JPH04323862A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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- JPH04323862A JPH04323862A JP12261491A JP12261491A JPH04323862A JP H04323862 A JPH04323862 A JP H04323862A JP 12261491 A JP12261491 A JP 12261491A JP 12261491 A JP12261491 A JP 12261491A JP H04323862 A JPH04323862 A JP H04323862A
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Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置及びその製造
方法に関し、特にバイポーラトランジスタとMOSトラ
ンジスタとを同一基板上に有する半導体装置の構造及び
その製造方法に関するものである。
方法に関し、特にバイポーラトランジスタとMOSトラ
ンジスタとを同一基板上に有する半導体装置の構造及び
その製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、バイポーラトランジスタと相補型
MOSトランジスタとを同一基板上に形成したバイポー
ラ−CMOS LSI(以下、BiCMOS LS
Iと略す)を製造する場合には、製造工程が複雑となる
のを避けるため、バイポーラトランジスタはCMOS技
術を利用してできるだけ簡略化された工程を経て形成さ
れる。
MOSトランジスタとを同一基板上に形成したバイポー
ラ−CMOS LSI(以下、BiCMOS LS
Iと略す)を製造する場合には、製造工程が複雑となる
のを避けるため、バイポーラトランジスタはCMOS技
術を利用してできるだけ簡略化された工程を経て形成さ
れる。
【0003】しかし、BiCMOS LSIに対する
高速化の要求に伴い、自己整合技術を用いたバイポーラ
トランジスタをBiCMOS LSIに搭載したり、
さらに微細化を進めて大規模集積化を容易にするために
、MOSトランジスタのソース・ドレイン領域にコンタ
クトを設けるためのソース・ドレイン引き出し電極を形
成する必要性が生じており、プロセスはより複雑なもの
となっている。
高速化の要求に伴い、自己整合技術を用いたバイポーラ
トランジスタをBiCMOS LSIに搭載したり、
さらに微細化を進めて大規模集積化を容易にするために
、MOSトランジスタのソース・ドレイン領域にコンタ
クトを設けるためのソース・ドレイン引き出し電極を形
成する必要性が生じており、プロセスはより複雑なもの
となっている。
【0004】ここで、自己整合技術を用いたバイポーラ
トランジスタとは一般には、例えばNPNバイポーラト
ランジスタの場合においては、p+ 型の多結晶シリコ
ン膜からなるベース引き出し電極がこのベース引き出し
電極からのP型不純物の拡散により形成された外部ベー
ス領域に接続されていて、前記ベース引き出し電極の側
面及び上面には絶縁膜が形成され、この絶縁膜を介して
n+ 型多結晶シリコン膜からなるエミッタ電極が形成
されている。この場合、エミッタ領域はこのエミッタ電
極からのn型不純物の拡散により形成されている。
トランジスタとは一般には、例えばNPNバイポーラト
ランジスタの場合においては、p+ 型の多結晶シリコ
ン膜からなるベース引き出し電極がこのベース引き出し
電極からのP型不純物の拡散により形成された外部ベー
ス領域に接続されていて、前記ベース引き出し電極の側
面及び上面には絶縁膜が形成され、この絶縁膜を介して
n+ 型多結晶シリコン膜からなるエミッタ電極が形成
されている。この場合、エミッタ領域はこのエミッタ電
極からのn型不純物の拡散により形成されている。
【0005】この場合、上記ベース引き出し電極と多結
晶シリコンエミッタ電極とが絶縁膜により自己整合的に
分離された構造となっているため、エミッタ領域と外部
ベース領域との距離を充分小さくすることができ、これ
によってベース抵抗の低減を図ることができる。
晶シリコンエミッタ電極とが絶縁膜により自己整合的に
分離された構造となっているため、エミッタ領域と外部
ベース領域との距離を充分小さくすることができ、これ
によってベース抵抗の低減を図ることができる。
【0006】また、ソース・ドレイン引き出し電極とは
半導体装置の微細化に伴い、MOSトランジスタのソー
ス・ドレイン活性領域も狭くなっており、下地段差によ
る影響もあって、従来の写真製版技術によって正確にコ
ンタクト孔を形成してアルミニウム配線等によってソー
ス・ドレイン電極を設けることは困難になっている。
半導体装置の微細化に伴い、MOSトランジスタのソー
ス・ドレイン活性領域も狭くなっており、下地段差によ
る影響もあって、従来の写真製版技術によって正確にコ
ンタクト孔を形成してアルミニウム配線等によってソー
ス・ドレイン電極を設けることは困難になっている。
【0007】そこで、MOSトランジスタのゲート電極
間に自己整合的に多結晶シリコン膜等を用いてソース・
ドレイン引き出し電極を設け、それに対して写真製版技
術によってコンタクト孔を開孔し、アルミニウム配線等
によってソース・ドレイン電極を設けている。
間に自己整合的に多結晶シリコン膜等を用いてソース・
ドレイン引き出し電極を設け、それに対して写真製版技
術によってコンタクト孔を開孔し、アルミニウム配線等
によってソース・ドレイン電極を設けている。
【0008】以下、従来のBiCMOS LSIのう
ち、バイポーラトランジスタとしてNPNバイポーラト
ランジスタを含む場合の一例について、その構造及び製
造方法を図8をもとにして説明する。まずP型半導体基
板1中にn+型埋め込み層2a,2b及びp+ 型埋め
込み層3を形成した後、この半導体基板1上にエピタキ
シャル層4を形成する。
ち、バイポーラトランジスタとしてNPNバイポーラト
ランジスタを含む場合の一例について、その構造及び製
造方法を図8をもとにして説明する。まずP型半導体基
板1中にn+型埋め込み層2a,2b及びp+ 型埋め
込み層3を形成した後、この半導体基板1上にエピタキ
シャル層4を形成する。
【0009】次に、このエピタキシャル層4中に、前記
n+ 型埋め込み層2a,2b及びp+ 型埋め込み層
3に対応してそれぞれnウエル5a,5b及びpウエル
6を形成する。
n+ 型埋め込み層2a,2b及びp+ 型埋め込み層
3に対応してそれぞれnウエル5a,5b及びpウエル
6を形成する。
【0010】次に、上記nウエル5a,5b及びpウエ
ル6の分離のために分離p+ 層7a,7bを選択的に
設けた後、例えば選択酸化により上記エピタキシャル層
4の表面にフィールド絶縁膜8を設け、続いてリンのよ
うなn型不純物をイオン注入して拡散し、上記nウエル
5a中にコレクタ取り出し領域9を形成する。そして上
記フィールド絶縁膜8で囲まれた活性領域表面にゲート
絶縁膜10を形成する。
ル6の分離のために分離p+ 層7a,7bを選択的に
設けた後、例えば選択酸化により上記エピタキシャル層
4の表面にフィールド絶縁膜8を設け、続いてリンのよ
うなn型不純物をイオン注入して拡散し、上記nウエル
5a中にコレクタ取り出し領域9を形成する。そして上
記フィールド絶縁膜8で囲まれた活性領域表面にゲート
絶縁膜10を形成する。
【0011】次に、1層目の多結晶シリコン膜11を基
板全面に形成した後、さらに絶縁膜12を形成し、上記
多結晶シリコン膜11及び絶縁膜12をエッチングして
パターニングし、MOSトランジスタのゲート電極13
a,13b,13cを形成する。
板全面に形成した後、さらに絶縁膜12を形成し、上記
多結晶シリコン膜11及び絶縁膜12をエッチングして
パターニングし、MOSトランジスタのゲート電極13
a,13b,13cを形成する。
【0012】次に、nチャネル及びpチャネルMOSト
ランジスタのソース・ドレイン領域14,15をイオン
注入法を用いて形成する。これらのnチャネル及びpチ
ャネルMOSトランジスタはホットキャリアによる特性
変動を防止するために、通常LDD (Lightly
Doped Drain)構造となっている。従って
、これらのソース・ドレイン領域14,15はまず前記
ゲート電極13a,13b,13cをマスクとして低不
純物濃度のイオン注入を行って14a1,14b1、1
5a1,15b1、15b2,15c1の領域を形成し
た後、このゲート電極13a,13b,13cの側面に
絶縁物からなる側壁16を形成し、その後、この側壁1
6をマスクとして高不純物温度のイオン注入を行うこと
により14a,14b、15a,15b、15cの領域
を形成する。
ランジスタのソース・ドレイン領域14,15をイオン
注入法を用いて形成する。これらのnチャネル及びpチ
ャネルMOSトランジスタはホットキャリアによる特性
変動を防止するために、通常LDD (Lightly
Doped Drain)構造となっている。従って
、これらのソース・ドレイン領域14,15はまず前記
ゲート電極13a,13b,13cをマスクとして低不
純物濃度のイオン注入を行って14a1,14b1、1
5a1,15b1、15b2,15c1の領域を形成し
た後、このゲート電極13a,13b,13cの側面に
絶縁物からなる側壁16を形成し、その後、この側壁1
6をマスクとして高不純物温度のイオン注入を行うこと
により14a,14b、15a,15b、15cの領域
を形成する。
【0013】次に、前記ソース・ドレイン領域15,1
6の不純物を活性化させるためにドライブ酸化を行い、
基板全面に薄い絶縁膜17を形成する。
6の不純物を活性化させるためにドライブ酸化を行い、
基板全面に薄い絶縁膜17を形成する。
【0014】次に、活性領域上に形成された上記絶縁膜
17の一部をエッチングして除去した後、全面に2層目
の多結晶シリコン膜を形成し、ボロンをドーピングした
後、これをパターニングし、バイポーラトランジスタの
所定領域にベース引き出し電極19を形成する。
17の一部をエッチングして除去した後、全面に2層目
の多結晶シリコン膜を形成し、ボロンをドーピングした
後、これをパターニングし、バイポーラトランジスタの
所定領域にベース引き出し電極19を形成する。
【0015】次に、基板全面に絶縁膜20を形成した後
、該絶縁膜20及び上記ベース引き出し電極19を連続
してエッチングしてパターニングし、バイポーラトラン
ジスタの所定領域に溝22を形成する。
、該絶縁膜20及び上記ベース引き出し電極19を連続
してエッチングしてパターニングし、バイポーラトラン
ジスタの所定領域に溝22を形成する。
【0016】次に、ドライブを行って上記多結晶シリコ
ン膜(ベース引き出し電極)19からボロンを拡散させ
、上記エピタキシャル層4中にバイポーラトランジスタ
の外部ベース領域23a,23bを形成する。
ン膜(ベース引き出し電極)19からボロンを拡散させ
、上記エピタキシャル層4中にバイポーラトランジスタ
の外部ベース領域23a,23bを形成する。
【0017】次に、上記絶縁膜20をマスクとして、上
記溝22の底面にイオン注入によってボロンをドーピン
グして真性ベース領域24を形成する。
記溝22の底面にイオン注入によってボロンをドーピン
グして真性ベース領域24を形成する。
【0018】次に、上記溝22の上面に絶縁膜(図示せ
ず)を形成し、この絶縁膜を異方性エッチングして、上
記溝22の側面に絶縁物からなる側壁25を形成する。
ず)を形成し、この絶縁膜を異方性エッチングして、上
記溝22の側面に絶縁物からなる側壁25を形成する。
【0019】次に、基板全面に第3の多結晶シリコン膜
26を形成した後、これをパターニングして上記側壁2
5に対して自己整合的にエミッタ電極26を形成する。
26を形成した後、これをパターニングして上記側壁2
5に対して自己整合的にエミッタ電極26を形成する。
【0020】次に、上記エミッタ電極26に砒素をドー
ピングした後、ドライブして拡散させ、上記エピタキシ
ャル層4中にエミッタ領域27を形成する。
ピングした後、ドライブして拡散させ、上記エピタキシ
ャル層4中にエミッタ領域27を形成する。
【0021】次に、PチャネルMOSトランジスタのソ
ース・ドレイン領域14,15のうち、所定のコンタク
ト孔形成領域(本図では、例えば15b)のみパターニ
ングして開孔する。
ース・ドレイン領域14,15のうち、所定のコンタク
ト孔形成領域(本図では、例えば15b)のみパターニ
ングして開孔する。
【0022】次に、基板全面に第4の多結晶シリコン膜
28を形成した後、これにボロンをドーピングしてから
パターニングし、ソース・ドレイン引き出し電極28を
形成する。
28を形成した後、これにボロンをドーピングしてから
パターニングし、ソース・ドレイン引き出し電極28を
形成する。
【0023】最後に通常のLSIと同様に上記バイポー
ラトランジスタ及び各MOSトランジスタを含む基板全
面に絶縁膜(保護膜)を形成し、コンタクト孔を介して
アルミニウム配線(図示せず)を形成するが、ここでは
その記載を省略する。
ラトランジスタ及び各MOSトランジスタを含む基板全
面に絶縁膜(保護膜)を形成し、コンタクト孔を介して
アルミニウム配線(図示せず)を形成するが、ここでは
その記載を省略する。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置は以
上のように構成されているので、例えば上述の方法では
多結晶シリコン膜を4回形成する必要があり、その度に
マスクを用いてパターニングする等製造工程数が著しく
増加してしまうという問題点があった。
上のように構成されているので、例えば上述の方法では
多結晶シリコン膜を4回形成する必要があり、その度に
マスクを用いてパターニングする等製造工程数が著しく
増加してしまうという問題点があった。
【0025】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、BiCMOS LSIにおい
て製造工程の簡略化を図ることができる半導体装置及び
その製造方法を提供することを目的とする。
ためになされたもので、BiCMOS LSIにおい
て製造工程の簡略化を図ることができる半導体装置及び
その製造方法を提供することを目的とする。
【0026】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体装
置は、第1の導電膜を用いて構成されたMOSトランジ
スタのゲート電極と、第2の導電膜を用いて構成された
バイポーラトランジスタのベース電極及びMOSトラン
ジスタの外部引出電極と、第3の導電膜を用いて構成さ
れたバイポーラトランジスタのエミッタ電極とを備えた
ものである。
置は、第1の導電膜を用いて構成されたMOSトランジ
スタのゲート電極と、第2の導電膜を用いて構成された
バイポーラトランジスタのベース電極及びMOSトラン
ジスタの外部引出電極と、第3の導電膜を用いて構成さ
れたバイポーラトランジスタのエミッタ電極とを備えた
ものである。
【0027】また、上記バイポーラトランジスタのベー
ス引き出し電極を上記MOSトランジスタの活性領域に
かけて形成したものである。
ス引き出し電極を上記MOSトランジスタの活性領域に
かけて形成したものである。
【0028】また、この発明に係る半導体装置の製造方
法は、第1の導電膜を用いてMOSトランジスタのゲー
ト電極を形成する工程と、不純物がドーピングされた第
2の導電膜を全面に形成し、これをパターニングしてバ
イポーラトランジスタのベース電極及びMOSトランジ
スタの外部引出電極とを同時に形成する工程と、基板全
面に表面絶縁膜を設け、マスクを用いて上記バポーラト
ランジスタのエミッタ領域上方に開口を設ける工程と、
上記開口したバポーラトランジスタのエミッタ領域に第
3の導電膜を用いてエミッタ電極を設ける工程とを備え
たものである。
法は、第1の導電膜を用いてMOSトランジスタのゲー
ト電極を形成する工程と、不純物がドーピングされた第
2の導電膜を全面に形成し、これをパターニングしてバ
イポーラトランジスタのベース電極及びMOSトランジ
スタの外部引出電極とを同時に形成する工程と、基板全
面に表面絶縁膜を設け、マスクを用いて上記バポーラト
ランジスタのエミッタ領域上方に開口を設ける工程と、
上記開口したバポーラトランジスタのエミッタ領域に第
3の導電膜を用いてエミッタ電極を設ける工程とを備え
たものである。
【0029】
【作用】この発明における半導体装置によれば、バイポ
ーラトランジスタのエミッタ電極とMOSトランジスタ
の引出電極とが同一の導電膜を用いて形成されているた
め、MOSトランジスタの引出電極のゲート電極は表面
絶縁膜に覆われた構造となっているため、MOSトラン
ジスタ上方における段差を小さくすることができ、保護
膜を用いて容易に平坦化できるとともに、デバイスのサ
イズ縮小にも有利である。
ーラトランジスタのエミッタ電極とMOSトランジスタ
の引出電極とが同一の導電膜を用いて形成されているた
め、MOSトランジスタの引出電極のゲート電極は表面
絶縁膜に覆われた構造となっているため、MOSトラン
ジスタ上方における段差を小さくすることができ、保護
膜を用いて容易に平坦化できるとともに、デバイスのサ
イズ縮小にも有利である。
【0030】また、バイポーラトランジスタのベース電
極とMOSトランジスタの活性領域とをバイポーラトラ
ンジスタのベース引き出し電極を介して接続したから、
従来別々のトランジスタであったバイポーラトランジス
タとMOSトランジスタを一体の能動素子として構成す
ることができ、集積度の向上を図ることができる。
極とMOSトランジスタの活性領域とをバイポーラトラ
ンジスタのベース引き出し電極を介して接続したから、
従来別々のトランジスタであったバイポーラトランジス
タとMOSトランジスタを一体の能動素子として構成す
ることができ、集積度の向上を図ることができる。
【0031】またこの発明における半導体装置の製造方
法によれば、バイポーラトランジスタのベース電極とM
OSトランジスタの外部引出電極を第2の導電膜を用い
て同時に形成するため、製造工程を簡略化することがで
きる。
法によれば、バイポーラトランジスタのベース電極とM
OSトランジスタの外部引出電極を第2の導電膜を用い
て同時に形成するため、製造工程を簡略化することがで
きる。
【0032】
【実施例】以下、この発明の実施例について図1〜図6
をもとにして説明する。図1は本発明の第1の実施例を
説明するための図であり、バイポーラトランジスタとし
てNPNバイポーラトランジスタを含む場合のBiCM
OS LSIを示す平面図であり、図2は図1のX−
X′線に沿っての断面図である。また図3(a) 〜(
i)はその製造工程を説明するための断面図であり、上
記図1のX−X′線に相当する部分の工程順に示すもの
である。
をもとにして説明する。図1は本発明の第1の実施例を
説明するための図であり、バイポーラトランジスタとし
てNPNバイポーラトランジスタを含む場合のBiCM
OS LSIを示す平面図であり、図2は図1のX−
X′線に沿っての断面図である。また図3(a) 〜(
i)はその製造工程を説明するための断面図であり、上
記図1のX−X′線に相当する部分の工程順に示すもの
である。
【0033】本発明では図2に示すように、例えばP型
シリコン基板のような半導体基板1中に、例えばn+
型埋め込み層2a,2b及びp+ 型埋め込み層3が設
けられ、また前記半導体基板1上には、例えばシリコン
層のようなエピタキシャル層4が設けられている。この
エピタキシャル層4中には、例えばnウエル5a,5b
、pウエル6が各々前記埋め込み層2a,2b,3に対
応して設けられている。さらに上記エピタキシャル層4
の表面には、例えば膜厚5000オングストロームのS
iO2 膜のようなフィールド絶縁膜8を選択的に的に
設けて素子分離を行い、前記ウエル間の分離のため、上
記Pウエル6中のフィールド絶縁膜8の直下には分離p
+ 層7a,7bが設けられている。また9は上記埋め
込み層2aと接続されている例えばn+ 型のコレクタ
取り出し領域である。
シリコン基板のような半導体基板1中に、例えばn+
型埋め込み層2a,2b及びp+ 型埋め込み層3が設
けられ、また前記半導体基板1上には、例えばシリコン
層のようなエピタキシャル層4が設けられている。この
エピタキシャル層4中には、例えばnウエル5a,5b
、pウエル6が各々前記埋め込み層2a,2b,3に対
応して設けられている。さらに上記エピタキシャル層4
の表面には、例えば膜厚5000オングストロームのS
iO2 膜のようなフィールド絶縁膜8を選択的に的に
設けて素子分離を行い、前記ウエル間の分離のため、上
記Pウエル6中のフィールド絶縁膜8の直下には分離p
+ 層7a,7bが設けられている。また9は上記埋め
込み層2aと接続されている例えばn+ 型のコレクタ
取り出し領域である。
【0034】またNウエル5b及びPウエル6の表面に
は、例えば約200オングストロームの膜厚のSiO2
膜のようなゲート絶縁膜10が設けられている。この
絶縁膜10上には、例えばn+ 型の多結晶シリコン膜
11とその上に設けられた、例えばSiO2 膜のよう
な絶縁膜12からなるゲート電極13a,13b,13
cが設けられている。このゲート電極13a,13b,
13cの側面には絶縁膜からなる側壁16が形成され、
ソース・ドレイン領域14,15上にはドライブ時の熱
酸化膜17が形成されている。
は、例えば約200オングストロームの膜厚のSiO2
膜のようなゲート絶縁膜10が設けられている。この
絶縁膜10上には、例えばn+ 型の多結晶シリコン膜
11とその上に設けられた、例えばSiO2 膜のよう
な絶縁膜12からなるゲート電極13a,13b,13
cが設けられている。このゲート電極13a,13b,
13cの側面には絶縁膜からなる側壁16が形成され、
ソース・ドレイン領域14,15上にはドライブ時の熱
酸化膜17が形成されている。
【0035】以上のようにして、ゲート電極13b,1
3c、ソース・ドレイン領域15a,15b,15cに
よってPチャネルMOSトランジスタQ3 及びQ4
が形成されている。また、これらのソース・ドレイン領
域15a,15b,15cのうち、前記側壁16の下部
には低不純物濃度のp− 領域15a1,15b1,1
5b2,15c1が形成されており、いわゆる電界集中
緩和のためのLDD構造となっている。また、ゲート電
極13a,ソース・ドレイン領域14a,14bにより
NチャネルMOSトランジスタQ2 が形成されている
。この場合も同様に、これらのソース・ドレイン領域1
4a,14bのうち、前記側壁16の下部には低不純物
濃度のn− 領域14a1,14b1が形成されLDD
構造を有するものとなっている。
3c、ソース・ドレイン領域15a,15b,15cに
よってPチャネルMOSトランジスタQ3 及びQ4
が形成されている。また、これらのソース・ドレイン領
域15a,15b,15cのうち、前記側壁16の下部
には低不純物濃度のp− 領域15a1,15b1,1
5b2,15c1が形成されており、いわゆる電界集中
緩和のためのLDD構造となっている。また、ゲート電
極13a,ソース・ドレイン領域14a,14bにより
NチャネルMOSトランジスタQ2 が形成されている
。この場合も同様に、これらのソース・ドレイン領域1
4a,14bのうち、前記側壁16の下部には低不純物
濃度のn− 領域14a1,14b1が形成されLDD
構造を有するものとなっている。
【0036】またNウエル5aの上面には、例えばp+
型の多結晶シリコン膜で形成されたベース引き出し電
極19aが形成されている。このベース引き出し電極1
9aからP型不純物を拡散させることで、前記エピタキ
シャル層4中にバイポーラトランジスタのp+ 外部ベ
ース領域23a,23bが形成されている。また上記ベ
ース引き出し電極19aの側面には、例えばSiO2
のような絶縁物からなる側壁25が設けられ、またその
上には、例えばSiO2 膜のような絶縁膜20が設け
られている。また、前記nウエル5a中には前記ベース
引き出し電極19aに対して自己整合的に、しかも前記
外部ベース領域23a,23bと接続された状態で、例
えばP型の真性ベース領域24が形成されている。
型の多結晶シリコン膜で形成されたベース引き出し電
極19aが形成されている。このベース引き出し電極1
9aからP型不純物を拡散させることで、前記エピタキ
シャル層4中にバイポーラトランジスタのp+ 外部ベ
ース領域23a,23bが形成されている。また上記ベ
ース引き出し電極19aの側面には、例えばSiO2
のような絶縁物からなる側壁25が設けられ、またその
上には、例えばSiO2 膜のような絶縁膜20が設け
られている。また、前記nウエル5a中には前記ベース
引き出し電極19aに対して自己整合的に、しかも前記
外部ベース領域23a,23bと接続された状態で、例
えばP型の真性ベース領域24が形成されている。
【0037】また26は、例えばn+ 型の多結晶シリ
コン膜からなるエミッタ電極であり、真性ベース領域2
4中には、このn+ 型のエミッタ電極からのN型不純
物の拡散によって形成されたn型のエミッタ領域27が
前記側壁25に対して自己整合的に形成される。これら
のエミッタ領域27,真性ベース領域24及び真性ベー
ス領域24下部のnウエル5aをコレクタ領域としてN
PNバイポーラトランジスタQ1 が形成されている。
コン膜からなるエミッタ電極であり、真性ベース領域2
4中には、このn+ 型のエミッタ電極からのN型不純
物の拡散によって形成されたn型のエミッタ領域27が
前記側壁25に対して自己整合的に形成される。これら
のエミッタ領域27,真性ベース領域24及び真性ベー
ス領域24下部のnウエル5aをコレクタ領域としてN
PNバイポーラトランジスタQ1 が形成されている。
【0038】なお、トランジスタのソース・ドレイン領
域15bの上面にソース・ドレイン引き出し電極28は
、前記ベース引き出し電極19a,19bの形成におい
て、まずp+ 型の多結晶シリコン膜を全面に形成した
後、これをパターニングする際に同時に形成されたもの
である。
域15bの上面にソース・ドレイン引き出し電極28は
、前記ベース引き出し電極19a,19bの形成におい
て、まずp+ 型の多結晶シリコン膜を全面に形成した
後、これをパターニングする際に同時に形成されたもの
である。
【0039】また、実際には前記トランジスタQ1 ,
Q2 ,Q3 の全面を覆うように絶縁膜(保護膜)が
設けられ、さらに、その絶縁の所定部分に開口が設けら
れ例えばアルミニウム配線がせをけられているが、図2
ではその記載を省略し、図1にコンタクト孔C1 〜C
8としてのみ示す。
Q2 ,Q3 の全面を覆うように絶縁膜(保護膜)が
設けられ、さらに、その絶縁の所定部分に開口が設けら
れ例えばアルミニウム配線がせをけられているが、図2
ではその記載を省略し、図1にコンタクト孔C1 〜C
8としてのみ示す。
【0040】以下、図3及び図4をもとに、前述のよう
に構成されたBiCMOS LSIの製造方法の一例
について工程順に順を追って説明する。まず図3(a)
に示すように、例えばP型シリコン基板のような半導
体基板1中にイオン注入した後、ドライブして拡散させ
、半導体基板1中に埋め込み層2a,2b,3を形成し
た後、この半導体基板1上にエピタキシャル層4を形成
する。 次いでこのエピタキシャル層4中に、例えばそれぞれn
型不純物及びp型不純物をイオン注入することにより、
nウエル5a,5b,pウエル6を形成し、次に、前記
nウエル5a,5bとpウエルの分離のために分離p+
層7a,7bを選択的に設けた後、例えば選択酸化に
より前記エピタキシャル層4の表面にフィールド絶縁膜
8を形成する。そして次に、例えばリンのようなn型不
純物をイオン注入して拡散し、前記nウエル5a中にコ
レクタ取り出し領域9を形成する。
に構成されたBiCMOS LSIの製造方法の一例
について工程順に順を追って説明する。まず図3(a)
に示すように、例えばP型シリコン基板のような半導
体基板1中にイオン注入した後、ドライブして拡散させ
、半導体基板1中に埋め込み層2a,2b,3を形成し
た後、この半導体基板1上にエピタキシャル層4を形成
する。 次いでこのエピタキシャル層4中に、例えばそれぞれn
型不純物及びp型不純物をイオン注入することにより、
nウエル5a,5b,pウエル6を形成し、次に、前記
nウエル5a,5bとpウエルの分離のために分離p+
層7a,7bを選択的に設けた後、例えば選択酸化に
より前記エピタキシャル層4の表面にフィールド絶縁膜
8を形成する。そして次に、例えばリンのようなn型不
純物をイオン注入して拡散し、前記nウエル5a中にコ
レクタ取り出し領域9を形成する。
【0041】次に図3(b) に示すように、全面にゲ
ート絶縁膜10を設けた後、例えばn+ 型多結晶シリ
コン膜11及び、例えばCVD法により厚さ約2000
〜3000オングストロームの絶縁膜12を形成し、こ
れを順次パターニングしてゲート電極13a,13b,
13cを設ける。
ート絶縁膜10を設けた後、例えばn+ 型多結晶シリ
コン膜11及び、例えばCVD法により厚さ約2000
〜3000オングストロームの絶縁膜12を形成し、こ
れを順次パターニングしてゲート電極13a,13b,
13cを設ける。
【0042】次に図3(c) に示すように、イオン注
入して上記ゲート電極13a,13b,13cに対して
自己整合的にソース・ドレインの低不純物領域14a1
,14b1及び15a1,15b1,15b2,15c
1を順次形成した後、全面に、例えばCVD法によって
厚さ約2000〜3000オングストロームの絶縁膜(
図示せず)を形成した後、異方性エッチングしてゲート
電極13a,13b,13cの側壁16を形成する。そ
して再度イオン注入して上記側壁16に対して自己整合
的に高不純物領域を形成してソース・ドレイン領域14
a,14b及び15a,15b,15cを順次完成させ
る。 次に、例えば900℃程度の温度で約数十分間ドライブ
酸化して各フィールド絶縁膜8間に厚さ約200オング
ストロームの熱酸化膜17を形成する。
入して上記ゲート電極13a,13b,13cに対して
自己整合的にソース・ドレインの低不純物領域14a1
,14b1及び15a1,15b1,15b2,15c
1を順次形成した後、全面に、例えばCVD法によって
厚さ約2000〜3000オングストロームの絶縁膜(
図示せず)を形成した後、異方性エッチングしてゲート
電極13a,13b,13cの側壁16を形成する。そ
して再度イオン注入して上記側壁16に対して自己整合
的に高不純物領域を形成してソース・ドレイン領域14
a,14b及び15a,15b,15cを順次完成させ
る。 次に、例えば900℃程度の温度で約数十分間ドライブ
酸化して各フィールド絶縁膜8間に厚さ約200オング
ストロームの熱酸化膜17を形成する。
【0043】次に図3(d) に示すように、写真製版
技術によってフォトレジスト膜をパターニングしてレジ
ストパターン18として設け、これをマスクとして上記
酸化膜17を選択的にエッチングし除去する。
技術によってフォトレジスト膜をパターニングしてレジ
ストパターン18として設け、これをマスクとして上記
酸化膜17を選択的にエッチングし除去する。
【0044】次に図4(a) に示すように上記レジス
トパターン18を除去した後、全面に、例えばCVD法
によって厚さ約2000オングストロームの多結晶シリ
コン膜19を形成した後、全面に、例えばボロンを約2
0keVで5E15cm−2のドーズで注入する。
トパターン18を除去した後、全面に、例えばCVD法
によって厚さ約2000オングストロームの多結晶シリ
コン膜19を形成した後、全面に、例えばボロンを約2
0keVで5E15cm−2のドーズで注入する。
【0045】次に図4(b) に示すように、上記多結
晶シリコン膜19を所定の形状にパターニングしてベー
ス引き出し電極19a及びソース・ドレイン引き出し電
極19bを同時に形成する。
晶シリコン膜19を所定の形状にパターニングしてベー
ス引き出し電極19a及びソース・ドレイン引き出し電
極19bを同時に形成する。
【0046】次に図4(c) に示すように、例えば、
800℃以下の低温でCVD法を用いて全面に厚さ約2
000〜3000オングストロームの、例えばSiO2
からなる絶縁膜20を形成する。この時、800℃以
下の低温で上記絶縁膜20を形成しているので、上記ベ
ース引き出し電極19a及びソース・ドレイン引き出し
電極19b中の不純物(例えばボロン)はエピタキシャ
ル層4中には拡散しない。次いで、フォトレジストを全
面に設け、所定の形状にパターニングしてレジストマス
ク21を形成する。
800℃以下の低温でCVD法を用いて全面に厚さ約2
000〜3000オングストロームの、例えばSiO2
からなる絶縁膜20を形成する。この時、800℃以
下の低温で上記絶縁膜20を形成しているので、上記ベ
ース引き出し電極19a及びソース・ドレイン引き出し
電極19b中の不純物(例えばボロン)はエピタキシャ
ル層4中には拡散しない。次いで、フォトレジストを全
面に設け、所定の形状にパターニングしてレジストマス
ク21を形成する。
【0047】次に図4(d) 示すように、レジストマ
スク21をマスクとして上記絶縁膜20及び前記ベース
引き出し電極19aの所定領域を順次エッチングしてパ
ターニングし、前記バイポーラトランジスタの所定領域
に溝22を形成する。そして、この状態で800℃以上
の高温で、例えば数十分程度熱処理を行って、前記ベー
ス引き出し電極19aから不純物(例えばボロン)を拡
散させて、エピタキシャル層4中に外部ベース領域23
a,23bを形成する。なおこの時、MOSトランジス
タ側のソース・ドレイン引き出し電極19bからも不純
物は拡散するが、ソース・ドレイン領域15bの接合深
さよりも深くは拡散しないので問題は生じない。続いて
上記絶縁膜20をマスクとして溝22の底面に、例えば
ボロンを約10keVで約1.0〜2.0E13cm−
2のドーズで注入し、真性ベース領域24を形成する。
スク21をマスクとして上記絶縁膜20及び前記ベース
引き出し電極19aの所定領域を順次エッチングしてパ
ターニングし、前記バイポーラトランジスタの所定領域
に溝22を形成する。そして、この状態で800℃以上
の高温で、例えば数十分程度熱処理を行って、前記ベー
ス引き出し電極19aから不純物(例えばボロン)を拡
散させて、エピタキシャル層4中に外部ベース領域23
a,23bを形成する。なおこの時、MOSトランジス
タ側のソース・ドレイン引き出し電極19bからも不純
物は拡散するが、ソース・ドレイン領域15bの接合深
さよりも深くは拡散しないので問題は生じない。続いて
上記絶縁膜20をマスクとして溝22の底面に、例えば
ボロンを約10keVで約1.0〜2.0E13cm−
2のドーズで注入し、真性ベース領域24を形成する。
【0048】次に図4(e) に示すように全面に、例
えばCVD法で、例えばSiO2 からなる厚さ約30
00オングストロームの絶縁膜(図示せず)を形成した
後、異方性エッチングし、上記溝22の側面に側壁25
を形成する。
えばCVD法で、例えばSiO2 からなる厚さ約30
00オングストロームの絶縁膜(図示せず)を形成した
後、異方性エッチングし、上記溝22の側面に側壁25
を形成する。
【0049】次に図2に示すように全面に、例えばCV
D法で、例えば厚さ約2000オングストロームの多結
晶シリコン膜(図示せず)を形成した後、全面にn型不
純物、例えば砒素を約100keVで約1E16cm−
2のドーズで注入し、これを所定の形状にパターニング
して上記側壁25が設けられた溝22内にエミッタ電極
26を形成する。続いて、例えば約900℃で数十分間
のドライブを行い、前記砒素が注入されたエミッタ電極
26からn型不純物(砒素)を拡散させ、エピタキシャ
ル層4中にエミッタ領域27を形成する。このようにエ
ミッタ領域27は側壁25に対して自己整合的に形成さ
れる。
D法で、例えば厚さ約2000オングストロームの多結
晶シリコン膜(図示せず)を形成した後、全面にn型不
純物、例えば砒素を約100keVで約1E16cm−
2のドーズで注入し、これを所定の形状にパターニング
して上記側壁25が設けられた溝22内にエミッタ電極
26を形成する。続いて、例えば約900℃で数十分間
のドライブを行い、前記砒素が注入されたエミッタ電極
26からn型不純物(砒素)を拡散させ、エピタキシャ
ル層4中にエミッタ領域27を形成する。このようにエ
ミッタ領域27は側壁25に対して自己整合的に形成さ
れる。
【0050】そしてこの後、通常のLSIと同様に、全
面に絶縁膜等を設けた後、図1に示すようにコンタクト
孔C1 〜C8 を開孔し、さらにアルミニウム配線(
図示せず)を施してBiCMOS LSIを完成させ
る。
面に絶縁膜等を設けた後、図1に示すようにコンタクト
孔C1 〜C8 を開孔し、さらにアルミニウム配線(
図示せず)を施してBiCMOS LSIを完成させ
る。
【0051】このように本実施例によれば、n+ 多結
晶シリコン膜11(第1の導電膜)を用いてMOSトラ
ンジスタQ2 〜Q4 のゲート電極13a,13b,
13cを形成し、全面に多結晶シリコン膜19(第2の
導電膜)を形成しこれにボロンを注入して所定の形状に
パターニングしてバイポーラトランジスタQ1 のベー
ス引出電極19a及びPMOSトランジスタQ3 ,Q
4 のソース・ドレイン引出電極19bを同時に形成し
、基板全面にCVD法用いてSiO2 からなる絶縁膜
20を設け、フォトマスク21を用いて上記バポーラト
ランジスタQ1のエミッタ領域上方に溝22を設け、全
面に多結晶シリコン(第3の導電膜)を形成してパター
ニングし上記溝22内にエミッタ電極26を形成するよ
うにしたから、3回の多結晶シリコン膜の堆積により各
電極を構成することができ従来4回必要であったものに
比べ製造工程を簡略化することができる。
晶シリコン膜11(第1の導電膜)を用いてMOSトラ
ンジスタQ2 〜Q4 のゲート電極13a,13b,
13cを形成し、全面に多結晶シリコン膜19(第2の
導電膜)を形成しこれにボロンを注入して所定の形状に
パターニングしてバイポーラトランジスタQ1 のベー
ス引出電極19a及びPMOSトランジスタQ3 ,Q
4 のソース・ドレイン引出電極19bを同時に形成し
、基板全面にCVD法用いてSiO2 からなる絶縁膜
20を設け、フォトマスク21を用いて上記バポーラト
ランジスタQ1のエミッタ領域上方に溝22を設け、全
面に多結晶シリコン(第3の導電膜)を形成してパター
ニングし上記溝22内にエミッタ電極26を形成するよ
うにしたから、3回の多結晶シリコン膜の堆積により各
電極を構成することができ従来4回必要であったものに
比べ製造工程を簡略化することができる。
【0052】また、PMOSトランジスタQ3 ,Q4
のソース・ドレイン引出電極19bは絶縁膜20の下
方に形成された構造となっているためPMOSトランジ
スタQ3 ,Q4 上方において引出電極19bによる
段差を低減することができ、保護膜を用いて容易に平坦
化することができ、後の配線工程も容易となる。
のソース・ドレイン引出電極19bは絶縁膜20の下
方に形成された構造となっているためPMOSトランジ
スタQ3 ,Q4 上方において引出電極19bによる
段差を低減することができ、保護膜を用いて容易に平坦
化することができ、後の配線工程も容易となる。
【0053】図5は本発明の第2の実施例によるBiC
MOS LSIを説明するための断面図であり、バイ
ポーラトランジスタとしてNPNバイポーラトランジス
タを含み、かつPチャネルMOSトランジスタとを融合
させて一体の能動素子として形成した場合の一例を説明
するための平面図であり、図6は図5のX−X′線に沿
っての断面図である。また図7はこの一体化された能動
素子の、例えばBiCMOSインバータゲートにおける
使用例を説明するための回路図の一例である。
MOS LSIを説明するための断面図であり、バイ
ポーラトランジスタとしてNPNバイポーラトランジス
タを含み、かつPチャネルMOSトランジスタとを融合
させて一体の能動素子として形成した場合の一例を説明
するための平面図であり、図6は図5のX−X′線に沿
っての断面図である。また図7はこの一体化された能動
素子の、例えばBiCMOSインバータゲートにおける
使用例を説明するための回路図の一例である。
【0054】この第2の実施例における半導体装置の製
造方法は前記第1の実施例の場合と全く同様であるので
ここではその説明は省略する。
造方法は前記第1の実施例の場合と全く同様であるので
ここではその説明は省略する。
【0055】次に作用効果について説明する。図5,図
6に示すようにNPNバイポーラトランジスタの外部ベ
ース23bとMOSトランジスタのソース・ドレイン領
域15aをベース引き出し電極19bを介して直接接続
するような構成をとっているので、図2の第1の実施例
に示すように、別々のトランジスタであったバイポーラ
トランジスタとMOSトランジスタとを一体の能動素子
として形成することができ、集積化に有利な構造であり
、例えば図7に示すようなBiCMOSインバータゲー
トにおけるトランジスタTr1及びトランジスタTr2
とで構成される融合部として使用することができる。
6に示すようにNPNバイポーラトランジスタの外部ベ
ース23bとMOSトランジスタのソース・ドレイン領
域15aをベース引き出し電極19bを介して直接接続
するような構成をとっているので、図2の第1の実施例
に示すように、別々のトランジスタであったバイポーラ
トランジスタとMOSトランジスタとを一体の能動素子
として形成することができ、集積化に有利な構造であり
、例えば図7に示すようなBiCMOSインバータゲー
トにおけるトランジスタTr1及びトランジスタTr2
とで構成される融合部として使用することができる。
【0056】なお、上記各実施例では、ゲート電極13
a,13b,13cをn+ 多結晶シリコン膜11を用
いたものとしたが、n+ 多結晶シリコン膜11の上面
に、例えばさらにタングステンシリサイド(WSi2
)膜を設けた、いわゆるポリサイド構造のものとしても
かまわない。
a,13b,13cをn+ 多結晶シリコン膜11を用
いたものとしたが、n+ 多結晶シリコン膜11の上面
に、例えばさらにタングステンシリサイド(WSi2
)膜を設けた、いわゆるポリサイド構造のものとしても
かまわない。
【0057】また、上記実施例ではPチャネルMOSト
ランジスタQ2 及びNチャネルMOSトランジスタQ
3 をLDD構造のものとしたが、必ずしもLDD構造
とする必要はない。
ランジスタQ2 及びNチャネルMOSトランジスタQ
3 をLDD構造のものとしたが、必ずしもLDD構造
とする必要はない。
【0058】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る半導体装置
によれば、バイポーラトランジスタのエミッタ電極とM
OSトランジスタの引出電極とが同一の導電膜を用いて
形成されているため、MOSトランジスタの引出電極の
ゲート電極は表面絶縁膜に覆われた構造となっているた
め、MOSトランジスタ上方における段差を小さくする
ことができ、保護膜を用いて容易に平坦化できるととも
に、デバイスのサイズ縮小を図ることができるという効
果がある。
によれば、バイポーラトランジスタのエミッタ電極とM
OSトランジスタの引出電極とが同一の導電膜を用いて
形成されているため、MOSトランジスタの引出電極の
ゲート電極は表面絶縁膜に覆われた構造となっているた
め、MOSトランジスタ上方における段差を小さくする
ことができ、保護膜を用いて容易に平坦化できるととも
に、デバイスのサイズ縮小を図ることができるという効
果がある。
【0059】また、バイポーラトランジスタのベース電
極とMOSトランジスタの活性領域とをバイポーラトラ
ンジスタのベース引き出し電極を介して接続したから、
従来別々のトランジスタであったバイポーラトランジス
タとMOSトランジスタを一体の能動素子として構成す
ることができ、高集積化が容易になるという効果がある
。
極とMOSトランジスタの活性領域とをバイポーラトラ
ンジスタのベース引き出し電極を介して接続したから、
従来別々のトランジスタであったバイポーラトランジス
タとMOSトランジスタを一体の能動素子として構成す
ることができ、高集積化が容易になるという効果がある
。
【0060】また、この発明における半導体装置の製造
方法によれば、バイポーラトランジスタのベース電極と
MOSトランジスタの外部引出電極を第2の導電膜を用
いて同時に形成するため、製造工程を簡略化することが
できるという効果がある。
方法によれば、バイポーラトランジスタのベース電極と
MOSトランジスタの外部引出電極を第2の導電膜を用
いて同時に形成するため、製造工程を簡略化することが
できるという効果がある。
【図1】この発明の第1の実施例による半導体装置の要
部平面図。
部平面図。
【図2】この発明の第1の実施例による半導体装置を示
す要部断面図。
す要部断面図。
【図3】この発明の第1の実施例による半導体装置の製
造方法を工程順に示す要部断面図。
造方法を工程順に示す要部断面図。
【図4】この発明の第1の実施例による半導体装置の製
造方法を工程順に示す要部断面図。
造方法を工程順に示す要部断面図。
【図5】この発明の第2の実施例による半導体装置の要
部平面図。
部平面図。
【図6】この発明の第2の実施例による半導体装置の要
部断面図。
部断面図。
【図7】この発明の第2の実施例による半導体装置の応
用例を説明するための回路図。
用例を説明するための回路図。
【図8】従来の半導体装置を示す要部断面図。
Q1 バイポーラトランジスタQ3
MOSトランジスタ Q4 MOSトランジスタ 11 n+ 多結晶シリコン膜(第1の導電膜)
13a ゲート電極 13b ゲート電極 13c ゲート電極 15b ソース・ドレイン領域 19 多結晶シリコン膜(第2の導電膜)19a
ベース引き出し電極 19b ソース・ドレイン引出電極 20 絶縁膜 22 溝 24 真性ベース領域 25 側壁 26 エミッタ電極 27 エミッタ領域
MOSトランジスタ Q4 MOSトランジスタ 11 n+ 多結晶シリコン膜(第1の導電膜)
13a ゲート電極 13b ゲート電極 13c ゲート電極 15b ソース・ドレイン領域 19 多結晶シリコン膜(第2の導電膜)19a
ベース引き出し電極 19b ソース・ドレイン引出電極 20 絶縁膜 22 溝 24 真性ベース領域 25 側壁 26 エミッタ電極 27 エミッタ領域
Claims (3)
- 【請求項1】 同一基板上にバイポーラトランジスタ
とMOSトランジスタとを有し、上記バイポーラトラン
ジスタの活性領域にエミッタ電極が設けられ、上記MO
Sトランジスタの活性領域に外部引出電極が設けられた
半導体装置において、第1の導電膜を用いて構成された
MOSトランジスタのゲート電極と、第2の導電膜を用
いて構成されたバイポーラトランジスタのベース電極及
びMOSトランジスタの外部引出電極と、第3の導電膜
を用いて構成されたバイポーラトランジスタのエミッタ
電極とを備えたことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】 上記バイポーラトランジスタの引出電
極が上記MOSトランジスタの活性領域に接続されてい
ることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 - 【請求項3】 同一基板上にバイポーラトランジスタ
とMOSトランジスタとを形成し、該バイポーラトラン
ジスタの活性領域にエミッタ電極を形成し、上記MOS
トランジスタの活性領域に外部引出電極を形成する工程
を有する半導体装置の製造方法において、第1の導電膜
を用いてMOSトランジスタのゲート電極を形成する工
程と、不純物がドーピングされた第2の導電膜を全面に
形成し、これをパターニングしてバイポーラトランジス
タのベース電極及びMOSトランジスタの外部引出電極
とを同時に形成する工程と、基板全面に表面絶縁膜を設
け、マスクを用いて上記バポーラトランジスタのエミッ
タ領域上方に開口を設ける工程と、上記開口したバポー
ラトランジスタのエミッタ領域に第3の導電膜を用いて
エミッタ電極を設ける工程とを含むことを特徴とする半
導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12261491A JPH04323862A (ja) | 1991-04-23 | 1991-04-23 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12261491A JPH04323862A (ja) | 1991-04-23 | 1991-04-23 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04323862A true JPH04323862A (ja) | 1992-11-13 |
Family
ID=14840314
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12261491A Pending JPH04323862A (ja) | 1991-04-23 | 1991-04-23 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04323862A (ja) |
-
1991
- 1991-04-23 JP JP12261491A patent/JPH04323862A/ja active Pending
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