JPH0536901A - 半導体集積回路の製造方法 - Google Patents
半導体集積回路の製造方法Info
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Abstract
組み込むこと。 【構成】 エピタキシャル層(14)の表面LOCOS
酸化膜(17)を形成し、ゲート電極(20)と同時に
LOCOS酸化膜(17)上に下部電極(22)を形成
する。各素子の拡散領域を形成した後、BPSG膜(2
9)で覆い、コンタクトホール(30)と容量素子(2
1)の開孔(31)を同時形成する。全面にSiNを堆
積した後、誘電体薄膜(34)を形成するホトエッチン
グでコンタクトホール(30)内のSiNを除去する。
Al電極配線で上部電極(36)を形成する。
Description
導体集積回路の製造方法に関する。
N接合を用いた接合容量と、誘電体を利用した所謂MO
S容量とに大別され、後者の方が単位面積当りの容量値
を大にできる利点を有する。図8は例えば特開昭59−
28368号公報に記載されたMOS容量を示し、
(1)はP型半導体基板、(2)はN型エピタキシャル
層、(3)は基板(1)表面に埋め込まれたN+型埋込
層、(4)はエピタキシャル層(2)を貫通したP+型
分離領域、(5)は分離領域(4)により島状に分離さ
れた島領域、(6)は島領域(5)表面に形成したN+
型第1領域、(7)は島領域(5)表面を被覆する酸化
膜、(8)は第1領域(6)とオーミックコンタクトす
る第1電極、(9)は第1領域(6)の上に設けた第2
電極である。第1領域(6)と第2電極(9)の間には
誘電体膜(10)が設けられ、これは酸化膜(7)を一
旦完全に除去してから新たに形成した厚さが1000〜
2000Åの他よりも非常に薄い酸化膜(7)である。
そして第1領域(6)と第2電極(9)との間に形成さ
れる容量をMOS容量として用いる。
バイポーラ素子とMOS素子とを混在化したBi−CM
OS技術が注目されており、前記Bi−CMOS集積回
路にも容量素子を組み込むことが当然に望まれる。
うにBi−CMOS集積回路に組み込むのに好適な容量
素子の製造方法を提供するものである。
課題に鑑み成されたもので、LOCOS酸化膜(17)
上にゲート電極材料で下部電極(22)を形成する工程
と、表面をBPSG膜(29)で被覆する工程と、BP
SG膜(29)に素子間接続用のコンタクトホール(3
0)と容量形成用の開孔(31)とを同時形成する工程
と、全面に誘電体薄膜(34)の材料を堆積する工程
と、前記開孔(31)部分を被覆するレジストマスク
(33)を形成する工程と、前記開孔(31)を被覆し
ている誘電体薄膜(34)を残すように、BPSG膜
(29)上とコンタクトホール(30)内に堆積した誘
電体薄膜(34)を除去する工程と、電極配線材料で下
部電極取り出し電極(37)及び上部電極(36)を形
成する工程とを具備するものである。
トホール(30)と容量素子(21)の開孔(31)と
を形成し、容量素子(21)部の誘電体薄膜(34)を
パターニングすると同時にコンタクトホール(30)内
に堆積した誘電体薄膜(34)材料を除去する。そのた
め、BPSG膜(29)のホトエッチングも誘電体薄膜
(34)のホトエッチングも夫々1回で済ませることが
できる。
に説明する。先ずP型シリコン半導体基板(11)の表
面にN+型埋め込み層(12)、P+型分離領域(13)
の下側部分、その他必要な領域を形成し、基板(11)
上にN型エピタキシャル層(14)を形成する。そし
て、エピタキシャル層(14)表面からP型不純物を拡
散して島領域(15)を形成するための分離領域(1
6)を形成し、さらにエピタキシャル層(14)表面を
選択酸化して膜厚0.8〜1.0μのLOCOS酸化膜
(17)を形成して図1の構造を得る。
800Åのシリコン酸化膜を熱酸化で形成し、全面に膜
厚0.4〜0.8μのノンドープポリシリコンを堆積す
る。堆積したポリシリコンに不純物(リン)をドープし
て導電性を与え、さらにポリシリコンをホトエッチング
でパターニングし、LOCOS酸化膜(17)で囲まれ
たゲート酸化膜(18)上にMOSトランジスタ(1
9)のゲート電極(20)を、LOCOS酸化膜(1
7)上には容量素子(21)の下部電極(22)を形成
する(図2)。
純物のイオン注入とを複数回繰り返して、NPNトラン
ジスタ(23)等のバイポーラ素子の拡散領域、および
MOS素子の拡散領域を全て形成する(図3)。NPN
トランジスタ(23)は、P型のベース領域(24)、
N+型のエミッタ領域(25)、P+型のベースコンタク
ト領域(26)、およびN+型コレクタコンタクト領域
(27)から成り、PchMOSトランジスタ(19)
は、先に形成したゲート電極(20)、およびゲート電
極(20)の両脇に形成したP+型ソース・ドレイン領
域(28)から成る。PchMOSトランジスタ(1
9)のソース・ドレイン領域(28)がNPNトランジ
スタ(23)のベースコンタクト領域(26)と、図示
せぬNchMOSトランジスタのソース・ドレイン領域
がNPNトランジスタ(23)のエミッタ領域(25)
と夫々共用である。
〜2.0μのBPSG(ボロン・リン・シリケート・グ
ラス)膜(29)を堆積し、異方性又は異方性+等方性
エッチングによってコンタクトホール(30)と開孔
(31)を形成する(図4)。コンタクトホール(3
0)は、バイポーラ素子やMOS素子の各拡散領域の表
面とMOSトランジスタ(19)のゲート電極(20)
の表面、および下部電極(22)の取り出しの為にその
表面を露出し、開孔(31)はMOS容量を形成する為
に下部電極(22)表面の面積の大部分を露出する。
〜300Åのシリコン窒化膜(32)を堆積する(図
5)。堆積したシリコン窒化膜(32)のうち、容量素
子(21)の開孔(31)を被覆する部分の上にレジス
トマスク(33)を形成し、例えばCF4+O2雰囲気に
よる異方性ドライエッチング手法でシリコン窒化膜(3
2)を除去し開孔(31)部に容量素子(21)の誘電
体薄膜(34)を形成する(図6)。本工程はコンタク
トホール(30)の開孔を兼ねており、上記ホトエッチ
ングでコンタクトホール(30)内に堆積していたシリ
コン窒化膜(32)を除去して電極形成に備える。上記
エッチングを異方性で行ったため、容量素子(21)の
コンタクトホール(30)部で図示したように、全ての
コンタクトホール(30)の側壁にはシリコン窒化膜
(32)が残留する。
をホトエッチングすることで各デバイスの電極配線(3
5)と容量素子(21)の上部電極(36)、および下
部電極取り出し電極(37)を形成する(図7)。以上
に説明した本実施例によれば、先ず構造的な特徴とし
て、誘電体薄膜(34)を挾む対向電極に多層配線材料
(Poly−SiおよびAl)を利用しているので、直
列抵抗を低減し容量素子(21)の特性改善ができる
他、容量素子(21)をLOCOS酸化膜(17)上に
配置したので、基板(11)への漏れ電流が全く無く、
集積回路特有の寄生効果を完全に防止できる。
(23)やMOSトランジスタ(19)等、他のデバイ
スを形成し表面絶縁膜としてのBPSG膜(29)を形
成した後に誘電体薄膜(34)の形成を行うので、容量
素子(21)を組み込む組み込まないに係わらず、他の
デバイスの製造条件を異なる機種で共通にでき、容量素
子(21)の形成工程を完全なオプション工程にするこ
とができる。
量素子(21)の開孔(31)の形成を同時に行い、誘
電体薄膜(34)のホトエッチングでコンタクトホール
(30)に堆積したシリコン窒化膜(32)を除去する
ので、マスク数増大が最小限で済み工程を簡素化できる
利点を有する。さらに、BPSG膜(29)を平坦化技
術に応用する場合は、誘電体薄膜(34)のホトエッチ
ング終了後にBPSG膜(29)のリフローを行えば、
コンタクトホール(30)の側壁に残留させたシリコン
窒化膜(32)がコンタクトホール(30)形状のダレ
を防止する役割を果すので、平坦化技術を利用しても微
細化したコンタクトホール(30)が得られる。
ゲート電極(20)材料と電極配線(35)材料を利用
して容量素子(21)を形成するので、容量素子(2
1)を簡単に、しかも完全なオプションデバイスとして
組み込むことができる利点を有する。
と容量素子(21)の開孔(31)の形成と同時に行
い、誘電体薄膜(34)のパターニングでコンタクトホ
ール(30)のコンタクト面の露出を行うので、工程を
共用、簡素化できる利点をも有する。さらにまた、誘電
体薄膜(34)の表面がエッチング雰囲気に一切暴され
ないので、誘電体薄膜(34)の膜厚の変動がなく、そ
のコントロールが容易である利点を有する。
Claims (3)
- 【請求項1】 素子分離用のLOCOS酸化膜を形成す
る工程と、 前記LOCOS酸化膜で囲まれた素子領域にゲート電極
を形成し、且つ前記LOCOS酸化膜の上に容量素子の
下部電極を形成する工程と、 前記ゲート電極と下部電極の上を被覆する酸化膜を形成
する工程と、 前記酸化膜に、各素子の拡散領域の表面と前記下部電極
の表面を露出するコンタクトホールを形成し、同時に前
記下部電極表面の大部分を露出する開孔を形成する工程
と、 全面に誘電体薄膜を堆積する工程と、 前記下部電極の開孔を被覆する誘電体薄膜上にレジスト
パターンを形成し、前記コンタクトホール内の底に堆積
された誘電体薄膜を除去するように前記誘電体薄膜を除
去する工程と、 全面に電極材料を被覆する工程と、 前記電極材料をパターニングして、前記誘電体薄膜を被
覆する上部電極、前記コンタクトホールを介して前記下
部電極にコンタクトする下部電極取り出し電極、および
前記各拡散領域にコンタクトする電極とを形成する工程
と、を具備することを特徴とする半導体集積回路の製造
方法。 - 【請求項2】 前記誘電体薄膜がシリコン窒化膜である
ことを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路の製造
方法。 - 【請求項3】 前記酸化膜はBPSG膜であることを特
徴とする請求項1記載の半導体集積回路の製造方法。
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