JP3249034B2 - Semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same

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JP3249034B2
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自己整合型の超高
速バイポーラトランジスタ及びCMOSトランジスタが
同一の半導体基板上に形成された半導体集積回路装置と
その製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device in which a self-aligned ultrahigh-speed bipolar transistor and a CMOS transistor are formed on the same semiconductor substrate, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、携帯電話等の移動体通信機器の著
しい進歩に伴い、半導体集積回路において高周波回路と
高集積ロジック回路とを集積化することが必要となって
きている。従って、高速ECL回路やアナログ回路等に
適した自己整合型の超高速バイポーラトランジスタと、
高集積かつ低消費電力のCMOSロジック回路とを同一
半導体基板上に集積する技術が強く要望されている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the remarkable progress of mobile communication devices such as mobile phones, it has become necessary to integrate a high-frequency circuit and a highly integrated logic circuit in a semiconductor integrated circuit. Therefore, a self-aligned ultra-high-speed bipolar transistor suitable for high-speed ECL circuits and analog circuits,
There is a strong demand for a technology for integrating a highly integrated and low power consumption CMOS logic circuit on the same semiconductor substrate.

【0003】以下、自己整合技術の中でも広く用いられ
ている、ベース引出し電極及びエミッタ引出し部が自己
整合的に形成される2層多結晶シリコン自己整合型トラ
ンジスタとCMOSトランジスタとを同一半導体基板上
に集積した、特開昭63−281456にも示されてい
る従来の技術を、図面を参照しながら説明する。
Hereinafter, a two-layer polycrystalline silicon self-aligned transistor and a CMOS transistor in which a base lead electrode and an emitter lead portion are formed in a self-aligned manner, which are widely used in the self-alignment technique, are formed on the same semiconductor substrate. The prior art that is also shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-281456 will be described with reference to the drawings.

【0004】図8は従来の半導体集積回路装置の断面図
である。図8において、54はシリコンよりなるP型半
導体基板、51はP型半導体基板54上のNPNバイポ
ーラトランジスタ、52はP型半導体基板54上のPチ
ャネルMOSトランジスタ、53はP型半導体基板54
上のNチャネルMOSトランジスタ、57はP型半導体
基板54上の全面に堆積したN型半導体のエピタキシャ
ル層内の素子分離領域にイオン注入及び熱処理によりP
型半導体基板54に達するように形成された第1のP型
ウエル層、59は素子を分離するLOCOS膜である。
以下においては、NPNバイポーラトランジスタ51、
PチャネルMOSトランジスタ52及びNチャネルMO
Sトランジスタ53の各素子ごとに説明する。
FIG. 8 is a sectional view of a conventional semiconductor integrated circuit device. 8, reference numeral 54 denotes a P-type semiconductor substrate made of silicon; 51, an NPN bipolar transistor on the P-type semiconductor substrate 54; 52, a P-channel MOS transistor on the P-type semiconductor substrate 54;
The upper N-channel MOS transistor 57 is formed by ion implantation and heat treatment into an element isolation region in an N-type semiconductor epitaxial layer deposited on the entire surface of the P-type semiconductor substrate 54.
A first P-type well layer 59 formed so as to reach the type semiconductor substrate 54 is a LOCOS film for isolating elements.
In the following, the NPN bipolar transistor 51,
P-channel MOS transistor 52 and N-channel MO
A description will be given for each element of the S transistor 53.

【0005】まず、図8のNPNバイポーラトランジス
タ51において、55Aはイオン注入及び熱処理により
P型半導体基板54に形成されたN型埋込みコレクタ
層、56AはP型半導体基板54上の全面に堆積したN
型半導体のエピタキシャル層内にイオン注入及び熱処理
により形成されたN型コレクタ層、61は自己整合的に
形成されたエミッタ・ベース形成領域、62AはP型不
純物が導入された多結晶シリコンにより形成されたNP
Nバイポーラトランジスタ51のベース引出し電極、6
3AはTEOS膜等により形成されたベース引出し電極
上面の絶縁膜、64A、64B、64C及び64DはT
EOS膜等により形成されたベース引出し電極の絶縁側
壁、65はベース引出し電極の絶縁側壁64B及び64
Cにより自己整合的に形成されたエミッタ引出し開口
部、66はN型不純物が導入された多結晶シリコンより
なるエミッタ引出し電極、67はN型不純物が導入され
た多結晶シリコンよりなるコレクタ引出し電極、68は
ベース引出し電極極62Aを通して熱処理により不純物
が導入された外部ベース層、69は熱処理により形成さ
れた活性ベース層、70はエミッタ引出し電極66を通
して熱処理にてベース引出し電極の絶縁側壁64B及び
64Cにより自己整合的に形成されたエミッタ層、71
は熱処理により形成されたコレクタコンタクト層であ
る。
First, in the NPN bipolar transistor 51 of FIG. 8, 55A is an N-type buried collector layer formed on a P-type semiconductor substrate 54 by ion implantation and heat treatment, and 56A is N deposited on the entire surface of the P-type semiconductor substrate 54.
Collector layer formed by ion implantation and heat treatment in the epitaxial layer of the type semiconductor, 61 is an emitter / base forming region formed in a self-aligned manner, and 62A is formed of polycrystalline silicon doped with a P-type impurity. NP
Base extraction electrode of N bipolar transistor 51, 6
3A is an insulating film on the upper surface of the base lead electrode formed of a TEOS film or the like, and 64A, 64B, 64C and 64D are T
Insulating side walls of the base extraction electrode formed of an EOS film or the like, and 65 are insulating side walls 64B and 64 of the base extraction electrode.
An emitter extraction opening formed by C in a self-aligned manner; 66, an emitter extraction electrode made of polycrystalline silicon into which an N-type impurity is introduced; 67, a collector extraction electrode made of polycrystalline silicon into which an N-type impurity is introduced; Reference numeral 68 denotes an external base layer into which impurities are introduced by heat treatment through the base extraction electrode electrode 62A, 69 denotes an active base layer formed by heat treatment, and 70 denotes heat treatment through the emitter extraction electrode 66 by insulating sidewalls 64B and 64C of the base extraction electrode. Self-aligned emitter layer 71
Is a collector contact layer formed by heat treatment.

【0006】次に、図8のPチャネルMOSトランジス
タ52において、55Bはイオン注入法によりP型半導
体基板54に形成されたN型埋込みウエル層、56Bは
前記エピタキシャル層内のイオン注入及び熱処理により
形成されたN型ウエル層、60Aは前記エピタキシャル
層の表面が酸化されて形成された第1のゲート絶縁膜、
62CはN型不純物が導入された多結晶シリコンよりな
る第1のゲート電極、63CはTEOS膜等よりなる第
1のゲート電極上面の絶縁膜、64EはTEOS膜等よ
りなる第1のゲート電極の絶縁側壁、72Aは第1のゲ
ート電極62Cの側面をサイドウォールとして形成され
た第1のLDD層、73Aは第1のゲート電極の絶縁側
壁64Eをサイドウォールとしてイオン注入することに
より自己整合的に形成された第1のソース・ドレイン層
である。
Next, in the P-channel MOS transistor 52 shown in FIG. 8, 55B is an N-type buried well layer formed on the P-type semiconductor substrate 54 by an ion implantation method, and 56B is formed by ion implantation and heat treatment in the epitaxial layer. 60A is a first gate insulating film formed by oxidizing the surface of the epitaxial layer;
62C is a first gate electrode made of polycrystalline silicon into which an N-type impurity is introduced, 63C is an insulating film on the upper surface of the first gate electrode made of a TEOS film or the like, and 64E is a first gate electrode made of a TEOS film or the like. An insulating side wall, 72A is a first LDD layer formed using the side surface of the first gate electrode 62C as a side wall, and 73A is self-aligned by ion implantation using the insulating side wall 64E of the first gate electrode as a side wall. This is the first source / drain layer formed.

【0007】次に、図8のNチャネルMOSトランジス
タ53において、58は前記エピタキシャル層内のイオ
ン注入及び熱処理によりP型半導体基板54に達するよ
うに形成された第2のP型ウエル層、60Bは前記エピ
タキシャル層の表面が酸化されて形成された第2のゲー
ト絶縁膜、62DはN型不純物が導入された多結晶シリ
コンよりなる第2のゲート電極、63DはTEOS膜等
よりなる第2のゲート電極上面の絶縁膜、64GはTE
OS膜等よりなる第2のゲート電極の絶縁側壁、72C
は第2のゲート電極62Dの側面をサイドウォールとし
て形成された第2のLDD層、73Cは第2のゲート電
極の絶縁側壁64Gをサイドウォールとしてイオン注入
することにより自己整合的に形成された第2のソース・
ドレイン層である。
Next, in the N-channel MOS transistor 53 of FIG. 8, 58 is a second P-type well layer formed so as to reach the P-type semiconductor substrate 54 by ion implantation and heat treatment in the epitaxial layer, and 60B is A second gate insulating film formed by oxidizing the surface of the epitaxial layer; 62D, a second gate electrode made of polycrystalline silicon doped with an N-type impurity; 63D, a second gate made of a TEOS film or the like Insulating film on top of electrode, 64G is TE
An insulating side wall of a second gate electrode made of an OS film or the like, 72C
Is a second LDD layer formed using the side surface of the second gate electrode 62D as a side wall, and 73C is a second LDD layer formed in a self-aligned manner by ion implantation using the insulating side wall 64G of the second gate electrode as a side wall. Source 2
It is a drain layer.

【0008】以上の構成により、各MOSトランジスタ
例えばPチャネルMOSトランジスタ52においては、
動作特性を劣化させるホットキャリアが生じにくいLD
D構造を実現するため、第1のゲート電極62Cの側面
と第1のゲート電極の絶縁側壁64Eとをサイドウォー
ルとして利用している。
With the above configuration, in each MOS transistor, for example, P-channel MOS transistor 52,
LD that hardly generates hot carriers that degrade operating characteristics
In order to realize the D structure, the side surface of the first gate electrode 62C and the insulating side wall 64E of the first gate electrode are used as side walls.

【0009】NPNバイポーラトランジスタ51は、第
1のゲート電極の絶縁側壁64Eと同じ工程による、ベ
ース引出し電極の絶縁側壁64B及び64Cが自己整合
的に形成されることにより、エミッタ層70の寸法を縮
小して接合容量を下げ、ベース引出し電極62Aとエミ
ッタ層70との距離を縮めてベース抵抗を低減し、高周
波特性の大幅な改善を果たしている。
In the NPN bipolar transistor 51, the dimensions of the emitter layer 70 are reduced by forming the insulating side walls 64B and 64C of the base extraction electrode in a self-alignment manner in the same process as the insulating side wall 64E of the first gate electrode. As a result, the junction capacitance is reduced, the distance between the base extraction electrode 62A and the emitter layer 70 is shortened, the base resistance is reduced, and the high frequency characteristics are greatly improved.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】バイポーラトランジス
タ51の動作特性を左右するベース抵抗値及びベース中
のキャリア走行時間にとって外部ベース層68とエミッ
タ層70との間隔(以下「第1のパラメータ」と略称す
る)は重要な要因であり、例えば、MOSトランジスタ
52の動作特性を左右する耐ホットキャリア性及び飽和
ドレイン電流値にとっては、第1のゲート電極62Cと
第1のソース・ドレイン層73Aとの間隔(以下「第2
のパラメータ」と略称する)は重要な要因である。
The distance between the external base layer 68 and the emitter layer 70 (hereinafter abbreviated as "first parameter") for the base resistance value and the carrier transit time in the base which influence the operation characteristics of the bipolar transistor 51. Is an important factor. For example, for the hot carrier resistance and the saturated drain current value which affect the operation characteristics of the MOS transistor 52, the distance between the first gate electrode 62C and the first source / drain layer 73A is large. (Hereinafter referred to as "
Parameter) is an important factor.

【0011】しかしながら、前記従来の半導体集積回路
装置では、一つの工程で自己整合的に形成されるベース
引出し電極の絶縁側壁64B及び第1のゲート電極の絶
縁側壁64Eの膜厚により、第1のパラメータと第2の
パラメータとが決定される。従って、該絶縁側壁64B
及び64Eの膜厚を一度の工程により、すべての動作特
性を最適化することは極めて困難であるので、従来はM
OSトランジスタ52の性能を確保するためにLDD構
造を決定する第1のゲート電極の絶縁側壁64Eをベー
ス引出し電極の絶縁側壁64Bよりも優先させて最適化
する傾向にあり、工程のマージンを十分に確保すること
も難しいという問題を有していた。
However, in the conventional semiconductor integrated circuit device, the first side wall 64B of the base extraction electrode and the first side wall 64E of the first gate electrode are formed in a single process by the first process. A parameter and a second parameter are determined. Therefore, the insulating side wall 64B
It is extremely difficult to optimize all the operating characteristics by a single process with a film thickness of 64E and 64E.
In order to ensure the performance of the OS transistor 52, the insulating side wall 64E of the first gate electrode, which determines the LDD structure, tends to be optimized with priority over the insulating side wall 64B of the base lead-out electrode. There was a problem that it was difficult to secure them.

【0012】また、NPNバイポーラトランジスタ51
において、エミッタ・ベース接合の周辺部に厚い絶縁膜
よりなるベース引出し電極の絶縁側壁64B及び64C
が形成されているため、熱容量の大きな該絶縁側壁が冷
える際に、その収縮する応力がエミッタ・ベース接合の
周辺部にかかるので、エミッタ・ベース間のリーク特性
等が劣化したり、エミッタ層の幅が微細化により狭くな
るため、エミッタ引出し開口部65のアスペクト比(エ
ミッタ引出し開口部の高さと直径との比)が大きくなる
ので、エミッタ引出し電極66によるエミッタ抵抗が増
大したりするという問題を有していた。
The NPN bipolar transistor 51
, The insulating side walls 64B and 64C of the base extraction electrode formed of a thick insulating film around the emitter-base junction.
Is formed, when the insulating side wall having a large heat capacity cools, the contracting stress is applied to the periphery of the emitter-base junction, so that the leakage characteristics between the emitter and the base are deteriorated, Since the width becomes narrower due to the miniaturization, the aspect ratio (the ratio between the height and the diameter of the emitter lead-out opening) of the emitter lead-out opening 65 becomes large, so that the emitter resistance due to the emitter lead-out electrode 66 increases. Had.

【0013】そこで、本発明は前記従来の問題を解決す
るもので、バイポーラトランジスタ及びMOSトランジ
スタの動作特性を素子ごとに最適化し、エミッタ・ベー
ス間のリーク特性等を改善し、かつエミッタ抵抗を小さ
くすることにより、さらに性能が向上する半導体集積回
路装置を提供するものである。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems by optimizing the operating characteristics of the bipolar transistor and the MOS transistor for each element, improving the leakage characteristics between the emitter and the base, and reducing the emitter resistance. Accordingly, the present invention provides a semiconductor integrated circuit device whose performance is further improved.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明は、ベース引出し電極の側面の第1の側壁と
ゲート電極の側面の第2の側壁とを異なる工程により形
成し、また前記第1の側壁を絶縁膜及び導体膜により構
成し、前記第2の側壁を絶縁膜により構成するものであ
る。
In order to achieve the above object, the present invention is to form a first side wall on a side surface of a base extraction electrode and a second side wall on a side surface of a gate electrode by different steps. The first side wall is constituted by an insulating film and a conductor film, and the second side wall is constituted by an insulating film.

【0015】 具体的に請求項1の発明が講じた解決手
段は、ベース層を取り囲む外部ベース層に接続された、
上面に第1の絶縁膜を有すると共に側面に第1の側壁を
有するベース引出し電極と、該ベース引出し電極と前記
第1の側壁により自己整合的に形成されたエミッタ層
及びエミッタ引出し電極とを備えたバイポーラトランジ
スタ、並びに上面に第2の絶縁膜を有すると共に側面に
第2の側壁を有するゲート電極と、該ゲート電極と前記
第2の側壁により自己整合的に形成されたソース・ド
レイン層とを備えたMOSトランジスタが同一の半導体
基板上に混載された半導体集積回路装置を前提とし、前
記第1の側壁はベース引出し電極側の第3の絶縁膜及び
反ベース引出し電極側の導体膜により構成され、前記第
2の側壁は前記第3の絶縁膜と同一の工程によりゲート
電極側に形成された第4の絶縁膜及び反ゲート電極側の
第5の絶縁膜により構成されているものである。
[0015] Specifically, a solution taken by the invention of claim 1 is connected to an external base layer surrounding the base layer,
A base electrode having a first sidewall on a side surface and having a first insulating film on the upper surface, the emitter layer was formed in a self-aligned manner by the said base electrode and said first side wall and an emitter lead-out electrode bipolar transistor having, as well as a second gate electrode having sidewalls, a source-drain layers formed in a self-aligned manner by the the said gate electrode said second sidewall on the side surface and having a second insulating film on the upper surface The first side wall is formed of a third insulating film on the base extraction electrode side and a conductor film on the side opposite to the base extraction electrode, assuming that the semiconductor integrated circuit device includes MOS transistors having the same structure mounted on the same semiconductor substrate. And the second side wall has a gate formed by the same process as the third insulating film.
The fourth insulating film and the counter-gate electrode side formed on the electrode side
This is constituted by a fifth insulating film .

【0016】請求項1の構成により、バイポーラトラン
ジスタの第1の側壁が、ベース引出し電極側の薄い絶縁
膜及び反ベース引出し電極側の導体膜により構成されて
いるため、厚い絶縁膜にて形成されている場合よりも第
1の側壁の熱容量が下がるので、エミッタ・ベース接合
の周辺部にかかる収縮する応力が減少すると共に、第1
の側壁の導体膜とエミッタ引出し電極とが一体となるた
め、エミッタ引出し開口部の実質的な直径が大きくなる
ので、アスペクト比(エミッタ引出し開口部の高さと直
径との比)が小さくなる。また、バイポーラトランジス
タのベース引出し電極の側面に形成される第1の側壁
と、MOSトランジスタのゲート電極の側面に形成され
る第2の側壁とを異なる工程により形成することができ
る。バイポーラトランジスタの外部ベース層とエミッタ
層との間隔及びMOSトランジスタのゲート電極とソー
ス・ドレイン層との間隔が独立に調整できる。
According to the structure of the first aspect, since the first side wall of the bipolar transistor is formed of the thin insulating film on the base extraction electrode side and the conductor film on the side opposite to the base extraction electrode, it is formed of a thick insulating film. Since the heat capacity of the first side wall is lower than in the case where
Since the conductor film on the side wall of the electrode and the emitter extraction electrode are integrated, the substantial diameter of the emitter extraction opening increases, and the aspect ratio (the ratio between the height and the diameter of the emitter extraction opening) decreases. Further, the first side wall formed on the side surface of the base extraction electrode of the bipolar transistor and the second side wall formed on the side surface of the gate electrode of the MOS transistor can be formed by different processes. The distance between the external base layer and the emitter layer of the bipolar transistor and the distance between the gate electrode and the source / drain layer of the MOS transistor can be adjusted independently.

【0017】[0017]

【0018】 また、MOSトランジスタのゲート電極
の第2の側壁は第4の絶縁膜及び第5の絶縁膜により構
成されているため、バイポーラトランジスタの外部ベー
ス層とエミッタ層との間隔及びMOSトランジスタのゲ
ート電極とソース・ドレイン層との間隔が独立に調整で
きる自由度が増すと共に第4の絶縁膜と同一の工程によ
り形成された第3の絶縁膜が薄くなる。
Further, since the second sidewall of the gate electrode of the MOS transistor is constituted by the fourth insulating film and the fifth insulating film, the interval and the MOS transistor of the external base layer and the emitter layer of the bipolar transistor The degree of freedom in which the distance between the gate electrode and the source / drain layer can be adjusted independently increases, and the thickness of the third insulating film formed by the same process as that of the fourth insulating film becomes thinner.

【0019】 請求項2の発明は、請求項1の構成に、
前記第5の絶縁膜はシリコン酸化膜である構成を付加す
るものである。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect ,
The fifth insulating film adds a structure of a silicon oxide film.

【0020】 請求項3の発明は、請求項1の構成に、
前記第2の側壁は、前記ベース引出し電極が前記外部ベ
ースを取り囲む素子分離膜上に延びる側の側面にも形成
されている構成を付加するものである。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect,
The second side wall has a configuration in which the base extraction electrode is also formed on a side surface extending on an element isolation film surrounding the external base.

【0021】 請求項4の発明は、請求項1の構成に、
前記第3の絶縁膜は、前記ベース引出し電極に接する側
から順に形成された前記電極の酸化膜及びシリコン窒化
膜よりなる構成を付加するものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect,
The third insulating film adds a configuration made up of an oxide film and a silicon nitride film of the electrode formed in order from the side in contact with the base extraction electrode.

【0022】 請求項5の発明は、請求項1の構成に、
前記導体膜は多結晶シリコンよりなる構成を付加するも
のである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect,
The conductor film adds a structure made of polycrystalline silicon.

【0023】 請求項6の発明は、半導体集積回路装置
の製造方法を、半導体基板上にバイポーラトランジスタ
及びMOSトランジスタを絶縁する素子分離膜を形成す
ると共に、該素子分離膜を除く素子領域にゲート絶縁膜
を形成する第1の工程と、バイポーラトランジスタを形
成する領域の前記ゲート絶縁膜をエッチングにより除去
した後、前記半導体基板上の全面に第1の導体膜及び第
1の絶縁膜を順次堆積する第2の工程と、前記第1の絶
縁膜及び第1の導体膜に対してエッチングを行なって、
前記バイポーラトランジスタのベース引出し電極及び該
ベース引出し電極上の絶縁膜と、前記MOSトランジス
タのゲート電極及び該ゲート電極上の絶縁膜とを形成す
る第3の工程と、前記ベース引出し電極の側面、ベー
ス引出し電極に取り囲まれたエミッタ形成領域の上面及
びゲート電極の側面に第2の絶縁膜を形成した後、前記
半導体基板上の全面に第3の絶縁膜及び第2の導体膜を
順次堆積する第4の工程と、前記第2の導体膜に対して
エッチングを行なって、前記ベース引出し電極の側面及
びゲート電極の側面に前記第2の絶縁膜、第3の絶縁膜
及び第2の導体膜から構成される第1の側壁を形成する
第5の工程と、前記エミッタ形成領域及びソース・ドレ
イン形成領域上の前記第3の絶縁膜及び第2の絶縁膜を
前記第1の側壁をマスクにしてエッチングにより除去す
ることによって、エミッタ引出し電極の開口部を自己整
合的に形成する第6の工程と、前記半導体基板上の全面
に第3の導体膜を堆積した後、該第3の導体膜を選択的
にエッチングすることにより、前記エミッタ引出し電極
の開口部上にエミッタ引出し電極を形成すると共に、前
記エミッタ引出し電極に覆われた前記ベース引出し電極
の側面以外の該ベース引出し電極の側面及びゲート電極
の側面における前記第1の側壁内の前記第2の導体膜を
エッチングにより除去する第7の工程と、前記半導体基
板上の全面に第4の絶縁膜を堆積した後、該第4の絶縁
膜に対してエッチングを行なって、前記ゲート電極の側
面に前記第2の絶縁膜、第3の絶縁膜及び第4の絶縁膜
から構成される第2の側壁を形成する第8の工程と、ソ
ース・ドレイン形成領域を前記第2の側壁及び前記ゲー
ト電極により自己整合的に形成する第9の工程とを備え
ている構成とするものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein an element isolation film for insulating a bipolar transistor and a MOS transistor is formed on a semiconductor substrate, and a gate insulating film is formed in an element region excluding the element isolation film. After a first step of forming a film and removing the gate insulating film in a region where a bipolar transistor is to be formed by etching, a first conductive film and a first insulating film are sequentially deposited on the entire surface of the semiconductor substrate. Performing a second step and etching the first insulating film and the first conductor film;
Wherein an insulating film on the base electrode and the base electrode of the bipolar transistor, a third step of forming an insulating film on the gate electrode and the gate electrode of the MOS transistor, the side surface of the base electrode, said After forming a second insulating film on the upper surface of the emitter formation region surrounded by the base extraction electrode and the side surface of the gate electrode, a third insulating film and a second conductor are formed on the entire surface of the semiconductor substrate. A fourth step of sequentially depositing a film, and etching the second conductive film to form a second insulating film, a third insulating film and a third insulating film on the side surface of the base extraction electrode and the side surface of the gate electrode. A fifth step of forming a first side wall composed of a second conductive film, and forming the third insulating film and the second insulating film on the emitter forming region and the source / drain forming region by the first step. Side of A sixth step of forming an opening of the emitter extraction electrode in a self-aligning manner by removing the third conductor film by etching using the mask as a mask; and depositing a third conductor film on the entire surface of the semiconductor substrate. By selectively etching the conductive film of the above, an emitter extraction electrode is formed on the opening of the emitter extraction electrode, and the base extraction electrode other than the side surface of the base extraction electrode covered with the emitter extraction electrode is formed. A seventh step of removing the second conductive film in the first side wall on the side surface and the side surface of the gate electrode by etching, and depositing a fourth insulating film on the entire surface of the semiconductor substrate. Etching is performed on the insulating film No. 4 to form a second side wall composed of the second insulating film, the third insulating film and the fourth insulating film on the side surface of the gate electrode And a ninth step of forming a source / drain formation region in a self-aligned manner by the second side wall and the gate electrode.

【0024】 請求項6の構成により、バイポーラトラ
ンジスタの第1の側壁を、ベース引出し電極側の薄い絶
縁膜及び反ベース引出し電極側の導体膜により構成する
ため、厚い絶縁膜を用いて形成する場合よりも第1の側
壁の熱容量が下がるので、エミッタ・ベース接合の周辺
部にかかる収縮する応力が減少する。また、第1の側壁
の反ベース引出し電極側の導体膜とエミッタ引出し電極
とが一体となるため、エミッタ引出し開口部の実質的な
直径が大きくなるので、アスペクト比(エミッタ引出し
開口部の高さと直径との比)が小さくなる。さらに、バ
イポーラトランジスタのベース引出し電極の側面に形成
する第1の側壁とMOSトランジスタのゲート電極の側
面に形成する第2の側壁とを異なる工程により形成する
ため、バイポーラトランジスタの外部ベース層とエミッ
タ層との間隔及びMOSトランジスタのゲート電極とソ
ース・ドレイン層との間隔を独立して決定できる。
According to the sixth aspect of the present invention, the first side wall of the bipolar transistor is formed of a thin insulating film on the base extraction electrode side and a conductor film on the side opposite to the base extraction electrode, and thus is formed using a thick insulating film. Since the heat capacity of the first side wall is lower than that of the first side wall, the contracting stress applied to the periphery of the emitter-base junction is reduced. Further, since the conductor film on the side opposite to the base extraction electrode on the first side wall and the emitter extraction electrode are integrated with each other, the substantial diameter of the emitter extraction opening is increased, so that the aspect ratio (the height of the emitter extraction opening and the height of the emitter extraction opening is reduced). Ratio to the diameter). Further, since the first side wall formed on the side surface of the base extraction electrode of the bipolar transistor and the second side wall formed on the side surface of the gate electrode of the MOS transistor are formed by different processes, the external base layer and the emitter layer of the bipolar transistor are formed. And the distance between the gate electrode of the MOS transistor and the source / drain layer can be determined independently.

【0025】[0025]

【0026】 また、ゲート電極の側面の第2の側壁
を、第2の絶縁膜、第3の絶縁膜及び第4の絶縁膜から
構成するため、バイポーラトランジスタの外部ベース層
とエミッタ層との間隔及びMOSトランジスタのゲート
電極とソース・ドレイン層との間隔を独立に調整する自
由度が増すと共に第3の絶縁膜を薄く形成することがで
きる。
Further, the second side wall of the side surface of the gate electrode, the second insulating film, for constituting the third insulating film and the fourth insulating film, the distance between the external base layer and the emitter layer of the bipolar transistor In addition, the degree of freedom for independently adjusting the distance between the gate electrode of the MOS transistor and the source / drain layer increases, and the third insulating film can be formed thin.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下本発明の第1の実施形態を図
面に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0028】図1は本発明の第1の実施形態に係る半導
体集積回路装置の断面構造を示している。図1におい
て、10はシリコンよりなるP型半導体基板、1はP型
半導体基板10上のNPNバイポーラトランジスタ、2
はP型半導体基板10上のPチャネルMOSトランジス
タ、3はP型半導体基板10上のNチャネルMOSトラ
ンジスタ、14AはP型半導体基板10上の全面に堆積
したN型半導体のエピタキシャル層内の素子分離領域に
イオン注入及び熱処理によりP型半導体基板10に達す
るように形成された素子分離層、14BはP型半導体基
板10上の全面に堆積したN型半導体のエピタキシャル
層内にイオン注入及び熱処理によりP型半導体基板10
に達するように形成されたP型ウエル層、15A、15
B、15C、15D及び15Eは素子を分離するLOC
OS膜である。以下においては、NPNバイポーラトラ
ンジスタ1、PチャネルMOSトランジスタ2及びNチ
ャネルMOSトランジスタ3の各素子ごとにその構造を
説明する。
FIG. 1 shows a sectional structure of a semiconductor integrated circuit device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 10 is a P-type semiconductor substrate made of silicon, 1 is an NPN bipolar transistor on the P-type semiconductor substrate 10, 2
Is a P-channel MOS transistor on the P-type semiconductor substrate 10, 3 is an N-channel MOS transistor on the P-type semiconductor substrate 10, 14A is an element isolation in an epitaxial layer of an N-type semiconductor deposited on the entire surface of the P-type semiconductor substrate 10. An element isolation layer 14B formed to reach the P-type semiconductor substrate 10 by ion implantation and heat treatment in the region. The PB is formed by ion implantation and heat treatment in the N-type semiconductor epitaxial layer deposited on the entire surface of the P-type semiconductor substrate 10. Type semiconductor substrate 10
P-type well layer formed to reach
B, 15C, 15D and 15E are LOCs for separating the elements.
This is an OS film. The structure of each of the NPN bipolar transistor 1, the P-channel MOS transistor 2, and the N-channel MOS transistor 3 will be described below.

【0029】まず、図1に示すNPNバイポーラトラン
ジスタ1において、12Aはイオン注入及び熱処理によ
りP型半導体基板10に形成されたN型埋込みコレクタ
層、13AはP型半導体基板10上の全面に堆積したN
型半導体のエピタキシャル層内にイオン注入及び熱処理
により形成されたN型コレクタ層、17は自己整合的に
形成されるエミッタ・ベース形成領域、18AはP型不
純物が導入された多結晶シリコンよりなるNPNバイポ
ーラトランジスタ1のベース引出し電極、19AはTE
OS膜等よりなるベース引出し電極上面の絶縁膜、20
Aはベース引出し電極18Aを熱処理により酸化して形
成されたベース引出し電極側面部の酸化膜、21Aは減
圧CVD法により堆積されエッチングにより形成された
ベース引出し電極側面のシリコン窒化膜、22A及び2
2Bは減圧CVD法により堆積されエッチングにより形
成されたベース引出し電極側面の多結晶シリコン膜、2
3はエミッタ引出し電極25を通して熱処理にてベース
引出し電極側面の多結晶シリコン膜22A及び22Bに
より自己整合的に形成されたエミッタ層、24は熱処理
により形成されたコレクタコンタクト層、25はN型不
純物が導入された多結晶シリコンよりなるエミッタ引出
し電極、26はN型不純物が導入された多結晶シリコン
よりなるコレクタ引出し電極、32AはTEOS膜等よ
りなるベース引出し電極の絶縁側壁、33はベース引出
し電極の絶縁側壁22A及び22Bにより自己整合的に
形成されたエミッタ引出し開口部、34はベース引出し
電極18Aを通して熱処理により不純物が導入された外
部ベース層、35は熱処理により形成された活性ベース
層である。
First, in the NPN bipolar transistor 1 shown in FIG. 1, 12A is an N-type buried collector layer formed on a P-type semiconductor substrate 10 by ion implantation and heat treatment, and 13A is deposited on the entire surface of the P-type semiconductor substrate 10. N
Collector layer formed by ion implantation and heat treatment in the epitaxial layer of the type semiconductor, 17 is an emitter / base forming region formed in a self-aligned manner, 18A is an NPN made of polycrystalline silicon doped with a P-type impurity. Base extraction electrode of bipolar transistor 1, 19A is TE
An insulating film on the upper surface of the base extraction electrode made of an OS film or the like;
A is an oxide film on the side of the base extraction electrode formed by oxidizing the base extraction electrode 18A by heat treatment, 21A is a silicon nitride film on the side of the base extraction electrode formed by low pressure CVD and formed by etching, 22A and 2A.
2B is a polycrystalline silicon film on the side surface of the base extraction electrode formed by etching under reduced pressure CVD and formed by etching.
Reference numeral 3 denotes an emitter layer formed in a self-aligned manner by the polycrystalline silicon films 22A and 22B on the side surfaces of the base extraction electrode by heat treatment through an emitter extraction electrode 25; 24, a collector contact layer formed by heat treatment; and 25, an N-type impurity. Emitter extraction electrode made of polycrystalline silicon introduced, 26 is a collector extraction electrode made of polycrystalline silicon doped with N-type impurities, 32A is an insulating side wall of a base extraction electrode made of a TEOS film or the like, and 33 is a base extraction electrode. An emitter lead-out opening formed in a self-aligned manner by the insulating side walls 22A and 22B, 34 is an external base layer into which impurities are introduced by heat treatment through the base lead-out electrode 18A, and 35 is an active base layer formed by heat treatment.

【0030】次に、図1に示すPチャネルMOSトラン
ジスタ2において、12Bはイオン注入法によりP型半
導体基板10に形成されたN型埋込みウエル層、13B
は前記エピタキシャル層内のイオン注入及び熱処理によ
り形成されたN型ウエル層、16Cは前記エピタキシャ
ル層の表面を酸化して形成された第1のゲート絶縁膜、
18CはN型不純物が導入された多結晶シリコンよりな
る第1のゲート電極、19CはTEOS膜等よりなる第
1のゲート電極上面の絶縁膜、20Cは第1のゲート電
極18Cを熱処理により酸化して形成された第1のゲー
ト電極側面部の酸化膜、21Cは減圧CVD法により堆
積されエッチングにより形成された第1のゲート電極側
面のシリコン窒化膜、27Aは第1のゲート電極側面の
シリコン窒化膜21Cをサイドウォールとして形成され
た第1のLDD層、29AはTEOS膜等よりなる第1
のゲート電極の絶縁側壁、30Aは第1のゲート電極の
絶縁側壁29Aをサイドウォールとしてイオン注入する
ことにより自己整合的に形成された第1のソース・ドレ
イン層である。
Next, in the P-channel MOS transistor 2 shown in FIG. 1, 12B is an N-type buried well layer formed on the P-type semiconductor substrate 10 by ion implantation, and 13B.
Is an N-type well layer formed by ion implantation and heat treatment in the epitaxial layer; 16C is a first gate insulating film formed by oxidizing the surface of the epitaxial layer;
18C is a first gate electrode made of polycrystalline silicon into which N-type impurities are introduced, 19C is an insulating film on the upper surface of the first gate electrode made of a TEOS film or the like, and 20C is a film which oxidizes the first gate electrode 18C by heat treatment. An oxide film on the side surface of the first gate electrode formed by sputtering, 21C is a silicon nitride film on the side surface of the first gate electrode formed by low-pressure CVD and etched, and 27A is a silicon nitride film on the side surface of the first gate electrode. A first LDD layer formed with the film 21C as a side wall, and a first layer 29A formed of a TEOS film or the like.
Insulating sidewalls 30A of the first gate electrode are first source / drain layers formed in a self-aligned manner by ion implantation using the insulating sidewall 29A of the first gate electrode as a sidewall.

【0031】次に、図1に示すNチャネルMOSトラン
ジスタ3において、14Bは前記エピタキシャル層内の
イオン注入及び熱処理によりP型半導体基板10に達す
るように形成された第2のP型ウエル層、16Dは前記
エピタキシャル層の表面を酸化して形成された第2のゲ
ート絶縁膜、18DはN型不純物が導入された多結晶シ
リコンよりなる第2のゲート電極、19DはTEOS膜
等よりなる第2のゲート電極上面の絶縁膜、20Dは第
2のゲート電極18Dを熱処理により酸化して形成され
た第2のゲート電極側面部の酸化膜、21Dは減圧CV
D法により堆積されエッチングにより形成された第2の
ゲート電極側面のシリコン窒化膜、28Aは第2のゲー
ト電極側面のシリコン窒化膜21Dをサイドウォールと
して形成された第2のLDD層、29BはTEOS膜等
よりなる第2のゲート電極の絶縁側壁、31Aは第2の
ゲート電極の絶縁側壁29Bをサイドウォールとしてイ
オン注入することにより自己整合的に形成された第2の
ソース・ドレイン層である。
Next, in the N-channel MOS transistor 3 shown in FIG. 1, reference numeral 14B denotes a second P-type well layer formed to reach the P-type semiconductor substrate 10 by ion implantation and heat treatment in the epitaxial layer, 16D. Is a second gate insulating film formed by oxidizing the surface of the epitaxial layer, 18D is a second gate electrode made of polycrystalline silicon doped with an N-type impurity, and 19D is a second gate electrode made of a TEOS film or the like. An insulating film on the upper surface of the gate electrode, 20D is an oxide film on the side surface of the second gate electrode formed by oxidizing the second gate electrode 18D by heat treatment, and 21D is a reduced pressure CV.
A silicon nitride film on the side surface of the second gate electrode deposited by the method D and formed by etching, 28A is a second LDD layer formed using the silicon nitride film 21D on the side surface of the second gate electrode as a sidewall, and 29B is TEOS. An insulating side wall 31A of the second gate electrode made of a film or the like is a second source / drain layer formed in a self-aligned manner by ion implantation using the insulating side wall 29B of the second gate electrode as a side wall.

【0032】P型半導体基板10は、ホウ素が導入され
た比抵抗が10Ω・cm程度の面方位が(100)のシ
リコンであって、基板上にNPNバイポーラトランジス
タ1、PチャネルMOSトランジスタ2及びNチャネル
MOSトランジスタ3が集積されている。
The P-type semiconductor substrate 10 is made of silicon in which boron has a resistivity of about 10 Ω · cm and a plane orientation of (100), and has an NPN bipolar transistor 1, a P-channel MOS transistor 2 and an N-type A channel MOS transistor 3 is integrated.

【0033】NPNバイポーラトランジスタ1のN型埋
込みコレクタ層12Aは、ヒ素又はアンチモンの不純物
がシート抵抗50〜150Ω/□で導入され、1〜2μ
mの接合深さに形成される。PチャネルMOSトランジ
スタ2のN型埋込みウエル層12Bは、ヒ素又はアンチ
モンの不純物がシート抵抗50〜150Ω/□で導入さ
れ、1〜2μmの接合深さに形成される。N型埋込みウ
エル層12Bを形成することにより、PチャネルMOS
トランジスタ2の第1のソース・ドレイン層30AとP
型半導体基板10との電気的耐圧を改善できる。
The N-type buried collector layer 12A of the NPN bipolar transistor 1 has an impurity of arsenic or antimony introduced at a sheet resistance of 50 to 150 Ω / □, and has a thickness of 1 to 2 μm.
m is formed at a junction depth of m. The N-type buried well layer 12B of the P-channel MOS transistor 2 is formed at a junction depth of 1 to 2 μm with arsenic or antimony impurities introduced at a sheet resistance of 50 to 150 Ω / □. By forming the N-type buried well layer 12B, a P-channel MOS
The first source / drain layer 30A of the transistor 2 and P
The electric breakdown voltage with the mold semiconductor substrate 10 can be improved.

【0034】P型半導体基板10の上部の全面には、厚
さ0.8〜1.5μmのヒ素又はリンの不純物が導入さ
れ、比抵抗1〜5Ω・cmのN型エピタキシャルが堆積
している。エピタキシャル層の厚さはN型コレクタ層1
3A及びN型ウエル層13Bの垂直方向に示す領域であ
る。N型コレクタ層13Aは、NPNバイポーラトラン
ジスタ1のN型埋込みコレクタ層12Aに達するように
表面濃度が5×1016cm-3程度のリンの不純物を導入
してエピタキシャル層に形成され、その拡散層の深さは
0.8〜1.5μmである。N型ウエル層13Bは、P
チャネルMOSトランジスタ2のN型埋込みウエル層1
2Bに達するように表面濃度が5×1016cm-3程度の
リンの不純物を導入してエピタキシャル層に形成され、
その拡散層の深さは0.8〜1.5μmである。
Arsenic or phosphorus impurities having a thickness of 0.8 to 1.5 μm are introduced into the entire upper surface of the P-type semiconductor substrate 10, and an N-type epitaxial layer having a specific resistance of 1 to 5 Ω · cm is deposited. . The thickness of the epitaxial layer is N-type collector layer 1.
This is a region shown in the vertical direction of the 3A and N-type well layers 13B. The N-type collector layer 13A is formed in the epitaxial layer by introducing a phosphorus impurity having a surface concentration of about 5 × 10 16 cm −3 so as to reach the N-type buried collector layer 12A of the NPN bipolar transistor 1. Is 0.8 to 1.5 μm. The N-type well layer 13B is made of P
N-type buried well layer 1 of channel MOS transistor 2
A phosphorus impurity having a surface concentration of about 5 × 10 16 cm −3 is introduced into the epitaxial layer to reach 2B,
The depth of the diffusion layer is 0.8 to 1.5 μm.

【0035】エピタキシャル層の厚さ、N型埋込みコレ
クタ層12A及びN型ウエル層13Bの不純物濃度は、
NPNバイポーラトランジスタ1における素子耐圧、キ
ャリア走行時間及びベース接合容量、並びにPチャネル
MOSトランジスタ2の素子耐圧及びソース・ドレイン
接合容量等の素子性能を決定する重要なパラメータであ
り、前記のような条件により最適化される。
The thickness of the epitaxial layer and the impurity concentration of the N-type buried collector layer 12A and the N-type well layer 13B are as follows:
It is an important parameter that determines device performance such as device breakdown voltage, carrier transit time and base junction capacitance of the NPN bipolar transistor 1, and device breakdown voltage and source-drain junction capacitance of the P-channel MOS transistor 2. Optimized.

【0036】素子分離層14Aは、NPNバイポーラト
ランジスタ1の素子分離領域のP型半導体基板10に達
するように表面濃度が7×1016cm-3程度のホウ素の
不純物を導入してエピタキシャル層に形成され、その拡
散層の深さは1.2〜2.0μmである。P型ウエル層
14Bは、NチャネルMOSトランジスタ3のP型半導
体基板10に達するように表面濃度が7×1016cm-3
程度のホウ素の不純物を導入してエピタキシャル層に形
成され、その拡散層の深さは1.2〜2.0μmであ
る。
The element isolation layer 14A is formed in the epitaxial layer by introducing a boron impurity having a surface concentration of about 7 × 10 16 cm -3 so as to reach the P-type semiconductor substrate 10 in the element isolation region of the NPN bipolar transistor 1. The depth of the diffusion layer is 1.2 to 2.0 μm. The P-type well layer 14B has a surface concentration of 7 × 10 16 cm −3 so as to reach the P-type semiconductor substrate 10 of the N-channel MOS transistor 3.
The boron layer is formed in the epitaxial layer by introducing an impurity of about boron, and the depth of the diffusion layer is 1.2 to 2.0 μm.

【0037】素子分離層14A及びP型ウエル層14B
の拡散層の深さ及び不純物濃度は、NチャネルMOSト
ランジスタ3の素子耐圧や接合容量等の素子性能だけで
なく、NPNバイポーラトランジスタ1の素子分離耐圧
をも決定する。従って、素子分離層14A及びP型ウエ
ル層14Bの拡散層の深さや不純物濃度が不十分な場合
は、N型埋め込みコレクタ層12AとN型埋め込みウエ
ル層12Bとの間の耐圧が低下する。
Element isolation layer 14A and P-type well layer 14B
Of the diffusion layer and the impurity concentration determine not only the device performance such as the device breakdown voltage and the junction capacitance of the N-channel MOS transistor 3 but also the device isolation breakdown voltage of the NPN bipolar transistor 1. Therefore, when the depths and impurity concentrations of the diffusion layers of the element isolation layer 14A and the P-type well layer 14B are insufficient, the breakdown voltage between the N-type buried collector layer 12A and the N-type buried well layer 12B decreases.

【0038】 LOCOS膜15A、15C、15D及
び15Eは、NPNバイポーラトランジスタ1、Pチャ
ネルMOSトランジスタ2及びNチャネルMOSトラン
ジスタ3の素子分離領域に、選択的に酸化して形成され
た素子分離膜である。またLOCOS膜15BはNP
Nバイポーラトランジスタ1のコレクタコンタクト層2
4と外部ベース層34との間の分離領域に、選択的に酸
化して形成された素子分離膜である。これらの素子分離
膜の厚さは400〜800nmである。
The LOCOS films 15 A, 15 C, 15 D, and 15 E are formed by selectively oxidizing element isolation regions of the NPN bipolar transistor 1, the P-channel MOS transistor 2, and the N-channel MOS transistor 3.
This is a device isolation film. The LOCOS film 15B is made of NP
Collector contact layer 2 of N bipolar transistor 1
4 and the separation region between the external base layer 34, an element isolation film formed by selectively oxidizing. These element isolation
The thickness of the film is 400-800 nm .

【0039】LOCOS膜15Bが薄い場合は、NPN
バイポーラトランジスタ1のベース・コレクタ間寄生容
量の増加につながり、LOCOS膜15Dが薄い場合
は、PチャネルMOSトランジスタ2及びNチャネルM
OSトランジスタ3の素子分離耐圧の低下につながる。
また厚い場合はLOCOS膜端での段差の増加につなが
る。
If the LOCOS film 15B is thin, the NPN
If the LOCOS film 15D is thin, the P-channel MOS transistor 2 and the N-channel M
This leads to a decrease in the element isolation breakdown voltage of the OS transistor 3.
If the thickness is too large, the step at the edge of the LOCOS film will increase.

【0040】第1のゲート酸化膜16Cは、Pチャネル
MOSトランジスタ2のエピタキシャル層の表面にパイ
ロジェニック酸化法により形成された厚さ10nm程度
の絶縁膜である。第2のゲート酸化膜16Dは、Nチャ
ネルMOSトランジスタ3のエピタキシャル層の表面に
パイロジェニック酸化法により形成された厚さ10nm
程度の絶縁膜である。
The first gate oxide film 16C is an insulating film having a thickness of about 10 nm formed on the surface of the epitaxial layer of the P-channel MOS transistor 2 by a pyrogenic oxidation method. The second gate oxide film 16D has a thickness of 10 nm formed on the surface of the epitaxial layer of the N-channel MOS transistor 3 by a pyrogenic oxidation method.
This is a degree of insulating film.

【0041】ベース引出し電極18Aは、NPNバイポ
ーラトランジスタ1において、片方の端は外部ベース層
34に接着し、もう片方の端はLOCOS膜15B及び
15Cに乗り上げるように厚さ300〜400nmの多
結晶シリコン膜が堆積した後、シート抵抗が100〜2
00Ω/□となるP型不純物のホウ素が導入され、エッ
チングにより形成される。
In the NPN bipolar transistor 1, one end of the base extraction electrode 18A is bonded to the external base layer 34, and the other end of the base extraction electrode 18A is polycrystalline silicon having a thickness of 300 to 400 nm so as to ride on the LOCOS films 15B and 15C. After the film is deposited, the sheet resistance is 100-2
A P-type impurity boron of 00 Ω / □ is introduced and formed by etching.

【0042】ゲート電極18C及び18Dは、Pチャネ
ルMOSトランジスタ2及びNチャネルMOSトランジ
スタ3に、厚さ300〜400nmの多結晶シリコン膜
が堆積した後、シート抵抗20〜40Ω/□となるN型
不純物のリン又はヒ素が導入され、エッチングにより形
成される。
The gate electrodes 18C and 18D are made of N-type impurities having a sheet resistance of 20 to 40 Ω / □ after a polycrystalline silicon film having a thickness of 300 to 400 nm is deposited on the P-channel MOS transistor 2 and the N-channel MOS transistor 3. Of phosphorus or arsenic is introduced and formed by etching.

【0043】ベース引出し電極上面の絶縁膜19A、第
1のゲート電極上面の絶縁膜19C及び第2のゲート電
極上面の絶縁膜19Dは、それぞれの電極上に厚さ12
0〜250nmのTEOS膜等が堆積し、エッチングに
より形成される。
The insulating film 19A on the base extraction electrode upper surface, the insulating film 19C on the first gate electrode upper surface, and the insulating film 19D on the second gate electrode upper surface have a thickness of 12
A TEOS film or the like of 0 to 250 nm is deposited and formed by etching.

【0044】PチャネルMOSトランジスタ2におい
て、第1のゲート電極側面部の酸化膜20C、第1のゲ
ート電極側面のシリコン窒化膜21C及び第1のゲート
電極の絶縁側壁29Aよりなる厚さ100〜200nm
の側壁は、第1のゲート電極18Cに対して第1のソー
ス・ドレイン層30Aを自己整合的に形成する。
In the P-channel MOS transistor 2, an oxide film 20C on the side surface of the first gate electrode, a silicon nitride film 21C on the side surface of the first gate electrode, and an insulating side wall 29A of the first gate electrode have a thickness of 100 to 200 nm.
Forms a first source / drain layer 30A in a self-aligned manner with respect to the first gate electrode 18C.

【0045】第1のソース・ドレイン層30Aは、接合
深さが0.2μm程度でホウ素の不純物が表面濃度1×
1020cm-3程度で導入されて形成される。第1のLD
D層27Aは、接合深さ0.2μm程度でホウ素の不純
物を表面濃度1×1018cm-3程度で導入され、第1の
ゲート電極側面のシリコン窒化膜21Cをサイドウォー
ルとして形成される。
The first source / drain layer 30A has a junction depth of about 0.2 μm and a boron impurity having a surface concentration of 1 ×.
It is formed by being introduced at about 10 20 cm -3 . First LD
The D layer 27A has a junction depth of about 0.2 μm, an impurity of boron introduced at a surface concentration of about 1 × 10 18 cm −3 , and is formed using the silicon nitride film 21C on the side surface of the first gate electrode as a side wall.

【0046】NチャネルMOSトランジスタ3におい
て、第2のゲート電極側面部の酸化膜20D、第2のゲ
ート電極側面のシリコン窒化膜21D及び第2のゲート
電極の絶縁側壁29Bよりなる厚さ100〜200nm
の側壁は、第2のゲート電極18Dに対して第2のソー
ス・ドレイン層31Aを自己整合的に形成する。
In the N-channel MOS transistor 3, the oxide film 20D on the side surface of the second gate electrode, the silicon nitride film 21D on the side surface of the second gate electrode, and the insulating side wall 29B of the second gate electrode have a thickness of 100 to 200 nm.
Forms a second source / drain layer 31A in a self-alignment manner with respect to the second gate electrode 18D.

【0047】第2のソース・ドレイン層31Aは、接合
深さが0.1μm程度でヒ素の不純物が表面濃度1×1
20cm-3程度で導入されて形成される。第2のLDD
層28Aは、接合深さ0.2μm程度でリンの不純物が
表面濃度1×1018cm-3程度で導入され、第2のゲー
ト電極側面のシリコン窒化膜21Dをサイドウォールと
して形成される。
The second source / drain layer 31A has a junction depth of about 0.1 μm and an arsenic impurity having a surface concentration of 1 × 1.
It is formed by being introduced at about 0 20 cm -3 . Second LDD
The layer 28A is formed with a junction depth of about 0.2 μm, a phosphorus impurity introduced at a surface concentration of about 1 × 10 18 cm −3 , and the silicon nitride film 21D on the side surface of the second gate electrode as a side wall.

【0048】これらのLDD構造によりPチャネルMO
Sトランジスタ2及びNチャネルMOSトランジスタ3
の耐ホットキャリア性を向上させると共に、第1のゲー
ト電極の絶縁側壁29A及び第2のゲート電極の絶縁側
壁29Bの厚さを前述のように100〜200nmと最
適化することにより、耐ホットキャリア性や飽和ドレイ
ン電流値等の素子特性が十分なものにできる。
With these LDD structures, a P-channel MO
S transistor 2 and N channel MOS transistor 3
Hot carrier resistance is improved by optimizing the thickness of the insulating side wall 29A of the first gate electrode and the thickness of the insulating side wall 29B of the second gate electrode to 100 to 200 nm as described above. Sufficient device characteristics, such as performance and saturation drain current value, can be obtained.

【0049】NPNバイポーラトランジスタ1におい
て、厚さ15〜30nmの第1のベース引出し電極側面
部の酸化膜20A、厚さ40〜80nmの第1のベース
引出し電極側面のシリコン窒化膜21A及び厚さ200
nm程度の第1のベース引出し電極側面の多結晶シリコ
ン膜22Aの3層よりなる厚さ200〜300nmの側
壁は、エミッタ引出し開口部33を自己整合的に形成す
る。
In the NPN bipolar transistor 1, the oxide film 20A on the side surface of the first base extraction electrode having a thickness of 15 to 30 nm, the silicon nitride film 21A on the side surface of the first base extraction electrode having a thickness of 40 to 80 nm, and the thickness 200
On the side wall of the polycrystalline silicon film 22A having a thickness of 200 to 300 nm on the side surface of the first base extraction electrode having a thickness of about nm, the emitter extraction opening 33 is formed in a self-aligned manner.

【0050】エミッタ引出し電極25及びコレクタ引出
し電極26は、膜厚が150〜300nmでシート抵抗
が150〜300Ω/□となるN型不純物のヒ素が導入
され、エッチングにより形成される。
The emitter extraction electrode 25 and the collector extraction electrode 26 are formed by etching by introducing arsenic of an N-type impurity having a thickness of 150 to 300 nm and a sheet resistance of 150 to 300 Ω / □.

【0051】外部ベース層34は、接合深さ0.2〜
0.4μmで表面濃度が1×1020cm-3〜3×1020
cm-3となるベース引出し電極18Aから不純物のホウ
素が導入されて形成される。
The external base layer 34 has a junction depth of 0.2 to
0.4 μm and surface concentration of 1 × 10 20 cm −3 to 3 × 10 20
Impurity boron is introduced from the base extraction electrode 18A having a size of cm −3 and is formed.

【0052】活性ベース層35は、接合深さが0.15
〜0.25μmで表面濃度が1×1019cm-3〜3×1
19cm-3となる不純物のホウ素が導入されて形成され
る。
The active base layer 35 has a junction depth of 0.15
Surface concentration of 1 × 10 19 cm -3 to 3 × 1
It is formed by introducing an impurity boron of 0 19 cm −3 .

【0053】エミッタ層23は、接合深さが0.05〜
0.1μmで表面濃度が1×1020cm-3〜3×1020
cm-3となる不純物のヒ素がエミッタ引出し電極25か
ら導入されて形成される。
The emitter layer 23 has a junction depth of 0.05 to
0.1 μm and surface concentration of 1 × 10 20 cm −3 to 3 × 10 20
Arsenic, which is an impurity of cm −3, is formed by being introduced from the emitter extraction electrode 25.

【0054】コレクタコンタクト層24は、接合深さが
0.05〜0.1μmで表面濃度が1×1020cm-3
3×1020cm-3となる不純物のヒ素がコレクタ引出し
電極26から導入されて形成される。
The collector contact layer 24 has a junction depth of 0.05 to 0.1 μm and a surface concentration of 1 × 10 20 cm −3 .
Arsenic as an impurity of 3 × 10 20 cm −3 is formed by being introduced from the collector extraction electrode 26.

【0055】前述のように、ベース引出し電極18Aの
側面において、ベース引出し電極18Aの側面部から順
にベース引出し電極側面部の酸化膜20A、ベース引出
し電極側面のシリコン窒化膜21A及びベース引出し電
極側面の多結晶シリコン膜22Aの3層よりなる側壁が
形成されることにより、ベース引出し電極18Aと外部
ベース層34とに対し、エミッタ引出し開口部33とエ
ミッタ層23とが自己整合的に形成されると共に、ベー
ス引出し電極側面部の酸化膜20A及びベース引出し電
極側面のシリコン窒化膜21Aがベース引出し電極18
Aとエミッタ引出し電極25との間の電気的絶縁膜とな
る。
As described above, on the side surface of the base extraction electrode 18A, the oxide film 20A on the side surface of the base extraction electrode, the silicon nitride film 21A on the side surface of the base extraction electrode, and the side surface of the base extraction electrode 18A in order from the side surface portion of the base extraction electrode 18A. By forming the three-layered side wall of the polycrystalline silicon film 22A, the emitter extraction opening 33 and the emitter layer 23 are formed in a self-aligned manner with respect to the base extraction electrode 18A and the external base layer 34. The oxide film 20A on the side surface of the base extraction electrode and the silicon nitride film 21A on the side surface of the base extraction electrode form the base extraction electrode 18.
It becomes an electrical insulating film between A and the emitter extraction electrode 25.

【0056】本実施形態の特徴として、従来のベース引
出し電極18Aの側壁の厚い絶縁膜が薄い2層の絶縁膜
により構成されているため、エミッタ・ベース接合の周
辺部にかかる絶縁膜の収縮する応力が小さくなり、エミ
ッタ・ベース間に発生するリーク等を抑止できる。さら
に、ベース引出し電極18Aの側面のエミッタ引出し電
極25に接する側を導体である多結晶シリコンにて構成
することにより、エミッタ引出し開口部33の多結晶シ
リコンの実質的な直径が大きくなるため、アスペクト比
(エミッタ引出し開口部の高さと直径との比)が小さく
なるので、多結晶シリコンよりなるエミッタ引出し電極
25のエミッタ抵抗が低減する。
As a feature of this embodiment, since the thick insulating film on the side wall of the conventional base extraction electrode 18A is formed of two thin insulating films, the insulating film on the peripheral portion of the emitter-base junction contracts. The stress is reduced, and the leakage or the like generated between the emitter and the base can be suppressed. Further, since the side of the side of the base extraction electrode 18A which is in contact with the emitter extraction electrode 25 is made of polycrystalline silicon, which is a conductor, the substantial diameter of the polycrystalline silicon in the emitter extraction opening 33 is increased. Since the ratio (the ratio between the height and the diameter of the emitter extraction opening) is reduced, the emitter resistance of the emitter extraction electrode 25 made of polycrystalline silicon is reduced.

【0057】また、ベース引出し電極18Aの側面に形
成された多結晶シリコン膜22Aと同一の工程によりL
OCOS膜15Bに延びる側の側面にも形成される多結
晶シリコン膜は、除去されない場合には、導体膜である
該多結晶シリコン膜を介して他の配線層同士をリークさ
せたり寄生容量を増大させたりしてNPNバイポーラト
ランジスタ1の特性を劣化させることも十分に考えられ
るが、第1のゲート電極の絶縁側壁29Aを形成する工
程により除去されているため、特に工程を増やす必要も
なくこの問題を回避できる。
The same process as that for forming the polycrystalline silicon film 22A formed on the side surface of the base extraction electrode 18A is performed.
If the polycrystalline silicon film formed also on the side surface extending to the OCOS film 15B is not removed, other wiring layers leak or increase parasitic capacitance through the polycrystalline silicon film which is a conductor film. Although it is sufficiently conceivable that the characteristics of the NPN bipolar transistor 1 may be deteriorated by performing the above process, it is removed by the process of forming the insulating side wall 29A of the first gate electrode. Can be avoided.

【0058】NPNバイポーラトランジスタ1のベース
引出し電極18Aの3層よりなる側壁は、側壁の幅が厚
い場合はベース抵抗の増加につながり、薄い場合は高不
純物濃度の外部ベース層34の影響するキャリア走行時
間の増加につながる。NPNバイポーラトランジスタ1
の動作特性の第1パラメータを決定する3層よりなる側
壁の厚さは、前述のように200〜300nmに最適化
されている。また、PチャネルMOSトランジスタ2及
びNチャネルMOSトランジスタ3の動作特性の第2パ
ラメータを決定する、第1のゲート電極18C及び第2
のゲート電極18Dの側壁の厚さは、前述のように10
0〜200nmと最適化されていて、NPNバイポーラ
トランジスタ1とMOSトランジスタ2及び3との各電
極の側壁の厚さを独立に最適化する効果は極めて大き
い。
The three-layered side wall of the base extraction electrode 18A of the NPN bipolar transistor 1 leads to an increase in the base resistance when the side wall is thick, and the carrier traveling affected by the external base layer 34 having a high impurity concentration when the side wall is thin. Leads to an increase in time. NPN bipolar transistor 1
The thickness of the three-layer side wall that determines the first parameter of the operating characteristics of the above is optimized to 200 to 300 nm as described above. The first gate electrode 18C and the second gate electrode 18C determine the second parameter of the operating characteristics of the P-channel MOS transistor 2 and the N-channel MOS transistor 3.
The thickness of the side wall of the gate electrode 18D is 10 as described above.
It is optimized to be 0 to 200 nm, and the effect of independently optimizing the thickness of the side wall of each electrode of the NPN bipolar transistor 1 and the MOS transistors 2 and 3 is extremely large.

【0059】以下本発明の第2の実施形態を図面に基づ
いて説明する。
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0060】図2〜図7は本発明の第2の実施形態に係
る半導体集積回路装置の製造方法の工程順断面図であ
る。図2において、10はシリコンよりなるP型半導体
基板、11はP型半導体基板10上の全面に堆積したN
型半導体のエピタキシャル層、1はP型半導体基板10
上のNPNバイポーラトランジスタ、2はP型半導体基
板10上のPチャネルMOSトランジスタ、3はP型半
導体基板10上のNチャネルMOSトランジスタ、12
AはP型半導体基板10の上部に形成されたNPNバイ
ポーラトランジスタ1のN型埋込みコレクタ層、12B
はP型半導体基板10の上部に形成されたPチャネルM
OSトランジスタ2のN型埋込みウエル層である。
FIGS. 2 to 7 are sectional views in the order of steps of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 2, reference numeral 10 denotes a P-type semiconductor substrate made of silicon, and 11 denotes N deposited on the entire surface of the P-type semiconductor substrate 10.
Epitaxial semiconductor layer, 1 is a P-type semiconductor substrate 10
The upper NPN bipolar transistor, 2 is a P-channel MOS transistor on the P-type semiconductor substrate 10, 3 is an N-channel MOS transistor on the P-type semiconductor substrate 10, 12
A is an N-type buried collector layer of the NPN bipolar transistor 1 formed on the P-type semiconductor substrate 10;
Is a P-channel M formed on the P-type semiconductor substrate 10
This is an N-type buried well layer of the OS transistor 2.

【0061】以下に示す本実施形態に係る半導体集積回
路装置は、ホウ素を導入した比抵抗が10Ω・cm程度
で面方位が(100)のシリコンよりなるP型半導体基
板10上に、NPNバイポーラトランジスタ1、Pチャ
ネルMOSトランジスタ2及びNチャネルMOSトラン
ジスタ3を集積する構成である。
The semiconductor integrated circuit device according to the present embodiment described below has an NPN bipolar transistor on a P-type semiconductor substrate 10 made of silicon having a specific resistance of about 10 Ω · cm into which boron is introduced and a plane orientation of (100). 1, a P-channel MOS transistor 2 and an N-channel MOS transistor 3 are integrated.

【0062】まず、P型半導体基板10の表面に、フォ
トリソグラフィを用いてレジストのNPNバイポーラト
ランジスタ1、PチャネルMOSトランジスタ2を形成
する領域に窓を開ける。このレジストパターンをマスク
として、P型半導体基板10の表面からヒ素又はアンチ
モンのイオンを注入する。イオン注入のドーズ量は1×
1015cm-2程度で加速エネルギーは40〜60keV
である。
First, a window is opened on the surface of the P-type semiconductor substrate 10 by photolithography in a region where a resist NPN bipolar transistor 1 and a P-channel MOS transistor 2 are to be formed. Using this resist pattern as a mask, arsenic or antimony ions are implanted from the surface of the P-type semiconductor substrate 10. The dose of ion implantation is 1 ×
Acceleration energy is about 40-60 keV at about 10 15 cm -2
It is.

【0063】次に、酸素ガスを用いたプラズマアッシン
グによりレジストを除いた後、温度1150〜1200
℃で15〜30分程度の熱処理を行ない、接合深さが1
〜2μmでシート抵抗が50〜150Ω/□のN型埋込
みコレクタ層12A及びN型埋込みウエル層12Bを形
成する。
Next, after removing the resist by plasma ashing using oxygen gas, the temperature was reduced to 1150 to 1200.
Heat treatment for about 15 to 30 minutes at ℃
An N-type buried collector layer 12A and an N-type buried well layer 12B having a sheet resistance of 50 μm / □ to 2 μm are formed.

【0064】次に、P型半導体基板10の表面に厚さが
0.8〜1.5μmでヒ素又はリンの不純物により比抵
抗が1〜5Ω・cmとなるN型エピタキシャル層11を
堆積する。N型エピタキシャル層11は、ジクロールシ
ランとアルシンとの混合ガスを用いて温度が1050
℃、圧力が80×133.322Pa程度で堆積する。
Next, an N-type epitaxial layer 11 having a thickness of 0.8 to 1.5 μm and a specific resistance of 1 to 5 Ω · cm due to arsenic or phosphorus impurities is deposited on the surface of the P-type semiconductor substrate 10. The N-type epitaxial layer 11 has a temperature of 1050 using a mixed gas of dichlorosilane and arsine.
The deposition is performed at a temperature of about 80 × 133.322 Pa.

【0065】次に、図3において、図2に新たに追加さ
れた符号を説明した後、製造方法の説明をする。13A
はN型エピタキシャル層11の上部に形成されたN型コ
レクタ層、13BはN型エピタキシャル層11の上部に
形成されたN型ウエル層、14AはN型エピタキシャル
層11の上部に形成されたP型半導体基板10に達する
ように形成された素子分離層、14BはN型エピタキシ
ャル層11の上部にP型半導体基板10に達するように
形成されたNチャネルMOSトランジスタ3のP型ウエ
ル層、15A、15B、15C、15D及び15Eは各
素子を分離するLOCOS膜、16AはN型エピタキシ
ャル層11の表面を酸化して形成された絶縁膜、16C
はN型エピタキシャル層11の表面を酸化して形成され
たPチャネルMOSトランジスタ2の第1のゲート絶縁
膜、16DはN型エピタキシャル層11の表面を酸化し
て形成されたNチャネルMOSトランジスタ3の第2の
ゲート絶縁膜である。
Next, in FIG. 3, a description will be given of the manufacturing method after describing the reference numerals newly added to FIG. 13A
Is an N-type collector layer formed on the N-type epitaxial layer 11, 13B is an N-type well layer formed on the N-type epitaxial layer 11, and 14A is a P-type layer formed on the N-type epitaxial layer 11. An element isolation layer 14B formed to reach the semiconductor substrate 10 is a P-type well layer of the N-channel MOS transistor 3 formed to reach the P-type semiconductor substrate 10 above the N-type epitaxial layer 11, 15A, 15B. , 15C, 15D and 15E are LOCOS films for isolating respective elements, 16A is an insulating film formed by oxidizing the surface of the N-type epitaxial layer 11, 16C
Is a first gate insulating film of the P-channel MOS transistor 2 formed by oxidizing the surface of the N-type epitaxial layer 11, and 16D is a first gate insulating film of the N-channel MOS transistor 3 formed by oxidizing the surface of the N-type epitaxial layer 11. This is a second gate insulating film.

【0066】まず、N型エピタキシャル層11の表面
に、フォトリソグラフィを用いてレジストのNPNバイ
ポーラトランジスタ1、PチャネルMOSトランジスタ
2を形成する所定の領域に窓を開ける。このレジストパ
ターンをマスクとして、N型エピタキシャル層11の表
面からリンのイオンを注入する。イオン注入のドーズ量
は1×1013cm-2程度で加速エネルギーは100ke
V程度である。
First, a window is opened in a predetermined region of the surface of the N-type epitaxial layer 11 where a resist NPN bipolar transistor 1 and a P-channel MOS transistor 2 are to be formed using photolithography. Using this resist pattern as a mask, phosphorus ions are implanted from the surface of the N-type epitaxial layer 11. The dose of the ion implantation is about 1 × 10 13 cm −2 and the acceleration energy is 100 ke.
About V.

【0067】次に、酸素ガスを用いたプラズマアッシン
グによりレジストを除いた後、NPNバイポーラトラン
ジスタ1の素子分離領域及びNチャネルMOSトランジ
スタ3の形成領域にフォトリソグラフィを用いてレジス
トの窓を開け、このレジストパターンをマスクとしてホ
ウ素イオンを注入する。イオン注入のドーズ量は1×1
13cm-2〜2×1013cm-2で加速エネルギーは20
keV程度である。酸素ガスによるプラズマアッシング
でレジストを除いた後、窒素ガス雰囲気中で温度が11
00℃程度で90〜150分の熱処理を行なう。
Next, after removing the resist by plasma ashing using oxygen gas, a resist window is opened using photolithography in the element isolation region of the NPN bipolar transistor 1 and the formation region of the N-channel MOS transistor 3. Boron ions are implanted using the resist pattern as a mask. The dose of ion implantation is 1 × 1
The acceleration energy is 20 at 0 13 cm -2 to 2 × 10 13 cm -2.
It is about keV. After removing the resist by plasma ashing with oxygen gas, the temperature was reduced to 11 in a nitrogen gas atmosphere.
A heat treatment is performed at about 00 ° C. for 90 to 150 minutes.

【0068】これにより、NPNバイポーラトランジス
タ1のN型埋込みコレクタ層12Aに達する、拡散層の
深さが0.8〜1.5μmで表面濃度が5×1016cm
-3程度のN型コレクタ層13Aと、PチャネルMOSト
ランジスタ2のN型埋込みウエル層12Bに達する、拡
散層の深さが0.8〜1.5μmで表面濃度が5×10
16cm-3程度のN型ウエル層13Bとが形成される。ま
た、NPNバイポーラトランジスタ1の素子分離領域に
P型半導体基板10に達する、拡散層の深さが1.2〜
2.0μmで表面濃度が7×1016cm-3程度の素子分
離層14Aと、NチャネルMOSトランジスタ3のP型
半導体基板10に達する、拡散層の深さが1.2〜2.
0μmで表面濃度が7×1016cm-3程度のP型ウエル
層14Bとが形成される。
Thus, the depth of the diffusion layer reaching N-type buried collector layer 12A of NPN bipolar transistor 1 is 0.8 to 1.5 μm and the surface concentration is 5 × 10 16 cm.
The depth of the diffusion layer reaching the N-type collector layer 13A of about -3 and the N-type buried well layer 12B of the P-channel MOS transistor 2 is 0.8 to 1.5 μm, and the surface concentration is 5 × 10 5
An N-type well layer 13B of about 16 cm -3 is formed. Further, the depth of the diffusion layer reaching the P-type semiconductor substrate 10 in the element isolation region of the NPN bipolar transistor 1 is 1.2 to
An element isolation layer 14A having a surface concentration of about 7 × 10 16 cm −3 at 2.0 μm and a diffusion layer reaching the P-type semiconductor substrate 10 of the N-channel MOS transistor 3 having a depth of 1.2 to 2.
A P-type well layer 14B having a thickness of 0 μm and a surface concentration of about 7 × 10 16 cm −3 is formed.

【0069】次に、エピタキシャル層11の表面にLO
COS膜生成時の選択的マスクとして用いるシリコン窒
化膜を形成する。シリコン窒化膜は、ジクロールシラン
とアンモニアとの混合ガスを用いて減圧CVD法により
120nm程度の厚さに堆積する。このシリコン窒化膜
上にフォトリソグラフィを用いて、NPNバイポーラト
ランジスタ1、PチャネルMOSトランジスタ2及びN
チャネルMOSトランジスタ3の素子分離領域並びにN
PNバイポーラトランジスタ1のベースコレクタ電極引
出し部分離領域の所定のレジストパターンをマスクとし
て、ドライエッチングによりシリコン窒化膜を除去す
る。ドライエッチングにはフロンガスと臭素系ガスとの
混合ガスを用いる。このドライエッチングにより素子分
離領域の所定の位置のシリコン窒化膜が除去される。酸
素プラズマアッシングによりレジストを除いた後、温度
1050℃程度でパイロジェニック酸化を60分程度行
ない、素子分離用のLOCOS膜15A、15B、15
C、15D及び15Eを形成する。これらLOCOS膜
の膜厚は400〜800nmである。
Next, the surface of the epitaxial layer 11 is
A silicon nitride film to be used as a selective mask when forming a COS film is formed. The silicon nitride film is deposited to a thickness of about 120 nm by a low pressure CVD method using a mixed gas of dichlorosilane and ammonia. An NPN bipolar transistor 1, a P-channel MOS transistor 2 and an NPN bipolar transistor 1 are formed on the silicon nitride film by photolithography.
Element isolation region of channel MOS transistor 3 and N
The silicon nitride film is removed by dry etching using a predetermined resist pattern in the base collector electrode lead-out portion separation region of the PN bipolar transistor 1 as a mask. For dry etching, a mixed gas of a chlorofluorocarbon gas and a bromine-based gas is used. By this dry etching, the silicon nitride film at a predetermined position in the element isolation region is removed. After removing the resist by oxygen plasma ashing, pyrogenic oxidation is performed at a temperature of about 1050 ° C. for about 60 minutes, and the LOCOS films 15A, 15B, 15
Form C, 15D and 15E. The thickness of these LOCOS films is 400 to 800 nm.

【0070】次に、リン酸液を用いてシリコン窒化膜を
除いた後、PチャネルMOSトランジスタ2を形成する
所定領域にフォトリソグラフィを用いてレジストの窓を
開け、このレジストパターンをマスクとしてドーズ量が
4×1012cm-2程度で加速エネルギーが20KeV程
度のホウ素イオンを注入する。これはPチャネルMOS
トランジスタ2のしきい値電圧を制御するための不純物
導入である。酸素プラズマアッシングによりレジストを
除いた後、同様にNチャネルMOSトランジスタ3を形
成する所定領域にフォトリソグラフィを用いてレジスト
の窓を開け、このレジストパターンをマスクとしてドー
ズ量が3×1012cm-2程度で加速エネルギーが40K
eV程度のホウ素イオンを注入する。これによりNチャ
ネルMOSトランジスタ3のしきい値電圧を制御する。
前記のしきい値制御のイオン注入により、PチャネルM
OSトランジスタ2のしきい値電圧は−0.5〜−0.
8V、NチャネルMOSトランジスタ3のしきい値電圧
0.5〜0.8Vとなる。
Next, after removing the silicon nitride film using a phosphoric acid solution, a resist window is opened using photolithography in a predetermined region where the P-channel MOS transistor 2 is to be formed, and the dose is determined using this resist pattern as a mask. Is implanted with boron ions of about 4 × 10 12 cm −2 and acceleration energy of about 20 KeV. This is a P-channel MOS
This is impurity introduction for controlling the threshold voltage of the transistor 2. After removing the resist by oxygen plasma ashing, a resist window is similarly opened in a predetermined region where the N-channel MOS transistor 3 is to be formed by photolithography, and a dose of 3 × 10 12 cm −2 is formed using this resist pattern as a mask. About 40K acceleration energy
Implant boron ions of about eV. Thereby, the threshold voltage of N channel MOS transistor 3 is controlled.
By the above-described threshold-controlled ion implantation, the P-channel M
The threshold voltage of the OS transistor 2 is -0.5 to -0.0.
8V, the threshold voltage of the N-channel MOS transistor 3 is 0.5 to 0.8V.

【0071】次に、酸素プラズマアッシングによりレジ
ストを除いた後、N型エピタキシャル層11上の全面
に、温度900℃程度で30分程度のパイロジェニック
酸化をし、厚さ10nm程度の絶縁膜16A、第1のゲ
ート絶縁膜16C並びに第2のゲート絶縁膜16Dを形
成する。
Next, after removing the resist by oxygen plasma ashing, the entire surface of the N-type epitaxial layer 11 is subjected to pyrogenic oxidation at a temperature of about 900 ° C. for about 30 minutes to form an insulating film 16A having a thickness of about 10 nm. A first gate insulating film 16C and a second gate insulating film 16D are formed.

【0072】次に、図4において、図3に新たに追加さ
れた符号を説明した後、製造方法の説明をする。17は
自己整合的に形成されるエミッタ・ベース形成領域、1
8Aは多結晶シリコンよりなるNPNバイポーラトラン
ジスタ1のベース引出し電極、18CはPチャネルMO
Sトランジスタ2の多結晶シリコンよりなる第1のゲー
ト電極、18DはNチャネルMOSトランジスタ3の多
結晶シリコンよりなる第2のゲート電極、19AはNP
Nバイポーラトランジスタ1のTEOS膜よりなるベー
ス引出し電極上面の絶縁膜、19CはPチャネルMOS
トランジスタ2のTEOS膜よりなる第1のゲート電極
上面の絶縁膜、19DはNチャネルMOSトランジスタ
3のTEOS膜よりなる第2のゲート電極上面の絶縁
膜、20AはNPNバイポーラトランジスタ1の熱処理
により酸化して形成されたベース引出し電極側面部の酸
化膜、20CはPチャネルMOSトランジスタ2の熱処
理により酸化して形成された第1のゲート電極側面部の
酸化膜、20DはNチャネルMOSトランジスタ3の熱
処理により酸化して形成された第2のゲート電極側面部
の酸化膜、34はNPNバイポーラトランジスタ1の外
部ベース層、35はNPNバイポーラトランジスタ1の
活性ベース層である。
Next, in FIG. 4, a description will be given of the manufacturing method after describing the reference numerals newly added to FIG. Reference numeral 17 denotes a self-aligned emitter / base forming region, 1
8A is a base lead electrode of the NPN bipolar transistor 1 made of polycrystalline silicon, and 18C is a P-channel MO.
A first gate electrode made of polycrystalline silicon of the S transistor 2, 18D is a second gate electrode made of polycrystalline silicon of the N-channel MOS transistor 3, and 19A is NP
An insulating film on the upper surface of the base extraction electrode made of the TEOS film of the N bipolar transistor 1, 19C is a P-channel MOS
An insulating film on the upper surface of the first gate electrode made of the TEOS film of the transistor 2, 19D is an insulating film on the upper surface of the second gate electrode made of the TEOS film of the N-channel MOS transistor 3, and 20A is oxidized by the heat treatment of the NPN bipolar transistor 1. An oxide film on the side surface of the base extraction electrode formed as described above, 20C is an oxide film on the side surface of the first gate electrode formed by oxidation of the P-channel MOS transistor 2, and 20D is an oxide film on the side surface of the N-channel MOS transistor 3. An oxide film formed on the side surface of the second gate electrode formed by oxidation, 34 is an external base layer of the NPN bipolar transistor 1, and 35 is an active base layer of the NPN bipolar transistor 1.

【0073】まず、フォトリソグラフィを用いた所定の
レジストパターンをマスクとして、フッ化アンモニウム
とフッ酸との混合液を用いてNPNバイポーラトランジ
スタ1の領域の図3に示す絶縁膜16Aを選択的にエッ
チングして除去する。
First, using a predetermined resist pattern using photolithography as a mask, the insulating film 16A shown in FIG. 3 in the region of the NPN bipolar transistor 1 is selectively etched using a mixed solution of ammonium fluoride and hydrofluoric acid. And remove.

【0074】次に、酸素プラズマアッシングによりレジ
ストを除いた後、エピタキシャル層11上の全面にシラ
ンガスを用いた減圧CVD法により厚さ300〜400
nmの、各素子の電極を形成するための多結晶シリコン
膜を堆積した後、NPNバイポーラトランジスタ1の所
定のレジストパターンをマスクとして、ドーズ量が5×
1015cm-2〜1×1016cm-2で加速エネルギーが4
0KeV程度のホウ素イオンを注入する。その後、酸素
プラズマアッシングによりレジストを除く。次に、Pチ
ャネルMOSトランジスタ2及びNチャネルMOSトラ
ンジスタ3の所定のレジストパターンをマスクとして、
ドーズ量が1.5×1016cm-2〜3×1016cm-2
加速エネルギーが40KeV程度のリンのイオンを注入
する。
Next, after removing the resist by oxygen plasma ashing, the entire surface of the epitaxial layer 11 is formed to a thickness of 300 to 400 by a low pressure CVD method using silane gas.
After depositing a polycrystalline silicon film for forming an electrode of each element of 5 nm, using a predetermined resist pattern of the NPN bipolar transistor 1 as a mask, the dose amount is 5 ×
The acceleration energy is 4 at 10 15 cm -2 to 1 × 10 16 cm -2
Boron ions of about 0 KeV are implanted. Thereafter, the resist is removed by oxygen plasma ashing. Next, using a predetermined resist pattern of the P-channel MOS transistor 2 and the N-channel MOS transistor 3 as a mask,
Phosphorus ions with a dose of 1.5 × 10 16 cm −2 to 3 × 10 16 cm −2 and an acceleration energy of about 40 KeV are implanted.

【0075】次に、酸素プラズマアッシングによりレジ
ストを除いた後、堆積した多結晶シリコン膜上の全面
に、TEOSと酸素の混合ガスを用いて温度700℃程
度の減圧CVD法により、厚さ120〜250nmの酸
化膜を堆積する。次に、所定のレジストパターンをマス
クとして、CHF3 、アンモニア及び酸素の混合ガスを
用いて堆積した酸化膜をドライエッチングする。続いて
SF6 とC2 ClF5 との混合ガスを用いて堆積した多
結晶シリコン膜に異方性エッチングを行ない、NPNバ
イポーラトランジスタ1のシート抵抗が100〜200
Ω/□となるベース引出し電極18Aを形成すると共
に、PチャネルMOSトランジスタ2及びNチャネルM
OSトランジスタ3のシート抵抗が20〜40Ω/□と
なる第1のゲート電極18C及び第2のゲート電極18
Dを形成する。各電極上には厚さ120〜250nmの
酸化膜よりなる絶縁膜19A、19C及び19Dが形成
され、同時にNPNバイポーラトランジスタ1のエミッ
タ・ベース形成領域17が開口する。
Next, after the resist is removed by oxygen plasma ashing, the entire surface of the deposited polycrystalline silicon film is formed to a thickness of 120 to 120 ° C. by a reduced pressure CVD method at a temperature of about 700 ° C. using a mixed gas of TEOS and oxygen. Deposit a 250 nm oxide film. Next, using a predetermined resist pattern as a mask, the oxide film deposited using a mixed gas of CHF 3 , ammonia and oxygen is dry-etched. Subsequently, anisotropic etching is performed on the polycrystalline silicon film deposited using a mixed gas of SF 6 and C 2 ClF 5, and the sheet resistance of the NPN bipolar transistor 1 becomes 100 to 200.
A base extraction electrode 18A of Ω / □ is formed, and a P-channel MOS transistor 2 and an N-channel M
The first gate electrode 18C and the second gate electrode 18 in which the sheet resistance of the OS transistor 3 becomes 20 to 40 Ω / □
Form D. On each electrode, insulating films 19A, 19C and 19D made of an oxide film having a thickness of 120 to 250 nm are formed, and at the same time, the emitter / base forming region 17 of the NPN bipolar transistor 1 is opened.

【0076】次に、レジストパターンを酸素プラズマア
ッシングにより除いた後、酸素雰囲気中の温度900℃
程度で30分程度の熱処理により、厚さ15〜30nm
のNPNバイポーラトランジスタ1のベース引出し電極
側面部の酸化膜20A、PチャネルMOSトランジスタ
2の第1のゲート電極側面部の酸化膜20C並びにNチ
ャネルMOSトランジスタ3の第2のゲート電極側面部
の酸化膜20Dを形成する。
Next, after the resist pattern is removed by oxygen plasma ashing, the temperature in an oxygen atmosphere is 900 ° C.
Heat treatment for about 30 minutes, thickness 15-30nm
Oxide film 20A on the side of the base extraction electrode of NPN bipolar transistor 1, oxide film 20C on the side of the first gate electrode of P-channel MOS transistor 2, and oxide film on the side of the second gate electrode of N-channel MOS transistor 3 Form 20D.

【0077】次に、窒素雰囲気中の温度950℃程度で
30分程度の熱処理により、NPNバイポーラトランジ
スタ1のベース引出し電極18A中のホウ素の不純物を
N型コレクタ層13Aに導入し、接合深さが0.2〜
0.4μmで表面濃度が1×1020cm-3〜3×1020
cm-3の外部ベース層34を形成する。
Next, a boron impurity in the base extraction electrode 18A of the NPN bipolar transistor 1 is introduced into the N-type collector layer 13A by a heat treatment at a temperature of about 950 ° C. in a nitrogen atmosphere for about 30 minutes. 0.2 ~
0.4 μm and surface concentration of 1 × 10 20 cm −3 to 3 × 10 20
An external base layer 34 of cm −3 is formed.

【0078】次に、フォトリソグラフィによるレジスト
パターンとNPNバイポーラトランジスタ1のベース引
出し電極18Aとをマスクとして、ドーズ量が1×10
13cm-2程度で加速エネルギーが10KeV程度のホウ
素イオンをエミッタ・ベース形成領域17に注入し、接
合深さが150〜250nmで表面濃度が1×1019
-3〜3×1019cm-3の活性ベース層35を形成す
る。その後、レジストパターンを酸素プラズマアッシン
グにより除去する。
Next, using a resist pattern formed by photolithography and the base lead-out electrode 18A of the NPN bipolar transistor 1 as a mask, a dose amount of 1 × 10
Boron ions of about 13 cm −2 and acceleration energy of about 10 KeV are implanted into the emitter / base formation region 17 to have a junction depth of 150 to 250 nm and a surface concentration of 1 × 10 19 c.
An active base layer 35 of m -3 to 3 × 10 19 cm -3 is formed. After that, the resist pattern is removed by oxygen plasma ashing.

【0079】 次に、図5において、図4に新たに追加
された符号を説明した後、製造方法の説明をする。21
AはNPNバイポーラトランジスタ1のベース引出し電
極側面のシリコン窒化膜、21CはPチャネルMOSト
ランジスタ2の第1のゲート電極側面のシリコン窒化
膜、21DはNチャネルMOSトランジスタ3の第2の
ゲート電極側面のシリコン窒化膜、22A及び22Bは
NPNバイポーラトランジスタ1のベース引出し電極側
面の多結晶シリコン膜、22EはPチャネルMOSトラ
ンジスタ2の第1のゲート電極側面の多結晶シリコン
膜、22FはNチャネルMOSトランジスタ3の第2の
ゲート電極側面の多結晶シリコン膜、33は多結晶シリ
コン膜22A及び22Bの各側壁により自己整合的に形
成されたエミッタ引出し開口部である。
Next, in FIG. 5, a description will be given of the manufacturing method after describing the reference numerals newly added to FIG. 21
A is a silicon nitride film on the side of the base extraction electrode of the NPN bipolar transistor 1, 21C is a silicon nitride film on the side of the first gate electrode of the P-channel MOS transistor 2, and 21D is a silicon nitride film on the side of the second gate electrode of the N-channel MOS transistor 3. A silicon nitride film, 22A and 22B are polycrystalline silicon films on the side of the base extraction electrode of the NPN bipolar transistor 1, 22E is a polycrystalline silicon film on the side of the first gate electrode of the P-channel MOS transistor 2, and 22F is an N-channel MOS transistor 3. second polycrystalline silicon film of the gate electrode side of the 33 polycrystalline silicon
An emitter lead-out opening formed in a self-aligned manner by the sidewalls of the capacitor films 22A and 22B .

【0080】まず、N型エピタキシャル層11上の各素
子の全面に、ジクロールシランとアンモニアとの混合ガ
スを用いて減圧CVD法により40〜80nmの各電極
の側面の絶縁膜を形成するためのシリコン窒化膜を堆積
する。
First, an insulating film on the side surface of each electrode of 40 to 80 nm is formed on the entire surface of each element on the N-type epitaxial layer 11 by a reduced pressure CVD method using a mixed gas of dichlorosilane and ammonia. A silicon nitride film is deposited.

【0081】次に、シランガスを用いた減圧CVD法に
より堆積したシリコン窒化膜上に厚さ200nm程度
の、NPNバイポーラトランジスタ1のベース引出し電
極18A及び18Cの側壁を形成するための多結晶シリ
コン膜を堆積する。
Next, a polycrystalline silicon film for forming the side walls of the base extraction electrodes 18A and 18C of the NPN bipolar transistor 1 having a thickness of about 200 nm is formed on the silicon nitride film deposited by the low pressure CVD method using silane gas. accumulate.

【0082】次に、SF6 とCCl4 との混合ガスを用
いて堆積した多結晶シリコン膜に異方性エッチングを行
なって、ベース引出し電極側面の多結晶シリコン膜22
A及び22B、第1のゲート電極側面の多結晶シリコン
膜22E並びに第2のゲート電極側面の多結晶シリコン
膜22Fを形成する。
Next, the polycrystalline silicon film deposited by using a mixed gas of SF 6 and CCl 4 is subjected to anisotropic etching, so that the polycrystalline silicon film 22
A and 22B, a polycrystalline silicon film 22E on the first gate electrode side surface and a polycrystalline silicon film 22F on the second gate electrode side surface are formed.

【0083】次に、フロンガスと臭素系ガスとの混合ガ
スを用いてエッチングを行ない、前記多結晶シリコン膜
よりなる側壁をマスクとして、ベース引出し電極側面の
シリコン窒化膜21A、第1のゲート電極側面のシリコ
ン窒化膜21C並びに第2のゲート電極側面のシリコン
窒化膜21Dを形成する。
Next, etching is performed by using a mixed gas of a chlorofluorocarbon gas and a bromine-based gas, and the silicon nitride film 21A on the side of the base extraction electrode, the side of the first gate electrode, and the side wall made of the polycrystalline silicon film as a mask. The silicon nitride film 21C and the silicon nitride film 21D on the side surface of the second gate electrode are formed.

【0084】次に、フッ化アンモニウムとフッ酸との混
合液を用いて、NPNバイポーラトランジスタ1のコレ
クタ電極形成領域及びエミッタ引出し開口部33並びに
MOSトランジスタ2及び3のソース・ドレイン形成領
域をエッチングして酸化膜を除く。これにより、NPN
バイポーラトランジスタ1において、ベース引出し電極
側面部の酸化膜20A、ベース引出し電極側面のシリコ
ン窒化膜21A及びベース引出し電極側面の多結晶シリ
コン膜22Aの3層よりなる厚さ200〜300nmの
側壁が形成され、同時にエミッタ引出し開口部33が自
己整合的に形成される。
Next, using a mixed solution of ammonium fluoride and hydrofluoric acid, the collector electrode formation region and the emitter lead-out opening 33 of the NPN bipolar transistor 1 and the source / drain formation regions of the MOS transistors 2 and 3 are etched. To remove the oxide film. Thereby, the NPN
In the bipolar transistor 1, a 200-300 nm-thick side wall composed of three layers of the oxide film 20A on the side of the base extraction electrode, the silicon nitride film 21A on the side of the base extraction electrode, and the polycrystalline silicon film 22A on the side of the base extraction electrode is formed. At the same time, the emitter extraction opening 33 is formed in a self-aligned manner.

【0085】本実施形態の特徴として、NPNバイポー
ラトランジスタ1のベース抵抗値及びベース中のキャリ
ア走行時間を左右する第1のパラメータは、以上の工程
で構成された3層よりなる側壁により自己整合的に決定
される。
As a feature of the present embodiment, the first parameter which determines the base resistance value of the NPN bipolar transistor 1 and the carrier transit time in the base is self-aligned by the three-layered side wall formed in the above steps. Is determined.

【0086】次に、図6において、図5に新たに追加さ
れた符号を説明した後、製造方法の説明をする。23は
NPNバイポーラトランジスタ1のベース引出し電極側
面の多結晶シリコン膜22A及び22Bにより自己整合
的に形成されたエミッタ層、24はNPNバイポーラト
ランジスタ1の熱処理により形成されたコレクタコンタ
クト層、25はNPNバイポーラトランジスタ1の多結
晶シリコンよりなるエミッタ引出し電極、26はNPN
バイポーラトランジスタ1の多結晶シリコンよりなるコ
レクタ引出し電極、27AはPチャネルMOSトランジ
スタ2の第1のゲート電極側面のシリコン窒化膜21C
をサイドウォールとして形成された第1のLDD層、2
8AはNチャネルMOSトランジスタ3の第2のゲート
電極側面のシリコン窒化膜21Dをサイドウォールとし
て形成された第2のLDD層である。
Next, referring to FIG. 6, a description will be given of a manufacturing method after explaining the reference numerals newly added to FIG. Reference numeral 23 denotes an emitter layer formed in a self-aligned manner by the polycrystalline silicon films 22A and 22B on the side of the base extraction electrode of the NPN bipolar transistor 1, 24 denotes a collector contact layer formed by heat treatment of the NPN bipolar transistor 1, and 25 denotes an NPN bipolar transistor. The emitter lead-out electrode made of polycrystalline silicon of the transistor 1 and NPN 26
The collector lead electrode 27A of the bipolar transistor 1 made of polycrystalline silicon is a silicon nitride film 21C on the side surface of the first gate electrode of the P-channel MOS transistor 2.
First LDD layer formed as a side wall, 2
Reference numeral 8A denotes a second LDD layer formed by using the silicon nitride film 21D on the side surface of the second gate electrode of the N-channel MOS transistor 3 as a side wall.

【0087】まず、N型エピタキシャル層11上の各素
子の全面に、シランガスを用いた減圧CVD法により膜
厚150〜300nmの、エミッタ引出し電極25及び
コレクタ引出し電極26を形成するための多結晶シリコ
ン膜を堆積する。堆積したシリコン膜にドーズ量が1×
1016cm-2程度で加速エネルギーが60KeV程度の
ヒ素イオンを注入する。
First, polycrystalline silicon for forming an emitter extraction electrode 25 and a collector extraction electrode 26 with a thickness of 150 to 300 nm on the entire surface of each element on the N-type epitaxial layer 11 by a low pressure CVD method using silane gas. Deposit the film. 1 × dose to the deposited silicon film
Arsenic ions of about 10 16 cm -2 and acceleration energy of about 60 KeV are implanted.

【0088】次に、窒素雰囲気中において温度900℃
で30〜60分の熱処理を行ない、堆積したシリコン膜
中のヒ素の不純物をNPNバイポーラトランジスタ1の
N型コレクタ層13Aに拡散してコレクタコンタクト層
24を形成し、また活性ベース層35に拡散してエミッ
タ層23を形成する。コレクタコンタクト層24及びエ
ミッタ層23の接合深さは50〜100nmで表面濃度
は1×1020cm-3〜3×1020cm-3である。
Next, at a temperature of 900 ° C. in a nitrogen atmosphere.
Heat treatment is performed for 30 to 60 minutes to diffuse the arsenic impurity in the deposited silicon film into the N-type collector layer 13A of the NPN bipolar transistor 1 to form the collector contact layer 24 and to diffuse into the active base layer 35. To form an emitter layer 23. The junction depth of the collector contact layer 24 and the emitter layer 23 is 50 to 100 nm, and the surface concentration is 1 × 10 20 cm −3 to 3 × 10 20 cm −3 .

【0089】次に、フォトリソグラフィによる所定のレ
ジストパターンをマスクとしてHCl、HBr及び酸素
の混合ガスを用いて圧力100×133.322mPa
〜200×133.322mPaにて、堆積した多結晶
シリコン膜にRFエッチングを行ない、シート抵抗が1
50〜300Ω/□のNPNバイポーラトランジスタ1
のエミッタ引出し電極25及びコレクタ引出し電極26
を形成する。
Next, a predetermined resist pattern formed by photolithography is used as a mask, and a pressure of 100 × 133.322 mPas using a mixed gas of HCl, HBr and oxygen.
RF etching was performed on the deposited polycrystalline silicon film at ~ 200 × 133.322 mPa, and the sheet resistance was 1
50-300Ω / □ NPN bipolar transistor 1
Emitter extraction electrode 25 and collector extraction electrode 26
To form

【0090】次に、前記エッチングと同条件のRFエッ
チングを連続して行ない、NPNバイポーラトランジス
タ1のエミッタ・ベース形成領域17以外のベース引出
し電極18Aの側面、PチャネルMOSトランジスタ2
の第1のゲート電極側面の多結晶シリコン膜22E並び
にNチャネルMOSトランジスタ3の第2のゲート電極
側面の多結晶シリコン膜22Fを除く。その後、酸素プ
ラズマアッシングによりレジストを除去する。
Next, RF etching under the same conditions as the above-described etching is continuously performed, and the side surface of the base extraction electrode 18A other than the emitter / base formation region 17 of the NPN bipolar transistor 1 and the P-channel MOS transistor 2
The polycrystalline silicon film 22E on the side surface of the first gate electrode and the polycrystalline silicon film 22F on the side surface of the second gate electrode of the N-channel MOS transistor 3 are removed. After that, the resist is removed by oxygen plasma ashing.

【0091】次に、フォトリソグラフィによりレジスト
パターンとPチャネルMOSトランジスタ2の第1のゲ
ート電極側面のシリコン窒化膜21Cとをマスクとし
て、ドーズ量が5×1012cm-2程度で加速エネルギー
が20KeV程度のホウ素イオンを注入して、第1のゲ
ート電極側面のシリコン窒化膜21Cに対して自己整合
的にPチャネルMOSトランジスタ2の第1のLDD層
27Aを形成する。第1のLDD層27Aの接合深さは
0.2μm程度で表面濃度は1×1018cm-3程度であ
る。その後、酸素プラズマアッシングによりレジストを
除去する。
Next, using a resist pattern by photolithography and the silicon nitride film 21C on the side surface of the first gate electrode of the P-channel MOS transistor 2 as a mask, the dose is about 5 × 10 12 cm −2 and the acceleration energy is 20 KeV. The first LDD layer 27A of the P-channel MOS transistor 2 is formed in a self-alignment manner with respect to the silicon nitride film 21C on the side surface of the first gate electrode by implanting boron ions of a degree. The junction depth of the first LDD layer 27A is about 0.2 μm and the surface concentration is about 1 × 10 18 cm −3 . After that, the resist is removed by oxygen plasma ashing.

【0092】次に、フォトリソグラフィによりレジスト
パターンとNチャネルMOSトランジスタ3の第2のゲ
ート電極側面のシリコン窒化膜21Dをマスクとして、
ドーズ量が1×1013cm-2程度で加速エネルギーが4
0KeV程度のリンのイオンを注入して、第2のゲート
電極側面のシリコン窒化膜21Dに対し自己整合的にN
チャネルMOSトランジスタ3の第2のLDD層28A
を形成する。第2のLDD層28Aの接合深さは0.2
μm程度で表面濃度は1×1018cm-3程度である。そ
の後、酸素プラズマアッシングによりレジストを除去す
る。
Next, a resist pattern is formed by photolithography using the silicon nitride film 21D on the side surface of the second gate electrode of the N-channel MOS transistor 3 as a mask.
The dose is about 1 × 10 13 cm -2 and the acceleration energy is 4
By implanting phosphorus ions of about 0 KeV, N 2 is self-aligned with the silicon nitride film 21D on the side surface of the second gate electrode.
Second LDD layer 28A of channel MOS transistor 3
To form The junction depth of the second LDD layer 28A is 0.2
At about μm, the surface concentration is about 1 × 10 18 cm −3 . After that, the resist is removed by oxygen plasma ashing.

【0093】本実施形態の特徴として、従来のエミッタ
引出し電極18Aの側壁の厚い絶縁膜を薄い2層の絶縁
膜としたため、エミッタ・ベース接合の周辺部にかかる
絶縁膜の収縮する応力が小さくなり、エミッタ・ベース
間のリーク等を抑止することができる。さらに、ベース
引出し電極18Aの側面のエミッタ引出し電極25に接
する側壁を導体である多結晶シリコンとするため、エミ
ッタ引出し開口部33の実質的な直径が大きくなるの
で、アスペクト比(エミッタ引出し開口部の高さと直径
との比)が小さくなり、多結晶シリコンよりなるエミッ
タ引出し電極25のエミッタ抵抗が低減する。
As a feature of this embodiment, since the conventional thick insulating film on the side wall of the emitter lead-out electrode 18A is formed as a thin two-layer insulating film, the shrinkage stress of the insulating film applied to the periphery of the emitter-base junction is reduced. And leakage between the emitter and the base can be suppressed. Further, since the side wall of the side surface of the base extraction electrode 18A which is in contact with the emitter extraction electrode 25 is made of polycrystalline silicon which is a conductor, the substantial diameter of the emitter extraction opening 33 is increased. (The ratio of height to diameter) is reduced, and the emitter resistance of the emitter extraction electrode 25 made of polycrystalline silicon is reduced.

【0094】また、NPNバイポーラトランジスタ1の
エミッタ・ベース形成領域17以外のベース引出し電極
18Aの側面に形成される多結晶シリコン膜は、除去し
ない場合は、導体膜である該多結晶シリコン膜を介して
他の導体層同士をリークさせたり寄生容量を増大させた
りしてNPNバイポーラトランジスタ1の特性を劣化さ
せる可能性がある。しかし、この多結晶シリコン膜は第
1のゲート電極側面の多結晶シリコン膜22E等を除去
する工程により除かれているため、特に工程を増やすこ
となくこの問題を回避できる。
If the polycrystalline silicon film formed on the side surface of the base extraction electrode 18A other than the emitter / base formation region 17 of the NPN bipolar transistor 1 is not removed, the polycrystalline silicon film is a conductor film. As a result, there is a possibility that the characteristics of the NPN bipolar transistor 1 are degraded by leaking other conductor layers or increasing the parasitic capacitance. However, since this polycrystalline silicon film has been removed by the step of removing the polycrystalline silicon film 22E and the like on the side surface of the first gate electrode, this problem can be avoided without particularly increasing the number of steps.

【0095】次に、図7において、図6に新たに追加さ
れた符号を説明した後、製造方法の説明をする。29A
はPチャネルMOSトランジスタ2のTEOS膜よりな
る第1のゲート電極の絶縁側壁、29BはNチャネルM
OSトランジスタ3のTEOS膜よりなる第2のゲート
電極の絶縁側壁、30AはPチャネルMOSトランジス
タ2の第1のゲート電極の絶縁側壁29Aをサイドウォ
ールとして自己整合的に形成された第1のソース・ドレ
イン層、31AはNチャネルMOSトランジスタ3の第
2のゲート電極の絶縁側壁29Bをサイドウォールとし
て自己整合的に形成された第2のソース・ドレイン層、
32AはNPNバイポーラトランジスタ1のTEOS膜
よりなるベース引出し電極の絶縁側壁である。
Next, in FIG. 7, a description will be given of the manufacturing method after describing the reference numerals newly added to FIG. 29A
Is an insulating side wall of the first gate electrode made of the TEOS film of the P-channel MOS transistor 2, and 29B is an N-channel M
The insulating side wall 30A of the second gate electrode made of the TEOS film of the OS transistor 3 and the first source electrode 30A formed in a self-aligned manner using the insulating side wall 29A of the first gate electrode of the P-channel MOS transistor 2 as a side wall. A drain layer 31A is a second source / drain layer formed in a self-aligned manner using the insulating side wall 29B of the second gate electrode of the N-channel MOS transistor 3 as a side wall;
Reference numeral 32A is an insulating side wall of a base lead electrode made of a TEOS film of the NPN bipolar transistor 1.

【0096】まず、N型エピタキシャル層11上の各素
子の全面に、TEOSと酸素との混合ガスを用いて温度
700℃程度の減圧CVD法により厚さ150nm程度
の、ゲート電極側壁の絶縁膜を形成するための酸化膜を
堆積する。
First, an insulating film on the side wall of a gate electrode having a thickness of about 150 nm is formed on the entire surface of each element on the N-type epitaxial layer 11 by a reduced pressure CVD method at a temperature of about 700 ° C. using a mixed gas of TEOS and oxygen. An oxide film for forming is deposited.

【0097】次に、CHF3 、酸素及びヘリウムの混合
ガスを用いて堆積した酸化膜に異方性エッチングを行な
って、PチャネルMOSトランジスタ2の第1のゲート
電極の絶縁側壁29A、NチャネルMOSトランジスタ
3の第2のゲート電極の絶縁側壁29B及びNPNバイ
ポーラトランジスタ1のベース引出し電極の絶縁側壁3
2Aを形成する。
Next, the oxide film deposited using a mixed gas of CHF 3 , oxygen and helium is subjected to anisotropic etching to form an insulating side wall 29 A of the first gate electrode of the P-channel MOS transistor 2 and an N-channel MOS transistor. The insulating side wall 29B of the second gate electrode of the transistor 3 and the insulating side wall 3 of the base extraction electrode of the NPN bipolar transistor 1
Form 2A.

【0098】これにより、PチャネルMOSトランジス
タ2の第1のゲート電極側面部の酸化膜20C、第1の
ゲート電極側面のシリコン窒化膜21C及び第1のゲー
ト電極の絶縁側壁29Aの3層よりなる側壁が形成され
る。また、NチャネルMOSトランジスタ3の第2のゲ
ート電極側面部の酸化膜20D、第2のゲート電極側面
のシリコン窒化膜21D及び第2のゲート電極の絶縁側
壁29Bの3層よりなる側壁が形成される。
Thus, the P-channel MOS transistor 2 is composed of three layers: the oxide film 20C on the side surface of the first gate electrode, the silicon nitride film 21C on the side surface of the first gate electrode, and the insulating side wall 29A of the first gate electrode. Side walls are formed. In addition, a side wall including three layers of an oxide film 20D on the side surface of the second gate electrode of the N-channel MOS transistor 3, a silicon nitride film 21D on the side surface of the second gate electrode, and an insulating side wall 29B of the second gate electrode is formed. You.

【0099】本実施形態の特徴として、PチャネルMO
Sトランジスタ2の耐ホットキャリア性及び飽和ドレイ
ン電流値を左右する第2のパラメータは、以上の工程で
形成された3層よりなる側壁により自己整合的に決定さ
れる。また、NチャネルMOSトランジスタ3において
も同様である。従って、NPNバイポーラトランジスタ
1の動作特性を決める第1のパラメータとPチャネルM
OSトランジスタ2及びNチャネルMOSトランジスタ
3の動作特性を決める第2のパラメータとは独立に決定
でき、それぞれの最適値を得ることができる。
As a feature of this embodiment, a P-channel MO
The second parameter that affects the hot carrier resistance and the saturated drain current value of the S transistor 2 is determined in a self-aligned manner by the three-layered sidewall formed in the above steps. The same applies to N-channel MOS transistor 3. Therefore, the first parameter that determines the operating characteristics of the NPN bipolar transistor 1 and the P-channel M
It can be determined independently of the second parameter that determines the operating characteristics of the OS transistor 2 and the N-channel MOS transistor 3, and the respective optimum values can be obtained.

【0100】次に、フォトリソグラフィによりレジスト
パターン及びPチャネルMOSトランジスタ2の第1の
ゲート電極の絶縁側壁29Aをマスクとして、ドーズ量
が5×1015cm-2程度で加速エネルギーが10KeV
程度のホウ素イオンを注入し、第1のゲート電極の絶縁
側壁29Aに対しPチャネルMOSトランジスタ2の第
1のソース・ドレイン層30Aを自己整合的に形成す
る。第1のソース・ドレイン層30Aは接合深さが0.
2μm程度で表面濃度が1×1020cm-3程度である。
Next, using a resist pattern by photolithography and the insulating side wall 29A of the first gate electrode of the P-channel MOS transistor 2 as a mask, the dose is about 5 × 10 15 cm −2 and the acceleration energy is 10 KeV.
The first source / drain layer 30A of the P-channel MOS transistor 2 is formed in a self-aligned manner with respect to the insulating side wall 29A of the first gate electrode by implanting boron ions of a degree. The first source / drain layer 30A has a junction depth of 0.1 mm.
The surface density is about 1 × 10 20 cm −3 at about 2 μm.

【0101】次に、酸素プラズマアッシングによりレジ
ストを除いた後、フォトリソグラフィによるレジストパ
ターン及びNチャネルMOSトランジスタ3の第2のゲ
ート電極の絶縁側壁29Bをマスクとして、ドーズ量が
5×1015cm-2程度で加速エネルギーが40KeV程
度のヒ素イオンを注入し、第2のゲート電極の絶縁側壁
29Bに対しNチャネルMOSトランジスタ3の第2の
ソース・ドレイン層31Aを自己整合的に形成する。第
2のソース・ドレイン層31Aは接合深さが0.1μm
程度で表面濃度が1×1020cm-3程度である。その
後、酸素プラズマアッシングによりレジストを除去す
る。
Next, after removing the resist by oxygen plasma ashing, the resist pattern is formed by photolithography and the insulating sidewall 29B of the second gate electrode of the N-channel MOS transistor 3 is used as a mask, and the dose is 5 × 10 15 cm −. Arsenic ions of about 2 and an acceleration energy of about 40 KeV are implanted, and a second source / drain layer 31A of the N-channel MOS transistor 3 is formed in a self-alignment manner with the insulating side wall 29B of the second gate electrode. The junction depth of the second source / drain layer 31A is 0.1 μm.
And the surface concentration is about 1 × 10 20 cm −3 . After that, the resist is removed by oxygen plasma ashing.

【0102】[0102]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
係る半導体集積回路装置によると、バイポーラトランジ
スタのベース引出し電極の側面に形成される第1の側壁
と、MOSトランジスタのゲート電極の側面に形成され
る第2の側壁とを異なる工程により形成することができ
る。バイポーラトランジスタの外部ベース層とエミッタ
層との間隔及びMOSトランジスタのゲート電極とソー
ス・ドレイン層との間隔が独立に調整できるため、これ
らの間隔はそれぞれ最適化されている。
As described above, according to the semiconductor integrated circuit device of the first aspect, the first side wall formed on the side surface of the base extraction electrode of the bipolar transistor and the side surface of the gate electrode of the MOS transistor. Can be formed by a different process. Since the distance between the external base layer and the emitter layer of the bipolar transistor and the distance between the gate electrode and the source / drain layer of the MOS transistor can be independently adjusted, these distances are respectively optimized.

【0103】また、バイポーラトランジスタのベース引
出し電極の側面に形成された第1の側壁は、ベース引出
し電極側の薄い絶縁膜及び反ベース引出し電極側の導体
膜により構成されているため、該絶縁膜に起因するエミ
ッタ・ベース接合の周辺部にかかる収縮する応力が減少
するので、エミッタ・ベース間のリーク等の特性劣化を
避けることができる。
The first side wall formed on the side surface of the base extraction electrode of the bipolar transistor is composed of a thin insulating film on the base extraction electrode side and a conductor film on the side opposite to the base extraction electrode. As a result, the shrinkage stress applied to the peripheral portion of the emitter-base junction is reduced, so that deterioration of characteristics such as leakage between the emitter and the base can be avoided.

【0104】さらに、第1の側壁の導体膜は、エミッタ
引出し電極と一体となり実質的にエミッタ引出し電極の
直径が大きくなるため、アスペクト比(エミッタ引出し
開口部の高さと直径との比)が小さくなるので、エミッ
タ引出し電極のエミッタ抵抗が低減する。
Furthermore, since the conductor film on the first side wall is integrated with the emitter extraction electrode and the diameter of the emitter extraction electrode is substantially increased, the aspect ratio (the ratio between the height and the diameter of the emitter extraction opening) is small. Therefore, the emitter resistance of the emitter extraction electrode is reduced.

【0105】 その上、バイポーラトランジスタの外部
ベース層とエミッタ層との間隔及びMOSトランジスタ
のゲート電極とソース・ドレイン層との間隔が独立に調
整できる自由度が増すため、第1及び第2のパラメータ
はさらに最適化されている。また、第3の絶縁膜が薄く
なり導体膜が厚くなるため、エミッタ・ベース間のリー
ク等の特性劣化はさらに改善されると共にエミッタ抵抗
もさらに低減する。
In addition, since the space between the external base layer and the emitter layer of the bipolar transistor and the space between the gate electrode and the source / drain layer of the MOS transistor can be independently adjusted, the first and second parameters are increased. Has been further optimized. Further, since the third insulating film becomes thinner and the conductor film becomes thicker, deterioration of characteristics such as leakage between the emitter and the base is further improved, and the emitter resistance is further reduced.

【0106】 請求項2の発明に係る半導体集積回路装
置によると、請求項1の発明に係る半導体集積回路装置
の効果が得られる上に、第5の絶縁膜を確実に得ること
ができる。
[0106] According to the semiconductor integrated circuit device according to the invention of claim 2 can be on the effects of the semiconductor integrated circuit device according to the invention of claim 1 is obtained, to reliably obtain a fifth insulating film.

【0107】 請求項3の発明に係る半導体集積回路装
置によると、請求項1の発明に係る半導体集積回路装置
の効果が得られる上に、第2の側壁は、前記ベース引出
し電極が前記外部ベースを取り囲む素子分離膜上に延び
る側の側面にも形成されているため、導体膜が除去され
ていない場合と比べて、この導体膜を介して他の導体層
同士がリークしたり寄生容量が増大したりするバイポー
ラトランジスタの特性劣化を工程を増やすことなく防止
することができる。
According to the semiconductor integrated circuit device of the third aspect of the present invention, the effect of the semiconductor integrated circuit device of the first aspect of the present invention can be obtained. Is formed also on the side surface extending on the element isolation film surrounding the element isolation film, so that other conductor layers leak through each other and increase the parasitic capacitance through this conductor film as compared with the case where the conductor film is not removed. The characteristic deterioration of the bipolar transistor can be prevented without increasing the number of steps.

【0108】 請求項4の発明に係る半導体集積回路装
置によると、請求項1の発明に係る半導体集積回路装置
の効果が得られる上に、第3の絶縁膜を確実に得ること
ができる。
According to the semiconductor integrated circuit device of the fourth aspect of the present invention, the effects of the semiconductor integrated circuit device of the first aspect of the present invention can be obtained, and the third insulating film can be reliably obtained.

【0109】 請求項5の発明に係る半導体集積回路装
置によると、請求項1の発明に係る半導体集積回路装置
の効果が得られる上に、導体膜を確実に得ることができ
る。
According to the semiconductor integrated circuit device according to the fifth aspect of the present invention, the effect of the semiconductor integrated circuit device according to the first aspect of the present invention can be obtained, and the conductor film can be reliably obtained.

【0110】 請求項6の発明に係る半導体集積回路装
置の製造方法によると、バイポーラトランジスタの外部
ベース層とエミッタ層との間隔と、MOSトランジスタ
のゲート電極とソース・ドレイン層との間隔とを独立し
て決定できるため、バイポーラトランジスタの動作特性
を左右するベース抵抗値及びベース中のキャリア走行時
間と、MOSトランジスタの動作特性を左右する耐ホッ
トキャリア性及び飽和ドレイン電流値とが最適化され
る。
[0110] independently with the method for fabricating a semiconductor integrated circuit device according to the invention of claim 6, the distance between the external base layer and the emitter layer of a bipolar transistor, and a distance between the gate electrode and the source-drain layer of the MOS transistor Therefore, the base resistance value and the carrier transit time in the base that affect the operation characteristics of the bipolar transistor, and the hot carrier resistance and the saturated drain current value that affect the operation characteristics of the MOS transistor are optimized.

【0111】また、バイポーラトランジスタのベース引
出し電極の側面に形成された第1の側壁は、ベース引出
し電極側の薄い絶縁膜及び反ベース引出し電極側の導体
膜により構成されているため、該絶縁膜に起因するエミ
ッタ・ベース接合の周辺部にかかる収縮する応力が減少
するので、エミッタ・ベース間のリーク等の特性劣化を
防止することができる。
The first side wall formed on the side surface of the base extraction electrode of the bipolar transistor is formed of a thin insulating film on the base extraction electrode side and a conductor film on the side opposite to the base extraction electrode. As a result, the shrinking stress applied to the peripheral portion of the emitter-base junction is reduced, so that deterioration of characteristics such as leakage between the emitter and the base can be prevented.

【0112】また、第1の側壁における導体膜は、エミ
ッタ引出し電極と一体となり実質的にエミッタ引出し電
極の直径を大きくするため、アスペクト比(エミッタ引
出し開口部の高さと直径との比)が小さくなり、エミッ
タ引出し電極のエミッタ抵抗が低減する。
Since the conductor film on the first side wall is integrated with the emitter extraction electrode and substantially increases the diameter of the emitter extraction electrode, the aspect ratio (the ratio between the height and the diameter of the emitter extraction opening) is small. Therefore, the emitter resistance of the emitter extraction electrode is reduced.

【0113】さらに、ベース引出し電極が前記外部ベー
スを取り囲む素子分離膜上に延びる側の側面に形成され
ている第1の側壁における導体膜は除去されているた
め、導体膜が除去されていない場合と比べて、この導体
膜を介して他の配線層同士がリークしたり寄生容量が増
大したりするバイポーラトランジスタの特性劣化を工程
を増やすことなく防止できる。
Further, since the conductor film on the first side wall formed on the side surface on which the base extraction electrode extends on the element isolation film surrounding the external base is removed, the case where the conductor film is not removed is provided. In comparison with this, it is possible to prevent the deterioration of the characteristics of the bipolar transistor, in which the other wiring layers leak or increase the parasitic capacitance via the conductor film, without increasing the number of steps.

【0114】 その上、バイポーラトランジスタの外部
ベース層とエミッタ層との間隔及びMOSトランジスタ
のゲート電極とソース・ドレイン層との間隔が独立に調
整できる自由度が増すため、第1及び第2のパラメータ
はさらに最適化されている。また、第3の絶縁膜が薄く
なり第1の導体膜が厚くなるため、エミッタ・ベース間
のリーク等の特性劣化はさらに改善されると共にエミッ
タ抵抗もさらに低減する。
In addition, since the distance between the external base layer and the emitter layer of the bipolar transistor and the distance between the gate electrode and the source / drain layer of the MOS transistor can be independently adjusted, the first and second parameters are increased. Has been further optimized. Further, since the third insulating film becomes thinner and the first conductor film becomes thicker, deterioration in characteristics such as leakage between the emitter and the base is further improved, and the emitter resistance is further reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態に係る半導体集積回路
装置の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor integrated circuit device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施形態に係る半導体集積回路
装置の製造方法の工程順断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view in a process order of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施形態に係る半導体集積回路
装置の製造方法の工程順断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view in a process order of a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施形態に係る半導体集積回路
装置の製造方法の工程順断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view in a process order of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施形態に係る半導体集積回路
装置の製造方法の工程順断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view in a process order of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施形態に係る半導体集積回路
装置の製造方法の工程順断面図である。
FIG. 6 is a sectional view in order of process of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2の実施形態に係る半導体集積回路
装置の製造方法の工程順断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view in a process order of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention.

【図8】従来の半導体集積回路装置の断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a conventional semiconductor integrated circuit device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 NPNバイポーラトンジスタ 2 PチャネルMOSトランジスタ 3 NチャネルMOSトランジスタ 10 P型半導体基板 11 N型エピタキシャル層 12A N型埋込みコレクタ層 12B N型埋込みウエル層 13A N型コレクタ層 13B N型ウエル層 14A 素子分離層 14B P型ウエル層 15A LOCOS膜 15B LOCOS膜 15C LOCOS膜 15D LOCOS膜 15E LOCOS膜 16A 絶縁膜 16C 第1のゲート絶縁膜 16D 第2のゲート絶縁膜 17 エミッタ・ベース形成領域 18A ベース引出し電極 18C 第1のゲート電極 18D 第2のゲート電極 19A ベース引出し電極上面の絶縁膜 19C 第1のゲート電極上面の絶縁膜 19D 第2のゲート電極上面の絶縁膜 20A ベース引出し電極側面部の酸化膜 20C 第1のゲート電極側面部の酸化膜 20D 第2のゲート電極側面部の酸化膜 21A ベース引出し電極側面のシリコン窒化膜 21C 第1のゲート電極側面のシリコン窒化膜 21D 第2のゲート電極側面のシリコン窒化膜 22A ベース引出し電極側面の多結晶シリコン膜 22B ベース引出し電極側面の多結晶シリコン膜 22E 第1のゲート電極側面の多結晶シリコン膜 22F 第2のゲート電極側面の多結晶シリコン膜 23 エミッタ層 24 コレクタコンタクト層 25 エミッタ引出し電極 26 コレクタ引出し電極 27A 第1のLDD層 28A 第2のLDD層 29A 第1のゲート電極の絶縁側壁 29B 第2のゲート電極の絶縁側壁 30A 第1のソース・ドレイン層 31A 第2のソース・ドレイン層 32A ベース引出し電極の絶縁側壁 33 エミッタ引出し開口部 34 外部ベース層 35 活性ベース層 51 NPNバイポーラトンジスタ 52 PチャネルMOSトランジスタ 53 NチャネルMOSトランジスタ 54 P型半導体基板 55A N型埋込みコレクタ層 55B N型埋込みウエル層 56A N型コレクタ層 56B N型ウエル層 57 第1のP型ウエル層 58 第2のP型ウエル層 59 LOCOS膜 60A 第1のゲート絶縁膜 60B 第1のゲート絶縁膜 61 エミッタ・ベース形成領域 62A ベース引出し電極 62C 第1のゲート電極 62D 第2のゲート電極 63A ベース引出し電極上面の絶縁膜 63C 第1のゲート電極上面の絶縁膜 63D 第2のゲート電極上面の絶縁膜 64A ベース引出し電極の絶縁側壁 64B ベース引出し電極の絶縁側壁 64C ベース引出し電極の絶縁側壁 64D ベース引出し電極の絶縁側壁 64E 第1のゲート電極の絶縁側壁 64G 第2のゲート電極の絶縁側壁 65 エミッタ引出し開口部 66 エミッタ引出し電極 67 コレクタ引出し電極 68 外部ベース層 69 活性ベース層 70 エミッタ層 71 コレクタコンタクト層 72A 第1のLDD層 72C 第2のLDD層 73A 第1のソース・ドレイン層 73C 第2のソース・ドレイン層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 NPN bipolar transistor 2 P-channel MOS transistor 3 N-channel MOS transistor 10 P-type semiconductor substrate 11 N-type epitaxial layer 12A N-type buried collector layer 12B N-type buried well layer 13A N-type collector layer 13B N-type well layer 14A Element isolation Layer 14B P-type well layer 15A LOCOS film 15B LOCOS film 15C LOCOS film 15D LOCOS film 15E LOCOS film 16A Insulating film 16C First gate insulating film 16D Second gate insulating film 17 Emitter / base forming region 18A Base extraction electrode 18C No. 1 gate electrode 18D Second gate electrode 19A Insulating film on top surface of base extraction electrode 19C Insulating film on top surface of first gate electrode 19D Insulating film on second gate electrode upper surface 20A Acid on side surface of base extraction electrode Film 20C Oxide film on first gate electrode side surface 20D Oxide film on second gate electrode side surface 21A Silicon nitride film on base extraction electrode side surface 21C Silicon nitride film on first gate electrode side surface 21D Second gate electrode side surface 22A Polycrystalline silicon film on the side of base extraction electrode 22B Polycrystalline silicon film on the side of base extraction electrode 22E Polycrystalline silicon film on the side of first gate electrode 22F Polycrystalline silicon film on the side of second gate electrode 23 Emitter Layer 24 Collector contact layer 25 Emitter extraction electrode 26 Collector extraction electrode 27A First LDD layer 28A Second LDD layer 29A Insulating side wall of first gate electrode 29B Insulating side wall of second gate electrode 30A First source / drain Layer 31A Second source / drain layer 32A Base extraction Insulating side wall of electrode 33 Emitter extraction opening 34 External base layer 35 Active base layer 51 NPN bipolar transistor 52 P-channel MOS transistor 53 N-channel MOS transistor 54 P-type semiconductor substrate 55A N-type buried collector layer 55B N-type buried well layer 56A N-type collector layer 56B N-type well layer 57 First P-type well layer 58 Second P-type well layer 59 LOCOS film 60A First gate insulating film 60B First gate insulating film 61 Emitter / base forming region 62A Base Leading electrode 62C First gate electrode 62D Second gate electrode 63A Insulating film on top surface of base leading electrode 63C Insulating film on top surface of first gate electrode 63D Insulating film on second gate electrode upper surface 64A Insulating side wall of base leading electrode 64B Absolute base extraction electrode Side wall 64C Insulated side wall of base extraction electrode 64D Insulated side wall of base extraction electrode 64E Insulated side wall of first gate electrode 64G Insulated side wall of second gate electrode 65 Emitter extraction opening 66 Emitter extraction electrode 67 Collector extraction electrode 68 External base layer 69 Active base layer 70 Emitter layer 71 Collector contact layer 72A First LDD layer 72C Second LDD layer 73A First source / drain layer 73C Second source / drain layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/8249 H01L 27/06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/8249 H01L 27/06

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ベース層を取り囲む外部ベース層に接続
された、上面に第1の絶縁膜を有すると共に側面に第1
の側壁を有するベース引出し電極と、該ベース引出し電
極と前記第1の側壁により自己整合的に形成されたエ
ミッタ層及びエミッタ引出し電極とを備えたバイポーラ
トランジスタ、並びに上面に第2の絶縁膜を有すると共
に側面に第2の側壁を有するゲート電極と、該ゲート電
極と前記第2の側壁により自己整合的に形成されたソ
ース・ドレイン層とを備えたMOSトランジスタが同一
の半導体基板上に混載された半導体集積回路装置におい
て、 前記第1の側壁はベース引出し電極側の第3の絶縁膜及
び反ベース引出し電極側の導体膜により構成され、 前記第2の側壁は前記第3の絶縁膜と同一の工程により
ゲート電極側に形成された第4の絶縁膜及び反ゲート電
極側の第5の絶縁膜により構成されていることを特徴と
する半導体集積回路装置。
A first insulating film connected to an external base layer surrounding the base layer and having a first insulating film on an upper surface and a first insulating film on a side surface;
A base electrode having sidewalls, the base lead-out conductive
A gate electrode having a second sidewall on the side surface and having a second insulating film on the bipolar transistor, and an upper surface having an emitter self-aligned manner forming layer and the emitter extraction electrode by said To pole first side wall And the gate
In the semiconductor integrated circuit device which MOS transistors are mixed on the same semiconductor substrate and a source-drain layers formed in a self-aligned manner by said To pole second sidewall, the first sidewall base lead A third insulating film on the electrode side and a conductive film on the side opposite to the base extraction electrode, wherein the second side wall is formed by the same process as the third insulating film.
A fourth insulating film formed on the gate electrode side and an anti-gate electrode;
A semiconductor integrated circuit device comprising a pole-side fifth insulating film .
【請求項2】 前記第5の絶縁膜はシリコン酸化膜であ
ることを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路装
置。
2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1 , wherein said fifth insulating film is a silicon oxide film.
【請求項3】 前記第2の側壁は、前記ベース引出し電
極が前記外部ベースを取り囲む素子分離膜上に延びる側
の側面にも形成されていることを特徴とする請求項1に
記載の半導体集積回路装置。
3. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the second side wall is also formed on a side surface on a side where the base lead-out electrode extends on an element isolation film surrounding the external base. Circuit device.
【請求項4】 前記第3の絶縁膜は、前記ベース引出し
電極に接する側から順に形成された前記電極の酸化膜及
びシリコン窒化膜よりなることを特徴とする請求項1に
記載の半導体集積回路装置。
4. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein said third insulating film comprises an oxide film and a silicon nitride film of said electrode formed in order from a side contacting said base lead electrode. apparatus.
【請求項5】 前記導体膜は多結晶シリコンよりなるこ
とを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路装置。
5. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said conductive film is made of polycrystalline silicon.
【請求項6】 半導体基板上にバイポーラトランジスタ
及びMOSトランジスタを絶縁する素子分離膜を形成す
ると共に、該素子分離膜を除く素子領域にゲート絶縁膜
を形成する第1の工程と、 バイポーラトランジスタを形成する領域の前記ゲート絶
縁膜をエッチングにより除去した後、前記半導体基板上
の全面に第1の導体膜及び第1の絶縁膜を順次堆積する
第2の工程と、 前記第1の絶縁膜及び第1の導体膜に対してエッチング
を行なって、前記バイポーラトランジスタのベース引出
し電極及び該ベース引出し電極上の絶縁膜と、前記MO
Sトランジスタのゲート電極及び該ゲート電極上の絶縁
膜とを形成する第3の工程と、 前記ベース引出し電極の側面、ベース引出し電極に取
り囲まれたエミッタ形成領域の上面及びゲート電極の側
面に第2の絶縁膜を形成した後、前記半導体基板上の全
面に第3の絶縁膜及び第2の導体膜を順次堆積する第4
の工程と、 前記第2の導体膜に対してエッチングを行なって、前記
ベース引出し電極の側面及びゲート電極の側面に前記第
2の絶縁膜、第3の絶縁膜及び第2の導体膜から構成さ
れる第1の側壁を形成する第5の工程と、 前記エミッタ形成領域及びソース・ドレイン形成領域上
の前記第3の絶縁膜及び第2の絶縁膜を前記第1の側壁
をマスクにしてエッチングにより除去することによっ
て、エミッタ引出し電極の開口部を自己整合的に形成す
る第6の工程と、 前記半導体基板上の全面に第3の導体膜を堆積した後、
該第3の導体膜を選択的にエッチングすることにより、
前記エミッタ引出し電極の開口部上にエミッタ引出し電
極を形成すると共に、前記エミッタ引出し電極に覆われ
た前記ベース引出し電極の側面以外の該ベース引出し電
の側面及びゲート電極の側面における前記第1の側壁
内の前記第2の導体膜をエッチングにより除去する第7
の工程と、 前記半導体基板上の全面に第4の絶縁膜を堆積した後、
該第4の絶縁膜に対してエッチングを行なって、前記ゲ
ート電極の側面に前記第2の絶縁膜、第3の絶縁膜及び
第4の絶縁膜から構成される第2の側壁を形成する第8
の工程と、 ソース・ドレイン形成領域を前記第2の側壁及び前記ゲ
ート電極により自己整合的に形成する第9の工程とを備
えていることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。
6. A first step of forming an element isolation film for insulating a bipolar transistor and a MOS transistor on a semiconductor substrate, and forming a gate insulating film in an element region excluding the element isolation film, and forming the bipolar transistor. A second step of sequentially depositing a first conductor film and a first insulating film over the entire surface of the semiconductor substrate after removing the gate insulating film in a region to be etched by etching; And etching the base film of the bipolar transistor, the insulating film on the base extraction electrode, and the MO.
A third step of forming an insulating film on the gate electrode and the gate electrode of the S transistor on a side surface of the base side of the extraction electrode, the upper surface and the gate electrode of the emitter formation region surrounded by the base extraction electrode a After forming the second insulating film, a fourth insulating film and a second conductor film are sequentially deposited on the entire surface of the semiconductor substrate.
And etching the second conductor film,
A fifth step of forming a first side wall composed of the second insulating film, the third insulating film, and the second conductive film on a side surface of the base extraction electrode and a side surface of the gate electrode; And removing the third insulating film and the second insulating film on the source / drain formation region by etching using the first side wall as a mask, thereby forming an opening of the emitter extraction electrode in a self-aligned manner. A sixth step, and after depositing a third conductor film on the entire surface of the semiconductor substrate,
By selectively etching the third conductor film,
To form the emitter drawing electrode on the opening of the emitter lead-out electrode, the base lead-out conductive than the side surface of the emitter lead-out electrode covered by said base electrode
A seventh step of removing the second conductive film in the first side wall on the side surface of the pole and the side surface of the gate electrode by etching;
And after depositing a fourth insulating film on the entire surface of the semiconductor substrate,
Etching the fourth insulating film to form a second side wall composed of the second insulating film, the third insulating film, and the fourth insulating film on a side surface of the gate electrode; 8
And a ninth step of forming a source / drain formation region in a self-aligned manner by the second side wall and the gate electrode.
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