JPH02199868A - Semiconductor integrated circuit device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device and manufacture thereof

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JPH02199868A
JPH02199868A JP1768189A JP1768189A JPH02199868A JP H02199868 A JPH02199868 A JP H02199868A JP 1768189 A JP1768189 A JP 1768189A JP 1768189 A JP1768189 A JP 1768189A JP H02199868 A JPH02199868 A JP H02199868A
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JP
Japan
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region
emitter
electrode
insulating film
electrode material
Prior art date
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Application number
JP1768189A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Tsubone
坪根 衡
Shunichi Kuroda
俊一 黒田
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP1768189A priority Critical patent/JPH02199868A/en
Publication of JPH02199868A publication Critical patent/JPH02199868A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To reduce a capacitance between a base and an emitter due to a minimum emitter and to operate at a high speed by covering the surface and side face of the electrode material of an emitter electrode in contact with an emitter region through a contact hole opened at a hollow region of the electrode material with insulating films to insulate. CONSTITUTION:An oxide film 12 is formed on an element forming region 7 of a bipolar transistor, an impurity-doped polysilicon and subsequently an Si3N4 film are grown, and a polysilicon electrode 19 covered on the surface with an Si3N4 film 18 then remains by etching. The polysilicon electrode 19 is so disposed in a frame shape as to surround a region 20 to become an emitter so that a hollow region is contained in a base region 10. Then, a PSG film 34 is grown on a substrate, and etched to form a sidewall oxide film 21 of the polysilicon electrode 19. The substrate is coated with a photoresist 22, a window is opened at a slightly wider region 25 than the region to become the emitter, and As ions are implanted. In this case, As is implanted to the base region 10 through the oxide film 12 at a part of an arrow 31 of the region 20, and an emitter layer 26 of minimum size can be formed.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は、バイポーラトランジスタとMOSトランジス
タとを同一基板上に形成する半導体集積回路装置及びそ
の製造方法間するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device in which a bipolar transistor and a MOS transistor are formed on the same substrate, and a method for manufacturing the same.

[従来の技術] バイポーラトランジスタとMOSトランジスタとを同一
基板上に形成する技術は現在では広く知られている。中
でも集積度を向上する目的でCMOSトランジスタをL
 D D (Lightly Doped Drain
)構造とした技術が注目されている(例えば、文献1 
 :L、0μm  n−璽ell  CMO3/Bip
olar  Technology  IEEETRA
NSACTION ON ELECTRON DEVI
CE 、VOL、ED−32NO2Feb、’85、ま
たは、文献2:^n Enhanced FullyS
caled 1.2−、us C]10S Proce
ss For Analog Application
s IEEE Journal o! 5olid−s
tate circuits、 VOL、 5C−21
,NO2April’ 86)。ここでは上記文献に開
示されているBiCMO5構造の製造方法を参考にした
上で、第2図を用いて従来技術の説明を行う。
[Prior Art] The technology of forming a bipolar transistor and a MOS transistor on the same substrate is now widely known. In particular, CMOS transistors are
D D (Lightly Doped Drain
) structure is attracting attention (for example, literature 1)
:L, 0μm n-cell CMO3/Bip
olar Technology IEEETRA
NSACTION ON ELECTRON DEVI
CE, VOL, ED-32NO2Feb, '85, or Document 2: ^n Enhanced FullyS
caled 1.2-, US C] 10S Proce
ss For Analog Application
s IEEE Journal o! 5olid-s
tate circuits, VOL, 5C-21
, NO2April' 86). Here, referring to the manufacturing method of BiCMO5 structure disclosed in the above-mentioned document, the prior art will be explained using FIG. 2.

先ず第2図(a)に示すように、P型シリコン基。First, as shown in FIG. 2(a), a P-type silicon group is formed.

板((100)面、比抵抗10LcIIIHO1にN十
埋込み層(s b拡散でシート抵抗20Ω10.拡散の
深さ5μm)102を形成し、比抵抗1.OΩ・cI1
1厚さ2.0μmのP型ボロンドープのエピタキシャル
層103を形成する。
A N0 buried layer (sheet resistance 20Ω10 by s b diffusion, depth of diffusion 5μm) 102 is formed on a plate ((100) plane, resistivity 10LcIIIHO1), resistivity 1.OΩ・cI1
1. A P-type boron-doped epitaxial layer 103 having a thickness of 2.0 μm is formed.

しかる後、バイポーラトランジスタを形成するN領域1
04と、PMO3トランジスタを形成するN領域105
を表面濃度2 X 10 ”1ons/c@3゜拡散の
深さ2μmで同時に形成し、予め埋め込まれたN十埋込
み層102と連続させる。
After that, N region 1 forming a bipolar transistor is formed.
04 and the N region 105 forming the PMO3 transistor.
is formed at the same time with a surface concentration of 2×10″1 ons/c@3° and a diffusion depth of 2 μm, and is continuous with the N0 buried layer 102 buried in advance.

さらにLOCO3法でLOCO3酸化膜106をフィー
ルド部に7000人形成する。
Furthermore, 7,000 LOCO3 oxide films 106 are formed in the field area using the LOCO3 method.

なお、LOGO8酸化膜106のない素子形成領域10
7,108,109はそれぞれバイポーラトランジスタ
、NMOSトランジスタ、PMOSトランジスタの形成
領域である。
Note that the element formation region 10 without the LOGO8 oxide film 106
Reference numerals 7, 108, and 109 are regions for forming bipolar transistors, NMOS transistors, and PMOS transistors, respectively.

次いで第2図(b)に示すように、上記基板表面にバイ
ポーラNPNトランジスタのベースを形成するためのP
型拡散層(ベース領域)11Oを表面濃度5 X I 
O”1ons/am3.拡散の深さ0.5μmで形成し
た後、MOSトランジスタのゲート絶縁膜となるゲート
酸化膜111を200人の厚さで形成する。このときバ
イポーラトランジスタの素子形成領域107にも同時に
Sin、膜112が同じ厚さ200人で形成される。
Next, as shown in FIG. 2(b), P was deposited on the surface of the substrate to form the base of the bipolar NPN transistor.
The surface concentration of the type diffusion layer (base region) 11O is 5
O"1 ons/am3. After forming the diffusion to a depth of 0.5 μm, a gate oxide film 111, which will become the gate insulating film of the MOS transistor, is formed to a thickness of 200 μm. At the same time, a Sin film 112 is formed with the same thickness of 200 layers.

続けて第2図(C)に示すように、減圧CVD法により
ポリシリコン膜を4000人の厚さで基板表面に成長さ
せ、周知のフォトリソグラフ・エツチング技術によりN
MO3トランジスタのゲート電極113.PMOSトラ
ンジスタのゲート電極114を形成した後、セルファラ
イン技術を用いてNMOSトランジスタの低m度N−ド
レイン領域115(表面濃度4 X 10 ”1ons
/cm’、拡散の深さ0.2μm)を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 2(C), a polysilicon film was grown on the substrate surface to a thickness of 4000 nm by low pressure CVD, and N was etched by well-known photolithography and etching techniques.
Gate electrode 113 of MO3 transistor. After forming the gate electrode 114 of the PMOS transistor, the low m degree N-drain region 115 of the NMOS transistor (with a surface concentration of 4 x 10" 1 ounces) is formed using self-line technology.
/cm', diffusion depth 0.2 μm).

さらに第2図(d)に示すように、上記基板表面にp、
o、重量濃度t5wt%のPSG膜154を4000人
、CVD法で成長させる。
Further, as shown in FIG. 2(d), p,
o. A PSG film 154 having a weight concentration of t5wt% is grown by 4000 people using the CVD method.

次いで第2図(e)に示すように、RIE(反応性イオ
ンエツチング)法によりPSG膜154をエツチングし
、LDD構造の形成に必要な側壁酸化膜(サイドウオー
ル)l16をポリシリコンゲート電極113,114に
形成する。このLDD構造及びその製造方法については
、例えば、菅野卓雄監修、香山晋編「超高速MOSデバ
イス」培風館P40〜41などに述べられているので詳
しい説明はここでは省略する。
Next, as shown in FIG. 2(e), the PSG film 154 is etched by RIE (reactive ion etching) to form a sidewall oxide film (sidewall) 116 necessary for forming the LDD structure on the polysilicon gate electrode 113, 114. This LDD structure and its manufacturing method are described in, for example, "Ultra High Speed MOS Devices" edited by Takuo Kanno and edited by Susumu Kayama, Baifukan, pages 40 to 41, so a detailed explanation will be omitted here.

また第2図(f)に示すように、上記基板表面に厚さ1
,0μmのネガタイプのフォトレジスト(ネガレジスト
)117をコーティングし、周知のフォトリングラフ技
術によりバイポーラトランジスタのエミッタ・コレクタ
となる領域118,119とNMO3トランジスタのソ
ース・ドレインとなる領域120に窓開けを行い、イオ
ン注入法を用いて加速電圧40 K eV、 Dose
量1.2X10”1ons/cm”のAsを注入する。
Further, as shown in FIG. 2(f), a thickness of 1 mm is applied to the surface of the substrate.
, 0 μm negative type photoresist (negative resist) 117, and windows are opened in the regions 118 and 119 that will become the emitter and collector of the bipolar transistor and the region 120 that will become the source and drain of the NMO3 transistor using the well-known photoringraph technique. The acceleration voltage was set to 40 K eV using the ion implantation method.
Inject As in an amount of 1.2×10”1 ons/cm”.

このとき上記レジスト117をマスクにしてイオン注入
を行うことにヨリバイポーラNPNトランジスタのエミ
ッタ121、コレクタ122とNMOSトランジスタの
ソース・ドレイン123,124が各々同時に形成され
る。
At this time, by performing ion implantation using the resist 117 as a mask, the emitter 121 and collector 122 of the bipolar NPN transistor and the sources and drains 123 and 124 of the NMOS transistor are formed simultaneously.

また第2図(g)に示すように、上記基板上のレジスト
117を除去した後にネガレジスト125を厚さ1.0
μmでコーティングし、周知のフォトリングラフ技術に
よりバイポーラトランジスタのベースコンタクトの取出
し領域126と、PMO3トランジスタのソース・ドレ
インとなる領域127に窓開けし、イオン注入法を用い
BF、十を加速電圧50 K eV、  D osef
fi 3 X l O”1ons/am”注入する。こ
のレジストマスクによるイオン注入によりバイポーラト
ランジスタのベースコンタクト取出し領域128とPM
OSトランジスタのソース・ドレイン129,130が
形成される。
Further, as shown in FIG. 2(g), after removing the resist 117 on the substrate, a negative resist 125 is applied to a thickness of 1.0 mm.
µm coating, windows are opened in the extraction region 126 of the base contact of the bipolar transistor and the region 127 which will become the source/drain of the PMO3 transistor using the well-known photolithographic technique, and BF is applied using the ion implantation method, and the acceleration voltage of 50 K eV, D osef
Inject 1 oz/am of fi 3 X l O. By ion implantation using this resist mask, the base contact extraction region 128 of the bipolar transistor and PM
Sources and drains 129 and 130 of the OS transistors are formed.

最後に第2図(h)に示すように、レジスト125を除
去した後に、層間絶縁膜としてのPSG膜131をC’
VD法でP 、05濃度20wt%、厚さ6000人で
成長させガラスフロー(熱処理による平坦化)を行った
後、バイポーラトランジスタのベースコンタクトホール
132.  エミッタコンタクトホール133.コレク
タコンタクトホール134、NMOSトランジスタのソ
ースコンタクトホール135.  ドレインコンタクト
ホール136゜PMOSトランジスタのソースコンタク
トホール137、ドレインコンタクトホール138を同
時に開孔し、バイポーラトランジスタのベース電極13
9、エミッタ電極140.コレクタ電極141及びNM
O3トランジスタのソース電極142゜ドレイン’1極
143.PMOSトランジスタのソース電極144.ド
レイン電極145をAQで各々形成して、BiCMO8
構造が完成する。
Finally, as shown in FIG. 2(h), after removing the resist 125, the PSG film 131 as an interlayer insulating film is
The base contact hole 132 of the bipolar transistor is grown using the VD method to a thickness of 6,000 yen at a concentration of 20 wt% and a glass flow (flattening by heat treatment). Emitter contact hole 133. Collector contact hole 134, NMOS transistor source contact hole 135. Drain contact hole 136° A source contact hole 137 and a drain contact hole 138 of the PMOS transistor are simultaneously opened, and the base electrode 13 of the bipolar transistor is opened.
9. Emitter electrode 140. Collector electrode 141 and NM
O3 transistor source electrode 142° drain'1 pole 143. PMOS transistor source electrode 144. Drain electrodes 145 are each formed using AQ, and BiCMO8
The structure is completed.

[発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、上記構成の半導体集積回路装置では次の
理由から高速動作可能なバイポーラNPNトランジスタ
が形成できないという欠点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the semiconductor integrated circuit device having the above structure has a drawback in that a bipolar NPN transistor capable of high-speed operation cannot be formed for the following reason.

一般にバイポーラNPN トランジスタの動作速度は電
流利得帯域幅積((gain−band width)
または遮断周波数(cut−oCf’ frequen
cy)、以下fTと表現する)で表され、frが太き(
なるほど高速動作が可能となる。このf7は、 1/(2πfT)=τe十τb+τx+ r c−−■
で表される。詳しくは菅野卓雄監修、永田穣編「超高速
ディジタルデバイスl、超高速バイポーラデバイス」培
風館等の参考書を参照されたいが、上式■の右辺のそれ
ぞれの項を小さくすることによりfTが向上し高速動作
が得られる。特に低電流領域では第1項が支配的になる
とされ(同書45頁第9行)、この第1項τe(エミッ
タ・ベース接合の充放電時定数)は T e= (k T / q I E)CTE・” ”
・■ここで、 CTll :ベース・エミッタ間接合容量に:ボルッマ
ン定数(一定) q:ii荷の量(一定) T:温度0K I8:エミッタ電流 で与えられる。温度が一定であればベース・エミツタ間
接合容量が小さ(なるほどfT大つマリ高速動作が可能
となる。
In general, the operating speed of a bipolar NPN transistor is determined by the current gain-bandwidth product ((gain-band width)
or cut-off frequency (cut-oCf' frequency)
cy), hereinafter expressed as fT), and fr is thick (
I see, high-speed operation is possible. This f7 is 1/(2πfT)=τe×τb+τx+ r c−-■
It is expressed as For details, please refer to reference books such as "Ultra-high-speed digital devices, ultra-high-speed bipolar devices" edited by Takuo Kanno and edited by Minoru Nagata, published by Baifukan, etc., but fT can be improved by reducing each term on the right-hand side of the above equation (■). High-speed operation can be obtained. Particularly in the low current region, the first term is said to be dominant (page 45, line 9 of the same book), and this first term τe (charging/discharging time constant of the emitter-base junction) is T e = (k T / q I E )CTE・” ”
・■Here, CTll: Base-emitter junction capacitance: Borckmann constant (constant) q: Amount of ii load (constant) T: Temperature 0K I8: Given by emitter current. If the temperature is constant, the base-emitter junction capacitance is small (as fT is large, high-speed operation is possible).

ここで、特に低電流域を問題にしているのは、次の理由
による。BiCMO3構造のLSI回路を構成している
ゲート、例えば2人力NANDゲートの基本回路を例に
とれば、その回路構成は第3図に示すようになっている
。即ち、入力段を0M03部とし、出力段がバイポーラ
トランジスタにより次段ゲートの入力段である0M03
部をドライブするようになっている。このようにゲート
出力がドライブするのは入力インピーダンスの高い0M
03部であるから、ファンアウトが大きくても、そのド
ライブ電流又はシンク電流は負荷容量を充放電する比較
的小さな電流で足りる。
The reason why the low current range is particularly problematic here is as follows. Taking as an example the basic circuit of a gate constituting an LSI circuit with a BiCMO3 structure, such as a two-man NAND gate, the circuit configuration is shown in FIG. That is, the input stage is the 0M03 part, and the output stage is the 0M03 part which is the input stage of the next stage gate by a bipolar transistor.
It is designed to drive parts. In this way, the gate output drives 0M with high input impedance.
03, even if the fan-out is large, a relatively small drive current or sink current for charging and discharging the load capacitance is sufficient.

即ち、低電流域でバイポーラトランジスタが素早く立ち
上がってくれればよいわけである。このことは、第4図
における左肩下がりになっている低電流域のfTを上げ
てやることを意味し、これにより高速動作が可能になる
から、上述したように低電流域が特に重要になるのであ
る。
In other words, it is sufficient if the bipolar transistor can quickly start up in the low current range. This means increasing fT in the low current range, which is sloping to the left in Figure 4, and this makes high-speed operation possible, so the low current range is particularly important as mentioned above. It is.

ところで上記ベース・エミッタ間の接合容量C711は
第2図(h)に示すベース領域(P型)110とエミッ
タ領域(N型)121で与えられるものである。第11
図に、このエミッタ領域121を含む一部分を拡大して
立体的に示す。ここで、103はN−エピタキシャル層
、110はP型ベース領域、そして121はこのベース
領域110中に形成されたN型エミッタ領域である。こ
のN型エミッタ領域121はP型のベース領域110と
接する面において、PN接合を形成すると同時に接合容
量CTIIを持つ。
By the way, the base-emitter junction capacitance C711 is given by the base region (P type) 110 and emitter region (N type) 121 shown in FIG. 2(h). 11th
In the figure, a portion including this emitter region 121 is enlarged and shown three-dimensionally. Here, 103 is an N-epitaxial layer, 110 is a P-type base region, and 121 is an N-type emitter region formed in this base region 110. This N-type emitter region 121 forms a PN junction and at the same time has a junction capacitance CTII on a surface in contact with the P-type base region 110.

このCTBをさらに成分に分けると、 Ctg”C底面の成分子 CIiの成分=Cr    
 +C,・・・・・・■即ち、図中に斜線で示すCIi
のff1fl(Cs) l 46とC底面の成分(CT
)147iこ分割できる。
If this CTB is further divided into components, Ctg” component element of C base component of CIi = Cr
+C,...■ That is, CIi indicated by diagonal lines in the figure
ff1fl(Cs) l 46 and the component of the bottom surface of C (CT
) can be divided into 147i pieces.

そしてこのCtgは、例えばエミッタ面積が2゜8μm
X2.8μm、エミッタの深さが0.3μmのエミッタ
領域を考えると、必ずしも算術的に計算した立体モデル
の面積比には一致しないものの、 Cr/ Cs” (底面)面積)/(側1I(7)iT
[)−(2,8μmX2.8μm)/(0,3μmX2
.8μmX4)ζ2.3              
   ・・・・・・00式に示すように底面の面積の方
が側面のそれに比して約2.3倍あり、底面の面積、即
ち幾何学的にエミッタ領域121を真上から見たエミッ
タ面積に大きく依存することが分かる。
For example, this Ctg has an emitter area of 2°8 μm.
Considering an emitter region of 7) iT
[)-(2.8μmX2.8μm)/(0.3μmX2
.. 8μm×4)ζ2.3
......As shown in formula 00, the area of the bottom surface is approximately 2.3 times that of the side surface, and the area of the bottom surface, that is, the emitter area geometrically viewed from directly above the emitter region 121. It can be seen that it greatly depends on the area.

(−コでトランジスタの動作速度すなわちfTの向上の
ためには、できるだけエミッタ面積の小さいトランジス
タを製作することが必要となる。
(-) In order to improve the operating speed of a transistor, that is, fT, it is necessary to manufacture a transistor with as small an emitter area as possible.

ところが従来技術では、できるだけエミッタ面積の小な
るトランジスタを形成しようとしても、そのエミッタ面
積はエミッタ中に形成されるコンタクトホールの大きさ
に支配され、エミッタ面積の小なるトランジスタを形成
することは困難であった。以下に、その理由を第6図を
用いて説明する。
However, with conventional technology, even if an attempt is made to form a transistor with as small an emitter area as possible, the emitter area is controlled by the size of the contact hole formed in the emitter, making it difficult to form a transistor with a small emitter area. there were. The reason for this will be explained below using FIG. 6.

一般に半導体集積回路装置の製造において、その製造ラ
インの最小解像能力を集積回路パターンのデザインルー
ルと呼ぶことが多い。このことについて先ず説明する。
Generally, in the manufacture of semiconductor integrated circuit devices, the minimum resolution capability of the manufacturing line is often called the design rule for integrated circuit patterns. This will be explained first.

仮にラインの最小解像能力を今1.2μmと仮定すると
、第2図(h)に示す各コンタクトホール132〜13
8の最小幅、あるいは第2図(c)に示すのポリシリコ
ンゲート電極113,114等はこの最小解像寸法1.
2μmで形成することが可能となる。又、実際に集積回
路の大きさをなるべく小さ(する目的で(その方が1枚
のシリコンウェハから得られる集積回路の数が増加し、
結果としてコストが下がる。)、これらの寸法は最小寸
法で設計されることが多く、その結果、第2図(h)に
示すコンタクトホール132〜138や、第2図(C)
に示すポリシリコンゲート電極113.114は1,2
μmで設計される。この場合、この集積回路のマスクパ
ターンを1.2μmで設計することを1,2μmデザイ
ンルールと呼ぶ。
Assuming that the minimum line resolution is 1.2 μm, each of the contact holes 132 to 13 shown in FIG. 2(h)
8, or the polysilicon gate electrodes 113, 114, etc. shown in FIG. 2(c) have this minimum resolution dimension of 1.8.
It becomes possible to form the film with a thickness of 2 μm. Also, in order to actually reduce the size of integrated circuits as much as possible (this increases the number of integrated circuits that can be obtained from one silicon wafer,
As a result, costs are reduced. ), these dimensions are often designed with minimum dimensions, and as a result, the contact holes 132 to 138 shown in FIG. 2(h) and the contact holes 132 to 138 shown in FIG. 2(C)
The polysilicon gate electrodes 113 and 114 shown in FIG.
Designed in μm. In this case, designing the mask pattern of this integrated circuit with a thickness of 1.2 μm is called the 1.2 μm design rule.

この1.2μmデザインルールの場合、最小解像パター
ンは1.2μm81.2μmであるので、第6図(a)
に示すコンタクト148の大きさはその最小解像パター
ンで設計される。そしてエミッタ149は、このコンタ
クト148より1廻り大きくして、どの位置でもコンタ
クト148とエミッタ149の間の間隔(合わせ余裕)
150が08μm以上あるように2.8μmX2.8μ
mの大きさで設計される。
In the case of this 1.2 μm design rule, the minimum resolution pattern is 1.2 μm and 81.2 μm, so Fig. 6(a)
The size of the contact 148 shown in FIG. 1 is designed with its minimum resolution pattern. The emitter 149 is made one rotation larger than the contact 148, and the distance (alignment margin) between the contact 148 and the emitter 149 is maintained at any position.
2.8μm x 2.8μ so that 150 is 08μm or more
It is designed with a size of m.

従って、1,2μmデザインルールの場=t。Therefore, field = t for 1,2 μm design rule.

2μmX1.2μmのエミッタ面積を持つバイポーラN
PNトランジスタが形成されるのではなく、最小エミッ
タ面積は2.8μmX2.8μmと大きくなっている。
Bipolar N with emitter area of 2μm x 1.2μm
Rather than forming a PN transistor, the minimum emitter area is increased to 2.8 μm×2.8 μm.

このことが先程説明したように高速動作するトランジス
タを形成することを難しくしていた。
This makes it difficult to form a transistor that operates at high speed, as explained earlier.

従来、このエミッタ面積を小さくする方法として、1つ
には第6図(a)で示したエミッタ149とコンタクト
148のマスク合わせによる合わせ余裕0.8μmを第
6図(b)に示すように、例えば0.4μmとして2.
0μmX2.0amのエミッタ151を形成することも
考えられる。しかし、このことは半導体の製造工程にお
いて、マスク合わせがずれてエミッタ151の位置に対
してコンタクトの位置が、点線で示すあるべき位置15
2より右へ0.6μmずれて実線で示す位置153のよ
うになった場合(このことは半導体の製造工程では周知
の事実であり、一般に2枚のマスク間の合わせ余裕は、
もっともこれはマスク合わせ装置の精度にもよるが、少
なくとも0.8μm以上必要である。)コンタクトホー
ル154はエミッタ151をはみ出してしまう。従って
、このあとの工程でメタル電極を、このコンタクトホー
ル154に埋め込んだ場合、エミッタ・ベース接合が短
絡し、合わせずれの発生量に応じたトランジスタ動作異
常が起こり、このことが集積回路の収率を低下させてい
た。
Conventionally, as a method for reducing the emitter area, one method is to reduce the alignment margin of 0.8 μm by mask alignment between the emitter 149 and the contact 148 shown in FIG. 6(a), as shown in FIG. 6(b). For example, 2.
It is also possible to form an emitter 151 of 0 μm×2.0 am. However, in the semiconductor manufacturing process, this may occur due to misalignment of the mask and the contact position relative to the emitter 151 position is 15 where it should be, as shown by the dotted line.
If the position shifts by 0.6 μm to the right from 2 and becomes position 153 shown by the solid line (this is a well-known fact in the semiconductor manufacturing process, the alignment margin between the two masks is generally
Although this depends on the accuracy of the mask alignment device, it is necessary to have at least 0.8 μm or more. ) The contact hole 154 protrudes from the emitter 151. Therefore, if a metal electrode is buried in this contact hole 154 in a subsequent process, the emitter-base junction will be short-circuited, causing abnormal transistor operation depending on the amount of misalignment, which will reduce the yield of the integrated circuit. was decreasing.

また、もう一つの方法として、酸化膜及びポリシリコン
膜を用いたセルファライン技術(DOPOSトランジス
タ形成技術)を用いて最小デザインルールの1.2μm
81.2μmのエミッタ面積を得る技術も、文献3 :
 IEEE TRANSACTION 0NELECT
RON DEVICES VOL ED34 NO6J
une1987 P1304〜1309などに開示され
ている。これは酸化膜によるセルファライン技術のみに
よると、既に説明した第6図のようなコンタクトずれが
生じる虞れがあるために、第2ポリシリコン工程を加え
ている。
Another method is to use self-line technology (DOPOS transistor formation technology) using an oxide film and a polysilicon film to achieve a minimum design rule of 1.2 μm.
The technology to obtain an emitter area of 81.2 μm is also described in document 3:
IEEE TRANSACTION 0NELECT
RON DEVICES VOL ED34 NO6J
une1987 P1304-1309, etc. This is because if only the self-line technology using an oxide film is used, there is a risk that contact deviation as shown in FIG. 6, which has already been explained, may occur, so a second polysilicon process is added.

このためエミッタ用の窓開けを行う工程と、このエミッ
タ上に形成したポリシリコンのパターニングを行う工程
とを新たに必要とする。このことを第7図を用いて特に
BiCMO8のバイポーラNPNトランジスタのエミッ
タ形成の工程を詳細に説明する。
Therefore, a new process is required to open a window for the emitter and to pattern the polysilicon formed on the emitter. This will be explained in detail with reference to FIG. 7, especially the process of forming the emitter of a BiCMO8 bipolar NPN transistor.

第7図(a)の工程は、第2図でいうと第2図(b)の
段階であり、基板表面にバイポーラNPN トランジス
タのベースを形成するためのP十拡散層(ベース領域)
207を形成した後、NO3トランジスタのゲートとな
るゲート酸化膜208を形成する。
The process shown in FIG. 7(a) corresponds to the stage shown in FIG. 2(b) in FIG.
After forming the gate oxide film 207, a gate oxide film 208 which becomes the gate of the NO3 transistor is formed.

次に、エミッタ位置決めのための窓開けをゲート酸化膜
208に行う。この窓211の大きさが1.2μmであ
る(第7図(b))。
Next, a window is opened in the gate oxide film 208 for emitter positioning. The size of this window 211 is 1.2 μm (FIG. 7(b)).

続けて、0M08部のゲート用のポリシリコン膜による
ゲート電極形成とは別に、第2のポリシリコン膜309
を基板表面全面に成長させる(第7図(C))。
Next, in addition to forming a gate electrode using a polysilicon film for the gate in the 0M08 section, a second polysilicon film 309 is formed.
is grown over the entire surface of the substrate (FIG. 7(C)).

さらに、このポリシリコン膜309の上から、残部の酸
化膜208をマスクとしたセルファライン技術を利用し
て、エミッタ形成用のAsをイオンイオン注入する(第
7図(d))。
Further, As ions for forming an emitter are implanted from above this polysilicon film 309 using the self-line technique using the remaining oxide film 208 as a mask (FIG. 7(d)).

次いで、ベースコンタクトを取るためのバターニングを
ポリシリコン膜309上に行って、エミッタ領域を残し
て他の部分をエッチオフする。これによりポリシリコン
電極251が形成される(第7図(e))。
Next, patterning is performed on the polysilicon film 309 to make a base contact, and the emitter region is left and other parts are etched off. As a result, a polysilicon electrode 251 is formed (FIG. 7(e)).

そして、熱拡散によりポリシリコン膜309に止まって
いたAsを窓211からベース領域207に押し出し、
エミッタ領域214を形成する。
Then, the As remaining in the polysilicon film 309 is pushed out through the window 211 into the base region 207 by thermal diffusion.
An emitter region 214 is formed.

このときポリシリコン電極251表面に酸化膜300が
形成される(第7図(r))。
At this time, an oxide film 300 is formed on the surface of the polysilicon electrode 251 (FIG. 7(r)).

最後に酸化膜300にエミッタコンタクトホール222
を開孔し、A12のエミッタ電極227を窓222内の
ポリシリコン電極251上に形成してBiCMO3構造
が完成する(第7図(g))。
Finally, an emitter contact hole 222 is formed in the oxide film 300.
A hole is opened and an A12 emitter electrode 227 is formed on the polysilicon electrode 251 within the window 222 to complete the BiCMO3 structure (FIG. 7(g)).

上記したように、この従来例では、エミッタ領域214
上にエミッタコンタクトホール222を開けずに、ポリ
シリコン電極251上の酸化膜300に開ける。このた
め、コンタクトホール222の位置がずれても、ポリシ
リコン電極251上のホール222の位置が動くだけな
ので、ベース・エミッタショートという第6図(b)の
ような不具合がなくなる。それゆえに、酸化膜208を
マスクにしたセルファライン技術を用いて1.2μm×
1.2μmのエミッタ面積を得ることが可能となる。
As described above, in this conventional example, the emitter region 214
The emitter contact hole 222 is not made above, but is made in the oxide film 300 on the polysilicon electrode 251. Therefore, even if the position of the contact hole 222 shifts, the position of the hole 222 on the polysilicon electrode 251 only moves, so that the problem of base-emitter short circuit as shown in FIG. 6(b) is eliminated. Therefore, using the self-line technology using the oxide film 208 as a mask, a 1.2 μm×
It becomes possible to obtain an emitter area of 1.2 μm.

しかし少なくともマスク数で2工程(第7図(b)及び
第7図(e))も増加するため、これが半導体素子のコ
ストアップを招いていた。
However, since the number of masks increases by at least two steps (FIGS. 7(b) and 7(e)), this increases the cost of the semiconductor device.

また、エミッタ電極227がポリシリコン電極251を
介してエミッタと接触しているため、エミッタ電極22
7が直接エミッタと接触しているものに比して、接触抵
抗、即ちエミッタ抵抗が大きくなる。エミッタ抵抗は■
式の右辺の括弧内に対応するから、これが太き(なって
τeが大きくなり、その結果frか低下するという欠点
もあった。
Furthermore, since the emitter electrode 227 is in contact with the emitter via the polysilicon electrode 251, the emitter electrode 227
The contact resistance, that is, the emitter resistance, is greater than that in which the emitter 7 is in direct contact with the emitter. The emitter resistance is ■
Since it corresponds to the part in the parentheses on the right side of the equation, it is thick (therefore, τe becomes large, and as a result, fr decreases).

本発明の目的は、MO8工程で使われるセルファライン
技術をそのまま利用し、マスクステップ数を増加させる
ことなく、エミッタ面積を小さ(することによって、上
記した従来技術の問題点を解決し、高速動作可能なバイ
ポーラトランジスタをBiVO4上に形成できる半導体
集積回路装置及びその製造方法を提供することにある。
The purpose of the present invention is to utilize the self-line technology used in the MO8 process as is, to reduce the emitter area without increasing the number of mask steps, thereby solving the problems of the conventional technology described above, and achieving high-speed operation. An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device in which a bipolar transistor can be formed on BiVO4, and a method for manufacturing the same.

[課題を解決するための手段] 本発明の半導体集積回路装置は、バイポーラトランジス
タとMOSトランジスタとを同一基板上に形成してなる
BiMO3構造において、MOSトランジスタのゲート
電極を形成する電極材料がバイポーラトランジスタのベ
ース領域上に絶縁膜を介して配置され、その電極材料を
上方から見たとき、幾何学的に、閉じた枠形状をしてお
り、且つその枠形状をした電極材料の少なくとも中抜き
領域がベース領域内に収まっている。
[Means for Solving the Problems] The semiconductor integrated circuit device of the present invention has a BiMO3 structure in which a bipolar transistor and a MOS transistor are formed on the same substrate, in which the electrode material forming the gate electrode of the MOS transistor is the same as that of the bipolar transistor. is arranged on the base region of the electrode material with an insulating film interposed therebetween, and has a geometrically closed frame shape when the electrode material is viewed from above, and at least a hollow region of the electrode material having the frame shape. is within the base area.

更に、この枠形状をした電極材料の表面および側面とが
絶縁膜で覆われ、この絶縁膜で覆われた枠形状電極材料
で囲まれる中抜き領域中にエミッタ領域を持ち、上記電
極材料の中抜き領域に開けられたコンタクトホールを介
して上記エミッタ領域と接触しているエミッタ電極が、
上記電極材料の表面および側面を覆っている絶縁膜によ
り該電極材料と絶縁されるようにしたものである。
Further, the surface and side surfaces of this frame-shaped electrode material are covered with an insulating film, and an emitter region is provided in a hollow region surrounded by the frame-shaped electrode material covered with this insulating film, An emitter electrode is in contact with the emitter region through a contact hole made in the punched region.
The electrode material is insulated from the electrode material by an insulating film covering the surface and side surfaces of the electrode material.

また、本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、少な
くともバイポーラトランジスタ領域及びこの領域に形成
されるバイポーラトランジスタと同−導電形のMOSト
ランジスタ領域を有する半導体基板を準備し、上記バイ
ポーラトランジスタ領域にコレクタ領域及びコレクタ領
域内にベース領域を形成し、このように形成した半導体
基板表面に絶縁膜を形成した後、上記MOSトランジス
タ領域にゲート電極を形成すると同時に、上記ゲート電
極を形成する電極材料で上記ベース領域上のエミッタ形
成予定領域に閉じた枠形状のマスク体を形成する。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device of the present invention, a semiconductor substrate having at least a bipolar transistor region and a MOS transistor region of the same conductivity type as the bipolar transistor formed in this region is prepared, and a collector is provided in the bipolar transistor region. After forming a base region in the region and the collector region and forming an insulating film on the surface of the semiconductor substrate thus formed, a gate electrode is formed in the MOS transistor region, and at the same time, the electrode material for forming the gate electrode is formed. A closed frame-shaped mask body is formed in a region on the base region where an emitter is to be formed.

しかる後、上記ゲート電極およびマスク体の表面および
側面に絶縁膜を形成し、少なくとも該絶縁膜を持つ枠形
状マスク体に囲まれた中抜き領域に該マスク体をマスク
としてイオン注入することによりエミッタ領域を形成す
ると同時に、MOSトランジスタのソース・ドレイン形
成予定領域に選択的にイオン注入することによりMOS
トランジスタのソース・ドレイン領域を形成し、その後
上記マスク体をマスクとしてマスク体に囲まれた中抜き
領域にエミッタコンタクトホールを形成するようにした
ものである。
Thereafter, an insulating film is formed on the surface and side surfaces of the gate electrode and the mask body, and ions are implanted into a hollow region surrounded by a frame-shaped mask body having at least the insulating film, using the mask body as a mask to form an emitter. At the same time as forming the regions, ions are selectively implanted into the regions where the source and drain of the MOS transistor are to be formed.
The source and drain regions of the transistor are formed, and then, using the mask body as a mask, an emitter contact hole is formed in a hollow region surrounded by the mask body.

そして、上記集積回路装置及びその製造方法では、特に
上記MoSトランジスタがLDD構造を持ち、上記ゲー
ト電極および電極材料ないしマスク体の側面に形成され
る絶縁膜をLDD構造に必要なサイドウオールとするこ
ともできる。
Further, in the integrated circuit device and the manufacturing method thereof, the MoS transistor has an LDD structure, and the insulating film formed on the side surface of the gate electrode and the electrode material or the mask body is a sidewall necessary for the LDD structure. You can also do it.

上述したバイポーラトランジスタと同−導電形のMOS
トランジスタは、例えばバイポーラトランジスタがNP
N型であれば、Nチャネル型のMOSトランジスタとな
る。
MOS of the same conductivity type as the bipolar transistor mentioned above
For example, a bipolar transistor is an NP transistor.
If it is an N type, it becomes an N channel type MOS transistor.

また、少なくともバイポーラトランジスタ領域及びこの
領域に形成されるバイポーラトランジスタと同一導電形
のMOSトランジスタ領域を有する半導体基板とは、反
対導電形のMOSトランジスタ領域を有する場合も適用
できることを意味している。
Further, the semiconductor substrate having at least a bipolar transistor region and a MOS transistor region of the same conductivity type as the bipolar transistor formed in this region means that it can also be applied to a semiconductor substrate having a MOS transistor region of the opposite conductivity type.

これと同様に、少なくとも該絶縁膜を持つ枠形状マスク
体に囲まれた中抜き領域に該マスク体をマスクとしてイ
オン注入することによりエミッタ領域を形成すると同時
に、MOSトランジスタのソース・ドレイン形成予定領
域に選択的にイオン注入することによりMOSトランジ
スタのソース・ドレイン領域を形成し、その後上記マス
ク体をマスクとしてマスク体に囲まれた中抜き領域にエ
ミッタコンタクトホールを形成するとは、これら領域以
外の領域を形成することも可能であることを意味してい
る。
Similarly, an emitter region is formed by implanting ions into a hollow region surrounded by a frame-shaped mask body having at least the insulating film, using the mask body as a mask, and at the same time, an emitter region is formed in the region where the source/drain of the MOS transistor is to be formed. Forming the source/drain regions of the MOS transistor by selectively implanting ions into the area, and then forming an emitter contact hole in the hollow region surrounded by the mask body using the mask body as a mask means that the source/drain regions of the MOS transistor are formed by selectively implanting ions in the area other than these regions. This means that it is also possible to form

[作用コ エミッタコンタクトホールがエミッタ領域と等しいか、
これよりも太き(でよければ、エミッタ領域を最小寸法
で形成することが可能になる。
[Is the working coemitter contact hole equal to the emitter area?
If it is thicker than this, it becomes possible to form the emitter region with the minimum size.

また、エミッタ領域に直接エミッタコンタクトホールを
開けるとき、エミッタ領域の位置決めをしたマスク材が
、エミッタコンタクトホールを開けるときのエツチング
液でエツチングされなければ、コンタクトホールはエミ
ッタ領域にのみ開き、ベース領域には開かない。
Furthermore, when opening an emitter contact hole directly in the emitter region, if the mask material used to position the emitter region is not etched with the etching solution used to open the emitter contact hole, the contact hole will open only in the emitter region and will not open in the base region. won't open.

本発明は上述した知見に基づいてなされたものである。The present invention has been made based on the above-mentioned findings.

MOトランジスタのゲート電極に用いる電極材料ヲバイ
ボーラトランジスタのエミッタの位置決めマスク体とし
て用いる。従って、少なくともマスク数の増加はない。
The electrode material used for the gate electrode of the MO transistor is used as a mask for positioning the emitter of the bibolar transistor. Therefore, at least there is no increase in the number of masks.

そして、枠形状マスク体によって囲まれる中抜き領域を
エミッタ領域とすることにより、バイポーラトランジス
タのエミッタ及びエミッタコンタクトホールをセルファ
ラインで形成する。エミッタコンタクトホールはエミッ
タ領域と同じか、これよりも大きく形成する。このよう
な大きさのコンタクトホールを形成しても、電極材料は
エツチングされないので、コンタクトホールがベース領
域に開くということはない。
Then, by using the hollow region surrounded by the frame-shaped mask body as an emitter region, the emitter and emitter contact hole of the bipolar transistor are formed by self-alignment. The emitter contact hole is formed to be as large as or larger than the emitter region. Even if a contact hole of such a size is formed, since the electrode material is not etched, the contact hole will not open in the base region.

エミッタ及びエミッタコンタクトホールを形成するとき
、枠形状マスク体の側面に絶縁膜を形成しておけば、そ
の絶縁膜の幅方向の厚さ分だけ中抜き領域が狭まるため
、絶縁膜を形成しないときに比して、−層重さなエミッ
タ面積を持つバイポーラトランジスタが形成できる。
When forming the emitter and emitter contact hole, if an insulating film is formed on the side surface of the frame-shaped mask body, the hollow area will be narrowed by the thickness of the insulating film in the width direction. It is possible to form a bipolar transistor with a larger emitter area compared to the conventional method.

さらに、予めゲート電極およびマスク体の表面および側
面にに絶縁膜を形成してお(と、バイポーラトランジス
タのエミッタ電極と位置決めに用いた導電性のマスク体
との短絡が防止される。従って、エミッタ・ベース間の
酸化膜容量が低減する。
Furthermore, by forming an insulating film on the surface and side surfaces of the gate electrode and the mask body in advance (this prevents a short circuit between the emitter electrode of the bipolar transistor and the conductive mask body used for positioning. - Oxide film capacitance between bases is reduced.

[実施例] 以下第1図(a)〜(h)、第8図ないし第12図を用
いて本発明の詳細な説明する。
[Example] The present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1(a) to (h) and FIGS. 8 to 12.

第1図は本発明を用いてバイポーラNPNトランジスタ
とLDD構造を持つCMOSトランジスタとを同一基板
上に形成する製造工程を示す。
FIG. 1 shows a manufacturing process for forming a bipolar NPN transistor and a CMOS transistor having an LDD structure on the same substrate using the present invention.

先ず第1図(a)に示すように、P型シリコン基板((
100)面、比抵抗10 (hcm) 1にN十埋込み
層(Sb拡散でシート抵抗20Ω10.拡散の深さ5μ
m)2を形成し、比抵抗1.  OQ−cm2.  O
ttmの厚さのP型ボロンドープのエピタキシャル層3
を形成する。次いで、バイポーラトランジスタを形成す
るN領域4とPMOSトランジスタを形成するN領域5
を表面濃度2 X 10 ”1ons/cm3.拡散の
深さ2μmで同時に形成し、予め埋め込まれiN+埋込
み層2と連続させる。更にLOCO8法でLOGO3酸
化膜6を7000人の厚さで形成する。
First, as shown in FIG. 1(a), a P-type silicon substrate ((
100) surface, specific resistance 10 (hcm) 1 and N buried layer (sheet resistance 20Ω with Sb diffusion 10.Diffusion depth 5μ
m)2, with a specific resistance of 1. OQ-cm2. O
P-type boron-doped epitaxial layer 3 with a thickness of ttm
form. Next, an N region 4 forming a bipolar transistor and an N region 5 forming a PMOS transistor are formed.
is simultaneously formed with a surface concentration of 2 x 10'' 1 ons/cm3 and a diffusion depth of 2 μm, and is made continuous with the iN+ buried layer 2 which is buried in advance.Furthermore, a LOGO3 oxide film 6 is formed to a thickness of 7000 nm by the LOCO8 method.

なお、LOCO8酸化膜6のない素子形成領域7.8.
9はそれぞれバイポーラトランジスタ。
Note that the element formation region 7.8. in which the LOCO8 oxide film 6 is not provided.
9 are bipolar transistors.

NMOSトランジスタ、PMO3トランジスタの形成領
域である。
This is a formation region for an NMOS transistor and a PMO3 transistor.

次いで第1図(b)に示すように、上記基板全面にバイ
ポーラトランジスタのベースを形成するためのP型拡散
層10を、表面濃度5 X 10 ”1ons/C@3
.拡散の深さ0.5μmで形成したのち、MOSトラン
ジスタのゲート絶縁膜となるゲート酸化膜11を200
人の厚さで形成する。このときバイポーラトランジスタ
の素子形成領域7にも同時に、酸化膜12が同じ厚さ2
00人で形成される。
Next, as shown in FIG. 1(b), a P-type diffusion layer 10 for forming a base of a bipolar transistor is formed on the entire surface of the substrate at a surface concentration of 5×10”1 ons/C@3.
.. After forming the diffusion to a depth of 0.5 μm, a gate oxide film 11, which will become the gate insulating film of the MOS transistor, is deposited at a depth of 200 μm.
Form with the thickness of a person. At this time, the oxide film 12 is also applied to the element formation region 7 of the bipolar transistor to the same thickness 2.
It is formed by 00 people.

次に第1図(C)に示すように、減圧CVD法で不純物
をドープしたポリシリコン膜を4000人の厚さで成長
させ、引き続きSi、N、膜を2000人の厚さで成長
させたのちに、周知のフォトリソグラフ・エツチング技
術により、表面部分がそれぞれ5i2N、膜13.14
で覆われたNMOSトランジスタのポリシリコンゲート
電極15.PMOSトランジスタのポリシリコンゲート
電極16を形成する。このときバイポーラトランジスタ
領域にも表面がS;sN4膜18で覆われたポリシリコ
ン電極19を残す。
Next, as shown in Figure 1 (C), a polysilicon film doped with impurities was grown to a thickness of 4000 nm by low-pressure CVD, and subsequently Si, N, and films were grown to a thickness of 2000 nm. Later, using well-known photolithography and etching techniques, the surface portions were made to have 5i2N and 13 and 14 layers, respectively.
Polysilicon gate electrode of the NMOS transistor covered with 15. A polysilicon gate electrode 16 of a PMOS transistor is formed. At this time, a polysilicon electrode 19 whose surface is covered with an S;sN4 film 18 is also left in the bipolar transistor region.

なお、上記Si、N、膜の成長は、LDD構造のMOS
プロセスには無い工程であり、この点で工程数が増加す
ることになるが、半導体集積回路装置の製造で問題とさ
れるマスク数の増加を伴うものではない。
Note that the growth of the Si, N, and films described above is based on an LDD structure MOS.
This is a step that is not present in the process, and the number of steps increases in this respect, but it does not involve an increase in the number of masks, which is a problem in manufacturing semiconductor integrated circuit devices.

上述したバイポーラトランジスタ領域に残すポリシリコ
ン電極19の形状について第8図を用いて説明する。
The shape of the polysilicon electrode 19 left in the above-mentioned bipolar transistor region will be explained using FIG. 8.

第8図はバイポーラNPNトランジスタのベース部分を
拡大し立体的に示したものである。エミッタの位置決め
に用いる、Si、N4膜18を表面に持つポリシリコン
電極19はベース領域10上で、且つ上方から見たとき
、幾何学的に、将来エミッタとなる領域20上を取り囲
むように閉じた枠形に配置する。また、枠形状をしたポ
リシリコン電極19の少なくとも中抜き領域がベース領
域IO内に収まっているようにする。
FIG. 8 is an enlarged three-dimensional view of the base portion of a bipolar NPN transistor. A polysilicon electrode 19, which is used for emitter positioning and has a Si, N4 film 18 on its surface, is closed on the base region 10 and geometrically surrounds a region 20 that will become an emitter in the future when viewed from above. Place it in a frame shape. Furthermore, at least the hollow region of the frame-shaped polysilicon electrode 19 is arranged to fit within the base region IO.

このように中抜き領域をベース領域10内に収めるのは
、ベースとエミッタとのショートを回避するためである
The reason why the hollow region is placed within the base region 10 in this way is to avoid a short circuit between the base and the emitter.

また、ポリシリコン電極19は図示例では中抜きの四角
形状をしているが、この形状はエミッタ形状と等しくな
るので、エミッタが円であれば円となり、従って、形状
は限定されない。将来エミッタとなる領域20の寸法に
ついて第9図を用いて更に説明する。
Furthermore, although the polysilicon electrode 19 has a hollow square shape in the illustrated example, this shape is the same as the emitter shape, so if the emitter is a circle, it will be a circle, and therefore, the shape is not limited. The dimensions of the region 20 that will become an emitter in the future will be further explained using FIG. 9.

第9図はポリシリコン電極19(そしてそれは表面に5
i3N418を持つ)を真上から見た図である。従来例
で説明したように集積回路の製造工程では、一般にその
ラインの持つ最小解像能力をデザインルールと呼ぶが、
例えば1.2μmルールを適用したラインでは第9図に
示す穴の幅W1も、残したSi3N、膜付きポリシリコ
ン幅W!も1.2μmとなる。つまり、この工程で1.
2μmx l。
FIG. 9 shows a polysilicon electrode 19 (and it has 5
i3N418) viewed from directly above. As explained in the conventional example, in the integrated circuit manufacturing process, the minimum resolution capability of the line is generally called the design rule.
For example, in a line to which the 1.2 μm rule is applied, the width W1 of the hole shown in FIG. 9 is also the width W of the remaining Si3N, polysilicon with film! It is also 1.2 μm. In other words, in this process 1.
2 μm x l.

2μmの最小エミッタ用のポリシリコン窓70を形成す
ることが可能となる。
It becomes possible to form a polysilicon window 70 for a minimum emitter of 2 μm.

ここで、第1図(c)に戻って、PMOSトランジスタ
素子形成領域8以外をレジストで覆い、セルファライン
技術を用いて、LOCO3構造とすべ(、PMO3トラ
ンジスタの低濃度N−ドレイン領域17を表面濃度4 
X 10 ”tons/am3.拡散の深さ0.2μm
で形成する。
Now, returning to FIG. 1(c), the area other than the PMOS transistor element formation region 8 is covered with resist, and the LOCO3 structure is formed using the self-line technique (the low concentration N-drain region 17 of the PMO3 transistor is formed on the surface). Concentration 4
X 10” tons/am3.Diffusion depth 0.2μm
to form.

次いで第1図(d)に示すように、上記基板にP。Next, as shown in FIG. 1(d), P was applied to the substrate.

0、重量濃度15wt%のPSG膜34を4000人の
厚さにCVD法で成長させる。
0. A PSG film 34 having a weight concentration of 15 wt % is grown to a thickness of 4,000 yen by CVD.

また第1図(e)に示すように、RIE技術によりPS
G膜34を等方エツチングし、ポリシリコンゲート電極
15,16.ポリシリコン’l極19゜の側壁酸化膜、
即ちサイドウオール21を形成する。
Furthermore, as shown in Fig. 1(e), PS
The G film 34 is isotropically etched to form polysilicon gate electrodes 15, 16 . Polysilicon'l pole 19° sidewall oxide film,
That is, the sidewall 21 is formed.

そして第1図(f)に示すように、上記基板に厚さ1μ
mのネガタイプのフォトレジスト22をコーティングし
、周知のフォトリングラフ技術によりバイポーラトラン
ジスタのコレクタとなる領域231 NMOSトランジ
スタのソース・ドレインとなる領域24.エミッタとな
る領域よりやや広い領域25に窓開けを行い、イオン注
入法を用いて加速電圧40KeV、  Dosell、
2X I O”1ons/cIa”のAsを注入する。
Then, as shown in FIG. 1(f), a thickness of 1 μm was applied to the above substrate.
A region 231, which will become the collector of a bipolar transistor, and a region 24, which will become the source and drain of an NMOS transistor, are coated with a negative-type photoresist 22 of 23. A window is opened in a region 25 that is slightly wider than the region that will become the emitter, and an acceleration voltage of 40 KeV is applied using the ion implantation method.
Inject 2X IO"1 ons/cIa" of As.

このことによりバイポーラトランジスタのエミッタ26
.コレクタ27゜NMOSトランジスタのソース・ドレ
イン領域28.29が各4同時に形成される。
This allows the emitter 26 of the bipolar transistor to
.. Four collector 27° NMOS transistor source/drain regions 28 and 29 are simultaneously formed.

このとき、NMOSトランジスタにおいては、LOGO
3酸化膜のうちフォトレジスト22で覆われていない領
域30.31とサイドウオール21を側壁に持つポリシ
リコン電極15によりセルファラインで自動的に位置決
めがされて、ソース・ドレイン28.29が形成される
。また、バイポーラNPNトランジスタのエミッタ26
もサイドウオール21を側壁に持つポリシリコン電極1
9により自動的に位置決めされた領域にのみ形成される
At this time, in the NMOS transistor, LOGO
The region 30.31 of the trioxide film not covered with the photoresist 22 and the polysilicon electrode 15 having the side wall 21 are automatically positioned using self-alignment lines, and the source/drain 28.29 is formed. Ru. Also, the emitter 26 of the bipolar NPN transistor
A polysilicon electrode 1 having sidewalls 21 on its side walls
It is formed only in the area automatically positioned by 9.

ここで上述したエミッタ26における自動位置決めにつ
いてもう少し詳しく第10図を用いて説明する。
The automatic positioning of the emitter 26 mentioned above will now be explained in more detail using FIG. 10.

第10図はバイポーラトランジスタ素子形成領域上のポ
リシリコン電極19の廻りを拡大し、断面図で示したも
のである。図中、1.2,4,10.12,18.19
,22.26の各数字については第1図と同じであるの
で、ここでは詳しい説明は省略する。この部分に40に
eVの加速電圧でAsを矢印で示すようにイオン注入す
る。このときAsはポリシリコン電極51で囲まれた窓
開は領域20の矢印32で示す部分では、200人の酸
化膜12を通してAsがベース領域10に打ち込まれ、
エミツタ層26を形成する。しかし、矢印33で示す窓
開は領域20以外の外側部分では、サイドウオール21
あるいはSi3N、膜18で覆われたポリシリコン電極
19.そしてレジスト22にマスクされて、Asはベー
ス層IOへ到達することができない。
FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of the area around the polysilicon electrode 19 on the bipolar transistor element formation region. In the figure, 1.2, 4, 10.12, 18.19
, 22, and 26 are the same as in FIG. 1, so detailed explanation will be omitted here. As ions are implanted into this portion at an accelerating voltage of 40 eV as shown by the arrow. At this time, As is implanted into the base region 10 through the 200-layer oxide film 12 in the window area 20 surrounded by the polysilicon electrode 51 and indicated by the arrow 32.
An emitter layer 26 is formed. However, the window opening shown by the arrow 33 is located outside the sidewall 21 outside the region 20.
Alternatively, a polysilicon electrode 19 covered with a Si3N film 18. As is masked by the resist 22, As cannot reach the base layer IO.

このようにして最小寸法、例えば1.2μmデザインル
ールのときは、−辺が1.2μm以下のエミツタ層26
を形成することができる。
In this way, when the minimum dimension, for example, 1.2 μm design rule, the emitter layer 26 whose − side is 1.2 μm or less
can be formed.

この1.2μm以下のエミッタが形成できる理由を第1
1図を用いて説明する。
The first reason why this emitter of 1.2 μm or less can be formed is explained below.
This will be explained using Figure 1.

第11図は第10図におけるエミッタ部をさらに拡大し
て示したものである。このエミッタの位置決めをするポ
リシリコンの抜き幅W l、残し幅W、は先に第9図を
用いて説明したように、全て1.2μmで形成すること
ができる。これに第1図(d)〜(e)で説明したよう
にPSG膜34を成長し、そのPSG膜34をRIEで
等方エツチングすることにより、サイドウオール21の
幅W3゜例えば0.2μmを得ることができる。ところ
で、この幅W、はPSG膜の膜厚、RIEのエツチング
条件2時間を設定することで任意に選べることができる
のである。
FIG. 11 shows a further enlarged view of the emitter section in FIG. 10. As explained above with reference to FIG. 9, the removal width Wl and the remaining width W of the polysilicon for positioning the emitter can all be 1.2 μm. As explained in FIGS. 1(d) to 1(e), a PSG film 34 is grown on this, and the PSG film 34 is isotropically etched by RIE, so that the width W3 of the sidewall 21 is, for example, 0.2 μm. Obtainable. Incidentally, this width W can be arbitrarily selected by setting the film thickness of the PSG film and the RIE etching condition of 2 hours.

このようにして、w、=Q、2μmが得られたとすると
、エミッタ開孔寸法は、 w、−2xw、=1.2−2x0.2 =0.8μm つまり、1.2μmデザインルールより小なる0、8μ
mの開孔寸法を持つエミッタを形成することができる。
In this way, if w, = Q, 2 μm is obtained, the emitter aperture size is w, -2xw, = 1.2 - 2x0.2 = 0.8 μm, which is smaller than the 1.2 μm design rule. 0.8μ
An emitter with an aperture size of m can be formed.

次に第1図(g)に戻って、上述した基板に厚さ1μm
のネガタイプのフォトレジスト34をコーティングし、
周知のフォトリソグラフ技術によりバイポーラトランジ
スタのベースコンタクト領域35と5.PMOSのソー
ス・ドレイン領域36に窓開けを行い、イオン注入法に
よりB F t+を加速電圧50 Key、  D o
se量3 X 10 l5ions/cm’注入する。
Next, returning to FIG. 1(g), the above-mentioned substrate is coated with a thickness of 1 μm.
coated with negative type photoresist 34,
Base contact regions 35 and 5. of the bipolar transistor are formed by well-known photolithographic techniques. A window is opened in the source/drain region 36 of the PMOS, and B F t+ is accelerated at a voltage of 50 Key, D o by ion implantation.
Inject se amount 3 x 10 l5ions/cm'.

このレジストマスクによるイオン注入でバイポーラトラ
ンジスタのベースコンタクト取出し領域37と、PMO
Sのソース・ドレイン38,39を形成する。
By ion implantation using this resist mask, the base contact extraction region 37 of the bipolar transistor and the PMO
S sources and drains 38 and 39 are formed.

そして最後に第1図(h)に示すように、層間絶縁膜と
してのPSG膜54をCVD法テp 、o 、濃度20
vt%、厚さ6000人で成長させ、ガラスフローを行
ったのち、バイポーラトランジスタのベースコンタクト
ホール40.エミッタコンタクトホール411 コレク
タコンタクトホール42NMOSトランジスタのソース
コンタクトホール43、ドレインコンタクトホール44
.PMOSトランジスタのソースコンタクトホール45
.  ドレインコンタクトホール46を同時に開孔し、
バイポーラトランジスタのベース電極47.エミ。
Finally, as shown in FIG. 1(h), a PSG film 54 as an interlayer insulating film is deposited by CVD at a concentration of 20
After growing to a thickness of 6,000 vt% and glass flow, a base contact hole of a bipolar transistor 40. Emitter contact hole 411 Collector contact hole 42 NMOS transistor source contact hole 43, drain contact hole 44
.. PMOS transistor source contact hole 45
.. A drain contact hole 46 is simultaneously opened,
Base electrode of bipolar transistor 47. Emi.

タ電極48.コレクタ電極49およびNMOSトランジ
スタのソース電極50.  ドレイン電極51゜PMO
Sトランジスタのソース電極52.ドレイン電極53を
AQで各々形成してB1CMOS構造が完成する。
Ta electrode 48. Collector electrode 49 and source electrode 50 of the NMOS transistor. Drain electrode 51°PMO
Source electrode 52 of S transistor. Drain electrodes 53 are formed using AQ to complete the B1CMOS structure.

ご−こで、バイポーラトランジスタのエミッタコンタク
トホール40の取り方について第12図を用いて説明す
る。図中符号のうち第1図、第8図〜第11図で使用し
たものと同じ符号を用いているものについては、ここで
は個々の説明は省略する。
Now, how to form the emitter contact hole 40 of the bipolar transistor will be explained using FIG. 12. Regarding the reference numerals in the drawings that are the same as those used in FIGS. 1 and 8 to 11, individual explanations will be omitted here.

コンタクトフォトリングラフ及びエツチングによりコン
タクト領域55に窓開けを行うとき、基板表面へレジス
ト56をコーティングし、周知のフォトリングラフ技術
によりコンタクト領域55へ窓開けを行う。このときコ
ンタクト領域55の幅は予めポリシリコン電極19に窓
開けされたエミッタと同じ最小寸法で、本実施例では1
.2μmで窓開けすることも可能であるが、この寸法よ
りも−廻り大なる寸法、例えば2.0μmで図のように
エミッタ開孔領域57を大きく取り囲むように窓開けす
ることが望ましい。
When opening a window in the contact region 55 by contact photolithography and etching, a resist 56 is coated on the substrate surface, and a window is opened in the contact region 55 using a well-known photolithography technique. At this time, the width of the contact region 55 is the same minimum dimension as the emitter previously opened in the polysilicon electrode 19, and in this embodiment, the width is 1.
.. Although it is possible to open the window with a diameter of 2 μm, it is preferable to open the window with a dimension slightly larger than this dimension, for example, 2.0 μm, so as to largely surround the emitter aperture region 57 as shown in the figure.

なぜならば、最小寸法1.2μmで形成した場合、マス
ク合わせ工程で位置合わせずれが、例えば0.8μmあ
ったとした場合、この合わせずれが矢印方向59にあっ
たときのレジストの位置60、および開孔寸法58が1
.2μmであることから明らかなように、幅の狭いコン
タクトホールしか開孔されず、コンタクト抵抗が太き(
なるなどの問題が生ずるからである。
This is because when the resist is formed with a minimum dimension of 1.2 μm and there is a misalignment of, for example, 0.8 μm in the mask alignment process, the position 60 of the resist when the misalignment is in the direction of the arrow 59, and the opening Hole size 58 is 1
.. As is clear from the fact that the diameter is 2 μm, only narrow contact holes are formed, and the contact resistance is large (
This is because problems such as

そして図中斜線で示す部分61のPSG膜54゜酸化膜
12を等方エツチングを用いてエツチング除去すること
により、エミッタ間孔幅57とほぼ等しいエミッタコン
タクト開孔幅62を得ることができる。このエツチング
は等方エツチングを用いているので、サイドウオール2
1の側面は図中破線63で示すように僅かにエツチング
されるのみであり、開孔幅62が拡散領域26を越える
ことはない。例えばガラスフローの熱処理時に拡散され
たエミッタ26の深さ(図中矢印で示す)64が0.1
5μmだとすると、横方向への拡散の広がり(図中矢印
65で示す)も0.15μmx(60〜70%)は一般
にあるとされているので、0゜095〜0.105μm
拡散されており、開孔幅62がエミッタ拡散領域26を
越えて広がることは考えられない。
Then, by etching away the PSG film 54° oxide film 12 in the shaded portion 61 using isotropic etching, an emitter contact opening width 62 approximately equal to the inter-emitter hole width 57 can be obtained. This etching uses isotropic etching, so the sidewall 2
The side surface of 1 is only slightly etched as shown by the broken line 63 in the figure, and the opening width 62 does not exceed the diffusion region 26. For example, the depth 64 of the emitter 26 diffused during glass flow heat treatment (indicated by an arrow in the figure) is 0.1
If it is 5 μm, the spread of diffusion in the lateral direction (indicated by arrow 65 in the figure) is generally considered to be 0.15 μm x (60 to 70%), so it is 0°095 to 0.105 μm.
It is unlikely that the aperture width 62 extends beyond the emitter diffusion region 26.

このようにして、本装置及び本方法を用いることにより
バイポーラNPNトランジスタのエミッタとコンタクト
ホールがほぼ同一寸法、同一形状で自動的に位置決めさ
れるばかりか、フォトリングラフ解像最小寸法以下の寸
法で形成できる。
In this way, by using the present device and the present method, the emitter and contact hole of a bipolar NPN transistor can not only be automatically positioned with almost the same size and shape, but also with a size that is less than the minimum photoresolution size. Can be formed.

またこの構造は予めポリシリコン電極19の上部に絶縁
膜としてのSi、N、膜18を形成しているので、その
後にこのコンタクトホール41に形成されるエミッタ電
極48と導電膜であるポリシリコン電極19は絶縁され
、このS L3N Ji 18があることにより、この
膜18がない時に生じるエミッタ電極48とポリシリコ
ン電極19との短絡を防止する。従って、ポリシリコン
電極19がエミッタ26の電位と同電位となることに起
因する、エミッタ26とベース10との接合で形成され
る接合容量と、これにポリシリコン電極19とベース1
0とのMO3容量とが加わるのが有効に防止される。そ
の結果、ポリシリコン電極が原因してftが低下すると
いう問題も生じない。
Further, in this structure, the Si, N, film 18 as an insulating film is formed in advance on the polysilicon electrode 19, so that the emitter electrode 48 and the polysilicon electrode as a conductive film are then formed in the contact hole 41. 19 is insulated, and the presence of this S L3N Ji 18 prevents a short circuit between the emitter electrode 48 and the polysilicon electrode 19 that would occur when this film 18 was not present. Therefore, the junction capacitance formed by the junction between the emitter 26 and the base 10 due to the fact that the polysilicon electrode 19 is at the same potential as the emitter 26, and the junction capacitance formed by the junction between the emitter 26 and the base 10,
0 and MO3 capacity are effectively prevented. As a result, there is no problem of a decrease in ft due to the polysilicon electrode.

なお、上記実施例では、バイポーラトランジスタをCM
O3と同一基板上に形成する場合について述べたが、こ
れはCMO3との組み合わせのときに、特に消費電力が
小さく、従ってバイポーラトランジスタに要求される電
流が小さいため、高速動作を最も効果的に発揮できるか
らに外ならない。
Note that in the above embodiment, the bipolar transistor is CM
We have described the case where it is formed on the same substrate as O3, but when combined with CMO3, the power consumption is particularly low, and therefore the current required for the bipolar transistor is small, so high-speed operation is most effectively achieved. I have to do it because I can.

もっとも、バイポーラトランジスタとの組合せ対象はシ
リコンゲートプロセスを用いるMoSトランジスタであ
ればよいのである。従って、バイポーラトランジスタと
の組合せは、CMO3に限定されるものではなく、シリ
コンゲートプロセスを採用するものであれば、NMO3
,PMO3DMO3というように種々の組合せが可能で
ある。
However, it is sufficient that the combination with the bipolar transistor is a MoS transistor using a silicon gate process. Therefore, the combination with bipolar transistors is not limited to CMO3, but as long as a silicon gate process is adopted, NMO3
, PMO3DMO3, various combinations are possible.

また、上記実施例では、バイポーラトランジスタをNP
Nトランジスタとして説明したが、エミッタ面積を小さ
くするという意味において、PNPトランジスタにも適
用できる。
Further, in the above embodiment, the bipolar transistor is NP
Although the description has been made for an N transistor, it can also be applied to a PNP transistor in the sense of reducing the emitter area.

なお、本発明はゲート材料としてポリシリコンを用いた
が、これと等価なもの、例えばシリサイドないしポリサ
イド等であってもよい。
Note that although polysilicon is used as the gate material in the present invention, a material equivalent to this, such as silicide or polycide, may be used.

[発明の効果] 本発明は、上述のとおり構成されているので、次に記載
する効果を奏する。
[Effects of the Invention] Since the present invention is configured as described above, it produces the following effects.

請求項1の装置においては、表面および側面が絶縁膜で
覆われた電極材料を用いて、バイポーラトランジスタの
エミッタ及びそのコンタクトホールをセルファラインで
位置決めするので、最小エミッタを形成することができ
る。また、電極材料の表面および側面を覆った絶縁膜に
よって、エミッタ電極と導電性の電極材料との短絡を防
止しているので、エミッタ・ベース間のMO3容量の低
減が図れ、上記最小エミッタによるベース・エミッタ間
容量の低減化と相俟って、高速動作が可能なバイポーラ
トランジスタをMOSトランジスタと同じ基板上に形成
することができる。
In the device according to the first aspect, since the emitter of the bipolar transistor and its contact hole are positioned by self-alignment lines using an electrode material whose front and side surfaces are covered with an insulating film, the smallest emitter can be formed. In addition, the insulating film covering the surface and side surfaces of the electrode material prevents short circuits between the emitter electrode and the conductive electrode material, reducing the MO3 capacitance between the emitter and the base. - Together with the reduction in emitter capacitance, a bipolar transistor capable of high-speed operation can be formed on the same substrate as a MOS transistor.

請求項2の製造法においては、ゲート電極と同じ電極材
料でエミッタ位置決め用のマスク体を形成するので、マ
スク数の増加を伴わず、しかも特に、側面が絶縁膜で覆
われた枠形状のマスク体を用いて、バイポーラトランジ
スタのエミッタ及びそのコンタクトホールをセルファラ
インで位置決めするので、最小デザインルール以下でエ
ミッタおよびコンタクトホールを形成することができる
In the manufacturing method of claim 2, since the mask body for emitter positioning is formed using the same electrode material as the gate electrode, the number of masks does not increase, and in particular, a frame-shaped mask whose side surfaces are covered with an insulating film is used. Since the emitter of the bipolar transistor and its contact hole are positioned using self-alignment lines, the emitter and contact hole can be formed within the minimum design rule.

請求項3の装置においては、ゲート電極およびマスク体
の側面に形成される絶縁膜をLDD構造に必要なサイド
ウオールとして、MOSトランジスタをLDD構造とし
たので、バイポーラトランジスタ及びMOSトランジス
タの最小化を図ることができ、BiMOS半導体集積回
路の高速動作を更に高めることができる。
In the device according to claim 3, the insulating film formed on the side surface of the gate electrode and the mask body serves as a sidewall necessary for the LDD structure, and the MOS transistor has an LDD structure, so that the bipolar transistor and the MOS transistor can be minimized. Therefore, the high-speed operation of the BiMOS semiconductor integrated circuit can be further improved.

請求項4の製造方法においては、LDD構造を持つMO
Sトランジスタを採用して、ゲート電極およびマスク体
の側面に形成する絶縁膜を、LDD構造に必要なサイド
ウオールで形成したので、LDD構造を有するB1MO
Sプロセスのマスクステップ数の増加を伴うことなく、
最小のエミッタ寸法を実現できる。
In the manufacturing method according to claim 4, an MO having an LDD structure
Since we adopted an S transistor and formed the insulating film on the sidewalls of the gate electrode and mask body with the sidewalls required for the LDD structure, we
without increasing the number of mask steps in the S process.
Minimum emitter dimensions can be achieved.

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

第1図は本発明の半導体集積回路装置の製造方法例を説
明する製造工程図、第2図は従来の製造工程図、第3図
はBiCMO3構造で採用される2人力ANDゲートの
回路図、第4図は遮断周波数とコレクタ電流特性図、第
5図はエミッタ領域廻りの一部拡大図、第6図はエミッ
タコンタクトの説明図、第7図は他の従来例の製造工程
図、第8図は本実施例によるエミッタ部分拡大図、第9
図は本実施例のエミッタ説明図、第10図は本実施例の
自動位置決めの説明図、第11図は本実施例のエミッタ
寸法の説明図、第12図は本実施例のエミッタコンタク
ト及びその位置ずれの説明図である。 1は基板、4はコレクタ領域となるN領域、7はバイポ
ーラトランジスタの素子形成領域、8はNMOSトラン
ジスタの素子形成領域(同一導電形のMOSトランジス
タ領域)、9はPMOSトランジスタの素子形成領域、
10はベース領域、12は絶縁膜としての酸化膜、13
.14は表面絶縁膜としてのSi3N4膜、15.16
はポリシリコンゲート電極、17は低濃度ドレイン領域
、18は表面絶縁膜としてのSi3N、膜、19は電極
材料(マスク体)としてのポリシリコン電極、20は中
抜き領域としてのエミッタとなるtJ 域、21は側面
絶縁膜としてのサイドウオール、24はソース・ドレイ
ン形成予定領域、26はエミッタ領域、28.29はソ
ース・ドレイン領域、41はエミッタコンタクトホール
、48はエミッタ電極である。
FIG. 1 is a manufacturing process diagram illustrating an example of the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of the present invention, FIG. 2 is a conventional manufacturing process diagram, and FIG. 3 is a circuit diagram of a two-manpower AND gate employed in a BiCMO3 structure. Fig. 4 is a cut-off frequency and collector current characteristic diagram, Fig. 5 is a partially enlarged view of the emitter region, Fig. 6 is an explanatory diagram of the emitter contact, Fig. 7 is a manufacturing process diagram of another conventional example, and Fig. 8 The figure is a partially enlarged view of the emitter according to this embodiment.
The figure is an explanatory diagram of the emitter of this embodiment, FIG. 10 is an explanatory diagram of automatic positioning of this embodiment, FIG. 11 is an explanatory diagram of emitter dimensions of this embodiment, and FIG. 12 is an explanatory diagram of the emitter contact of this embodiment and its It is an explanatory view of positional shift. 1 is a substrate, 4 is an N region which becomes a collector region, 7 is an element formation region of a bipolar transistor, 8 is an element formation region of an NMOS transistor (a MOS transistor region of the same conductivity type), 9 is an element formation region of a PMOS transistor,
10 is a base region, 12 is an oxide film as an insulating film, 13
.. 14 is a Si3N4 film as a surface insulating film, 15.16
17 is a polysilicon gate electrode, 17 is a low concentration drain region, 18 is a Si3N film as a surface insulating film, 19 is a polysilicon electrode as an electrode material (mask body), and 20 is a tJ region which will be an emitter as a hollow region. , 21 is a side wall as a side insulating film, 24 is a source/drain formation region, 26 is an emitter region, 28.29 is a source/drain region, 41 is an emitter contact hole, and 48 is an emitter electrode.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)バイポーラトランジスタとMOSトランジスタと
を同一基板上に形成してなるBiMOS構造において、 MOSトランジスタのゲート電極を形成する電極材料が
バイポーラトランジスタのベース領域上に絶縁膜を介し
て配置され、 その電極材料を上方から見たとき、幾何学的に、閉じた
枠形状をしており、且つその枠形状をした電極材料の少
なくとも中抜き領域がベース領域内に収まり、 この枠形状をした電極材料の表面および側面とが絶縁膜
で覆われ、 この絶縁膜で覆われた枠形状電極材料で囲まれる中抜き
領域中にエミッタ領域を持ち、 上記電極材料をマスクとして該電極材料の中抜き領域に
開けられたコンタクトホールを介して、上記エミッタ領
域と接触しているエミッタ電極が、上記電極材料の表面
および側面を覆っている絶縁膜により該電極材料と絶縁
されている ことを特徴とする半導体集積回路装置。
(1) In a BiMOS structure in which a bipolar transistor and a MOS transistor are formed on the same substrate, the electrode material forming the gate electrode of the MOS transistor is placed on the base region of the bipolar transistor with an insulating film interposed therebetween, and the electrode material forms the gate electrode of the MOS transistor. When the material is viewed from above, it has a geometrically closed frame shape, and at least the hollow region of the frame-shaped electrode material fits within the base region, and the frame-shaped electrode material has a closed frame shape. The surface and side surfaces are covered with an insulating film, and an emitter region is provided in a hollow region surrounded by a frame-shaped electrode material covered with this insulating film, and an emitter region is opened in the hollow region of the electrode material using the electrode material as a mask. A semiconductor integrated circuit characterized in that an emitter electrode that is in contact with the emitter region through a contact hole formed in the contact hole is insulated from the electrode material by an insulating film that covers the surface and side surfaces of the electrode material. Device.
(2)少なくともバイポーラトランジスタ領域及びこの
領域に形成されるバイポーラトランジスタと同一導電形
のMOSトランジスタ領域を有する半導体基板を準備し
、 上記バイポーラトランジスタ領域にコレクタ領域及びコ
レクタ領域内にベース領域を形成し、このように形成し
た半導体基板表面に絶縁膜を形成した後、 上記MOSトランジスタ領域にゲート電極を形成すると
同時に、上記ゲート電極を形成する電極材料で上記ベー
ス領域上のエミッタ形成予定領域に閉じた枠形状のマス
ク体を形成し、 上記ゲート電極およびマスク体の表面および側面に絶縁
膜を形成し、 少なくとも該絶縁膜を持つ枠形状マスク体に囲まれた中
抜き領域に該マスク体をマスクとしてイオン注入するこ
とによりエミッタ領域を形成すると同時に、MOSトラ
ンジスタのソース・ドレイン形成予定領域に選択的にイ
オン注入することによりMOSトランジスタのソース・
ドレイン領域を形成し、 その後上記マスク体をマスクとしてマスク体に囲まれた
中抜き領域にエミッタコンタクトホールを形成する ことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
(2) preparing a semiconductor substrate having at least a bipolar transistor region and a MOS transistor region of the same conductivity type as the bipolar transistor formed in this region; forming a collector region in the bipolar transistor region and a base region in the collector region; After forming an insulating film on the surface of the semiconductor substrate thus formed, a gate electrode is formed in the MOS transistor region, and at the same time, a closed frame is formed in the emitter formation region on the base region using the electrode material for forming the gate electrode. a shaped mask body, an insulating film is formed on the surface and side surfaces of the gate electrode and the mask body, and ions are applied to a hollow region surrounded by the frame-shaped mask body having at least the insulating film, using the mask body as a mask. At the same time, by selectively implanting ions into the regions where the source and drain of the MOS transistor are to be formed, the source and drain of the MOS transistor are formed.
1. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising forming a drain region, and then using the mask body as a mask to form an emitter contact hole in a hollow region surrounded by the mask body.
(3)上記MOSトランジスタがLDD構造を持ち、上
記ゲート電極および電極材料の側面に形成される絶縁膜
がLDD構造に必要なサイドウォールであることを特徴
とする請求項1に記載の半導体集積回路装置。
(3) The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the MOS transistor has an LDD structure, and the insulating film formed on the side surfaces of the gate electrode and the electrode material is a sidewall necessary for the LDD structure. Device.
(4)上記ゲート電極およびマスク体の表面および側面
に絶縁膜を形成する工程が、ゲート電極およびマスク体
の表面に絶縁膜を形成する工程と、上記MOSトランジ
スタ領域にLDD構造に必要な低濃度ドレイン領域を形
成する工程と、ゲート電極およびマスク体の側面にLD
D構造に必要なサイドウォールを形成する工程とを備え
ていることを特徴とする請求項2に記載の半導体集積回
路装置の製造方法。
(4) The step of forming an insulating film on the surfaces and side surfaces of the gate electrode and the mask body includes the step of forming an insulating film on the surfaces of the gate electrode and the mask body, and the low concentration necessary for the LDD structure in the MOS transistor region. The process of forming the drain region and the LD on the side of the gate electrode and mask body.
3. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 2, further comprising the step of forming sidewalls necessary for the D structure.
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