JP2982393B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JP2982393B2 JP3170788A JP17078891A JP2982393B2 JP 2982393 B2 JP2982393 B2 JP 2982393B2 JP 3170788 A JP3170788 A JP 3170788A JP 17078891 A JP17078891 A JP 17078891A JP 2982393 B2 JP2982393 B2 JP 2982393B2
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関し、特にBi−CMOS集積回路の製造方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】Bi−CMOS集積回路は、バイポーラ
トランジスタの高速動作・高駆動能力とCMOSの低消
費電力との両方の長所を兼ね備えている。低消費電力お
よび高速化の要請の応えて製品の多様化が進められてい
る。
【0003】従来のBi−CMOS集積回路の製造方法
について、図3(a)〜(c),図4(a)〜(c),
5(a)〜(b)を参照して説明する。
【0004】はじめに図3(a)に示すように、P型半
導体基板1にN+型埋込層2およびP+ 型埋込層3を形
成してからN型エピタキシャル層4を成長する。つぎに
熱酸化により厚さ400〜800Aの第1の二酸化シリ
コン膜19を形成する。つぎにフォトレジスト(図示せ
ず)をマスクとして、イオン注入することにより、Nチ
ャネルMOSFET予定領域およびバイポーラトランジ
スタ絶縁分離予定領域にPウェル6を形成する。つぎに
フォトレジスト(図示せず)をマスクとして、イオン注
入することにより、PチャネルMOSFET予定領域に
Nウェル7を形成する。つぎにCVD法により窒化シリ
コン膜8を堆積する。つぎにフォトレジスト(図示せ
ず)をマスクとして素子分離予定領域の窒化シリコン膜
8をドライエッチングしてから熱酸化して素子分離酸化
膜10を形成する。
【0005】つぎに図3(b)に示すように、窒化シリ
コン膜8をエッチングし、第1の二酸化シリコン膜19
を除去したのち、厚さ100〜300Aのゲート酸化膜
5を形成する。つぎにサブスレッショルドコントロール
のイオン注入を行なう。つぎにフォトレジスト(図示せ
ず)をマスクとして燐または砒素をイオン注入してN+
型コレクタ引き出し層9を形成する。つぎにフォトレジ
スト(図示せず)をマスクとして、バイポーラトランジ
スタのベース引き出し電極予定領域およびエミッタ予定
領域上のゲート酸化膜5をエッチングする。つぎにCV
D法により厚さ5000〜6000Aの第2の酸化シリ
コン膜12を堆積し、ゲート電極予定領域上の第2の酸
化シリコン膜12を選択エッチングし、燐または砒素を
導入してN+ 型ポリシリコン13を形成する。
【0006】つぎに図3(c)に示すように、例えばフ
ォトレジスト37をマスクとしてベース引き出し電極予
定領域およびエミッタ予定領域上の第1のポリシリコン
11にボロンを導入してP+ 型ポリシリコン14を形成
する。
【0007】つぎに図4(a)に示すように、タングス
テンシリサイドやモリブデンシリサイドなどのシリサイ
ド層15を堆積する。
【0008】つぎに図4(b)に示すように、CVD法
により厚さ2000〜5000Aの第4の二酸化シリコ
ン膜34を堆積する。つぎにフォトレジスト(図示せ
ず)をマスクとして異方性エッチングすることにより、
ポリシリコン13,14/シリサイド15(以下ポリサ
イドと記す)構造のゲート電極17、およびエミッタ予
定領域が開口されていないベース引き出し電極を形成す
る。
【0009】つぎに図4(c)に示すように、フォトレ
ジスト(図示せず)をマスクとして異方性エッチングに
よりエミッタ予定領域の第4の二酸化シリコン膜34お
よびポリサイド層を除去する。つぎにフォトレジスト
(図示せず)をマスクとしてボロンなどをイオン注入し
て真性ベース21を形成する。つぎにフォトレジストを
マスクとしてPチャネルMOSFETの低濃度P型拡散
層22およびNチャネルMOSFETの低濃度N型拡散
層23を形成する。なお製造工程における熱処理により
+ 型ポリシリコンから導入された不純物によって外部
ベース20が形成される。
【0010】つぎに図5(a)に示すように、CVD法
により全面に厚さ2000〜3000Aの第5の二酸化
シリコン膜24を堆積する。つぎに異方性エッチングに
よりゲート電極17およびベース引き出し電極32の側
面に第5の二酸化シリコン膜24からなる側壁(サイド
ウォール)を形成する。つぎにフォトレジスト(図示せ
ず)をマスクとしてイオン注入することにより、Pチャ
ネルMOSFETの高濃度P型拡散層25および高濃度
N型拡散層26を形成する。
【0011】つぎに図5(b)に示すように、CVD法
によりN型不純物として例えば燐を含む第2のポリシリ
コンを堆積し、フォトレジスト(図示せず)をマスクと
して異方性エッチングにより、エミッタ拡散窓を覆うエ
ミッタ引き出し電極27を形成する。最後に配線(引き
出し電極29)を形成してBi−CMOS集積回路の素
子部が完成する。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ベース引き出し電極お
よびゲート電極には同一導電型のポリシリコンを用いる
ので、ボロンなどのP型不純物を導入している。ゲート
電極のポリシリコンには燐・砒素などの不純物を導入し
ている。
【0013】そのためフォトレジストを塗布してから、
不純物を導入する領域に開口をもつパターンを形成する
必要がある。
【0014】特に熱拡散法によってゲート電極予定領域
のポリシリコンに燐などの不純物を導入するときは、ベ
ース引き出し電極予定領域上を酸化膜などにより覆う必
要があり、工程が長くなるという問題があった。
【0015】本発明の目的は工程数を削減することによ
り、高集積化に適したBi−CMOS集積回路の製造方
法を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、半導体基板の一主面上にゲート酸化膜を形成
する工程と、所定の領域の前記ゲート酸化膜を除去する
工程と、全面にポリシリコンを形成する工程と、前記ポ
リシリコン上に一導電型の不純物をドープした二酸化シ
リコン膜を形成する工程と、所定の領域の前記二酸化シ
リコン膜を選択エッチングする工程と、熱処理により前
記二酸化シリコン膜から前記一導電型の不純物を前記ポ
リシリコンに拡散させる工程と、前記二酸化シリコン膜
をマスクとして逆導電型の不純物を導入する工程とを含
むものである。
【0017】
【実施例】本発明の第1の実施例について、図1(a)
および(b)を参照して説明する。
【0018】はじめに図1(a)に示すように、P型半
導体基板1にN+型埋込層2およびP+ 型埋込層3を形
成してからN型エピタキシャル層4を成長する。つぎに
第1の二酸化シリコン膜19を形成し、選択イオン注入
によりPウェル6およびNウェル7を形成する。つぎに
窒化シリコン膜(図示せず)を用いた選択酸化法により
素子分離酸化膜10を形成する。
【0019】つぎに第1のポリシリコン11を形成し、
CVD法により高濃度のボロンを含んだ厚さ1500〜
3000Aの第1の二酸化シリコン膜19を堆積する。
つぎにフォトレジスト35をマスクとして第1の二酸化
シリコン膜19を選択エッチングして、バイポーラトラ
ンジスタのベース引き出し電極予定領域およびエミッタ
予定領域上の第1の二酸化シリコン膜19を残す。
【0020】つぎに図1(b)に示すように、第1の二
酸化シリコン膜19を拡散源として熱処理することによ
り、第1のポリシリコン層11上にボロンを拡散させて
+ 型ポリシリコン14を形成する。つぎに第1の酸化
シリコン膜19をマスクとしてゲート電極予定領域の第
1のポリシリコン11に例えば燐・砒素などを不純物を
イオン注入してN+ 型ポリシリコン13を形成する。つ
ぎに第1の二酸化シリコン膜19を除去し、タングステ
ンシリサイドやモリブデンシリサイドなどのシリサイド
層15を堆積する。
【0021】従来はP+ 型ポリシリコンとN+ 型ポリシ
リコンとを形成するため、2回の目合わせ露光を行なっ
ていたが、本実施例では1回の目合わせ露光で形成する
ことができるので、製造工程を大幅に削減することがで
きる。
【0022】つぎに本発明の第2の実施例としてN型拡
散を先に、P型拡散を後に行なう方法について、図2を
参照して説明する。
【0023】第1の実施例と同様にして、素子分離酸化
膜10の形成を行なったのち、第1のポリシリコン11
を形成し、CVD法により高濃度の燐をドープした厚さ
1500〜3000Aの第8の二酸化シリコン膜33を
堆積する。つぎにフォトレジスト36をマスクとしてゲ
ート電極予定領域上にのみ、第8の二酸化シリコン膜3
3を残す。あとは第1の実施例と同様の工程を経てBi
−CMOS集積回路の素子部が完成する。
【0024】第1および第2の実施例では、いずれも二
酸化シリコン膜のP(またはN)型不純物を熱拡散して
から、二酸化シリコン膜をマスクとしてN(またはP)
型不純物をイオン注入している。イオン注入の代りにP
OCl3 のような化合物を用いて燐を熱拡散すれば、P
型およびN型の不純物を同時に1回の熱処理で拡散する
ことができる。
【0025】
【発明の効果】ポリシリコンにP+ 型およびN+ 型の不
純物を導入するときの目合わせ露光を従来に2回から1
回に減らすことができた。その結果、製造工程を大幅に
削減することができた。さらに目ずれなどを考慮したマ
ージンをとる必要がなくなり、パターン微細化に対し非
常に有利になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す断面図である。
【図2】本発明の第2の実施例を示す断面図である。
【図3】従来技術によるBi−CMOS集積回路の製造
方法を示す断面図である。
【図4】従来技術によるBi−CMOS集積回路の製造
方法を示す断面図である。
【図5】従来技術によるBi−CMOS集積回路の製造
方法を示す断面図である。
【符号の説明】
1 P型半導体基板 2 N+ 型埋込層 3 P+ 型埋込層 4 N型エピタキシャル層 5 ゲート酸化膜 6 Pウェル 7 Nウェル 8 窒化シリコン膜 9 N+ 型コレクタ 10 素子分離酸化膜 11 第1のポリシリコン 12 第2の二酸化シリコン膜 13 N+ 型ポリシリコン 14 P+ 型ポリシリコン 15 シリサイド層 16 第3の二酸化シリコン膜 17 ゲート電極 18 ベース引き出し電極 19 第1の二酸化シリコン膜 20 外部ベース 21 真性ベース 22 低濃度P型拡散層 23 低濃度N型拡散層 24 第5の二酸化シリコン膜 25 高濃度P型拡散層 26 高濃度N型拡散層 27 エミッタ引き出し電極 28 エミッタ拡散層 29 引き出し電極 30 第6の二酸化シリコン膜 31 第7の二酸化シリコン膜 32 ベース引き出し電極 33 第8の二酸化シリコン膜 34 第4の二酸化シリコン膜 35,36,37 フォトレジスト

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板の一主面上にゲート酸化膜を
    形成する工程と、所定の領域の前記ゲート酸化膜を除去
    する工程と、全面にポリシリコンを形成する工程と、前
    記ポリシリコン上に一導電型の不純物をドープした二酸
    化シリコン膜を形成する工程と、所定の領域の前記二酸
    化シリコン膜を選択エッチングする工程と、熱処理によ
    り前記二酸化シリコン膜から前記一導電型の不純物を前
    記ポリシリコンに拡散させる工程と、前記二酸化シリコ
    ン膜をマスクとして逆導電型の不純物を導入する工程と
    を含む半導体装置の製造方法。
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