JPH03114235A - 電荷転送デバイスを含む半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

電荷転送デバイスを含む半導体装置およびその製造方法

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JPH03114235A
JPH03114235A JP1128314A JP12831489A JPH03114235A JP H03114235 A JPH03114235 A JP H03114235A JP 1128314 A JP1128314 A JP 1128314A JP 12831489 A JP12831489 A JP 12831489A JP H03114235 A JPH03114235 A JP H03114235A
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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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は半導体装置およびその製造方法に関し、特に
電荷転送デバイスと、バイポーラトランジスタと、MO
SFETとを同一チップ上に形成した電荷転送デバイス
を含む半導体装置およびその製造方法に関する。
(従来の技術) 従来、電荷転送デバイスのひとつであるCCDは、nチ
ャネル型MOSFETと共に1チツプ上に形成されてい
る。このような、CCDと共に形成されているnチャネ
ル型MOSFETは、CCDデイレイラインとCCD駆
動回路、サンプルホールド回路、出力回路、クロックド
ライバー回路等を構成している。また、その電源電圧は
、12v1あるいは9v仕様であった。最近では、低消
費電力化に伴い、MOSFETのCMOS化、また、同
時に、別チップ上に形成されているバイポーラICと電
源電圧を揃えるために、電源電圧の5v化が行われてい
る。
しかしながら、電源電圧が5V仕様と低くなってくると
、従来の12V、9V仕様に比較し、MOSFETで構
成されているサンプルホールド回路や、出力回路等のオ
ペアンプの出力の直線性が悪くなる。オペアンプの出力
の直線性が悪くなると、ダイソートテスト時において、
特性不良により、歩留りが落ちてしまう。
また、CODを用いたCCDデイレイラインにおいては
、周知の如く、信号を遅らせる機能のみであり、この信
号を処理する回路は、はとんどが別チップ上に形成され
ているバイポーラICとなっている。
ここで、CCDと、バイポーラトランジスタとを同一チ
ップ上に形成し、例えばMOSFETI:1mより形成
されているサンプルホールド回路や、出力回路等のオペ
アンプを、動作の速いバイポーラトランジスタに置換え
れば、出力特性の直線性が悪かった点を改善でき、歩留
りの向上、および高性能化が可能となる。さらに、CC
Dの信号を処理するバイポーラICをも同一チップ上に
形成すれば、スペースメリット、製造コストダウン、機
能拡大、およびシステムの簡略化を達成することができ
る。
ところが、CCDが存在していることにより、このCC
Dの電荷転送における転送りロックの漏れ等が原因で、
CODと、バイポーラトランジスタとを同一チップ上に
存在させることが困難となっていた。これは、バイポー
ラトランジスタが、転送りロックの漏れの影響を著しく
受け、その特性に悪影響を及し、製品としての信頼性が
不充分となってしまうためである。
(発明が解決しようとする課題) この発明は上記のような点に鑑み為されたもので、電荷
転送デバイスと、バイポーラトランジスタとを同一チッ
プ上に、製品としての信頼性を低下させることなく共存
させることを可能とする。
そして、これらが共存している電荷転送デノくイスを含
む半導体装置において、上記電荷転送デノくイスにあっ
ては、基板濃度の変動による特性の変動、あるいは特性
の劣化をなくし、信頼性を高め、また、バイポーラトラ
ンジスタにあっては、耐圧の向上を達成する。そして、
電荷転送デバイスを含む半導体装置内部のリニアアンプ
を、ノ(イポーラトランジスタに置き換えることにより
、このリニアアンプの出力の直線性を向上させ、電荷転
送デバイスを含む半導体装置の歩留りの向上、および高
性能化を達成する。さらに、電荷転送デノくイスの信号
を処理するバイポーラICをも同一チップ上に混在させ
ることにより、電荷転送デノくイスを含む半導体装置の
機能を拡大し、システムの簡略化をも可能とする電荷転
送デバイスを含む半導体装置およびその製造方法を提供
することを目的とする。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) この発明による電荷転送デバイスを含む半導体装置によ
れば、電荷転送デバイスと、バイポーラトランジスタと
、MOSFETとを同一チップ上に形成し、上記電荷転
送デバイスの周囲がn型領域で囲まれてなる電荷転送デ
バイスを含む半導体装置において、上記バイポーラトラ
ンジスタ、およびMOSFETが形成されるウェル領域
の深さ方向の不純物濃度プロファイルに、不純物濃度の
ピークが少なくとも2回あることを特徴とする。
また、その第1の製造方法は、p型半導体基板上の電荷
転送デバイス形成領域、バイポーラトランジスタ形成領
域、およびpチャネル型MOSFET形成領域にn型埋
込層を形成する工程と、上記バイポーラトランジスタ形
成領域、およびpチャネル型MOSFET形成領域に形
成されたn型埋込層に第1のn型不純物をイオン注入す
る工程と、これらのn型埋込層が形成されたp型半導体
基板上にp型エピタキシャル層を形成する工程と、上記
バイポーラトランジスタ形成領域、およびpチャネル型
MOSFET形成領域に形成されたn型埋込層上のp型
エピタキシャル層内に対し、第2のn型不純物をイオン
注入する工程と、この第2のn型不純物を活性化して、
上記n型埋込層に届くように、上記p型エピタキシャル
層内に、少なくとも2個のn型ウェル領域を形成する工
程と、これらのn型ウェル領域のうち、バイポーラトラ
ンジスタ形成領域に形成されているn型ウェル領域、お
よび上記電荷転送デバイス形成領域周囲のp型エピタキ
シャル層内に、上記n型埋込層に届くように、n型領域
を形成する工程と、上記n型ウェル領域にバイポーラト
ランジスタ、およびpチャネル型MOSFET、上記p
型エピタキシャル層にnチャネル型MOSFET、並び
にp型エピタキシャル層の上記n型領域に囲まれた領域
に電荷転送デバイスを形成する工程とを具備することを
特徴とする。
また、その第2の製造方法は、p型半導体基板上の電荷
転送デバイス形成領域、バイポーラトランジスタ形成領
域、およびpチャネル型MO5FET形成領域にn型埋
込層を形成する工程と、これらのn型埋込層が形成され
たp型半導体基板上にp型エピタキシャル層を形成する
工程と、上記バイポーラトランジスタ形成領域、および
pチャネル型MOSFET形成領域に形成されたn型埋
込層上のp型エピタキシャル層内に対し、第1のn型不
純物を、所定の深さにイオン注入する工程と、第2のn
型不純物を、・上記第1のn型不純物のイオン注入され
た深さとは異なる深さにイオン注入する工程と、これら
の第1、第2のn型不純物を活性化して、上記口型埋込
層に届くように、上記p型エピタキシャル層内に、少な
くとも2個のn型ウェル領域を形成する工程と、これら
のn型ウェル領域のうち、バイポーラトランジスタ形成
領域に形成されているn型ウェル領域、および上記電荷
転送デバイス形成領域周囲のp型エピタキシャル層内に
、上記n型埋込層に届くように、n型領域を形成する工
程と、上記n型ウェル領域にバイポーラトランジスタ、
およびpチャネル型MOSFET、上記p型エピタキシ
ャル層L nチャネル型MOSFET、並びにp型エピ
タキシャル層の上記n型領域に囲まれた領域に電荷転送
デバイスを形成する工程とを具備することを特徴とする
(作用) 上記のような半導体装置にあっては、製品としての信頼
性を低下させることなく、電荷転送デバイスと、バイポ
ーラトランジスタとを同一チップ上に形成できる。そし
て、バイポーラトランジスタ、MOSFETの形成され
るn型ウェル領域において、その不純物プロファイルに
、不純物濃度のピークを少なくとも2回設けることによ
り、バイポーラトランジスタ形成領域としてのn型ウェ
ル領域の基板表面近傍での不純物濃度を低く設定するこ
とが可能となる。したがって、バイポーラトランジスタ
の耐圧を向上させることができる。
さらに、その製造方法にあっては、n型ウェル領域形成
用の不純物のイオン注入をエピタキシャル層形成後、少
なくとも2回、それぞれ注入される深さを変えて行なう
。もしくはエピタキシャル層形前に、例えば埋込層に対
して、少なくとも1回、エピタキシャル層形成後に、少
なくとも1回行なうことにより、n型ウェル領域の形成
時間、特に熱拡散工程の所要時間を短縮することが可能
となる。n型ウェル領域の形成時間が短縮されると、電
荷転送デバイス形成領域のn型埋込層からの不純物のし
み出しを抑制でき、電荷転送デバイスの基板濃度の変動
による特性の変動、あるいは特性の劣化がなくなる。
(実施例) 以下、図面を参照して、この発明の実施例に係わる電荷
転送デバイスを含む半導体装置およびその製造方法につ
いて説明する。
第1図(a)ないし第1図(h)は、この発明の第1の
実施例に係わる電荷転送デバイスを含む半導体装置の製
造方法について、製造工程順に示した断面図である。
まず、第1図(a)に示すように、例えばp型半導体基
板1(P−sub)上に、図示しない酸化膜を形成し、
この酸化膜を、例えばホトレジストを用いた写真蝕刻法
により、高濃度n+型埋込層パターンにバターニングす
る。次に、この図示しない酸化膜によるn′″型埋込層
パターンをマスクにして、例えばn型不純物であるアン
チモン(S b)を気相拡散させることにより、シート
抵抗約20Ω/口程度の高濃度n+型埋込層2(N” 
B、L、)  および3 (N“B、L。
(1))を形成する。次に、全面に、例えば図示しない
ホトレジストを塗布し、これに対し、写真蝕刻法により
、上記n+型埋込層3の上部に開孔部を形成する。次に
、この図示しないホトレジストをマスクとして、上記n
+型埋込層3に対し、例えばn型の不純物であるりん(
P)を、加速電圧150KeV、  ドーズ量3 X 
1013cm−2の条件にてイオン注入する。次に、上
記図示しない酸化膜、およびホトレジストを除去する。
次に、全面に、例えばエピタキシャル成長法により、p
型不純物としてボロンを含んだp型エピタキシャル層4
(P−epi)を、例えば比抵抗20Ω” cm、厚さ
4μm程度に形成する。このとき、上記n+型埋込層3
に対し、イオン注入された拡散係数の高いりんがp型エ
ピタキシャル層4内に拡散し、低濃度n−型埋込層5(
N′″B、L、(2))が形成される。
次に、第1図(b)に示すように、p型エピタキシャル
層4上に、例えば熱酸化法により、例えば温度1000
℃で程度で、厚さ500人程皮酸熱酸化膜8を形成する
。次に、図示しないホトレジストを塗布し、写真蝕刻法
により、このホトレジストを所定のn型ウェル領域パタ
ーンにパターニングする。次に、この図示しないホトレ
ジストをマスクとして、例えばn型不純物であるりんを
、加速電圧150KeV、  ドーズ量3 X 10 
”cm−2の条件にてイオン注入する。次に、このイオ
ン注入されたりんを、上記n−型埋込層5にぶつかるよ
うに熱拡散させることにより、n型ウェル領域6(N−
well)を形成する。これらのn−型埋込層5と、n
型ウェル領域6とを組み合わせることにより、半導体装
置での実質的なn型ウェル領域7が形成される。
次に、第1図(c)に示すように、再度、図示しないホ
トレジストを塗布し、写真蝕刻法により、このホトレジ
ストを所定の高濃度n+型拡散領域パターンにパターニ
ングする。次に、この図示しないホトレジストをマスク
として、例えばn型不純物であるりんを、加速電圧15
0KeV、 ドーズH5X 10 ”cm−2の条件に
てイオン注入する。次に、このイオン注入されたりんを
、上記n+型埋込層2、および3に届くように熱拡散さ
せることにより、n+型拡散領域9を形成する。ここで
、前記n型ウェル領域6と、n+型拡散領域9とを同時
に熱拡散させても良い。この場合、同図(b)に示す工
程で、例えば、まずn型ウェル領域6形成用の不純物を
イオン注入し、ホトレジストにて形成されるマスクを変
えて、n+型拡散領域9形成用の不純物をイオン注入す
る。そして、それぞれn−型埋込層5、およびn+型埋
込層2、および3に届くように熱拡散させればよい。ま
た、このような熱拡散工程、あるいは、例えば同図(b
)、もしくは(C)で説明したような熱拡散工程では、
不純物のアウトデフニージョン防止用のキャップをとし
て、例えばCVD酸化膜を形成してから、不純物を熱拡
散させても良い。
次に、第1図(d)に示すように、前記熱酸化膜8を除
去する。次に、例えば公知であるLOCOS法により、
素子分離領域として、フィールド酸化膜10を形成する
。また、フィールド酸化膜10形成前、フィールド酸化
膜10形成領域に対し、所定の反転防止用の不純物のイ
オン注入を行なっても良い。
次に、第1図(e)に示すように、前記フィールド酸化
膜10によって分離された素子領域表面に、例えば熱酸
化法により、厚さ700人程皮酸第1のゲート酸化膜1
1を形成する。次に、COD形成領域、およびCMOS
形成領域に対し、所定のしきい値制御用の不純物を、選
択的にイオン注入する。次に、全面に、例えばCVD法
により、厚さ4000人程度0第1層ポリシリコン層を
形成する。次に、この第1層ポリシリコン層に対し、例
えば温度950℃、POCl3にてりんデポ拡散をする
ことにより、この第1層ポリシリコン層をn“導体化す
る。次に、図示しないホトレジストを塗布し、写真蝕刻
法により、このホトレジストを、所定のCCDの第1ゲ
ート、およびCMOSのゲートの形状にパターニングす
る。次に、この図示しないホトレジストをマスクとして
、例えばRIE法により、上記第1層ポリシリコン層を
、所定のCCDの第1ゲート12、およびCMOSのゲ
ート12の形状にパターニングする。
次に、第1図(f)に示すように、前記CODの第1ゲ
ート12、CMOSのゲート12をマスクとして、前記
第1のゲート酸化膜11を、例えばフッ化アンモニウム
によるウェットエツチングにより、選択的に除去する。
次に、第1図(g)に示すように、前記第1のゲート酸
化膜11が選択的に除去されることにより、露出した素
子形成領域表面に、例えば熱酸化法により、厚さ700
人程皮酸この厚さは、前記第1のゲート酸化膜の膜厚と
合わせる。)の第2のゲート酸化膜13を形成する。こ
のとき、ポリシリコンである前記CCDの第1ゲート1
2、CMOSのゲート12の表面も酸化され、熱酸化膜
14が形成される。次に、バイポーラトランジスタのp
−型内部ベース領域18に対し、例えばp型不純物であ
るボロンを、選択的にイオン注入する。次に、全面に、
例えばCVD法により、厚さ4000人程度0第2層ポ
リシリコン層を形成する。次に、この第2層ポリシリコ
ン層に対し、例えば温度950℃、POCI、にてりん
デポ拡散をすることにより、この第2層ポリシリコン層
をn+導体化する。次に、図示しないホトレジストを塗
布し、写真蝕刻法により、このホトレジストを、所定の
CCDの第2ゲート形状にパターニングする。次に、こ
の図示しないホトレジストをマスクとして、例えばRI
E法により、上記第2層ポリシリコン層を、所定のCO
Dの第2ゲート15の形状にパターニングする。次に、
COD。
およびnチャネル型MO5FETのn+型ソース/ドレ
イン領域17、並びにバイポーラトランジスタのn1型
エミツタ領域19等に対し、例えばn型の不純物である
ヒ素(As)を、選択的にイオン注入する。次に、pチ
ャネル型MOSFETのp+型ソース/ドレイン領域1
6、およびバイポーラトランジスタのp1型外部ベース
領域20等に対し、例えばp型の不純物であるボロンを
、選択的にイオン注入する。
次に、第1図(h)に示すように、全面に、例えばCV
D法により、CVD酸化膜、およびBPSG膜を、それ
ぞれ連続的に堆積し、これらからなる層間絶縁膜21を
形成する。次に、熱処理することにより、この層間絶縁
膜21の表面平坦化、およびリンゲッタを行なう。この
とき、前記p1型ソース/ドレイン領域16、n1型ソ
ース/ドレイン領域17、p−型内部ベース領域18、
n”型エミッタ領域19、およびp+梨型外ベース領域
20等が活性化される。次に、図示しないホトレジスト
を塗布し、写真蝕刻法により、このホトレジストに所定
のコンタクト孔開孔パターンを形成する。次に、この図
示しないホトレジストをマスクに、例えばRIE法によ
り、上記層間絶縁膜21を通して、装置の所定の場所に
対し、コンタクト孔を開孔する。次に、このコンタクト
孔内も含み、全面に、例えばスパッタ法により、アルミ
ニウム層を形成する。次に、図示しないホトレジストを
塗布し、写真蝕刻法により、このホトレジストに、所定
の電極パターンを形成する。
次に、このホトレジストをマスクに、例えばgIE法に
より、上記アルミニウム層を、所定の電極22の形状に
バターニングする。この後、図示しないが、全面に表面
保護膜を形成し、所定の配線を施すことにより、この発
明の第1の実施例に係わる電荷転送デバイスを含む半導
体装置が製造される。
次に、第2図に、第1図(c)に示すYl−Y2線に沿
う断面の不純物濃度プロファイルを示す。
第2図に示すように、n+型埋込層3の不純物濃度は、
そのピークの地点において、〜10 ”cm’−’程度
ある。その上部に存在するn−型埋込層5、およびn型
ウェル領域6の不純物濃度は、そのピークの地点におい
て、〜1016ct1−’程度ある。すなわち、これら
n−型埋込層5、およびn型ウェル領域6によって構成
される半導体装置の実質的なウェル領域7には、深さ方
向に、少なくとも2つの不純物濃度のピークが存在する
ことになる。このように、本発明に係わる電荷転送デバ
イスを含む半導体装置によれば、埋込層の上部に存在す
る実質的なウェル領域において、深さ方向に、少なくと
も2つの不純物濃度のピークが存在している。
このような、電荷転送デバイスを含む半導体装置および
その製造方法によれば、p型エピタキシ。
ヤル層4形成時、n+型埋込層3に対してイオン注入さ
れた、例えばりんが拡散し、n−型埋込層5が形成され
る。このn−型埋込層5が形成されると、この後の工程
で、n型ウェル領域6を深くまで拡散させる必要がなく
なり、実質的なn型ウェル領域7の熱拡散工程の所要時
間が短縮がなされる。実質的なn型ウェル領域7形成の
ための熱工程の所要時間が短縮されると、COD、すな
わち電荷転送デバイス領域直下に存在しているn+型埋
込層2からの不純物のしみ出しが防止され、基板濃度の
変動による電荷転送デバイスの特性の、変動、あるいは
特性の劣化を抑制できる。例えば空乏層の伸びが、常に
一定となるような信頼性の高い、高性能な電荷転送デバ
イスを形成できる。
また、この電荷転送デバイスは、その周囲が、適当な電
位にバイアスされたn+型拡散領域9、およびn+型埋
込層2によって取り囲まれ、いわゆる島釣りの状態とな
っている。したがって、電荷転送デバイスと、バイポー
ラトランジスタとを同時に混載したとしても、電荷転送
デバイスのノイズが、これらn+型の領域に吸収され、
このノイズの影響をバイポーラトランジスタが受けるこ
とはない。このことから、電荷転送デバイスと、バイポ
ーラトランジスタとを、製品としての信頼性を低下させ
ることなく、同一チップ上に形成することが可能となる
さらに、このバイポーラトランジスタの形成される実質
的なウェル領域の不純物濃度プロファイルには、第2図
に示すように、深さ方向に、不純物濃度のピークを少な
くとも2回設けられている。
このことから、バイポーラトランジスタ形成領域である
実質的なn型ウェル領域7の基板表面近傍での不純物濃
度を低く設定することが可能である。
したがって、バイポーラトランジスタの耐圧を向上させ
ることができる。また、p型エピタキシャル層4の厚さ
や、n型ウェル領域6、あるいはn++埋込層3に対す
る不純物のイオン注入の条件等を任意に変えることによ
り、バイポーラトランジスタの耐圧を所望の値に合わせ
込むこともできる。よって、種々のバイポーラトランジ
スタの耐圧を要求されるようなLSIに対応することも
可能である。
次に、この発明の第2の実施例について説明する。
第3図(a)ないし第3図(e)は、この発明の第2の
実施例に係わる電荷転送デバイスを含む半導体装置につ
いて、製造工程順に示した断面図である。
まず、第3図(a)に示すように、例えばp型半導体基
板31(P−sub)上に、図示しない酸化膜を形成し
、この酸化膜を、例えばホトレジストを用いた写真蝕刻
法により、高濃度n++埋込層パターンに形成する。次
に、この図示しない酸化膜をマスクとして、例えばn型
不純物であるアンチモンを気相拡散させることにより、
不純物濃度I X 10 ”cm−’程度の高濃度n+
+埋込層32を形成する。次に、全面に、例えばCVD
法により、p型不純物としてボロンを含んだp型エピタ
キシャル層33(P−epi)を、例えば比抵抗10〜
20Ω・el厚さ3〜5μm程度に形成する。このとき
、p型エピタキシャル層33の不純物濃度は、CCDに
最適な濃度となるよう設定する。
次に、第3図(b)に示すように、例えば熱酸化法によ
り、熱酸化膜37を形成する。次に、図示しないホトレ
ジストを塗布し、写真蝕刻法により、このホトレジスト
を所定のn型ウェル領域パターンにバターニングする。
次に、この図示しないホトレジストをマスクとして、例
えばn型不純物であるりんを、加速電圧100KeV、
 ドーズ量2 X 1012c11−2の条件にてイオ
ン注入する。これが、第1回目のn型ウェル形成領域に
対するイオン注入工程である。引き続き、第2回目のイ
オン注入工程を、第1回目とは、イオン注入される深さ
を変えて行なう。例えばn型不純物であるりんを、加速
電圧2.OMeV、ドーズ量2 X 1012c「2の
条件にてイオン注入する。次に、これらイオン注入され
たりんを熱拡散させ、第1のn型ウェル領域34 (N
−we 11  (1) )、および第2のn型ウェル
領域35(N−well(2))を形成する。このとき
、第2のn型ウェル領域35は、上記n++埋込層32
に接するように、また、第1のn型ウェル領域34は、
第2のn型ウェル領域35に接するように熱拡散させる
。これらの第1、第2のn型ウェル領域34と、35と
を組み合わせることにより、半導体装置での実質的なn
型ウェル領域36が形成される。
尚、この工程で、イオン注入装置の加速電圧をスキャン
させながら、ウェル領域の形成を行なっても構わない。
言い換えれば、ウェル領域形成領域に対し、不純物が打
ち込まれる深さを連続的に変えながら、不純物を注入し
てやっても良い。このようにしても、ウェル領域形成に
要する熱工程の時間は短縮される。
次に、第3図(c)に示すように、再度、図示しないホ
トレジストを塗布し、写真蝕刻法により、このホトレジ
ストに高濃度n+型領領域パターン形成する。次に、こ
の図示しないホトレジストをマスクとして、例えばn型
不純物であるりんを、加速電圧100 KeV、ドーズ
量5 X 10 ”Cm−2の条件にてイオン注入する
。次に、このイオン注入されたりんを、上記n++埋込
層32に届くように熱拡散させることにより、n+型領
領域38形成する。
これ以後の製造工程は、上記第1の実施例とほぼ同様で
ある。
第3図(d)に示すように、素子分離領域として、フィ
ールド酸化膜40を形成する。次に、このフィールド酸
化膜40によって分離された素子領域表面に、第1のゲ
ート酸化膜41を形成後、第1層ポリシリコン層により
、CCDの第1ゲート42、CMOSのゲート42を形
成する。次に、選択的に第1のゲート酸化膜41を除去
した後、第2のゲート酸化膜43を形成する。このとき
、CCDの第1ゲート42、CMOSのゲート42の表
面も酸化され、熱酸化膜44が形成される。
次に、バイポーラトランジスタのp−型内部ベース領域
48に対し、所定のp型不純物をイオン注入する。次に
、第2層ポリシリコン層により、CCDの第2ゲート4
5を形成する。次に、CCD、およびnチャネル型MO
SFETのn++ソース/ドレイン領域47、およびバ
イポーラトランジスタのn++エミッタ領域49に対し
、所定のn型不純物をイオン注入する。次に、pチャネ
ル型MOSFETのp++ソース/ドレイン領域46、
およびバイポーラトランジスタのp“型外部ベース領域
50に対し、所定のp型不純物をイオン注入する。
次に、第3図(e)に示すように、全面に、層間絶縁膜
51を形成し、この層間絶縁膜51を通して、装置の所
定の場所に対し、コンタクト孔を開孔する。次に、アル
ミニウム層により、所定形状の電極22を形成する。
以上のような工程で、この発明の第2の実施例に係わる
電荷転送デバイスを含む半導体装置が製造される。
次に、第4図に、第3図(c)に示すY3−Y4線に沿
う断面の不純物濃度プロファイルを示す。
第4図に示すように、n++埋込層32の不純物濃度は
、そのピークの地点において、〜1019cm−’程度
ある。その上部に存在する第2のn型ウェル領域35の
不純物濃度は、そのピークの地点において、〜1016
am−’程度ある。また、第1のn型ウェル領域34の
不純物濃度は、そのピークの地点において、〜10 ”
cm−’程度あるが、上記第2のn型ウェル領域35の
不純物濃度より、若干高めとなる。この第2の実施例で
も、上記第1の実施例同様、半導体装置の実質的なウェ
ル領域36において、深さ方向に、少なくとも2つの不
純物濃度のピークが存在することになる。
このような、本発明の第2の実施例に係わる電荷転送デ
バイスを含む半導体装置およびその製造方法によれば、
n型ウェル領域に対し、これを形成するための不純物の
イオン注入を、少なくとも2回、注入される深さを変え
て行なう。したがって、第3図(a)ないし第3図(e
)に示す実質的なn型ウェル領域36の熱拡散工程の所
要時間の短縮がなされる。よって、第1の実施例同様、
CCD、すなわち電荷転送デバイスにおいて、基板濃度
の変動による特性の変動、あるいは特性の劣化がなくな
り、例えば空乏層の伸びが、常に一定となるような信頼
性の高い、高性能な電荷転送デバイスを形成できるよう
になる。
また、この電荷転送デバイスは、n++埋込層32、n
+型領領域38よって、いわゆる島釣りの状態とされて
いる。したがって、電荷転送デバイスのノイズの影響を
、バイポーラトランジスタが受けることはなくなり、製
品としての信頼性を低下させることな(、同一チップ上
への同時混載が可能である。
さらに、このバイポーラトランジスタの形成される実質
的なウェル領域にあっても、第1の実施例同様、深さ方
向の不純物濃度プロファイルに、不純物濃度のピークが
、少なくとも2回設けられている。このことから、バイ
ポーラトランジスタ形成領域である実質的なウェル領域
36の基板表面近傍での不純物濃度を低く設定すること
が可能となり、バイポーラトランジスタの耐圧を向上さ
せることができる。この第2の実施例でも、p型エピタ
キシャル層33の厚さや、第1、第2のn型ウェル領域
34、および35に対する不純物のイオン注入の条件等
を任意に変えることにより、バイポーラトランジスタの
耐圧を所望の値に合わせ込むことができる。よって、種
々のバイポーラトランジスタの耐圧を要求されるような
LSIに対応することも可能である。
以上のようなことから、本発明によれば、高信頼性、か
つ高性能な電荷転送デバイスと、耐圧の高いバイポーラ
トランジスタとを、製品としての信頼性を低下させるこ
となく、同一チップ上に形成できる。そして、同一チッ
プ内に形成されているバイポーラトランジスタによって
、LSI内部のオペアンプを構成すれば、その出力の直
線性が改善される。特に、電源電圧の5v化においても
、その直線性が劣化することがなく、ダイソートテスト
時の歩留りが向上する。さらに、耐圧の高いバイポーラ
トランジスタをも同一チップ上に形成できることから、
例えば電源電圧5V系のICばかりでなく、それ以上の
電源電圧、例えば電源電圧12V系のICも同一チップ
内に形成可能となる。したがって、いっそうの高機能化
が達成される。
また、従来、別チップに形成されていた、例えば電荷転
送デバイスの信号処理回路といった、バイポーラICを
も同一チップ上に形成することも可能である。これらの
ことから、スペースメリット、製造コストダウン、およ
び機能の拡大がなされ、システムの簡略化も達成される
。また、別チップ同士を接続する配線がなくなることか
らも、歩留りが向上し、信頼性も向上する。
[発明の効果コ 以上説明したようにこの発明によれば、電荷転送デバイ
スと、バイポーラトランジスタとを同一チップ上に、製
品としての信頼性を低下させることなく共存させること
が可能となる。そして、これらが共存している電荷転送
デバイスを含む半導体装置において、上記電荷転送デバ
イスにあっては、基板濃度の変動による特性の変動、あ
るいは特性の劣化がなくなり、高信頼性化、高性能化が
なされ、また、バイポーラトランジスタにあっては、耐
圧の向上がなされる。そして、電荷転送デバイスを含む
半導体装置内部のリニアアンプを、バイポーラトランジ
スタに置き換えることによって、このリニアアンプの出
力の直線性が良くなり、歩留りが向上する。さらに、高
い電源電圧系統のICも同一チップ内に形成でき、電荷
転送デバイスを含む半導体装置の、よりいっそうの高機
能化もなされる。併せて電荷転送デバイスの信号を処理
するバイポーラICをも同一チップ上に混載させれば、
システムの簡略化も可能となる電荷転送デバイスを含む
半導体装置およびその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)ないし第1図(h)はこの発明の第1の実
施例に係わる電荷転送デバイスを含む半導体装置の製造
方法について製造工程順に示した断面図、第2図は第1
図(C)に示すYl−Y2線に沿う断面の不純物濃度プ
ロファイル図、第3図(a)ないし第1図(e)はこの
発明の第2の実施例に係わる電荷転送デバイスを含む半
導体装置の製造方法について製造工程順に示した断面図
、第4図は第3図(c)に示すY3−Y4線に沿う断面
の不純物濃度プロファイル図である。 1・・・p型半導体基板、2・・・n+型埋込層、3・
・・n+型埋込層、4・・・p型エピタキシャル層、5
・・・n−型埋込層、6・・・n型ウェル領域、7・・
・実質的なn型ウェル領域、8・・・熱酸化膜、9・・
・n゛領域10・・・フィールド酸化膜、11・・・第
1のゲート酸化膜、12・・・CCDの第1ゲート、C
Mo3のゲート、13・・・第2のゲート酸化膜、14
・・・熱酸化膜、15・・・CCDの第2ゲート、16
・・・p”型ソース/ドレイン領域、17・・・n+型
ソース/ドレイン領域、18・・・p−型内部ベース領
域、19・・・n+型エミッタ領域、20・・・p+型
外部ベース領域、21・・・層間絶縁膜、22・・・電
極、31・・・p型半導体基板、32・・・n+型埋込
層、33・・・p型エピタキシャル層、34・・・第1
のn型ウェル領域、35・・・第2のn型ウェル領域、
36・・・実質的なn型ウェル領域、37・・・熱酸化
膜、38・・・n+領領域40・・・フィールド酸化膜
、41・・・第1のゲート酸化膜、42−COD ノ第
1ゲート、CMo5のゲート、43・・・第2のゲート
酸化膜、44・・・熱酸化膜、45・・・CODの第2
ゲート、46・・・p+型ソ−ス/ドレイン領域、47
・・・n+型ソース/ドレイン領域、48・・・p−型
内部ベース領域、49・・・n+型エミッタ領域、50
・・・p“型外部ベース領域、51・・・層間絶縁膜、
52・・・電極。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電荷転送デバイスと、バイポーラトランジスタと
    、MOSFETとを同一チップ上に形成し、上記電荷転
    送デバイスの周囲がn型領域で囲まれてなる電荷転送デ
    バイスを含む半導体装置において、上記バイポーラトラ
    ンジスタ、およびMOSFETが形成されるウェル領域
    の深さ方向の不純物濃度プロファイルに、不純物濃度の
    ピークが少なくとも2回あることを特徴とする電荷転送
    デバイスを含む半導体装置。
  2. (2)p型半導体基板上の電荷転送デバイス形成領域、
    バイポーラトランジスタ形成領域、およびpチャネル型
    MOSFET形成領域にn型埋込層を形成する工程と、
    上記バイポーラトランジスタ形成領域、およびpチャネ
    ル型MOSFET形成領域に形成されたn型埋込層に第
    1のn型不純物をイオン注入する工程と、これらのn型
    埋込層が形成されたp型半導体基板上にp型エピタキシ
    ャル層を形成する工程と、上記バイポーラトランジスタ
    形成領域、およびpチャネル型MOSFET形成領域に
    形成されたn型埋込層上のp型エピタキシャル層内に対
    し、第2のn型不純物をイオン注入する工程と、この第
    2のn型不純物を活性化して、上記n型埋込層に届くよ
    うに、上記p型エピタキシャル層内に、少なくとも2個
    のn型ウェル領域を形成する工程と、これらのn型ウェ
    ル領域のうち、バイポーラトランジスタ形成領域に形成
    されているn型ウェル領域、および上記電荷転送デバイ
    ス形成領域周囲のp型エピタキシャル層内に、上記n型
    埋込に届くように、n型領域を形成する工程と、上記n
    型ウェル領域にバイポーラトランジスタ、およびpチャ
    ネル型MOSFET、上記p型エピタキシャル層にnチ
    ャネル型MOSFET、並びにp型エピタキシャル層の
    上記n型領域に囲まれた領域に電荷転送デバイスを形成
    する工程とを具備することを特徴とする電荷転送デバイ
    スを含む半導体装置の製造方法。
  3. (3)p型半導体基板上の電荷転送デバイス形成領域、
    バイポーラトランジスタ形成領域、およびpチャネル型
    MOSFET形成領域にn型埋込層を形成する工程と、
    これらのn型埋込層が形成されたp型半導体基板上にp
    型エピタキシャル層を形成する工程と、上記バイポーラ
    トランジスタ形成領域、およびpチャネル型MOSFE
    T形成領域に形成されたn型埋込層上のp型エピタキシ
    ャル層内に対し、第1のn型不純物を、所定の深さにイ
    オン注入する工程と、第2のn型不純物を、上記第1の
    n型不純物のイオン注入された深さとは異なる深さにイ
    オン注入する工程と、これらの第1、第2のn型不純物
    を活性化して、上記n型埋込層に届くように、上記p型
    エピタキシャル層内に、少なくとも2個のn型ウェル領
    域を形成する工程と、これらのn型ウェル領域のうち、
    バイポーラトランジスタ形成領域に形成されているn型
    ウェル領域、および上記電荷転送デバイス形成領域周囲
    のp型エピタキシャル層内に、上記n型埋込層に届くよ
    うに、n型領域を形成する工程と、上記n型ウェル領域
    にバイポーラトランジスタ、およびpチャネル型MOS
    FET、上記p型エピタキシャル層にnチャネル型MO
    SFET、並びにp型エピタキシャル層の上記n型領域
    に囲まれた領域に電荷転送デバイスを形成する工程とを
    具備することを特徴とする電荷転送デバイスを含む半導
    体装置の製造方法。
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