JPH04176129A - 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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JPH04176129A
JPH04176129A JP30343790A JP30343790A JPH04176129A JP H04176129 A JPH04176129 A JP H04176129A JP 30343790 A JP30343790 A JP 30343790A JP 30343790 A JP30343790 A JP 30343790A JP H04176129 A JPH04176129 A JP H04176129A
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JP
Japan
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conductivity type
layer
region
opposite conductivity
collector
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JP30343790A
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Satoshi Shida
志田 聡
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NEC Corp
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NEC Corp
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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】 〔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
イポーラトランジスタやショットキグイオートを含む半
導体集積回路装置の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
バイポーラトランジスタやショットキダイオードは半導
体基板内に埋込高濃度領域を有している。
これらの素子の電気的特性を向上させる目的で、特に素
子に寄生する直列抵抗値を低減するために、この埋込高
濃度領域からオーミックコンタクトを素子表面上にとり
出す必要がある。
第3図(a)〜(e)は従来の半導体集積回路装置の製
造方法を説明するための工程順に示した半導体チップの
断面図である。
第3図(a)に示すように、P型シリコン基板]の−主
面にN++埋込層2a、2b及びP+型埋込層3a、3
bをそれぞれ選択的に形成する。
次に、第3図(b)に示すように、全面にN−型シリコ
ン層4をエピタキシャル成長した後P型ウェル5a及び
P型の素子分離層5b及びN型ウェル6をイオン注入に
より形成する。
次に、第3図(C)に示すように、フィールド酸化膜7
とゲート酸化膜9の形成及びMOS)ランシスタのチャ
ネルドーピング領域8.a、8bの形成を行ない、コレ
クタ引き出し領域上のゲート酸化膜9を除去する。
次に、第3図(d)に示すように、全面に多結晶シリコ
ン層を堆積してリンを拡散し、多結晶シリコン層よりN
−型シリコン層4にリンを拡散してコレクタ引き出し領
域にN+型領領域13形成する。このN+型領領域13
その後の熱処理工程により更に深く形成される。次に、
リンをドープした多結晶シリコン層を選択的にエツチン
グしてMOSトランジスタのゲート電極12a、12b
及びコレクタ電極1.2 cを形成する。
次に、第3図(e)に示すように、ゲート電極12aに
整合してP型ウェル5aにN″型ソース・Fレイン領域
17を設けてNチャネルMO8)ランジスタT1を形成
し、ゲート電極12bに整合してN型ウェル6にP+型
ソース・ドレイン領域18aを設けてPチャネルMO8
)ランジスタT2を形成し、N−型シリコン層4中にP
+型のクラフトベース領域18b及びP型のベース領域
16及びベース領域16内にN+型のエミッタ領域20
を設けてNPNバイポl−ラトランジスタT3を形成す
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
この従来の半導体集積回路装置の製造方法では、リンを
高濃度に含んだ多結晶シリコン層12からの拡散により
形成されるN+型領領域13より、バイポーラトランジ
スタのN++込層2bからのコンタクトの取り出しが行
なわれる。BiCMO8集積回路の高速化、高性能化の
ためにはプロセスの低温化が不可欠となるが、これによ
り、N++域13が浅く形成されるためNPNバイポー
ラトランジスタT3のコレクタ内部抵抗を低減スるのが
難しいという問題点がある。N型シリコン4の薄膜化や
N++込層2bの高濃度化によりコレクタ内部抵抗の低
減化は可能であるが、コレクタベース間の容量の増加に
よるトランジスタT3の高周波特性の劣化や接合耐圧の
劣化をひき起こすためデメリットが太きい。
〔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、一導電型半
導体基板の一主面に逆導電型埋込層及び前記逆導電型埋
込層を取囲む一導電型埋込層を形成する工程と、前記逆
導電型及び一導電型埋込層を含む表面にエピタキシャル
成長させた逆導電型半導体層を形成する工程と、前記逆
導電型半導体層に選択的に一導電型不純物を導入して前
記一導電型押込層に達する素子分離層を形成する工程と
、前記素子分離層で取囲まれた領域内の前記逆導電型半
導体層に逆導電型不純物を導入して前記逆導電型埋込層
に達するコレクタ引出し領域を形成する工程と、前記コ
レクタ引出領域の上面に逆導電型不純物を含む多結晶シ
リコン層を形成し前記多結晶シリコン層より前記コレク
タ領域の上面に不純物を拡散して高不純物濃度の逆導電
型拡散層を形成する工程とを含んで構成される。
〔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(a)〜(e)は本発明の第1の実施例を説明す
るための工程順に示した半導体チップの断面図である。
まず、第1図(a)に示すように、不純物濃度5×10
14〜5×1015cm−3のP型シリコン基板1の一
主面に選択的にヒ素を拡散して最大不純物濃度1018
〜10 ”cm−3のN++埋込層2a、2bを、次に
、N++埋込層2a、’2b以外の領域に選3a、3b
を形成する。
次に、第1図(b)に示すように、不純物濃度IX 1
0 ”cm−3程度のN−型シリコン層4を温度900
〜1000℃で1〜15μmの厚さにエビタキシャル成
長させた後、ホウ素イオンを加速エネルギー150ke
V、  ドーズ量1012〜1013cm−2で選択的
にイオン注入し、P+型埋込層3aC′− 欠接続するP型ウェル5a及びP+型埋込層3bに接続
するP型の素子分離層5bを形成し、リンイオンを加速
エネルギー150keV、  ドーズ量1012〜10
 ”cm−2で選択的にイオン注入して、N型ウェル6
を形成する。
次ニ、第1図(C)に示すように、窒化シリコン膜をマ
スクとして用いた950〜1000℃の選択酸化法によ
り厚さ0.8μmのフィールド酸化膜7を形成した後、
第1チヤネルドープ領域8aと第2チヤネルドープ領域
8bをそれぞれホウ素のイオン注入により形成する。そ
の後750〜900℃の熱酸化法により厚さ10〜3C
1nmのゲート酸化膜9を形成する。
次に、全面に厚さ4μmのフォトレジス)・膜10を設
けてパターニングした後フォトレジストでイオン注入し
、N゛型埋込層2bに達する不純物濃度1017〜10
 ”cm”のN型領域11を形成する。ここで、N/型
領領域11NPNバイポーラトランジスタのコレクタ引
き出し領域となる。
次に、第1図(d)に示すように、フォトレジスト膜1
0をマスクとして、N型領域11上のゲート酸化膜9を
エツチングして除去した後、フォトレジスト膜1Dをプ
ラズマによるトライプロセスとウェットプロセスを用い
て剥離する。次に、全面に厚さ0.4μmの多結晶シリ
コン層を堆積してリンを拡散し、ソート抵抗20Ω/口
程度の導電性をもたせると同時にN型領域11の表面に
多結   □晶シリコン層から不純物を拡散させてN+
型領領域13形成する。次に、多結晶シリコン層をパタ
ーニングしてMOS)ランジスタのゲート電極と 1013cm−2でイオン注入し、 ゛″P型ウ型用エ
ル5a面 にN−型ソース・ドレイン領域14を形成する。
5 X 10 ”cm”′2でイオン注入し、N型ウェ
ルの表面にP−型ソース・ドレイン領域15を形成する
次に、第1図(e)に示すように、全面に酸化シリコン
膜を0.2μmの厚さに堆積してエッチバックし、ゲー
ト電極12a、12bの側面に側壁を形成する。次に、
全面に厚さ20nmの酸化シリでイオン注入し、ベース
領域16を形成する。次に、ヒ素イオンを加速エネルギ
ー50〜80keつ素イオンを加速エネルギー20〜4
0keV、ドーズR1015〜10 ”cm−2でイオ
ン注入し、P+型ソース・ドレイン領域18a及びグラ
フトベース領域18bを形成する。次に全面にo、1〜
02μmの厚さの酸化シリコン膜を成長後、エミッタ=
9− 形成領域の酸化シリコン膜を選択的に除去し、厚さ0.
2μm多結晶シリコン層を堆積してヒ素イオンをイオン
注入し、900℃で多結晶シリコン層よりヒ素を拡散し
てN+型のエミッタ領域20を形成し、多結晶シリコン
層をパターニングしてエミッタ電極19を形成する。
その後、絶縁膜の形成、コンタクト孔の形成、電極配線
の形成を行ない、NチャネルMO8)ランジスタT、、
PチャネルMO3)ランジスタT21NPNバイポーラ
トランジスタT3を夫々形成する。
第2図(a)〜(e)は本発明の第2の実施例を説め 明するた鬼の工程順に示した半導体チップの断面図であ
る。
第2図(a)に示すように、第1の実施例と同様の工程
により、P型シリコン基板1の一主面にN++埋込層2
a、2b及びP+型埋込層3a、3bを形成した後、N
−型シリコン層4をエピタキシャル成長させ、N−型シ
リコン層4にP型ウェル5aとP型の素子分離層5b及
びN型ウェル6を形−107= 成する。
次に、第2図(b)に示すように、第1の実施例と同様
の工程でフィールド酸化膜7.チャネルドープ領域8a
、8b、ゲート酸化膜9を形成する。次に、全面に厚さ
約01μmの多結晶シリコン層21及び厚さ約1μmの
アルミニウム層22を順次堆積する。次に、アルミニウ
ム層22の上に塗布してパターニツクした厚さ約2μm
のフォトレジスト膜23をマスクとして、アルミニウム
層22を熱リン酸溶液でウェットエツチングし、開口部
を設ける。
次に、第2図(c)に示すように、開口部に露出した多
結晶シリコフ層21をアルミニウム層22をマスクとし
てエツチングし、除去する。次に、フォトレジスト膜2
3及びアルミニウム層22を入し、不純物濃度1017
〜1019cm−3のN型領域11を形成する。
次に、第2図(d)に示すように、フォトレジスト膜2
3を除去し、アルミニウム層22を熱リン酸でエツチン
グして除去する。次に、多結晶シリコン層21をマスク
としてコレクタ引き出し領域上のゲート酸化膜9をエツ
チングして除去する。
次に、全面に厚さ約0.2μmの多結晶シリコン層24
を堆積した後、リンを拡散して多結晶シリコン!24.
21のシート抵抗を20Ω/口程度にすると同時にN型
頭域IJの表面にN+型領領域13形成する。
エツチングしてMOS)ランジスタのゲート電極とバイ
ポーラトランジスタのコレクタ引き出し電極を形成する
以後、第1の実施例と同様の工程でPチャネル及びNチ
ャネルMO8+−ランジスタとNPNバイポーラトラン
ジスタを形成する。
本実施例においては、N型頭域]1を形成するためのイ
オン注入の際、フォトレジスト膜23と、リンに対する
阻止能がシリコンと同程度に大きいアルミニウム層22
がマスクとなる。そのため第1の実施例のようにフォト
レジスト膜23の厚さを4μm程度と厚くする必要がな
く微細パターンの形成が可能となる。アルミニウムのウ
ェットエツチングの際にアルミニウム層22のオーバー
エツチングがあっても、オーバーエツチング領域の下に
はアルミニウムよりもリンに対する阻止能が大きいフィ
ールド酸化膜7が存在するため、N型領域11がフィー
ルド酸化膜7の下に大きく拡がり形成されることはない
また、ゲート酸化膜9を形成後、直ちに多結晶シリコン
層21を堆積するため、VPB(フラットバンド電圧)
の小さな高品質のMOS)ランジスタが得られる利点が
ある。
〔発明の効果〕
以」二説明したように、本発明は、リンのイオン注入に
より形成して埋込層に達するコレクタ引出領域と、コレ
クタ引出領域の上面に設けたコレクタ電極となる多結晶
シリコン層からコレクタ引出領域に不純物を拡散させて
高濃度の拡散領域を設−1,−3〜 NPNバイポーラトランジスタや低直列抵抗のショット
キパリアゲオードを製造できるという効果を有する。
例えば、高さ1μmのコレクタ引出領域を有するエミッ
タザイズ1×6μmのNPNバイポーラトランジスタで
はコレクタ直列抵抗を従来の60Ωから35Ωまで低減
するこができた。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(e)及び第2図(a)〜(e)は本発
明の第1及び第2の実施例を説明するための工程順に示
した半導体チップの断面図、第3図(a)〜(e)は従
来の半導体集積回路装置の製造方法を説明するための工
程順に示した半導体チップの断面図である。 1・・・・・P型シリコン基板、2a、2b・・・・・
N++埋込層、3a、3b・・・・P+型埋込層、4・
・・・・・N型シリコン層、5a・・・・・P型ウェル
、5b・・・・・・素子分離層、6・・・N型ウェル、
7・・・・フィールド酸化膜、8a・・・・第1チヤネ
ルドープ領域、8b・・・第2チヤネルドープ領域、9
・・・・・・ゲート酸化膜、10・・・・・フォトレジ
スト膜、11・・・・・・N型領域、12 a、  1
2 b−ゲート電極、12 c −・・コレクタ引出電
極、13・・・・・N+型領領域14・・・N−型ソー
ス・ドレイン領域、15・・・・p42ソース・ドレイ
ン領域、16・・・・・ベース領域、17・・・・・・
N++ソース・ドレイン領域、18a・・・P+型ソー
スドレイン領域、]8b・・・・・・グラフトベース領
域、19・・・・エミッタ電L20・・・・・エミッタ
領域、21・・・・・・多結晶シリコン層、22・・・
・アルミニウムJl、23・・・・・フォトレジスト膜
、24・・・・・多結晶シリコン層、T、・・・・・・
NチャネルMO8)ランジスタ、T2・・・・・Pチャ
ネルMO8)ランジスタI  T3・・・・・NPNバ
イポーラトランジスタ。 代理人 弁理士  内 原   晋 −15,7,、、 S             く

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一導電型半導体基板の一主面に逆導電型埋込層及び前記
    逆導電型埋込層を取囲む一導電型埋込層を形成する工程
    と、前記逆導電型及び一導電型埋込層を含む表面にエピ
    タキシャル成長させた逆導電型半導体層を形成する工程
    と、前記逆導電型半導体層に選択的に一導電型不純物を
    導入して前記一導電型埋込層に達する素子分離層を形成
    する工程と、前記素子分離層で取囲まれた領域内の前記
    逆導電型半導体層に逆導電型不純物を導入して前記逆導
    電型埋込層に達するコレクタ引出領域を形成する工程と
    、前記コレクタ引出領域の上面に逆導電型不純物を含む
    多結晶シリコン層を形成し前記多結晶シリコン層より前
    記コレクタ領域の上面に不純物を拡散して高不純物濃度
    の逆導電型拡散層を形成する工程と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。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106711106A (zh) * 2016-12-31 2017-05-24 江苏宏微科技股份有限公司 集成在晶体管上的温度传感二极管结构及其制备方法

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