JPH02246264A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

Info

Publication number
JPH02246264A
JPH02246264A JP1067985A JP6798589A JPH02246264A JP H02246264 A JPH02246264 A JP H02246264A JP 1067985 A JP1067985 A JP 1067985A JP 6798589 A JP6798589 A JP 6798589A JP H02246264 A JPH02246264 A JP H02246264A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polycrystalline silicon
silicon layer
layer
conductivity type
type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1067985A
Other languages
English (en)
Inventor
Masataka Minami
正隆 南
Kazue Sato
和重 佐藤
Tokuo Watanabe
篤雄 渡辺
Shoji Yadori
章二 宿利
Takashi Nishida
西田 高
Takahiro Nagano
隆洋 長野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP1067985A priority Critical patent/JPH02246264A/ja
Priority to KR1019900003459A priority patent/KR900015311A/ko
Priority to US07/495,762 priority patent/US5055904A/en
Publication of JPH02246264A publication Critical patent/JPH02246264A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/06Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
    • H01L27/0611Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region
    • H01L27/0617Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region comprising components of the field-effect type
    • H01L27/0623Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region comprising components of the field-effect type in combination with bipolar transistors
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B10/00Static random access memory [SRAM] devices
    • H10B10/15Static random access memory [SRAM] devices comprising a resistor load element
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S257/00Active solid-state devices, e.g. transistors, solid-state diodes
    • Y10S257/903FET configuration adapted for use as static memory cell

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置、特に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組み込んでなる半
導体装置とその製造方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、この種の半導体装置は、その装置全体としての高
速性および高集積化の方向へと開発が進められている。
すなわち、MOSトランジスタの微細加工化により高性
能化するのに伴って、バイポーラトランジスタも並列さ
せて高精能化させるようになってきている。
たとえばlMo5トランジスタを形成する場合、そのゲ
ート電極を形成し、このゲート電極をその後の工程で除
去することがないことに鑑みて、ドレイン層およびソー
ス層形成のためのマスクの一部として用いる。いわゆる
セルファライメント(Self−align+aent
)方式が用いられる。コノヨウにすることによりマスク
ずれの問題が生ずることがないために前記ドレイン層と
ソース層との距離を大幅に縮小させることができるよう
になる。
一方、バイポーラトランジスタにあっても、上述したセ
ルフアライメント方式を用いるようになってきている。
すなわち、エミッタ形成領域を囲んで不純物(たとえば
p型)を含んだ多結晶シリコン層からなるベース電極を
形成し、このベース電極の中央に露呈された半導体面か
ら前記不純物を拡散させると同時に熱処理を加えて前記
ベース電極内に含有する不純物をも拡散させてベース層
を形成する。そして、前記ベース電極から露呈された前
記半導体面に接続させて不純物(たとえばn型)を含ん
だ多結晶シリコン層からなるエミッタ電極を形成し、熱
処理を加えて該エミッタ電極内に含有する不純物を拡散
させ前記ベース層内にエミツタ層を形成するようにした
ものである(1988. International
 Electron Device Meetingt
achnical digest P748〜P751
参照)。
そして、近年、上述したバイポーラトランジスタととも
にMOSトランジスタを形成する場合において、セルフ
アライメント方式で製造するとともに、そのゲート電極
を不純物(チャンネル層が形成される半導体層と異なる
導電型の不純物)を含有させた多結晶シリコン層を用い
るようになってきた。これは多結晶シリコン層をゲート
電極とすれば、その側壁部に酸化膜を形成して絶縁化し
易い、金属粒子が半導体基板側に拡散するような弊害を
防止できるとする効果のほか、加工容易、信頼性が高い
等の長所を有するからである。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、このようにして構成される半導体装置は、各M
OSトランジスタが同チャネル型たとえばnチャンネル
型の場合、そのゲート電極を構成する多結晶シリコンに
含有する不純物は全て同一のn型となり、またバイポー
ラトランジスタがnpn型の場合、そのベース電極を構
成する多結晶シリコンに含有するp型不純物とは異なる
ものであった。
このことは、各MOSトランジスタのゲート電極である
n型多結晶シリコン層を同一の工程で形成できるという
長所を有するが、各n型多結晶シリコンは電気的な絶縁
をとるため一定以上離間させなければならず、これらの
離間距離の最小限に制限が付されていたものであった。
それ故1本発明はこのような事情に鑑みてなされたもの
であり、製造工程を増大させることなく、高集積度を達
成することができる半導体装置、およびその製造方法を
提供するものである。
〔課題を解決するための手段〕
このような目的を達成するために本発明は、少なくとも
、同一チャンネル型でゲート電極を不純物を含有させた
多結晶シリコン層で構成した2以上のMOSトランジス
タと、ベース電極を不純物を含有させた多結晶シリコン
層で構成したバイポーラトランジスタと、を備える半導
体装置において、一方のMOSトランジスタのゲート電
極を第1導電型多結晶シリコン層で形成する工程と、こ
の第1導電型多結晶シリコン層の側面を絶縁膜で被覆す
る工程と、他方のMOSトランジスタのゲート電極を前
記第1導電型多結晶シリコン層とは異なる導電型の多結
晶シリコン層で形成する工程と、を有し、前記バイポー
ラトランジスタのベース電極は、前記第1導電型多結晶
シリコン層を形成する前記工程および前記第1導電型多
結晶シリコン層とは異なる導電型の多結晶シリコンを形
成する前記工程のいずれか一方の工程と同時に形成する
ようにしたことを特徴とするものである。
上記構成において、第1導電型多結晶シリコン層と異な
る導電型の多結晶シリコン層で形成する際、この多結晶
シリコン層の側面を絶縁膜で被覆する工程については記
載していないものであるが、前記第1導電゛型多結晶シ
リコン層と同様にして絶縁膜を構成してもよいものであ
る。
また、上述したバイポーラトランジスタのエミッタ電極
も不純物を含有させた多結晶シリコン層で構成するよう
にし、この多結晶シリコン廖を、前記第1導電型多結晶
シリコン層を形成する前記工程および前記第1導電型多
結晶シリコン層とは異なる導電型の多結晶シリコンを形
成する前記工程のうち、バイポーラトランジスタのベー
ス電極と同時に形成した工程以外の工程と同時に形成す
るようにしたものである。
また、上記それぞれの製造方法において、各MOSトラ
ンジスタのうち、チャネル型と異なる不純物を含有する
多結晶シリコン層を形成するMOSトランジスタにあっ
ては、そのドレイン層とソース層との間のチャネル領域
に前記ドレイン層とソース層とを接続する同型の半導体
層を形成する工程とを加えたことを特徴とするものであ
る。
さらに、上述した半導体装置は、同一のチャンネル型の
MOSトランジスタが組み込まれているものであるが、
必ずしも同一でなくとも異なるチャンネル型のMOSト
ランジスタが2以上組み込まれているものであってもよ
い。
また、上記構成にあってはバイポーラトランジスタが同
一基板上に組み込まれている半導体装置について説明し
たものであるが、MOSトランジスタのみが複数個組み
込まれている半導体装置にも適用できるものである。す
なわち、少なくとも、同一チャンネル型でゲート電極を
不純物を含有させた多結晶シリコン層で構成した2以上
のMOSトランジスタと、を備える半導体装置において
、一方のMOSトランジスタのゲート電極を第1導電型
多結晶シリコン屡で形成する工程と、この第1導電型多
結晶シリコン層の側面を絶縁膜で被覆する工程と、他方
のMOSトランジスタのゲート電極を前記第1導電型多
結晶シリコン層とは異なる導電型の多結晶シリコン層で
形成する工程と、からなるものである。
〔作用〕
上述の如く、同一チャンネル型でゲート電極を不純物を
含有させた多結晶シリコン層で構成した2以上のMOS
トランジスタと、ベース電極を不純物を含有させた多結
晶シリコン層で形成したバイポーラトランジスタと、を
備える半導体装置において、各ゲート電極を構成する多
結晶シリコン層中の不純物を異ならしめ、少なくとも一
方の多結晶シリコン層の側面を絶縁化させた状態でそれ
ぞれ各多結晶シリコン層を別工程で形成すれば、各多結
晶シリコン層は近接した状態で配置させることができる
。一方の多結晶シリコン層の側面は絶縁化されているた
め極端にいえば互いに接触してもよいことになる。これ
により、各MOSトランジスタは近接配置でき、集積度
向上を図ることができる。
この場合、前記各多結晶シリコン層を別工程で形成する
ことにより工程数は増大することになるが、一方の工程
をバイポーラトランジスタのベース電極が同じ不純物を
含む多結晶シリコン層であるから、この多結晶シリコン
層と同時に形成することにより、装置全体の製造からみ
れば工程数は増大しないことになる。
この場合、もう一方のMOSトランジスタのベース電極
の側面をも絶縁化することにより、このゲート電極から
延在する配線層と多結晶シリコンで構成される他の配線
層との間において、近接配置することもできるようにな
る。
そして、前記バイポーラトランジスタのエミッタ電極が
不純物を含有させた多結晶シリコン層で形成するもので
ある場合、この多結晶シリコン層を前記各MOSトラン
ジスタの一方のゲート電極と同じ工程で形成するように
すれば、さらに工程数の減少を図ることができるように
なる。
同一のチャンネル型のMOSトランジスタの場合、その
ゲート電極を構成する多結晶シリコン中に含有される不
純物が異なると、各MOSトランジスタのしきい値(v
th)電圧に差が生じるが、同一にそろえることを欲す
る場合、チャネル型と異なる不純物を含有する多結晶シ
リコン層を形成するMOSトランジスタにあって、その
ドレイン層とソース層との間のチャネル領域に前記ドレ
イン層とソース層とを接続する同型の半導体層を形成す
るようにすれば達成することができる。
さらに、上述した半導体装置は、・同一のチャンネル型
のMOSトランジスタが組み込、まれでいるものである
が、必ずしも同一でなくとも異なるチャンネル型のMO
Sトランジスタが2以上組み込まれているものに適用さ
せることにより、特に。
それぞれのゲート電極から延在する配線層間においても
近接配置させることができるようになる。
〔実施例〕
以下、本発明による半導体装置およびその製造方法の一
実施例を図面を用いて説明する。
第1図は本発明による半導体装置の一実施例を示す断面
図である。
同図において、同一の半導体基板面にnpn型バイポー
ラトランジスタが形成されている領域と、メモリセルか
らなるNチャンネル型MO8(Metal 0xisi
de Sem1conductor) トランジスタが
形成されている領域とがある。
前記バイポーラトランジスタが形成されている領域は、
p型半導体基板4上に順次を型半導体層3、n型半導体
層2が形成されている。このn型半導体層2の表面には
p型拡散層6およびV型拡散層7からなるベース層が形
成され、さらにこのベース層の表面の一部には、n型拡
散層5からなるエミツタ層が形成されている。前記ベー
ス層は、エミツタ層の直下において層厚が小さくかつ、
濃度の薄い真性ベース領域と、この真性ベース領域の周
囲に層厚が大きくかつ濃度の濃い外部領域とからなるも
のである。
このように前記ベース層の表面、およびこのベース層の
一部表面に形成されたエミツタ層の表面を露呈させて、
前記n型半導体層2の表面には。
いわゆる選択酸化(Local 0xidation 
of 5ilicon)法によってフィールド酸化膜1
が形成されている。
また、このフィールド酸化膜1の前記ベース層と近接す
る領域には前記フィールド酸化膜1の形成されていない
部分があり、この部分に前記イ型半導体層3に到達する
t型拡散層8が形成されている。このt型拡散層8は、
コレクタ層として構成される前記n型半導体層2と接続
されて、コレクタ31C層となるものである。
そして、ベース層である前記を型拡散層7の表面には引
出し電極が形成され、この引出し電極は前記酸化膜1上
を這って延在されている。この引出し電極は多層構造か
らなっており、前記メ型拡散層7面から順次、p型多結
晶シリコン層9、タングステンポリサイド層11および
絶縁膜12が積層されて構成されている。
さらに、前記引出し電極におけるメ型拡散層7側の側面
は絶縁材からなるサイドスペーサ13が前記を型拡散層
5を露呈させた状態にて形成されている。そして前記サ
イドスペーサ13から露呈されたイ型拡散層5の表面に
はエミッタ電極を構成するたとえば多結晶シリコン層が
形成されている。この多結晶シリコン層はt型不純物が
含有されたものである。
前記MOSトランジスタが形成されている領域は、前記
p型半導体基板4上にp型半導体M19が形成されてい
る。このp型半導体層19の表面には、2のMOSトラ
ンジスタが形成されている。すなわち、p型半導体層1
9の表面に♂型拡散層15,16,17が形成され、前
記n+1拡散層15と16との間、および♂型拡散層1
6と17との間におけるp型半導体層19面にはゲート
酸化膜20が形成されている。そして各ゲート酸化膜2
0の表面にはそれぞれ多層構造からなるゲート電極が形
成され、このうちイ型拡散N15゜16間のゲート酸化
膜2o上には、このゲート酸化膜20側から順次、p型
多結晶シリコン層9、低抵抗計を図るためのタングステ
ンポリサイド層11および絶縁膜12が積層されている
。°また。
他方におけるイ型半導体層16.17間のゲート酸化膜
20上には、このゲート酸化膜20側から順次、n型多
結晶2922層10.タングステンポリサイド層11お
よび絶縁膜12が積層されている。そして、これら各ゲ
ート電極の側壁面は絶縁材からなるサイドスペーサ13
が形成されている。
なお、このように構成される2つのMOSトランジスタ
は、♂型拡散層が共通となって、集積度を向上させる構
成となっている。また、r1+型拡散層15.16間に
おけるゲート酸化膜20下のp型半導体層19表面のい
わゆるチャネル形成領域は、比較的層厚の小さいn型半
導体層18が形成されている。この理由は、このn型半
導体層18が形成されている側のMOSトランジスタは
そのゲート電極のうちゲート酸化膜2oに隣接する導体
層がp型多結晶シリコシ層9で形成されていることに対
し、他方側のMOSトランジスタの上記相当する部分の
導体層がn型多結晶シリコ2層10で形成されているた
めに、それぞれのしきい値電圧(Vth)が異なってし
まうのを補償するためのものである。
そして、このようにして構成されるMOSトランジスタ
の形成領域外におけるp型半導体層19の表面には1選
択酸化法によって形成されるフィールド酸化膜1が形成
されている。この酸化膜1は通常前記バイポーラトラン
ジスタが形成されている領域上の酸化膜1と同時に形成
されるものである。
第1図における2つのMOSトランジスタは、たとえば
第2図に示すように、いわゆるスタテックRAM (R
ando+* Access Memory)のメモリ
セルのうちのトランスファMOSトランジスタQ、およ
びドライバMOSトランジスタQ2に相当するものであ
る。このトランスファMOSトランジスタQ工およびド
ライバMOSトランジスタQ2はいずれもNチャンネル
型MOSトランジスタであり、該、トランスファMOS
トランジスタのソース、およびドライバMOSトランジ
スタのドレインは記憶ノードN2にて共通接続されてい
ることから、第1図においては、上記ソース、ドレイン
が共通の♂型拡散層16にて形成されている。なお、こ
の♂型拡散層16には、第2図に示す回路に基づいて抵
抗R工を介して電源電圧(Vcc)が供給されるように
なっている。また、トランスファMOSトランジスタQ
1のドレインであるt型拡散層15にはデータ線りから
の信号が入力されるようになっており、ドライバMOS
トランジスタのソースであるn型拡散層17はアースに
接続されている。
なお、第1図に示すバイポーラトランジスタは、前記ス
タテックRAMのメモリセルとは間接的に電気的接続さ
れるが別個の回路を構成するトランジスタとして示すも
のである。
次に第1図に示す半導体装置の製造方法の一実施例につ
いて第3図(a)ないしくj)を用いて説明する。
ここで第3図(a)の工程に入る前に用意する半導体基
板の表面加工について簡単に説明する。
まず、p型半導体基板の表面にて、バイポーラトランジ
スタを形成すべき領域にに型拡散層を選択的に形成し、
その♂型拡散層の表面および他の領域のp型半導体基板
の表面に、不純物が含まれていない真性の半導体層をた
とえばエピタキシャル成長法等によって形成する、この
後、このエピタキシャル成長法によって形成された半導
体層の表面から、前記バイポーラトランジスタを形成す
べき領域にはn型の不純物を、またそれ以外の領域には
p型の不純物を、それぞれ選択的にドーピングし、これ
らドープはそれぞれ前記を拡散層、およびp型半導体基
板に達する程度に行なう。
このようにして形成された半導体基板は第3図(a)に
示すように、バイポーラトランジスタの形成領域にあっ
てはp型半導体基板4上にt型半導体層3、n型半導体
層2が順次形成されることになる。また、それ以外の領
域、すなわちMOSトランジスタ形成領域にあってはp
型半導体基板4上に同導電型のp型半導体層19が形成
されることになる。
そして、このように形成されたn型半導体層2、p型半
導体層19の表面において、それぞれバイポーラトラン
ジスタの配置領域およびMOSトランジスタの配置領域
以外の領域を周知の選択酸化方法によって、比較的膜厚
の大きなフィールド酸化膜1を形成するとともに、この
フィールド酸化膜1から露呈されたn型半導体層2、p
型半導体層19面に比較的薄い酸化膜37を形成する。
この酸化膜37は、MOSトランジスタのゲート酸化膜
なるものである0次に、2つのMOSトランジスタのう
ち一方のMOSトランジスタ形成領域にn型の不純物を
前記ゲート酸化膜37を介してドーピングしn型半導体
層18を形成する。このn型半導体層18は前記一方の
MOSトランジスタのチャンネル層形成領域に形成され
る導電層となるものである(第3図(a))。
次に、このよ゛うにして表面加工された酸化膜面の全域
に、n型多結晶2022層10.低抵抗からなるタング
ステンポリサイド層11、および絶縁膜12を順次形成
する(第3図(b))。
周知のフォトエツチング技術によって、2つのMOSト
ランジスタのうち前記n型半導体層18が形成されてい
ない側のMOSトランジスタのゲート酸化膜37上に形
成されている前記n型多結晶シリコン層10、タングス
テンポリサイド層11、絶縁膜12のみを残して、他を
除去する。
このようにして、残存されたn型多結晶2022層10
.タングステンポリサイド層11、絶縁膜12によって
ゲート電極が形成されることになる。
次に、n型不純物を選択的にドーピングすることにより
ドレイン層およびソース層となるn型半導体層16.1
7を形成する。なおこの場合、前記ゲート電極は前記n
型不純物のドラピングの際のマスクとなるものであり、
これによって他のマスクを用いた場合に生ずるずれをな
くすことができるので、集積度を向上させたn型半導体
層16゜17を形成することができる(第3図(C))
そして、前記ゲート電極の端側面に絶縁膜39を形成す
る。この絶縁膜39はCV D (ChenicalV
 apor P aposition )法により全体
に酸化膜を堆積し、さらに異方性のドライエッチによっ
てエッチバックすることにより形成する。この際、前記
酸化膜37をも除去する。これにより半導体面は露呈し
、ゲート酸化膜として機能する酸化膜37のみが残存す
るようになる(第3図(d))。
次に、熱処理等により露呈された半導体面に比較的薄い
酸化膜40を形成し、その後、バイポーラ形成領域にお
けるベース層形成領域の前記酸化膜40のみをたとえば
ウェットエツチングにより選択エツチングする。この酸
化膜40はn型半導体層18が形成されている側のMO
Sトランジスタのゲート酸化膜となるものである(第3
図(e))。
このようにして、n型半導体層2の一部が露呈している
表面全域に、p型多結晶シリコン層9、タングステンポ
リサイド層11、絶縁膜12を順次形成する(第3図(
f))。
ソシて、2つのMOSトランジスタのうちn型半導体層
18が形成されている側のMOSトランジスタのゲート
電極、およ゛びバイポーラトランジスタのベース電極の
形成領域部に相当する部分を残し、他の領域におけるp
型多結晶シリコン層9、タングステンポリサイド層11
、絶縁膜12を除去する1次に、前記ゲート電極をマス
クの一部とし、イ型不純物を選択ドーピングしてドレイ
ン層であるt型半導体層15を形成する。さらにバイポ
ーラトランジスタのコレクタを取り出す領域に♂型不純
物を選択ドーピングして♂型拡散層8をt型半導体層3
に達するまで形成する(第3図(g))。
次に、前工程で形成された各電極の側端面に絶縁膜39
を形成する。この絶縁膜39はCVD法により全体に酸
化膜を堆積し、さらに異方性のドライエッチによってエ
ッチバックすることにより形成する。この際、酸化膜4
0をも除去する。これにより前記酸化膜40のうちゲー
ト酸化族として機能する酸化膜40のみが残存するよう
になる(第3図(h))。
次に、露呈した半導体面に酸化膜42を形成し、このう
ち特にバイポーラのベース層形成領域に形成されている
ベース電極に囲まれた酸化膜42を除去することによっ
て、n型半導体層2面を露呈させる。そして、この露呈
されたn型半導体層2面にp型不純物をドーピングして
p型半導体層6を形成する。この際のp型不純物のドー
ピングは前記ベース電極をマスクとして行なうものであ
り、これにより他のマスクを用いた場合に生ずるマスク
ずれをなくすことができるので集積度を向上させたp型
半導体層6を形成できるようになる(第3図(i))。
さらに、熱処理を施こすことによりベース電極を構成す
るp型多結晶シリコン層9内のp型不純物をn型半導体
層2内に拡散させ、p+型型温導体層7形成する。これ
により、前工程で形成したp型半導体層6が真性ベース
領域として、また前記〆型半導体層7が外部ベース領域
とし形成される。
その後、前記p型半導体層6が露呈した面にn型多結晶
2932層14をやはりフォトエツチングにより形成し
、これをエミッタ電極として使用するとともに、熱処理
によって前記n型多結晶シリコ2層14内のn型不純物
を前記p型半導体層6内に拡散させエミツタ層としての
t型半導体層5を形成する(第3図(j))。
その後は、各MOSトランジスタのソース層、ドレイン
層、およびバイポーラトランジスタのコレクタ層からア
ルミニウム等で電極を取り出しかつ配線層を形成して完
成する。
次に第1図に示す基本的構成からなる半導体装置の表面
における配線の一実施例を第4図に示す。
第4図におけるA−A線の断面図は第5図に示すように
なっている。第5図は、特に第2図に示すMOSトラン
ジスタのうちトランスファMOSトランジスタQ1、ド
ライバMOSトランジスタQ2が形成されている部分の
断面を示すもので、第1図と異なっているのはドライバ
MOSトランジスタQ3にあってチャンネル長方向に沿
った断面図となっている。そして、第1図よりはさらに
具体的に眉間絶縁膜23A、23Bを介した三層構造の
配線層が形成されたものとなっている。すなわち、MO
Sトランジスタの電極を被う眉間絶縁膜23Aがあり、
この眉間絶縁膜23に形成した穴を通じてドライバMO
SトランジスタQ2のゲート電極に接続されたn型多結
晶2932層14(このn型多結晶2932層14はた
とえばバイポーラトランジスタのエミッタ電極であるn
型多結晶2932層14と同時に形成される)およびこ
の多結晶シリコン層14接続された高抵抗配線層からな
るi型多結晶シリコン層22が前記層間絶縁膜23A上
に這って形成されている。さらに、眉間絶縁膜23Bが
形成され、この眉間絶縁膜23B上には穴あけによって
トランスファMOSトランジスタQ3のドレインである
に型半導体層15と接続された金属配線N24が這って
形成されている。
このような構成において、第5図の付帯に対応させた材
料からなる配線層が第4図に示されている。このうち特
にトランスファMOSトランジスタQ、、Q、の各ゲー
ト電極を構成するp型多結晶シリコン層9と、ドライバ
MOSトランジスタQ、のゲート電極を構成するn型多
結晶2912層10との間との距離Q^、および前記p
型多結晶シリコン層9と、ドライバMOSトランジスタ
Q4のゲート電極を構成するn型多結晶2912層10
との間との距離QBが従来よりも大幅に短くすることが
できるようになる。
第7図は、第2図に示す各MOSトランジスタの配列を
異ならしめて、配線を施した場合の実施例を示す平面図
である。同図から明らかなように。
トランスファMOSトランジスタQ、、 Q、を、また
ドライバMOSトランジスタQ、、 Q、をそれぞれ対
角線上に配置したものとなっている。この場合において
も、トランスファMOSトランジスタQユ、Q3のゲー
ト電極はp型多結晶シリコン層9、ドライバMOSトラ
ンジスタQ、、Q、のゲート電極はn型多結晶2912
層10で構成したものである。
前記各n型多結晶シリコン層10はともにp型多結晶シ
リコン溜9の間に位置づけられるように配置され、それ
ぞれの離間距離りは従来よりも大幅に小さくすることが
できる。
次に第6図は本発明による半導体装置の他の実施例を示
す構成図である。第1図と同材料、同機能のものは同−
付帯で示している。第1図と異なる構成はMOSトラン
ジスタに形成されている領域にあり、ドライバMOSト
ランジスタQ2はいわゆる縦型のMOSトランジスタと
して構成されている。このため、MOSトランジスタが
構成される領域はイ型半導体層上にイ型半導体層4、p
型半導体層19が順次形成されたものとなり、このp型
半導体層19表面に形成されたイ型半導体層16を分断
させるように溝が形成され、この溝の底面および内側に
ゲート酸化膜20が形成されているとともに、n型多結
晶シリコン層1oからなるゲート電極が充填されている
。前記溝はり型半導体層4に達するまで形成され、前記
イ型半導体層4はドレイン層、前記を型半導体層4はソ
ース層として使用され、チャネル層は前記ゲート酸化膜
20に沿って形成されるようになっている。
このように、縦型MOSトランジスタをドライバMOS
トランジスタQ2.Q、と、して用い、かつ第7図に示
したと同様に配置することにより、第8図に示すような
配線層の配置が達成される。第8図におけるMOSトラ
ンジスタの寸法は第7図におけるそれと同じものとした
ものであり、これにより、集積度の高い縦型MOSトラ
ンジスタの性質とはあいまって、集積度を大幅に向上さ
せることができるようになる。
〔発明の効果〕
上述の如く、本発明によれば、同一チャンネル型でゲー
ト電極を不純物を含有させた多結晶シリコン層で構成し
た2以上のMOSトランジスタと。
ベース電極を不純物を含有させた多結晶シリコン層で形
成したバイポーラトランジスタと、を備える半導体装置
において、各ゲート電極を構成する多結晶シリコン層中
の不純物を異ならしめ、少なくとも一方の多結晶シリコ
ン層の側面を絶縁化させた状態でそれぞれ各多結晶シリ
コン層を別工程で形成すれば、各多結晶シリコン層は近
接した状態で配置させることができる。一方の多結晶シ
リコン層の側面は絶縁化されているため極端にいえば互
いに接触してもよいことになる。これにより、各MOS
トランジスタは近接配置でき、集積度向上を図ることが
できる。
この場合、前記各多結晶シリコン層を別工程で形成する
ことにより工程数は増大することになるが、一方の工程
をバイポーラトランジスタのベース電極が同じ不純物を
含む多結晶シリコン層であるから、この多結晶シリコン
層と同時に形成することにより、装置全体の製造からみ
れば工程数は増大しないことになる。
この場合、もう一方のMOSトランジスタのベース電極
の側面をも絶縁化することにより、このゲート電極から
延在する配線層と多結晶シリコンで構成される他の配線
層との間において、近接配置することもできるようにな
る。
そして、前記バイポーラトランジスタのエミッタ電極が
不純物を含有させた多結晶シリコン層で形成するもので
ある場合、この多結晶シリコン層を前記各MOSトラン
ジスタの一方のゲート電極と同じ工程で形成するように
すれば、さらに工程数の減少を図ることができるように
なる。
同一のチャンネル型のMOSトランジスタの場合、その
ゲート電極を構成する多結晶シリコン中に含有される不
純物が異なると、各MdSトランジスタのしきい値(V
tb)電圧に差が生じるが、同一にそろえることを欲す
る場合、チャネル型と異なる不純物を含有する多結晶シ
リコン層を形成するMOSトランジスタにあって、その
ドレイン層とソース層との間のチャネル領域に前記ドレ
イン層とソース層とを接続する同型の半導体層を形成す
るようにすれば達成することができる。
さらに、上述した半導体装置は、同一のチャンネル型の
MOSトランジスタが組み込まれているものであるが、
必ずしも同一でなくとも異なるチャンネル型のMOSト
ランジスタが2以上組み込まれているものに適用させる
ことにより、特に、それぞれのゲート電極から延在する
配線層間においても近接配置させることができるように
なる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による半導体装置の一実施例を示す断面
構成図、第2図は前記半導体装置に組み込まれるMOS
トランジスタからなる回路の一実施例、第3図(a)な
いしくj)は本発明による半導体装置の製造方法の一実
施例を示す工程図、第4図は本発明による半導体装置の
配線レイアウトの一実施例を示した平面図、第5図は第
4図のA−A線における断面を示した構成図、第6図は
本発明による半導体装置の他の実施例を示す断面構成図
、第7図は第6図に示す構成の半導体装置の配線レイア
ウトの一実施例を示した平面図、第8図は第6図に示す
構成の半導体装置の配線レイアウトの他の実施例を示し
た平面図である。 1・・・フィールド酸化膜、2・・・n型半導体層、3
・・・♂型半導体層、4・・・p型半導体基板。 5・・・を型拡散層、6・・・p型拡散層、7・・・を
型拡散層、8・・・を拡散層、9・・・p型多結晶シリ
コン層、10・・・n型多結晶シリコン層、11・・・
タングステンポリサイド層、12・・・絶縁層、13・
・・サイドスペーサ、14・・・を型多結晶シリコン、
15・・・イ型半導体層、16・・・を型半導体層、1
7・・・を型半導体層、18・・・n型半導体層、20
・・・ゲート酸化膜、E・・・エミッタ、B・・・ベー
ス、C・・・コレクタ、D・・・データ線、Vcc・・
・電源電圧、R1・・・高抵抗、Q・・・トランスファ
MOSトランジスタ、Q2・・・ドライバMOSトラン
ジスタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、少なくとも、同一チャンネル型でゲート電極を不純
    物を含有させた多結晶シリコン層で構成した2以上のM
    OSトランジスタと、ベース電極を不純物を含有させた
    多結晶シリコン層で構成したバイポーラトランジスタと
    、を備える半導体装置において、一方のMOSトランジ
    スタのゲート電極を第1導電型多結晶シリコン層で形成
    する工程と、この第1導電型多結晶シリコン層の側面を
    絶縁膜で被覆する工程と、他方のMOSトランジスタの
    ゲート電極を前記第1導電型多結晶シリコン層とは異な
    る導電型の多結晶シリコン層で形成する工程と、を有し
    、前記バイポーラトランジスタのベース電極は、前記第
    1導電型多結晶シリコン層を形成する前記工程および前
    記第1導電型多結晶シリコン層とは異なる導電型の多結
    晶シリコンを形成する前記工程のいずれか一方の工程と
    同時に形成するようにしたことを特徴とする半導体装置
    の製造方法。 2、請求項第1記載において、第1導電型多結晶シリコ
    ン層と異なる導電型の多結晶シリコン層の側面を絶縁膜
    で被覆する工程を備えてなることを特徴とする半導体装
    置の製造方法。 3、請求項第1記載において、バイポーラトランジスタ
    のエミッタ電極も不純物を含有させた多結晶シリコン層
    で構成するようにし、この多結晶シリコン層を、前記第
    1導電型多結晶シリコン層を形成する前記工程および前
    記第1導電型多結晶シリコン層とは異なる導電型の多結
    晶シリコンを形成する前記工程のうち、バイポーラトラ
    ンジスタのベース電極と同時に形成した工程以外の工程
    と同時に形成するようにしたことを特徴とする半導体装
    置の製造方法。 4、請求項第1ないし第3記載のうちいずれかにおいて
    、各MOSトランジスタのうち、チャネル型と異なる不
    純物を含有する多結晶シリコン層を形成するMOSトラ
    ンジスタにあっては、そのドレイン層とソース層との間
    のチャネル領域に前記ドレイン層とソース層とを接続す
    る同型の半導体層を形成する工程とを加えたことを特徴
    とする半導体装置の製造方法。 5、異なるチャンネル型でゲート電極を不純物を含有さ
    せた多結晶シリコン層で構成した2以上のMOSトラン
    ジスタと、ベース電極を不純物を含有させた多結晶シリ
    コン層で構成したバイポーラトランジスタと、を備える
    半導体装置において、一方のMOSトランジスタのゲー
    ト電極を第1導電型多結晶シリコン層で形成する工程と
    、この第1導電型多結晶シリコン層の側面を絶縁膜で被
    覆する工程と、他方のMOSトランジスタのゲート電極
    を前記第1導電型多結晶シリコン層とは異なる導電型の
    多結晶シリコン層で形成する工程と、を有し、前記バイ
    ポーラトランジスタのベース電極は、前記第1導電型多
    結晶シリコン層を形成する前記工程および前記第1導電
    型多結晶シリコン層とは異なる導電型の多結晶シリコン
    を形成する前記工程のいずれか一方の工程と同時に形成
    するようにしたことを特徴とする半導体装置の製造方法
    。 6、少なくとも、同一チャンネル型でゲート電極を不純
    物を含有させた多結晶シリコン層で構成した2以上のM
    OSトランジスタと、を備える半導体装置において、一
    方のMOSトランジスタのゲート電極を第1導電型多結
    晶シリコン層で形成する工程と、この第1導電型多結晶
    シリコン層の側面を絶縁膜で被覆する工程と、他方のM
    OSトランジスタのゲート電極を前記第1導電型多結晶
    シリコン層とは異なる導電型の多結晶シリコン層で形成
    する工程と、からなることを特徴とする半導体装置の製
    造方法。 7、少なくとも、同一チャンネル型でゲート電極を不純
    物を含有させた多結晶シリコン層で構成した2以上のM
    OSトランジスタと、ベース電極を不純物を含有させた
    多結晶シリコン層で構成したバイポーラトランジスタと
    、を備える半導体装置において、一方のトランジスタは
    、第1導電型多結晶シリコン層で形成され、かつ側面が
    絶縁膜で被覆されたゲート電極を、他方のトランジスタ
    は前記第1導電型多結晶シリコン層と異なる導電型の多
    結晶シリコン層で形成されたゲート電極と、を有し、前
    記バイポーラトランジスタは、不純物を含有させた多結
    晶シリコン層で形成されたベース電極を有することを特
    徴とする半導体装置。 8、請求項第7記載において、第1導電型多結晶シリコ
    ン層と異なる導電型の多結晶シリコン層の側面は絶縁膜
    で被覆されていることを特徴とする半導体装置。 9、請求項第7記載において、バイポーラトランジスタ
    は、多結晶シリコン層で形成されたエミッタ電極を有す
    ることを特徴とする半導体装置。 10、請求項第9記載において、各MOSトランジスタ
    のうち、チャネル型と異なる不純物を含有する多結晶シ
    リコン層を形成するMOSトランジスタにあっては、そ
    のドレイン層とソース層との間のチャネル領域に前記ド
    レイン層とソース層とを接続する同型の半導体層が形成
    されていることを特徴とする半導体装置。
JP1067985A 1989-03-20 1989-03-20 半導体装置およびその製造方法 Pending JPH02246264A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1067985A JPH02246264A (ja) 1989-03-20 1989-03-20 半導体装置およびその製造方法
KR1019900003459A KR900015311A (ko) 1989-03-20 1990-03-15 반도체장치 및 그 제조방법
US07/495,762 US5055904A (en) 1989-03-20 1990-03-19 Semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1067985A JPH02246264A (ja) 1989-03-20 1989-03-20 半導体装置およびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02246264A true JPH02246264A (ja) 1990-10-02

Family

ID=13360784

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1067985A Pending JPH02246264A (ja) 1989-03-20 1989-03-20 半導体装置およびその製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5055904A (ja)
JP (1) JPH02246264A (ja)
KR (1) KR900015311A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0518611A2 (en) * 1991-06-10 1992-12-16 Motorola, Inc. Method of fabricating a semiconductor structure having MOS and bipolar devices
FR2678429A1 (fr) * 1991-06-27 1992-12-31 Samsung Electronics Co Ltd Dispositif bicmos et procede de fabrication correspondant.

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5422499A (en) * 1993-02-22 1995-06-06 Micron Semiconductor, Inc. Sixteen megabit static random access memory (SRAM) cell
US5453636A (en) * 1994-08-16 1995-09-26 Waferscale Integration, Inc. MOS SRAM cell with open base bipolar loads
US5536962A (en) * 1994-11-07 1996-07-16 Motorola, Inc. Semiconductor device having a buried channel transistor
US5942786A (en) * 1996-02-01 1999-08-24 United Microelectronics Corp. Variable work function transistor high density mask ROM
US5896313A (en) * 1997-06-02 1999-04-20 Micron Technology, Inc. Vertical bipolar SRAM cell, array and system, and a method of making the cell and the array
US6100568A (en) * 1997-11-06 2000-08-08 Motorola, Inc. Semiconductor device including a memory cell and peripheral portion and method for forming same
TW521226B (en) * 2000-03-27 2003-02-21 Semiconductor Energy Lab Electro-optical device

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60254653A (ja) * 1984-05-30 1985-12-16 Fujitsu Ltd 半導体記憶装置
JPS63174354A (ja) * 1987-01-14 1988-07-18 Hitachi Ltd 半導体記憶装置
DE3778533D1 (de) * 1987-01-28 1992-05-27 Advanced Micro Devices Inc Statische ram-zellen mit vier transistoren.

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0518611A2 (en) * 1991-06-10 1992-12-16 Motorola, Inc. Method of fabricating a semiconductor structure having MOS and bipolar devices
FR2678429A1 (fr) * 1991-06-27 1992-12-31 Samsung Electronics Co Ltd Dispositif bicmos et procede de fabrication correspondant.

Also Published As

Publication number Publication date
US5055904A (en) 1991-10-08
KR900015311A (ko) 1990-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2950558B2 (ja) 半導体装置
US4984200A (en) Semiconductor circuit device having a plurality of SRAM type memory cell arrangement
US4329706A (en) Doped polysilicon silicide semiconductor integrated circuit interconnections
US4907058A (en) Complementary semiconductor device having a double well
EP0186855B1 (en) Semiconductor read only memory device and method of manufacturing the same
US4992389A (en) Making a self aligned semiconductor device
US4890142A (en) Power MOS transistor structure
JP3220813B2 (ja) 二重垂直チャネルを有するsram及びその製造方法
KR930010087B1 (ko) 반도체 장치 및 그의 제조방법
KR950006472B1 (ko) 반도체기억장치
JPH01164064A (ja) 半導体装置
KR100220261B1 (ko) 필드 산화물에 의해 분리된 서로 다른 도전형의 반도체영역을가진반도체장치및그제조방법
JPH0527267B2 (ja)
JPH02246264A (ja) 半導体装置およびその製造方法
US4584594A (en) Logic structure utilizing polycrystalline silicon Schottky diodes
US4570175A (en) Three-dimensional semiconductor device with thin film monocrystalline member contacting substrate at a plurality of locations
US4268847A (en) Semiconductor device having an insulated gate type field effect transistor and method for producing the same
US4099317A (en) Method for fabricating self-aligned CCD devices and their output self-aligned MOS transistors on a single semiconductor substrate
US5227319A (en) Method of manufacturing a semiconductor device
JP2550119B2 (ja) 半導体記憶装置
KR900000065B1 (ko) 독출전용 반도체기억장치와 그 제조방법
JPS643065B2 (ja)
JPS6129148B2 (ja)
JP2544419B2 (ja) 半導体集積回路装置及びその製造方法
JP3535542B2 (ja) 半導体メモリ装置及びその製造方法