JPH01157565A - Manufacture of bi-mos integrated circuit device - Google Patents

Manufacture of bi-mos integrated circuit device

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JPH01157565A
JPH01157565A JP31584187A JP31584187A JPH01157565A JP H01157565 A JPH01157565 A JP H01157565A JP 31584187 A JP31584187 A JP 31584187A JP 31584187 A JP31584187 A JP 31584187A JP H01157565 A JPH01157565 A JP H01157565A
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JP
Japan
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region
oxide film
emitter
silicon layer
source
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Application number
JP31584187A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Noguchi
野口 靖夫
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

PURPOSE:To microstructure an NPN transistor and to enable high speed operation, by forming an emitter region, a collector region, primary and secondary source regions, and primary and secondary drain regions then forming an emitter and a collector by patterning a secondary polycrystalline silicon layer. CONSTITUTION:After a resist 24 is removed, boron is ion-implanted through a pattern oxide film 11 to form a P-type base region 12. The pattern oxide film 11 is selectively etched to form diffusion windows 28a, 29a, 30a. After a polycrystalline silicon layer 13 is grown entirely, arsenic is ion-implanted to dope the whole region with an N-type impurity. Then, after an oxide film 27 is formed on the silicon layer 13, thermal treatment is carried out to form regions 28, 29, 30. The silicon layer 13 is patterned to leave electrode regions 28b, 29b only and the other region is etched and removed. Thereafter, the oxide film 11 is eliminated completely and a pattern oxide film 31 is formed. After a BPSG film 19 is grown, holes are opened on a BPSG film 19 and an oxide film 31, then electrodes 20, 21, 22, 23 are formed by evaporating aluminum. In this way, it is possible to fine elements and reduce parasitic MOS capacity between an emitter and a base.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はシリコンケートMO3)ランシスタ及びバイポ
ーラトランジスタを同一基板に形成するB 1−MO3
集積回路装置の製造方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is directed to a silicon gate MO3) B1-MO3 in which a run transistor and a bipolar transistor are formed on the same substrate.
The present invention relates to a method of manufacturing an integrated circuit device.

[従来の技術] NPNバイポーラトランジスタ(以下’、NPNトラン
ジスタという)及びNチャネルM OS +ヘランシス
タ(以下、NMO3)ランシスタという)を同一基板に
形成するBi−MO3集積回路装置の従来の製造方法に
おいては、工程を短縮するために、一般的にNPN)ラ
ンジスタのエミッタ領域及びコレクタコンタクト領域と
NMOSトランジスタのソース・ドレイン領域とを同時
に形成している。また、NPN)ランジスタを高速に動
作させようとする場合には、エミッタを浅く形成する必
要があるため、拡散係数が小さいヒ素を多結晶シリコン
層を介してドライブインすることにより、浅いN++エ
ミッタ領域を形成している。
[Prior Art] In the conventional manufacturing method of a Bi-MO3 integrated circuit device in which an NPN bipolar transistor (hereinafter referred to as an NPN transistor) and an N-channel MOS + Hernan transistor (hereinafter referred to as an NMO3 Rancisister) are formed on the same substrate, In order to shorten the process, generally the emitter region and collector contact region of the NPN transistor and the source/drain region of the NMOS transistor are formed at the same time. In addition, when attempting to operate an NPN transistor at high speed, it is necessary to form the emitter shallowly, so by driving in arsenic with a small diffusion coefficient through the polycrystalline silicon layer, a shallow N++ emitter region is formed. is formed.

第3図(a)乃至(e)はBi−MO3集積回路装置の
従来の製造方法を工程順に示す断面図である。
FIGS. 3(a) to 3(e) are cross-sectional views showing a conventional manufacturing method of a Bi-MO3 integrated circuit device in the order of steps.

先ず、第3図(a)に示すように、P−型シリコン基板
1の適宜領域にN+型型埋領領域2形成した後、P+型
埋込領域3及びP+型絶縁領域4を同時に形成する。次
いで、基板表面の全域にN−型エピタキシャル層5を成
長させた後、エピタキシャル層5内にP+型埋込領域3
に接続するようにしてP型ウェル領域6を形成し、同時
に、P+型絶縁領域4に接続するようにP型絶縁領域7
を形成する。次に、選択的に素子分離用酸化膜8を形成
した後、P型ウェル領域6の基板表面上にNMOSトラ
ンジスタのゲート酸化膜9と、第1多結晶シリコン層か
らなるゲート電極10とをパターン形成する。
First, as shown in FIG. 3(a), after forming an N+ type buried region 2 in an appropriate region of a P− type silicon substrate 1, a P+ type buried region 3 and a P+ type insulating region 4 are simultaneously formed. . Next, after growing an N- type epitaxial layer 5 over the entire surface of the substrate, a P+ type buried region 3 is formed in the epitaxial layer 5.
A P-type well region 6 is formed so as to connect to the
form. Next, after selectively forming an oxide film 8 for element isolation, a gate oxide film 9 of an NMOS transistor and a gate electrode 10 made of a first polycrystalline silicon layer are patterned on the substrate surface of the P-type well region 6. Form.

次に、第3図(b)に示すように、全面に第1パターン
酸化膜11を形成した後、NPN)ランジスタのP型ベ
ース領域12を形成する。次いで、第1パターン酸化膜
11を選択的にエツチングして、NPNトランジスタの
エミッタ拡散窓16a及びコレクタ拡散窓17aを形成
した後、全面に第2多結晶シリコン層13を成長させる
Next, as shown in FIG. 3(b), after forming a first pattern oxide film 11 on the entire surface, a P-type base region 12 of an NPN transistor is formed. Next, the first pattern oxide film 11 is selectively etched to form an emitter diffusion window 16a and a collector diffusion window 17a of the NPN transistor, and then a second polycrystalline silicon layer 13 is grown on the entire surface.

次に、第3図(C)に示すように、第2多結晶シリコン
層13をエミッタ拡散窓16a近傍のエミッタ電極領域
16b及びコレクタ拡散窓17a近傍のコレクタ電極領
域17bにのみ残存させてパターニング除去する。次い
で、露出している第1パターン酸化膜11を全面除去し
て、新たに第2パターン酸化膜14を形成する。
Next, as shown in FIG. 3C, the second polycrystalline silicon layer 13 is patterned and removed so as to remain only in the emitter electrode region 16b near the emitter diffusion window 16a and the collector electrode region 17b near the collector diffusion window 17a. do. Next, the exposed first pattern oxide film 11 is completely removed, and a new second pattern oxide film 14 is formed.

次いで、第3図(d)に示すように、レジスト15をパ
ターン形成し、レジスト15をマスクとして、例えば、
ヒ素をイオン注入した後熱拡散させることにより、表面
濃度が1020乃至1021cm−3、深さが約0,2
μmのN++エミッタ領域16及びN十型コレクタコン
タクト領域17並びに表面濃度が1020乃至1021
cm’、深さが約0,4μmのN++ソース・ドレイン
領域18を形成する。
Next, as shown in FIG. 3(d), the resist 15 is patterned, and the resist 15 is used as a mask to form, for example,
By thermally diffusing arsenic after ion implantation, the surface concentration is 1020 to 1021 cm-3 and the depth is approximately 0.2 cm.
μm N++ emitter region 16 and N0 type collector contact region 17 and surface concentration between 1020 and 1021
N++ source/drain regions 18 with a depth of about 0.4 μm and a depth of about 0.4 μm are formed.

次に、第3図(e)に示すように、全面にBPSG膜(
BとPを含有する酸化シリコンM)19を形成した後、
BP’SG膜19及び第2パターン酸化膜14を選択的
にエツチングして開孔し、この間孔部にアルミニウムを
蒸着してNPNトランジスタのエミッタ電極20、ベー
ス電極21及びコレクタ電極22並びにNMO3)ラン
ジスタのソース・ドレイン電極23を形成する。
Next, as shown in FIG. 3(e), a BPSG film (
After forming silicon oxide M) 19 containing B and P,
The BP'SG film 19 and the second pattern oxide film 14 are selectively etched to form holes, and aluminum is deposited in the holes to form the emitter electrode 20, base electrode 21 and collector electrode 22 of the NPN transistor, and the NMO3) transistor. Source/drain electrodes 23 are formed.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上述したBi−MO3集積回路装置の従
来の製造方法においては、NPN)ランジスタを形成す
るために、先ず、1回のフォトリソグラフィ工程(以下
、PRという)によりドライエッチングして、第2多結
晶シリコン層13をエミッタ電極領域16b及びコレク
タ電極領域17bのみ残存させてパターニングする[第
3図(b)、(c)]。そして、2回目のPRによりレ
ジスト15を形成し、このレジスト15をマスクとして
第2多結晶シリコン層13のエミッタ電極領域16b及
びコレクタ電極領域17b中にヒ素をイオン注入する。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional manufacturing method of the Bi-MO3 integrated circuit device described above, in order to form an NPN transistor, a single photolithography process (hereinafter referred to as PR) is first performed. ) to pattern the second polycrystalline silicon layer 13 so that only the emitter electrode region 16b and the collector electrode region 17b remain [FIGS. 3(b) and 3(c)]. Then, a resist 15 is formed by a second PR, and arsenic ions are implanted into the emitter electrode region 16b and the collector electrode region 17b of the second polycrystalline silicon layer 13 using the resist 15 as a mask.

このため、2回のPRにおけるマスクの目合わせずれを
見込んで、1回目のPRにおいては、エミッタ電極領域
16b及びコレクタ電極領域17bを若干広めに残存さ
せて第2多結晶シリコン層13をパターニングする必要
があるので、各素子の微細化上不利である。しかも、第
2多結晶シリコン層13のエミッタ電極領域16b及び
コレクタ電極領域17bの余分な広がり分だけエミッタ
・ベース間の寄生MO3容量が増加するので、高速化の
上でも不利となる。
For this reason, in anticipation of mask misalignment in the two PRs, the second polycrystalline silicon layer 13 is patterned in the first PR with the emitter electrode region 16b and collector electrode region 17b remaining slightly wider. This is disadvantageous in terms of miniaturization of each element. Moreover, the parasitic MO3 capacitance between the emitter and base increases by the extra extent of the emitter electrode region 16b and collector electrode region 17b of the second polycrystalline silicon layer 13, which is disadvantageous in terms of speeding up.

また、マスク目金わせずれが生じると、パターニングさ
れて残ったエミッタ電極領域16b及びコレクタ電極領
域17bの全域に均一にヒ素をイオン注入することはで
きず、エミッタ電極領域16b及びコレクタ電極領域1
7bは局所的に濃度の大小が生じる。このため、エミッ
タ接地電流増幅率(以下、h14という)及びエミッタ
抵抗のバラツキが発生ずるという問題点がある。
In addition, if mask alignment misalignment occurs, arsenic ions cannot be uniformly implanted into the entire area of the emitter electrode region 16b and collector electrode region 17b remaining after patterning, and the emitter electrode region 16b and the collector electrode region 1
In 7b, the concentration locally varies. Therefore, there is a problem that variations occur in the emitter ground current amplification factor (hereinafter referred to as h14) and the emitter resistance.

一方、工程を短縮するために、NMOSトランジスタの
ソース・ドレイン領域18をN P N l−ランシス
タのエミッタ領域16及びコレクタコンタクト領域17
と同時に形成している。従って、NPN)ランジスタの
高速化のためにN+型エミッタ領域16を浅くすると、
N+型ソース・ドレイン領域18も浅くなり、P型ウェ
ル領域6との接合部において、ソース・ドレイン領域の
濃度勾配か急峻となり、ドレイン近傍での電界強度が大
きくなって、ソース・ドレイン耐圧が低下するという問
題点かある。
On the other hand, in order to shorten the process, the source/drain region 18 of the NMOS transistor is replaced by the emitter region 16 and collector contact region 17 of the N P N l-transistor.
formed at the same time. Therefore, if the N+ type emitter region 16 is made shallow to increase the speed of the NPN) transistor,
The N+ type source/drain region 18 also becomes shallower, and at the junction with the P-type well region 6, the concentration gradient of the source/drain region becomes steeper, the electric field strength near the drain increases, and the source/drain breakdown voltage decreases. There is a problem with doing so.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
NPNトランジスタを微細化することができると共に、
高速動作が可能であってエミッタ接地電流増幅率及びエ
ミッタ抵抗のバラツキが低減されたNPNトランジスタ
を得ることができ、また、ソース ドレイン耐圧が高い
NMOSトランジスタを得ることかできるBi−MO3
集積回路装置の製造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such problems, and includes:
In addition to being able to miniaturize NPN transistors,
Bi-MO3 makes it possible to obtain an NPN transistor that is capable of high-speed operation and has reduced variations in common emitter current amplification factor and emitter resistance, and also to obtain an NMOS transistor with high source-drain breakdown voltage.
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an integrated circuit device.

[問題点を解決するための手段] 本発明に係るB i −MO3集積回路装置の製造方法
は、半導体基板に第1導電型の第2領域及び第2導電型
の第1領域を形成する工程と、この第1領域上に局所的
に第1酸化膜及び第1多結晶シリコン層を積層形成する
工程と、全面に第2酸化膜を形成する工程と、前記第1
領域に前記第1多結晶シリコン層をマスクとして自己整
合的に不純物を注入することにより第1導電型の第1の
ソース領域及び第1のドレイン領域を形成する工程と、
前記第2酸化膜を選択的にエツチングして前記第2領域
上のエミッタ窓及びコレクタ窓並びに前記第1のソース
領域上のソース窓及び前記第1のドレイン領域上のドレ
イン窓を形成する工程と、全面に第1導電型の第2多結
晶シリコン層を形成する工程と、この第2多結晶シリコ
ン層を不純物源として前記エミッタ窓及びコレクタ窓を
介して前記第2領域に夫々第1導電型のエミッタ領域及
びコレクタコンタクト領域を形成すると同時に前記ソー
ス窓及びドレイン窓を介して前記第1のソース領域及び
第1のドレイン領域に夫々第1導電型の第2のソース領
域及び第2のドレイン領域を形成する工程と、を有し、
前記第2のソース領域及び第2のドレイン領域を夫々前
記第1のソース領域及び第1のドレイン領域よりも浅く
且つ高濃度に形成することを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] A method for manufacturing a B i -MO3 integrated circuit device according to the present invention includes a step of forming a second region of a first conductivity type and a first region of a second conductivity type on a semiconductor substrate. a step of laminating a first oxide film and a first polycrystalline silicon layer locally on the first region; a step of forming a second oxide film over the entire surface;
forming a first source region and a first drain region of a first conductivity type by implanting impurities into the regions in a self-aligned manner using the first polycrystalline silicon layer as a mask;
selectively etching the second oxide film to form an emitter window and a collector window on the second region, a source window on the first source region, and a drain window on the first drain region; , forming a second polycrystalline silicon layer of the first conductivity type on the entire surface; and using the second polycrystalline silicon layer as an impurity source, injecting the first conductivity type into the second region through the emitter window and the collector window, respectively. At the same time, a second source region and a second drain region of a first conductivity type are formed in the first source region and first drain region through the source window and drain window, respectively. a step of forming;
The second source region and the second drain region are formed to be shallower and have a higher concentration than the first source region and the first drain region, respectively.

[作用] 本発明においては、先ず、半導体基板に、例えは、バイ
ポーラトランジスタの第1導電型第2領域と、例えば、
M OS +−ランジスタの第2導電型第1領域とを形
成する。次に、第1領域上に局所的に第1酸化膜及び第
1多結晶シリコン層を積層形成する。これにより、MO
Sトランジスタのゲート酸化膜及びゲート電極が形成さ
れる。
[Operation] In the present invention, first, a semiconductor substrate is provided with, for example, a first conductivity type second region of a bipolar transistor, and, for example,
A first region of a second conductivity type of a M OS +- transistor is formed. Next, a first oxide film and a first polycrystalline silicon layer are locally stacked on the first region. This allows M.O.
A gate oxide film and gate electrode of the S transistor are formed.

次に、全面に第2酸化膜を形成し、第1多結晶シリコン
層をマスクとして不純物を注入すること一つ− により、第1領域に低濃度で深い第1導電型の第1のソ
ース領域及び第1のドレイン領域を自己整合的に形成す
る。
Next, a second oxide film is formed on the entire surface, and impurities are implanted using the first polycrystalline silicon layer as a mask, thereby forming a low concentration and deep first source region of the first conductivity type in the first region. and a first drain region is formed in a self-aligned manner.

次に、第2酸化膜を選択的にエツチングして、第1のソ
ース領域及び第1のドレイン領域上に夫々ソース窓及び
ドレイン窓を形成すると共に、第2領域上にエミッタ窓
及びコレクタ窓を形成する。
Next, the second oxide film is selectively etched to form a source window and a drain window on the first source region and the first drain region, respectively, and an emitter window and a collector window on the second region. Form.

次に、全面に第2多結晶シリコン層を成長させ、全面に
、例えば、ヒ素をイオン注入することにより、第2多結
晶シリコン層を不純物源とする。そして、前記各窓を介
して不純物を基板に導入して、第1導電型のエミッタ領
域、コレクタコンタクト領域、第2のソース領域及び第
2のドレイン領域を形成する。これにより、第1゜のソ
ース領域及び第1のドレイン領域内に夫々高濃度で浅い
第1導電型の第2のソース領域及び第2のドレイン領域
が形成される。このようにして形成された第1及び第2
のソース領域及びドレイン領域においては、濃度勾配が
緩和されるのでソースドレイン耐圧を高くすることがで
きる。また、第2多結晶シリコ−10〜 ン層全体に不純物を導入した後、善意を介して基板に不
純物を導入するから、バイポーラトランジスタのエミッ
タ接地電流増幅率及びエミッタ抵抗の製造工程における
バラツキを低減することができる。
Next, a second polycrystalline silicon layer is grown over the entire surface, and ions of, for example, arsenic are implanted into the entire surface, thereby using the second polycrystalline silicon layer as an impurity source. Then, impurities are introduced into the substrate through each of the windows to form a first conductivity type emitter region, collector contact region, second source region, and second drain region. As a result, a highly doped and shallow second source region and a second drain region of the first conductivity type are formed in the first source region and first drain region, respectively. The first and second parts formed in this way
In the source region and the drain region, since the concentration gradient is relaxed, the source-drain breakdown voltage can be increased. In addition, since impurities are introduced into the entire second polycrystalline silicon layer and then into the substrate through good intentions, variations in the emitter common current amplification factor and emitter resistance of bipolar transistors in the manufacturing process are reduced. can do.

エミッタ領域、コレクタ領域、第1及び第2のソース領
域並びに第1及び第2のドレイン領域を形成した後、第
2多結晶シリコン層をパターニングしてエミッタ及びコ
レクタを形成すればよい。
After forming the emitter region, the collector region, the first and second source regions, and the first and second drain regions, the second polycrystalline silicon layer may be patterned to form the emitter and collector.

この場合には、以後の工程において、ヒ素をイオン注入
するためのレジスト形成工程はないから、目合わせずれ
を見込んでパターニングする必要はない。従って、本発
明においては、素子の微細化が可能であり、また、パタ
ーニングされた第2多結晶シリコン層には目合わせずれ
を見込んだ余分の広がりがないので、エミッタ・ベース
間の寄生MO3容量を低減することができ、更に、−層
、高速動作が可能となる。
In this case, there is no resist forming step for implanting arsenic ions in the subsequent steps, so there is no need to perform patterning in anticipation of misalignment. Therefore, in the present invention, it is possible to miniaturize the device, and since the patterned second polycrystalline silicon layer does not have any extra spread to account for misalignment, the parasitic MO3 capacitance between the emitter and the base is In addition, it is possible to reduce the amount of damage caused by the oxidation layer, and furthermore, it is possible to operate at high speed.

[実施例] 以下、添付の図面を参照して本発明の実施例について説
明する。
[Embodiments] Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第1図(a)乃至(e)は本発明の第1の実施例に係る
B 1−MOS集積回路装置の製造方法を工程順に示す
断面図である。なお、以下の説明においては、上述した
第1導電型をN型、第2導電型をP型とするが、極性を
変えても同様の作用効果が得られることは勿論である。
FIGS. 1(a) to 1(e) are cross-sectional views showing a method for manufacturing a B1-MOS integrated circuit device according to a first embodiment of the present invention in order of steps. In the following description, the first conductivity type is assumed to be N type and the second conductivity type is assumed to be P type, but it goes without saying that the same effects can be obtained even if the polarities are changed.

先ず、第1図(a>に示すように、濃度が1014乃至
1016CIn−3のP−型シリコン基板1の適宜領域
に、例えば、ヒ素又はアンチモンをドープすることによ
り、層抵抗が10乃至50Ω/口のN+型型埋領領域2
形成する。次に、基板1の適宜領域に、例えは、ボロン
をドープすることにより、層抵抗が100乃至500Ω
/口のP+型埋込領域3とP+型絶縁領域4とを同時に
形成する。次いで、基板1の表層部の全域に比抵抗が0
.5乃至2Ω・cmのN−型エピタキシャル層5を成長
させる。
First, as shown in FIG. 1 (a), by doping, for example, arsenic or antimony into an appropriate region of a P-type silicon substrate 1 with a concentration of 1014 to 1016 CIn-3, the layer resistance is increased to 10 to 50 Ω/. N+ type burial area in the mouth 2
Form. Next, by doping appropriate regions of the substrate 1 with, for example, boron, the layer resistance is increased to 100 to 500Ω.
A P+ type buried region 3 and a P+ type insulating region 4 are formed at the same time. Next, the resistivity becomes 0 over the entire surface layer of the substrate 1.
.. An N-type epitaxial layer 5 of 5 to 2 Ω·cm is grown.

次に、例えば、ボロンをイオン注入することにより、P
+型埋込領域3及びP+型絶縁領域4に接続するように
、夫々層抵抗が1乃至3にΩ/口のP型ウェル領域6及
びP型絶縁領域7を同時に形成する。次いで、窒化膜を
マスクにして選択的に厚さが約1μmの素子分離用酸化
膜8を形成する。
Next, for example, by ion-implanting boron, P
A P-type well region 6 and a P-type insulating region 7, each having a layer resistance of 1 to 3 Ω/hole, are simultaneously formed so as to be connected to the +-type buried region 3 and the P+-type insulating region 4. Next, using the nitride film as a mask, an element isolation oxide film 8 having a thickness of about 1 μm is selectively formed.

次に、P型ウェル領域6の基板表面上に厚さが約400
人のNMOS)ランジスタのゲート酸化膜9と、厚さが
約4000人の第1多結晶シリコン層をパターニングし
て得たゲート電極1oとを形成する。
Next, a thickness of approximately 400 mm is deposited on the substrate surface of the P-type well region 6.
A gate oxide film 9 of a NMOS (NMOS) transistor and a gate electrode 1o obtained by patterning a first polycrystalline silicon layer having a thickness of about 4,000 are formed.

次に、第1図(b)に示すように、全面に厚さが約60
0人の第1パターン酸化膜11を形成する。次いで、レ
ジスト24をパターン形成し、このレジスト24をマス
クにして、例えば、リンを酸化膜11を介して基板にイ
オン注入することにより、表面濃度が1018乃至10
19cm’、深さが約0.6μmのNPNトランジスタ
のN型コレクタコンタクト領域25及びNMO3)ラン
ジスタのN型ソース・ドレイン領域26を自己整合的に
同時に形成する。
Next, as shown in Figure 1(b), the entire surface has a thickness of approximately 60 mm.
A first pattern oxide film 11 of 0 people is formed. Next, a resist 24 is patterned, and using this resist 24 as a mask, ions of, for example, phosphorus are implanted into the substrate through the oxide film 11, so that the surface concentration is 1018 to 10.
An N-type collector contact region 25 of an NPN transistor and an N-type source/drain region 26 of an NMO3) transistor having a thickness of 19 cm' and a depth of about 0.6 μm are simultaneously formed in a self-aligned manner.

次に、第1図(C)に示すように、レジスト24を除去
した後、第1パターン酸化膜11を介して、例えば、ボ
ロンをイオン注入することにより、層抵抗が1乃至3に
Ω/口のP型ベース領域12を形成する。次いで、第1
パターン酸化膜11を選択的にエツチングしてNPN)
ランジスタのエミッタ拡散窓28a及びコレクタ拡散窓
29a並びにNMOS)ランジスタのソース・ドレイン
拡散窓30aを形成する。次いで、これらの拡散窓28
a、29a、30aを覆うようにして全面に厚さが10
00乃至3000人の第2多結晶シリコン層13を成長
させた後、例えば、ヒ素をイオン注入することにより、
第2多結晶シリコン層13の全域にN型の不純物をドー
プする。次いで、第2多結晶シリコン層13上に、例え
ば、CVD法を使用して、厚さが約3000人のヒ素押
込用酸化膜27を形成した後、温度が約950℃の窒素
ガス雰囲気中において50乃至150分間熱処理するこ
とにより、表面濃度が1020乃至1021cm−3、
深さが約0.2μmのN+型エミッタ領−14= 域28、N+型コレクタコンタクト領域29及びN+型
ソース・ドレイン領域30を形成する。
Next, as shown in FIG. 1C, after removing the resist 24, ions of boron, for example, are implanted through the first pattern oxide film 11 to reduce the layer resistance to 1 to 3 Ω/. A P-type base region 12 of the mouth is formed. Then the first
(NPN) by selectively etching the pattern oxide film 11
The emitter diffusion window 28a and collector diffusion window 29a of the transistor and the source/drain diffusion window 30a of the NMOS transistor are formed. These diffusion windows 28 are then
A thickness of 10 mm is applied to the entire surface, covering a, 29a, and 30a.
After growing the second polycrystalline silicon layer 13 of 00 to 3000 layers, for example, by ion-implanting arsenic,
The entire second polycrystalline silicon layer 13 is doped with N-type impurities. Next, on the second polycrystalline silicon layer 13, for example, a CVD method is used to form an oxide film 27 for injecting arsenic to a thickness of about 3000, and then the oxide film 27 is formed in a nitrogen gas atmosphere at a temperature of about 950°C. By heat treatment for 50 to 150 minutes, the surface concentration is 1020 to 1021 cm-3,
An N+ type emitter region 14=region 28, an N+ type collector contact region 29, and an N+ type source/drain region 30 having a depth of about 0.2 μm are formed.

次に、第1図(d)に示すように、第2多結晶シリコン
層13をパターニングして、エミッタ拡散窓28a近傍
のエミッタ電極領域28b及びコレクタ拡散窓29a近
傍のコレクタ電極領域29bのみ残存させて他の領域を
エッチンク除去した後、露出している第1パターン酸化
膜11を全面除去し、更に、全面を酸化して新たに厚さ
が約200人の第2パターン酸化膜31を形成する。
Next, as shown in FIG. 1(d), the second polycrystalline silicon layer 13 is patterned so that only the emitter electrode region 28b near the emitter diffusion window 28a and the collector electrode region 29b near the collector diffusion window 29a remain. After removing other areas by etching, the exposed first pattern oxide film 11 is completely removed, and the entire surface is further oxidized to form a new second pattern oxide film 31 with a thickness of about 200 wafers. .

次いで、第1図(e)に示すように、厚さが約1μmの
絶縁用のBPSG膜1つを成長させた後、このBPSG
膜19全192パターン酸化膜31を選択的に開孔し、
アルミニウムを蒸着することにより、NPN)ランジス
タのエミッタ電極20、ベース電極21及びコレクタ電
極22並びにNM○S I−ランジスタのソース・ドレ
イン電極23を形成する。
Next, as shown in FIG. 1(e), after growing one insulating BPSG film with a thickness of about 1 μm, this BPSG
selectively opening holes in the entire 192 pattern oxide film 31 of the film 19;
By vapor-depositing aluminum, the emitter electrode 20, base electrode 21, and collector electrode 22 of the NPN transistor and the source/drain electrodes 23 of the NM○S I-transistor are formed.

このように、NPN)ランジスタ領域を形成するために
、従来必要てあったヒ素のイオン注入のためのPRか不
要になるのて、第2多結晶シリコン層]3のパターニン
グ除去に際してはこのPRにおける目合わせずれを見込
んで若干多く残存させる必要はなく、NPNトランジス
タの微細化が可能である。また、エミッタ領域28上の
第2多結晶シリコン層13のエミッタ電極領域28bの
広がりか小さい分たけ、エミッタ領域28上のエミッタ
電極領域28b、第1パターン酸化膜」1及びP型ベー
ス領域12により形成されるエミッタ・ベース間の寄生
MO3容量を減少させることかてきるので、更に、−層
、高速動作が可能である。更に、不純物ヒ素は第2多結
晶シリコン層13中に全面打込みされるから、そのヒ素
濃度が均一になるので、hPE及びエミッタ抵抗のバラ
ツキを低減することができる。また、低濃度であり、深
いN型コレクタコンタクト領域25内に、高濃度であっ
て浅いN+型コレクタコンタクト領域29を形成するこ
とによって、コレクタ直列抵抗を低減することができる
。これにより、大電流による飽和電圧を低減することが
てきると共に、hPEの大電流領域における特性改善も
可能である。
In this way, in order to form the (NPN) transistor region, the PR for arsenic ion implantation, which was conventionally required, is no longer necessary, so when patterning and removing the second polycrystalline silicon layer 3, this PR is used. There is no need to leave a slightly larger amount in consideration of misalignment, and it is possible to miniaturize the NPN transistor. In addition, as the emitter electrode region 28b of the second polycrystalline silicon layer 13 on the emitter region 28 spreads smaller, the emitter electrode region 28b on the emitter region 28, the first pattern oxide film 1, and the P-type base region 12 Since it is possible to reduce the parasitic MO3 capacitance between the emitter and base that is formed, furthermore, high-speed operation is possible. Furthermore, since the impurity arsenic is implanted into the entire surface of the second polycrystalline silicon layer 13, the arsenic concentration becomes uniform, so that variations in hPE and emitter resistance can be reduced. Further, by forming a shallow N+ type collector contact region 29 with a high concentration in the deep N type collector contact region 25 with a low concentration, collector series resistance can be reduced. This makes it possible to reduce the saturation voltage due to large current, and also to improve the characteristics of hPE in the large current region.

一方、NMOSトランジスタ領域の低濃度で深いN型ソ
ース・ドレイン領域26内に高濃度で浅い従来と同様の
N+型ソース・ドレイン領域30を含むように形成する
ことにより、二重拡散型ドレイン構造を実現することが
できる。これにより、ソース・ドレイン領域とP型ウェ
ル領域6との接合によるソース・ドレイン領域の濃度勾
配が従来の製造方法によるBi−MO3集積回路装置に
比して緩和されるから、ドレイン近傍における電界強度
が約1/2乃至1/3になり、ソース・ドレイン耐圧を
高くすることが可能である。なお、N型ソース・ドレイ
ン領域26の形成のためには、1回のPRか必要である
か、ヒ素のイオン注入のためのIPR工程か不要になる
ので、PR工数が実際上増加することなしに特性改善を
図ることかできる。
On the other hand, by forming the N+ type source/drain region 30, which is highly doped and shallow as in the conventional case, in the lightly doped and deep N type source/drain region 26 of the NMOS transistor region, a double diffusion type drain structure is formed. It can be realized. As a result, the concentration gradient in the source/drain region caused by the junction between the source/drain region and the P-type well region 6 is relaxed compared to the Bi-MO3 integrated circuit device manufactured by the conventional manufacturing method, so that the electric field strength near the drain is reduced. is reduced to about 1/2 to 1/3, making it possible to increase the source/drain breakdown voltage. Note that in order to form the N-type source/drain regions 26, only one PR process or an IPR process for arsenic ion implantation is unnecessary, so the number of PR steps does not actually increase. It is possible to improve the characteristics.

第2図は本発明の第2の実施例方法により製造されたB
 1−MO3集積回路装置を示す断面図である。第2図
において第1図と同一物には同−符号を付して説明を省
略する。第2の実施例は第1の実施例におけるNPN)
ランジスタ及びNM○Sトランジスタの他に、N型多結
晶シリコン抵抗も形成したものである。即ち、第1の実
施例において、エミッタ拡散窓28a及びコレクタ拡散
窓29a近傍の夫々エミッタ電極領域28b及びコレク
タ電極領域29bを残存させて第2多結晶シリコン層1
3を選択的にエツチングする際に、第2図に示すように
、N型抵抗領域となる多結晶シリコン抵抗層32を残存
させる。次いで、第1の実施例と同様の工程を経て多結
晶シリコン抵抗層32の領域上に第2パターン酸化膜3
1を成長させ、更に、BPSG膜19全19する。そし
て、最後に一対のN型抵抗電極33を形成する。
FIG. 2 shows B manufactured by the second embodiment method of the present invention.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a 1-MO3 integrated circuit device. In FIG. 2, the same parts as in FIG. 1 are given the same reference numerals, and their explanation will be omitted. The second example is NPN in the first example)
In addition to transistors and NM○S transistors, an N-type polycrystalline silicon resistor is also formed. That is, in the first embodiment, the emitter electrode region 28b and the collector electrode region 29b in the vicinity of the emitter diffusion window 28a and the collector diffusion window 29a are left, respectively, and the second polycrystalline silicon layer 1 is
When selectively etching 3, a polycrystalline silicon resistance layer 32, which becomes an N-type resistance region, remains as shown in FIG. Next, a second pattern oxide film 3 is formed on the region of the polycrystalline silicon resistance layer 32 through the same steps as in the first embodiment.
1 is grown, and further a BPSG film 19 is grown. Finally, a pair of N-type resistance electrodes 33 are formed.

第2の実施例においては、ヒ素を第2多結晶シリコン層
13の全面にイオン注入した後に、第2多結晶シリコン
層13をパターニングしてN型多結晶シリコン抵抗層3
2を形成するから、多結晶シリコン抵抗層32の不純物
濃度は均一となる。
In the second embodiment, after arsenic is ion-implanted into the entire surface of the second polycrystalline silicon layer 13, the second polycrystalline silicon layer 13 is patterned to form an N-type polycrystalline silicon resistance layer 3.
2, the impurity concentration of the polycrystalline silicon resistance layer 32 becomes uniform.

このため、抵抗のバラツキか小さいと共に、微細パター
ンの形成が可能となる。
Therefore, variations in resistance are small and it is possible to form fine patterns.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、低濃度で深い第
1導電型の第1のソース領域及び第1のドレイン領域を
1回のフォトリソグラフィ工程を経て形成した後、第2
多結晶シリコン層全面に不純物を注入して第1導電型の
エミッタ領域、コレクタコンタクト領域、第2のソース
領域及び第2のドレイン領域を形成し、第2多結晶シリ
コン層をエミッタ及びコレクタ上にのみ残存させるよう
に1回のフォトリソグラフィ工程によりパターニングす
るから、第2多結晶シリコン層をパターニングする場合
の目合わせずれを見込む必要がないので、装置の微細化
及び高速化を図ることができ、また、不純物は均一に注
入されるので、製造工程におけるエミッタ抵抗及びエミ
ッタ接地電流増幅率等のバラツキを低減することができ
る。更に、二重拡散型ドレイン構造が形成されるので、
ソース・ドレイン耐圧を高くすることができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, after forming a low concentration and deep first conductivity type first source region and first drain region through one photolithography process, Second
Impurities are implanted into the entire surface of the polycrystalline silicon layer to form a first conductivity type emitter region, a collector contact region, a second source region, and a second drain region, and a second polycrystalline silicon layer is formed on the emitter and collector. Since the patterning is performed in a single photolithography process so that only the second polycrystalline silicon layer remains, there is no need to account for misalignment when patterning the second polycrystalline silicon layer, so it is possible to miniaturize and speed up the device. Furthermore, since the impurities are uniformly implanted, variations in emitter resistance, emitter grounded current amplification factor, etc. during the manufacturing process can be reduced. Furthermore, since a double diffused drain structure is formed,
Source/drain breakdown voltage can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)乃至(e)は本発明の第1の実施例に係る
B 1−MOS集積回路装置の製造方法を工程順に示す
断面図、第2図は本発明の第2の実施例方法により製造
されたB 1−MOS集積回路装置を示す断面図、第3
図は(a)乃至(e)は従来のB1−MOS集積回路装
置の製造方法を工程順に示す断面図である。 1;P−型シリコン基板、2;N+型型埋領領域3;P
+型埋込領域、4;P+型絶縁領域、5:N−型エピタ
キシャル層、6;P型ウェル領域、7;P型組縁領域、
8;素子分離用酸化膜、9;ゲート酸化膜、10;ゲー
ト電極、11;第1パターン酸化膜、12;P型ベース
領域、13;第2多結晶シリコン層、14,31;第2
パターン酸化膜、15,24;レジスト、16,28;
N++エミッタ領域、16a、28a;エミッタ拡散窓
、16b、28b、エミッタ電極領域、17.29;N
++コレクタコンタクト領域、17a、29a;コレク
タ拡散窓、17b。 29b;コレクタ電極領域、18.30;N++ソース
・ドレイン領域、19.BPSG膜、20;エミッタ電
極、21;ベース電極、22;コレクタ電極、23;ソ
ース・ドレイン電極、25;N型コレクタコンタクト領
域、26;N型ソース・ドレイン領域、27;ヒ素押込
用酸化膜、30a:ソース・ドレイン拡散窓、32;多
結晶シリコン抵抗層、33;N型抵抗電極
FIGS. 1(a) to (e) are cross-sectional views showing the manufacturing method of a B1-MOS integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention in order of steps, and FIG. 2 is a second embodiment of the present invention. Cross-sectional view showing a B1-MOS integrated circuit device manufactured by the method, No. 3
The figures (a) to (e) are cross-sectional views showing a conventional method for manufacturing a B1-MOS integrated circuit device in the order of steps. 1; P− type silicon substrate, 2; N+ type buried region 3; P
+ type buried region, 4; P+ type insulating region, 5: N- type epitaxial layer, 6; P type well region, 7; P type assembly region,
8; oxide film for element isolation, 9; gate oxide film, 10; gate electrode, 11; first pattern oxide film, 12; P-type base region, 13; second polycrystalline silicon layer, 14, 31; second
Patterned oxide film, 15, 24; Resist, 16, 28;
N++ emitter region, 16a, 28a; emitter diffusion window, 16b, 28b; emitter electrode region, 17.29; N
++Collector contact region, 17a, 29a; collector diffusion window, 17b. 29b; Collector electrode region, 18.30; N++ source/drain region, 19. BPSG film, 20; emitter electrode, 21; base electrode, 22; collector electrode, 23; source/drain electrode, 25; N-type collector contact region, 26; N-type source/drain region, 27; oxide film for pushing arsenic, 30a: Source/drain diffusion window, 32; Polycrystalline silicon resistance layer, 33; N-type resistance electrode

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  半導体基板に第1導電型の第2領域及び第2導電型の
第1領域を形成する工程と、この第1領域上に局所的に
第1酸化膜及び第1多結晶シリコン層を積層形成する工
程と、全面に第2酸化膜を形成する工程と、前記第1領
域に前記第1多結晶シリコン層をマスクとして自己整合
的に不純物を注入することにより第1導電型の第1のソ
ース領域及び第1のドレイン領域を形成する工程と、前
記第2酸化膜を選択的にエッチングして前記第2領域上
のエミッタ窓及びコレクタ窓並びに前記第1のソース領
域上のソース窓及び前記第1のドレイン領域上のドレイ
ン窓を形成する工程と、全面に第1導電型の第2多結晶
シリコン層を形成する工程と、この第2多結晶シリコン
層を不純物源として前記エミッタ窓及びコレクタ窓を介
して前記第2領域に夫々第1導電型のエミッタ領域及び
コレクタコンタクト領域を形成すると同時に前記ソース
窓及びドレイン窓を介して前記第1のソース領域及び第
1のドレイン領域に夫々第1導電型の第2のソース領域
及び第2のドレイン領域を形成する工程と、を有し、前
記第2のソース領域及び第2のドレイン領域を夫々前記
第1のソース領域及び第1のドレイン領域よりも浅く且
つ高濃度に形成することを特徴とするBi−MOS集積
回路装置の製造方法。
forming a second region of a first conductivity type and a first region of a second conductivity type on a semiconductor substrate; and locally forming a first oxide film and a first polycrystalline silicon layer on the first region. forming a second oxide film over the entire surface; and implanting impurities into the first region in a self-aligned manner using the first polycrystalline silicon layer as a mask to form a first source region of a first conductivity type. and forming a first drain region, and selectively etching the second oxide film to form an emitter window and a collector window on the second region, a source window on the first source region, and the first drain region. forming a drain window over the drain region; forming a second polycrystalline silicon layer of the first conductivity type over the entire surface; and forming the emitter window and the collector window using the second polycrystalline silicon layer as an impurity source. An emitter region and a collector contact region of a first conductivity type are respectively formed in the second region through the wafer, and at the same time, a first conductivity type emitter region and a collector contact region of the first conductivity type are respectively formed in the first source region and the first drain region through the source window and the drain window. forming a second source region and a second drain region, the second source region and the second drain region being respectively smaller than the first source region and the first drain region. A method for manufacturing a Bi-MOS integrated circuit device, characterized by forming a Bi-MOS integrated circuit device shallowly and with high concentration.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0629302A (en) * 1990-09-04 1994-02-04 Samsung Electron Co Ltd Manufacture of polysilicon-emitter bipolar transistor

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