JPH056961A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH056961A
JPH056961A JP18044191A JP18044191A JPH056961A JP H056961 A JPH056961 A JP H056961A JP 18044191 A JP18044191 A JP 18044191A JP 18044191 A JP18044191 A JP 18044191A JP H056961 A JPH056961 A JP H056961A
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JP
Japan
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forming
region
type
emitter
bipolar transistor
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JP18044191A
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Japanese (ja)
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Shinji Kaneko
新二 金子
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Olympus Optical Co Ltd
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To manufacture a Bi-CMOS semiconductor device having high performance by performing only two steps of implanting impurities for forming both conductivity type source.drain regions, an external base region, an emitter electrode, an emitter diffused layer and both conductivity type gate electrodes. CONSTITUTION:A silicon nitride film 11 is selectively formed on a base region 9 of a bipolar transistor, and an emitter opening 14 is formed in the film 11. An emitter electrode 15 and a gate electrode 16 made of polycrystalline silicon are selectively formed, and an N-type high concentration impurity is ion implanted to forming regions of an N-channel MOSFET and a bipolar transistor thereby to dope the electrodes 16, 15 and to form source.drain regions 18 of the MOSFET. An external base region and source.drain region of a P-channel MOSFET are formed by heat treating in an oxidative atmosphere and ion implanting P-type high concentration impurity in the entire surface. Thus, a semiconductor device having high performance can be manufactured in less number of steps.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置の製造方
法に関し、特に多結晶シリコンのエミッタ電極を有する
Bi−CMOS半導体装置の製造方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method of manufacturing a Bi-CMOS semiconductor device having a polycrystalline silicon emitter electrode.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、微細なバイポーラトランジスタと
微細なCMOSFETを組み合わせて高速論理回路を実
現するBi−CMOSデバイスが注目を集めている。こ
のような高速のBi−CMOSデバイスのバイポーラト
ランジスタのエミッタ電極には、接合深さが浅く信頼性
の高い拡散層が容易に得られることから、例えばIEDM t
echnical digest P408, 1986等に開示されているよう
に、多結晶シリコンを用いるのが有利である。
2. Description of the Related Art In recent years, Bi-CMOS devices, which realize a high-speed logic circuit by combining a fine bipolar transistor and a fine CMOSFET, have been attracting attention. Since a highly reliable diffusion layer having a shallow junction depth can be easily obtained in the emitter electrode of a bipolar transistor of such a high-speed Bi-CMOS device, for example, IEDM t
It is advantageous to use polycrystalline silicon as disclosed in echnical digest P408, 1986 and the like.

【0003】また、従来のCMOS半導体装置では、P
チャネル及びNチャネルいずれのMOSFETにおいて
も、N型多結晶シリコンをゲート電極に用いるのが一般
的であった。この場合PチャネルMOSFETにおいて
は、回路動作上望ましい反転電圧を得るために、埋め込
みチャネル型となるのが通常である。しかしながら、埋
め込みチャネル型のデバイスはパンチスルーを起こし易
く、デバイスの微細化に対応するのが困難となってい
る。このため、ゲート電極にP型多結晶シリコンを用い
てPチャネルMOSFETを表面チャネル型とする方法
が、例えばIEEE Trans. Electron Devices, Vol. ED32,
p584, 1985 に示されている。
Further, in the conventional CMOS semiconductor device, P
In both channel and N-channel MOSFETs, N-type polycrystalline silicon is generally used for the gate electrode. In this case, the P-channel MOSFET is usually of the buried channel type in order to obtain a desired inversion voltage for circuit operation. However, the buried channel type device easily causes punch-through, and it is difficult to cope with the miniaturization of the device. Therefore, a method of making a P-channel MOSFET a surface channel type by using P-type polycrystalline silicon for a gate electrode is disclosed in, for example, IEEE Trans. Electron Devices, Vol. ED32,
p584, 1985.

【0004】次に、このように多結晶シリコンによるエ
ミッタ電極を用い、更にP型多結晶シリコンのゲート電
極を有するBi−CMOSデバイスの製造方法につい
て、図8〜図13を用いて説明する。まず図8に示すよう
に、半導体基板101 にバイポーラトランジスタの高濃度
コレクタ領域及びPチャネルMOSFETの埋め込み拡
散層となるN型高濃度埋め込み層102 と、バイポーラト
ランジスタの埋め込み分離領域及びNチャネルMOSF
ETの埋め込み拡散層となるP型高濃度埋め込み層103
を形成した後、N型低濃度エピタキシャル層104 を形成
し、更にPチャネルMOSFETのウェル領域となるN
型低濃度拡散層105 とNチャネルMOSFETのウェル
領域及びバイポーラトランジスタの分離領域となるP型
低濃度拡散層106 を形成する。次に図9に示すように、
バイポーラトランジスタのN型高濃度コレクタ領域107
, フィールド酸化膜108 , バイポーラトランジスタの
P型ベース領域109 及びゲート酸化膜110 を順次形成す
る。次に図10に示すように、MOSFETの多結晶シリ
コンよりなるゲート電極111 を形成する。
Next, a method of manufacturing a Bi-CMOS device using the emitter electrode made of polycrystalline silicon and further having the gate electrode of P-type polycrystalline silicon will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 8, an N-type high-concentration buried layer 102 to be a high-concentration collector region of a bipolar transistor and a buried diffusion layer of a P-channel MOSFET, a buried separation region of a bipolar transistor, and an N-channel MOSF on a semiconductor substrate 101.
P-type high-concentration buried layer 103 serving as a buried diffusion layer for ET
Then, an N-type low-concentration epitaxial layer 104 is formed, and an N-type well region of the P-channel MOSFET is formed.
A low-concentration diffusion layer 105 and a P-type low-concentration diffusion layer 106 to be the well region of the N-channel MOSFET and the isolation region of the bipolar transistor are formed. Next, as shown in FIG.
N-type high concentration collector region 107 of bipolar transistor
The field oxide film 108, the P-type base region 109 of the bipolar transistor, and the gate oxide film 110 are sequentially formed. Next, as shown in FIG. 10, a gate electrode 111 made of polycrystalline silicon of MOSFET is formed.

【0005】次に図11に示すようにレジストパターン11
2 を形成し、高濃度のP型不純物をイオン注入してバイ
ポーラトランジスタの外部ベース領域及びPチャネルM
OSFETのソース・ドレインとなる高濃度P型拡散層
113 を形成すると共に、PチャネルMOSFETのゲー
ト電極111 をP型にドープする。次に図12に示すように
レジストパターン114を形成し、高濃度のN型不純物を
イオン注入してバイポーラトランジスタのコレクタコン
タクト領域及びNチャネルMOSFETのソース・ドレ
インとなる高濃度N型拡散層115 を形成すると共に、N
チャネルMOSFETのゲート電極111 をN型にドープ
する。次に図13に示すように、全面に化学気相成長法に
よってシリコン酸化膜116 を形成し、バイポーラトラン
ジスタ形成領域にエミッタ開口部117 を形成したのち、
多結晶シリコンよりなるエミッタ電極118 を形成し、更
にこれを高濃度のN型にドープし、更に熱処理によって
エミッタ開口部117 を介しての拡散によってエミッタ拡
散層となる高濃度N型拡散層119 を形成する。後は通常
の層間絶縁膜及び配線領域の形成工程を経てBi−CM
OS半導体装置を完成させる。
Next, as shown in FIG. 11, a resist pattern 11 is formed.
2 is formed and a high concentration P-type impurity is ion-implanted to form an external base region of the bipolar transistor and a P channel M.
High-concentration P-type diffusion layer serving as source / drain of OSFET
113 is formed and the gate electrode 111 of the P-channel MOSFET is P-type doped. Next, as shown in FIG. 12, a resist pattern 114 is formed, and high-concentration N-type impurities are ion-implanted to form a high-concentration N-type diffusion layer 115 which becomes the collector contact region of the bipolar transistor and the source / drain of the N-channel MOSFET. Forming and N
The gate electrode 111 of the channel MOSFET is N-type doped. Next, as shown in FIG. 13, a silicon oxide film 116 is formed on the entire surface by a chemical vapor deposition method, and an emitter opening 117 is formed in a bipolar transistor formation region.
A high-concentration N-type diffusion layer 119 which becomes an emitter diffusion layer is formed by forming an emitter electrode 118 made of polycrystalline silicon, further doping this to a high-concentration N-type, and further diffusing through an emitter opening 117 by heat treatment. Form. After that, the normal interlayer insulating film and the wiring region are formed, and then the Bi-CM
Complete the OS semiconductor device.

【0006】この方法によれば、両方の導電極性のMO
SFETが表面チャネル型となるので、微細なMOSF
ETにおいても高いパンチスルー耐性が得られ、更に多
結晶シリコンからなるエミッタ電極を有する高性能なバ
イポーラトランジスタを形成することができる。
According to this method, MO of both conductive polarities is used.
Since the SFET is a surface channel type, a fine MOSF
High punch-through resistance can be obtained even in ET, and a high-performance bipolar transistor having an emitter electrode made of polycrystalline silicon can be formed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記製造
方法では、ベース領域を形成してからCMOSFET及
びバイポーラトランジスタを形成するまでに、ゲート電
極のエッチング,P型及びN型の高濃度拡散層,エミッ
タ開口部の形成及びエミッタ電極のエッチングのために
5回のレジストパターン形成工程と、3回の高濃度不純
物導入工程が必要であるなど、通常のCMOSデバイス
と比較して著しく工程数が増大するという問題点があ
る。
However, in the above manufacturing method, the gate electrode is etched, the P-type and N-type high-concentration diffusion layers, and the emitter opening are formed from the formation of the base region to the formation of the CMOSFET and the bipolar transistor. A problem that the number of steps is remarkably increased as compared with a normal CMOS device, for example, five resist pattern forming steps and three high-concentration impurity introducing steps are required for forming a portion and etching an emitter electrode. There is a point.

【0008】エミッタ電極の形成方法としては、ゲート
電極と同時に形成する方法が、例えば飯塚哲哉編「CM
OS超LSIの設計」(培風館,1989年4月25日発行,
p72)に述べられており、この方法ではベース領域を形
成してからCMOSFET及びバイポーラトランジスタ
を形成するまでに、4回のレジストパターンの形成工程
と2回の高濃度不純物導入工程で済むが、このような方
法ではエミッタ電極に外部ベース領域の高濃度P型不純
物がドープされないようにするために、レジストパター
ンの形成工程の合わせ余裕の分だけエミッタ電極と外部
ベース領域を分離する必要があり、そのためベース抵抗
が増大するという問題点があり、更にはエミッタ開口部
がゲート酸化膜に形成されるため、この開口部形成工程
でゲート酸化膜に汚染が導入され易く、MOSFETの
特性の安定性を損なう危険がある。
As a method of forming the emitter electrode, a method of forming the emitter electrode at the same time as the method of forming the emitter electrode is described in "CM of Tetsuya Iizuka", for example.
Design of OS VLSI "(Baifukan, published April 25, 1989,
p72), this method requires four resist pattern forming steps and two high-concentration impurity introducing steps from the formation of the base region to the formation of the CMOSFET and the bipolar transistor. In such a method, in order to prevent the high-concentration P-type impurity in the external base region from being doped into the emitter electrode, it is necessary to separate the emitter electrode and the external base region by an alignment margin in the resist pattern forming process. There is a problem that the base resistance increases, and moreover, since the emitter opening is formed in the gate oxide film, contamination is likely to be introduced into the gate oxide film in the step of forming this opening, and the stability of the MOSFET characteristics is impaired. There is danger.

【0009】本発明は、従来のBi−CMOS半導体装
置の製造方法における上記問題点を解消するためになさ
れたもので、ベース抵抗が小さく、更にゲート酸化膜に
汚染が導入されることのない高性能なBi−CMOS半
導体装置を少ない工程数で製造できる半導体装置の製造
方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems in the conventional method for manufacturing a Bi-CMOS semiconductor device, and has a small base resistance, and is high in that contamination is not introduced into the gate oxide film. An object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing method capable of manufacturing a high-performance Bi-CMOS semiconductor device with a small number of steps.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明は、一導電型のベース領域を有するバイポー
ラトランジスタと、一導電型のゲート電極を有する一導
電極性のMOSFETと逆導電型のゲート電極を有する
逆導電極性のMOSFETによって構成されたCMOS
FETを含む半導体装置の製造方法において、前記バイ
ポーラトランジスタのベース領域に選択的に耐酸化膜を
形成する工程と、前記耐酸化膜にエミッタ開口部を形成
する工程と、多結晶シリコンよりなるエミッタ電極及び
ゲート電極を選択的に形成する工程と、逆導電極性のM
OSFET及びバイポーラトランジスタを形成する領域
に選択的に高濃度の逆導電型の不純物をイオン注入し
て、ゲート電極及びエミッタ電極のドープとMOSFE
Tのソース・ドレイン領域の形成を行う工程と、酸化性
雰囲気で熱処理し、エミッタ拡散層を形成すると共に逆
導電型にドープされた各領域に相対的に厚い熱酸化膜を
形成する工程と、前記耐酸化膜の露出した領域を選択的
に除去する工程と、全面に高濃度の一導電型の不純物を
イオン注入して外部ベース領域と一導電極性のMOSF
ETのソース・ドレイン領域を形成する工程を含むこと
を特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the present invention provides a bipolar transistor having a base region of one conductivity type, a MOSFET of one conductivity type having a gate electrode of one conductivity type, and a reverse conductivity type. Composed of MOSFETs of opposite conductivity polarity with different gate electrodes
In a method of manufacturing a semiconductor device including a FET, a step of selectively forming an oxidation resistant film in a base region of the bipolar transistor, a step of forming an emitter opening in the oxidation resistant film, and an emitter electrode made of polycrystalline silicon And a step of selectively forming a gate electrode and M having an opposite conductivity polarity.
A high-concentration impurity of the opposite conductivity type is selectively ion-implanted into a region for forming an OSFET and a bipolar transistor to dope the gate electrode and the emitter electrode and to perform the MOSFE.
A step of forming a source / drain region of T, a step of performing a heat treatment in an oxidizing atmosphere to form an emitter diffusion layer and a relatively thick thermal oxide film in each region doped with an opposite conductivity type, A step of selectively removing the exposed region of the oxidation resistant film; and a high-concentration one-conductivity-type impurity ion-implanted over the entire surface to form an external base region and one-conductivity-polarity MOSF.
It is characterized by including a step of forming a source / drain region of ET.

【0011】[0011]

【作用】上記本発明の半導体装置の製造方法によれば、
両方の導電型のソース・ドレイン領域と外部ベース領域
とエミッタ電極とエミッタ拡散層及び両方の導電型のゲ
ート電極形成のための不純物の導入工程が2回で済み、
更にエミッタ電極とゲート電極が同時に形成され、P型
とN型の高濃度不純物の打ち分けが自己整合的に行える
ので、フォト工程が少なく、更にエミッタ電極と外部ベ
ース領域が自己整合的に形成されるので、高性能なBi
−CMOS半導体装置を少ない工程数で製造することが
できる。
According to the above method of manufacturing a semiconductor device of the present invention,
The impurity introduction step for forming both the conductive type source / drain regions, the external base region, the emitter electrode, the emitter diffusion layer, and the both conductive type gate electrodes is performed twice.
Further, since the emitter electrode and the gate electrode are formed at the same time, and the P-type and N-type high-concentration impurities can be separately implanted in a self-aligned manner, the number of photo processes is reduced, and the emitter electrode and the external base region are formed in a self-aligned manner. High performance Bi
-A CMOS semiconductor device can be manufactured in a small number of steps.

【0012】[0012]

【実施例】次に実施例について説明する。図1〜図7
は、本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施例を説
明するための製造工程を示す図である。まず図1に示す
ように、半導体基板1にバイポーラトランジスタの高濃
度コレクタ領域及びPチャネルMOSFETの埋め込み
拡散層となるN型高濃度埋め込み層2と、バイポーラト
ランジスタの埋め込み分離領域及びNチャネルMOSF
ETの埋め込み拡散層となるP型高濃度埋め込み層3を
形成した後、N型低濃度エピタキシャル層4を形成し、
更にPチャネルMOSFETのウェル領域となるN型低
濃度拡散層5とNチャネルMOSFETのウェル領域及
びバイポーラトランジスタの分離領域となるP型低濃度
拡散層6を形成する。次に図2に示すように、バイポー
ラトランジスタのN型高濃度コレクタ領域7,フィール
ド酸化膜8,バイポーラトランジスタのP型ベース領域
9及び熱酸化膜10を順次形成する。次いで図3に示すよ
うに、バイポーラトランジスタのベース領域9に選択的
にシリコン窒化膜11を形成し、これをマスクとしてMO
SFETの素子領域の熱酸化膜10を除去した後ゲート酸
化膜12を形成し、更に薄い第1の多結晶シリコン膜13を
全面に形成する。
EXAMPLES Next, examples will be described. 1 to 7
FIG. 6A is a diagram showing a manufacturing process for explaining the embodiment of the method for manufacturing the semiconductor device according to the present invention. First, as shown in FIG. 1, an N-type high-concentration buried layer 2 serving as a high-concentration collector region of a bipolar transistor and a buried diffusion layer of a P-channel MOSFET, a buried separation region of a bipolar transistor, and an N-channel MOSF are formed on a semiconductor substrate 1.
After forming the P-type high-concentration buried layer 3 to be the ET buried diffusion layer, the N-type low-concentration epitaxial layer 4 is formed,
Further, an N-type low-concentration diffusion layer 5 which becomes the well region of the P-channel MOSFET and a P-type low-concentration diffusion layer 6 which becomes the well region of the N-channel MOSFET and the isolation region of the bipolar transistor are formed. Then, as shown in FIG. 2, an N-type high-concentration collector region 7, a field oxide film 8, a P-type base region 9 and a thermal oxide film 10 of the bipolar transistor are sequentially formed. Next, as shown in FIG. 3, a silicon nitride film 11 is selectively formed in the base region 9 of the bipolar transistor, and the silicon nitride film 11 is used as a mask to form the MO film.
After removing the thermal oxide film 10 in the element region of the SFET, a gate oxide film 12 is formed, and a thinner first polycrystalline silicon film 13 is formed on the entire surface.

【0013】次に図4に示すようにエミッタ開口部14を
形成した後、全面に第2の多結晶シリコンを堆積し、更
にこの第2の多結晶シリコン及び前記第1の多結晶シリ
コン膜13をエッチングすることによって、エミッタ電極
15とゲート電極16を形成する。このときゲート電極16及
び開口部分を除くエミッタ電極15は、第2の多結晶シリ
コンと先に形成された第1の多結晶シリコン膜13との2
層膜構成となる。このように、ゲート酸化膜12が薄い多
結晶シリコン膜13で保護された状態でエミッタ開口部14
が形成されるので、このエミッタ開口部形成工程でゲー
ト酸化膜12が汚染されることはない。これに加えて、エ
ミッタ電極15が熱酸化膜10とシリコン窒化膜11によって
分離されるため、これらの膜10,11を比較的厚く形成す
ることで、ゲート酸化膜にエミッタ開口部を形成する場
合と比較して、エミッタ電極15とベース領域9の寄生容
量を小さくすることができる。
Next, as shown in FIG. 4, after forming the emitter opening 14, a second polycrystalline silicon is deposited on the entire surface, and the second polycrystalline silicon and the first polycrystalline silicon film 13 are further deposited. By etching the emitter electrode
15 and the gate electrode 16 are formed. At this time, the gate electrode 16 and the emitter electrode 15 excluding the opening are formed of the second polycrystalline silicon and the first polycrystalline silicon film 13 previously formed.
It has a layered film structure. As described above, the emitter opening 14 is formed with the gate oxide film 12 protected by the thin polycrystalline silicon film 13.
Therefore, the gate oxide film 12 is not contaminated in the emitter opening forming step. In addition to this, when the emitter electrode 15 is separated by the thermal oxide film 10 and the silicon nitride film 11, the emitter opening is formed in the gate oxide film by forming these films 10 and 11 relatively thick. Compared with, the parasitic capacitance of the emitter electrode 15 and the base region 9 can be reduced.

【0014】次に図5に示すように、Nウェルの領域に
形成したレジストパターン17をマスクとして高濃度の砒
素をイオン注入して、NチャネルMOSFETのN型ソ
ース・ドレイン領域18とコレクタコンタクト領域19を形
成すると共に、エミッタ電極15及びNチャネルMOSF
ETのゲート電極16を高濃度のN型にドープする。この
とき、イオン注入の飛程をシリコン窒化膜11及び熱酸化
膜10よりも十分に小さくすることで、ベース領域9への
砒素の注入を防止することができる。
Next, as shown in FIG. 5, arsenic of high concentration is ion-implanted using the resist pattern 17 formed in the N well region as a mask to form the N type source / drain region 18 and collector contact region of the N channel MOSFET. 19 is formed, the emitter electrode 15 and the N channel MOSF are formed.
The gate electrode 16 of the ET is heavily doped with N type. At this time, by making the range of ion implantation sufficiently smaller than that of the silicon nitride film 11 and the thermal oxide film 10, the implantation of arsenic into the base region 9 can be prevented.

【0015】次に図6に示すように、酸化性雰囲気で熱
処理することによって、エミッタ開口部14を介してエミ
ッタ電極15から砒素を拡散させて、エミッタ拡散層20を
形成する。このときN型高濃度不純物がドープされたN
チャネルMOSFETのゲート電極16及びエミッタ電極
15に、このN型高濃度不純物がドープされていないPチ
ャネルMOSFETのゲート電極16と比べて厚い熱酸化
膜21が形成される。またMSOFETのソース・ドレイ
ン領域とコレクタコンタクト領域の酸化膜も厚くなる
が、N型の高濃度不純物がドープされたNチャネルMO
SFETのソース・ドレイン領域18及びコレクタコンタ
クト領域19は、これがドープされていないPチャネルM
OSFETのソース・ドレイン形成領域と比べて厚い熱
酸化膜22が形成される。また、ベース領域9にはシリコ
ン窒化膜11が形成されているので、この領域が酸化され
ることはない。
Next, as shown in FIG. 6, arsenic is diffused from the emitter electrode 15 through the emitter opening 14 by heat treatment in an oxidizing atmosphere to form an emitter diffusion layer 20. At this time, the N-type high-concentration impurity-doped N
Gate electrode 16 and emitter electrode of channel MOSFET
At 15, a thermal oxide film 21 is formed which is thicker than the gate electrode 16 of the P-channel MOSFET which is not doped with the N-type high-concentration impurity. Further, the oxide film in the source / drain region and the collector contact region of the MSOFET also becomes thicker, but the N-channel MO doped with N-type high concentration impurities is used.
The source / drain region 18 and the collector contact region 19 of the SFET are the P channel M which is not doped.
A thermal oxide film 22 thicker than the source / drain formation region of the OSFET is formed. Further, since the silicon nitride film 11 is formed in the base region 9, this region is not oxidized.

【0016】次に図7に示すように、熱リン酸による処
理によって、ベース領域9に形成されたシリコン窒化膜
11のうち、エミッタ電極15に覆われていない露出した部
分を選択的に除去した後、全面に高濃度のBF2 をイオ
ン注入して、P型外部ベース領域23とPチャネルMOS
FETのP型ソース・ドレイン領域24を形成すると共
に、PチャネルMOSFETのゲート電極16を高濃度の
P型にドープする。このとき、注入されるBF2 の飛程
を小さくすることによって、先に酸化性雰囲気の熱処理
によって厚い熱酸化膜21,22が形成されたN型の高濃度
不純物がドープされた領域に、BF2 が注入されるのを
防ぐことができる。この後は、通常の層間絶縁膜及び配
線層の形成工程を経て半導体装置を完成させる。
Next, as shown in FIG. 7, the silicon nitride film formed in the base region 9 by the treatment with hot phosphoric acid.
After selectively removing the exposed part of the emitter electrode 15 which is not covered with the emitter electrode 15, a high concentration of BF 2 is ion-implanted into the entire surface to expose the P-type external base region 23 and the P-channel MOS.
The P-type source / drain region 24 of the FET is formed, and the gate electrode 16 of the P-channel MOSFET is heavily doped with P-type. At this time, by reducing the range of the injected BF 2 , the BF is introduced into the region doped with the N-type high-concentration impurities in which the thick thermal oxide films 21 and 22 are formed by the heat treatment in the oxidizing atmosphere. 2 can be prevented from being injected. After that, the semiconductor device is completed through the usual steps of forming an interlayer insulating film and a wiring layer.

【0017】このように本発明の製造方法においては、
ベース領域9を形成してからCMOSFET及びバイポ
ーラトランジスタを形成するまでに必要なレジストパタ
ーン形成工程は、ベース領域9に選択的にシリコン窒化
膜11を形成する工程と、エミッタ開口部14を形成する工
程と、ゲート電極16及びエミッタ電極15を形成する工程
と、N型高濃度不純物をドープするための工程の4回で
済み、更にエミッタ電極15とゲート電極16の不純物のド
ープが同時になされるため、高濃度不純物の導入工程が
2回で済むなど、工程数を従来の製造方法と比べて削減
することができる。加えて本発明の方法においては、外
部ベース領域23がエミッタ電極15に対して自己整合的に
形成されるので、ベース抵抗の小さい高性能なバイポー
ラトランジスタを形成することができる。
As described above, in the manufacturing method of the present invention,
The resist pattern forming process required from the formation of the base region 9 to the formation of the CMOSFET and the bipolar transistor is the process of selectively forming the silicon nitride film 11 in the base region 9 and the process of forming the emitter opening 14. And the step of forming the gate electrode 16 and the emitter electrode 15 and the step of doping the N-type high-concentration impurity are performed four times. Further, since the emitter electrode 15 and the gate electrode 16 are doped with the impurity at the same time, The number of steps can be reduced as compared with the conventional manufacturing method, such that the step of introducing the high-concentration impurity is only required twice. In addition, according to the method of the present invention, since the external base region 23 is formed in self-alignment with the emitter electrode 15, a high performance bipolar transistor having a low base resistance can be formed.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明によれば、ベース抵抗が小さく多結晶シリコンよ
りなるエミッタ電極を有するバイポーラトランジスタ
と、P型多結晶シリコンよりなるPチャネルMOSFE
Tのゲート電極を有するCMOSFETを含む高性能な
Bi−CMOS半導体装置を、少ない工程数で容易に製
造することができる。
As described above on the basis of the embodiments,
According to the present invention, a bipolar transistor having a small base resistance and having an emitter electrode made of polycrystalline silicon, and a P-channel MOSFE made of P-type polycrystalline silicon.
A high-performance Bi-CMOS semiconductor device including a CMOSFET having a T gate electrode can be easily manufactured with a small number of steps.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施例
を説明するための製造工程を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a manufacturing process for explaining an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図2】図1に示した製造工程に続く製造工程を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing a manufacturing process that follows the manufacturing process shown in FIG.

【図3】図2に示した製造工程に続く製造工程を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing process that follows the manufacturing process shown in FIG. 2;

【図4】図3に示した製造工程に続く製造工程を示す図
である。
FIG. 4 is a diagram showing a manufacturing process that follows the manufacturing process shown in FIG. 3;

【図5】図4に示した製造工程に続く製造工程を示す図
である。
FIG. 5 is a diagram showing a manufacturing process that follows the manufacturing process shown in FIG. 4;

【図6】図5に示した製造工程に続く製造工程を示す図
である。
FIG. 6 is a diagram showing a manufacturing process that follows the manufacturing process shown in FIG. 5;

【図7】図6に示した製造工程に続く製造工程を示す図
である。
FIG. 7 is a diagram showing a manufacturing process that follows the manufacturing process shown in FIG. 6;

【図8】従来の半導体装置の製造方法の一例を説明する
ための製造工程を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a manufacturing process for explaining an example of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図9】図8に示した製造工程に続く製造工程を示す図
である。
9 is a diagram showing a manufacturing process that follows the manufacturing process shown in FIG. 8. FIG.

【図10】図9に示した製造工程に続く製造工程を示す図
である。
FIG. 10 is a diagram showing a manufacturing process that follows the manufacturing process shown in FIG. 9.

【図11】図10に示した製造工程に続く製造工程を示す図
である。
FIG. 11 is a diagram showing a manufacturing process that follows the manufacturing process shown in FIG. 10.

【図12】図11に示した製造工程に続く製造工程を示す図
である。
FIG. 12 is a diagram showing a manufacturing process that follows the manufacturing process shown in FIG. 11.

【図13】図12に示した製造工程に続く製造工程を示す図
である。
FIG. 13 is a diagram showing a manufacturing process that follows the manufacturing process shown in FIG. 12.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 N型高濃度埋め込み層 3 P型高濃度埋め込み層 4 N型低濃度エピタキシャル層 5 N型低濃度拡散層 6 P型低濃度拡散層 7 N型高濃度コレクタ領域 8 フィールド酸化膜 9 P型ベース領域 10 熱酸化膜 11 シリコン窒化膜 12 ゲート酸化膜 13 薄い第1の多結晶シリコン膜 14 エミッタ開口部 15 エミッタ電極 16 ゲート電極 17 レジストパターン 18 N型ソース・ドレイン領域 19 コレクタコンタクト領域 20 エミッタ拡散層 21 熱酸化膜 22 熱酸化膜 23 P型外部ベース領域 24 P型ソース・ドレイン領域 1 Semiconductor substrate 2 N type high concentration buried layer 3 P type high concentration buried layer 4 N type low concentration epitaxial layer 5 N type low concentration diffusion layer 6 P type low concentration diffusion layer 7 N-type high concentration collector region 8 field oxide film 9 P-type base area 10 Thermal oxide film 11 Silicon nitride film 12 Gate oxide film 13 Thin first polycrystalline silicon film 14 Emitter opening 15 Emitter electrode 16 Gate electrode 17 Resist pattern 18 N-type source / drain region 19 Collector contact area 20 Emitter diffusion layer 21 Thermal oxide film 22 Thermal oxide film 23 P type external base area 24 P-type source / drain region

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一導電型のベース領域を有するバイポー
ラトランジスタと、一導電型のゲート電極を有する一導
電極性のMOSFETと逆導電型のゲート電極を有する
逆導電極性のMOSFETによって構成されたCMOS
FETを含む半導体装置の製造方法において、前記バイ
ポーラトランジスタのベース領域に選択的に耐酸化膜を
形成する工程と、前記耐酸化膜にエミッタ開口部を形成
する工程と、多結晶シリコンよりなるエミッタ電極及び
ゲート電極を選択的に形成する工程と、逆導電極性のM
OSFET及びバイポーラトランジスタを形成する領域
に選択的に高濃度の逆導電型の不純物をイオン注入し
て、ゲート電極及びエミッタ電極のドープとMOSFE
Tのソース・ドレイン領域の形成を行う工程と、酸化性
雰囲気で熱処理し、エミッタ拡散層を形成すると共に逆
導電型にドープされた各領域に相対的に厚い熱酸化膜を
形成する工程と、前記耐酸化膜の露出した領域を選択的
に除去する工程と、全面に高濃度の一導電型の不純物を
イオン注入して外部ベース領域と一導電極性のMOSF
ETのソース・ドレイン領域を形成する工程を含むこと
を特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A CMOS including a bipolar transistor having a base region of one conductivity type, a MOSFET of one conductivity polarity having a gate electrode of one conductivity type, and a MOSFET of a reverse conductivity polarity having a gate electrode of the opposite conductivity type.
In a method of manufacturing a semiconductor device including a FET, a step of selectively forming an oxidation resistant film in a base region of the bipolar transistor, a step of forming an emitter opening in the oxidation resistant film, and an emitter electrode made of polycrystalline silicon And a step of selectively forming a gate electrode and M having an opposite conductivity polarity.
A high-concentration impurity of the opposite conductivity type is selectively ion-implanted into a region for forming an OSFET and a bipolar transistor to dope the gate electrode and the emitter electrode and to perform the MOSFE.
A step of forming a source / drain region of T, a step of performing a heat treatment in an oxidizing atmosphere to form an emitter diffusion layer and a relatively thick thermal oxide film in each region doped with an opposite conductivity type, A step of selectively removing the exposed region of the oxidation resistant film; and a high-concentration one-conductivity-type impurity ion-implanted over the entire surface to form an external base region and one-conductivity-polarity MOSF.
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising a step of forming source / drain regions of ET.
【請求項2】 前記耐酸化膜にエミッタ開口部を形成す
る工程に先立って、少なくともMOSFETを形成する
領域にゲート酸化膜を形成する工程と、全面に薄い多結
晶シリコン膜を形成する工程と、少なくともバイポーラ
トランジスタを形成する領域の前記多結晶シリコン膜を
選択的に除去する工程を有することを特徴とする請求項
1記載の半導体装置の製造方法。
2. A step of forming a gate oxide film at least in a region where a MOSFET is formed, and a step of forming a thin polycrystalline silicon film on the entire surface, prior to the step of forming an emitter opening in the oxidation resistant film. 2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising the step of selectively removing at least the polycrystalline silicon film in a region where a bipolar transistor is formed.
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