JPH0365024B2 - - Google Patents

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JPH0365024B2
JPH0365024B2 JP31789487A JP31789487A JPH0365024B2 JP H0365024 B2 JPH0365024 B2 JP H0365024B2 JP 31789487 A JP31789487 A JP 31789487A JP 31789487 A JP31789487 A JP 31789487A JP H0365024 B2 JPH0365024 B2 JP H0365024B2
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    • H01L21/8232Field-effect technology
    • H01L21/8234MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
    • H01L21/8238Complementary field-effect transistors, e.g. CMOS

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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は半導体装置の製造方法に係り、特にバ
イポーラ型素子とMOS(Metal Oxide
Semiconductor)型素子またはCMOS
(Complementary Metal Oxide
Semiconductor)型素子とが半導体基板表面に共
存する半導体装置の製造方法に関する。
(従来の技術) 従来のバイポーラ型素子とCMOS型素子との
共存型半導体装置の製造方法を第2図の用いて説
明する。P型シリコン基板からなる半導体基板5
1上の所定の場所に選択的にN+不純物埋め込み
層52,53を形成した後、全面にP型エピタキ
シヤル層54を成長させる。そしてN+不純物埋
め込み層52,53上のP型エピタキシヤル層5
4にN型ウエル領域55,56を形成し、N+
純物埋め込み層52,53とN型ウエル領域5
5,56とをそれぞれ接続させる。こうしてN型
ウエル領域55はCMOSのPチヤネル型トラン
ジスタを形成する素子領域となり、このN型ウエ
ル領域55に隣接するP型エピタキシヤル層54
はCMOSのNチヤネル型トランジスタを形成す
る素子領域となり、さらにN型ウエル領域56は
バイポーラトランジスタを形成する素子領域、す
なわち縦型NPNバイポーラトランジスタのコレ
クタ領域となる。このとき必要に応じて、
CMOSのNチヤネル型トランジスタの素子領域
となるP型エピタキシヤル層54にP型ウエル領
域を形成してもよい。
次いで、各素子領域間の素子分離領域にフイー
ルド酸化膜57を選択的に形成し、各素子領域を
分離する。そしてバイポーラトランジスタのコレ
クタ領域としてのN型ウエル領域56の所定の場
所にN+不純物領域58を形成し、N+不純物埋め
込み層53とN+不純物領域58とを接続させる。
このN+不純物領域58は、バイポーラトランジ
スタのコレクタ領域の取出しおよびコレクタの抵
抗の低減のためのものである。
次いで、熱酸化を行ない、全面にシリコン酸化
膜59を形成する。このシリコン酸化膜59は、
CMOSのNチヤネル型トランジスタおよびPチ
ヤネル型トランジスタの素子領域となるP型エピ
タキシヤル層54上およびN型ウエル領域55上
においては、それぞれCMOSのゲート酸化膜6
0となる。続いて、バイポーラトランジスタのコ
レクタ領域としてのN型ウエル領域56表面の所
定の場所に、イオン注入およびイオン注入後の熱
処理により、P-不純物領域61を形成する。こ
のP-不純物領域61は、バイポーラトランジス
タの内部ベース領域となる。なおこのとき、
MOSの閾値合わせ込みおよびシヨートチヤネル
効果改善のためのイオン注入を行なつてもよい
(第2図a)。
次いで、全面に多結晶シリコン層を堆積させ、
燐Pの拡散を行つた後、さらに全面にCVD
(Chemical Vapor Deposition)膜を堆積させ
る。そしてRIE(Reactive Ion Etching)法を用
いて、CVD膜および多結晶シリコン層を順次パ
ターニングし、ゲート酸化膜60上の所定の場所
に、多結晶シリコン層からなるゲート電極62お
よびイオン注入に対するマスクとしてのCVD膜
63を形成する。続いて全面にレジストを塗布し
た後、CMOSのNチヤネル型トランジスタの素
子領域上のレジストのみを除去する。そして残存
させたレジスト(図示せず)と、フイールド酸化
膜57と、CVD膜63およびゲート電極62と
をマスクとしてイオン注入を行ない、P型エピタ
キシヤル層54表面により低濃度のN-不純物領
域64を形成する。このN-不純物領域64は、
CMOSのNチヤネル型トランジスタにLDD
(Lightly Doped Drain)構造を形成するための
ものである。
次いで、全面にレジストを塗布した後、バイポ
ーラトランジスタの素子領域の所定の場所および
CMOSのPチヤネル型トランジスタの素子領域
上のレジストを除去する。そして残存させたレジ
スト65と、フイールド酸化膜57と、CVD膜
63およびゲート電極62とをマスクとしてイオ
ン注入を行ない、CMOSのPチヤネル型トラン
ジスタの素子領域のN型ウエル領域55表面およ
びバイポーラトランジスタの内部ベース領域とし
てのP-不純物領域61表面に、それぞれP+不純
物領域66,67を形成する。P+不純物領域6
6はCMOSのPチヤネル型トランジスタのソー
ス領域およびドレイン領域となり、P+不純物領
域67はバイポーラトランジスタの外部ベース領
域となる(第2図b)。
次いで、全面にCVD膜を堆積させた後、RIE
法を用いて全面をエツチングし、ゲート電極62
側面にスペーサーとしてのCVD膜68を残存さ
せる。そして全面にレジストを塗布した後、バイ
ポーラトランジスタの素子領域の所定の場所およ
びCMOSのNチヤネル型トランジスタの素子領
域上のレジストを除去する。そして残存させたレ
ジスト69と、フイールド酸化膜57と、CVD
膜63およびゲート電極62と、ゲート電極62
側面のスペーサーとしてのCVD膜68とをマス
クとしてイオン注入を行ない、CMOSのNチヤ
ネル型トランジスタの素子領域のN-不純物領域
64表面とバイポーラトランジスタのベース領域
としてのP-不純物領域61表面およびN+不純物
領域58表面に、それぞれN+不純物領域70,
71,72を形成する。N+不純物領域70は
CMOSのNチヤネル型トランジスタのソース領
域およびドレイン領域であり、N+不純物領域7
1はバイポーラトランジスタのエミツタ領域であ
り、N+不純物領域72はバイポーラトランジス
タのコンタクト取出し領域である(第2図c)。
次いで、図示はしないが、通常のLSI製造工程
と同様に、層間絶縁層の堆積、コンタクトホール
の開孔、金属配線層の形成等を行ない、半導体基
板表面に縦型NPNバイポーラトランジスタと
CMOSトランジスタとが共存する半導体装置を
完成させる。
(発明が解決しようとする問題点) CMOS型素子の微細化に伴い、特にPチヤネ
ルトランジスタにおけるシヨートチヤネル効果が
問題となり、その対策としてNチヤネルトランジ
スタにおけるLDD構造と同様にPチヤネルトラ
ンジスタにもLDD構造を採用することが必須と
なつている。しかしながら従来のバイポーラ型素
子とCMOS型素子との共存型半導体装置の製造
においては、PチヤネルトランジスタにLDD構
造を形成することがコスト上困難であつた。
また、従来のバイポーラ型素子とCMOS型素
子との共存型半導体装置は通常のCMOSプロセ
スにバイポーラトランジスタを作り込むために、
N+不純物埋め込み層52,53、P型エピタキ
シヤル層54、コレクタ領域の取出しとコレクタ
抵抗の低減のためのN+不純物領域58、ベース
領域としてのP-不純物領域61の形成が追加さ
れるため、工程上のコストが高くなるという問題
があつた。このため、工程の共有化を行ない、コ
ストの低減を図ることが求められている。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、
MOSトランジスタのシヨートチヤネル効果を押
さえると共に工程の増加を押さえることにより、
高速かつ低消費電力であると共に低コストである
半導体装置の製造方法を提供することを目的とす
る。
[発明の構成] (問題を解決するための手段) 半導体基板表面にバイポーラ型素子とMOS型
素子とが共存する半導体装置の製造方法におい
て、前記MOS型素子のLDD構造を構成するドレ
イン領域のより低濃度の第1の不純物領域と前記
バイポーラ型素子の内部ベース領域とを同一工程
により形成することを特徴とする。
また、前記MOS型素子がCMOS型素子の片方
である場合、前記CMOS型素子のPチヤネル型
トランジスタのLDD構造を構成する前記ドレイ
ン領域のより高濃度の第2の不純物領域と前記バ
イポーラ型素子の外部ベース領域とを同一工程に
より形成し、前記CMOS型素子のNチヤネル型
トランジスタのLDD構造を構成する前記ドレイ
ン領域のより高濃度の第3の不純物領域と前記バ
イポーラ型素子のエミツタ領域と同一工程により
形成することを特徴とする。
(作用) 本発明により、半導体基板表面に共存して形成
されるバイポーラ型素子とLDD構造を有する
MOS型素子あるいはCMOS型素子との工程が共
有化される。
(実施例) 本発明の一実施例による半導体装置の製造方法
を第1図を用いて説明する。P型シリコン基板か
らなる半導体基板11上の所定の場所に選択的に
N+不純物埋め込み層12,13を形成した後、
全面に例えばP型エピタキシヤル層14を成長さ
せる。そしてN+不純物埋め込み層12,13上
のP型エピタキシヤル層14にN型ウエル領域1
5,16を形成し、N+不純物埋め込み層12,
13とN型ウエル領域15,16とをそれぞれ接
続させる。こうしてN型ウエル領域15は
CMOSのPチヤネル型トランジスタを形成する
素子領域となり、このN型ウエル領域15に隣接
するP型エピタキシヤル層14はCMOSのNチ
ヤネル型トランジスタを形成する素子領域とな
り、さらにN型ウエル領域16はバイポーラトラ
ンジスタを形成する素子領域、すなわち縦型
NPNバイポーラトランジスタのコレクタ領域と
なる。このとき必要に応じて、CMOSのNチヤ
ネル型トランジスタの素子領域となるP型エピタ
キシヤル層14にP型ウエル領域を形成してもよ
いが、本実施例においては採用していない。
次いで、各素子領域間の素子分離領域にフイー
ルド酸化膜17を選択的に形成し、各素子領域を
分離する。そしてバイポーラトランジスタのコレ
クタ領域としてのN型ウエル領域16の所定の場
所にN+不純物領域18を形成し、N+不純物埋め
込み層13とN+不純物領域18とを接続させる。
このN+不純物領域18は、バイポーラトランジ
スタのコレクタ領域の取出しおよびコレクタ抵抗
の低減のためのものである。
次いで、熱酸化を行ない、全面にシリコン酸化
膜19を形成する。このシリコン酸化膜19は、
CMOSのNチヤネル型トランジスタおよびPチ
ヤネル型トランジスタの素子領域となるP型エピ
タキシヤル層14上およびN型ウエル領域15上
においては、それぞれCMOSのゲート酸化膜2
0となる(第1図a)。図面上特に図示していな
いが、続いてMOSの閾値合わせ込みおよびパン
チスルー防止のために、イオン注入を行なう。
次いで、全面に多結晶シリコン層を堆積させ、
燐Pの拡散を行つた後、さらに全面にCVD膜を
堆積させる。そしてRIE法を用いて、CVD膜お
よび多結晶シリコンを順次パターニングし、ゲー
ト酸化膜20上の所定の場所に、多結晶シリコン
層からなるゲート電極21およびイオン注入に対
するマスクとしてのCVD膜22を形成する(第
1図b)。
続いて全面にレジストを塗布した後、CMOS
のNチヤネル型トランジスタの素子領域上のレジ
ストのみを除去する。そして残存させたレジスト
(図示せず)と、フイールド酸化膜17と、CVD
膜22およびゲート電極21とをマスクとしてイ
オン注入を行ない、P型エピタキシヤル層14表
面により低濃度のN-不純物領域23を形成する。
このN-不純物領域23は、CMOSのNチヤネル
型トランジスタにLDD構造を形成するためのも
のである。
次いで、全面にレジストを塗布した後、バイポ
ーラトランジスタのコレクタ領域としてのN型ウ
エル領域16上およびCMOSのPチヤネル型ト
ランジスタの素子領域上のレジストを除去する。
そして残存させたレジスト24と、フイールド酸
化膜17と、CVD膜22およびゲート電極21
とをマスクとしてイオン注入を行ない、CMOS
のPチヤネル型トランジスタの素子領域のN型ウ
エル領域15表面およびバイポーラトランジスタ
の素子領域のN型ウエル領域16表面に、より低
濃度のP-不純物領域25,26をそれぞれ形成
する。このときのイオン注入は、ボロンBイオン
を濃度5×1013cm-2、加速度25keVの条件で注入
した。P-不純物領域25はCMOSのPチヤネル
型トランジスタのLDD構造を形成するためのも
のであり、P-不純物領域26はバイポーラトラ
ンジスタの内部ベース領域となる(第1図c)。
次いで、全面にCVD膜を堆積させた後、RIE
法を用いて全面をエツチングし、ゲート電極21
側面にスペーサーとしてのCVD膜27を残存さ
せる。そして全面にレジストを塗布した後、バイ
ポーラトランジスタの内部ベース領域としての
P-不純物領域上およびCMOSのPチヤネル型ト
ランジスタの素子領域上のレジストを除去する。
そして残存させたレジスト28と、フイールド酸
化膜17と、CVD膜22およびゲート電極21
と、ゲート電極21の側面のスペーサーとしての
CVD膜27とをマスクとしてインオン注入を行
ない、CMOSのPチヤネル型トランジスタの素
子領域のP-不純物領域25およびバイポーラト
ランジスタの素子領域のP-不純物領域26に、
それぞれP+不純物領域29,30を形成する。
P+不純物領域29はCMOSのPチヤネル型トラ
ンジスタのソース領域およびドレイン領域とな、
りP+不純物領域30はバイポーラトランジスタ
の外部ベース領域となる(第1図d)。
次いで、全面にレジストを塗布した後、バイポ
ーラトランジスタの素子領域の所定の場所および
CMOSのNチヤネル型トランジスタの素子領域
上のレジストを除去する。そして残存させたレジ
スト31と、フイールド酸化膜17と、CVD膜
22およびゲート電極21と、ゲート電極21側
面のスペーサーとしてのCVD膜27とをマスク
としてイオン注入を行ない、CMOSのNチヤネ
ル型トランジスタの素子領域のN-不純物領域2
3とバイポーラトランジスタの素子領域のP-
純物領域26表面およびN+不純物領域18表面
とに、それぞれN+不純物領域32,33,34
を形成する。N+不純物領域32はCMOSのNチ
ヤネル型トランジスタのソース領域およびドレイ
ン領域となり、N+不純物領域33はバイポーラ
トランジスタのエミツタ領域となり、N+不純物
領域34はバイポーラトランジスタのコレクタコ
ンタクト取出し領域となる(第1図e)。
次いで、図示はしないが、通常のLSI製造工程
と同様に、層間絶縁層の堆積、コンタクトホール
の開孔、金属配線層の形成等を行なう。そしてこ
のようにして縦型NPNバイポーラトランジスタ
とCMOSトランジスタとが共存する半導体装置
を完成させる。
このように本実施例によれば、CMOS型素子
のNチヤネルトランジスタおよびNチヤネルトラ
ンジスタの両方において容易にLDD構造を設け
ることができ、シヨートチヤネル効果を十分に抑
制することができる。
また、バイポーラ型素子とCMOS型素子との
共存型半導体装置の製造工程において、バイポー
ラトランジスタの製造プロセスのコレクタ領域と
してのN型ウエル領域16、内部ベース領域とし
てのP-不純物領域26、外部ベース領域として
のP+不純物領域30、エミツタ領域としてのN+
不純物領域33、コンタクト取出し領域としての
N+不純物領域34等をCMOSの製造プロセスと
共有化された工程において形成することができ、
バイポーラ型素子とCMOS型素子との共存によ
る工程の増加を抑制することができる。
[発明の効果] 以上の通り本発明によれば、半導体基板表面に
バイポーラ型素子とMOS型素子またはCMOS型
素子とが共存する半導体装置の製造において、
MOS型素子またはCMOS型素子の高性能化を図
ることができると共に、製造コストの上昇を押さ
えることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例による半導体装置
の製造方法を示す工程図、第2図は、従来の半導
体装置の製造方法を示す工程図である。 11,51……半導体基板、12,13,5
2,53……N+不純物埋め込み層、14,54
……P型エピタキシヤル層、15,16,55,
56……N型ウエル領域、17,57……フイー
ルド酸化膜、18,32,33,34,58,7
0,71,72……N+不純物領域、19,59
……シリコン酸化膜、20,60……ゲート酸化
膜、21,62……ゲート電極、22,27,6
3,68……CVD膜、23,64……N-不純物
領域、24,28,31,65,69……レジス
ト、25,26,61……P-不純物領域、29,
30,66,67……P+不純物領域。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 半導体基板表面にバイポーラ型素子とMOS
    型素子とが共存する半導体装置の製造方法におい
    て、前記MOS型素子のLDD構造を構成するドレ
    イン領域のより低濃度の第1の不純物領域と前記
    バイポーラ型素子の内部ベース領域とを同一工程
    により形成することを特徴とする半導体装置の製
    造方法。 2 特許請求の範囲第1項記載の半導体装置の製
    造方法において、前記MOS型素子の前記第1の
    不純物領域と前記バイポーラ型素子の前記内部ベ
    ース領域との形成を不純物イオン注入技術によつ
    て行なうことを特徴とする半導体装置の製造方
    法。 3 特許請求の範囲第1項または第2項記載の半
    導体装置の製造方法において、前記バイポーラ型
    素子がNPN型トランジスタであり、前記MOS型
    素子がPチヤネル型トランジスタであることを特
    徴とする半導体装置の製造方法。 4 特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれ
    かに記載の半導体装置の製造方法において、前記
    MOS型素子がCMOS型素子の一方であることを
    特徴とする半導体装置の製造方法。 5 特許請求の範囲第4項記載の半導体装置の製
    造方法において、前記CMOS型素子のPチヤネ
    ル型トランジスタのLDD構造を構成する前記ド
    レイン領域のより高濃度の第2の不純物領域と前
    記バイポーラ型素子の外部ベース領域とを同一工
    程により形成し、前記CMOS型素子のNチヤネ
    ル型トランジスタのLDD構造を構成する前記ド
    レイン領域のより高濃度の第3の不純物領域と前
    記バイポーラ型素子のエミツタ領域とを同一工程
    により形成することを特徴とする半導体装置の製
    造方法。
JP31789487A 1987-12-16 1987-12-16 半導体装置の製造方法 Granted JPH01158765A (ja)

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EP0452720A3 (en) * 1990-04-02 1994-10-26 Nat Semiconductor Corp A semiconductor structure and method of its manufacture
EP0613181A1 (en) * 1993-02-26 1994-08-31 STMicroelectronics S.r.l. Bipolar transistor compatible with CMOS processes
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