JPH0237765A - 集積回路の製造方法 - Google Patents

集積回路の製造方法

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JPH0237765A
JPH0237765A JP18872188A JP18872188A JPH0237765A JP H0237765 A JPH0237765 A JP H0237765A JP 18872188 A JP18872188 A JP 18872188A JP 18872188 A JP18872188 A JP 18872188A JP H0237765 A JPH0237765 A JP H0237765A
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JP
Japan
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region
mask
aluminum
transistor
bipolar transistor
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JP18872188A
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English (en)
Inventor
Satoshi Shida
志田 聡
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、集積回路の製造方法に関し、特にイオン注入
等のためのマスクを形成する工程を含む集積回路の製造
方法に関する。
〔従来の技術〕
この種工程の従来技術をBi−CMO8集積回路の製造
方法を例にあげて説明する。第3図(a)〜第3図(d
)は従来のBi−CMO3集積回路の工程断面図である
。まず、p型シリコン基板1上にn型高濃度領域2及び
p型筒濃度領域3を選択的に形成し、n型シリ77層4
をエピタキシャル成長する。次にpチャネルMO3)ラ
ンジスタが形成されるnウェル領域5、nチャネルMO
3)ランジスタが形成されるpウェル領域6s npn
バイポーラトランジスタのコレクタ取出部7、フィール
ド酸化膜8、ゲート酸化膜9を設けた後、MOSトラン
ジスタのゲート電極となる多結晶シリコン10を形成し
、その表面をシリコン酸化膜11で覆う[第3図(a)
]。次いで、npnバイポーラトランジスタのベース領
域12を形成後、フォトレジスト(以下PRと略す)を
マスクとしてウェットエツチングによりパターンニング
されたアルミニウム13をマスクとして、イオン注入に
よりpチャネルMO8)ランジスタのソース・ドレイン
領域となる第1p+領域14及びnpnバイポーラトラ
ンジスタのグラフトベース領域となる第2p+領域15
を形成する[第3図(b) ]。次に、PRをマスクと
してウェットエツチングによりパターンニングされたア
ルミニウム16をマスクとしてイオン注入によりnチャ
ネルMO8)ランジスタのソースドレイン領域となる第
1n+領域17及びnpnバイポーラのエミッタ領域と
なる第2n”領域18を形成する[第3図(c) ]。
次に、絶縁膜19と電極20を形成して、pチャネルM
O8)ランジスタQ、、nチャネルMO3)ランジスタ
Q2およびnpnバイポーラトランジスタQ、を同一シ
リコン基板上に形成する[第3図(d)]。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来の製造方法では、npnバイポーラトラン
ジスタQ3のエミッタ領域形成のイオン注入ヲ、アルミ
ニウム16をマスクとして行なう。
エミッタ領域である第2n+領域は、ヒ素の1×10 
”all−’程度のイオン注入により形成されるためア
ルミニウム16のマスクが必要となる。このヒ素のイオ
ン注入はnチャネルMO3)ランジスタのソース・ドレ
イン領域の形成を兼ねているので、アルミニウム16の
パターンニングは既に形成された多結晶シリコンを損傷
する可能性の低いウェットエツチングにより行なう必要
がある。その結果、バイポーラトランジスタのエミッタ
領域はアルミニウム16のオーバーエツチングにより拡
がる傾向にあり、精度の良いエミツタ幅が得られないと
いう欠点がある。また、同様の理由でnpnバイポーラ
トランジスタQ3のグラフトベース領域となる第2p+
領域15もウェットエツチングによりパターンニングさ
れたアルミニウム13をマスクとしてイオン注入により
形成されるため、アルミニウム13及びアルミニウム1
6双方のオーバーエツチングを考慮してエミッタ領域と
グラフトベース領域の間隔にかなりのマージンを持たせ
てデバイス設計する必要がある。この点は集積回路の高
集積度化と高速化の大きな障害となる。
〔課題を解決するための手段〕
本発明による集積回路の製造方法は、イオン注入等に対
するマスクを形成するのに、まず被加工部分を画定する
第1のマスクを異方性エツチングを用いて高精度に形成
し、次いで第1のマスクの被加工部分を画定する部分を
除いて第1のマスクを覆う第2のマスクを設ける工程を
具備している。
〔実施例〕
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の第1実施例の工程断面図である。不純
物濃度I X 1014〜5 X 10 ”cm−’の
p型シリコン基板1上にシート抵抗20Ω/口程度のn
型高濃度領域2及び最大不純物濃度101′〜10”c
m−3のp型窩濃度領域3を形成後、n型シリ37層4
を1.5〜4μmエピタキシャル成長させる。次に加速
電圧150 kV、  ドーズ量5X1012〜lXl
0”am−2のホウ素のイオン注入及びその後の100
0℃〜1200℃のドライブインによりpウェル領域6
を形成し、また加速電圧150kV。
ドーズ量lX131!〜lXl0”■−2のリンのイオ
ン注入及びその後の1000℃〜1200℃のドライブ
インによりnウェル領域5を形成する。
次【こ選択酸化法により厚さ0,8μm程度のフィール
ド酸化膜8を形成後、厚さ10〜40nmのゲート酸化
膜9を形成する。さらにnウェル領域5及びpウェル領
域6にホウ素又はリン注入によりチャネルドーピングを
行なう。次にnpnバイポーラトランジスタのコレクタ
取出部7を形成し、次いで加速電圧lO〜50 kV、
  ドーズ量1〜5X I O”cm−”のホウ素のイ
オン注入によりベース領域12を形成する。次に厚さ約
0.4μmのn型高濃度多結晶シリコンを全面に形成し
た後イオンエツチングにより領域10−aと領域10−
bを残して除去する。その後多結晶シリコン1〇−a、
10−bの表面、側面に10〜20nmの酸化膜を形成
する[第1図(a)]。ここで、多結晶シリコン10−
aはCMOSトランジスタのゲート電極であり、多結晶
シリコン10−bはnpnバイポーラトランジスタのエ
ミッタが形成される領域をとり囲むように存在し、また
同時に、グラフトベースが形成される領域をも画定する
ように存在している。次にアルミニウム13を全面に堆
積し、これをウェットエツチングによりパターンニング
する。そしてこのパターンニングされたアルミニラム1
3をマスクとして加速電圧70kV。
ドーズ量5X1015cm”のBF2または加速電圧3
0kV、  ドーズ量5 X 10 ”cm−2のBの
イオン注入を行ない、pチャネルMOSトランジスタの
ソース・ドレイン領域となる第1p+領域14及びnp
nバイポーラトランジスタのグラフトベース領域となる
第2p+領域15を形成する[第1図(b)]。次に、
アルミニウム13を除去し、新たにアルミニウム16を
堆積し、これをウェットエツチングによりパターンニン
グする。このパターンニングされたアルミニウム16を
マスクとして加速電圧70kV、  ドーズ量I X 
10 ”cm−”のヒ素のイオン注入を行ない、nチャ
ネルMOSトランジスタのソース・ドレイン領域となる
第1n 4′領域17及びnpnバイポーラトランジス
タのエミッタ領域となる第2n+領域18を形成する[
第1図(c)コ、この時、第2n+領域18は予めヒ素
イオン注入のマスクとなることが可能な多結晶シリコン
]0−bにより領域が限定)れているので、アルミニウ
ム16のオーバーエツチングはエミッタ領域の面積に影
響を与えない。例えば、マスク上で多結晶シリコン10
−bの内縁とアルミニウム16をオンラインにすること
が可能である。
次に約0.1 p mの5ift膜と約0.6 p m
のBPSG膜(図中では合わせて絶縁膜19と表示する
)を成長した後、コンタクトホールのエツチングを行な
い、約50nmの多結晶シリコンと約0.8μmのアル
ミニウムから成る電極20を形成して、pチャネルMO
8)ランジスタQ+snチャネルMO8I−ランジスタ
Q 2 、n p nバイポーラトランジスタQ、を形
成する[第1図(d)コ。
第2図は本発明の第2実施例の工程断面図である。
以下に、バーチカル型pnpバイポーラトランジスタを
混載する場合を示す。
前述の実施例と同様に、p型シリコン基板1上にn型高
濃度領域2及びp型高濃度領域3を形成した後、n型シ
リコ7層4をエピタキシャル成長する。次に、pウェル
領域6、nウェル領域5、pnpバイポーラトランジス
タのn型ベース領域21およびn+コレクタ取出部7、
p+コレクタ取出部22を形成した後フィールド酸化膜
8とゲート酸化膜9を形成し、0MO8)ランジスタ部
のチャネルドーピングを行なう。次にnpnバイポーラ
トランジスタのベース領域となるp型ベース領域12を
形成した後厚さ約0.4μmのn型高濃度多結晶シリコ
ンを全面に形成し、さらに厚さ0.4μmのシリコン窒
化膜を全面に形成する。次に窒化膜と多結晶シリコンを
イオンエツチングにより領域10−a、  10−b、
  10−c及びその上部の領域23を残して除去する
。その後多結晶シリコ710−a、 10−b、 10
−cの側面に10〜20nmの酸化膜(図中では省略)
を形成する[第2図(a)コ。ここで、多結晶シリコン
1゜−bは第1実施例の場合と同様に形成され、また多
結晶シリコン1O−cs  pnpバイポーラトランジ
スタのベースが形成される領域を画定するとともにエミ
ッタが形成される領域をとり囲むように存在する。
次にウェットエツチングによりパターンニングされたア
ルミニウム13をマスクとして加速電圧70kV、  
ドーズ量5 X 10 ”cm−”のBF、または加速
電圧30 kV、  ドーズ量5 X 10 lScm
−”のBのイオン注入を行ない、pチャネルMO8)ラ
ンジスタのソース・ドレイン領域となる第1p”領域1
4及びnpnバイポーラトランジスタのグラフトベース
領域となる第2p+領域15及びpnpバイポーラトラ
ンジスタのエミッタ領域となる第3p+領域24を形成
する[第2図(b)]。
この時第3p+領域24は予めホウ素イオン注入のマス
クとなることが可能な多結晶シリコン1〇−Cとその上
部のシリコン窒化膜により領域が設定されているので、
アルミニウム13のオーバーエツチングはpnpバイポ
ーラトランジスタのエミッタ領域の面積に影響を与えな
い。次にアルミニウム13を除去してから、新たにアル
ミニウム13を全面に堆積しこれにウェットエツチング
を施ス。このパターンニングされたアルミニウム16を
マスクとして加速電圧70 kV、  ドーズ量1×1
0 ”Cm−”のヒ素のイオン注入を行ない、nチャネ
ルMO8)ランジスタのソースドレイン領域となる第1
n1領域17及びnpnバイポーラトランジスタのエミ
ッタ領域となる第2n+領域18及びpnpバイポーラ
トランジスタの外部ベース領域となる第3n”領域25
を形成する[第2図(c)進法に前述の実施例と同様に
絶縁膜19の成長コンタクトホール形成および電極20
の形成を行ない、pチャネルMO8)ランジスタQ+、
nチャネルMO8)ランジスタQ2.npHバイポーラ
トランジスタ03%バーチカル型pnpバイポーラトラ
ンジスタQ4を形成する[第2図(d)]。
本実施例のように、npnバイポーラトランジスタと同
様にバーチカル型pnpバイポーラトランジスタのエミ
ッタ領域も、精度の良いエツチングが可能な多結晶シリ
コンとシリコン窒化膜をマスクとするイオン注入により
、高い精度で領域24の面積の設定が可能となる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば精度高くマスクを
形成することができるから、これを用いて精度よく集積
回路を製造することができ、集積回路の高集積化が可能
となる。また、本発明をバイポーラトランジスタの製造
方法に用いるならば、エミッタ領域とグラフトベース領
域(または外部ベース、領域)との間隔を第1のマスク
の幅によって正確に規制することができるのでバイポー
ラトランジスタを小型化、高速化することができる。
そして、本発明をBi−MOSあるいはBi−CMO3
集積回路を製造するために用いる場合には第1マスクを
MOSFETのゲートと同じ材料で同時に形成できるの
で、新たな工程を追加することなく、上記の効果を達成
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(d)は本発明の第一実施例の工程断面
図、第2図(a)〜(d)は本発明の第2実施例の工程
断面図、第3図(a)〜(d)は従来例の工程断面図で
ある。 ■・・・・・・p型シリコン基板、2・・・・・・n型
高濃度領域、3・・・・・・p型高濃度領域、4・・・
・・・n型シリコン層、訃・・・・・nウェル領域、6
・・・・・・pウェル領域、7・・・・・・コレクタ取
出部、8・・・・・・フィール・ド酸化膜、9・・・・
・・ゲート酸化膜、10・・・・・・多結晶シリコン、
11・・・・・・シリコン酸化膜、12・・・・・・p
型ベース領域、13.16・・・・・・アルミニウム、
14・・・・・・第1p”領域、15・・・・・・第2
p“領域、17・・・・・・第1n+領域、18・・・
・・・第20+領域、19・・・・・・絶縁膜、20・
・・・・・’Kti、21・・・・・・n型ベースi域
、22・・・・・・コレクタ取出部、23・・・・・・
シリコン窒化膜、24・・・・・・第3p+領域、25
・・・・・・第3n+領域、Ql・・・・・・pチャネ
ルMO3)ランジスタ、Q2・・・・・・nチャネルM
O8)ランジスタ% Qi・・・・・・npnバイポー
ラトランジスタ、Q4・・・・・・バーチカル型p n
 pバイポーラトランジスタ。 代理人 弁理士  内 原   晋

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体基板上に、被加工部分を確定する第1のマスクを
    異方性エッチングを用いて形成する工程と、前記第1の
    マスクの被加工部を確定するための部分を除いて前記第
    1のマスクを覆う第2のマスクを形成する工程とを含む
    集積回路の製造方法。
JP18872188A 1988-07-27 1988-07-27 集積回路の製造方法 Pending JPH0237765A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5077226A (en) * 1991-02-28 1991-12-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Manufacturing method for BiCMOS devices
US5163625A (en) * 1990-05-18 1992-11-17 Ransburg Automotive Kk Electrostatic coating machine
US5179036A (en) * 1990-04-27 1993-01-12 Oki Electric Industry Co., Ltd. Process for fabricating Bi-CMOS integrated circuit
US5198374A (en) * 1990-04-03 1993-03-30 Oki Electric Industry Co., Ltd. Method of making biCMOS integrated circuit with shallow N-wells

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