JP3030963B2 - 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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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、特に異なる導電型のMOSトランジスタを含む半
導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、CMOS素子のように異なる導電
型のMOSトランジスタを含む半導体装置の製造方法と
して、図3に示す方法が提案されている。同図(a)乃
至(d)はその製造方法を工程順に示す断面図である。
先ず、同図(a)のように、P型シリコン基板1にPウ
ェル領域2及びNウェル領域3を形成した後、選択酸化
工程によりフィールド酸化膜4を形成して素子分離を行
った後、素子領域にゲート酸化膜5を約15nmの厚さに
成長させる。更に、この上にポリシリコン膜6を約 200
nm成長させる。
【0003】次に、同図(b)に示すように、第1のフ
ォトレジスト31をマスクとしてポリシリコン膜6のド
ライエッチングを行いPチャネルMOSトランジスタ
(以下、PMOSトランジスタ)とNチャネルMOSト
ランジスタ(以下、NMOSトランジスタ)の各ゲート
電極8P,8Nを形成する。そして、同図(c)に示す
ように、第2のフォトレジスト32をマスクとしてPM
OSトランジスタの領域を覆い、リンイオンを例えばエ
ネルギー 40KeV,ドーズ量約 3.0×1013cm-2で注入し、
NMOSトランジスタのソース・ドレイン領域8Nの低
濃度N- 拡散層9Nを形成する。
【0004】次に、同図(d)に示すように、第3のフ
ォトレジスト33をマスクとして今度はNMOSトラン
ジスタの領域を覆い、ボロンイオンを例えばエネルギー
30KeV,ドーズ量約 3.0×1013cm-2で注入し、PMOS
トランジスタのソース・ドレイン領域8Pの低濃度P-
拡散層9Pを形成する。しかる後、図示は省略するが、
ゲート電極の両側面にサイドウォールを形成し、ソース
・ドレイン領域高濃度拡散層を形成した後、層間絶縁膜
としてPSG膜を成長させ、次いで電極部分を開口し、
アルミニウムによる配線加工を施すことにより所望の半
導体装置が得られる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この半
導体装置の製造方法によると、ゲート電極形成に1つの
フォトレジスト工程が必要とされ、ソース,ドレイン領
域形成にNMOSトランジスタ、PMOSトランジスタ
でそれぞれ1つずつのフォトレジスト工程が必要とさ
れ、結局この工程だけで3つのフォトレジスト工程が必
要とされ製造が複雑でかつ時間がかかるという問題があ
る。本発明の目的は、フォトレジスト工程を削減して製
造の容易化、製造時間の短縮を可能にした半導体装置の
製造方法を提供することにある。
【0006】
【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、半導体基板に一導電型MOSトランジスタ形
成領域、逆導電型MOSトランジスタ形成領域、及びコ
レクタ領域を含むバイポーラトランジスタ形成領域をそ
れぞれ形成する工程と、前記各MOSトランジスタ形成
領域の表面にゲート絶縁膜を形成する工程と、前記各M
OSトランジスタ形成領域及び前記バイポーラトランジ
スタ形成領域上に導電膜を形成する工程と、前記導電膜
上に形成した第1のフォトレジストを前記一導電型MO
Sトランジスタ形成領域、前記バイポーラトランジスタ
形成領域及び前記逆導電型MOSトランジスタ形成領域
内のゲート形成領域のみ残してパターニングを行って逆
導電型MOSトランジスタのゲート電極を形成する工程
と、前記第1のフォトレジストをマスクとして前記逆導
電型MOSトランジスタ形成領域に逆導電型不純物を注
入して逆導電型MOSトランジスタのソース・ドレイン
領域を形成する工程と、前記第1のフォトレジストを除
去し前記導電膜上に形成した第2のフォトレジストを前
記逆導電型MOSトランジスタ形成領域、前記一導電型
MOSトランジスタ形成領域内のゲート形成領域、及び
前記バイポーラトランジスタ形成領域内のコレクタ電極
形成領域のみ残してパターニングを行って一導電型MO
Sトランジスタのゲート電極とバイポーラトランジスタ
のコレクタ電極を形成する工程と、前記第2のフォトレ
ジストをマスクとして前記一導電型MOSトランジスタ
形成領域及び前記バイポーラトランジスタ形成領域に一
導電型不純物を注入して一導電型MOSトランジスタの
ソース・ドレイン領域とバイポーラトランジスタのベー
ス領域を形成する工程を含んでいる。
【0007】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1(a)乃至(c)は本発明の参照例を工程順に
示す断面図である。先ず、同図(a)に示すように、P
型シリコン基板1にPウェル領域2及びNウェル領域3
を形成し、続いて選択酸化工程によりフィールド酸化膜
4を形成して素子分離を行った後、ゲート酸化膜5を約
15nmの厚さに成長させる。その上で、全面にポリシリ
コン膜6を約 200nm成長させる。続いて、同図(b)に
示すように、第1のフォトレジスト7をパターニング
し、NMOSトランジスタ領域におけるポリシリコン膜
6の選択除去を行いNMOSトランジスタのゲート電極
8Nを形成する。このとき、第1のフォトレジスト7は
PMOSトランジスタ領域を覆った状態とされる。そし
て、この第1のフォトレジスト7をマスクとしてリンイ
オンを例えばエネルギー 40KeV,ドーズ量約 3.0×1013
cm-2の条件で注入し、NMOSトランジスタのソース・
ドレイン領域8Nの低濃度N- 拡散層9Nを形成する。
【0008】次に、同図(c)に示すように、第2のフ
ォトレジスト10をパターニングしてPMOSトランジ
スタ領域に残されていた前記ポリシリコン膜6の選択除
去を行いPMOSトランジスタのゲート電極8Pを形成
する。このとき、第2のフォトレジスト10はNMOS
トランジスタ領域を覆った状態とされる。そして、前記
第2のフォトレジスト10をマスクとしてボロンイオン
を例えばエネルギー 30KeV,ドーズ量約 3.0×1013cm-2
の条件で注入し、PMOSトランジスタのソース・ドレ
イン領域の低濃度P- 拡散層9Pを形成する。
【0009】しかる後、図示は省略するが、各トランジ
スタのゲート電極の両側面にサイドウォールを形成し、
ソース・ドレイン領域高濃度拡散層を形成した後、層間
絶縁膜としてPSG膜を成長させ、次いで電極部分を開
口し、アルミニウムによる配線加工を施すことにより所
望の半導体装置が得られる。したがって、この製造方法
では、第1のフォトレジスト7と第2のフォトレジスト
10を用いた2つのフォトレジスト工程でPMOSトラ
ンジスタとNMOSトランジスタを製造することがで
き、従来の工程よりも1回のフォトレジスト工程を削減
することができる。
【0010】図2(a)乃至(c)は本発明の第1の
施例であるBiCMOS集積回路の製造方法を工程順に
示す断面図である。先ず、同図(a)に示すように、P
型シリコン基板21にP+ 埋込層22及びN+ 埋込層2
3を形成した後、N型エピタキシャル層24を形成し、
続いてPウェル領域2及びNウェル領域3を形成する。
次に選択酸化工程によりフィールド酸化膜4を形成して
素子分離を行った後、ゲート酸化膜5を約15nmの厚さ
に成長させる。このとき、NPNバイポーラトランジス
タのコレクタ部分のみ酸化膜を除去する。そして、この
上にポリシリコン膜6を約 200nm成長させた後、リンを
POCl3 雰囲気中で拡散し、NPNバイポーラトラン
ジスタのコレクタ領域となるN+ 拡散層25を形成す
る。
【0011】次に、同図(b)に示すように、第1のフ
ォトレジスト7をパターニングしてNMOSトランジス
タ領域のポリシリコン膜6の選択除去を行い、NMOS
トランジスタのゲート電極8Nを形成する。このとき第
1のフォトレジスト7でPMOSトランジスタ領域とN
PNバイポーラトランジスタ領域を覆っている。そして
前記第1のフォトレジスト7をマスクとしてリンイオン
を例えばエネルギー 40KeV,ドーズ量 3.0×1013cm-2
条件で注入し、NMOSトランジスタのソース・ドレイ
ン領域8Nの低濃度N- 拡散層9Nを形成する。
【0012】次に、同図(c)に示すように、第2のフ
ォトレジスト10をパターニングしてPMOSトランジ
スタ領域のポリシリコン膜6の選択除去を行い、PMO
Sトランジスタのゲート電極8P及びNPNバイポーラ
トランジスタのコレクタ電極8Bを形成する。このとき
第2のフォトレジスト10でNMOSトランジスタ領域
を覆っている。そして前記第2のフォトレジスト10を
マスクとしてボロンイオンを例えば、エネルギー 30Ke
V,ドーズ量約 3.0×1013cm-2の条件で注入し、PMO
Sトランジスタのソース・ドレイン領域の低濃度P-
散層9Pを形成する。又、これと同時にNPNバイポー
ラトランジスタのベース領域26を形成する。
【0013】その後、図示は省略するが、MOSトラン
ジスタ部においてはゲート電極の両側面にサイドウォー
ルを形成し、ソース・ドレイン領域の高濃度拡散層を形
成した後、バイポーラトランジスタ部のベース領域高濃
度拡散層及びエミッタ拡散層領域を形成する。次いで、
層間絶縁膜としてPSG膜を成長させた後、電極部分を
開口し、アルミニウムによる配線加工を施すことにより
所望の半導体装置が得られる。この製造方法によると、
MOSトランジスタのゲート電極の形成と、ソース・ド
レイン拡散層領域の形成を同一のフォトレジスト工程で
行うことができ、かつこれと同時にバイポーラトランジ
スタのベース領域も形成することができるので、従来と
比較して2つのフォトレジスト工程を削減することがで
き製造を容易にし、かつ製造時間を短縮することが可能
となる。
【0014】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、一導電型
MOSトランジスタの形成領域とバイポーラトランジス
タの形成領域を第1のフォトレジストで覆った状態で逆
導電型MOSトランジスタのゲート電極及びソース・ド
レイン領域を形成し、次いで逆導電型MOSトランジス
タの形成領域とバイポーラトランジスタ形成領域内のコ
レクタ電極形成領域を第2のフォトレジストで覆った状
態で一導電型MOSトランジスタのゲート電極とコレク
タ電極及びソース・ドレイン領域とベース領域を形成し
ているので、Bi−CMOS構造を備えた半導体装置を
製造する際において、MOSトランジスタのゲート電極
の形成と、ソース・ドレイン領域、及びバイポーラトラ
ンジスタのコレクタ電極とベース領域の形成を同一のフ
ォトレジスト工程で行うことができ、従来の製造方法に
比較しフォトレジスト工程を削減することができ、製
造の容易化及び製造時間の短縮を図ることができる効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体装置の製造方法にかかる参照例
製造工程順に示す断面図である。
【図2】本発明の製造方法の第1の実施例を製造工程順
に示す断面図である。
【図3】従来の半導体装置の製造方法を工程順に示す断
面図である。
【符号の説明】
1,21 P型シリコン基板 2 Pウェル 3 Nウェル 6 ポリシリコン膜 7 第1のフォトレジスト 8N,8P ゲート電極 9N,9P ソース・ドレイン領域 10 第2のフォトレジスト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/06 H01L 21/8249

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板に一導電型MOSトランジス
    タ形成領域、逆導電型MOSトランジスタ形成領域、及
    びコレクタ領域を含むバイポーラトランジスタ形成領域
    をそれぞれ形成する工程と、前記各MOSトランジスタ
    形成領域の表面にゲート絶縁膜を形成する工程と、前記
    各MOSトランジスタ形成領域及び前記バイポーラトラ
    ンジスタ形成領域上に導電膜を形成する工程と、前記導
    電膜上に形成した第1のフォトレジストを前記一導電型
    MOSトランジスタ形成領域、前記バイポーラトランジ
    スタ形成領域及び前記逆導電型MOSトランジスタ形成
    領域内のゲート形成領域のみ残してパターニングを行っ
    て逆導電型MOSトランジスタのゲート電極を形成する
    工程と、前記第1のフォトレジストをマスクとして前記
    逆導電型MOSトランジスタ形成領域に逆導電型不純物
    を注入して逆導電型MOSトランジスタのソース・ドレ
    イン領域を形成する工程と、前記第1のフォトレジスト
    を除去し前記導電膜上に形成した第2のフォトレジスト
    を前記逆導電型MOSトランジスタ形成領域、前記一導
    電型MOSトランジスタ形成領域内のゲート形成領域、
    及び前記バイポーラトランジスタ形成領域内のコレクタ
    電極形成領域のみ残してパターニングを行って一導電型
    MOSトランジスタのゲート電極とバイポーラトランジ
    スタのコレクタ電極を形成する工程と、前記第2のフォ
    トレジストをマスクとして前記一導電型MOSトランジ
    スタ形成領域及び前記バイポーラトランジスタ形成領域
    に一導電型不純物を注入して一導電型MOSトランジス
    タのソース・ドレイン領域とバイポーラトランジスタの
    ベース領域を形成する工程を含むことを特徴とする半導
    体装置の製造方法。
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