JPH0353562A - 半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置の製造方法

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JPH0353562A
JPH0353562A JP18942889A JP18942889A JPH0353562A JP H0353562 A JPH0353562 A JP H0353562A JP 18942889 A JP18942889 A JP 18942889A JP 18942889 A JP18942889 A JP 18942889A JP H0353562 A JPH0353562 A JP H0353562A
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JP
Japan
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channel mos
emitter
implanted
formation region
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JP18942889A
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English (en)
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Kiyotaka Imai
清隆 今井
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Bipolar Transistors (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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体集積回路装置の製造方法に関し、特にバ
イボーラトランジスタ部がセルファライン構造のBiC
MOS集積回路装置の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
第2図(a)〜(fl)は従来のベースとエミッタが自
己整合構造のバイボーラトランジスタを有するBiCM
OS集積回路装置の製造方法を説明するための工程順に
配置した半導体チップの断面図である。
P型シリコン基板l上にN+埋込層2−1.2−2及び
P+埋込層3の原領域となる高濃度層を形成したのち、
N型シリコンエピタキシャル層4aを成長する。Nチャ
ネルMOSの形成される領域にPウェル5を形成し、P
チャネルMOSの形成される領域にNウェル6を形成す
る。フィールド絶縁膜7を形成してNチャネルMOS形
成領域,PチャネルMOS形成領域,バイボーラ形成領
域を区画した後、NチャネルMOS形成領域,Pチャネ
ルMOS形成領域上にゲート酸化膜8を形成し、レジス
ト工程及びエッチング工程を経てバイボーラ形成領域上
のゲート酸化膜を除去する(第2図(a))。次に、ポ
リシリコン層9を或長し、レジスト膜10を塗布後リン
グラフィー工程を経てバター二ングしNチャネルMOS
形成領域と、バイポーラトランジスタのコレクタ形成領
域のポリシリコン層にN型の不純物であるリンイオンを
エネルギー40〜70keV,  ドーズ量5×1 0
 ”〜I X 1 0 ”am−”注入し(第2図(b
))、次にPチャネルMOS形成領域とバイポーラトラ
ンジスタのベース形成領域のポリシリコン層にP型の不
純物であるボロンをエネルギー30〜50keV,  
ドーズ量5X 1 01s〜I X 1 0”an−”
注入する(第2図(C)).次に多結晶シリコン層上に
CVD酸化膜l2を或長後、レジスト膜13を塗布しパ
ターンニングする(第2図(d))。レジスト膜13を
マスクにしてCVD酸化膜12及びポリシリコン層9を
エッチングし、NチャネルMOSゲートポリシリコン電
極15,PチャネルMOSゲートポリシリコン電極14
,N型コレクタボリシリコン電極16,P型ベースポリ
シリコン電極l7をそれぞれ形成する。その後レジスト
工程を経てNチャネルMOS形成領域にエネルギー30
〜80keV, ドーズ量5X1 0′2〜5X1 0
”cm−”程度のリンを注入する(第2図(e))。次
にPチャネルMOS形戒領域にエネルギー30〜80k
ey,  ドーズ量2 X 1 0 ”〜5 X 1 
0 ”cm−”程度のポロンを注入する(第2図(r)
)。次にバイポーラトランジスタのベース形成領域にエ
ネルギー2 0〜5 0 k eV,  ドーズ量1×
lO13〜5XIO”程度のポロンな注入する(第2図
(g))。
ここで第2図(f),(g)で説明した工程は第2図(
h)に示すようにPチャネルMOS形成領域及びベース
形成領域に同時にポロンのイオン注入を行うこともでき
る。
その後、絶縁層(たとえばCVD酸化膜)20を膜厚0
.3〜0.6μm或長した後、熱処理を行い、イオン注
入した不純物を活性化し、ベース領域23,?−ソース
領域24S,P−ドレイン領域24d,N−ソース領域
S,N−ドレイン領域25dを形成する。ベース領域2
3とN+埋込層の間の.N型エピタキシャル層はコレク
タ領域4bとなる。このときの熱処理によってベースポ
リシリコン電極17からボ■ンがN型エピタキシャル層
に拡散し、P+型外部ベース領域22が形成される.ま
たコレクタボリシリコン電極からリンがコレクタ領域4
bに拡散し、N+コレクタ引き出し領域2lが形成され
る(第2図(h)). 次に、絶縁層20を異方性工,チングすることによりサ
イドウォール絶縁層がNチャネルMOSゲートポリシリ
コン電極15,PチャネルMOSゲートボリシリコン電
極14,Iレクタポリシリコン電極16及びベースポリ
シリコン電極17の側壁に形成される.サイドウオール
絶縁層の幅は0.3〜0.6μmとなる(第2図(D)
.次に、ボνシリコン膜をバイボーラトランジスタのエ
ミッタ形成領域上にのみ選択的に形成したのち、このポ
リシリコン膜<!:NチャネルMOS形成領域とを除い
てレジスト膜37を形成し,As+を注入してエミ,タ
ポリシリコン電極3・6を形成する(第2図(k))。
同様にPチャネルMOS形成領域にBイオンを注入し、
熱処理を行kいP+ソース領域31S,P+ドレイン領
域31d,N+ソース領域32S,N+ドレイン領域3
2d,エミッタ領域30を形成する(第2図(Il))
.〔発明が解決しようとする課題〕 上述したエミッタ領域が外部ベース領域に対して自己整
合構造になったバイボーラトランジスタを有するBiC
MOS集積回路装置は、バイボーラトランジスタのベー
ス面積を小さくできるためベース寄生容量を低減でき高
速化を図ることができる. しかしながらその製造方法において、エミッタ領域30
はポリシリコン膜にN型不純物イオンを注入し、その後
の熱拡散によって形成される。微細化が進みエミッタ幅
が狭くなってくると、第3図に示したように、エミッタ
領域の角のエミッタポリシリコン電極36の厚い部分に
は、イオン注?によって不純物が十分入らない領域が生
じるシャドーイング効果によって高抵抗なエミッタボリ
シリコン領域(斜線を入れた部分)が生じる。
このためエミッタ抵抗が増大し、デバイス特性に悪影響
を及ぼすという欠点がある.またこの高抵抗なエミッタ
ボリシリコン領域の下のエミッタ拡散層にも十分に不純
物が拡散できないため、エミッタの濃度が低くなり、h
■の低下をもたらす。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、半導体基板
のN(又はP)チャネルMOS形成領域のゲート絶縁膜
上にサイドウォール絶縁層付きのゲート電極を形成し、
NPN (又はPNP)トランジスタ形成領域上に他の
サイドウォール絶縁層付キの高濃度P(又はN)型のベ
ースポリシリコン電極を形成した後、N(又はP)型不
純物イオンを選択的に注入して、前記N(又はP)チャ
ネルMOS形成領域にN”(又はP”)ンース領域、N
” (又はP+)ドレイン領域を、前記NPN (又は
PNP)}ランジスタ形成領域にN(又はP)型のエミ
ッタ領域を形成する工程を含むというものである。
〔実施例〕
次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第1図(a)〜(e)は本発明の一実施例を説明するた
めの工程順に配置した半導体チップの断面図である。
第2図(a)〜(j)を用いて説明した手順を経たのち
、第1図(a)に示すように、イオン注入のダメージを
防ぐため露出しているシリコン面に酸化シリコン膜27
を形戊した後、レジスト工程を経てNチャネルMOS形
戊領域及びバイボーラ形成領域にN型の不純物たとえば
ヒ素をエネルギー5 0〜7 0 k e V,  ド
ーズ量2×101s〜1×10”cm−”のイオン注入
を行う。このときバイポーラ形戊領域においてベースポ
リシリコン電極17の側壁についたサイドウォール絶縁
層28bをマスクとして外部ベース領域22に対し自己
整合的にヒ素がベース領域23に注入される。べ一スボ
リシリコン電極上17には酸化シリコン膜12がついて
いるのでヒ素はベースポリシリコン電極17内には注入
されない。次に、第1図(b)に示すように、レジスト
工程を経てPチャネルMOS形成領域にP型の不純物た
とえばポロンをエネルギー30〜70keV,  ドー
ズ量2X10”〜τ1 1 X 1 0 ”an−”θイオン注入を行う.その
後第1図(c)に示すように、熱処理を行ってイオン注
入した不純物の活性化を行うことにより、バイボーラト
ランジスタの型のエミ,タ領域30,NチャネルMOS
のN+ソース領域328,N+ドレイン領域32d,P
チャネルMOSのP+ンース領域318,P”ドレイン
領域31dを形成する。次に、第1図(d)に示すよう
に、絶縁層間膜33を戊長後レジスト工程及びエッチン
グ工程を経てコンタクトホールな形成する.その後、第
1図(e)に示すように、コンタクトホールにタングス
テン34a〜34dを埋込み、アルミニウム配線35を
形成する。このように、MOSトランジスタのゲートボ
リシリコン電極とパイボーラトランジス?のコレクタボ
リシリコン電極及びベースポリシリコン電極を同一工程
のポリシリコン膜被着で形成し、また、MOS}ランジ
スタLDD構造で形成用のサイドウォール絶縁層をバイ
ボーラ形成領域にも形成してイオン注入のマスクとして
用いエミッタ領域を外部ベースと自己整合的に形成する
このようにして、バイポーラトランジスタのエミッタ形
成とNチャネルMOSソース・ドレイン形成を同時に行
うことにより、きわめて簡単にセルファライン構造のバ
イボーラトランジスタをもつBiCMOSが形成できる
また、イオン注入により直接エミッタ領域を形成し、コ
ンタクトをタングステンで埋込むことにより、エミッタ
ポリシリコン電極を用いてエミッタ領域を形成する従来
例において問題となったエミ,タ抵抗の増大及びh■の
低下は生ぜず、信頼性の高いバイボーラトランジスタを
形成できる。
以上NPN}ランジスタの場合について説明したが、拡
散層及び注入イオンの導電型を逆にすれば、PNP}ラ
ンジスタの場合についてもそのままあてはまることは明
らかである。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、エミッタポリシリコン電
極を形成する前に、ベース拡散層及びN(又はP)チャ
ネルMOSトランジスタ形成領域にイオン注入を行なっ
てNPN (又はPNP)}ランジスタのエミッタ領域
及びN(又はP)チャネルMOS}ランジスタのソース
・ドレイン領域を形成することにより、従来のエミ,タ
ポリシリコン電極にイオン注入をして自己整合型のバイ
ポーラトランジスタを形成する方法で問題となるエミッ
タ抵抗の増加及びhFIIの低下を防ぎ、またMOS}
ランジスタのソース・ドレイン領域の形成と同一イオン
注入工程でエミッタ領域な形成できるため工程数を減ら
すことが出来る効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(e)は本発明の一実施例を説明するた
めの工程順に配置した半導体チ,プの断面図、第2図(
a)〜CIOは従来例を説明するための工程順に配置し
た半導体チップの断面図、第3図は従来例の欠点を説明
するための半導体チップの断面図である。 1・・・・・・Pシリコン型基板、2・・・・・・N+
埋込層、3・・・・・・P+埋込層、4a・・・・・・
N型エビタキシャルL4b・・・・・・コレクタ領域、
5・・・・・・Pウェル,6・・・・・・Nウェル、7
・・・・・・フィールド絶縁層、訃・・・・・ゲート酸
化膜、9・・・・・・ポリシリコン層、9n・・・・・
・N型のポリシリコン層、9p・・・・・・P型のポリ
シリコンIt,10.11・・・・・・レジスト膜、1
2・・・・・・酸化膜、13・・・・・・レジスト膜、
14・・・・・・Nチャネルゲートポリシリコン電極、
15・・・・・・Pチャネルゲートボリシリコン電極、
16・・・・・・コレクタポリシリコン電L17・・・
・・・ベースポリシリコン電極、1 8a,1 8b,
1 9a,1 9b−”レジスト膜、20・・・・・・
サイドウォール形成層絶縁層、21・・・・・・N+コ
レクタ引き出し領域、22・・・・・・P+外部べ−ス
領域、23・・・・・・P−ベース領域、24S・・・
・・・Pーンース領域、24d・・・・・・P′″ドレ
イン領域、25S・・・・・・N″″ソース領域、25
d・・・・・・N−ドレイン領域、26b,26c,2
6n,26p−−=サイドウォール絶縁層、27・・・
・・・酸化シリコン膜、28,29・・・・・・レジス
ト膜,30・・・・・・N+エミッタ領域、31S・・
・・・・P+ンース領L31d・・・・・・P+ドレイ
ン領域、328・・・・・・N+ソース領域、32d・
・・・・・N+ドレイン領域、33・・・・・・層間絶
縁膜、34a〜34d・・・・・・ポリシリコン層、3
5・・・・・・アルミニウム配線、36・・・・・・エ
ミッタポリシリコン電極、37・・・・・・レジスト膜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  半導体基板のN(又はP)チャネルMOS形成領域の
    ゲート絶縁膜上にサイドウォール絶縁層付きのゲート電
    極を形成し、NPN(又はPNP)トランジスタ形成領
    域上に他のサイドウォール絶縁層付きの高濃度P(又は
    N)型のベースポリシリコン電極を形成した後、N(又
    はP)型不純物イオンを選択的に注入して、前記N(又
    はP)チャネルMOS形成領域にN^+(又はP^+)
    ソース領域、N^+(又はP^+)ドレイン領域を、前
    記NPN(又はPNP)トランジスタ形成領域にN(又
    はP)型のエミッタ領域を形成する工程を含むことを特
    徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
JP18942889A 1989-07-21 1989-07-21 半導体集積回路装置の製造方法 Pending JPH0353562A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0969580A (ja) * 1995-08-30 1997-03-11 Nec Corp Bi−CMOS半導体装置およびその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0969580A (ja) * 1995-08-30 1997-03-11 Nec Corp Bi−CMOS半導体装置およびその製造方法

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