JPH061806B2 - 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

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JPH061806B2
JPH061806B2 JP62292409A JP29240987A JPH061806B2 JP H061806 B2 JPH061806 B2 JP H061806B2 JP 62292409 A JP62292409 A JP 62292409A JP 29240987 A JP29240987 A JP 29240987A JP H061806 B2 JPH061806 B2 JP H061806B2
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輝夫 田端
信之 関川
芳明 佐野
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Sanyo Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明はMIS型容量素子を組み込んだ半導体集積回路
の、NPNトランジスタのhFE制御を容易ならしめた製
造方法に関する。
(ロ)従来の技術 バイポーラ型ICは、コレクタとなる半導体層表面にベ
ース、エミッタを2重拡散して形成した縦型のNPNト
ランジスタを主体として構成されている。その為、前記
NPNトランジスタを製造するベース及びエミッタ拡散
工程は必要不可欠の工程であり、コレクタ直列抵抗を低
減する為の高濃度埋込層形成工程やエピタキシャル層成
長工程、各素子を接合分離する為の分離領域形成工程や
電気的接続の為の電極形成工程等と並んでバイポーラ型
ICを製造するのに欠かせない工程(基本工程)であ
る。
一方、回路的な要求から他の素子、例えばPNPトラン
ジスタ、抵抗、容量、ツェナーダイオード等を同一基板
上に組み込みたい要求がある。この場合、工程の簡素化
という点から可能な限り前記基本工程を流用した方が好
ましいことは言うまでもない。しかしながら、前記ベー
ス及びエミッタ拡散工程はNPNトランジスタの特性を
最重要視して諸条件が設定される為、前記基本工程だけ
では集積化が困難な場合が多い。そこで、基本的なNP
Nトランジスタの形成を目的とせず、他の素子を組み込
む為もしくは他素子の特性を向上することを目的として
新規な工程を追加することがある。例えば前記エミッタ
拡散によるカソード領域とでツェナーダイオードのツェ
ナー電圧を制御するアノード領域を形成する為のP+
散工程、ベース領域とは比抵抗が異る抵抗領域を形成す
る為のR拡散工程やインプラ抵抗形成工程、MOS型よ
りも大きな容量が得られる窒化膜容量を形成する為の窒
化膜形成工程、NPNトランジスタのコレクタ直列抵抗
を更に低減する為のコレクタ低抵抗領域形成工程等がそ
れであり、全てバイポーラICの用途や目的及びコスト
的な面から検討して追加するか否かが決定される工程
(オプション工程)である。
上記オプション工程を利用して形成したMIS型容量を
第3図に示す。同図において、(1)はP型半導体基板、
(2)はN型エピタキシャル層、(3)はN+型埋込層、(4)は
+型分離領域、(5)はアイランド、(6)はエミッタ拡散
によるN+型の下部電極領域、(7)は高誘電率絶縁体とし
てのシリコン窒化膜(Si3N4)、(8)はアルミニウム材料か
ら成る上部電極、(9)は酸化膜、(10)は電極である。
尚、窒化膜を利用したMIS型容量としては、例えば特
開昭60−244056号公報に記載されている。
(ハ)発明が解決しようとする問題点 しかしながら、従来のMIS型容量は下部電極としてN
PNトランジスタのエミッタ領域を利用している為、エ
ミッタ領域形成用のN型不純物をデポした後に窒化膜を
形成し、その後でN型不純物のドライブインを行なわな
ければならない。すると、窒化膜のデポに使用する80
0℃前後の熱処理がエミッタ領域を拡散させる為、NP
NトランジスタのhFE(電流増幅率)のばらつきが大き
く、そのコントロールが難しい欠点があった。
また、窒化膜の形成に必要なオプション工程を追加した
か否かでエミッタ領域の熱処理条件を変更する必要があ
る為、機種別の工程管理が必要であり、管理の共通化が
できない欠点があった。
(ニ)問題点を解決するための手段 本発明は斯上した欠点に鑑みてなされ、MIS型容量の
下部電極としてNPNトランジスタのコレクタ低抵抗領
域(26)の拡散工程を利用して形成した下部電極領域(27)
を用いると共に、この下部電極領域(27)の表面にMIS
型容量の誘電体薄膜(30)を堆積して形成した後、NPN
トランジスタのエミッタ拡散工程を行うことを特徴とす
る。
(ホ)作用 本発明によれば、MIS型容量の下部電極をNPNトラ
ンジスタのコレクタ低抵抗領域(26)形成工程を利用して
形成したので、エミッタ拡散工程により先に窒化膜(Si3
N4)のデポを行うことができ、エミッタ領域(31)形成以
後のNPNトランジスタのhFEをばらつかせるような熱
処理を排除できる。
(ヘ)実施例 以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら詳細に説
明する。
第1図は本発明の半導体集積回路の断面構造を示し、(2
1)はP型のシリコン半導体基板、(22)は基板(21)表面に
複数個設けたN+の埋込層、(23)は基板(21)全面の上に
積層して形成したN型のエピタキシャル層、(24)はエピ
タキシャル層(23)を貫通するP+型の分離領域、(25)は
分離領域(24)によってエピタキシャル層(23)を島状に形
成したアイランド、(26)は1つのアイランド(25)表面か
ら埋込層(22)まで達するNPNトランジスタのN+型コ
レクタ低抵抗領域、(27)はNPNトランジスタを形成す
るアイランド(25)とは別の他のアイランド(25)の表面に
NPNトランジスタのコレクタ低抵抗領域(26)と同時に
形成したMIS型容量のN+型下部電極領域、(28)は前
記1つのアイランド(25)表面に形成したNPNトランジ
スタのP型ベース領域、(29)はエピタキシャル層(23)表
面を覆うシリコン酸化膜(SiO2)、(30)は下部電極領域(2
7)の表面に堆積して形成したMIS型容量の誘電体薄
膜、(31)はベース領域(28)表面に形成したNPNトラン
ジスタのN+型エミッタ領域、(32)は各領域にコンタク
トホールを介してオーミックコンタクトするアルミニウ
ム材料から成る電極、(33)は誘電体薄膜(30)の上に下部
電極領域(27)と対向する様に設けた上部電極である。コ
レクタ低抵抗領域(26)は埋込層(22)と連結することによ
ってNPNトランジスタのコレクタ抵抗を減じる役割を
果し、それによって低飽和型のNPNトランジスタを構
成するものである。
斯上した本願の構造によれば、MIS型容量の下部電極
としてNPNトランジスタのコレクタ低抵抗領域(26)と
同時形成した下部電極領域(27)を用いたので、低飽和型
のNPNトランジスタと特性良好なMIS型容量を効率
良く共存できる。さらに、下部電極領域(27)の形成にN
PNトランジスタのコレクタ低抵抗領域(26)の形成工程
を利用したので、誘電体薄膜(30)の形成工程をエミッタ
拡散の前に配置することができる。
以下、本発明の製造方法を第2図A乃至第2図Fを用い
て説明する。
先ず第2図Aに示す如く、P型のシリコン半導体基板(2
1)の表面にアンチモン(Sb)又はヒ素(As)等のN型不純物
を選択的にドープしてN+型埋込層(22)を形成し、基板
(21)全面に厚さ5〜10μのN型のエピタキシャル層(2
3)を積層する。
次に第2図Bに示す如く、エピタキシャル層(22)表面か
らボロン(B)を選択的に拡散することによって、埋込層
(22)を夫々取囲むようにエピタキシャル層(23)を貫通す
るP+型の分離領域(24)を形成する。分離領域(24)で囲
まれたエピタキシャル層(23)が夫々の回路素子を形成す
る為のアイランド(25)となる。
そしてさらに、再度エピタキシャル層(23)表面からリン
(P)等のN型不純物を選択的に拡散することによって、
アイランド(25)表面から埋込層(22)まで達するN+型の
NPNトランジスタのコレクタ低抵抗領域(26)とMIS
型容量の下部電極領域(27)を形成する。コレクタ低抵抗
領域(26)は飽和拡散で形成するので、その表面の不純物
濃度は1019atoms・cm-2前後となる。
次に第2図Cに示す如く、エピタキシャル層(23)表面か
らボロン(B)を選択的にイオン注入又は拡散することに
よって、アイランド(25)表面にNPNトランジスタのベ
ース領域(28)を形成する。
次に第2図Dに示す如く、エピタキシャル層(23)表面の
熱酸化膜又はCVD酸化膜(29)をパターニングして下部
電極領域(27)の表面の一部に開孔部を有する酸化膜パタ
ーンを形成し、エピタキシャル層(23)全面に常圧CVD
法等の技術を利用して膜厚数百〜千数百Åのシリコン窒
化膜(Si3N4)を堆積する。そして、ドライエッチ等の技
術を利用して前記シリコン窒化膜を選択的に除去するこ
とによりMIS型容量の誘電体薄膜(30)を形成する。シ
リコン窒化膜(Si3N4)はシリコン酸化膜(SiO2)よりも高
い誘導率を示すので、大容量を形成することが可能であ
る。その後、誘電体薄膜(30)を覆う様にCVD法による
酸化膜(29)を堆積させる。
次に第2図Eに示す如く、NPNトランジスタのベース
領域(28)表面の酸化膜(29)を選択的に開孔し、この酸化
膜(29)をマスクとしてリン(P)を選択拡散することによ
りN+型のエミッタ領域(31)を形成する。
次に第2図Fに示す如く、酸化膜(29)上にネガ又はポジ
型のフォトレジストパターンを形成し、誘電体薄膜(30)
上の酸化膜(29)を除去し、ウェット又はドライエッチン
グによって酸化膜(29)の所望の部分に電気的接続の為の
コンタクトホールを開孔する。そして、基板(21)全面に
周知の蒸着又はスパッタ技術によりアルミニウム層を形
成し、このアルミニウム層をパターニングすることによ
って所望形状の電極(32)と誘電体薄膜(30)上の上部電極
(33)を形成する。
斯上した本願の製造方法によれば、MIS型容量を形成
する下部電極としてコレクタ低抵抗領域(26)の拡散工程
によって形成した下部電極領域(27)を使用したので、誘
電体薄膜(30)の製造工程をエミッタ拡散工程の前に設置
することができる。すると、エミッタ領域(31)形成用の
リン(P)のデポジットからリン(P)のドライブインの間に
MIS型容量形成の為の熱処理を配置する必要が無く、
デポジットによってリン(P)が初期拡散された状態から
即NPNトランジスタのhFE(電極増幅率)コントロー
ルの為の熱処理(ドライブイン)工程を行なうことがで
きる。その為、NPNトランジスタのhFEのばらつきが
少なく、MIS型容量を組み込んだことによるhFEコン
トロールの難しさを解消できる。また、MIS型容量を
組み込んだ機種とそうでない機種とでエミッタ領域(31)
の熱処理条件を一本化することができるので、機種別の
工程管理が極めて容易になる。
(ト)発明の効果 以上説明した如く、本発明によれば低飽和型のNPNト
ランジスタと高性能のMIS型容量とを効率良く共存が
できる利点を有する。また、エミッタ領域(31)形成前に
窒化膜デポを行うことによって、NPNトランジスタの
FEのばらつきが僅んど無いので、そのコントロールが
極めて容易な半導体集積回路の製造方法を提供できる利
点を有する。そして、MIS型容量を組み込んだ機種と
そうでない機種とでエミッタ領域(31)の処理条件を一本
化できるので、機種別の工程管理を簡略化でき、さらに
は異る機種のウェハーを同一拡散炉内で熱処理するとい
った多機種少量生産が可能になる利点をも有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を説明する為の断面図、第2図A乃至第
2図Fは夫々本発明の製造方法を説明する為の断面図、
第3図は従来例を説明する為の断面図である。 (21)はP型半導体基板、 (27)はMIS型容量の下部電
極領域、 (28)はNPNトランジスタのP型ベース領
域、 (30)は誘電体薄膜、 (31)はNPNトランジスタ
のN+型エミッタ領域、 (33)はMIS型容量の上部電
極である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】バイポーラトランジスタとMIS型容量素
    子とを電気的に分離されたアイランドに各々形成する半
    導体集積回路の製造方法であって、 一導電型の半導体基板表面に逆導電型の埋込層を形成す
    る工程、 前記基板の上に逆導電型のエピタキシャル層を形成する
    工程、 前記エピタキシャル層の表面から逆導電型の不純物を拡
    散することによって前記埋込層に連結する前記バイポー
    ラトランジスタのコレクタ低抵抗領域と前記MIS型容
    量素子の下部電極領域とを同時に形成する工程、 前記エピタキシャル層表面を覆う絶縁膜に前記下部電極
    領域の表面の一部を露出する開口部を形成し、この開口
    部を被うようにCVD法によるシリコン窒化膜からなる
    前記MIS型容量素子の誘導体薄膜を形成する工程、 バイポーラトランジスタを形成すべき他のアイランド表
    面に逆導電型の不純物を選択拡散して前記バイポーラト
    ランジスタのベースとなる領域の表面にエミッタ領域を
    形成する工程、 全面に電極材料を被覆し、これをパターニングすること
    により前記誘導体薄膜の上を被覆する上部電極と各拡散
    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。
JP62292409A 1987-11-17 1987-11-19 半導体集積回路の製造方法 Expired - Lifetime JPH061806B2 (ja)

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