JPH061813B2 - Method for manufacturing semiconductor integrated circuit - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor integrated circuit

Info

Publication number
JPH061813B2
JPH061813B2 JP62335099A JP33509987A JPH061813B2 JP H061813 B2 JPH061813 B2 JP H061813B2 JP 62335099 A JP62335099 A JP 62335099A JP 33509987 A JP33509987 A JP 33509987A JP H061813 B2 JPH061813 B2 JP H061813B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
forming
oxide film
resistance
epitaxial layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62335099A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH01175252A (en
Inventor
信之 関川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP62335099A priority Critical patent/JPH061813B2/en
Publication of JPH01175252A publication Critical patent/JPH01175252A/en
Publication of JPH061813B2 publication Critical patent/JPH061813B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明はNPNトランジスタのhFE制御を容易ならしめ
た、イオン注入法による抵抗素子とMIS型の容量素子
とを組み込んだ半導体集積回路の製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Field of Industrial Application The present invention relates to a semiconductor integrated circuit in which a resistance element by an ion implantation method and a MIS type capacitance element, which facilitates h FE control of an NPN transistor, are incorporated. It relates to a manufacturing method.

(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。
(B) Conventional Technology A bipolar IC is mainly composed of a vertical NPN transistor in which a base / emitter is double-diffused on the surface of a semiconductor layer serving as a collector. Therefore, the base and emitter diffusion steps for manufacturing the NPN transistor are indispensable steps, and a high-concentration buried layer forming step for reducing collector series resistance, an epitaxial layer growing step, and junction separation for each element. This is a step (basic step) essential for manufacturing a bipolar IC along with the isolation region forming step, the electrode forming step for electrical connection, and the like.

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。
On the other hand, there is a demand for incorporating other elements such as a PNP transistor, a resistor, a capacitor, and a Zener diode on the same substrate in view of circuit requirements. In this case, needless to say, it is preferable to divert the basic process as much as possible from the viewpoint of simplifying the process. However, in the base and emitter diffusion process, since various conditions are set with the characteristics of the NPN transistor as the most important factor, integration is often difficult only by the basic process. So, basic NP
A new process may be added for the purpose of incorporating another element or improving the characteristics of another element without forming the N-transistor. For example, a P + diffusion process for forming an anode region for controlling the Zener voltage of a Zener diode with the cathode region by the emitter diffusion, an R diffusion process for forming a resistance region having a specific resistance different from that of the base region, and an implantation process. A resistance forming step, a nitride film forming step for forming a nitride film capacitor that can provide a larger capacity than that of a MOS type, and a collector low resistance region forming step for further reducing the collector series resistance of an NPN transistor are all included in it. This is a process (optional process) in which it is determined whether or not to add the bipolar IC by considering the use and purpose and cost of the bipolar IC.

上記オプション工程を利用して形成した従来の半導体集
積回路の一例を第4図に示す。同図において、(1)はP
型基板、(2)はN型エピタキシャル層、(3)はN+型埋込
層、(4)はP+型分離領域、(5)はアイランド、(6)はNP
NトランジスタのP型ベース領域、(7)はN+型エミッタ
領域、(8)はN+型コレクタコンタクト領域、(9)は抵抗
素子のP型の抵抗領域、(10)は抵抗領域(9)のコンタク
ト領域、(11)はエミッタ拡散によるMIS型容量のN+
型下部電極領域、(12)は誘電体薄膜としてのシリコン窒
化膜(Si3N4)、(13)は酸化膜、(14)は上部電極、(15)は
電極である。尚、窒化膜を利用したMIS型容量は例え
ば特開昭60−244056号公報に記載され、イオン
注入を利用した抵抗素子は例えば特公昭57−2182
号公報に記載されている。
FIG. 4 shows an example of a conventional semiconductor integrated circuit formed by using the above optional process. In the figure, (1) is P
Type substrate, (2) N type epitaxial layer, (3) N + type buried layer, (4) P + type isolation region, (5) island, (6) NP
P type base region of N transistor, (7) N + type emitter region, (8) N + type collector contact region, (9) P type resistance region of resistance element, (10) resistance region (9 ) Contact region, (11) is N + of MIS type capacitance due to emitter diffusion
The mold lower electrode region, (12) is a silicon nitride film (Si 3 N 4 ) as a dielectric thin film, (13) is an oxide film, (14) is an upper electrode, and (15) is an electrode. An MIS type capacitor using a nitride film is described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 60-244056, and a resistance element using ion implantation is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 57-2182.
It is described in Japanese Patent Publication No.

そして、MIS型容量はエミッタ拡散による下部電極領
域(11)を使用している為、誘電体薄膜(12)の形成工程は
エミッタ領域(7)を形成するN型不純物のデポジット工
程の後に行わなければならない。また、イオン注入によ
る抵抗領域(9)も上記公報に記載されている如くエミッ
タ拡散の後に行っていた。
Since the MIS type capacitor uses the lower electrode region (11) by emitter diffusion, the step of forming the dielectric thin film (12) must be performed after the step of depositing the N type impurities forming the emitter region (7). I have to. Further, the resistance region (9) by ion implantation was also performed after the emitter diffusion as described in the above publication.

(ハ)発明が解決しようとする問題点 しかしながら、従来の半導体集積回路のエミッタ拡散以
後に何らかの工程を行う為、NPNトランジスタのhFE
コントロールの為の最終的な熱処理を前記何らかの工程
の後に配置しなければならない。すると、前記何らかの
工程で使用する熱処理やエミッタ領域(7)形成用のリン
(P)のデポジット直後に行う熱処理がエミッタ領域(7)形
成用のリン(P)を一旦拡散させてしまう為、NPN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。前記何らかの工
程で使用する熱処理としては、シリコン窒化膜(Si3N4)
を堆積させる時のCVDによる800℃前後の熱処理等
がある。
(C) the invention the problem to be solved point, however, to perform some kind of process to emitter diffusion after the conventional semiconductor integrated circuit, the NPN transistor h FE
A final heat treatment for control must be placed after any of the above steps. Then, the phosphor used for the heat treatment or the emitter region (7) formation used in any of the above steps is formed.
The heat treatment performed immediately after depositing (P) once diffuses the phosphorus (P) for forming the emitter region (7), so that the h FE (current amplification factor) of the NPN transistor varies widely, and its control is difficult. was there. The heat treatment used in any of the above steps is a silicon nitride film (Si 3 N 4 )
There is a heat treatment at about 800 ° C. by CVD when depositing the.

また、MIS型容量とイオン注入による抵抗素子を組み
込む為のオプション工程を追加したか否かで前記エミッ
タ領域(7)のドライブイン条件を変える必要がある為、
機種別の工程管理を必要としその共通化ができない欠点
があった。
Further, the drive-in condition of the emitter region (7) needs to be changed depending on whether an optional step for incorporating a MIS type capacitor and a resistance element by ion implantation is added.
There was a drawback that it was necessary to manage the process for each model and it could not be shared.

(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、分離領域形成で
利用した厚い酸化膜(27)を除去して薄い酸化膜(29)を付
け直す工程と、この酸化膜(29)を貫通させてP型不純物
をイオン注入することにより抵抗領域(31)とNPNトラ
ンジスタのベース領域(32)を形成する工程と、エミッタ
拡散に先立って形成した下部電極領域(28)の表面にMI
S型容量の誘電体薄膜(36)を形成する工程と、オプショ
ンデバイスを組み込む為の熱処理を終了した後NPNト
ランジスタのエミッタ領域(38)を拡散形成することを特
徴とする。
(D) Means for solving the problem The present invention has been made in view of the above drawbacks, and a step of removing the thick oxide film (27) used in forming the isolation region and reattaching the thin oxide film (29). A step of forming a resistance region (31) and a base region (32) of the NPN transistor by ion-implanting a P-type impurity through the oxide film (29), and a lower electrode region formed prior to the emitter diffusion. MI on the surface of (28)
The present invention is characterized in that the step of forming the S-type capacitor dielectric thin film (36) and the heat treatment for incorporating the optional device are completed, and then the emitter region (38) of the NPN transistor is diffused.

(ホ)作用 本発明によれば、エミッタ拡散に先立ってオプションデ
バイスを組み込む為の熱処理を終了しておくので、エミ
ッタ領域(38)のデポジットからドライブインまでの間の
余分な熱処理を一切排除することができる。
(E) Action According to the present invention, since the heat treatment for incorporating the optional device is completed prior to the emitter diffusion, any extra heat treatment from the deposit of the emitter region (38) to the drive-in is eliminated. be able to.

(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。
(F) Embodiment Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

先ず第1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
を選択的にドープすることによってN+型埋込層(22)を
形成し、埋込層(22)を囲む基板(21)表面にはボロン(B)
をドープして上下分離の下側拡散層(23)を形成する。然
る後、周知の気相成長法によって基板(21)全面に厚さ5
〜10μmのN型エピタキシャル層(24)を積層する。
First, as shown in FIG. 1A, a P-type silicon semiconductor substrate (2
N + -type buried layer (22) formed by selectively doping the N-type impurity of antimony (Sb) or arsenic (As) or the like on the surface of 1), the substrate surrounding the buried layer (22) ( 21) Boron (B) on the surface
Is doped to form a lower diffusion layer (23) which is vertically separated. After that, a thickness of 5 is formed on the entire surface of the substrate (21) by a known vapor deposition method.
An N-type epitaxial layer (24) of 10 μm is laminated.

次に第1図Bに示す如く、エピタキシャル層(24)表面か
らボロン(B)を選択的に拡散し、エピタキシャル層(24)
を接合分離することによって複数個のアイランド(25)を
形成する。(26)は上下分離の上側拡散層、(27)は酸化膜
である。
Next, as shown in FIG. 1B, boron (B) is selectively diffused from the surface of the epitaxial layer (24) to form the epitaxial layer (24).
A plurality of islands (25) are formed by separating the junctions. (26) is an upper diffusion layer that is separated into upper and lower parts, and (27) is an oxide film.

と同時に、前記上側拡散層(26)の拡散工程を利用してM
IS型容量の下部電極となる下部電極領域(28)を形成す
る。本実施例によれば、工程を共通にできるので工程を
簡略化できる。むろん、P+型の拡散領域を単独又はツ
ェナーダイオードのアノード形成用工程等を利用して形
成しても良く、後のベース拡散工程の前でも後でも良
い。また、下部電極領域(28)の拡散深さは全く問わず、
不純物濃度はMIS型容量のヒステリシスの関係から高
不純物濃度、例えば1018atoms・cm-2以上であることが
望ましい。尚、本工程は選択拡散のマスクとして使用す
る為と酸化性雰囲気での熱処理である為、エピタキシャ
ル層(24)表面には膜厚5000〜8000Åの厚い酸化
膜(27)が形成される。
At the same time, by using the diffusion process of the upper diffusion layer 26, M
A lower electrode region (28) to be the lower electrode of the IS type capacitor is formed. According to the present embodiment, the steps can be shared, so that the steps can be simplified. Needless to say, the P + type diffusion region may be formed alone or by utilizing the process for forming the anode of the Zener diode, or may be formed before or after the subsequent base diffusion process. Further, regardless of the diffusion depth of the lower electrode region (28),
It is desirable that the impurity concentration is a high impurity concentration, for example, 10 18 atoms · cm −2 or more in view of the hysteresis of the MIS-type capacitance. Since this step is used as a mask for selective diffusion and heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere, a thick oxide film (27) having a film thickness of 5000 to 8000Å is formed on the surface of the epitaxial layer (24).

次に第1図Cに示す如く、前記厚い酸化膜(27)を10%
HF溶液等によって完全に除去し、エピタキシャル層(2
4)表面を露出する。その後再度熱酸化を行い、エピタキ
シャル層(24)表面に膜厚が数百〜1000Å程度の新た
な薄い酸化膜(29)を形成する。エピタキシャル層(24)表
面にはボロン(B)のデポジット時に形成された段差が残
っているので、薄い酸化膜(29)表面にも前記段差が表れ
る。その為、以後のマスク合せを行うことができる。
Next, as shown in FIG. 1C, the thick oxide film (27) is removed by 10%.
Completely remove with an HF solution, etc.
4) Expose the surface. Then, thermal oxidation is performed again to form a new thin oxide film (29) having a film thickness of several hundred to 1000 Å on the surface of the epitaxial layer (24). Since the step formed during the deposition of boron (B) remains on the surface of the epitaxial layer (24), the step also appears on the surface of the thin oxide film (29). Therefore, the subsequent mask alignment can be performed.

次に第1図Dに示す如く、エピタキシャル層(24)表面の
酸化膜(29)上にポジ又はネガ型のフォトレジストをスピ
ンオン塗布・露光し、現像することによって所望形状の
1回目レジストパターン(30)を形成する。その後1回目
レジストパターン(30)をマスクとしてボロン(B)を選択
的に酸化膜(29)を貫通させてイオン注入し、2つのアイ
ランド(25)の表面に同一の不純物濃度を有する抵抗領域
(31)とNPNトランジスタのベース領域(32)を夫々形成
する。1回目のイオン注入は比抵抗を高くする側、即ち
抵抗領域(31)の不純物濃度に合せてボロン(B)のドーズ
量と加速電圧を設定する。1回目でイオン注入した不純
物の熱処理(ドライブイン)はこの段階ではしない。
Next, as shown in FIG. 1D, a positive or negative photoresist is spin-on coated, exposed, and developed on the oxide film (29) on the surface of the epitaxial layer (24) to develop a first resist pattern of a desired shape ( 30) is formed. After that, boron (B) is selectively penetrated through the oxide film (29) and ion-implanted by using the first resist pattern (30) as a mask, and the resistance regions having the same impurity concentration are formed on the surfaces of the two islands (25).
(31) and the base region (32) of the NPN transistor are formed respectively. In the first ion implantation, the dose amount and accelerating voltage of boron (B) are set in accordance with the impurity concentration of the side where the specific resistance is increased, that is, the resistance region (31). The heat treatment (drive-in) of the impurities ion-implanted in the first time is not performed at this stage.

次に第1図Eに示す如く、1回目のレジストパターン(3
0)を除去又は残した状態でその表面にネガ型のフォトレ
ジスト膜をスピンオン塗布し、2回目のレジストパター
ン(33)を形成する。2回目レジストパターン(33)は1回
目のレジストパターン(30)より遮へい部分を小さく形成
する。その為、2回目のレジストパターン(33)の開孔部
分には前の工程でイオン注入した領域の酸化膜(29)と1
回目のレジストパターン(30)のエッジ部分が露出するこ
とになる。2回目のレジストパターン(33)の一部分(34)
は抵抗領域(31)の両端を除く酸化膜(27)表面を直接覆
い、抵抗領域(31)のコンタクト部分だけを露出する。
Next, as shown in FIG. 1E, the first resist pattern (3
A negative type photoresist film is spin-on coated on the surface with 0) removed or left to form a second resist pattern (33). The second resist pattern (33) has a smaller shielded portion than the first resist pattern (30). Therefore, in the second opening of the resist pattern (33), the oxide film (29) in the region ion-implanted in the previous step is formed.
The edge portion of the resist pattern (30) for the second time is exposed. Part (34) of the second resist pattern (33)
Directly covers the surface of the oxide film (27) except both ends of the resistance region (31) and exposes only the contact portion of the resistance region (31).

そして、エピタキシャル層(24)表面から前回の工程で形
成した1回目レジストパターン(30)を再びマスクとして
2回目のボロン(B)のイオン注入を酸化膜(29)を貫通さ
せて行う。NPNトランジスタのベース領域(32)にはボ
ロン(B)が重ねてイオン注入されるので、この段階で比
抵抗を低くする側即ちベース領域(32)の不純物濃度を決
めるように2回目イオン注入のドーズ量が設定される。
また、ベース領域(32)の不純物濃度は後で形成する電極
とのオーミックコンタクトが行えるような不純物濃度と
し、それ由抵抗領域(31)の両端にも2回目のイオン注入
をすることによってベース領域(32)と同一不純物濃度を
有する電極配設用のコンタクト領域(35)を形成する。コ
ンタクト領域(35)の間の抵抗領域(31)は2回目レジスト
パターン(33)の一部分(34)で覆われているので2回目の
ボロン(B)がイオン注入されない。その為、2回目レジ
ストパターン(33)の一部分(34)で覆われた部分の不純物
濃度は1回目のイオン注入により設定された不純物濃度
がそのまま残り、この領域がインプラ抵抗の抵抗値を実
質的に決定する領域となる。また、不純物濃度が低いの
で前したコンタクト領域(35)が必要となる。
Then, using the first resist pattern (30) formed in the previous step from the surface of the epitaxial layer (24) as a mask, the second ion implantation of boron (B) is performed through the oxide film (29). Since boron (B) is ion-implanted in the base region (32) of the NPN transistor, the second ion-implantation is performed so that the impurity concentration of the side where the specific resistance is lowered, that is, the base region (32) is determined at this stage. The dose amount is set.
The impurity concentration of the base region (32) is set so that ohmic contact with an electrode to be formed later can be performed, and the second region is also ion-implanted at both ends of the resistance region (31). A contact region (35) for arranging an electrode having the same impurity concentration as that of (32) is formed. Since the resistance region (31) between the contact regions (35) is covered with a part (34) of the second resist pattern (33), the second boron (B) is not ion-implanted. Therefore, the impurity concentration of the portion covered by a part (34) of the second resist pattern (33) remains the impurity concentration set by the first ion implantation, and this region substantially has the resistance value of the implantation resistance. It becomes the area to be decided. Moreover, since the impurity concentration is low, the contact region (35) is required.

尚、2回目のイオン注入の段階で1回目レジストパター
ン(30)の有無は問わないが、残しておいた場合にはエッ
チング工程が1回省ける利点と酸化膜(29)の膜厚を薄く
できる利点を有する。また、抵抗領域(31)とベース領域
(30)の形成は夫々単独のレジストパターンを使用して行
ってもかまわない。さらに、ベース拡散と同時に下部電
極領域(28)表面にもボロン(B)を拡散すれば、下部電極
領域(28)の表面濃度を向上できる。
Although the presence or absence of the first resist pattern (30) does not matter at the second ion implantation stage, the advantage of being able to omit the etching step once and the thickness of the oxide film (29) can be made thin if it is left. Have advantages. Also, the resistance region (31) and the base region
The formation of (30) may be performed using a single resist pattern. Further, by diffusing boron (B) also on the surface of the lower electrode region (28) at the same time as the base diffusion, the surface concentration of the lower electrode region (28) can be improved.

次に第1図Fに示す如く、1回目と2回目レジストパタ
ーン(30)(33)を除去し、エピタキシャル層(24)表面の酸
化膜(29)を選択的にエッチング除去して下部電極領域(2
8)表面の一部を露出させ、エピタキシャル層(24)全面に
常圧CVD法等の技術を用いて膜厚数百〜千数百Åのシ
リコン窒化膜(Si3N4)を堆積させる。シリコン窒化膜は
シリコン酸化膜よりも高い誘電率を示すので、大容量を
形成することが可能である。そして、前記シリコン窒化
膜表面に周知のレジストパターンを形成し、ドライエッ
チ等の技術を利用して前記露出した下部電極領域(28)の
表面を覆う誘電体薄膜(36)を形成する。
Next, as shown in FIG. 1F, the first and second resist patterns (30) and (33) are removed, and the oxide film (29) on the surface of the epitaxial layer (24) is selectively etched to remove the lower electrode region. (2
8) Part of the surface is exposed, and a silicon nitride film (Si 3 N 4 ) having a film thickness of several hundred to several thousand and several hundred Å is deposited on the entire surface of the epitaxial layer (24) by using a technique such as atmospheric pressure CVD. Since the silicon nitride film has a higher dielectric constant than the silicon oxide film, it is possible to form a large capacity. Then, a well-known resist pattern is formed on the surface of the silicon nitride film, and a dielectric thin film (36) covering the exposed surface of the lower electrode region (28) is formed by using a technique such as dry etching.

次に第1図Gに示す如く、誘電体薄膜(36)を覆う様に全
面に常圧CVD法による膜厚2000〜6000Åの厚
い酸化膜(37)を形成し、非酸化性雰囲気内で1000℃
程度の熱処理を行う。本工程でCVDによる酸化膜(37)
のベーキングを処すと共に、NPNトランジスタのベー
ス領域(32)のドライブインをも行う。抵抗領域(31)は、
濃度差があるのでベース領域(32)よりは浅くなる。むろ
ん、ベース領域(32)のドライブインは第1図Eの段階で
行ってもかまわないが、ベース領域(32)がプロセスの間
中薄い酸化膜(29)で覆われているので、この様に窒化膜
(Si3N4)形成後にベーキングと同時に行うことが可能と
なる。本工程は非酸化性の処理である点と、前記CVD
による酸化膜(37)形成時にエピタキシャル層(24)表面が
薄い酸化膜(29)で覆われているので、ベース領域(32)と
抵抗領域(31)表面の不純物のデプリートが殆ど無い。そ
の為、ベース領域(32)の不純物濃度と深さを高精度に制
御性良く形成できると共に、イオン注入法を利用した抵
抗素子の高い精度を損うことが無い。また、非酸化性雰
囲気での熱処理が可能なので、エピタキシャル層(24)表
面に結晶欠陥を発生させない。
Next, as shown in FIG. 1G, a thick oxide film (37) having a film thickness of 2000 to 6000Å is formed on the entire surface so as to cover the dielectric thin film (36) by a normal pressure CVD method, and the dielectric film (1000) is heated to 1000 in a non-oxidizing atmosphere. ℃
Perform a heat treatment to some extent. Oxide film by CVD in this process (37)
And the drive-in of the base region (32) of the NPN transistor is performed. The resistance area (31) is
Due to the difference in concentration, it is shallower than the base region (32). Of course, the drive-in of the base region (32) may be performed in the step of FIG. 1E, but since the base region (32) is covered with a thin oxide film (29) during the process, On the nitride film
After (Si 3 N 4 ) formation, baking can be performed at the same time. This process is a non-oxidizing process, and the CVD
Since the surface of the epitaxial layer (24) is covered with the thin oxide film (29) when the oxide film (37) is formed by the method, there is almost no depletion of impurities on the surface of the base region (32) and the resistance region (31). Therefore, the impurity concentration and depth of the base region (32) can be formed with high precision and controllability, and the high precision of the resistance element using the ion implantation method will not be impaired. Further, since heat treatment can be performed in a non-oxidizing atmosphere, crystal defects do not occur on the surface of the epitaxial layer (24).

尚、本工程の厚い酸化膜(37)は、次の工程で窒化膜とP
SG膜が反応してグラス化し、エッチング時に誘電体薄
膜(36)の膜厚が目減りすることを防ぐものである。
In addition, the thick oxide film (37) in this step is formed by the nitride film and P in the next step.
It is intended to prevent the SG film from reacting into glass and reducing the thickness of the dielectric thin film (36) during etching.

次に第1図Hに示す如く、NPNトランジスタのベース
領域(31)表面とアイランド(25)表面の酸化膜(37)を開孔
し、この酸化膜(37)をマスクとしてリン(P)をデポジッ
トし、リングラス(PSG)膜を除去する。その後全面にノ
ンドープ又はリンドープの酸化膜を堆積し、基板(21)全
体に熱処理を加えることによってリン(P)をドライブイ
ンし、NPNトランジスタのエミッタ領域(38)とコレク
タコンタクト領域(39)を所望深さに形成する。本工程の
ドライブインによってNPNトランジスタのhFE(電流
増幅率)をコントロールする。
Next, as shown in FIG. 1H, an oxide film (37) on the surface of the base region (31) and the surface of the island (25) of the NPN transistor is opened, and phosphorus (P) is used as a mask with this oxide film (37). Deposit and remove the Ring Lath (PSG) film. After that, a non-doped or phosphorus-doped oxide film is deposited on the entire surface, and phosphorus (P) is driven in by applying heat treatment to the entire substrate (21) to form the emitter region (38) and collector contact region (39) of the NPN transistor. Form to a depth. The drive-in of this process controls h FE (current amplification factor) of the NPN transistor.

次に第1図Iに示す如く、酸化膜(37)上にネガ又はポジ
型のフォトレジストによるレジストパターンを形成し、
ウェット又はドライエッチングによって誘電体薄膜(36)
上の酸化膜(37)を除去し、さらに酸化膜(37)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再度
パターニングすることによって所望形状の電極(40)と誘
電体薄膜(36)上の上部電極(41)を形成する。
Next, as shown in FIG. 1I, a resist pattern made of a negative or positive photoresist is formed on the oxide film (37),
Dielectric thin film by wet or dry etching (36)
The upper oxide film (37) is removed, and a contact hole for electrical connection is opened in a desired portion of the oxide film (37). Then, an aluminum layer is formed on the entire surface of the substrate (21) by a well-known evaporation or sputtering technique, and the aluminum layer is patterned again to form an electrode (40) having a desired shape and an upper electrode (41) on the dielectric thin film (36). ) Is formed.

斯上した本願の製造方法によれば、上下分離の上側拡散
層(26)形成工程を利用してMIS型容量の下部電極領域
(28)を形成するので、誘電体薄膜(36)の形成をエミッタ
拡散に先立って行うことができる。また、イオン注入に
よる抵抗領域(31)の形成もエミッタ拡散に先立って行う
ことができる。その為、エミッタ領域(38)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オプ
ションデバイスを組み込む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コントロールの為の
熱処理へと移行できるので、NPNトランジスタのhFE
のばらつきを大幅に抑制することができる。また、オプ
ションデバイスを組み込む組み込まないにかかわらずエ
ミッタ領域(38)の熱処理条件を一本化できるので、機種
別の工程管理が極めて容易になる。
According to the above-described manufacturing method of the present application, the lower electrode region of the MIS type capacitor is formed by utilizing the upper diffusion layer (26) forming process of upper and lower separation.
Since (28) is formed, the dielectric thin film (36) can be formed prior to emitter diffusion. Also, the formation of the resistance region (31) by ion implantation can be performed prior to the emitter diffusion. Therefore, phosphorus for forming the emitter region (38)
It is not necessary to place a heat treatment for incorporating an optional device between the deposit of (P) and the drive-in of phosphorus (P), and the hFE control of the NPN transistor is immediately performed from the state where phosphorus (P) is initially diffused by the deposit. it is possible to shift to a heat treatment for, of the NPN transistor h FE
Can be significantly suppressed. Further, since the heat treatment conditions for the emitter region (38) can be unified regardless of whether or not the optional device is incorporated, the process control for each model becomes extremely easy.

そして本発明によれば、分離領域形成時に生成される厚
い酸化膜(27)を除去して改めて薄い酸化膜(29)を付け直
すので、この薄い酸化膜(29)を貫通させてイオン注入を
行うことができる。その為、厚い酸化膜(27)を高精度に
エッチング開孔する為のRIE装置等の高価な機器を使
用せずに済み、さらにエピタキシャル層(24)表面の結晶
欠陥を防止できる。
Then, according to the present invention, the thick oxide film (27) generated at the time of forming the isolation region is removed and the thin oxide film (29) is attached again, so that ion implantation is performed by penetrating the thin oxide film (29). It can be carried out. Therefore, it is not necessary to use an expensive device such as an RIE device for etching the thick oxide film (27) with high precision, and it is possible to prevent crystal defects on the surface of the epitaxial layer (24).

また、ベース領域(32)表面を薄い酸化膜(29)が覆うの
で、ベース領域(32)のドライブインを後まわしにするこ
とも可能であり、そうすることによってCVD酸化膜(3
7)のベーキングと共通にすることができる。さらにCV
D酸化膜(37)によるベース領域(32)の表面濃度の低下が
殆ど無いので、ベース領域(32)の不純物濃度を200〜
400Ω/□と比較的低く設定することによりhFEのば
らつきを一層抑えることができる。
Further, since the surface of the base region (32) is covered with the thin oxide film (29), the drive-in of the base region (32) can be postponed, and by doing so, the CVD oxide film (3
It can be shared with baking in 7). Further CV
Since the surface concentration of the base region (32) is hardly reduced by the D oxide film (37), the impurity concentration of the base region (32) is set to 200 to
By setting a relatively low value of 400Ω / □, it is possible to further suppress the variation of h FE .

そして更に、下部電極領域(28)の形成に単独工程を用い
ずに済むことが可能であり、ベース領域(32)と抵抗領域
(31)形成にエッチング工程が不要であり、薄い酸化膜(2
9)を利用することで工程の共通化が図れるので、工程を
簡略化できる。
Moreover, it is possible to form the lower electrode region (28) without using a single process, and to form the base region (32) and the resistance region.
(31) No etching process is required to form a thin oxide film (2
By using 9), the process can be standardized, and the process can be simplified.

ところで、本願のMIS型容量の下部電極領域(28)は様
々な実施態様をとる。第2図は本願の第2の実施例を示
し、上下分離では無く通常分離方式のICに適用した例
を示す。同図から明らかな如く、分離領域(42)の形成と
同時にMIS型容量の下部電極領域(28)を形成し、下部
電極領域(28)の底面を全て埋込層(22)に衝突させること
によってMIS型容量の下部電極を基板(21)の接地電位
から分離した構造を有する。さらに第3図は本願の第3
の実施例を示し、NPNトランジスタのVCE(sat)低減
を目的としたN+型のコレクタ低抵抗領域(41)を具備す
るICに適用した例を示す。同図から明らかな如く、コ
レクタ低抵抗領域(43)の形成と同時にMIS型容量の下
部電極領域(28)を形成し、その後第1図Cの工程へ移行
すれば良い。
By the way, the lower electrode region (28) of the MIS type capacitor of the present application takes various embodiments. FIG. 2 shows a second embodiment of the present application, which is an example applied to an IC of a normal separation type rather than upper and lower separation. As is clear from the figure, the lower electrode region (28) of the MIS type capacitor is formed at the same time as the formation of the isolation region (42), and the entire bottom surface of the lower electrode region (28) is made to collide with the buried layer (22). Has a structure in which the lower electrode of the MIS type capacitor is separated from the ground potential of the substrate (21). Further, FIG. 3 shows the third of the present application.
The present invention will be described with reference to FIG. 4 and an example applied to an IC having an N + type collector low resistance region (41) for the purpose of reducing V CE (sat) of the NPN transistor. As is clear from the figure, the lower electrode region (28) of the MIS type capacitor may be formed at the same time when the collector low resistance region (43) is formed, and then the process of FIG. 1C may be performed.

(ト)発明の効果 以上説明した如く、本発明によればMIS型容量とイオ
ン注入による抵抗素子を組み込んだことによるNPNト
ランジスタのhFEコントロールの難しさを解消できる半
導体集積回路の製造方法を提供できる利点を有する。ま
た、エミッタ領域(38)の熱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
のウェハーを同時に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。
(G) Effect of the Invention As described above, according to the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit capable of solving the difficulty of h FE control of an NPN transistor due to incorporation of a MIS type capacitor and a resistance element by ion implantation. It has the advantage that it can. In addition, since the heat treatment conditions for the emitter region (38) can be unified, the process control for each model can be simplified, and there is also the advantage that it is possible to heat treat different types of wafers at the same time and to produce multiple models in small quantities. Have.

そして本願の実施例によれば、MIS型容量の下部電極
領域(28)形成に単独工程を要とせず、ベース領域(32)と
抵抗領域(31)のエッチング工程の精度を劣化させること
無くエッチングを省略でき、薄い酸化膜(29)を利用する
ことで熱処理を共通にできるので、工程を簡素化できる
利点をも有する。
Further, according to the embodiment of the present application, a single step is not required for forming the lower electrode region (28) of the MIS type capacitor, and etching is performed without deteriorating the accuracy of the etching process of the base region (32) and the resistance region (31). Can be omitted, and the heat treatment can be made common by using a thin oxide film (29), which also has an advantage that the process can be simplified.

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

第1図A乃至第1図Iは本発明を説明する為の断面図、
第2図及び第3図は夫々本発明の第2及び第3の実施例
を説明する為の断面図、第4図は従来例を説明する為の
断面図である。 (21)はP型基板、 (28)はMIS型容量の下部電極領
域、 (29)は薄い酸化膜、 (31)は抵抗領域、 (32)は
NPNトランジスタのベース領域、 (36)はMIS型容
量の誘電体薄膜、 (38)はNPNトランジスタのエミッ
タ領域である。
1A to 1I are sectional views for explaining the present invention,
2 and 3 are sectional views for explaining the second and third embodiments of the present invention, and FIG. 4 is a sectional view for explaining the conventional example. (21) is a P-type substrate, (28) is a lower electrode region of MIS-type capacitor, (29) is a thin oxide film, (31) is a resistance region, (32) is a base region of an NPN transistor, and (36) is MIS. A type capacitor dielectric thin film, (38) is an emitter region of an NPN transistor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一導電型半導体基板の所望の領域に逆導電
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を分離する分離領域の形成と同時
か、または縦型バイポーラトランジスタのコレクタ低抵
抗領域の形成と同時に、MIS型容量の下部電極領域を
形成する工程、 前記エピタキシャル層表面に形成された厚い酸化膜を除
去して前記エピタキシャル層表面に新たな比較的薄い酸
化膜を形成する工程、 前記薄い酸化膜の上に、トランジスタのベース領域を形
成する為の、および抵抗部分と前記抵抗部分両端のコン
タクト部分とを有する抵抗素子を形成する為の選択マス
クを形成する工程と、 前記薄い酸化膜の上から一導電型の不純物のイオン注入
を2回行う工程であって、前記2回のイオン注入のうち
一方は前記抵抗部分の比抵抗を決定するドーズ量を、他
方は前記一方のドーズ量と加算されて前記トランジスタ
のベース領域の比抵抗を決定するようなドーズ量を有
し、前記トランジスタのベース領域の全面と前記抵抗素
子のコンタクト部には前記一方と他方のイオン注入の両
方を施し、前記抵抗部分には選択マスクを利用して前記
一方のイオン注入のみを施す工程と、 前記下部電極領域の表面にそ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型容量の誘電体薄膜を形成
する工程、 前記ベース領域の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
により前記誘電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。
1. A step of forming a buried layer of opposite conductivity type in a desired region of a semiconductor substrate of one conductivity type, a step of forming an epitaxial layer of opposite conductivity type on the substrate, and a separation for separating the epitaxial layer. Forming the lower electrode region of the MIS-type capacitor at the same time as forming the region or at the same time as forming the collector low resistance region of the vertical bipolar transistor; removing the thick oxide film formed on the surface of the epitaxial layer; A step of forming a new relatively thin oxide film on the surface of the epitaxial layer; a resistance element for forming a base region of a transistor on the thin oxide film; and a resistance element having a resistance portion and contact portions at both ends of the resistance portion. And a step of forming a selective mask for forming an impurity, and a step of ion-implanting impurities of one conductivity type from above the thin oxide film twice. One of the two ion implantations has a dose amount that determines the resistivity of the resistance portion, and the other has a dose amount that is added to the one dose amount to determine the resistivity of the base region of the transistor. Then, both the one and the other ion implantations are performed on the entire surface of the base region of the transistor and the contact portion of the resistance element, and only the one ion implantation is performed on the resistance portion using a selection mask. And a step of forming an opening part of which is exposed on the surface of the lower electrode region, and forming a dielectric thin film of the MIS type capacitor made of a silicon nitride film by a CVD method so as to cover the opening part, Selective diffusion of impurities of opposite conductivity type to the surface of the base region to form an emitter region of the bipolar transistor, covering the entire surface with an electrode material and patterning the same And a step of forming an upper electrode covering the dielectric thin film and an electrode contacting each diffusion region.
JP62335099A 1987-12-28 1987-12-28 Method for manufacturing semiconductor integrated circuit Expired - Lifetime JPH061813B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62335099A JPH061813B2 (en) 1987-12-28 1987-12-28 Method for manufacturing semiconductor integrated circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62335099A JPH061813B2 (en) 1987-12-28 1987-12-28 Method for manufacturing semiconductor integrated circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01175252A JPH01175252A (en) 1989-07-11
JPH061813B2 true JPH061813B2 (en) 1994-01-05

Family

ID=18284759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62335099A Expired - Lifetime JPH061813B2 (en) 1987-12-28 1987-12-28 Method for manufacturing semiconductor integrated circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH061813B2 (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6199364A (en) * 1984-10-22 1986-05-17 Fujitsu Ltd Forming method of resistance layer
JPS621259A (en) * 1985-06-26 1987-01-07 Sharp Corp Forming method for semiconductor resistance element

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01175252A (en) 1989-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4997775A (en) Method for forming a complementary bipolar transistor structure including a self-aligned vertical PNP transistor
JPH0787194B2 (en) Lateral bipolar transistor and method of forming lateral p-n-p transistor, bipolar transistor and lateral p-n-p transistor
US4978630A (en) Fabrication method of bipolar transistor
JP3098848B2 (en) Self-aligned planar monolithic integrated circuit vertical transistor process
EP0051534A2 (en) A method of fabricating a self-aligned integrated circuit structure using differential oxide growth
EP0029552A2 (en) Method for producing a semiconductor device
JP2725773B2 (en) Semiconductor integrated circuit and manufacturing method thereof
JPH061813B2 (en) Method for manufacturing semiconductor integrated circuit
EP0367293B1 (en) Methods of fabricating semiconductor devices having a bipolar transistor
JP2538077B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH061812B2 (en) Method for manufacturing semiconductor integrated circuit
JPH061810B2 (en) Method for manufacturing semiconductor integrated circuit
JPH061809B2 (en) Method for manufacturing semiconductor integrated circuit
JP2708764B2 (en) Semiconductor integrated circuit and method of manufacturing the same
JPH061811B2 (en) Method for manufacturing semiconductor integrated circuit
JPH07120710B2 (en) Method for manufacturing semiconductor integrated circuit
JPH061806B2 (en) Method for manufacturing semiconductor integrated circuit
JPH061807B2 (en) Method for manufacturing semiconductor integrated circuit
JPH01161764A (en) Manufacture of semiconductor integrated circuit
JPH01130553A (en) Manufacture of semiconductor integrated circuit
JPH043432A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH01133350A (en) Manufacture of semiconductor integrated circuit
JPH0583191B2 (en)
JPH061808B2 (en) Method for manufacturing semiconductor integrated circuit
JPH0583193B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term