JPH02288358A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH02288358A
JPH02288358A JP11015889A JP11015889A JPH02288358A JP H02288358 A JPH02288358 A JP H02288358A JP 11015889 A JP11015889 A JP 11015889A JP 11015889 A JP11015889 A JP 11015889A JP H02288358 A JPH02288358 A JP H02288358A
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JP
Japan
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region
forming
layer
emitter
gate electrode
Prior art date
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JP11015889A
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Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Tsubone
坪根 衡
Ryoichi Matsumoto
良一 松本
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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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  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve rapidity and yield by forming a sidewall to a gate electrode and by forming a layer pattern of a sidewall formation material corresponding to a mask pattern. CONSTITUTION:A base diffusion region is formed to a part of a collector region of a wafer bipolar transistor area in the first process. A gate electrode is formed on a wafer MOS transistor area in the second process. An impurity region of low concentration is formed to an MOS transistor area through ion implantation which uses a gate electrode as a mask in the third process. In the fourth process, a layer pattern 128 of a sidewall formation material is formed on a base diffusion region using RIE etching for forming of widewalls 134, 136. In the fifth process, after a protective layer is provided to an MOS transistor area, a contact hole 140 is provided to the layer pattern to form an emitter electrode 144. In the sixth process, an impurity region of high concentration for an MOS transistor is formed through ion implantation. Thereby, rapid operation can be realized and yield can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、バイポーラトランジスタとMOSデバイス
とを同一のウェハに作り込んだ半導体装置の製造方法、
特にサイドウオール付きゲート電極を有するLDD(L
i9htly  DopedDrain)構造のMO3
電界効果トランジスタをCMOSデバイスの構成素子と
して具えたBiCMO3半導体装1のバイポーラトラン
ジスタに着目した製造方法に関する。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) This invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device in which a bipolar transistor and a MOS device are fabricated on the same wafer;
In particular, LDDs (L
i9htly DopedDrain) structure MO3
The present invention relates to a manufacturing method focusing on a bipolar transistor of a BiCMO3 semiconductor device 1 including a field effect transistor as a component of a CMOS device.

(従来の技術) この種のBiCMO5半導体装百は、CMOSデバイス
の高集積性、低消費電力性とバイポーラトランジスタの
高駆動力、高速性とを共存させる現実的及び有効な技術
として開発及び実用化が進められており(例えば、文献
I:「超高速MOSデバイス 超高速ディジタルデバイ
ス・シ1ノーズ」培風館)、B1CMOSデバイス利用
した超高速ゲートアレイLSI等も提案されている(文
献II : r電子情報通信学会論文誌 CVol。
(Prior art) This type of BiCMO5 semiconductor device was developed and put into practical use as a realistic and effective technology that combines the high integration and low power consumption of CMOS devices with the high driving force and high speed of bipolar transistors. (For example, Document I: ``Ultra-high-speed MOS device, Ultra-high-speed digital device, SH1 nose'' Baifukan), and ultra-high-speed gate array LSIs using B1CMOS devices have also been proposed (Reference II: r Electronic Information Journal of the Communication Society CVol.

J71−CNo、9.pp、1248〜1256.19
88年9月)。
J71-CNo.9. pp, 1248-1256.19
September 1988).

これら公知のBiCMO3半導体装置のうち、特に、C
MOSデバイスを構成するMO8FETtLDD構造と
したものが集積度が向上するという理由で注目されでい
る(上記文献Tの他、例えば、文献m:[アイ・イー・
イー・イー トランザクション オン エレクトロン 
デバイス(IEEE  T日ANSACTI○N  O
N  ELECTRON  DEVICE)、Vol、
ED−32、No、2.Feb、1985Jや文献■:
「アイ・イー・イー・イー ジャーナル オンソリッド
ステート サーキット(IEEE  J。
Among these known BiCMO3 semiconductor devices, especially C
The MO8FETtLDD structure constituting the MOS device is attracting attention because it improves the degree of integration.
E.E. Transaction on Electron
Device (IEEE T day ANSACTI○N O
N ELECTRON DEVICE), Vol.
ED-32, No, 2. Feb, 1985J and literature ■:
“IEE Journal on Solid State Circuits (IEEE J.

unalof  5olid−state  circ
uits)Vol、5C−21,No、2.April
、1986J)。
unalof 5olid-state circ
units) Vol, 5C-21, No, 2. April
, 1986J).

先ず、この発明の説明に先立ち、この従来の典型的な、
バイポーラトランジスタと、サイドウオール付きゲート
電極が形成されたLDD構造のNMOSトランジスタを
具えるCMOSデバイスとを同一ウェハに作り込む製造
工程につき簡単に説明し、その後に、この従来法の問題
点につき説明する。
First, prior to explaining this invention, this conventional typical
We will briefly explain the manufacturing process for fabricating a bipolar transistor and a CMOS device comprising an LDD structure NMOS transistor with a gate electrode with sidewalls formed on the same wafer, and then explain the problems with this conventional method. .

第2図(A)〜Ll)は、従来公知の、工程数が少なく
しかも低コストでBiCMO8Wr製造することが出来
るとわれでいる8iCMO5半導体装盲の製造方法の説
明に供する製造工程図であり、各図は製造段階で得られ
た構造体の断面を概略的に示しである0通常は、−枚の
ウェハに多数のBiCMO3!作り込み、このようなウ
ェハを同時に多数枚につき製造処理を行うが、ある−枚
のウェハの一つのBiCMO5の製造につき代表して説
明する。
FIGS. 2(A) to 2) are manufacturing process diagrams for explaining a conventionally known method for manufacturing an 8iCMO5 semiconductor device, which is capable of manufacturing BiCMO8Wr with a small number of steps and at a low cost. Each figure schematically shows a cross-section of the structure obtained at the manufacturing stage. Typically, a large number of BiCMO3! Although a large number of such wafers are manufactured at the same time, the manufacturing of one BiCMO5 of a certain number of wafers will be described as a representative example.

先ず、従来周知の通り、P型シリコン基板10にN◆型
埋込層12を埋め込んでPヤニどタキシャル層14を設
け、この工とタキシャル層14の、埋込層12の上側に
N型コレクタ領域16を連続させて設け、LOCO3法
によってフィールド酸化膜(この場合にはSiO2膜)
18を設けてバイポーラトランジスタ用談1120とN
MO8及びPMOSトランジスタ用区域22及び24を
それぞれ画成したつエバ26(又は下地或いは構造体と
称する。)を用意する(第2図(A))。
First, as is conventionally known, an N◆ type buried layer 12 is buried in a P type silicon substrate 10 to form a P resin taxial layer 14, and an N type collector is formed above the buried layer 12 in this process and the taxial layer 14. A field oxide film (SiO2 film in this case) is formed using the LOCO3 method.
18 and bipolar transistors 1120 and N
An evaporator 26 (also referred to as an underlayer or structure) defining areas 22 and 24 for MO8 and PMOS transistors, respectively, is prepared (FIG. 2(A)).

次に、このウェハ26に、バイポーラNPNトランジス
タのベース拡散領域28としてのP型拡散領域を拡散の
深さ0.4umで形成した後、M○Sトランジスタのゲ
ート絶!Il膜となるゲート酸化膜(この場合にはSi
O2膜)30を形成する。この時、バイポーラトランジ
スタ用区域2゜にもゲート酸化膜30と同じ厚みの酸化
膜(この場合にはSiO2膜)32が形成される。この
状態を第2図(8)に示す。
Next, after forming a P-type diffusion region as the base diffusion region 28 of the bipolar NPN transistor on this wafer 26 with a diffusion depth of 0.4 um, the gate of the M○S transistor is disconnected. A gate oxide film that becomes an Il film (in this case, a Si
An O2 film) 30 is formed. At this time, an oxide film (SiO2 film in this case) 32 having the same thickness as the gate oxide film 30 is also formed in the bipolar transistor area 2°. This state is shown in FIG. 2 (8).

次に、減圧CVD法により、ウェハ26の全面にポリシ
リコン膜を成長させた後、周知のフォトリソ・エツチン
グ技術を用いてNMO3及びPMOSトランジスタのそ
れぞれのゲート’lff134及び36を形成し、その
後、これらゲート電極34及び36をマスクとした周知
のセルファライン技術を用いて、NMO3t−ランジス
タ用区域22には低濃度不純物領域(この場合にはN−
型ソース/ドレイン領域となる)38を形成する(第2
図(C))。
Next, a polysilicon film is grown on the entire surface of the wafer 26 by low-pressure CVD, and then the gates 134 and 36 of the NMO3 and PMOS transistors are formed using well-known photolithography and etching techniques. Using the well-known self-line technique using the gate electrodes 34 and 36 as masks, the NMO3t-transistor area 22 is filled with a lightly doped region (in this case N-
38 (which will become the type source/drain region) (the second
Figure (C)).

次に、この第2図(C)に示す構造体の上側全面に、C
VD法によりCVD膜(絶縁膜)としてP20!lの重
量濃度を15重量%としたPSG膜4膜上0長させる(
第2図(D))。
Next, apply C to the entire upper surface of the structure shown in FIG.
P20 as a CVD film (insulating film) using the VD method! 4 PSG films with a weight concentration of 15% by weight were made to have a length of 0 (
Figure 2 (D)).

次に、このPSG膜4膜上0しRIE (リアクティブ
イオンエツチング)技術による異方性エツチングを行っ
て、ゲート電極34及び36の側壁に周知の通りのサイ
ドウオール(側壁酸化膜)4・2及び44を形成する。
Next, anisotropic etching is performed on the PSG film 4 using RIE (reactive ion etching) technology to form well-known sidewalls (sidewall oxide films) 4 and 2 on the sidewalls of the gate electrodes 34 and 36. and 44.

この時、このサイドウオール付きゲート電極の部分及び
フィールド酸化膜18の部分以外の、バイポーラトラン
ジスタ用区域20.NMO3及びPMOSトランジスタ
用区域面22及び24のウェハ面が露出する(第2図(
E))。
At this time, the bipolar transistor area 20. The wafer surface of the area planes 22 and 24 for NMO3 and PMOS transistors is exposed (see FIG.
E)).

次に、第2図(E)に示す構造体に対してドライ酸素雰
囲気中で熱処理を行って露出しでいるウェハ面及びゲー
ト電極のポリシリコン面に酸化膜46.48及び50を
形成する。この場合、バイポーラトランジスタ用区域2
0の酸化膜46は後工程での工・ンチングの際の工・ン
チングストツパとなり、また、両MOSトランジスタ区
Vt22及び24の酸化膜48及び50は後工程でのソ
ース/ドレイン層相の高濃度不純物領域を形成するため
のイオン注入の際の保護膜としてそれぞれ作用する膜で
ある。従って、この膜厚はイオン注入が損なわれないよ
うな、200八程度の膜厚にしでいる。このようにしで
得られた構造体の様子を第2図(F)に示す。
Next, the structure shown in FIG. 2E is heat-treated in a dry oxygen atmosphere to form oxide films 46, 48 and 50 on the exposed wafer surface and the polysilicon surface of the gate electrode. In this case, area 2 for bipolar transistors
The 0 oxide film 46 serves as a processing/nching stopper during processing/etching in the later process, and the oxide films 48 and 50 in both MOS transistor sections Vt22 and 24 serve as high-concentration impurity impurities in the source/drain layer phase in the later process. These films act as protective films during ion implantation to form regions. Therefore, the film thickness is set to about 2,008 cm so that ion implantation is not impaired. The appearance of the structure thus obtained is shown in FIG. 2(F).

次に、バイポーラトランジスタ用区域2oの酸化膜46
に、周知のフォトリソ・エツチング技術を用いてエミッ
タ拡散領域形成のための窓52を開けてウェハ面を露出
させ、然る後、この構造体の上側全面に、減圧CVD法
によって、ポリシリコン膜54を成長させ、次いで、こ
のポリシリコン11154に、エミッタ拡散領域形成の
ための拡散源を形成するためにAs(ヒ素)イオンを注
入し、第2図(G)に示す構造体を得る。
Next, the oxide film 46 in the bipolar transistor area 2o is
Then, using well-known photolithography and etching techniques, a window 52 for forming an emitter diffusion region is opened to expose the wafer surface, and then a polysilicon film 54 is formed over the entire upper surface of this structure by low-pressure CVD. Then, As (arsenic) ions are implanted into this polysilicon 11154 to form a diffusion source for forming an emitter diffusion region, thereby obtaining the structure shown in FIG. 2(G).

さらに、周知のフォトリソ・エツチング技術を用いて、
バイポーラトランジスタ用のエミッタ電極兼エミッタ拡
散領域形成のための拡散源56をパターニングし、第2
図(H)に示すような構造体を得る。尚、この場合、ゲ
ート電極34及び36は酸化膜48及び5oで被覆され
ているので、エツチングされない。
Furthermore, using well-known photolithography and etching techniques,
A diffusion source 56 for forming an emitter electrode/emitter diffusion region for a bipolar transistor is patterned, and a second
A structure as shown in Figure (H) is obtained. In this case, since the gate electrodes 34 and 36 are covered with oxide films 48 and 5o, they are not etched.

次に、イオン注入法を用いて、NMOSトランジスタ用
区域22にAsイオンを注入して先に設けた低濃度不純
物領域38を部分的にN型の高濃度不純物領域58に変
える。残存した低濃度不純物領域を38aで示す、続い
て、イオン注入法を用いで、PMOSトランジスタ用区
域24にB F 2◆を注入して高濃度(P+型)不純
物領域60を形成すると共に、バイポーラトランジスタ
用区域20のベース拡散領域28にP1型のベースコン
タクト領域62及びコレクタ領域16にN+型のコレク
タコンタクト領域64を形成し、第2図(I)に示すよ
うな構造体を得る。
Next, using an ion implantation method, As ions are implanted into the NMOS transistor area 22 to partially transform the previously provided low concentration impurity region 38 into an N type high concentration impurity region 58. The remaining low concentration impurity region is indicated by 38a. Subsequently, using an ion implantation method, B F 2◆ is implanted into the PMOS transistor area 24 to form a high concentration (P+ type) impurity region 60, and a bipolar A P1 type base contact region 62 is formed in the base diffusion region 28 of the transistor area 20 and an N+ type collector contact region 64 is formed in the collector region 16 to obtain a structure as shown in FIG. 2(I).

次に、この構造体の上側に層門絶締膜66として例えば
PSG膜をCVD法によって設けた後、ウェット酸素雰
囲気中で900℃で約30分間熱処理を行う、この熱処
理によって、このPSG膜66がフローして表面の平坦
化が進む。これと同時に、不純物を含む各領域も拡散し
て拡大する。
Next, a PSG film, for example, is provided as a layer barrier film 66 on the upper side of this structure by the CVD method, and then heat treatment is performed at 900° C. for about 30 minutes in a wet oxygen atmosphere. flows and the surface becomes flat. At the same time, each region containing impurities also diffuses and expands.

この拡大によりベース拡散領域28が当初の0゜4um
から0.6umへと深く拡散してベース層68となり、
ベースコンタクト領域62がベースコンタクト層70と
なり、コレクタコンタクト領域64かコレクタコンタク
ト層72となり、拡散源56からベース拡散領域28従
ってベース層68中にAs不純物が拡散してエミッタ層
74を形成する。これら各層が作り込まれたコレクタ領
域16かコレクタ層8oとなる。
Due to this expansion, the base diffusion region 28 is reduced from the original 0°4um.
It diffuses deeply from 0.6 um to become the base layer 68,
The base contact region 62 becomes the base contact layer 70, the collector contact region 64 becomes the collector contact layer 72, and As impurities are diffused from the diffusion source 56 into the base diffusion region 28 and hence into the base layer 68 to form an emitter layer 74. The collector region 16 or collector layer 8o is formed by forming each of these layers.

さらに、この熱処理によって、低濃度及び高濃度不純物
領域38a及び58がソース又はドレイン(ここでは、
ソース/ドレインと表わす。)層76となり、同様に高
濃度不純物領域60がラス/ドレイン層78となる。こ
のようにして得られた構造体の様子を第2図(J)に示
す。
Further, by this heat treatment, the low concentration and high concentration impurity regions 38a and 58 are converted into the source or drain (here,
Expressed as source/drain. ) layer 76, and similarly, the high concentration impurity region 60 becomes a lath/drain layer 78. The appearance of the structure thus obtained is shown in FIG. 2(J).

次に、図示せずも、周知の通り、各トランジスタ間の配
線接続のためのコンタクトホールの形成、アルミニウム
等の金層その他の適当な材料で電極を形成してBiCM
O8半導体装aを完成する。
Next, although not shown in the drawings, as is well known, contact holes are formed for interconnection between each transistor, and electrodes are formed using a gold layer such as aluminum or other suitable material to form a BiCM.
Complete O8 semiconductor device a.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、このような従来方法で製造された構造の
8iCMO3半導体装置によれば、以下に説明するよう
な2つの問題点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the 8iCMO3 semiconductor device having the structure manufactured by such a conventional method has two problems as described below.

■BiCMO5半導体装言の製造上の制約からバイポー
ラトランジスタを単独製造した場合に比べて、バイポー
ラトランジスタの高速性が十分に図れないこと。
- Due to manufacturing constraints of the BiCMO5 semiconductor device, it is not possible to achieve sufficient high-speed performance of bipolar transistors compared to when bipolar transistors are manufactured alone.

■形成されたバイポーラNPNトランジスタの電流増幅
率のバラツキが太きくLSIの収率を向上させることが
出来ないこと。
(2) The current amplification factor of the formed bipolar NPN transistor varies widely, making it impossible to improve the yield of LSI.

以下、これらの点につき、第3図及び第4図に示したバ
イポーラトランジスタの完成時のモデルを参照して簡単
に説明する。第3図は、バイポーラトランジスタのコレ
クク層80の上側のベース層68、エミッタ層74、ベ
ース酸化J132及びポリシリコンからなるエミッタ電
極56の部分を拡大して概略的に示したモデル図であり
、第4図は、ベース層68及びエミッタ層74が、ウェ
ハ26の表面でどのような位置及び大きさ間係にあるか
を概略的に示したモデル図で、表面と接するそれぞれの
境界を82及び84で示す。
These points will be briefly explained below with reference to the completed model of the bipolar transistor shown in FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a model diagram schematically showing an enlarged portion of the base layer 68, emitter layer 74, base oxide J132, and emitter electrode 56 made of polysilicon above the collector layer 80 of the bipolar transistor. FIG. 4 is a model diagram schematically showing the position and size relationship of the base layer 68 and emitter layer 74 on the surface of the wafer 26. Indicated by

先ず、問題点■についで説明する。First, problem (2) will be explained.

一般にバイポーラトランジスタの動作速度は、電流利得
帯域増幅又は遮断周波数(以下、FTと表わす、)が大
となるほど高速となることが知られている。このFTは 1/2ytF□=τs”Tb +τ8+て。・・(1)
で与えられ、第1項のT、はエミッタ・ベース接合の充
放電時定数、第2項のTbはベース時定数、第3項のτ
8はコレクタ・空乏層キャリア走行時間、及び第4項の
τ。はベース・エミッタ接合充放電時間である。
It is generally known that the operating speed of a bipolar transistor increases as the current gain band amplification or cutoff frequency (hereinafter referred to as FT) increases. This FT is 1/2ytF□=τs”Tb +τ8+...(1)
The first term T is the charge/discharge time constant of the emitter-base junction, the second term Tb is the base time constant, and the third term τ
8 is the collector/depletion layer carrier transit time and the fourth term τ. is the base-emitter junction charging/discharging time.

特に低電流領域では第1項のT、が支配的となる。この
τ、はバイポーラトランジスタのベース・エミッタ団容
量C丁εに比例しでおり、第3図に示す構造において、
このベース・エミッタ間容量CTEは、エミッタ層74
とベース層68とのPN接合客容量J及びエミッタ電極
56とベース層6Bとの間のベース酸化fi132の容
量COXとによって(2)式のように与えられることが
知られでいる。
Particularly in the low current region, the first term T is dominant. This τ is proportional to the base-emitter group capacitance C ε of the bipolar transistor, and in the structure shown in Fig. 3,
This base-emitter capacitance CTE is the emitter layer 74
It is known that Equation (2) is given by the PN junction capacitance J between and the base layer 68 and the capacitance COX of the base oxide fi 132 between the emitter electrode 56 and the base layer 6B.

Cya=C,、+  +cOX     +  ”  
・(2)ここで、シリコンの比誘電率をε、空気の誘電
率をε。、電荷量をq、エミッタ・ベース間のフェルミ
電位をVlll(Ell)とすると、C1=(接合底面
の面積) X (Wi合側面の面積)で与えられる。一
方、COX  は、酸化膜32の膜厚をdとし、5i0
2の比誘電率をεすると、Cox=(εε。/d) X
 (エミッタ電極とベース層との対向面積)・・・(4
) で与えられる。
Cya=C,, + +cOX + ”
・(2) Here, the relative dielectric constant of silicon is ε, and the dielectric constant of air is ε. , the amount of electric charge is q, and the Fermi potential between the emitter and the base is Vllll (Ell), then C1=(area of the bottom surface of the junction) x (area of the surface of the junction surface). On the other hand, for COX, the thickness of the oxide film 32 is d, and 5i0
If the relative dielectric constant of 2 is ε, then Cox=(εε./d) X
(Opposing area between emitter electrode and base layer)...(4
) is given by.

そこで、第4図のモデルにおいで、この容量CTεを計
算により求める。境界82で囲まれたエミッタ面積(W
l xw、)は2umx5umとし、エミッタ層74を
ベース拡散領域28(ベース層68に対応)に作り込む
際のマスク合わせ工程での合わせずれマージンW3@:
通常の通り1umとすると、境界84で囲まれた面積(
(W。
Therefore, in the model of FIG. 4, this capacitance CTε is calculated. Emitter area surrounded by boundary 82 (W
l xw,) is 2um x 5um, and the misalignment margin W3 in the mask alignment process when forming the emitter layer 74 in the base diffusion region 28 (corresponding to the base layer 68) is
Assuming that it is 1 um as usual, the area surrounded by the boundary 84 (
(W.

+ 2 Ws ) x (W2 + 2 Ws ) )
は4 umx 7 umとなる。まず、C8については
、ベース・エミッタ接合のベース層68のキャリア濃度
N、は通常は3xlO1フイオン/Cm3程度であり、
エミッタ層74の拡散の深さは通常0.3um程度とし
ており、また、V b+ +ts、ヲ0 、7 Vとし
、ε:12とすると、 C,=8.6fF となる、一方、Coxl(tS I O2膜32の膜厚
は既に述べたように20OAであり、その比誘電率εが
3.5であるので、 Cax=27. 9 f F となる、従って、このC0Xの値はバイポーラトランジ
スタを単独製造した場合の値に比較して約10倍程度大
きな値となっている。そして、CTE=CJ +C0X
=36.5f Fとなり、バイポーラトランジスタ単独
のCTEよりも大きくなってしまうため、(1)式のT
、も大となり、従って、低電流領域でのバイポーラトラ
ンジスタの高速性が損なわれるという問題点があった。
+ 2 Ws) x (W2 + 2 Ws))
is 4 um x 7 um. First, regarding C8, the carrier concentration N of the base layer 68 of the base-emitter junction is usually about 3xlO1 ion/Cm3,
The diffusion depth of the emitter layer 74 is usually about 0.3 um, and if V b+ +ts, 0, 7 V, and ε: 12, then C, = 8.6 fF; on the other hand, Coxl(tS As mentioned above, the thickness of the IO2 film 32 is 20OA, and its relative dielectric constant ε is 3.5, so Cax=27.9 fF. Therefore, the value of C0X is the same as that of a bipolar transistor. The value is about 10 times larger than the value when manufactured separately.And CTE=CJ +C0X
= 36.5fF, which is larger than the CTE of a bipolar transistor alone, so T in equation (1)
, becomes large, and therefore there is a problem that the high speed performance of the bipolar transistor in the low current region is impaired.

その第一の対策として、酸化膜32の厚みdt厚くする
方法が考えられるが、従来法では、第2図(B)で説明
したように、ゲート酸化膜形成のための酸化膜をそのま
ま用いているため、この酸化膜を厚くすると、第2図(
F)の工程で説明したソース/ドレイン層相の低濃度不
純物領域38の形成のためのイオン注入で、As(ヒ素
)やB(ボロン)のイオンが注入されない欠点がある。
As a first countermeasure, it is possible to increase the thickness dt of the oxide film 32, but in the conventional method, as explained in FIG. 2(B), the oxide film for forming the gate oxide film is used as is. Therefore, if this oxide film is made thicker, the result shown in Figure 2 (
There is a drawback that As (arsenic) and B (boron) ions are not implanted in the ion implantation for forming the low concentration impurity region 38 of the source/drain layer phase described in step F).

また、第二の対策として、エミッタ電極のへ−ス層に対
向する面積を小ざくする方法もあるが、この方法である
と、マスク合せ時の合わせずれマージンW3を小さくす
るか或いは無くすしかなく、このW3を小ざくすると、
合わせずれでエミッタ層を形成することが出来なくなる
という欠点がある。
In addition, as a second countermeasure, there is a method of reducing the area of the emitter electrode facing the base layer, but with this method, there is no choice but to reduce or eliminate the misalignment margin W3 during mask alignment. , if we break down this W3, we get
There is a drawback that the emitter layer cannot be formed due to misalignment.

さらに、上述した(1)式の第2項のベース時定数T、
もバイポーラトランジスタの高速動作に大きく影響する
。このτゎは、W8をベース層のベース幅とし、nをベ
ース層内の少数キャリア分布に依存する定数とし、D、
をベース層内の少数キャリアの拡散定数とすると、 τe+=Ws2/nDs   ”’(5)で与えられる
ことが知られいる。一般に、W6は電流増幅率を一定と
した場合、ベース層の深さに依存しで狭くなるので、(
5)式より、W8が狭くなれば二乗の間係でFTが大と
なって高速動作が可能となることが理解出来る。ところ
が、上述した従来の8iCMO3半導体装置の製造方法
によれば、第2図(B)で説明したように、MOSゲー
ト電極34(第2図(C)の工程で゛形成)の形成より
前の工程でベース拡散領域28を設けているので、その
後の所要の熱処理工程によって、当初のベース拡散層2
8の拡散の深さ0.4umから不純物が拡散してその領
域が拡大するためベース層68の深さは最終的には0.
6um程度となる。
Furthermore, the base time constant T of the second term of equation (1) above,
also has a large effect on the high-speed operation of bipolar transistors. This τゎ is defined as D, where W8 is the base width of the base layer, n is a constant depending on the minority carrier distribution in the base layer,
It is known that if is the diffusion constant of minority carriers in the base layer, it is given by τe+=Ws2/nDs'' (5).Generally, W6 is the depth of the base layer when the current amplification factor is constant. Since it becomes narrow depending on (
From equation 5), it can be understood that if W8 becomes narrower, FT becomes larger due to the squared ratio, and high-speed operation becomes possible. However, according to the conventional manufacturing method of the 8i CMO3 semiconductor device described above, as explained in FIG. 2(B), the MOS gate electrode 34 (formed in the process of FIG. Since the base diffusion region 28 is provided in the process, the original base diffusion layer 2 can be replaced by the subsequent heat treatment process.
Since the impurity diffuses from the diffusion depth 0.4 um of No. 8 and the region expands, the depth of the base layer 68 is finally 0.4 um.
It will be about 6um.

このような、従来方法で得られたB i 0MO3のバ
イポーラトランジスタのFT  IE特牲(遮断周波数
−エミッタ電流特性)の実験結果を、横軸にエミッタ電
極IE (mA単位)及び縦軸に遮断周波数FT(GH
2単位)をプロットしで示した第5図に、曲線■で示す
、この図からも理解出来るように、この拡散の深さの拡
大によっても連断周波数F、が4,5GHz程度のバイ
ポーラトランジスタしか得られないどう問題点があった
The experimental results of the FT IE characteristics (cutoff frequency-emitter current characteristics) of the B i 0 MO3 bipolar transistor obtained by the conventional method are plotted with the emitter electrode IE (in mA unit) on the horizontal axis and the cutoff frequency on the vertical axis. FT(GH
2 units) is plotted in Figure 5, which is shown by the curve ■.As can be understood from this figure, even by increasing the depth of this diffusion, the bipolar transistor with a continuous frequency F of about 4.5 GHz can be There was a problem that I could only get it.

また、上述した文献IIにも開示されているように、8
iCMO3構造のデバイスを用いたB1CMOSゲート
アレイ等は2人力NAND7aどの回路形成素子をバイ
ポーラトランジスタとMOSトランジスクとの複合回路
で構成することが多く、第6図に示すように、日タイプ
、Nタイプ及びDタイプのいずれの8iCMO8論理ゲ
ートを用いでも、最終段のバイポーラトランジスタのベ
ース電流を駆動するのはMOSトランジスタである。
In addition, as disclosed in the above-mentioned document II, 8
B1CMOS gate arrays etc. using devices with iCMO3 structure are often composed of circuit forming elements such as two-power NAND7a with a composite circuit of bipolar transistors and MOS transistors, and as shown in Figure 6, there are three types: day type, N type, and No matter which D-type 8iCMO8 logic gate is used, it is the MOS transistor that drives the base current of the final stage bipolar transistor.

MOSトランジスタはその駆動能力が小さいので、バイ
ポーラトランジスタのスイッチングの立ち上がり時に微
小電流しが供給出来ず、従って、バイポーラトランジス
タの低電流域での遮断周波数FTが高いほどスイ・ンチ
ングが速くなる。このような観点からも、低エミッタ電
流vA域でより高い遮断周波数F。であることが望まれ
でいる。
Since the MOS transistor has a small driving ability, it cannot supply a small amount of current at the start of switching of the bipolar transistor. Therefore, the higher the cutoff frequency FT of the bipolar transistor in the low current range, the faster the switching becomes. From this point of view, the cutoff frequency F is higher in the low emitter current vA region. It is hoped that this will be the case.

次に、問題点■について説明する。Next, problem (2) will be explained.

既に説明した通り、MOSデバイスをLDD構造とする
ためゲート電極にサイドウオールを設ける。上述した従
来の方法では、第2図(C)〜第2図(E)で説明した
ように、ゲート電極34の形成後、CVD膜例えばPS
G膜4oをウェハ全面上に一旦設けてから日IEエツチ
ングによってこのPSG膜4oの異方性エツチングを行
っている。ところが、ウェハ全面に亙り一様な厚み(通
常1.t 4000 A 程a ) T: i::、 
(7) P S G M 401設けるが、同一のウェ
ハの中心部側と端縁部側とでは厚みに3〜5%のバラツ
キが生じてしまう。
As already explained, a sidewall is provided on the gate electrode in order to make the MOS device have an LDD structure. In the conventional method described above, as explained in FIGS. 2(C) to 2(E), after forming the gate electrode 34, a CVD film such as PS
After the G film 4o is once provided on the entire surface of the wafer, the PSG film 4o is anisotropically etched by IE etching. However, the thickness is uniform over the entire surface of the wafer (usually about 1.t 4000 A) T: i::,
(7) Although P SGM 401 is provided, the thickness varies by 3 to 5% between the center side and the edge side of the same wafer.

また、各ウェハ間でもその程度の厚みのバラツキが生じ
る。一方、RIEエツチングレートも同一ウェバ内はも
とより、異なるウェハ間で3〜10%程度のバラツキが
生じる。このRIEエツチングで複数枚のシリコンウェ
ハを同時に適当な時間にわたりエツチングした時のエツ
チング量のバラツキの状態を第7図に示す、同図におい
て、横軸に度数をとり、縦軸にエツチング量をとって示
しである。この実験結果から、ウェハのエツチング量は
数Aから最大200Aに達しでいることが理解出来る。
In addition, the same degree of variation in thickness occurs between each wafer. On the other hand, the RIE etching rate also varies by about 3 to 10% not only within the same wafer but also between different wafers. Figure 7 shows the variation in the amount of etching when multiple silicon wafers are simultaneously etched for an appropriate period of time using RIE etching. In the figure, the horizontal axis represents the frequency and the vertical axis represents the etching amount. This is an indication. From this experimental result, it can be seen that the etching amount of the wafer ranges from several amps to a maximum of 200 amps.

ところで、例えば4000Aの膜厚のCVD膜(第2図
(D)に示す絶縁膜であるPSG膜40等)がサイドウ
オール42及び44の部分を除きウェハの両MOSトラ
ンジスタ用区域22及び24の上に残存すると、後工程
で形成するイオン注入の際のブ0テクト酸化膜48及び
50(第2図(F))にバラツキが生じてしまう、その
結果、高濃度不純物領域58及び60の深さにもバラツ
キが生じてしまうため、MOSFETの特性にも影響し
てしまう、このような事態を回避するため、通常は、R
IEエツチング時間を制御している。しかしながら、仮
に±5%の成膜のバラツキがあるとすると、サイドウオ
ール以外にはウェハ上に残存させないようにエツチング
するためには、PSG膜40の最大膜厚が420OAで
あるとして標準エツチング時間にその10%〜30%の
オーバーエッチジグ時間を追加する必要がある0M0S
トランジスタ用区域22及び24でのPSG膜40の最
大膜厚が420OAであるし、バイポーラトランジスタ
用区域20でのPSG40の膜厚が最小の380OAで
あるとすると、第2図(E)の工程で、ベース拡散領域
2日の表面が40OAエツチング除去される恐れがあり
、結果として第2図(J)の最終のベース層68の深ざ
が0.56umとなってしまう、このように、同一ウェ
ハ間はもとより、同時処理される異なるウェハ間におい
で、この区t420のPSG膜4゜が最大膜厚4200
Aである場合には拡散深さは0.6umであるのに対し
、最小膜厚が380OA(7)4合に1.tt’れよ’
)も0.04um (400A)も深くなり、そのバラ
ツキは7%にも達する。
By the way, for example, a CVD film (such as the PSG film 40 which is an insulating film shown in FIG. 2(D)) with a film thickness of 4000 A is deposited on both the MOS transistor areas 22 and 24 of the wafer except for the sidewalls 42 and 44. If the doped oxide films 48 and 50 (FIG. 2(F)) remain in the ion implantation process in the subsequent process, variations will occur.As a result, the depths of the high concentration impurity regions 58 and 60 will vary. In order to avoid this situation, it is normal to set R
Controls IE etching time. However, assuming that there is a variation in film formation of ±5%, in order to etch the film so that it does not remain on the wafer except for the sidewalls, the maximum film thickness of the PSG film 40 is 420 OA, and the standard etching time is 0M0S that 10%~30% overetch jig time needs to be added
Assuming that the maximum film thickness of the PSG film 40 in the transistor areas 22 and 24 is 420 OA, and the minimum film thickness of the PSG film 40 in the bipolar transistor area 20 is 380 OA, the process of FIG. 2(E) , the surface of the base diffusion region 2 days may be etched away by 40 OA, resulting in a depth of 0.56 um for the final base layer 68 in FIG. 2(J). The PSG film 4° in this section t420 has a maximum film thickness of 4200 mm between different wafers that are processed simultaneously.
In the case of A, the diffusion depth is 0.6 um, whereas the minimum film thickness is 380 OA (7) 1. tt'Reyo'
) also becomes deeper by 0.04 um (400A), and the variation reaches 7%.

ところで、周知の通り、エミッタ接地の電流増幅率はベ
ース幅W8及びベース層内の総ボール数に強く依存しで
おり、また、このベース幅w0はエミッタ電極56のエ
ミッタ層74との接触部分の直下の、エミッタ層74と
ベース層68との接合境界と、ベース層68とコレクタ
層8oとの接合境界との間のウェハ面に垂直な距離に対
応するので、 W8=(ベースの深さ)−(エミッタの深さ)で与えら
れる。既に述べたように通常はエミッタ層の深さを0.
3μmとしているので、上述したPSG膜40の最大膜
厚では、ベース幅w81は0.3umとなり、一方、最
小膜厚ではベース幅W +12は0.24umとなるた
め、W s 2 / W a + =0.8従って20
%もバラツクことになる。ペース層68内においては、
ホールキャリアがエミッタ層74側に偏在して分布する
ため、ベース幅Wllがわずかに変っても、エミッタ接
地の電流増幅率も大きくバラツクこととなる。
By the way, as is well known, the current amplification factor of emitter grounding strongly depends on the base width W8 and the total number of balls in the base layer, and this base width w0 is determined by the width of the emitter electrode 56 in contact with the emitter layer 74. Since it corresponds to the distance perpendicular to the wafer surface between the junction boundary between the emitter layer 74 and the base layer 68 directly below and the junction boundary between the base layer 68 and the collector layer 8o, W8=(base depth) −(emitter depth). As already mentioned, the depth of the emitter layer is usually set to 0.
Since it is 3 μm, at the maximum thickness of the PSG film 40 mentioned above, the base width w81 is 0.3 μm, while at the minimum thickness, the base width W +12 is 0.24 μm, so W s 2 / W a + =0.8 therefore 20
% will also vary. Within the pace layer 68,
Since hole carriers are unevenly distributed on the emitter layer 74 side, even if the base width Wll changes slightly, the current amplification factor of the grounded emitter will also vary greatly.

第8図は、この電流増幅率のバラツキの様子を示す図で
あり、縦軸に電流増幅率を示しである。
FIG. 8 is a diagram showing variations in the current amplification factor, and the vertical axis indicates the current amplification factor.

このような電流増幅率のバラツキがあるため、8iCM
O3のLSIの収率が低下する。
Because of this variation in current amplification factor, 8iCM
The yield of O3 LSI decreases.

そこで、この発明の目的は、MoSトランジスタのゲー
ト電極にサイドウオールを形成するためのRIEエツチ
ングによってバイポーラトランジスタ用区域のベース拡
散領域がエツチングされる恐れがなく、また、MOSト
ランジスタのソース/ドレイン領域の形成のためのイオ
ン注入を確実に行い得、しかも、エミッタ電極とベース
層との対向間隔を従来よりも大となるように形成し、よ
って高速動作可能で収率の優れた半導体装置、好ましく
はBiCMO3半導体装M半導体装約8得造方法を提供
することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to prevent the base diffusion region of the bipolar transistor area from being etched by RIE etching for forming a sidewall on the gate electrode of the MoS transistor, and to prevent the base diffusion region of the bipolar transistor area from being etched. A semiconductor device, preferably, in which ion implantation for formation can be performed reliably, and in which the facing distance between an emitter electrode and a base layer is formed to be larger than before, and which can operate at high speed and has an excellent yield. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a BiCMO3 semiconductor device.

(課題を解決するための手段) この目的の達成を図るため、この発明においては、シリ
コンのウェハにバイポーラトランジスタとサイドウオー
ル付きゲート電極を有しLDD構造のMOSトランジス
タとを具える半導体装Mを製造するに当り、次の3通り
の方法がある。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve this object, the present invention provides a semiconductor device M comprising a bipolar transistor and an LDD structure MOS transistor having a gate electrode with a side wall on a silicon wafer. There are three methods for manufacturing:

第1の方法においては、 ウェハのバイポーラトランジスタ用区域のコレクタ領域
にベース拡散領域を形成する第一工程と、 ウェハのMOSトランジスタ用区域上にゲート電極をそ
れぞれ形成する第二工程と、 このMOSトランジスタ用区域に、第二工程で作られた
ゲート電極をマスクとして用いてイオン注入を行い、低
濃度不純物領vtを形成する第三工程と、 第五工程で得られた構造体の上側全面にサイドウオール
形成材料層を設けた復、少なくとも篤−工程で形成した
ベース拡散領域の一部分に対応する当該サイドウオール
形成材料層上にマスクパターンを設け、その後に、RI
Eエツチング技術を利用して両ゲート電極にサイドウオ
ールを形成すると共に、当該マスクパターンに対応した
サイドウオール形成材料の層パターンを形成する第四工
程と、 少なくともMOSトランジスタ用区域の面上に保護膜を
設けた後、この層パターンに、下地のベース拡散層をエ
ツチングしないようにして、コンタクトホールを設け、
この層パ ターン上に当該コンタクトホールを経てベース拡散領域
と接触するエミッタ拡散源兼用のエミッタ電極を形成す
る第五工程と、 MOSトランジスタ用区域に、サイドウオール付きゲー
ト電極をマスクとして用いてイオン注入を行って、高濃
度不純物領域を形成する第六工程と、 この第六工程で得られた構造体に対して熱処理を行って
、第五工程で形成したエミッタ拡散源からの不純物拡散
によって上述のベース拡散領域中にエミッタ層を、コレ
クタ領域でコレクタ層を及び前述の低濃度及び高濃度不
純物領域でLDD構造のソース/ドレイン層をそれぞれ
形成する第七工程と を含むことを特徴とする。
The first method includes a first step of forming a base diffusion region in the collector region of the bipolar transistor area of the wafer, a second step of forming a gate electrode on the MOS transistor area of the wafer, and the MOS transistor. In the third step, ions are implanted into the target area using the gate electrode made in the second step as a mask to form a low concentration impurity region vt. After providing the wall forming material layer, a mask pattern is provided on the side wall forming material layer corresponding to at least a portion of the base diffusion region formed in the deep step, and then RI is applied.
A fourth step of forming sidewalls on both gate electrodes using E-etching technology and forming a layer pattern of sidewall forming material corresponding to the mask pattern, and forming a protective film on at least the surface of the MOS transistor area. After forming a contact hole in this layer pattern without etching the underlying base diffusion layer,
A fifth step is to form an emitter electrode that also serves as an emitter diffusion source and contacts the base diffusion region through the contact hole on this layer pattern, and ion implantation is performed in the MOS transistor area using the gate electrode with sidewalls as a mask. The structure obtained in the sixth step is heat-treated, and the above-mentioned base is formed by diffusion of impurities from the emitter diffusion source formed in the fifth step. The present invention is characterized in that it includes a seventh step of forming an emitter layer in the diffusion region, a collector layer in the collector region, and a source/drain layer of an LDD structure in the low-concentration and high-concentration impurity regions.

第2の方法においては、 ウェハの少なくともバイポーラトランジスタ用区域上に
後工程で行われるサイドウオール形成のためのRIEエ
ツチングで残存する厚みが、別の後工程で形成されるゲ
ート酸化膜の厚みよりも厚くなる膜厚で、絶縁性を有す
る層を設けた後、該区域のコレクタ領域にベース拡散領
域を形成する第一工程と、 少なくともこのベース拡散領域の一部分上に、前記絶縁
性を有する層のパターニングを行って層パターンを形成
する第二工程と、 ウェハのMOSトランジスタ用区域上にゲート酸化Sを
介してゲート電極をそれぞれ形成する第三工程と、 このMOSトランジスタ用区域に、第三工程で作られた
ゲート電極をマスクとして用いてイオン注入を行い、低
濃度不純物領域を形成する第四工程と、 RIEエツチング技術を利用して両ゲート電極にサイド
ウオールを形成する第五工程と、少なくともMOSトラ
ンジスタ用区域の面上に保護膜を設けた後、この第五工
程におけるRIEエツチングによって層パターンが部分
的にエツチングされて残存している層パクーンfこ、下
地のベース拡散領域をエツチングしないようにして、コ
ンタクトホールを設け、その後、この層パターン上に当
該コンタクトホールを経てベース拡散領域と接触するエ
ミッタ拡散源兼用のエミ・シタ電極を形成する第六工程
と、 MOSトランジスタ用区域に、サイドウオール付きゲー
ト電極をマスクとして用いてイオン注入を行って、高濃
度不純物領域を形成する第七工程と、 この第七工程で得られた構造体に対して熱処理を行って
、第五工程で形成したエミッタ拡散源からのイオン拡散
によって上述のベース拡散領域中にエミッタ層を、コレ
クタ領域でコレクク層を及び前述の低濃度及び高濃度不
純物領域でLDD構造のソース/ドレイン層を形成する
第八工程とを含むことを特徴とする。
In the second method, the thickness remaining from the subsequent RIE etching for sidewall formation on at least the bipolar transistor area of the wafer is greater than the thickness of the gate oxide layer formed in another subsequent step. a first step of forming a base diffusion region in the collector region of the region after providing an insulating layer with increasing film thickness; a second step of patterning to form a layer pattern; a third step of respectively forming gate electrodes via gate oxidation S on the MOS transistor area of the wafer; A fourth step of performing ion implantation using the created gate electrode as a mask to form a low concentration impurity region, a fifth step of forming sidewalls on both gate electrodes using RIE etching technology, and at least a MOS After the protective film is provided on the surface of the transistor area, the layer pattern is partially etched by the RIE etching in this fifth step, and the remaining layer pattern is removed, so that the underlying base diffusion region is not etched. A sixth step is to form a contact hole on this layer pattern, and then form an emitter/sitter electrode that also serves as an emitter diffusion source and contacts the base diffusion region through the contact hole, and a sidewall is formed in the MOS transistor area. The seventh step is to perform ion implantation using the attached gate electrode as a mask to form a high concentration impurity region, and the fifth step is to perform heat treatment on the structure obtained in this seventh step. an eighth step of forming an emitter layer in the base diffusion region, a collector layer in the collector region, and a source/drain layer of an LDD structure in the low concentration and high concentration impurity regions by ion diffusion from the emitter diffusion source; It is characterized by including.

さらに、第3の方法においては、 ウェハのバイポーラトランジスタ用区域のコレクタ領域
内に後工程で形成されるべきベース拡散領域の形成予定
領域の少なくとも一部分上に、別の後工程で行われるサ
イドウオール形成のためのRIEエツチングで残存する
厚みが、さらに別の後工程で形成されるゲート酸化膜の
厚みよりも厚くなる膜厚で、絶縁性を有する層パターン
を形成する第一工程と、 ウェハのNMO3及びPMOSトランジスタ用区域上に
ゲート酸化膜を介してゲート電極をそれぞれ形成する第
二工程と、 このNMOSMOSトランジスタ用区域二工程で作られ
たゲート電極をマスクとして用いてイオン注入を行い、
低濃度不純物領域を形成する第三工程と、 FIIEエツチング技術を利用して両ゲート電極にサイ
ドウオールを形成する第四工程と、この第四工程におけ
る日IEエツチングによって前述の層パターンが部分的
にエツチングされて残存している層パターンを有する、
バイポーラトランジスタ用区域のコレクタ領域に、ベー
ス拡散領域を形成する第五工程と、 少なくともNMO5及びPMOSMOSトランジスタ用
区域に保護膜を設けた後、NMO8)−ランジスク用区
域にサイドウオール付きゲート電極をマスクとして用い
てイオン注入を行って、高濃度不純物領域を形成する第
六工程と、 この層パターンに、下地のベース拡散領域をエツチング
しないようにして、コンタクトホールを設け、その後、
この層パターン上に当該コンタクトホールを経てベース
拡散領域と接触するエミッタ拡散源兼用のエミッタ電極
を形成する第七工程と、 PMOSトランジスタ用区域に、サイドウオール付ゲー
ト電極をマスクとして用いてイオン注入を行って、高濃
度な不純物領域を形成する第八工程と、 この第八工程で得られた構造体に対して熱処理を行って
、第六工程で形成したエミッタ拡散源からのイオン拡散
によって前述のベース拡散領域中にエミッタ層を、コレ
クタ領域でコレクク層を及び前述の低濃度及び高濃度不
純物領域でLDD構造のソース/ドレイン層を形成する
第九工程とを含むことを特徴とする。
Furthermore, in the third method, a sidewall is formed in a separate post-process on at least a portion of a region where a base diffusion region is to be formed in a post-process in a collector region of a bipolar transistor area of the wafer. A first step of forming an insulating layer pattern with a thickness that remains after the RIE etching for the wafer is thicker than the thickness of the gate oxide film formed in another subsequent step; and a second step of forming a gate electrode on the PMOS transistor area via a gate oxide film, and performing ion implantation using the gate electrode formed in the second step of the NMOS transistor area as a mask,
The third step is to form a low concentration impurity region, the fourth step is to form sidewalls on both gate electrodes using FIIE etching technology, and the layer pattern described above is partially removed by IE etching in this fourth step. having an etched remaining layer pattern;
A fifth step of forming a base diffusion region in the collector region of the bipolar transistor region, and after providing a protective film in at least the NMO5 and PMOSMOS transistor regions, a gate electrode with a sidewall is used as a mask in the NMO8)-randisk region. The sixth step is to form a highly concentrated impurity region by performing ion implantation using the etching method.A contact hole is formed in this layer pattern without etching the underlying base diffusion region, and then,
A seventh step is to form an emitter electrode that also serves as an emitter diffusion source and contacts the base diffusion region through the contact hole on this layer pattern, and ion implantation is performed in the PMOS transistor area using the gate electrode with sidewalls as a mask. The structure obtained in the eighth step is heat-treated, and the above-mentioned structure is formed by ion diffusion from the emitter diffusion source formed in the sixth step. The present invention is characterized in that it includes a ninth step of forming an emitter layer in the base diffusion region, a collector layer in the collector region, and a source/drain layer of the LDD structure in the aforementioned low concentration and high concentration impurity regions.

(作用) この発明の第1の方法によれば、第四工程でサイドウオ
ールを形成するためのRIEエツチングを利用してベー
ス拡散領域上にサイドウオール形成材料の層パターンを
形成する。そして、その徒の第五工程で、MoSトラン
ジスタ用区域に保護膜を設けた後、この層パターンにコ
ンククトホールを設けてエミッタ電極を形成する。その
後の第六工程で、MOSトランジスク用の高濃度不純物
領域をイオン注入法で形成する。
(Operation) According to the first method of the present invention, in the fourth step, a layer pattern of the sidewall forming material is formed on the base diffusion region using RIE etching for forming the sidewall. Then, in a fifth step, a protective film is provided in the area for the MoS transistor, and then a concrete hole is provided in this layer pattern to form an emitter electrode. In the subsequent sixth step, a high concentration impurity region for a MOS transistor is formed by ion implantation.

この第1の方法1こよれば、サイドウオール形成のため
のRIEエツチング時にはベース拡散領域中の、少なく
ともエミッタ層が形成されるべき領域にサイドウオール
形成材料層が層パターンとして部分的に残存するので、
このエミッタ層が形成されるべき領域が工・ンチングさ
れることが無い。
According to this first method 1, during RIE etching for sidewall formation, the sidewall forming material layer partially remains as a layer pattern in at least the region where the emitter layer is to be formed in the base diffusion region. ,
The region where the emitter layer is to be formed is not etched.

しかも、この層パターンは、少なくともゲート酸化膜よ
りも膜厚が大であるため、エミッタ電極とベース層との
間の客■が小ざくなる。また、この層パターンとは膜厚
の異なる薄い保護膜を後工程で形成するので、MO3素
子用区域でのイオン注入に支障を来たさない。
Moreover, since this layer pattern is thicker than at least the gate oxide film, the gap between the emitter electrode and the base layer becomes smaller. Furthermore, since a thin protective film having a thickness different from that of this layer pattern is formed in a subsequent step, ion implantation in the MO3 element area will not be hindered.

また、第2の方法によれば、第一工程で、少なくともバ
イポーラトランジスタ用区域に、サイドウオール形成の
ためのRIE工・ンチングを行ってもゲート酸化膜より
も厚い膜厚で残存する、絶縁性を有する層8設けた後、
この層を介してベース拡散領域を形成する。その後、第
二工程で、この層をエツチングして層パターンを形成す
る。その後、第三工程で、ゲート酸化膜を設けてからゲ
ート電極を形成し、その後の第五工程で、サイドウオー
ルを形成する。そして、第六工程でMOSトランジスタ
用区域に保護層を設けた後、この層パターシにコンタク
トホールを設けてエミッタ電極を形成する。その後の第
七工程で、イオン注入でMO3t−ランジスタ用の高濃
度不純物領域を形成する。
Further, according to the second method, in the first step, even if RIE processing/etching is performed for sidewall formation at least in the bipolar transistor area, an insulating film that remains with a thickness thicker than the gate oxide film is formed. After providing layer 8 having
A base diffusion region is formed through this layer. Then, in a second step, this layer is etched to form a layer pattern. Thereafter, in a third step, a gate oxide film is provided and then a gate electrode is formed, and in a subsequent fifth step, sidewalls are formed. Then, in the sixth step, after providing a protective layer in the MOS transistor area, a contact hole is provided in this layer pattern to form an emitter electrode. In the subsequent seventh step, a high concentration impurity region for the MO3t transistor is formed by ion implantation.

この第2の方法によれば、サイドウオール形成のための
RIEエッチジグ時にはベース拡散領域中の、少なくと
もエミッタ層が形成されるべき領域にゲート酸化膜より
も厚い膜厚の、絶縁性を有する層パターンが形成されて
いるので、このエミッタ層が形成されるべき領域がエツ
チングされることが無い、また、サイドウオールの電極
形成後、層パターンとは異なる、MoSトランジスタ形
成可能な薄い保護膜を形成しているので、M○Sトラン
ジスタの形成のためのイオン注入に支障を来たさない、
また層パターンは、少なくともゲート酸化膜よりも膜厚
が大であるため、エミッタ電極とベース層との間の容量
が小さくなる。
According to this second method, during the RIE etching jig for sidewall formation, an insulating layer pattern with a thickness thicker than the gate oxide film is formed in at least the region where the emitter layer is to be formed in the base diffusion region. is formed, so that the region where the emitter layer is to be formed will not be etched.Furthermore, after forming the sidewall electrode, a thin protective film different from the layer pattern and capable of forming a MoS transistor is formed. Therefore, it does not interfere with ion implantation for forming M○S transistors.
Furthermore, since the layer pattern is thicker than at least the gate oxide film, the capacitance between the emitter electrode and the base layer is reduced.

さらに、第3の方法によれば、第一工程で、少なくとも
バイポーラトランジスタ用区域に、サイドウオール形成
のためのRIEエツチングを行ってもゲート酸化膜より
も厚い膜厚で残存する、絶縁性を有する層を設け、その
俊にこの層をエツチングして層パターンを形成する。そ
の徒、第二工程で、ゲート酸化膜を設けてからゲート電
極を形成しする。その後、第四工程で、サイドウオール
を形成し、そして、第六工程でMOSトランジスタ用区
域に保護層を設けた後、イオン注入で高濃度不純物領域
を形成し、さらに、第七工程でこの層パターンにコンタ
クトホールを設けてエミッタ電極を形成する。
Furthermore, according to the third method, in the first step, at least the bipolar transistor area has an insulating property that remains thicker than the gate oxide film even if RIE etching is performed for forming sidewalls. A layer is provided and then etched to form a layer pattern. Therefore, in the second step, a gate oxide film is provided and then a gate electrode is formed. After that, in the fourth step, a sidewall is formed, and in the sixth step, a protective layer is provided in the area for the MOS transistor, and then a high concentration impurity region is formed by ion implantation, and further, in the seventh step, this layer is formed. A contact hole is provided in the pattern to form an emitter electrode.

この第3の方法によれば、サイドウオール形成のための
日IEエツチング時にはベース拡散領域中の、少なくと
もエミッタ層が形成されるべき領域にゲート酸化膜より
も厚い膜厚の、絶縁性を有する層バターシが形成されて
いるので、このエミッタ層が形成されるべき領域がエツ
チングされることが無い、また、サイドウオール形成後
、層パターンとは異なる、MoSトランジスタ形成可能
な薄い保護膜を形成しているので、MO3hラントラン
ジスタのためのイオン注入に支障を釆たざない、また、
層パクーンは、少なくともゲート酸化膜よりも膜厚が大
であるため、エミッタ電極とベース層との圓の容量が小
ざくなる。さらに、上述の保護膜の形成後にバイポーラ
素子用のベース拡散領域を形成しているので、ベース幅
を小さく出来る。
According to this third method, during the IE etching for sidewall formation, an insulating layer having a thickness thicker than the gate oxide film is formed in at least the region where the emitter layer is to be formed in the base diffusion region. Since the pattern is formed, the area where the emitter layer is to be formed will not be etched.Furthermore, after the sidewall is formed, a thin protective film different from the layer pattern and capable of forming a MoS transistor is formed. Therefore, it does not interfere with ion implantation for MO3h run transistors, and
Since the layer thickness is at least larger than the gate oxide film, the capacitance of the circle between the emitter electrode and the base layer becomes smaller. Furthermore, since the base diffusion region for the bipolar element is formed after the above-mentioned protective film is formed, the base width can be reduced.

(実施例) 以下、図面を参照しで、この発明の8iCMO8半導体
装冒の製造方法の好適実施例につき説明する。尚、図は
、この発明が理解出来る程度に、各構成成分の形状、寸
法及び配M間係を概略的に示しであるにすぎず、この発
明は図示例にのみ限定されるものではない。また、以下
説明する笑施例で挙げる諸条件は単なる好適例である。
(Embodiments) Hereinafter, preferred embodiments of the method for manufacturing an 8iCMO8 semiconductor device of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the figures merely schematically show the shapes, dimensions, and arrangement of each component to the extent that the present invention can be understood, and the present invention is not limited to the illustrated examples. Further, the various conditions listed in the examples described below are merely preferred examples.

従って、この発明はこれらの諸条件にのみ限定されるも
のではない、又、BiCMO3を構成する一組のトラン
ジスタに注目して説明する。
Therefore, the present invention is not limited only to these conditions, and will be described with attention to a set of transistors constituting BiCMO3.

1 和′ 法の 先ず、第1図(A)〜(N)!参照してこの発明の第1
の製造方法の好適実施例につき説明する。尚、図中、断
面を表わすハツチング等を一部省略しで示しである。
1 First of all, Figure 1 (A) to (N) of the sum' method! Reference is made to the first part of this invention.
A preferred embodiment of the manufacturing method will be described. In the drawings, hatchings and the like representing cross sections are partially omitted.

まず、ウェハ100を用意する。この実施例では、ウェ
ハ100として例えば比抵抗が1oΩ・cmのP型シリ
コシ基板自体102としても良いが、この実施例では、
第1図(A)に示すように、このP型シリコン基板10
2の(100)面上にエピタキシャル層104設けてな
る半導体本体にバイポーラトランジスタ用区域106、
NM○S及びPMO3I−ランジスク用区域108及び
110を画成済みのものをウェハ100とする。
First, a wafer 100 is prepared. In this embodiment, the wafer 100 may be, for example, a P-type silicon substrate 102 with a resistivity of 1 oΩ·cm, but in this embodiment,
As shown in FIG. 1(A), this P-type silicon substrate 10
A bipolar transistor area 106 in the semiconductor body formed by providing an epitaxial layer 104 on the (100) plane of 2;
The wafer 100 has areas 108 and 110 defined for NM○S and PMO3I-rundisks.

この例では、周知の通り、区域106及び110に相当
する基板102の領域にアンチモンsbをその表面から
深ざ5umまで拡散してシート抵抗20Ω/口のN十埋
込み層112を設け、その後にこの基板102の(10
0)面上に、比抵抗が1.0Ωcm及び膜厚が2.0u
mの、P型ボロン(B)ドープの工どタキシャル層10
4を設け、さらに、バイポーラトランジスタ用区域10
6及びPMOSトランジスタ用区域110の、それぞれ
埋込み層1.12の上側に連続させてエピタキシャル層
104の表面から2umの拡散深さで表面不純物濃度が
2X10”  イオン/ c m 3となるようにそれ
ぞれのトランジスタを形成ためのN領域114を設け、
その後、LOCO3法で膜厚7000A程度のフィール
ド酸化膜(ここではSin、膜)116を形成してこの
ウェハ100を得る。このN領域114は最終的にバイ
ポーラトランジスタのコレクタ層を構成するコレクタ領
域である。尚、以下の説明において、トランジスタを単
に素子と称する場合もある。
In this example, as is well known, in the regions of the substrate 102 corresponding to areas 106 and 110, antimony sb is diffused from the surface to a depth of 5 um to provide an N0 buried layer 112 with a sheet resistance of 20 Ω/hole, and then this (10
0) On the surface, the specific resistance is 1.0Ωcm and the film thickness is 2.0u.
m, P-type boron (B) doped engineered taxial layer 10
4 and further includes a bipolar transistor area 10
6 and PMOS transistor area 110, respectively, continuously above the buried layer 1.12 such that the surface impurity concentration is 2×10” ions/cm3 at a diffusion depth of 2 um from the surface of the epitaxial layer 104. An N region 114 for forming a transistor is provided,
Thereafter, a field oxide film (here, a Si film) 116 having a thickness of about 7000 Å is formed by the LOCO3 method to obtain the wafer 100. This N region 114 is a collector region that will ultimately constitute the collector layer of the bipolar transistor. Note that in the following description, a transistor may be simply referred to as an element.

この実施例の第一工程においては、従来と同様にしで、
このウェハ100のバイポーラトランジスタ用区域10
6のコレクタ領域114の一部分にベース拡散領域11
8を形成する。このベース拡散領域118は、従来の任
意好適な方法でP型不純物イオン例えばB◆をコレクタ
領域の一部分に加速電圧100に、evでイオン注入し
た後、熱処理を行って拡散させで、その部分をP型に変
えて形成する。その拡散の深さを0.4umとし及び表
面不純物濃度を5X10”イオン/cm3とする。この
状態を第1図(B)に示す。
In the first step of this example, as in the conventional case,
Area 10 for bipolar transistors of this wafer 100
The base diffusion region 11 is located in a part of the collector region 114 of 6.
form 8. The base diffusion region 118 is formed by implanting P-type impurity ions, for example, B◆, into a part of the collector region at an acceleration voltage of 100 ev using any suitable conventional method, and then performing heat treatment to diffuse the region. Change to P type and form. The diffusion depth is set to 0.4 um and the surface impurity concentration is set to 5 x 10'' ions/cm3. This state is shown in FIG. 1(B).

次に、第二工程で、従来と同様に、ウェハ1゜OのNM
O3及びPMOSトランジスタ用区域108及び110
上にゲート電極をそれぞれ形成する。このため、先ずウ
ェハ100の露出面を熱酸化処理するか、又は適当な技
術を用いて20OA程度のゲート絶縁膜(この場合には
S i O2の酸化膜)12oを形成する(第1図(C
))。
Next, in the second step, as in the conventional method, the NM of 1°O of the wafer
Areas 108 and 110 for O3 and PMOS transistors
A gate electrode is formed thereon. For this purpose, first, the exposed surface of the wafer 100 is thermally oxidized or a gate insulating film (in this case, an oxide film of SiO2) 12o of about 20 OA is formed using a suitable technique (see FIG. C
)).

続いて、ゲート絶縁膜120の上側のウェハ全面にわた
り、減圧CVD法によってポリシリコン膜(図示せず)
を400OAの膜厚で一旦成長させ、続いて、周知のフ
ォトリン・エラ、チング技術を用いて、N及びPMOS
トランジスタのゲート電極122及び124をそれぞれ
形成する。このようにして得られた構造体を第1図(D
)に示す。
Subsequently, a polysilicon film (not shown) is formed over the entire wafer surface above the gate insulating film 120 by low pressure CVD.
was grown to a film thickness of 400 OA, and then N and PMOS were grown using the well-known photorin etching technology.
Gate electrodes 122 and 124 of the transistors are formed, respectively. The structure thus obtained is shown in Figure 1 (D
).

次の第三工程においで、従来と同様にして、NMO3)
−ランジスタのソース/ドレイン層形成のための低濃度
不純物領域126をセルファライン技術で形成する。そ
のため、このNMOsトランジスタ用区域108に、第
二工程で作られたゲート電極122をマスクとして、A
sイオンの注入を行って、N−不純物領域(ソース/ド
レイン領域)を形成する。
In the next third step, in the same way as before, NMO3)
- Form low concentration impurity regions 126 for forming transistor source/drain layers using self-line technology. Therefore, in this NMOS transistor area 108, using the gate electrode 122 made in the second step as a mask,
S ions are implanted to form N- impurity regions (source/drain regions).

この領域126のウェハ面からの拡散の深さを0.2u
mとし、その表面不純物濃度を4×1Q18  イオン
/ c m 3とする。このようにして低濃度不純物領
域]26が形成された構造体の様子を第1図(E)に示
す。
The diffusion depth of this region 126 from the wafer surface is set to 0.2u.
m, and its surface impurity concentration is 4×1Q18 ions/cm3. The state of the structure in which the low concentration impurity region] 26 is formed in this manner is shown in FIG. 1(E).

次に、第四工程においで、RIE (リアクティブ・イ
オン・エツチング)技術を利用して両ゲー上電極122
及び124にサイドウオールを形成すると共に、バイポ
ーラトランジスタ用区域106のベース拡散領域118
上にサイドウオール形成材料の層パターン128(後述
の第1図(H)に示す、)を形成する。
Next, in the fourth step, the upper electrodes 122 of both gates are etched using RIE (reactive ion etching) technology.
and 124 as well as the base diffusion region 118 of the bipolar transistor area 106.
A layer pattern 128 (shown in FIG. 1H, which will be described later) of a sidewall forming material is formed thereon.

そのため、先ず、従来と同様に、第1図(D)で得られ
た構造体の上側全面に、CVD法で、例えばP2O5が
15重量%含まれているPSG膜をサイドウオール形成
材料層130として4000Aの厚みに成長させる(第
1図(F))。
Therefore, as in the past, first, as a sidewall forming material layer 130, a PSG film containing, for example, 15% by weight of P2O5 is coated on the entire upper surface of the structure obtained in FIG. 1(D) using the CVD method. It is grown to a thickness of 4000A (FIG. 1(F)).

続いて、この発明の実施例では、少なくとも第一工程で
形成したベース拡散領域118の一部分上であってしか
も後工程で形成されるべきエミッタ拡散層の上側に、サ
イドウオール形成材料層130の一部分を層パターンと
して残存させるため、この材料層130上の対応箇所に
適当な材料のレジストからなるマスクパターン132を
設ける(第1図(G))、このとき、この発明において
も、バイポーラトランジスタのベース層及びエミッタ電
極の形成の際の合わせずれ従ってアライメント精度を考
慮して、このレジストパターン132をエミッタ層のウ
ェハ面での領域よりもやや大きめに形成しておくのが好
適である。
Subsequently, in the embodiment of the present invention, a portion of the sidewall forming material layer 130 is formed on at least a portion of the base diffusion region 118 formed in the first step and above the emitter diffusion layer to be formed in a subsequent step. In order to remain as a layer pattern, a mask pattern 132 made of a resist of an appropriate material is provided at corresponding locations on this material layer 130 (FIG. 1(G)). At this time, also in this invention, the base of the bipolar transistor In consideration of misalignment during formation of layers and emitter electrodes, and thus alignment accuracy, it is preferable to form this resist pattern 132 to be slightly larger than the area of the emitter layer on the wafer surface.

その後に、サイドウオール材料層130に対してRIE
方で異方性工・νチシグを行って、両ゲート電極122
及び124にサイドウオール134及び136を形成す
ると共に、当該マスクパターン132に対応したサイド
ウオール形成材料、従ってこの実施例では、PSGの層
パターン128を形成する(第1図(H)’)、このエ
ツチングは下側のゲート絶縁膜120をもエツチングし
てウェハ100!エツチングストツパーとして用いる。
Thereafter, the sidewall material layer 130 is subjected to RIE.
On the other hand, anisotropic processing and ν titration are performed to form both gate electrodes 122.
and 124, and a layer pattern 128 of the sidewall forming material corresponding to the mask pattern 132, that is, PSG in this example (FIG. 1(H)'). The etching also etches the lower gate insulating film 120, and the wafer 100! Used as an etching stopper.

このようにして、バイポーラ素子用区域106には、下
側にエツチングされないで残存した絶縁膜120の部分
を有する層パクーン128が形成される。また、この工
・ンチングにより、バイポーラ素子用区域ではペースコ
シククト及びコレククコンタクトの両取り出し領域、両
MO5素子のソース/ドレイン形成領域に対応するウェ
ハ面が露出する。このようにして得られた構造体の様子
を第1図(H)に示す。
In this way, a layer cavity 128 is formed in the bipolar device area 106, with a portion of the insulating film 120 remaining unetched underneath. Further, due to this processing/etching, in the bipolar element area, the wafer surface corresponding to both the lead-out regions of the spacer contact and the collector contact, and the source/drain forming regions of both the MO5 elements is exposed. The appearance of the structure thus obtained is shown in FIG. 1(H).

次の第五工程にあいでは、バイポーラ素子用のエミッタ
拡散源兼用のエミッタ電極を形成する。
In the next fifth step, an emitter electrode that also serves as an emitter diffusion source for the bipolar element is formed.

そのため、先ず、バイポーラ素子用区域106ではエツ
チングスト・シバ膜として作用し、MO3素子用区tl
il 08及び110ではソース/ドレイン領域形成の
ためのイオン注入時の保護膜(ブOテクトS)として作
用する酸化膜138を、所要の領域が作り込まれている
ウェハ100の露出面に主として設ける。この酸化膜1
38は、第1図(H)に示す構造体を、ドライ酸素(0
2)雰囲気中で、950℃の温度で、30分間の熱処理
を行って、20OA程度の通常の膜厚に成長させで得る
。尚、この酸化膜はウェハの露出面の他にゲート電極1
22の表面にも成長する。この酸化膜138の形成後の
構造体の様子を第1図(I)に示す。
Therefore, first, the bipolar element area 106 acts as an etching resist film, and the MO3 element area tl
In ils 08 and 110, an oxide film 138, which acts as a protective film (BuOtect S) during ion implantation for forming source/drain regions, is mainly provided on the exposed surface of the wafer 100 in which the required regions are formed. . This oxide film 1
38, the structure shown in FIG. 1(H) was heated with dry oxygen (0
2) A heat treatment is performed in an atmosphere at a temperature of 950° C. for 30 minutes, and the film is grown to a normal film thickness of about 20 OA. Note that this oxide film covers not only the exposed surface of the wafer but also the gate electrode 1.
It also grows on the surface of 22. The state of the structure after the formation of this oxide film 138 is shown in FIG. 1(I).

この酸化膜138の形成後、この層パターン128に、
周知のフォトリソ技術を用い、下地のベース拡散領域1
18の面をエツチングしないように注意しながら、コン
タクトホール]40を設ける(第1図(J))。
After forming this oxide film 138, this layer pattern 128 has
Using well-known photolithography technology, base diffusion region 1
A contact hole 40 is formed, being careful not to etch the surface of 18 (FIG. 1(J)).

その後、ウェハ100の上側全面に、適当な電極材料を
用いて電極形成予備層142を形成する。この場合fこ
は、この予備層142をポリシリコン膜とするのが好適
である。このポリシリコン膜142を通常の減圧CVD
法て200OAの膜厚で成長させる。その場合、層パタ
ーン125に設けたコンタクトホール140にもベース
拡散領域118と接触するように、このポリシリコン膜
142を成長させる。その後、このポリシリコン膜14
2に対し、イオン注入法で、後述するエミッタ拡散領域
形成のための拡散源となるイオン例えばAsイオン!4
0KeVの加速電圧で2.0X10”イオン/ c m
 2のドーズ量で注入する。その結果得られた構造体を
第1図(K)に示す。
Thereafter, an electrode formation preliminary layer 142 is formed on the entire upper surface of the wafer 100 using a suitable electrode material. In this case, it is preferable that this preliminary layer 142 be a polysilicon film. This polysilicon film 142 is formed by normal low pressure CVD.
The film is grown to a film thickness of 200 OA. In that case, this polysilicon film 142 is grown so that it also contacts the base diffusion region 118 in the contact hole 140 provided in the layer pattern 125. After that, this polysilicon film 14
In contrast to 2, in the ion implantation method, ions, such as As ions, are used as a diffusion source for forming an emitter diffusion region, which will be described later. 4
2.0X10” ions/cm at 0KeV accelerating voltage
Implant at a dose of 2. The resulting structure is shown in FIG. 1(K).

続いて、このポリシリコン膜142を、周知フォトリソ
・エツチング技術を用いて、エミッタ拡散源を兼用する
、バイポーラ素子のエミッタ電極]44をパターニング
する(第1図(し))。
Subsequently, this polysilicon film 142 is patterned to form an emitter electrode 44 of a bipolar element, which also serves as an emitter diffusion source, using well-known photolithography and etching techniques (see FIG. 1).

次の第六工程において、NMO5及びPMOSトランジ
スタ用区域108及び110に、サイドウオール付きゲ
ート電極122及び124をマスクとして用いてイオン
注入をそれぞれ行って、主として高濃度不純物領域14
6.148及び150.1527:形成する。この場合
、このイオン注入は、NMO5とPMO3素子用区域で
は、別々に行う。先ず、この実施例では、適当な手法を
用いて、NMO3素子用区tl 108及びバイポーラ
素子用区t’i 106のコレクタコンタクト取り出し
予定領域に対して適当なイオン例えばAsイオンを40
KeVの加速電圧及び1.2X1016イオン/cm2
のドーズ量でイオン注入を行って、ソース/ドレイン領
域用の高濃度不純物領域146及び148とコレクタコ
ンタクト取り出し領域用の高濃度不純物領域154とを
形成する。
In the next sixth step, ion implantation is performed into the NMO5 and PMOS transistor regions 108 and 110, respectively, using the sidewalled gate electrodes 122 and 124 as masks, and mainly the high concentration impurity region 14 is implanted.
6.148 and 150.1527: Form. In this case, the ion implantation is performed separately in the areas for the NMO5 and PMO3 elements. First, in this embodiment, using an appropriate method, appropriate ions, for example, As ions, are applied at 40° C. to the regions where the collector contacts are to be taken out in the NMO3 element section tl 108 and the bipolar element section t'i 106.
Accelerating voltage of KeV and 1.2X1016 ions/cm2
Ion implantation is performed at a dose of 1 to form high concentration impurity regions 146 and 148 for source/drain regions and high concentration impurity region 154 for a collector contact extraction region.

続いて、PMO5素子用区域1]○及びバイポーラ素子
用区域106のベースコンタクト取り出し予定領域に対
して適当なイオン例えば8F2”?70KeVの加速電
圧及び1.2×1015イオン/Cm2のドーズ量でイ
オン注入を行って、ソース/ドレイン領域用の高濃度不
純物領域150及び]52とベースコンタクト取り出し
領域用の高濃度不純物領[156とを形成する。このよ
うな高濃度不純物領域を形成して得られた構造体の様子
を第1図(M)に示す。
Subsequently, suitable ions are applied to the base contact extraction area of the PMO5 element area 1]○ and the bipolar element area 106 at an accelerating voltage of 8F2''?70 KeV and a dose of 1.2 x 1015 ions/Cm2. Implantation is performed to form high concentration impurity regions 150 and 52 for source/drain regions and high concentration impurity regions 156 for base contact extraction regions. The appearance of the structure is shown in FIG. 1(M).

次に第七工程において、バイポーラ素子及び両MO3素
子の所要の層構造を完成する。このため、この第六工程
で得られた構造体の上側全面に通常の如く層間絶縁膜1
58を設ける。この層間絶縁膜158を、例えばCVD
法によってp2o、を20重量%含む、膜厚6000A
のPSG膜として設けるのが好適である。続いて、この
構造体全体! 900 ’Cの温度で、ウェット酸素(
02)雰囲気中で、3o分間にわたり熱処理を行って、
このPSG膜158をフローさせて表面の平坦化を行な
う、これと同時に、この熱処理によって、エミッタ電極
である拡散源]44からベース拡散領域118中にAs
不純物が拡散してこの領域の一部分が、ウェハ100の
表面から深さ0.3um程度のN型のエミッタUs敗層
160に変わり、また、このベース拡散領t’5+11
8はコレクタ領域]14中に拡散して当初の拡散の深さ
0.4umから0.6umへと拡がってベース層162
となり、また、コレクタ領域1]4もコレクタ層164
となり、さらに、高濃度不純物領域154及び156が
それぞれコレクタコンタクト取り出し領域166及びベ
ースコンタクト取り出し領域168となる。さらに、こ
の熱処理によって、NMOSトランジスタ用談1i10
8の低濃度及び高濃度不純物領域]20と146及び1
48とに同様に拡散により多少拡大し、よって、これら
領域でLDD構造のソース及びドレイン層170及び1
72となる。また、PMOSトランジスタ用区域110
の高濃度不純物領域150及び152も、同様に拡散に
より多少拡大して、ソース及びドレイン層174及び1
76となる。このようにして得られた構造体の様子を第
一図(N)に示す。
Next, in the seventh step, the required layer structures of the bipolar element and both MO3 elements are completed. Therefore, as usual, an interlayer insulating film is formed on the entire upper surface of the structure obtained in the sixth step.
58 is provided. This interlayer insulating film 158 is formed by, for example, CVD.
Film thickness 6000A containing 20% by weight of p2o by method
It is preferable to provide it as a PSG film. Next, this entire structure! At a temperature of 900'C, wet oxygen (
02) Perform heat treatment for 30 minutes in an atmosphere,
This PSG film 158 is flowed to planarize its surface, and at the same time, by this heat treatment, As is deposited from the diffusion source 44, which is the emitter electrode, into the base diffusion region 118.
The impurity is diffused and a part of this region turns into an N-type emitter us failure layer 160 with a depth of about 0.3 um from the surface of the wafer 100, and this base diffusion region t'5+11
8 is the collector region] 14 and expands from the initial diffusion depth of 0.4 um to 0.6 um to form the base layer 162.
In addition, the collector region 1]4 is also the collector layer 164
Further, the high concentration impurity regions 154 and 156 become a collector contact extraction region 166 and a base contact extraction region 168, respectively. Furthermore, by this heat treatment, the NMOS transistor 1i10
8 low concentration and high concentration impurity regions] 20, 146 and 1
48 are slightly enlarged by diffusion, so that the source and drain layers 170 and 1 of the LDD structure are formed in these regions.
It becomes 72. Also, the area 110 for PMOS transistor
Similarly, the high concentration impurity regions 150 and 152 are slightly expanded by diffusion, and the source and drain layers 174 and 1
It becomes 76. The appearance of the structure thus obtained is shown in FIG. 1 (N).

次に、図示せずも、周知の技術を用いて、それぞれの素
子の配線接続のための開口の形成、所要の電極の形成等
を経て、BiCMO3半導体装曹半導体装形成されるが
、その詳細な説明は省略する。
Next, although not shown in the drawings, a BiCMO3 semiconductor substrate is formed by forming openings for interconnection of each element, forming necessary electrodes, etc. using well-known techniques. Further explanation will be omitted.

この第1の方法によれば、サイドウオール134及13
6を形成するためのRIEエッチジグ時にはベース拡散
領域118中の、少なくともエミッタ層160が形成さ
れるべき領域にサイドウオール形成材料層130が層パ
ターン128として部分的に残存するので、このエミッ
タ層160が形成されるべき領域がエツチングされるこ
とが無い、しかも、この層パターン128は、少なくと
もゲート酸化膜120よりも膜厚が大であるため、エミ
ッタ電極144とベース層162との間の容量が小さく
なる。また、この層パターン128とは膜厚の異なる薄
い保護膜138を後工程で形成するので、MO5素子用
区域108.110でのイオン注入に支fi!!来たさ
ない。
According to this first method, the sidewalls 134 and 13
6, the sidewall forming material layer 130 partially remains as a layer pattern 128 in at least the region where the emitter layer 160 is to be formed in the base diffusion region 118. The region to be formed is not etched, and since the layer pattern 128 is thicker than at least the gate oxide film 120, the capacitance between the emitter electrode 144 and the base layer 162 is small. Become. In addition, since a thin protective film 138 having a different thickness from that of the layer pattern 128 is formed in a later process, ion implantation in the MO5 element area 108 and 110 can be easily performed. ! I won't come.

また、上述した実施例では、エミッタとベースのPN1
4合容量c容量、接合の深さ、キャリア濃度、その他の
条件が従来と変らないように設計しであるので、従来と
同様な容量@C,=8.6fFとなる。しかし、エミッ
タ電極144とベース層162との間の間隔dは、従来
の20OAとは異なり、この発明の場合には少なくとも
4000A程度と厚くなっているので、このエミッタ電
極144及びベース層162の間のwA綿層による容量
CoxはCox” 1 、40 f Fとなり、その結
果ベース・エミ・シタ間容量CyEl(tCyE= 1
0. OfFとなる。この容量は従来の容量C,,=3
6.5fFに比べて約27%も低減している。この事実
から遮断周波数−エミッタ電流(FT  IE)特性が
低電流域で大きく向上することが理解出来る。この実施
例の製造方法で得られたBiCM○S半導体装置のF□
−工、特性の測定結果を第5図に曲線Aで示す。
In addition, in the embodiment described above, the emitter and base PN1
Since the design is such that the 4 combined capacitance c capacitance, junction depth, carrier concentration, and other conditions are unchanged from the conventional one, the capacitance @C,=8.6 fF is the same as the conventional one. However, unlike the conventional 20OA, the distance d between the emitter electrode 144 and the base layer 162 is as thick as at least 4000A in the case of the present invention. The capacitance Cox due to the wA cotton layer is Cox” 1, 40 f F, and as a result, the capacitance between the base and the top and bottom is CyEl (tCyE= 1
0. It becomes OffF. This capacity is the conventional capacity C,,=3
This is about 27% lower than 6.5fF. From this fact, it can be understood that the cutoff frequency-emitter current (FT IE) characteristics are greatly improved in the low current range. F□ of BiCM○S semiconductor device obtained by the manufacturing method of this example
- The measurement results of the mechanical properties are shown in FIG. 5 by curve A.

第2のり1 法の  伜 次に、第9図(A)〜(○)を参照して、この発明の第
2の製造方法の好適実施例(こつき説明する。尚、図中
、断面を表わすハツチング等を一部省略して示しである
。また、各製造工程の段階の説明において、第1図につ
き説明した内容と重複する技術的事項の説明は特に言及
する場合を除き省略する場合もある。また、第1図に示
した構成成分と実質的に同一の構成成分については、同
一の符号を付して説明しその詳細な説明は特に言及する
場合を除き省略する。
Next, with reference to FIGS. 9(A) to (○), a preferred embodiment (difficulties) of the second manufacturing method of the present invention will be explained. The illustrations are shown with some hatching etc. omitted. In addition, in the explanation of each manufacturing process stage, explanations of technical matters that overlap with those explained with reference to Fig. 1 may be omitted unless specifically mentioned. Components that are substantially the same as those shown in FIG. 1 will be described with the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted unless specifically mentioned.

この場合(こも、第1図(A)で説明したと同様なウェ
ハ100を用意する(第9図(A))。
In this case, a wafer 100 similar to that described in FIG. 1(A) is prepared (FIG. 9(A)).

この発明のこの実施例の第一工程においては、ウェハ1
00の少なくともバイポーラトランジスタ用区域106
上に適当な材料の絶縁性を有する層200を設ける。こ
の層200を例えばシリコン酸化膜とすることも出来る
。この酸化膜200をここではベース酸化膜と称する。
In the first step of this embodiment of the invention, the wafer 1
Area 106 for at least bipolar transistors of 00
An insulating layer 200 of a suitable material is provided thereon. This layer 200 can also be, for example, a silicon oxide film. This oxide film 200 is herein referred to as a base oxide film.

このベース酸化膜200を一旦つエバ100の上側全面
に適当な技術を用いで成長させる。このときのベース酸
化膜2o○の膜厚は、後工程で行われるサイドウオール
形成のためのRIE工・ンチングが行われた時、充分の
厚みで残存すると共に、その残存膜厚がさらにその後の
別工程で形成されるゲート酸化膜の厚みよりも厚くなる
膜厚例えば2000Aの膜厚で設ける。尚、ベース酸化
膜の代わりに絶縁性を有する層200として、例えば、
表面にシリコン酸化膜が形成されたポリシリコン層とす
ることも出来る。このような絶縁性を有する層200を
設けた構造体の様子を第9図CB)に示す。
This base oxide film 200 is once grown on the entire upper surface of the evaporator 100 using an appropriate technique. The film thickness of the base oxide film 2o○ at this time is such that it remains sufficiently thick when RIE processing and nitching are performed for sidewall formation in the later process, and the remaining film thickness is further increased in the subsequent process. It is provided with a film thickness of 2000 Å, for example, which is thicker than the thickness of a gate oxide film formed in a separate process. Note that as the layer 200 having insulating properties instead of the base oxide film, for example,
It can also be a polysilicon layer with a silicon oxide film formed on its surface. A structure provided with such an insulating layer 200 is shown in FIG. 9 CB).

次に、この層200を介して、第1図(8)の場合と同
様な条件でイオン注入及び熱拡散を行ってバイポーラ素
子用区域106のコレクタ領域114中に、0.4um
の拡散深さのベース拡散領域118を形成する。この状
態を第9図(C)に示す。
Next, through this layer 200, ion implantation and thermal diffusion are performed under the same conditions as in the case of FIG.
A base diffusion region 118 is formed with a diffusion depth of . This state is shown in FIG. 9(C).

次に、第二工程において、少なくともこのへ一ス拡散領
域118の一部分上に、絶縁性を有する層パターンを形
成する。この実施例の場合には、通常のフォトリン・エ
ツチング技術を用いて、ベース酸化膜200のパターニ
ングを行って層パターン202を形成して第9図(D)
に示すよな構造体を得る。このとき、この発明の実施例
においても、バイポーラトランジスタのベース層及びエ
ミッタ電極の形成の際の合わせずれ従ってアライメント
精度を考慮して、この層パターン202をエミッタ層の
ウェハ面での領域よりもやや大きめに形成してあくのが
好適である。
Next, in a second step, an insulating layer pattern is formed on at least a portion of this hemispherical diffusion region 118. In the case of this embodiment, the base oxide film 200 is patterned to form a layer pattern 202 using an ordinary photorin etching technique, as shown in FIG. 9(D).
You will get a structure as shown in . At this time, in the embodiment of the present invention as well, the layer pattern 202 is set slightly larger than the area of the emitter layer on the wafer surface, taking into account misalignment and alignment accuracy when forming the base layer and emitter electrode of the bipolar transistor. It is preferable to form it in a larger size.

次に、この実施例では、第1図(C)で説明したと同様
の方法及び条件で、ウェハ100の上側全面に膜厚20
OAのゲート酸化膜120を形成する(第9図(E))
Next, in this example, a film with a thickness of 20 mm was applied to the entire upper surface of the wafer 100 using the same method and conditions as explained in FIG. 1(C).
Forming the gate oxide film 120 of OA (FIG. 9(E))
.

続いて、第三工程において、ウェハ100のNMO3及
びPMOSトランジスタ用区域108及び110上にゲ
ート酸化膜120!介してゲート電極122・及び12
4をそれぞれ形成する。
Subsequently, in a third step, a gate oxide film 120 is formed on the NMO3 and PMOS transistor areas 108 and 110 of the wafer 100. Through the gate electrodes 122 and 12
4 respectively.

このゲート電極122及び124の形成方法及び条件は
第1図(D)で説明したと同様な方法及び条件とするこ
とか出来る。これらゲート電極122及び124が形成
された構造体の様子を第9図(F)に示す。
The method and conditions for forming the gate electrodes 122 and 124 can be the same as those described with reference to FIG. 1(D). FIG. 9(F) shows the structure in which these gate electrodes 122 and 124 are formed.

次に、第9図(G)に示されるように、第四工程におい
て、このNMOSトランジスタ用区域108に、第三工
程で作られたゲート電極122をマスクとして用いてイ
オン注入を行い、低濃度不純物領域126を形成する。
Next, as shown in FIG. 9(G), in a fourth step, ions are implanted into this NMOS transistor area 108 using the gate electrode 122 made in the third step as a mask, and a low concentration An impurity region 126 is formed.

この場合のイオン注入条件等は、第1図(D)について
説明した場合と同様な条件とすることが出来る。
The ion implantation conditions in this case can be the same as those described with reference to FIG. 1(D).

次に、第五工程において、RIEエツチング技術を利用
して両ゲート電極にサイドウオールを形成する。このた
め、この実施例では、先ず、第9図(G)で得られた構
造体の上側全面に、CVD法で、例えばP2O5が15
重量%含まれているPSG膜をサイドウオール形成材料
層130として4000Aの厚みに成長させる(第9図
(H))。
Next, in a fifth step, sidewalls are formed on both gate electrodes using RIE etching technology. Therefore, in this example, for example, 15% of P2O5 was first applied to the entire upper surface of the structure obtained in FIG. 9(G) using the CVD method.
A PSG film containing % by weight is grown to a thickness of 4000 Å as a sidewall forming material layer 130 (FIG. 9(H)).

続いて、サイドウオール形成材料層130に対してRI
E法で異方性エツチングを行って、両ゲート電極122
及び124にサイドウオール134及び136を形成す
る。このエツチングは下側のゲート絶縁膜120%もエ
ツチングしてウェハ100をエツチングストッパーとし
て用いる。このとき、既に形成されている層パターン2
02の上側のサイドウオール形成材料層130の部分及
びこの層パターン202も当然エツチングされるが、こ
の層202の膜厚が充分であるので、少なくともこの層
パクーシ202はゲート酸化膜120よりも厚い膜厚で
残存し、既に第1図(H)において説明した層パターン
128に対応した層パクーンとなる。また、このエツチ
ングによって、バイポーラ素子用区域106ではベース
コンタクト及びコレククコンタクトの両取り出し領域、
両MO8素子用区域108及び110ではソース/ドレ
イン形成領域に対応するウェハ面がそれぞれ露出する。
Subsequently, RI is applied to the sidewall forming material layer 130.
Both gate electrodes 122 are etched by anisotropic etching using the E method.
and 124, sidewalls 134 and 136 are formed. This etching also etches 120% of the lower gate insulating film and uses the wafer 100 as an etching stopper. At this time, the already formed layer pattern 2
Of course, the upper sidewall forming material layer 130 and this layer pattern 202 are also etched, but since this layer 202 is sufficiently thick, at least this layer 202 is thicker than the gate oxide film 120. The remaining layer thickness remains and becomes a layer pattern corresponding to the layer pattern 128 already described in FIG. 1(H). Also, by this etching, in the bipolar element area 106, both the base contact and collector contact extraction areas,
In both MO8 device areas 108 and 110, the wafer surfaces corresponding to source/drain formation regions are exposed, respectively.

このようにして得られた構造体の様子を第9図(I)に
示す。
The appearance of the structure thus obtained is shown in FIG. 9(I).

次に第六工程においては、第1図(I)〜第1図(L)
で説明したと同様な工程を経て(従っで同様な技術、条
件等で)、バイポーラ素子用のエミッタ拡散源兼用のエ
ミッタ電極を形成する。
Next, in the sixth step, Fig. 1 (I) to Fig. 1 (L)
An emitter electrode that also serves as an emitter diffusion source for a bipolar element is formed through a process similar to that described above (therefore using similar techniques, conditions, etc.).

そのため、先ず、バイポーラ素子用区域106ではエツ
チングストッパ膜として作用し、MO3素子用区域10
8及び110ではソース/ドレイン領域形成のためのイ
オン注入時の保護膜(プロテクト膜)として作用する酸
化膜138を、200A程度の通常の膜厚で、所要の領
域が作り込まれているウェハ100の露出面に主として
設ける(第9図(J))。
Therefore, first, the bipolar element area 106 acts as an etching stopper film, and the MO3 element area 106 acts as an etching stopper film.
8 and 110, a wafer 100 is formed in which an oxide film 138 which acts as a protective film during ion implantation for forming source/drain regions is formed in a required region with a normal film thickness of about 200A. (FIG. 9(J)).

続いて、この酸化膜138の形成稜、この層パターン1
28に、周知のフォトリン技術を用い、下地のベース拡
散領域118の面をエツチングしないように注意しなが
ら、コンタクトホール204を設ける(第9図(K))
Next, the formation edge of this oxide film 138, this layer pattern 1
28, a contact hole 204 is formed using the well-known photorin technique, taking care not to etch the surface of the underlying base diffusion region 118 (FIG. 9(K)).
.

その後、ウェハ100の上側全面に、コンタクトホール
204にもベース拡敞領域118と接触するようにして
、ポリシリコンのような適当な電極材料を用いて電極形
成予備層1428形成し、続いて、このポリシリコン膜
142に対し、イオン注入法で、後述するエミッタ拡散
領域形成のための拡散源となるイオン例えばAsイオン
を注入する。その結果得られた構造体を第9図(L)に
示す。
Thereafter, a preliminary electrode formation layer 1428 is formed using a suitable electrode material such as polysilicon on the entire upper surface of the wafer 100 so that the contact hole 204 is also in contact with the base expansion region 118. Ions, such as As ions, which will become a diffusion source for forming an emitter diffusion region to be described later, are implanted into the polysilicon film 142 by an ion implantation method. The resulting structure is shown in FIG. 9(L).

続いて、このポリシリコン膜142を、周知フォトリソ
・エツチング技術を用いて、エミッタ拡散源を兼用する
、バイポーラ素子のエミッタ電極144をバクーニング
する(第9図(M))。
Subsequently, this polysilicon film 142 is subjected to vacuuming to form an emitter electrode 144 of a bipolar element which also serves as an emitter diffusion source (FIG. 9(M)).

次の第七工程においで、NMO3及びPMOSトランジ
スタ用区域108及び110に、サイドウオール付きゲ
ート電極]22及び124をマスクとして用いてイオン
注入をそれぞれ行って、主として高濃度不純物領域14
6.148及び150.152を形成する。この場合、
このイオン注入の方法、順序、その他の条件等は第1図
(M)で説明した場合と同様にしで行うことが出来る。
In the next seventh step, ions are implanted into the NMO3 and PMOS transistor regions 108 and 110 using the sidewalled gate electrodes] 22 and 124 as masks, and the high concentration impurity regions 14 are mainly implanted.
6.148 and 150.152. in this case,
The method, order, and other conditions for this ion implantation can be carried out in the same manner as in the case explained with reference to FIG. 1(M).

このような高濃度不純物領域を形成して得られた構造体
の様子を第9図(N)に示す。
FIG. 9(N) shows the appearance of a structure obtained by forming such a high concentration impurity region.

次に第八工程において、バイポーラ素子及び両MO3素
子の所要の層構造を完成する。このため、第1図(N)
で説明したと同様な技術、順序、その他の条件で、第9
図(○)に示すような構造体を得る。すなわち、この第
七工程で得られた構造体の上側全面に通常の如く眉間結
締膜158を設け、続いて、この構造体全体に対して熱
処理を行って、このPSG膜158をフローさせて表面
の平坦化を行なう、これと同時に、この熱処理によって
、エミッタ電極である拡散源144からベース拡散領域
118中にAs不純物か拡散してこの領域の一部分が、
ウェハ100の表面から深さ0.3um程度のN型のエ
ミッタ拡散層160に変わり、また、このベース拡散領
域118はコレクタ領域114中に拡散して当初の拡散
の深ざ0,4umから0.6umへと拡がってベース層
162となり、また、コレクタ領域114もコレクタ層
164となり、さらに、高濃度不純物領域154及び1
56がそれぞれコレクタコンタクト取り出し領域166
及びベースコンタクト取り出し領域168となる。さら
に、この熱処理によって、NMOSトランジスタ用区域
108の低濃度及び高濃度不純物領域120と146及
び148とかに同様に拡散により多少拡大し、よって、
これら領域でLDD構造のソース及びドレイン層170
及び172となる。また、PMO8hランジスタ用区域
1]0の高濃度不純物領域150及び152も、同様に
拡散により多少拡大しで、ソース及びドレイン層174
及び176となる。このようにしで得られた構造体の様
子を第9図(○)に示す。
Next, in the eighth step, the required layer structures of the bipolar element and both MO3 elements are completed. For this reason, Figure 1 (N)
With similar techniques, order, and other conditions as described in Section 9.
A structure as shown in the figure (○) is obtained. That is, the glabellar constriction membrane 158 is provided on the entire upper surface of the structure obtained in the seventh step in the usual manner, and then the entire structure is heat-treated to cause the PSG film 158 to flow to the surface. At the same time, through this heat treatment, As impurities are diffused into the base diffusion region 118 from the diffusion source 144, which is the emitter electrode, and a part of this region becomes
The base diffusion region 118 is changed into an N-type emitter diffusion layer 160 with a depth of about 0.3 um from the surface of the wafer 100, and the base diffusion region 118 is diffused into the collector region 114, and the initial diffusion depth is changed from 0.4 um to 0.3 um. The base layer 162 expands to 6 um, and the collector region 114 also becomes the collector layer 164, and furthermore, the high concentration impurity regions 154 and 1
56 are collector contact extraction regions 166, respectively.
and a base contact extraction region 168. Furthermore, due to this heat treatment, the low-concentration and high-concentration impurity regions 120, 146, and 148 in the NMOS transistor area 108 are similarly expanded to some extent by diffusion.
In these regions, the source and drain layers 170 of the LDD structure
and 172. In addition, the high concentration impurity regions 150 and 152 in the PMO8h transistor area 1]0 are similarly expanded to some extent by diffusion, and the source and drain layers 174
and 176. The state of the structure thus obtained is shown in FIG. 9 (◯).

次に、この実施例の場合にも、図示せずも、周知の技術
を用いで、それぞれの素子の配線接続のための開口の形
成、所要の電極の形成等を経て、8iCMO3半導体装
言の構造が形成されるが、その詳細な説明は省略する。
Next, in the case of this embodiment as well, using well-known techniques (not shown), an 8iCMO3 semiconductor device is formed through the formation of openings for interconnection of each element, the formation of necessary electrodes, etc. A structure is formed, but detailed description thereof will be omitted.

この第2の方法によれば、サイドウオール]34及び1
36を形成するための日IEエツチング時にはベース拡
散領域118中に、少なくともエミッタ層160が形成
されるべき領域にゲート酸化膜120よりも厚い膜厚の
、絶縁性を有する層パターン202が形成されているの
で、このエミッタ層160が形成されるべき領域がエツ
チングされることが無い、また、サイドウオール134
及び136の形成後、層パクーン202とは異なるMO
Sトランジスタ形成可能な薄い保護膜138を形成して
いるので、MOSトランジスタ形成のためのイオン注入
に支障を来たさない。
According to this second method, the sidewall] 34 and 1
During the IE etching for forming the gate oxide film 36, an insulating layer pattern 202 having a thickness thicker than the gate oxide film 120 is formed in the base diffusion region 118 at least in the region where the emitter layer 160 is to be formed. Therefore, the region where the emitter layer 160 is to be formed will not be etched, and the sidewall 134 will not be etched.
After the formation of
Since a thin protective film 138 capable of forming an S transistor is formed, it does not interfere with ion implantation for forming a MOS transistor.

また、層パターン202は、少なくともゲート酸化膜1
20よりも膜厚が大であるため、エミッタ電極144と
ベース層162との間の容量が小さくなる。
Further, the layer pattern 202 includes at least the gate oxide film 1
Since the film thickness is larger than 20, the capacitance between the emitter electrode 144 and the base layer 162 becomes smaller.

また、上述した第2の方法の実施例では、エミッタとベ
ースのPN接合客容量Jは、接合の深さ、キャリア濃度
、その他の条件が従来と変らないように設計しであるの
で、従来と同様な容量41G、=8.6 f Fとなる
。しかし、エミッタ電極144とベース層162との間
の間隔dは、従来の20OAとは異なり、菓2の方法の
場合と同様に少なくとも200OA程度と厚くなってい
るので、このエミッタ電極144及びベース層162の
闇の絶縁層による容量C0XはC3x=2.79fFと
なり、その結果ベース・エミッタ間容量CyE1.tC
yi:= 11 、 4 f Fとなる。従って、この
場合にも、この容量は従来の容量C,E=36.5fF
に比べて約31%も低減している。
In addition, in the embodiment of the second method described above, the PN junction capacitance J between the emitter and the base is designed so that the junction depth, carrier concentration, and other conditions remain the same as before. Similar capacity is 41G, =8.6 fF. However, the distance d between the emitter electrode 144 and the base layer 162 is thick, at least about 200 OA, unlike the conventional 20 OA, as in the case of the second method. The capacitance C0X due to the dark insulating layer of 162 becomes C3x=2.79fF, and as a result, the base-emitter capacitance CyE1. tC
yi:=11, 4 fF. Therefore, in this case as well, this capacitance is the same as the conventional capacitance C, E = 36.5 fF.
This is a reduction of approximately 31% compared to the previous year.

この事実から遮断周波数−エミッタ電流(FT−IE)
特性が低電流域で大きく向上することが理解出来る。こ
の実施例の製造方法で得られ茫8iCMO8半導体装置
のFT  Iε特性の測定結果を第5図に曲線8で示す
From this fact, cutoff frequency - emitter current (FT-IE)
It can be seen that the characteristics are greatly improved in the low current range. Curve 8 in FIG. 5 shows the measurement results of the FT Iε characteristics of the 8iCMO8 semiconductor device obtained by the manufacturing method of this example.

3のり1 法の 次に、第10図(A)〜(P)を参照して、この発明の
第3の製造方法の好適実施例につき説明する。尚、図中
、断面を表わすハツチング等を一部省略して示しである
。また、各製造工程の段階の説明において、第1図及び
第9図で説明した内容と重複する技術的事項の説明は特
に言及する場合を除き省略する場合もある。また、第1
図及び第9図に示した構成成分と実質的に同一の構成成
分については、同一の符号を付しで説明しその詳細な説
明は特に言及する場合を除き省略する。
3 Glue 1 Next, a preferred embodiment of the third manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIGS. 10(A) to 10(P). In the drawings, hatchings and the like representing cross sections are partially omitted. Furthermore, in the description of each manufacturing process step, explanations of technical matters that overlap with those explained in FIGS. 1 and 9 may be omitted unless specifically mentioned. Also, the first
Components that are substantially the same as those shown in the figures and FIG. 9 will be described with the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted unless specifically mentioned.

この場合にも、第1図(A)で説明したと同様なウェハ
100を用意する(第10図(A))。
In this case as well, a wafer 100 similar to that described in FIG. 1(A) is prepared (FIG. 10(A)).

この発明のこの実施例の第一工程においては、ウェハ1
00のパイボーラトラシジスタ用談11106のコレク
タ領域114内に後工程で形成されるべきベース拡散領
域の形成予定領域の少なくとも一部分上に、絶縁性を有
し、さらに別の後工程で形成されるゲート酸化膜よりも
厚い膜厚の層パターン202を形成する(第10図(B
))。
In the first step of this embodiment of the invention, the wafer 1
On at least a part of the region where the base diffusion region is to be formed in the collector region 114 of the pibora transistor 11106 of No. 00 in a later step, it has an insulating property and is formed in another later step. A layer pattern 202 with a thickness thicker than the gate oxide film is formed (see FIG. 10(B)).
)).

このため、第9図(8)で説明したように、この実施例
の場合にも、同様な方法、条件等によって、ウェハ10
0の少なくともバイポーラトランジスタ用区域106上
に適当な材料の絶縁性を有する層(ベース酸化膜と称す
る。)20C1設ける(第10図(B))、この場合に
も、第2寅施例の場合と同様に、このときのゲート酸化
膜200の膜厚を、後工程で行われるサイドウオール形
成のためのRIE工・ンチングが行われた時、充分の厚
みで残存すると共に、その残存膜厚がさらにその後の別
工程で形成されるゲート酸化膜の厚みよりも厚くなる膜
厚例えば200OAの膜厚とする。
Therefore, as explained in FIG. 9(8), in the case of this embodiment as well, the wafer 10 is
A layer (referred to as a base oxide film) 20C1 of an appropriate material having an insulating property is provided on at least the bipolar transistor area 106 of 0 (FIG. 10(B)), also in the case of the second embodiment. Similarly, the film thickness of the gate oxide film 200 at this time is such that it remains sufficiently thick when RIE processing and nitching are performed for forming sidewalls in a later process, and the remaining film thickness is Further, the film thickness is set to, for example, 200 OA, which is thicker than the thickness of a gate oxide film formed in a subsequent separate process.

次に、少なくともこのベース拡散領域の形成予定領域の
一部分上に、絶縁性を有する層パターンを形成する。こ
の実施例の場合には、通常のフォトリソ・エツチング技
術を用いで、ベース酸化膜200のパターニングを行っ
て層パターン202を形成して第10図(C)に示すよ
な構造体を得る。このとき、この発明の実施例において
も、バイポーラトランジスタのベース層及びエミッタ電
極の形成の際の合わせずれ従ってアライメント精度を考
慮しで、この層パターン202をエミッタ層のウェハ面
での領域よりもやや大きめに形成しておくのが好適であ
る。
Next, an insulating layer pattern is formed on at least a portion of the region where the base diffusion region is to be formed. In this embodiment, the base oxide film 200 is patterned to form a layer pattern 202 using conventional photolithography and etching techniques to obtain a structure as shown in FIG. 10(C). At this time, also in the embodiment of the present invention, the layer pattern 202 is set to be slightly larger than the area of the emitter layer on the wafer surface, taking into account misalignment and alignment accuracy when forming the base layer and emitter electrode of the bipolar transistor. It is preferable to form it in a larger size.

続いて、第二工程において、ウェハ100のNMO8及
びPMOSトランジスタ用区域108及び110上にゲ
ート酸化膜120を介してゲート電極122及び124
をそれぞれ形成する。
Subsequently, in a second step, gate electrodes 122 and 124 are formed on the NMO 8 and PMOS transistor areas 108 and 110 of the wafer 100 via a gate oxide film 120.
form each.

そのため、先ず、この実施例においても、第1図(C)
及び第9図(E)で説明したと同様の方法及び条件で、
ウェハ100の上側全面に膜厚20OAのゲート酸化膜
120を形成する(第10図(D) ) 。
Therefore, first of all, in this embodiment as well, as shown in FIG.
and in the same manner and under the same conditions as explained in FIG. 9(E),
A gate oxide film 120 having a thickness of 20 OA is formed on the entire upper surface of the wafer 100 (FIG. 10(D)).

次に、ゲート電極122及び124を形成するが、その
形成方法及び条件は第1図(D)及び第9図(F)で説
明したと同様な方法及び条件とすることが出来る。これ
らゲート電極122及び124が形成された構造体の様
子を第10図(E)に示す。
Next, the gate electrodes 122 and 124 are formed, and the formation method and conditions can be the same as those described in FIG. 1(D) and FIG. 9(F). FIG. 10(E) shows the state of the structure in which these gate electrodes 122 and 124 are formed.

次に、第三工程において、このNMOSトランジスタ用
区域108に、第二工程で作られたゲート電極122を
マスクとして用いてイオン注入を行い、低濃度不純物領
域126を形成する(第10図(F))、この場合のイ
オン注入条件等は、第1図(E)について説明した場合
と同様な条件とすることが出来る。
Next, in a third step, ions are implanted into this NMOS transistor area 108 using the gate electrode 122 made in the second step as a mask to form a low concentration impurity region 126 (see FIG. )), the ion implantation conditions in this case can be the same as those described with reference to FIG. 1(E).

次に、第四工程において、第9図(H)及び(I)の場
合と同様にして、日IE法でのエツチング技術を利用し
て両ゲート電極にサイドウオールを形成する(第10図
(H))、この場合にも、既に形成されている層パター
ン202の上側のサイドウオール形成材料層130の部
分及びこの層パターン202も当然エツチングされるが
、この層202の膜厚が充分であるので、少なくともこ
の層パターン202はゲート酸化膜120よりも厚い膜
厚で残存し、既に第1図()−1)及び第9図(I)に
おいて説明した層バターシに対応した層パクーン(12
8及び2o2)となる。
Next, in the fourth step, sidewalls are formed on both gate electrodes using the etching technique of the Japanese IE method in the same manner as in FIGS. 9(H) and (I) (FIG. 10(I)). H)) In this case as well, the part of the sidewall forming material layer 130 above the already formed layer pattern 202 and this layer pattern 202 are naturally etched, but if the thickness of this layer 202 is sufficient. Therefore, at least this layer pattern 202 remains thicker than the gate oxide film 120, and has a layer pattern (12) corresponding to the layer pattern already explained in FIG.
8 and 2o2).

また、このエツチングによって、第9図(I)の場合と
同様に、バイポーラ素子用区域106ではベースコンタ
クト及びコレクタコンククトの両取り出し領域、両MO
8素子用区域108及び110ではソース/ドレイン形
成領域に対応するウェハ面がそれぞれ露出する。このよ
うにして得られた構造体の様子を第10図(H)に示す
Also, by this etching, as in the case of FIG.
In the eight element areas 108 and 110, the wafer surface corresponding to the source/drain formation region is exposed, respectively. The appearance of the structure thus obtained is shown in FIG. 10(H).

次に、この実施例では、第五工程においで、バイポーラ
素子用区t12106のコレクタ領域114中にベース
拡散領域118を形成する(第!0図(J))、このた
め、先ず、第1図(J)及び第9図(I)の場合と同様
にして、バイポーラ素子用区域106ではエツチングス
トッパ膜として作用し、MO3素子用区域108及び1
10ではソース/ドレイン領域形成のためのイオン注入
時の保護膜(プロテクト膜)として作用する酸化膜13
8を、20OA程度の通常の膜厚で、所要の領域が作り
込まれているウェハ100の露出面に主として設ける(
第10図(I))、続いて、第1図(8)及び第9図(
C)の場合と同様な条件でイオン注入及び熱拡散を行っ
てバイポーラ素子用区域106のコレクタ領域114中
にベース拡散領域118を形成する(第10図(J))
、このベース拡散領域118の拡散の深さは0.4μm
とするのが好適である。
Next, in this embodiment, in the fifth step, the base diffusion region 118 is formed in the collector region 114 of the bipolar element section t12106 (FIG. 0 (J)). 9(J) and FIG. 9(I), the bipolar element area 106 acts as an etching stopper film, and the MO3 element areas 108 and 1
10, an oxide film 13 that acts as a protective film during ion implantation to form source/drain regions.
8 is mainly provided on the exposed surface of the wafer 100 where the required area is formed, with a normal film thickness of about 20 OA (
Figure 10 (I)), followed by Figure 1 (8) and Figure 9 (
A base diffusion region 118 is formed in the collector region 114 of the bipolar element area 106 by performing ion implantation and thermal diffusion under the same conditions as in case C) (FIG. 10(J)).
, the diffusion depth of this base diffusion region 118 is 0.4 μm.
It is preferable that

次に第六工程においては、NMOSトランジスタ用区域
108に、サイドウオール付きゲート電極]22マスク
として用いてイオン注入をそれぞれ行って、ソース/ド
レイン層形成のための高濃度不純物領域146,148
@形成すると共に、バイポーラトランジスタ用談v41
06のコレクタ領域114にも、コレクタコンタクト取
り出し領域用の高濃度不純物領域154を形成する。こ
の場合のイオン注入は、Asイオンを加速電圧40Ke
Vとし、ドーズ量を1.2xlO”/cm’として行う
のが好適である。このような高濃度不純物領域を形成し
て得られた構造体の様子を第10図(K)に示す。
Next, in the sixth step, ion implantation is performed in the NMOS transistor area 108 using the gate electrode with sidewalls as a mask to form high concentration impurity regions 146 and 148 for forming source/drain layers.
@Formation and bipolar transistor discussion v41
Also in the collector region 114 of No. 06, a high concentration impurity region 154 for a collector contact extraction region is formed. In this case, ion implantation is performed by accelerating As ions at an acceleration voltage of 40Ke.
It is preferable to use V and a dose of 1.2xlO"/cm'. The structure obtained by forming such a high concentration impurity region is shown in FIG. 10(K).

次に、第七工程において、バイポーラ素子用のエミッタ
拡散源兼用のエミッタ電極を形成する(第10図(N)
)。
Next, in the seventh step, an emitter electrode that also serves as an emitter diffusion source for the bipolar element is formed (Fig. 10 (N)).
).

そのため、既に形成されている層バターシ202に、周
知のフォトリソ技術を用い、下地のベース拡散領域11
8の面をエツチングしないように注意しながら、コンタ
クトホール204を設ける(第10図(L))。
Therefore, by using a well-known photolithography technique on the layer base 202 that has already been formed, the underlying base diffusion region 11 is
A contact hole 204 is provided while being careful not to etch the surface 8 (FIG. 10(L)).

その後、ウェハ100の上側全面に、コンタクトホール
204にもベース拡散領域118と接触するようにして
、ポリシリコンのような適当な電極材料を用いて電極形
成予備層142を形成し、続いて、第9図(L)で説明
したと同様1こ、このポリシリコン膜142に対し、イ
オン注入法で、後述するエミッタ拡散領域形成のための
拡散源となるイオン例えばAsイオンを注入する。その
結果得られた構造体を第10図CM)に示す。
Thereafter, a preliminary electrode formation layer 142 is formed using a suitable electrode material such as polysilicon on the entire upper surface of the wafer 100 so as to contact the contact hole 204 and the base diffusion region 118. 9(L), ions such as As ions, which will become a diffusion source for forming an emitter diffusion region to be described later, are implanted into this polysilicon film 142 by the ion implantation method. The resulting structure is shown in FIG. 10 (CM).

続いて、このポリシリコン膜142を、周知フォトリソ
・工・ンチング技術を用いて、エミッタ拡散源を兼用す
る、バイポーラ素子のエミッタ電極144をパターニン
グする(第10図(N))。
Subsequently, this polysilicon film 142 is patterned to form an emitter electrode 144 of a bipolar element, which also serves as an emitter diffusion source, using well-known photolithography, etching, and etching techniques (FIG. 10(N)).

次に、第八工程において、PMOSトランジスタ用区域
110にサイドウオール付きゲート電極124をマスク
として用いてイオン注入を行って、ソース/ドレイン層
形成のための高濃度不純物領域150,152を形成す
ると共に、バイポーラトランジスタ用区域106のベー
ス拡散領域118にも、ベースコンタクト取り出し領域
用の高濃度不純物領域156を形成する。この場合のイ
オン注入は、BFz”を加速電圧70KeVとし、ドー
ズ量t1.2x 10”7cm2として行うのが好適で
ある。このような高濃度不純物領域を形成して得られた
構造体の様子を第10図(0)に示す。
Next, in an eighth step, ion implantation is performed in the PMOS transistor area 110 using the sidewalled gate electrode 124 as a mask to form high concentration impurity regions 150 and 152 for forming source/drain layers. , a high concentration impurity region 156 for a base contact extraction region is also formed in the base diffusion region 118 of the bipolar transistor area 106. In this case, the ion implantation is preferably performed at an acceleration voltage of BFz'' of 70 KeV and a dose of t1.2x 10''7 cm2. FIG. 10(0) shows the appearance of a structure obtained by forming such a high concentration impurity region.

次に、第九工程においで、バイポーラ素子及び両MO3
素子の所要の層構造を完成する。このため、第1図(N
)で説明したと同様な技術、順序、その他の条件で、第
10図(P)に示すような構造体を得る。すなわち、こ
の第八工程で得られた構造体の上側全面に通常の如く層
間絶縁膜158を設け、続いて、この構造体全体に対し
て熱処理を行って、このPSG膜158をフローさせて
表面の平坦化を行なう。これと同時に、この熱処理によ
って、エミッタ電極である拡散源144からベース拡散
領域118中にAs不純物か拡散してこの領域の一部分
が、ウェハ100の表面から深さ0.3um程度のN型
のエミッタ拡散層160に変わり、また、このベース拡
散領域118(よコレクタ領域114中に拡散して当初
の拡散の深ざ0.4umから0.5umへと拡がってベ
ース層162となり、また、コレクタ領域114もコレ
クタ層164となつ、さらに、高濃度不純物領域154
及び156がそれぞれコレクタコンタクト取り出し領域
166及びベースコンタクト取り出し領域168となる
。さらに、この熱処理によって、NMOSトラシジスタ
用区1用談08の低濃度及び高濃度不純物領域126と
146及び148とかに同様に拡散により多少拡大し、
よって、これら領域でLDD構造のソース及びドレイン
層170及び]72となる。また、PMOSトランジス
タ用区t用談t110の高濃度不純物領域150及び1
52も、同様に拡散により多少拡大して、ソース及びド
レイン層174及び176となる。このようにして得ら
れた構造体の様子を第10図(P)に示す。
Next, in the ninth step, the bipolar element and both MO3
Complete the required layer structure of the device. For this reason, Figure 1 (N
) A structure as shown in FIG. 10(P) is obtained using the same technique, order, and other conditions as described in . That is, an interlayer insulating film 158 is provided on the entire upper surface of the structure obtained in the eighth step in the usual manner, and then the entire structure is subjected to heat treatment to flow the PSG film 158 to the surface. Perform flattening. At the same time, this heat treatment causes As impurities to diffuse into the base diffusion region 118 from the diffusion source 144, which is the emitter electrode, and a portion of this region becomes an N-type emitter at a depth of about 0.3 um from the surface of the wafer 100. The diffusion layer 160 becomes the base layer 160, and the base diffusion region 118 (the base diffusion region 118) diffuses into the collector region 114 and expands from the initial diffusion depth of 0.4 um to 0.5 um to become the base layer 162, and the collector region 114. The collector layer 164 also becomes the high concentration impurity region 154.
and 156 are a collector contact extraction region 166 and a base contact extraction region 168, respectively. Furthermore, by this heat treatment, the low concentration and high concentration impurity regions 126, 146, and 148 of the NMOS transistor area 1 area 08 are similarly expanded to some extent by diffusion.
Therefore, these regions form the source and drain layers 170 and ]72 of the LDD structure. Also, the high concentration impurity regions 150 and 1 of the PMOS transistor section t110
52 is similarly expanded to some extent by diffusion to become source and drain layers 174 and 176. The appearance of the structure thus obtained is shown in FIG. 10(P).

次に、図示せずも、周知の技術を用いて、それぞれの素
子の配線接続のための開口の形成、所要の電極の形成等
を経て、BiCMO8半導体装置の構造が形成されるが
、その詳細な説明は省略する。
Next, although not shown, the structure of the BiCMO8 semiconductor device is formed by forming openings for interconnection of each element, forming required electrodes, etc. using well-known techniques. Further explanation will be omitted.

この第3の方法によれば、サイドウオール134及び1
36を形成するためのRIE工・ンチング時1こはベー
ス拡散領域118中に、少なくともエミッタ層160が
形成されるべき領域にゲート酸化膜120よりも厚い膜
厚の、絶縁性を有する層パターン202が形成されてい
るので、このエミッタ層160が形成されるべき領域が
エツチングされることが無い。また、サイドウオール1
34及び136の形成後、層パターン202とは異なる
MOSトランジスタ形成可能な薄い保護膜138を形成
しでいるので、MO3i−ランジスタ形成のためのイオ
ン注入に支!11を来た古ない、また、層パターン20
2は、少なくともゲート酸化膜120よりも膜厚が大で
あるため、エミッタ電極144とベース層162との間
の容量が小さくなる。さらに、上述の保護膜138の形
成後に、パイボーラトランジスク用のベース拡散領域1
18を形成しているので、第1及び第2の方法で製造し
た場合よりも、ベース幅を小ざ〈出来る。
According to this third method, the sidewalls 134 and 1
During the RIE process and nitching to form the gate oxide film 36, an insulating layer pattern 202 having a thickness thicker than the gate oxide film 120 is formed in the base diffusion region 118 at least in the region where the emitter layer 160 is to be formed. Since the emitter layer 160 is formed, the region where the emitter layer 160 is to be formed is not etched. Also, side wall 1
After forming the layers 34 and 136, a thin protective film 138 different from the layer pattern 202 and capable of forming a MOS transistor is formed, which supports ion implantation for forming an MO3i-transistor. The old pattern that came with 11 is also layered pattern 20
2 is thicker than at least the gate oxide film 120, so the capacitance between the emitter electrode 144 and the base layer 162 is reduced. Furthermore, after forming the above-mentioned protective film 138, the base diffusion region 1 for the pibora transistor is
18, the base width can be made smaller than in the case of manufacturing by the first and second methods.

また、上述した第3の方法の実施例では、エミッタとベ
ースのPl’l1合客量C4容量接合の深さ、キャリア
濃度、その他の条件が従来と変らないように設計しであ
るので、従来と同様な容量優C,=8.6fFとなる。
In addition, in the embodiment of the third method described above, the depth of the capacitive junction of the emitter and the base, the carrier concentration, and other conditions are the same as before. The capacitance value C, which is similar to that, is 8.6 fF.

しかし、エミッタ電極144とベース層162との間の
間隔dは、従来の20OAとは異なり、この発明の場合
には少なくとも200OA程度と厚くなっているので、
このエミッタ電極144及びベース層162の間の絶縁
層による容量C0XはC0,=2.79fFとなり、そ
の結果ベース・エミッタ間容JI CT EはCtE=
11.4fFとなる。この容量は従来の容量CTE=3
6.5 f Fに比べて約31%も低減している。
However, the distance d between the emitter electrode 144 and the base layer 162 is thicker, at least about 200 OA in the case of the present invention, unlike the conventional 20 OA.
The capacitance C0X due to the insulating layer between the emitter electrode 144 and the base layer 162 is C0,=2.79fF, and as a result, the base-emitter capacitance JI CT E is CtE=
It becomes 11.4fF. This capacity is the conventional capacity CTE=3
This is about a 31% reduction compared to 6.5 fF.

さらに、この第3の方法では、ベース層の深さが0.5
umと浅くなるので、ベース幅wbが従来のo、35μ
mから0.3umとなり、従っては従来の値のおよそ7
3%程度に低減する。
Furthermore, in this third method, the depth of the base layer is 0.5
um and shallower, so the base width wb is the conventional o, 35μ
m to 0.3 um, which is approximately 7 um from the conventional value.
Reduce to about 3%.

このような事実から連断周波数−エミッタ電流(F、−
IE )特性が大電流域はもとより低電流域でも大きく
向上することが理解出来る。この実施例の製造方法で得
られたBiCMO3半導体装雪のFT−IE特性の測定
結果を第5図に曲線Cで示す。
From this fact, continuous frequency - emitter current (F, -
It can be seen that the characteristics (IE) are greatly improved not only in the large current range but also in the low current range. Curve C in FIG. 5 shows the measurement results of the FT-IE characteristics of the BiCMO3 semiconductor device obtained by the manufacturing method of this example.

また、この第3の方法により製造したBiCMO5半導
体装冨半導体装−ラトランジスタのエミッタ接地の電流
増幅率を実験して調べたところ、第8図に示すように、
従来の電流増幅率が80〜400であったのに対し、こ
の発明によれば、90〜110とバラツキが減少し極め
て良好となったことが分かった。その結果、この発明に
よれば、BiCMO8のLSIの収率を向上させること
が出来る。
Furthermore, when we experimentally investigated the current amplification factor of the common emitter of the BiCMO5 semiconductor multi-semiconductor transistor manufactured by this third method, we found that as shown in FIG.
It was found that while the conventional current amplification factor was 80 to 400, according to the present invention, the variation was reduced to 90 to 110, which was extremely good. As a result, according to the present invention, the yield of BiCMO8 LSI can be improved.

この発明は上述した実施例に限定されるものではなくバ
イポーラトランジスタとMOSトランジスタを同一ウェ
ハに作り込む場合に適用して好適である。
The present invention is not limited to the embodiments described above, but is suitable for application when bipolar transistors and MOS transistors are fabricated on the same wafer.

(発明の効果) 上述した説明からも明らかなように、この発明のいずれ
のBiCMO3半導体装百の製造方法ににおいでも、 ■エミッタ電極とベース層との間の絶縁性を有する層に
起因する容量が小さく出来ると共に、ベース層が浅く出
来るので、高速のバイポーラトランジスタを形成するこ
とが出来る。
(Effects of the Invention) As is clear from the above explanation, in any of the methods for manufacturing BiCMO3 semiconductor devices of the present invention, there is the following problem: ■ Capacitance due to the insulating layer between the emitter electrode and the base layer. Since the base layer can be made small and the base layer can be made shallow, a high-speed bipolar transistor can be formed.

■さらに、サイドウオール形成時にベース酸化膜は工・
ンチングされ膜厚にムラが生じるが、エミッタ電極の形
成される領域の下地のウェハ面がエツチングされないの
で、ベース層の深さは熱処理できまり、従って、ベース
層の深さを均一にすることが出来る。その結果、(ベー
ス層の深さ)−(エミッタ層の深さ)で定義されるベー
ス幅が均一となるので、バイポーラトランジスタのエミ
ッタ接地の電流増幅率が均一となる。
■Furthermore, when forming the sidewall, the base oxide film is
However, since the underlying wafer surface in the area where the emitter electrode is formed is not etched, the depth of the base layer cannot be determined by heat treatment, and therefore the depth of the base layer cannot be made uniform. I can do it. As a result, the base width defined by (depth of base layer) - (depth of emitter layer) becomes uniform, so that the current amplification factor of the common emitter of the bipolar transistor becomes uniform.

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

第1図(A)〜(N)は、この発明のBiCMO8半導
体装置の製造方法の第1の好適実施例を示す製造工程図
、 第2図(A)〜(J)は、従来のB i CMO3半導
体半導体装造方法の製造工程図、 第3図は、エミッタ電極付近の構造を概略的に示す斜視
図、 第4図は、エミッタ層とベース層との配M間係を示す平
面的概略図、 第5図は、この発明及び従来の方法で製造されたBiC
MO3半導体装雷半導体装−ラトランジスタのFT−I
E特性曲線図、 第6図は、BiCMO8論理ゲートを示す図、第7図は
、従来の製造方法のシリコン基板のエツチング量の説明
図、 第8図は、この発明及び従来の方法で製造されたBiC
MO5半導体装雪半導体氷雪ラトランジスタの電流増幅
率の分布図、 第9図(A)〜(○)は、この発明のBiCMO8半導
体装言半導体方言の第2の好適実施例を示す製造工程図
、 第10図は、この発明のBiCMO3半導体装冨半導体
装法の第3の好適実施例を示す製造工程図である。 100・・・ウェハ、    102・・・シリコン基
板104・・・エピタキシャル層 106−・・バイポーラトランジスタ用談1或108・
・・NMO3)−ランジスタ用区域110・−PMOS
トランジスタ用区域112・・・埋込み層、   11
4−・・コレクタ領域116−・・フィールド酸化膜 118・・・ベース拡散領域 120−・・ゲート絶縁膜 122.124−・・ゲート電極 126・・・低濃度不純物領域 128.202−・・層パターン 130・・・サイドウオール形成材料層132−・・レ
ジストパターシ 134.136・・・サイドウオール 138・・・酸化膜 140.204・・・コンタクトホール142−・・電
極形成予備層 144・・・エミッタ電極 146.148.150.152.154.156・・
・高濃度不純物領域 158−・・層間絶縁膜、  〕60・・・エミッタ拡
散層]62・・・ベース層、   164・・・コレク
タ層166−・・コレクタコンタクト取り出し領域16
8 ・・・ペースタコンタクト取り出し領域170.1
74−・・ソース層 172.176−・・ドレイン層。 200・・・絶縁性を有する層
1A to 1N are manufacturing process diagrams showing a first preferred embodiment of the method for manufacturing a BiCMO8 semiconductor device of the present invention, and FIGS. FIG. 3 is a perspective view schematically showing the structure near the emitter electrode; FIG. 4 is a planar schematic showing the relationship between the emitter layer and the base layer. Figure 5 shows BiC manufactured by the present invention and the conventional method.
MO3 Semiconductor Lightning Semiconductor Device - LA Transistor FT-I
E characteristic curve diagram, FIG. 6 is a diagram showing a BiCMO8 logic gate, FIG. 7 is an explanatory diagram of the amount of etching of a silicon substrate in the conventional manufacturing method, and FIG. TaBiC
A distribution diagram of the current amplification factor of MO5 semiconductor snow lamination semiconductor snow lamination transistor, FIG. FIG. 10 is a manufacturing process diagram showing a third preferred embodiment of the BiCMO3 semiconductor device-rich semiconductor device method of the present invention. 100...Wafer, 102...Silicon substrate 104...Epitaxial layer 106-...Bipolar transistor story 1 or 108-
・・NMO3)-Landister area 110・-PMOS
Transistor area 112...buried layer, 11
4--Collector region 116--Field oxide film 118--Base diffusion region 120--Gate insulating film 122,124--Gate electrode 126--Low concentration impurity region 128,202--layer Pattern 130... Side wall forming material layer 132... Resist pattern 134, 136... Side wall 138... Oxide film 140, 204... Contact hole 142... Electrode forming preliminary layer 144...・Emitter electrode 146.148.150.152.154.156...
・High concentration impurity region 158--Interlayer insulating film, 60--Emitter diffusion layer] 62--Base layer, 164--Collector layer 166--Collector contact extraction region 16
8... Paster contact extraction area 170.1
74--Source layer 172.176--Drain layer. 200...layer having insulation properties

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)シリコンのウェハにバイポーラトランジスタとサ
イドウォール付きゲート電極を有しLDD構造のMOS
トランジスタとを具える半導体装置を製造するに当り、 ウェハのバイポーラトランジスタ用区域のコレクタ領域
の一部にベース拡散領域を形成する第一工程と、 ウェハのMOSトランジスタ用区域上にゲート電極を形
成する第二工程と、 前記MOSトランジスタ用区域に、該ゲート電極をマス
クとして用いたイオン注入で、低濃度不純物領域を形成
する第三工程と、 第三工程で得られた構造体の上側全面にサイドウォール
形成材料層を設けた後、少なくとも前記ベース拡散領域
の一部分上に対応する当該サイドウォール形成材料層上
にマスクパターンを設け、その後にRIEエッチング技
術を利用して前記ゲート電極にサイドウォールを形成す
ると共に、当該マスクパターンに対応したサイドウォー
ル形成材料の層パターンを形成する第四工程と、該層パ
ターンにコンタクトホールを設け、該層パターン上に該
コンタクトホールを経て前記ベース拡散領域と接触する
エミッタ拡散源兼用のエミッタ電極を形成する第五工程
と、 前記MOSトランジスタ用区域に、サイド ウォール付きゲート電極をマスクとして用いたイオン注
入で、高濃度不純物領域を形成する第六工程と、 該第六工程で得られた構造体に対して熱処理を行って、
前記エミッタ拡散源からのイオン拡散によって該ベース
拡散領域中にエミッタ層を形成し、前記コレクタ領域で
コレクタ層を形成し及び前記低濃度及び高濃度不純物領
域でLDD構造のソース/ドレイン層を形成する第七工
程と を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(1) LDD structure MOS with bipolar transistor and gate electrode with sidewalls on a silicon wafer
In manufacturing a semiconductor device comprising a transistor, a first step is to form a base diffusion region in a part of the collector region of the bipolar transistor region of the wafer, and to form a gate electrode on the MOS transistor region of the wafer. a second step; a third step of forming a low concentration impurity region in the MOS transistor area by ion implantation using the gate electrode as a mask; After providing the wall forming material layer, a mask pattern is provided on the sidewall forming material layer corresponding to at least a portion of the base diffusion region, and then a sidewall is formed on the gate electrode using an RIE etching technique. At the same time, a fourth step of forming a layer pattern of the sidewall forming material corresponding to the mask pattern, providing a contact hole in the layer pattern, and contacting the base diffusion region through the contact hole on the layer pattern. a fifth step of forming an emitter electrode that also serves as an emitter diffusion source; a sixth step of forming a high concentration impurity region in the MOS transistor area by ion implantation using a gate electrode with sidewalls as a mask; Heat treatment is performed on the structure obtained in the six steps,
Forming an emitter layer in the base diffusion region by ion diffusion from the emitter diffusion source, forming a collector layer in the collector region, and forming a source/drain layer of an LDD structure in the lightly doped and heavily doped regions. A method for manufacturing a semiconductor device, the method comprising: a seventh step.
(2)シリコンのウェハにバイポーラトランジスタとサ
イドウォール付きゲート電極を有しLDD構造のMOS
トランジスタとを具える半導体装置を製造するに当り、 ウェハの少なくともバイポーラトランジスタ用区域上に
後工程で行われるサイドウォール形成のためのRIEエ
ッチングで残存する厚みが、別の後工程で形成されるゲ
ート酸化膜の厚みよりも厚くなる膜厚の絶縁性を有する
層を設けた後、該区域のコレクタ領域の一部にベース拡
散領域を形成する第一工程と、 少なくとも前記ベース拡散領域の一部分上に、前記絶縁
性を有する層パターニングを行なって層パターンを形成
する第二工程と、 ウェハのMOSトランジスタ用区域上にゲート酸化膜を
介してゲート電極を形成する第三工程と、 前記MOSトランジスタ用区域に、該ゲート電極をマス
クとして用いたイオン注入で、低濃度不純物領域を形成
する第四工程と、 RIEエッチング技術を利用して前記ゲート電極にサイ
ドウォールを形成する第五工程と、少なくともMOSト
ランジスタ用区域の面上に保護膜を設けた後、前記層パ
ターンにコンタクトホールを設け、残存した層パターン
上に該コンタクトホールを経て前記ベース拡散領域と接
触するエミッタ拡散源兼用のエミッタ電極を形成する第
六工程と、 前記MOSトランジスタ用区域に、サイドウォール付き
ゲート電極をマスクとして用いたイオン注入で、高濃度
不純物領域を形成する第七工程と、 該第七工程で得られた構造体に対して熱処理を行って、
前記エミッタ拡散源からの不純物拡散によって該ベース
拡散領域中にエミッタ層を形成し、前記コレクタ領域で
コレクタ層を形成し及び前記低濃度及び高濃度不純物領
域でLDD構造のソース/ドレイン層を形成する第八工
程と を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(2) LDD structure MOS with bipolar transistor and gate electrode with sidewalls on silicon wafer
In manufacturing a semiconductor device including a transistor, the remaining thickness of the RIE etching for forming sidewalls performed in a later process on at least the area for a bipolar transistor of the wafer is removed from the gate formed in another later process. a first step of forming a base diffusion region in a part of the collector region in the region after providing an insulating layer having a thickness greater than the thickness of the oxide film; a second step of forming a layer pattern by patterning the insulating layer; a third step of forming a gate electrode via a gate oxide film on the MOS transistor area of the wafer; and a third step of forming a gate electrode on the MOS transistor area of the wafer. a fourth step of forming a low concentration impurity region by ion implantation using the gate electrode as a mask, a fifth step of forming a sidewall on the gate electrode using RIE etching technology, and at least a MOS transistor. After providing a protective film on the surface of the area, a contact hole is provided in the layer pattern, and an emitter electrode that also serves as an emitter diffusion source is formed on the remaining layer pattern to contact the base diffusion region through the contact hole. a sixth step; a seventh step of forming a high concentration impurity region in the MOS transistor area by ion implantation using a gate electrode with sidewalls as a mask; and a structure obtained in the seventh step. heat treatment,
An emitter layer is formed in the base diffusion region by impurity diffusion from the emitter diffusion source, a collector layer is formed in the collector region, and a source/drain layer of an LDD structure is formed in the low concentration and high concentration impurity regions. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: an eighth step.
(3)シリコンのウェハにバイポーラトランジスタとサ
イドウォール付きゲート電極を有しLDD構造のMOS
トランジスタとを具える半導体装置を製造するに当り、 ウェハのバイポーラトランジスタ用区域のコレクタ領域
内に後工程で形成されるべきベース拡散領域の形成予定
領域の少なくとも一部分上に、別の後工程で行われるサ
イドウォール形成のためのRIEエッチングで残存する
厚みが、さらに別の後工程で形成されるゲート酸化膜の
厚みよりも厚くなる膜厚の絶縁性を有する層パターンを
形成する第一工程と、 ウェハのN及びPMOSトランジスタ用区域上にゲート
酸化膜を介してゲート電極を形成する第二工程と、 前記NMOSトランジスタ用区域に、該ゲート電極をマ
スクとして用いたイオン注入で、低濃度不純物領域を形
成する第三工程と、 RIEエッチング技術を利用して前記ゲート電極にサイ
ドウォールを形成する第四工程と、該第四工程後に残存
し、絶縁性を有する層パターンを有する、前記ウェハの
バイポーラトランジスタ用区域のコレクタ領域の一部に
、ベース拡散領域を形成する第五工程と、 少なくともN及びPMOSトランジスタ用区域の面上に
保護膜を設けた後、このNMOSトランジスタ用区域に
、サイドウォール付きゲート電極をマスクとして用いた
イオン注入で、高濃度不純物領域を形成する第六工程と
、 前記層パターンにコンタクトホールを設け、該層パター
ン上に該コンタクトホールを経て前記ベース拡散領域と
接触するエミッタ拡散源兼用のエミッタ電極を形成する
第七工程と、 前記PMOSトランジスタ用区域にサイドウォール付ゲ
ート電極をマスクとして用いてイオン注入を行って、高
濃度不純物領域を形成する第八工程と、 該第八工程で得られた構造体に対しで熱処理を行って、
前記エミッタ拡散源からの不純物拡散によって該ベース
拡散領域中にエミッタ層を形成し、前記コレクタ領域で
コレクタ層を形成し及び前記低濃度及び高濃度不純物領
域でLDD構造のソース/ドレイン層を形成する第九工
程と を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(3) LDD structure MOS with bipolar transistor and gate electrode with sidewalls on silicon wafer
In manufacturing a semiconductor device comprising a transistor, a step is performed in a separate post-process on at least a portion of a region where a base diffusion region to be formed in a post-process is to be formed in the collector region of the bipolar transistor area of the wafer. a first step of forming an insulating layer pattern having a thickness that is thicker than the thickness of a gate oxide film to be formed in another subsequent step; A second step of forming a gate electrode via a gate oxide film on the N and PMOS transistor areas of the wafer, and forming a low concentration impurity region in the NMOS transistor area by ion implantation using the gate electrode as a mask. a fourth step of forming a sidewall on the gate electrode using RIE etching technology; and a bipolar transistor of the wafer, which remains after the fourth step and has an insulating layer pattern. After the fifth step of forming a base diffusion region in a part of the collector region of the NMOS transistor region and providing a protective film on at least the surface of the NMOS transistor region, a gate with sidewalls is formed in the NMOS transistor region. a sixth step of forming a high concentration impurity region by ion implantation using an electrode as a mask; a contact hole is provided in the layer pattern; and an emitter diffusion is formed on the layer pattern to contact the base diffusion region through the contact hole. a seventh step of forming an emitter electrode that also serves as a source; an eighth step of performing ion implantation into the PMOS transistor region using the gate electrode with sidewalls as a mask to form a high concentration impurity region; Heat treatment is performed on the structure obtained in the process,
An emitter layer is formed in the base diffusion region by impurity diffusion from the emitter diffusion source, a collector layer is formed in the collector region, and a source/drain layer of an LDD structure is formed in the low concentration and high concentration impurity regions. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a ninth step.
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