつ、前記第2
半導体領域上に、前記npnバイポーラトランジスタの
ベース電極となるp型の第4導電層を選択的に形成する
工程と、 熱処理により、前記第3導電層から前記第1半導体領域
へp型不純物を拡散させ、前記第1半導体領域の表面
に、前記pnpバイポーラトランジスタの前記エミッタ
領域となるp型の第3半導体領域を選択的に形成すると
ともに、同時に、前記第2導電層から前記第2半導体領
域へn型不純物を拡散させ、前記第2半導体領域の表面
に、前記npnバイポーラトランジスタの前記エミッタ
領域となるn型の第4半導体領域を選択的に形成する工
程とを備える半導体装置の製造方法。
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