JPH02226759A - Manufacture of bicmos type semiconductor integrated circuit - Google Patents

Manufacture of bicmos type semiconductor integrated circuit

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JPH02226759A
JPH02226759A JP4549289A JP4549289A JPH02226759A JP H02226759 A JPH02226759 A JP H02226759A JP 4549289 A JP4549289 A JP 4549289A JP 4549289 A JP4549289 A JP 4549289A JP H02226759 A JPH02226759 A JP H02226759A
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JP
Japan
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layer
type
active base
nitride film
base
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Application number
JP4549289A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Matsumi
松見 康司
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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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Abstract

PURPOSE:To unnecessitate the margin of an active base and an emitter, and reduce each pattern size to a minimum by making the base and the emitter of a bipolar transistor(Tr) of a BiCMOS type semiconductor circuit self-align, and linking the part between the active base and an inactive base by using a high concentration bridge layer. CONSTITUTION:After an N<+> type and a P<+> type buried layers 22, 23 are formed on the P-type semiconductor substrate 21 of a semiconductor device, an N<+> type epitaxial layer 24 with a specified depth is formed, and a P-type well layer 25 and an isolation diffusion layer 26 are formed at the same time by selective diffusion. On the whole surface of the substrate 21, a thin oxide film 27 with a specified thickness and nitride films 28-32 are formed in specified thicknesses. Said nitride films 28-32 are used as masks at the time of LOCOS isolation in the next process, and a nitride film between the following is eliminated; a nitride film 31 in the region where an NPN-Tr 101 turns to an active base, and a nitride film 30 in the region where the Tr 101 turns to an inactive base. A patterned resist 33 and the nitride film 31 are used as masks, and ion is implanted.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は半導体集積回路、特にバイポーラトランジス
タと0MO3トランジスタを同一基板上に形成するバイ
ポーラCMO3(以下、B1Cl1O5と略す)型半導
体集積回路の製造方法に関するものである。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit, particularly a bipolar CMO3 (hereinafter abbreviated as B1Cl1O5) type semiconductor integrated circuit in which a bipolar transistor and an 0MO3 transistor are formed on the same substrate. It is related to.

(従来の技術) 近年、0MO3の高速性を追求するためにバイポーラ素
子を同一チップ上に形成し、0MO3の負荷駆動能力を
バイポーラで高めることにより高速化を図ったBiCM
O3混載技術が広く用いられるようになってきた。
(Prior art) In recent years, in order to pursue high-speed performance of 0MO3, bipolar elements are formed on the same chip, and the load driving ability of 0MO3 is increased by bipolar, thereby increasing the speed of BiCM.
O3 hybridization technology has become widely used.

一般に、BiCMO3LSIはバイポーラと0MO3の
特徴を兼ね備えているために、高速。
In general, BiCMO3LSI has the characteristics of bipolar and 0MO3, so it is fast.

高集積、高耐圧、高負荷駆動能力、低消費電力等の優れ
た性能を実現できるものの、構造的にはバイポーラ素子
を搭載するためにエピタキシャル層や分離拡散が必要で
ある。
Although it can achieve excellent performance such as high integration, high breakdown voltage, high load drive capability, and low power consumption, it structurally requires epitaxial layers and isolation diffusion to mount bipolar elements.

また、バイポーラおよび0MO3素子の性能を損なわず
に同時形成させるために工程が複雑でマスク敗が増える
ことになるが、これは経済性の面で不利となるため、橿
刀工程数が増えないよう工程設計する必要がある。
In addition, in order to simultaneously form bipolar and 0MO3 elements without sacrificing their performance, the process is complicated and mask failure increases, but this is disadvantageous from an economic standpoint, so we are trying not to increase the number of steps. It is necessary to design the process.

ここで従来のBiCMO3型半導体集積回路の製造方法
を第2図を用いて説明する。先ず第2図(a)に示すよ
うに、P型半導体基板l上にN゛埋込拡散層2およびP
″壇送込拡散層3形成した後、厚さ2PaのN−エピタ
キシャル層4、続いて選択拡散によりPウェル層52分
離拡散層6を同時形成する。
Here, a conventional method for manufacturing a BiCMO3 type semiconductor integrated circuit will be explained with reference to FIG. First, as shown in FIG. 2(a), a N buried diffusion layer 2 and a P
After forming the podium feeding diffusion layer 3, an N-epitaxial layer 4 having a thickness of 2 Pa is formed, followed by a P well layer 52 and an isolation diffusion layer 6 by selective diffusion.

その後基板の全面に500人程大の薄い酸化膜7および
1600人程度0窒化膜を形成した後、素子分離する領
域の窒化膜を選択的に除去する。なお、図中、窒化膜8
は選択的に除去された状態を示している。更にバターニ
ングしたレジスト9をマスクとしてイオン注入法により
N M OS (200)のチャネルストッパ領域およ
び分離拡散層6の表面領域にB(ボロン)等のP形不純
物を注入する。また、同様の方法でP M OS (3
00)のチャネルストッパ領域にもN形不純物を注入す
る。
Thereafter, after forming a thin oxide film 7 of about 500 nm thick and a nitride film of about 1600 mm thick over the entire surface of the substrate, the nitride film in the region where the elements are to be isolated is selectively removed. In addition, in the figure, the nitride film 8
indicates a selectively removed state. Furthermore, using the patterned resist 9 as a mask, a P-type impurity such as B (boron) is implanted into the channel stopper region of NMOS (200) and the surface region of the isolation diffusion layer 6 by ion implantation. In addition, P M OS (3
N-type impurities are also implanted into the channel stopper region of 00).

ここでN゛埋込拡散層2は、NPNバイポーラトランジ
スタ(以下、N P N −Tr と略す) (100
)のコレクタシリーズ抵抗を下げるために^3(ヒ素)
やsb (アンチモン)を用いて20〜100Ω/口に
拡散し、またP M OS (300)が寄生バイポー
ラ動作を起こさないようP M OS (300)形成
領域にも同時に拡散する。P′埋込拡散層3は、NPN
−Tr(100)の素子分離領域に予めイオン注入法等
で形成しておき、次工程のエピタキシャル層程や分離拡
散時に半導体基板1からの上方拡散を利用して分離拡散
時間を短縮するために用いるものであり、通常、Bを用
いて50〜300Ω/口に設定され、またN M OS
 (200)が寄生バイポーラ動作を起こさないように
N M OS (200)形成領域にも同時に形成して
おく、また、N−エピタキシャル層4はN P N −
Tr(100)の素子特性とP M OS (300)
のゲートスレッシェホールド電圧を制御できるように濃
度および厚さが決められている。更に、P拡散領域5.
6はN P’N −Tr(100)の素子分離とN M
 OS (200)のスレンシュホールド電圧を制御す
るためにエピタキシャル層4の表面より拡散される。
Here, the N buried diffusion layer 2 is an NPN bipolar transistor (hereinafter abbreviated as N P N -Tr) (100
) to lower the collector series resistance ^3 (arsenic)
and sb (antimony) to a value of 20 to 100 Ω/portion, and is also simultaneously diffused into the PMOS (300) formation region to prevent PMOS (300) from causing parasitic bipolar operation. The P′ buried diffusion layer 3 is NPN
- In order to shorten the isolation and diffusion time by forming the Tr (100) element isolation region in advance by ion implantation, etc., and utilizing upward diffusion from the semiconductor substrate 1 during the epitaxial layer process and isolation diffusion in the next step. It is usually set to 50 to 300Ω/mouth using B, and NMOS
In order to prevent (200) from causing a parasitic bipolar operation, the NMOS (200) is also formed at the same time in the NMOS (200) formation region.
Device characteristics of Tr (100) and P M OS (300)
The concentration and thickness are determined to control the gate threshold voltage. Furthermore, P diffusion region 5.
6 is N P'N -Tr (100) element isolation and N M
It is diffused from the surface of the epitaxial layer 4 to control the threshold voltage of the OS (200).

次に第2図〜)に示すように、レジスト9を除去後、9
00℃程度の温度でイオン注入した不純物を活性化し、
酸化処理によって酸化膜10を形成し、LOGO3分離
が完成される。なお、11はP形不純物が注入されたN
 M OS (200) のチャネルストッパ層、12
はN形不純物が注入されたPMO3(300)のチャネ
ルストッパ層である。その後は既知の拡散9ホトリソ、
エツチングを繰返すことにより第2図(0に示すBi 
 0MO3構造が完成する。
Next, as shown in FIG. 2~), after removing the resist 9,
Activate the ion-implanted impurities at a temperature of about 00°C,
An oxide film 10 is formed by oxidation treatment, and LOGO3 isolation is completed. Note that 11 is N in which P-type impurities are implanted.
Channel stopper layer of MOS (200), 12
is a channel stopper layer of PMO3 (300) into which N-type impurities are implanted. After that, the known diffusion 9 photolithography,
By repeating etching, the Bi shown in Figure 2 (0)
The 0MO3 structure is completed.

ここで、13はP拡散層で、N P N −Tr(10
0)のアクティブベース、また14.15はP゛拡散層
で、14はP M OS (300)  のソース、ド
レイン、15はN P N −Tr(100)のインア
クティブベース層を形成している。なお、インアクティ
ブベース層15はアクティブベース層13にオーミック
コンタクトをとるために必要である。また、16〜18
はN゛拡散層で、16はN M OS (200)のソ
ース、ドレイン、17はN P N −Tr(100)
のエミッタ、18はN P N −Tr(100)のコ
レクタ層のコンタクト取出しを形成する。更に、19.
20はそれぞれP M OS (300)およびN M
 OS (200)のゲートである。
Here, 13 is a P diffusion layer, N P N -Tr(10
0) active base, 14.15 is a P diffusion layer, 14 is the source and drain of PMOS (300), and 15 is an inactive base layer of N P N -Tr (100). . Note that the inactive base layer 15 is necessary to establish ohmic contact with the active base layer 13. Also, 16-18
is the N diffusion layer, 16 is the source and drain of NMOS (200), and 17 is N P N -Tr (100).
The emitter 18 forms a contact lead for the collector layer of the N P N -Tr (100). Furthermore, 19.
20 are P M OS (300) and N M
This is the gate of OS (200).

(発明が解決しようとする課題) しかしながら上記の製造方法で形成されたBi CMO
3型半導体集積回路は以下に述べる問題点があった。
(Problem to be solved by the invention) However, the Bi CMO formed by the above manufacturing method
Type 3 semiconductor integrated circuits have the following problems.

(1)  N P N −Tr(100)のエミッタI
7はアクティブベース13の内側に追い込む構造である
ため、合わせ余裕を確保する必要があり、従って素子面
積が大きくなる。
(1) Emitter I of N P N -Tr (100)
7 has a structure in which it is pushed inside the active base 13, so it is necessary to ensure a margin for alignment, and therefore the element area becomes large.

(2)  エミッタ17は不純物を直接拡散して形成す
るため、浅接合化が困難である。
(2) Since the emitter 17 is formed by directly diffusing impurities, it is difficult to form a shallow junction.

(3)  エミッタ17とインアクティブベース15と
の間に高抵抗のアクティブベース層13が介在している
(3) A high-resistance active base layer 13 is interposed between the emitter 17 and the inactive base 15.

このような点から、N P N −Tr(100)のベ
ース面積やエミッタ面積を大きくかつ接合を深く形成し
なければならず、そのため接合容量が増加し、また等価
的なベース直列抵抗r、が高くなる等、いずれもN P
 N −Tr(100)の高周波特性を悪化させるもの
であった。
From this point of view, the base area and emitter area of N P N -Tr (100) must be made large and the junction formed deep, which increases the junction capacitance and also increases the equivalent base series resistance r. Higher prices, etc. are both NP
This deteriorated the high frequency characteristics of N-Tr(100).

その結果、Bi 0MO3の高速動作がバイポーラトラ
ンジスタ(100)によって律速されてしまい、所望す
る性能が得られないという問題点があつた。
As a result, the high-speed operation of Bi 0 MO 3 is limited by the bipolar transistor (100), resulting in a problem that desired performance cannot be obtained.

この発明は以上述べたバイポーラトランジスタの素子面
積が大きくかつ浅接合化が困難な点と、ベース直列抵抗
が大なる問題点を除去し、高周波特性の優れたバイポー
ラトランジスタを混載することのできる半導体集積回路
の製造方法を提供することを目的とする。
This invention eliminates the above-mentioned problems such as the large element area of bipolar transistors, which makes it difficult to make shallow junctions, and the large series resistance of the base, and enables the integration of bipolar transistors with excellent high-frequency characteristics. The purpose is to provide a method for manufacturing a circuit.

(課題を解決するための手段) この発明はBI CMO3型半導体集積回路の製造方法
において、第1導電型半導体基板上に第2導電型エピタ
キシャル層を形成した後、CMOSトランジスタ用の第
1導電型ウェル層と第1導電型の分離層を形成し、更に
その上に形成したアクティブベース形成予定領域の窒化
膜とレジストとをマスクとしてPまたはNチャネルのう
ち一方のチャネル形の第1のMOSトランジスタのチャ
ネルストッパ層上およびアクティブベースとインアクテ
ィブベース間のブリフジ層上ならびに分離層上に第1導
電型の高濃度不純物を注入し、更に素子分離酸化膜を形
成した後、0MO3トランジスタ用のポリシリコンゲー
トおよび必要に応じてアクティブベース形成予定領域上
にポリシリコンを形成して第1導電型不純物を導入し、
アニールしてアクティブベースを形成し、このアクティ
ブベース上に形成されたポリシリコンおよ−び第1のM
OSトランジスタのソース、ドレインSi Jliに第
2導電型不純物を導入してアニールし、エミッタおよび
該ソース、ドレインを形成し、その後選択的に第1導電
型不純物を導入してPまたはNチャネルのうち他方のチ
ャネル形の第2′のMOSトランジスタのソース、ドレ
インおよびバイポーラトランジスタのインアクティブベ
ースを形成するようにしたものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention provides a method for manufacturing a BI CMO3 type semiconductor integrated circuit, in which a second conductive type epitaxial layer is formed on a first conductive type semiconductor substrate, and then a first conductive type epitaxial layer for a CMOS transistor is formed. A well layer and a separation layer of the first conductivity type are formed, and a first MOS transistor of one of P or N channel type is formed using a nitride film and a resist in a region where an active base is formed formed thereon as a mask. After implanting high-concentration impurities of the first conductivity type onto the channel stopper layer, the bridge layer between the active base and the inactive base, and the isolation layer, and forming an element isolation oxide film, polysilicon for the 0MO3 transistor is implanted. forming polysilicon on the gate and, if necessary, the region where the active base is to be formed, and introducing impurities of the first conductivity type;
Annealing to form an active base, and polysilicon and a first M formed on the active base.
A second conductivity type impurity is introduced into the source and drain Si Jli of the OS transistor and annealed to form an emitter and the source and drain, and then a first conductivity type impurity is selectively introduced to form a P or N channel. The source and drain of the other channel type 2' MOS transistor and the inactive base of the bipolar transistor are formed.

(作 用) この発明によれば、アクティブベース層は素子分離酸化
膜をマスクとして形成され、かつアクティブベース層上
のポリシリコンから第2導電型不純物を拡散してエミツ
タ層を形成するため、アクティブベースとエミッタとは
自己整合で形成でき、これらの合わせ余裕は不要となる
。またエミツタ層はポリシリコンからの拡散で形成され
るため浅接合化が可能となる。更にアクティブベース層
とインアクティブベース層はブリフジ層で接続され、か
つこのブリフジ層はMOSトランジスタのチャンルスト
ツバ層と同時形成されるため、複雑な工程の増加を伴う
ことなくバイポーラトランジスタのベース直列抵抗を低
減することができる。
(Function) According to the present invention, the active base layer is formed using the element isolation oxide film as a mask, and the emitter layer is formed by diffusing the second conductivity type impurity from the polysilicon on the active base layer. The base and emitter can be formed by self-alignment, and there is no need for a margin for their alignment. Furthermore, since the emitter layer is formed by diffusion from polysilicon, a shallow junction can be formed. Furthermore, the active base layer and the inactive base layer are connected by a bridge layer, and this bridge layer is formed at the same time as the chamber stopper layer of the MOS transistor. can be reduced.

(実施例) 第1図はこの発明の一実施例を示すBiCMO3型半導
体集積回路の製造方法の工程断面図であり、PMO3ト
ランジスタ(301)  とNMO3トランジスタ(2
01)およびNPNバイポーラトランジ不り(lot)
 (以下、それぞれPMO3,NMO3およびNPN−
Tr と略す)を示している。
(Embodiment) FIG. 1 is a process cross-sectional view of a method for manufacturing a BiCMO3 type semiconductor integrated circuit showing an embodiment of the present invention, in which a PMO3 transistor (301) and an NMO3 transistor (2
01) and NPN bipolar transition failure (lot)
(Hereinafter, PMO3, NMO3 and NPN-
(abbreviated as Tr).

このような半導体集積回路の製造工程において、第1図
(alは従来と同様にして、P型半導体基板21上にN
゛およびP゛の埋込拡散層22.23を形成した後、厚
さ2#のN−エピタキシャル層24を形成し、続いて選
択拡散によりPウェル層25および分離拡散層26を同
時形成し、更に続けて基板の全面に500人程大の薄い
酸化膜27および1600人程度0窒化膜を成長させた
後、素子分離する領域の窒化膜を選択的に除去した状態
を示している。
In the manufacturing process of such a semiconductor integrated circuit, as shown in FIG.
After forming the buried diffusion layers 22 and 23 of ゛ and P゛, an N-epitaxial layer 24 with a thickness of 2 # is formed, and then a P well layer 25 and an isolation diffusion layer 26 are simultaneously formed by selective diffusion, Further, after growing a thin oxide film 27 of about 500 mL and a nitride film of about 1600 mL on the entire surface of the substrate, the nitride film in the region for device isolation is selectively removed.

なお、このような工程については例えば日経マイクロデ
バイス1986年11月号P72〜76にも示されてい
る。
Incidentally, such a process is also described, for example, in Nikkei Microdevice, November 1986 issue, pages 72-76.

選択的に残された窒化R28〜32は、次工程でtoc
os分離する際のマスクとなるもので、PMO3(30
1)およびN M OS (201)については従来と
同様であるが、N P N −Tr(101)はアクテ
ィブベースとなる領域の窒化膜−31とインアクティブ
ベースとなる領域の窒化膜30との間の窒化膜が除去さ
れている点が従来とは異なっている。
The selectively left nitrided R28 to R32 are treated with toc in the next step.
This is a mask when separating the OS, and PMO3 (30
1) and NMOS (201) are the same as the conventional ones, but N P N -Tr (101) is composed of the nitride film 31 in the active base region and the nitride film 30 in the inactive base region. The difference from the conventional method is that the nitride film in between is removed.

次に同じ(第1図+allに示すように、バターニング
したレジスト33および窒化膜31をマスクとしてイオ
ン注入法により、N M OS (201)のチャネル
ストッパ層34の形成領域1分離拡散層26の表面領域
およびアクティブベース層を形成する領域(窒化膜31
の部分)の周囲にP型不純物としてB゛を加速電圧30
KeV でl Q ” ts −”注入する。
Next, as shown in FIG. 1+all, by ion implantation using the buttered resist 33 and nitride film 31 as a mask, the formation region 1 of the channel stopper layer 34 of NMOS (201) 1 and the isolation diffusion layer 26 are removed. The surface region and the region forming the active base layer (nitride film 31
) as a P-type impurity at an accelerating voltage of 30
l Q "ts-" injection at KeV.

また、同様の方法でP M OS (301)のチャネ
ルストッパ層35の形成領域にもN型不純物としてP(
リン)を選択注入する。
In addition, in the same manner, P(
Selectively inject phosphorus).

次に、レジスト33層を除去して900℃程度Φ温度で
7二−ルした後、第1図(b)に示すようにLOGO5
分離を行う、この時、イオン注入したP型不純物が深く
拡散されないように、高圧酸化法によって比較的低温で
素子分離酸化膜36を形成することが望ましい、 LO
CO3分離後にチャネルストッパ層34およびアクティ
ブベースを形成する周囲の酸化膜の下にP゛ブリッジ層
37が形成される。
Next, after removing 33 layers of resist and heating for 7 years at a Φ temperature of about 900°C, LOGO5 was removed as shown in Figure 1(b).
At this time, it is desirable to form the element isolation oxide film 36 at a relatively low temperature using a high-pressure oxidation method so that the ion-implanted P-type impurity is not deeply diffused.
After CO3 isolation, a P bridge layer 37 is formed under the channel stopper layer 34 and the surrounding oxide film forming the active base.

このP゛ブリッジ層37は後の工程で形成されるアクテ
ィブベース層とインアクティブベース層を高濃度で接続
する役目がある。続いて窒化膜28〜32を除去し、バ
ターニングしたレジスト38(部分的に図示〉をマスク
にしてN型不純物としてPを加速電圧150Keすで1
01talI−1注入し、レジスト38を除去後アニー
ルしてN P N −Tr(101)のディープコレク
タ層39を形成する。なお、ディープコレクタ層39は
N P N −TrClol)のコレクタシリーズ抵抗
を低減するために必要であり、その形成方法は従来と同
様である。
This P bridge layer 37 has the role of connecting an active base layer and an inactive base layer formed in a later step with a high concentration. Next, the nitride films 28 to 32 are removed, and using the patterned resist 38 (partially shown) as a mask, P is added as an N-type impurity at an accelerating voltage of 150 Ke.
After the resist 38 is removed and annealed, a deep collector layer 39 of N P N -Tr (101) is formed. Note that the deep collector layer 39 is necessary to reduce the collector series resistance of N P N -TrClol), and its formation method is the same as the conventional one.

続いて第1図101ではこの工程が完了した状態を示す
が、従来と同様に、必要に応じてPMO3(301)形
成領域のスレンシッルド電圧V、をコントロールするた
めにN゛エピタキシャル層24の表面濃度をイオン注入
法で調整した後、ゲート酸化膜40の形成およびポリシ
リコンゲート41の形成を行う、そして、このポリシリ
コンゲート41形成後に基板全面に薄い酸化膜42を形
成し、レジスト43および素子分離酸化膜36をマスク
としてP型不純物の8’ (ボロン)をIQ”cs−”
程度までイオン注入し、950℃で7ニールすることに
よりアクティブベース層44を形成する。また、この時
コンタクト抵抗をより低くするためにインアクティブ層
形成領域にも同時にイオン注入しておく 。
Next, FIG. 1 101 shows a state in which this step has been completed, but as in the conventional case, the surface concentration of N' epitaxial layer 24 is adjusted as necessary to control the Threnshield voltage V in the PMO3 (301) forming region. After adjusting by ion implantation method, a gate oxide film 40 and a polysilicon gate 41 are formed. After forming this polysilicon gate 41, a thin oxide film 42 is formed on the entire surface of the substrate, and a resist 43 and element isolation are formed. Using the oxide film 36 as a mask, the P-type impurity 8' (boron) is IQ"cs-"
The active base layer 44 is formed by ion implantation to a certain extent and annealing at 950° C. for 7 times. At this time, ions are also implanted into the inactive layer formation region at the same time in order to lower the contact resistance.

次に第1図(dlに示すように、アクティブベース層4
4上の薄い酸化WA42を選択エツチングで除去した後
、全面にポリシリコンを成長させ、これを選択エツチン
グでアクティブベース層44上以外の部分を除去し、こ
のアクティブベース層44上にエミッタ用のポリシリコ
ン45を形成して薄い酸化膜46を施しておく0次いで
レジスト47゜48をマスクとしてエミッタ用のポリシ
リコン45゜ディープコレクタ層39およびN M O
S (201)のソース、ドレイン49領域上にN型不
純物として^3をIQ”cIl−”程度の高濃度でイオ
ン注入する。
Next, as shown in FIG. 1 (dl), the active base layer 4
After removing the thin oxide WA 42 on the active base layer 44 by selective etching, polysilicon is grown on the entire surface, and the parts other than the active base layer 44 are removed by selective etching. A silicon layer 45 is formed and a thin oxide film 46 is applied.Next, using a resist 47°48 as a mask, a polysilicon 45° deep collector layer 39 for the emitter and NMO
^3 is ion-implanted as an N-type impurity onto the source and drain 49 regions of S (201) at a high concentration of approximately IQ "cIl-".

そしてレジスト48を除去後、950℃でアニールする
ことにより、第1図(81に示すようにNHO2(20
1)のソース、ドレイン層49およびディープコレクタ
層39表面の高濃度層50が形成される。
After removing the resist 48, annealing is performed at 950°C, as shown in FIG. 1 (81).
The high concentration layer 50 on the surfaces of the source and drain layers 49 and deep collector layer 39 of 1) is formed.

また、エミッタ用のポリシリコン45からN型不純物が
拡散され、I4ツタ層51が形成される。
Furthermore, N-type impurities are diffused from the emitter polysilicon 45 to form an I4 ivy layer 51.

更に再びレジストをマスクとしてP M OS (30
1)のソース、ドレイン52の領域およびインアクティ
ブ層、53にl Q ” am −”程度の高濃度でP
型不純物のBF*”をイオン注入し、これらソース、ド
レイン52層およびインアクティブ層53を形成する。
Furthermore, using the resist as a mask again, PMOS (30
1), the source and drain regions 52 and the inactive layer 53 are doped with P at a high concentration of about lQ "am -".
A type impurity BF*'' is ion-implanted to form the source and drain 52 layers and the inactive layer 53.

続いてBPSG層54全54後コンタクトホールを開孔
し、図示省略した金属配線を施してBiCMOS型半導
体集積回路を完成する。
Subsequently, contact holes are opened after all 54 of the BPSG layers 54, and metal wiring (not shown) is provided to complete a BiCMOS type semiconductor integrated circuit.

このように上記製造方法では、アクティブベース層44
は、LOCO5分離酸化膜36によってそのパターンが
決定され、かつエミツタ層51は該分離酸化wA36を
マスクとしてポリシリコン45からN型不純物を拡散し
て形成するようにしたので、アクティブベース層44と
エミツタ層51は自己整合で形成でき、従ってアクティ
ブベース層44とエミツタ層51の合わせ余裕は不要と
なる。
In this way, in the above manufacturing method, the active base layer 44
The pattern is determined by the LOCO5 isolation oxide film 36, and the emitter layer 51 is formed by diffusing N-type impurities from the polysilicon 45 using the isolation oxide wA 36 as a mask. Layer 51 can be formed in a self-aligned manner, thus eliminating the need for alignment margin between active base layer 44 and emitter layer 51.

また、従来に比べて、アクティブベース層44上の薄い
酸化膜42を選択エツチングする工程と、エミツタ層5
1用のポリシリコン45をバターニングする工程とが追
加されるだけであるため、マスクステップ数は2ステツ
プの増加のみに抑えられる。
Furthermore, compared to the conventional method, a process of selectively etching the thin oxide film 42 on the active base layer 44 and a process of selectively etching the thin oxide film 42 on the active base layer 44 and the process of selectively etching the thin oxide film 42 on the active base layer 44 and
Since only the step of patterning the polysilicon 45 for 1 is added, the number of mask steps can be suppressed to an increase of only 2 steps.

更に、エミツタ層51はN M OS (201) の
ソース、ドレイン49と共通工程で形成され、かつN型
不純物をイオン注入したポリシリコン45から拡散され
るため、再現性よく浅接合を形成できる。
Further, since the emitter layer 51 is formed in the same step as the source and drain 49 of NMOS (201) and is diffused from the polysilicon 45 into which N-type impurities are ion-implanted, a shallow junction can be formed with good reproducibility.

また、N M OS (201)のチャネルストッパ層
34と、アクティブベース層44を包囲しかつアクティ
ブベース層44とインアクティブベース層53を接続す
るブリッジ層37とを高濃度で同時形成するようにした
ので、工程数(マスクステップ)を増加させることなく
 N P N −Tr(101)のベース直列抵抗を低
減することができる。
Further, the channel stopper layer 34 of NMOS (201) and the bridge layer 37 surrounding the active base layer 44 and connecting the active base layer 44 and the inactive base layer 53 are simultaneously formed with high concentration. Therefore, the base series resistance of the N P N -Tr (101) can be reduced without increasing the number of process steps (mask steps).

なお、上記実施例ではエミツタ層51形成工程でN型不
純物を導入したポリシリコン45を用いて拡散したが、
同様の方法で、アクティブベース層44上成時にポリシ
リコンからP型不純物を拡散して形成し、かつエミツタ
層51形成工程では同一のポリシリコンに更に高濃度の
N型不純物を導入して形成することも可能で、このよう
にすると−層の浅接合化を図ることができる。また、上
記実施例において基板や各層のN型とP型の橿性を入れ
替えても何ら問題はない。
Note that in the above embodiment, polysilicon 45 doped with N-type impurities was used for diffusion in the emitter layer 51 formation process.
In a similar manner, when forming the active base layer 44, a P-type impurity is diffused from polysilicon, and in the process of forming the emitter layer 51, a higher concentration of N-type impurity is introduced into the same polysilicon. It is also possible to do this, and in this way, it is possible to achieve a shallow junction between the layers. Further, in the above embodiments, there is no problem even if the N-type and P-type radii of the substrate and each layer are exchanged.

(発明の効果) 以上詳細に説明したように本発明の製造方法によれば、
Bi CMO3型半導体集積回路におけるバイポーラト
ランジスタのベースとエミッタとを自己整合させて形成
すると共に、エミッタをポリシリコンからの拡散で形成
し、かつアクティブベースとインアクティブベースとの
間を高濃度のブリッジ層で連結するようにしたので、ア
クティブベースとエミッタとの合わせ余裕は不要となり
、各々のパターンも最小寸法とすることができ、素子面
積の縮小が可能となる。また、エミッタの浅接合化が図
れ、しかも*eiな工程の増加を伴うことなくバイポー
ラトランジスタのベース直列抵抗を低減できる。従って
、素子の微細化と浅接合により寄生容量を低減できるた
めバイポーラトランジスタの遮断周波数t7を高くする
ことができ、かつベース直列抵抗も低くできるため、高
周波特性の優れたバイポーラトランジスタと高集積のC
MOSトランジスタを同時に形成することができる。
(Effects of the Invention) As explained in detail above, according to the manufacturing method of the present invention,
The base and emitter of a bipolar transistor in a Bi CMO3 type semiconductor integrated circuit are formed by self-aligning, the emitter is formed by diffusion from polysilicon, and a highly doped bridge layer is formed between the active base and the inactive base. Since the active base and the emitter are connected with each other, there is no need for a margin for alignment between the active base and the emitter, and each pattern can be made to the minimum size, making it possible to reduce the device area. In addition, the emitter can be made shallower, and the base series resistance of the bipolar transistor can be reduced without increasing the number of *ei processes. Therefore, the parasitic capacitance can be reduced through element miniaturization and shallow junctions, making it possible to increase the cut-off frequency t7 of the bipolar transistor and lowering the base series resistance.
MOS transistors can be formed at the same time.

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

第1図はこの発明に係るBI CMO3型半導体集積回
路の製造方法の一実施例を示す工程断面図、第2図は従
来のBi CMO3型半導体集積回路の製造方法の工程
断面図である。 21・・・P型半導体基板、24・・・N型エピタキシ
ャル層、25・・・Pウェル層、26・・・分離層、2
7・・・酸化膜、28〜32・・・窒化膜、33・・・
レジスト、34・・・チャネルストッパ層、36・・・
素子分離酸化膜、37・・・ブリフジ層、41・・・ポ
リシリコンゲート、44・・・アクティブベース層、4
5・・・ポリシリコン、49・・・NMOSのソース、
ドレイン層、51・・・エミツタ層、52・・・PMO
3のソース、ドレイン層、53・・・インアクティブベ
ース層。
FIG. 1 is a process sectional view showing an embodiment of a method for manufacturing a BI CMO3 type semiconductor integrated circuit according to the present invention, and FIG. 2 is a process sectional view of a conventional method for manufacturing a Bi CMO3 type semiconductor integrated circuit. 21... P type semiconductor substrate, 24... N type epitaxial layer, 25... P well layer, 26... Separation layer, 2
7... Oxide film, 28-32... Nitride film, 33...
Resist, 34... Channel stopper layer, 36...
Element isolation oxide film, 37... Bridge layer, 41... Polysilicon gate, 44... Active base layer, 4
5...Polysilicon, 49...NMOS source,
Drain layer, 51... Emitter layer, 52... PMO
3 source and drain layers; 53...inactive base layer;

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (a)第1導電型の半導体基板上に第2導電型のエピタ
キシャル層を形成した後、CMOSトランジスタ形成領
域内に第1導電型のウェル層を形成すると共に第1導電
型の分離層を形成する工程と、(b)これらの全面に酸
化膜および窒化膜を連続形成し、素子分離領域およびバ
イポーラトランジスタのアクティブベース形成予定領域
の周辺部の窒化膜を選択的に除去した後、レジストおよ
びアクティブベース形成予定領域の窒化膜をマスクとし
て、Pチャネル形またはNチャネル形のうち一方のチャ
ネル形の第1のMOSトランジスタのチャネルストッパ
層上およびバイポーラトランジスタのアクティブベース
とインアクティブベースとなる領域の間のブリッジ層上
ならびに前記分離層上に第1導電型の高濃度不純物を選
択的に注入する工程と、 (c)これらの基板上に素子分離酸化膜を形成した後、
CMOSトランジスタのポリシリコンゲートおよび必要
に応じて前記アクティブベース形成予定領域上にポリシ
リコンを形成し、第1導電型不純物を選択的に導入して
アニールすることによりバイポーラトランジスタのアク
ティブベースを形成する工程と、 (d)前記アクティブベース上に選択的に形成されたポ
リシリコンと前記第1のMOSトランジスタのソース、
ドレイン領域に第2導電型不純物を導入してアニールす
ることにより、バイポーラトランジスタのエミッタと前
記第1のMOSトランジスタのソース、ドレインを形成
する工程と、(e)選択的に第1導電型不純物を導入し
、Pチャネル形またはNチャネル形のうち他方のチャネ
ル形の第2のMOSトランジスタのソース、ドレインお
よびバイポーラトランジスタのインアクティブベースを
形成する工程と、 を順次施すようにしたことを特徴とするBiCMOS型
半導体集積回路の製造方法。
[Scope of Claims] (a) After forming an epitaxial layer of a second conductivity type on a semiconductor substrate of a first conductivity type, a well layer of a first conductivity type is formed in a CMOS transistor formation region, and a well layer of a first conductivity type is formed on a semiconductor substrate of a first conductivity type. (b) successively forming an oxide film and a nitride film on these entire surfaces, and selectively removing the nitride film around the device isolation region and the active base formation region of the bipolar transistor; After that, using the resist and the nitride film in the area where the active base is to be formed as a mask, the channel stopper layer of the first MOS transistor of either P channel type or N channel type and the active base of the bipolar transistor and the inactive (c) After forming an element isolation oxide film on these substrates,
Forming polysilicon on the polysilicon gate of the CMOS transistor and, if necessary, the active base formation region, selectively introducing impurities of a first conductivity type and annealing to form the active base of the bipolar transistor. (d) polysilicon selectively formed on the active base and the source of the first MOS transistor;
(e) selectively introducing impurities of the first conductivity type into the drain region and annealing to form the emitter of the bipolar transistor and the source and drain of the first MOS transistor; and forming a source and a drain of a second MOS transistor of the other channel type among P-channel type or N-channel type and an inactive base of a bipolar transistor. A method for manufacturing a BiCMOS type semiconductor integrated circuit.
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EP0823125A2 (en) * 1995-04-25 1998-02-11 Micrel Incorporated Self-alignment technique for junction isolation and wells
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