JPH03149871A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH03149871A
JPH03149871A JP28944289A JP28944289A JPH03149871A JP H03149871 A JPH03149871 A JP H03149871A JP 28944289 A JP28944289 A JP 28944289A JP 28944289 A JP28944289 A JP 28944289A JP H03149871 A JPH03149871 A JP H03149871A
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opening
forming
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conductivity type
film
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Takuya Honda
卓也 本田
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

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】 〔目 次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技iN(第2図) 発明が解決しようとする課題 課題を解決する手段 作用 実施例(第り図) 発明の効果 〔概 要〕 半導体装置の製造方法、更に詳しく言えば、バイポーラ
トランジスタと絶縁ゲート型電界効果トランジスタとを
形成する半導体装置の製造方法に関し、 工程の短縮を図ることにより、製造コストの低減を図り
、かつ半導体装置の歩留りを向上させることができる半
導体vtiIfの製造方法を優供することを目的とし、 バイポーラトランジスタ形成部に第1の開口部を有し、
絶縁ゲート型電界効果トランジスタ形成部に第2の開口
部を有する半導体膜を形成し、バイポーラトランジスタ
形成部にベース領域を形成すると同時に絶縁ゲート型電
界効果トランジスタ形成部にソース・ドレイン領域を形
成し、第1の開口部の絶縁膜を除去して第3の開口部を
形成し、第3の開口部の半導体基板の表面にエミッタ領
域を形成すること、第3の開口部にエミッタ電極を形成
すること、第2の開口部にゲート電極を形成することを
行うように構成する。
〔産業上の利用分野] 本発明は、半導体装置の製造方法に関し、更に詳しく言
えば、バイポーラトランジスタと絶縁ゲート型電界効果
トランジスタとを同一のチップ上などに形成する半導体
装置の製造方法に関する。
近年、半導体装置の高速化・高密度化に伴い、バイポー
ラトランジスタと絶縁ゲート型電界効果トランジスタと
を同一のチップ上に形成した半導体装W(BiMOS)
が作成されるようになっている。しかし、特徴の異なる
トランジスタを同時に作成するため、その製造技術は難
しく、また多大な製造コストがかかってし−まう、そこ
で、このような問題を解決するための技術が望まれてい
る。
〔従来の技術〕
1112図(a)〜(q)は、バイポーラトランジスタ
と絶縁ゲート型電界効果トランジスタ(NOSFET)
とを同一のチップ上に形成する従来例の半導体装置の製
造方法を説明する断面図である。この製造方法では、ま
ずにISFI!Tを形成した(同図(a)〜(i))後
、次にバイポーラトランジスタを作成している(同図(
j)〜(q))、以下、その製造方法について説明する
まず、同図(a)に示すように、バイポーラトランジス
タとI915PETとを形成すべき部分を除いてSi基
vi1にフィールド酸化M2を形成する。
次に、このバイポーラトランジスタ部とMOSF!T部
にゲート絶縁膜となるSing膜3を形成する(同図(
b))。
次イテ、IIISFET形成部の510d113のみを
残し、バイポーラトランジスタ形成部のSiO□113
を除去した(同図(C))後、ベース引出し電極及びゲ
ート電極となるシリコンlI4を形成する(同図(d)
)。
続いて、レジストM5の開口部5aを介してniSFE
T部のシリコンWIA4にのみリンイオンを注入し、ゲ
ート電極となる部分のシリコン114をn型化する(同
図(e))。
次に、MOSFI!T形成部のシリコン膜4をパターニ
ングしてゲート制御電極4aとその下にゲート酸化膜3
aとを形成した(同図(f))後、加熱してイオン注入
のためのプロフキング酸化股としてのSiO*I16を
形成する(同図(g))。
次に、IIISFET形成部のゲート電極4aをマスク
としてこのゲート電極4aの両側のSi基板1にボロン
をイオン注入してp°型のイオン注入領域7を形成する
とともに、バイポーラトランジスタ形成部のシリコン1
14にもボロンをイオン注入してc型化する(同図(h
))。
次いで、全面に層間絶aW11としてのPSGl18を
形成した(同図(i))後、バイポーラトランジスタ形
成部のP S G 1118 、 SiOzN 3及び
シリコン膜4を選択的に除去・貫通して内部ベース領域
を形成するための開口部9を形成し、この開口部90周
辺にp°型のシリコン膜からなるベース引出し電極4b
を形成する(同図(j))。
続いて、加熱処理を行い、ベース引出し電極4bからボ
ロンをSi基板1に導入して外部ベース領域llを形成
するとともに、FIISFI!T形成部のゲート電極4
aの両側のイオン注入領域7a、7bのボロンをSi基
板l内部に拡散してソース(S)/ドレイン(D)領域
12a、12bを形成する。このとき、開口部9の底部
及び側壁のベース引出し電極4bにはSingl!11
0が形成される(同図(k))。
次に、バイポーラトランジスタ形成部の開口部9からS
i基板1にボロンをイオン注入して外部ベース領域11
の内側に内部ベースwi域となるイオン注入領域13を
形成する(同図(1))。
次いで、全面にシリコン1114を形成した(同図(m
))後、異方性エッチングを行い開口部9の側壁にシリ
コン1g1114のサイドウォール14aを形成する。
その後、加熱処理を行いイオン注入領域13のボロンを
Si基板l内に拡散して内部ベース領域13aを形成し
た後、サイドウォール14aをマスクとして開口部9の
底部にエミッタ領域を形成するため、この開口部9より
も小さい開口部15を形成する(同図(n))。
続いて、全面にシリコン膜16を形成した(同図(O)
)後、このシリコン1116に砒素をイオン注入し、−
n°型化する。その後、加熱処理を行いシリコン111
6から51基板1に砒素を導入して内部ベース領域13
a内にエミッタ領域17を形成する(同図(p))。
次に、シリコン1116をパターニングしてエミッタ電
極16aを形成し、さらにこれに接続する^lからなる
エミッタ配線18aを形成するとともに、ベース引出し
電極4b上、S/DIN域12a、 12b上及びゲー
ト電極4a上の絶縁膜に開口部を形成し、この開口部を
介して^1からなるベース配線18b、ソース(S)/
ドレイン(D)配線18c、18e及びゲート配線18
dを形成する(同図(q))。
このようにしてバイポーラトランジスタとをllsFI
ETとが同一チップ上に形成される。
〔発明が解決しようとする課II) ところで、バイポーラトランジスタとIll−SFI!
Tとは製造工程上はとんど共通点がないため、各々別々
に作成しており、MISFET部を形成している間はバ
イポーラトランジスタ部の形成は行われず、また逆にバ
イポーラトランジスタ部を形成している間はFIISF
ET部の形成は行われないというように同一の工程でお
互いの工程を兼ねることはほとんどない、。
従って、工程数が増加し、このため、製造コストが増え
、かつ半導体装置の歩留りが低下するという問題がある
本発明は、かかる従来例の問題点に厳みて創作されたも
のであり、工程の短縮を図ることにより、製造コストの
低減を図り、かつ半導体装置の歩留りを向上させること
ができる半導体装置の製造方法を贅供することを目的と
するものである。
(!llliを解決するための手段) 上記課題は、バイポーラトランジスタと絶縁ゲ−F型電
界効果トランジスタとを形成する半導体装置の製造方法
において、一導電型の半導体基板上に、バイポーラトラ
ンジスタ形成部には第1の開口部を有し、I!緑ゲート
型電界効果トランジスタ形成部にはゲート領域となる第
2の開口部を有する逆導電型の第1の半導体膜を形成す
る工程と、前記第1及び第2の開口部の底部の半導体基
板表面と、該第1及び第2の開口部の側壁とに絶縁膜を
形成する工程と、前記第1の開口部の底部の半導体基板
の表面に逆導電型の不純物を選択的にイオン注入してイ
オン注入領域を形成する工程と、加熱処理を行い、前記
バイポーラトランジスタ形成部においては残存する半導
体膜から逆導電型の不純物を半導体基板に導入して外部
ベース領域を形成するとともに、前記イオン注入領域の
不純物を拡散して逆導電型の内部ベース領域を形成し、
前記絶縁ゲート型電界効果トランジスタ形成部において
は残存する半導体膜から逆導電型の不純物を半導体基板
に導入して逆導電型のソース・ドレイン領域を形成する
工程と、前記第1の開口部の底部の絶縁膜をエッチング
・除去して第3の開口部を形成する工程と、その後、前
記第3の開口部の底部の半導体基板の表面に前記一導電
型の不純物を導入してエミッタ領域を形成すること、前
記第3の開口部にエミッタ電極を形成すること及び前記
第2の開口部にゲート電極を形成することを行う工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法によっ
て解決される。
・ [作 用] 本発明の製造方法においては、ベース引出し電極及びソ
ース(S)/ドレイン(D)引出し電極とを共通の逆導
電型の半導体膜で同時に形成し、また、この逆導電型の
半導体膜からの不純物の拡散により外部ベース領域とS
 / D 111域とを同時に形成している。さらに、
エミッタ電極とゲート電極とを同時に形成することがで
きる。このようにバイポーラトランジスタと絶縁ゲート
型電界効果トランジスタ(1llsPI!T)とを共通
の工程で製造している。
このため、従来の場合、バイポーラトランジスタとll
Itspitとをそれぞれ単独に作成するのに必要な工
程数を加算した工程数が必要であったのに比較して、本
発明の製造方法によれば、はぼバイポーラトランジスタ
又は1915FI!Tどちらか一方を作成するのに必要
な工程数まで大幅に減少できる。
これにより、工程の大幅な簡略化を図ることができるの
で、製造コストの低減を図ることができ、かつ工程数の
増加に伴う歩留りの低下を防止することができる。
〔実施例〕
以下、本発明を図示の一実施例により具体的に説明する
第1図(a)〜(1)は、本発明の実施例に係るバイポ
ーラトランジスタとIIIIsP!Tとを同一チップ内
に作成する半導体装置の製造方法を説明する断面図であ
る。
まず、同図(a)に示すように、バイポーラトランジス
タ及びtllsPI!Tを形成すべき部分を残してn型
のSi基板(半導体基板)21にフィールド酸化W!I
22を形成する。このn型のSi基板21は、p型の引
ウェハの表面にn型のエピタキシャル層が形成されたも
のが用いられる。フィールド酸化膜22の形成後、素子
が形成されるn型エピタキ −シャル層を分離する分w
a域が形成される。
次に、CVD法により膜厚約3000人の第1のシリコ
ン膜(半導体111)23を全面に形成した(同図(b
))後、ドーズ量I XIO”cm−富のボロンをイオ
ン注入して第1のシリコン膜23をp型化する(同図(
c))。
次いで、CVD法により層間絶縁膜としての膜厚約40
00人の90□I!24を形成した後、バイポーラトラ
ンジスタ形成部及び酊SPIT形成部のSin、膜24
と第1のシリコンIli23とを貫通してそれぞれ第1
の開口部25a及び第2の開口部25bを形成する。こ
の第2の開口部25bは、帯形状に形成し、帯形状の両
端がフィールド酸化膜まで達するようにする。これによ
り、バイポーラトランジスタ形成部の第1の開口部25
aの周辺にはベース引出し電極23aが形成され、ll
llsF!?形成部の第2の開口部25bの周辺にはS
/D引出し電極23b、23cが形成される(同図(d
))。
続いて、温度900℃、時間30分の条件で加熱処理を
行い、第1の開口部25a及び第2の開口部25bの底
部と側壁のベース引出し電極23a、S/D引出し電極
23b及び23cの第1のシリコン膜を酸化し、膜厚約
1000人の510111 (絶縁II)26a。
26b及び26cを形成する。その後、レジストW27
をマスクとしてレジストl127の開口部27aよりバ
イポーラトランジスタ形成部の第1の開口部25aの底
部のSiO冨1126aを介してドーズ量5×10”c
m−”程度の条件でボロンをイオン注入し、p°型のイ
オン注入領域28を形成する(同図(e))、このとき
、IllISFI!T形成部はレジスト膜−27で被覆
されているので、ボロンはSi基板21内には入り込ま
ない。
次に、加熱処理を行い、イオン注入領域2Bのボロンを
Si基板21内に拡散して膜−型の内部ベース!M28
aを形成するとともに、ベース引出し電極23a、S/
D引出し電極23b、23cからSi基板21にボロン
を導入し、p型の外部ベース領域29とp°型のS /
 D 81域30a、30bとを形成する。その後、C
VD法により全面に膜厚約2000人の第2のシリコン
M31を形成する(同図(f))。
なお、この第2のシリコン1131は第1及び第2の開
口部の底部のSiOヨM!26 a * 26 b *
 26 cを選択的に除去するためのサイドウォールを
形成するためのもので、SiO□膜などを用いてもよい
次いで、SiCIa÷Chガスを用いた異方性エッチン
グ法により第1及び第2の開口部25a、25bの側壁
に第2のシリコン1131からなるサイドウォール31
 a 、 31 bを形成する。ここで、11131が
SiOf膜の場合はエッチングガスとしてCFa+CI
IF、ガスを用いる。続いて、サイドウォール31a、
31b!マスクとして第1及び第2の開口部25a、2
5bの底部のSiOtl126 a 、 26 bを選
択的に除去してそれぞれ第3及び第4の開口部32及び
37を形成する(同図(g))、なお、このとき第2の
開口部25bの底部のSing膜26bは除去しないで
そのまま残し、ゲート酸化膜とすることもできる。
その後、熱酸化法により第1及び第2の開口部25a、
25bの底部に膜厚約200人のsto、l136を再
び形成した後、第2の開口部25bの底部のSiOよn
36をゲート酸化膜として残し、第1の開口部25aの
底部のSin、膜36のみを除去して再び第3の開口部
32を形成する(同図(h))。
次に、CVD法により全面に膜厚約1000人の第3の
シリコン1134を形成した後、砒素をイオン注入して
n型化する。続いて、加熱処理を行い、この第3のシリ
コン膜34から第3の開口部32を介してSi基板21
の内部ベース領域28a内に砒素を導入してn9型のエ
ミッタ領域33を形成する(同図(i))。
次いで、第3のシリコン膜34をパターニングしてエミ
ッタ電極34a、ゲート電極34bを形成し、さらにそ
れぞれと接続するatからなるエミッタ配線35a、ゲ
ート配線35dを形成するとともに、ベース引出し電極
23a上、S/D引出し電極23b。
23c上の絶縁膜に開口部を形成し、この開口部を介し
てAIからなるベース配線35b、S/D配線35c、
35eを形成する(同図(j))。
このようにしてバイポーラトランジスタとNISFI!
iとが同一チップ上に形成される。
以上のように、本発明の製造方法においては、第1図(
d)に示すように、ベース引出し電極23aとS/D引
出し電極23b、23cとを共通のp型の第1のシリコ
ン823で同時に形成し、また、同図(f)に示すよう
に、このc型の第1のシリコン1123からのボロンの
拡散により外部ベース領域29とS/D領域30a、3
0bとを同時に形成し、さらに、同図(i)、(j)に
示すように、エミッタ電極34aとゲート電極34bと
を同じn型の第3のシリコン膜34で同時に形成してい
る。
このように大部分の製造工程においてバイポーラトラン
ジスタとI%ISFETとを共通の工程で製造している
このため、従来の場合、バイポーラトランジスタと?l
ISPETとをそれぞれ単独に作成するのに必要な工程
数を加算した工程数が必要であったのに比較して、本発
明の製造方法によれば、必要な工程数はほぼバイポーラ
トランジスタ又は酊SPI!Tどちらか一方を作成する
のに必要な工程数まで大幅に減少できる。
これにより、工程の大幅な簡略化を図ることができるの
で、製造コストを低減することができ、かつ工程数の増
大に伴う歩留りの低下を防止することができる。
(発明の効果) 以上のように、本発明の製造方法によれば、大部分の製
造工程においてバイポーラトランジスタとIIIIsF
I!Tとを共通の工程で製造している。
このため、従来の場合、バイポーラトランジスタと19
13FI!Tとをそれぞれ単独に作成するのに必要な工
程数を加算した工程数が必要であったのに比較して、本
発明の製造方法によれば、必要な工程数はほぼバイポー
ラトランジスタ又はIIISFI!?どちらか一方を作
成するのに必要な工程数まで大幅に減少できる。
これにより、工程の大幅な簡略化を図ることができるの
で、製造コストを低減することができ、かつ工程数の増
大に伴う歩留りの低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図ば、本発明の実施例の半導体装置の製造方法を説
明する断面図、 第2図は、本発明の従来例の半導体装置の製造方法を説
明する断面図である。 〔符号の説明〕 1=4i基板、 2.22・・・フィールド酸化膜、 3.6,10,24.36・・・SiO□膜、3a・・
−ゲート酸化膜、 4.14.16・−・シリコン膜、 4a、34b・・・ゲート電極、 4b、23a・・・ベース引出し電極、5.2フー・・
レジスト膜、 5 a、 9. 15.21a・−開口部、7a、7b
、13.28・=イオン注入領域、8・・・PSG@。 11.29−・・外部ベース領域、 12a、12b、30a、30b=−S/DSN域、1
3a 、 28a −−−内部ベース領域、14a、3
1a、31b、31c、31d−−−サイドウォール、
16a、34a−−−:Lミッタ電極、17.33・・
・エミッタ領域、 18a 、 35a−−−xミッタ配線、18b、35
b・・・ベース配線、 18c、18e、35c、35e−−−S/D配線、1
8d、35d−・・ゲート配線、 21 =−Si基板(半導体基板)、 23・・・第1のシリコン膜(半導体III)、23 
b 、 23 c −S / D引出し電極、25a−
第1の開口部、 25 b−・・第2の開口部、 26 a 、 26 b 、 26 c−−−Sing
膜(絶縁111)、31−・・第2のシリコン膜、 32=−第3の開口部、 34−・・第3のシリコン膜、 37・・・第4の開口部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  バイポーラトランジスタと絶縁ゲート型電界効果トラ
    ンジスタとを形成する半導体装置の製造方法において、 一導電型の半導体基板上に、バイポーラトランジスタ形
    成部には第1の開口部を有し、絶縁ゲート型電界効果ト
    ランジスタ形成部にはゲート領域となる第2の開口部を
    有する逆導電型の第1の半導体膜を形成する工程と、 前記第1及び第2の開口部の底部の半導体基板表面と、
    該第1及び第2の開口部の側壁とに絶縁膜を形成する工
    程と、 前記第1の開口部の底部の半導体基板の表面に逆導電型
    の不純物を選択的にイオン注入してイオン注入領域を形
    成する工程と、 加熱処理を行い、前記バイポーラトランジスタ形成部に
    おいては残存する半導体膜から逆導電型の不純物を半導
    体基板に導入して外部ベース領域を形成するとともに、
    前記イオン注入領域の不純物を拡散して逆導電型の内部
    ベース領域を形成し、前記絶縁ゲート型電界効果トラン
    ジスタ形成部においては残存する半導体膜から逆導電型
    の不純物を半導体基板に導入して逆導電型のソース・ド
    レイン領域を形成する工程と、 前記第1の開口部の底部の絶縁膜をエッチング除去して
    第3の開口部を形成する工程と、 その後、前記第3の開口部の底部の半導体基板の表面に
    前記一導電型の不純物を導入してエミッタ領域を形成す
    ること、前記第3の開口部にエミッタ電極を形成するこ
    と及び前記第2の開口部にゲート電極を形成することを
    行う工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造
    方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5471083A (en) * 1993-12-16 1995-11-28 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device including a field effect transistor and a bipolar transistor and a method of manufacturing the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5471083A (en) * 1993-12-16 1995-11-28 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device including a field effect transistor and a bipolar transistor and a method of manufacturing the same

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