JPH06302769A - 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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JPH06302769A
JPH06302769A JP9025093A JP9025093A JPH06302769A JP H06302769 A JPH06302769 A JP H06302769A JP 9025093 A JP9025093 A JP 9025093A JP 9025093 A JP9025093 A JP 9025093A JP H06302769 A JPH06302769 A JP H06302769A
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JP
Japan
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region
annealing
forming
impurities
formation
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JP9025093A
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Takashi Noguchi
隆 野口
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 Bi−CMOSの製造の簡易化と、各素子に
おける超浅接合の形成を可能にして、fT ,hfe,短チ
ャネル化を改善し、充分な集積密度、高速度化の向上、
信頼性の向上をはかることができるようにする。 【構成】 同一半導体基板に、バイポーラトランジスタ
と、互いに導電型を異にする第1及び第2の絶縁ゲート
型電界効果トランジスタとを形成するBi−CMOSの
製造方法において、半導体基板に、バイポーラトランジ
スタと、互いに導電型を異にする第1及び第2の絶縁ゲ
ート型電界効果トランジスタとを形成する工程における
バイポーラトランジスタのエミッタ領域形成時の不純物
の予備ドープ後のアニールと、第1及び第2の絶縁ゲー
ト型トランジスタの各ソース領域及びドレイン領域形成
時の不純物のイオン注入後のアニールとをパルスレーザ
光による紫外線照射アニール処理で同時に行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、同一半導体基板に、バ
イポーラトランジスタと、互いに導電型を異にする第1
及び第2の絶縁ゲート型電界効果トランジスタすなわち
nチャネル型MOS及びpチャネル型MOSとを有する
半導体集積回路、いわゆるBi−CMOSの製造方法に
係わる。
【0002】
【従来の技術】従来のBi−CMOSを製造方法におい
ては、通常nチャネル型MOSとpチャネル型MOSの
各ソース領域及びドレイン領域は、それぞれn型不純物
のイオン注入とその不純物の活性化のアニール、p型不
純物のイオン注入とその不純物の活性化のアニールによ
って形成される。これらのアニールは、一般に電気炉ア
ニールによっている。
【0003】一方、バイポーラトランジスタの形成にお
いて、エミッタ領域とこれに対する電極を自己整合(セ
ルフアライン)して形成することができるように、上述
した各MOSのソース領域及びドレイン領域とは独立し
た工程で、例えばエミッタ領域形成部に多結晶半導体層
を形成してこれに予めドープした不純物を拡散させるア
ニールを行うという多くのアニール処理を経るものであ
る。
【0004】したがって、従来のBi−CMOSの製造
方法では、その工程が煩雑であるばかりでなく、多くの
アニールを経ることによって、先に形成した領域の不純
物の再拡散によって、充分浅い接合の形成、微細化を阻
害し、バイポーラトランジスタにおいては、その特性特
にfT ,hfeの低下を来し、MOSにおいては、短チャ
ネル化を阻害し、充分な集積密度、高速度化の向上がは
かれない。また、信頼性に問題が生じる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、Bi−CM
OSの製造方法において、製造の簡易化と、各素子にお
ける超浅接合の形成を可能にして、上述した課題の解決
をはかって各特性、すなわち例えばfT ,hfe,短チャ
ネル化を改善し、充分な集積密度、高速度化の向上、信
頼性の向上をはかることができるようにする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、同一半導体基
板に、バイポーラトランジスタと、互いに導電型を異に
する第1及び第2の絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
とを有する半導体集積回路すなわちBi−CMOSの製
造方法において、半導体基板に、バイポーラトランジス
タと、互いに導電型を異にする第1及び第2の絶縁ゲー
ト型電界効果トランジスタとを形成する工程におけるバ
イポーラトランジスタのエミッタ領域形成時の不純物の
予備ドープ後のアニールと、第1及び第2の絶縁ゲート
型トランジスタの各ソース領域及びドレイン領域形成時
の不純物のイオン注入後のアニールとをパルスレーザ光
による紫外線照射アニール処理で同時に行う。
【0007】尚、本明細書でいう予備ドープとは、例え
ばイオン注入等によって不純物のドーピングがなされ、
不純物の拡散領域を形成するための不純物源としての状
態等の未だ不純物の活性化や、拡散のためのアニールす
なわち加熱処理がなされていない状態を指称するものと
する。
【0008】
【作用】本発明方法では、バイポーラトランジスタのエ
ミッタ領域形成時の不純物の予備ドープ後のアニール
と、第1及び第2の絶縁ゲート型トランジスタの各ソー
ス領域及びドレイン領域形成時の不純物のイオン注入後
のアニールとを同時につまり一回のアニールで行ったの
で、これらアニールを別々に行う場合に比して不純物の
再拡散等を回避でき、またそのアニールをパルスレーザ
光による紫外線照射アニール処理としたことつまり短時
間でしかも浅い加熱を実現できることから、0.05μ
mというきわめて浅い接合の形成が可能となり、ソース
領域及びドレイン領域の面方向の広がりも抑制される。
【0009】したがって、本発明方法によって得たBi
−CMOSは、バイポーラトランジスタにおいては、ベ
ース幅の充分な縮小化をはかることができてfT ,hfe
の改善をはかることができ、CMOSにおいては単チャ
ネル化がはかられ、Gmの向上、高速化がはかられ、各
素子の微細化がはかられることによる高密度化がはから
れる。
【0010】更に、パルスレーザ光による紫外線照射ア
ニール処理によることから、その優れた制御性によって
信頼性の高い各素子したがってBi−CMOSを得るこ
とができる。
【0011】
【実施例】本発明は、前述したように、Bi−CMOS
を製造するに当たって、半導体基板に、バイポーラトラ
ンジスタと、互いに導電型を異にする第1及び第2の絶
縁ゲート型電界効果トランジスタとを形成する工程にお
けるバイポーラトランジスタのエミッタ領域形成時の不
純物の予備ドープ後のアニールと、第1及び第2の絶縁
ゲート型トランジスタの各ソース領域及びドレイン領域
形成時の不純物のイオン注入後のアニールとをパルスレ
ーザ光による紫外線照射アニール処理で同時に行う。
【0012】本発明方法によって、npn型のバイポー
ラトランジスタとCMOSとによるBi−CMOSを得
る場合の一例を、各工程での略線的断面図を示す図1〜
図8を参照して説明する。
【0013】図1に示すように、例えばp型のSi基体
1上に、高比抵抗のn型のSi半導体層2をエピタキシ
ャル成長させた半導体基板3を構成する。
【0014】この場合、基体1の半導体層2がエピタキ
シャル成長される側の面の、最終的にバイポーラトラン
ジスタが形成される領域に、n型のコレクタ埋込み領域
4を選択的にイオン注入、拡散等によって形成し、これ
の上に半導体層2をエピタキシャル成長する。
【0015】また、この半導体層2には、各回路素子間
を電気的に分離する分離絶縁層5を、例えばこの半導体
層2に溝を堀り込んでその後にこの部分を選択的に熱酸
化するいわゆるリセス LOCOSによって例えば半導体層2
の全厚さに渡って形成する。このようにして、半導体層
2自体の一部からなり最終的にバイポ−ラ・トランジス
タ(以下Bi−Trという)のコレクタ領域となるBi
−Tr形成領域6と、最終的にpチャネル型のMOS
(以下p−MOSという)とnチャンネル型のMOS
(以下n−MOSという)とをそれぞれ形成するp−M
OS形成領域7とn−MOS形成領域8とを画成する。
【0016】そして、Bi−Tr形成領域6のコレクタ
埋込み領域4上の一部に、n型の不純物を高濃度にドー
プして高不純物濃度のコレクタ電極取出し領域9を形成
する。またn−MOS形成領域8にp型不純物をドープ
してp型の領域とする。これら領域9及び8の形成は選
択的イオン注入、選択的拡散等によって形成し得る。
【0017】図2に示すように、全面的にSiO2 等の
絶縁層10を形成し、最終的に得るBi−Trのベース
領域形成部に開口10Wを形成する。そして、この開口
10Wを通じて領域6に接してp型の不純物がイオン注
入等によってドープされたベース領域形成用多結晶半導
体層11を所要のパターンに形成し、更にこれの上に全
面的にSiO2 等の絶縁層12を形成する。
【0018】図3に示すように、絶縁層12及びこれの
下の多結晶半導体層11の、最終的に得るBi−Trの
真性ベース領域の形成部に開口13Wを穿設し、この開
口13W内を埋込むようにSiO2 等の絶縁層14を全
面的に形成する。
【0019】そして、所要のアニールすなわち加熱処理
を行ってベース領域形成用多結晶半導体層11からp型
の不純物の固相拡散を行って高不純物濃度のグラフトベ
ース領域15を形成する。
【0020】図4に示すように、絶縁層14を、全面的
に例えばRIE(反応性イオンエッチング)による異方
性エッチングを行なってそのエッチング量を適当に選定
することによって、開口13Wの内周面の実質的厚さの
大なる部分のみが残されることによるいわゆるサイドウ
ォール16を形成し、開口13W内にサイドウォール1
6によって囲まれた開口13より幅狭の開口16Wを形
成する。
【0021】この開口16Wを通じて、領域6にp型不
純物をイオン注入して真性ベース領域形成用の不純物が
予めドープされたベース領域形成用の予備ドープ領域1
0を形成する。
【0022】図5に示すように、各p−MOS及びn−
MOS形成領域7及び8の少なくともゲート形成部にお
ける絶縁層12及び10を除去してSiO2 等のゲート
絶縁層18を形成し、開口16W内を覆うように最終的
に得るBi−Trのエミッタ領域形成用半導体層19を
形成するとともに、各領域7及び8上のゲート絶縁層1
8上に各MOSのゲート電極20を形成する。
【0023】これらエミッタ領域形成用半導体層19及
びゲート電極20は、例えば多結晶Si半導体層を全面
的に形成し、これに例えばイオン注入によって全面的に
n型の不純物をドーピングし、フォトリソグラフィによ
る選択的エッチングを行ってそれぞれ所要のパターンの
エミッタ領域形成用半導体層19及び各ゲート電極20
を同時に形成する。この場合エミッタ領域形成用半導体
層19が、エミッタ領域形成用の予備ドープ領域とな
る。
【0024】そして、例えば図6に示すように、p−M
OS形成領域7以外を覆ってフォトレジスト等のマスク
21を形成し、このマスク21とp−MOS形成領域7
上のゲート電極20をマスクにp型の不純物をイオン注
入してp−MOS形成領域7にソース領域及びドレイン
領域の各予備ドープ領域22s0 及び22d0 を形成す
る。
【0025】マスク21を除去し、図7に示すように、
p−MOS形成領域7上を覆ってフォトレジスト等のマ
スク23を形成し、このマスク23とn−MOS形成領
域7上のゲート電極20をマスクにn型の不純物をイオ
ン注入してn−MOS形成領域7にソース領域及びドレ
イン領域の各予備ドープ領域24s0 及び24d0 を形
成する。
【0026】マスク23を除去し、パルスレーザ光によ
る紫外線照射アニール例えばエキシマレーザのパルス光
を例えば1パルスもしくは数パルス照射してアニール処
理を行って、図8に示すように、各予備ドープ領域、す
なわちエミッタ領域形成用半導体層19からp型の不純
物を、Bi−Tr形成領域6の極く表面に固相拡散して
エミッタ領域25を形成すると同時に、各予備ドープ領
域170 ,22s0 及び22d0 ,24s0 及び24d
0 に対する不純物の活性化アニール処理がなされてそれ
ぞれ真性のベース領域17と各ソース領域及びドレイン
領域22s及び22d,24s及び24dを形成する。
【0027】このようにして、Bi−Tr形成領域6に
n型エミッタ領域25が形成され、エミッタ領域25下
にp型の真性ベース領域17が形成され、その外側には
高濃度のグラフトベース領域15が形成され、これら領
域が形成されていないBi−Tr形成領域6をn型コレ
クタ領域とするnpnバイポーラトランジスタBi−T
rが形成される。
【0028】そして、エミッタ領域25及びグラフトベ
ース領域15にはそれぞれこれらに自己整合的にオーミ
ックに接続して半導体層19及び11からなるエミッタ
電極及びベース電極が形成される。
【0029】一方、同時にp−MOS形成領域7及びn
−MOS形成領域8にそれぞれゲート絶縁層18を介し
てゲート電極20が形成され、その両側に各ソース領域
及びドレイン領域22s及び22d,24s及び24d
が形成されてなるp−MOS及びn−MOSが形成され
る。
【0030】各ソース領域及びドレイン領域22s及び
22d,24s及び24dには、これの上の例えば絶縁
層12,10等に電極窓を開口し、これら開口を通じて
それぞれオーミックにソース電極及びドレイン電極26
s及び26d,27s及び27dを形成する。
【0031】上述の本発明方法によれば、Bi−Trの
エミッタ領域形成時の不純物の予備ドープ後のアニー
ル、上述の例ではイオン注入等によって不純物のドーピ
ングがなされた半導体層19からの不純物の半導体層2
のBi−Trの形成領域6への拡散と、第1及び第2の
絶縁ゲート型トランジスタの各ソース領域及びドレイン
領域を形成するための不純物のイオン注入後のアニール
とを同時に、つまり一回のアニールで行ったので不純物
の再拡散等を回避できる。このアニールは、ランプアニ
ールで行うことも可能であるが、この場合は、接合の深
さが大となる。本発明ではそのアニールをパルスレーザ
光による紫外線照射アニール処理としたこと、つまり短
時間で浅い加熱を実現できることから、きわめて浅い接
合の形成が可能となり、エミッタ領域25を充分浅く、
また真性ベース領域17に関してもエミッタ領域、ソー
ス領域及びドレイン領域の形成時のアニールの影響が抑
制されることからその広がりを小さく抑えることができ
てベース幅すなわちエミッタ領域及びこれと対向するコ
レクタ領域間の間隔を小さくできる。
【0032】また、p−MOS及びn−MOSに関して
は、そのソース領域及びドレイン領域22s及び22
d,24s及び24dの各面方向の広がりが小さくなる
ことから、所定の間隔の設定、すなわち短チャネルMO
Sを確実に形成できる。
【0033】尚、本発明製法は、図示の例に限らず、例
えばpnpバイポーラトランジスタとCMOSとによる
Bi−CMOSに適用するこもでき、この場合において
は、例えば各部の導電型を図示の例とは逆の導電型に選
定することができる。
【0034】また、上述の本発明方法においては、エミ
ッタ領域25の形成を、多結晶半導体層19に不純物の
ドーピングを行ってこれからの不純物の拡散によって形
成した場合であるが、この半導体層19を通じてあるい
は通ずることなくBi−Tr形成領域6に直接的にイオ
ン注入によって予備ドープ領域の形成を行う場合に適用
することもできる。
【0035】また、上述した例では、真性ベース領域1
7を、図4で示すように、イオン注入によって予備ドー
プ領域170 を形成し、その後のエミッタ領域,ソース
領域及びドレイン領域の形成時のパルスレーザアニール
によって活性化して形成した場合であるが、このアニー
ルとは別に、エミッタ領域,ソース領域及びドレイン領
域の形成前に、領域170 に対するアニールを行って形
成することもできなど、種々の変形変更を採り得るもの
であり、例えば従来用いられている各種のBi−CMO
Sの製造方法に適用することができる。
【0036】また、接合の深さが0.3μm程度を許容
とするときは、レーザアニールと共にランプアニールの
併用も可能となる。
【0037】
【発明の効果】上述したように、本発明方法によれば、
Bi−Trにおいて、きわめて浅い接合の形成が可能と
なり、エミッタ領域25を充分浅く、また真性ベース領
域17に関してもエミッタ領域、ソース領域及びドレイ
ン領域の形成時のアニールの影響が抑制されることから
その広がりを小さく抑えることができ、ベース幅すなわ
ちエミッタ領域及びこれと対向するコレクタ領域間の間
隔を小さくできるので、例えばfT ,hfeの高いバイポ
−ラ・トランジスタを形成できる。
【0038】また、CMOSにおいて、各MOSの短チ
ャネル化を改善できることから、Gmの向上、高速化、
高密度化をはかることができる。
【0039】そして、アニール処理の回数を少なくした
ことによって製造工程数の減少したがって生産性の向
上、コストの低減化、信頼性の向上等をはかることがで
き、その工業的利益はきわめて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法の一例の一工程における略線的断面
図である。
【図2】本発明方法の一例の一工程における略線的断面
図である。
【図3】本発明方法の一例の一工程における略線的断面
図である。
【図4】本発明方法の一例の一工程における略線的断面
図である。
【図5】本発明方法の一例の一工程における略線的断面
図である。
【図6】本発明方法の一例の一工程における略線的断面
図である。
【図7】本発明方法の一例の一工程における略線的断面
図である。
【図8】本発明方法の一例の一工程における略線的断面
図である。
【符号の説明】
3 半導体基板 6 Bi−Tr形成領域 7 p−MOS形成領域 8 n−MOS形成領域 25 エミッタ領域 22s,22s ソース領域 24d,24d ドレイン領域

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同一半導体基板に、バイポーラトランジ
    スタと、互いに導電型を異にする第1及び第2の絶縁ゲ
    ート型電界効果トランジスタとを有する半導体集積回路
    の製造方法において、 上記半導体基板に、上記バイポーラトランジスタと、上
    記互いに導電型を異にする第1及び第2の絶縁ゲート型
    電界効果トランジスタとを形成する工程における上記バ
    イポーラトランジスタのエミッタ領域形成時の不純物の
    予備ドープ後のアニールと、上記第1及び第2の絶縁ゲ
    ート型トランジスタの各ソース領域及びドレイン領域形
    成時の不純物のイオン注入後のアニールとをパルスレー
    ザ光による紫外線照射アニール処理で同時に行うことを
    特徴とする半導体集積回路の製造方法。
JP9025093A 1993-04-16 1993-04-16 半導体集積回路の製造方法 Pending JPH06302769A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005268261A (ja) * 2004-03-16 2005-09-29 Sanyo Electric Co Ltd 半導体装置およびその製造方法
US8937374B2 (en) 2011-12-22 2015-01-20 Panasonic Corporation Semiconductor package, method and mold for producing same, input and output terminals of semiconductor package

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005268261A (ja) * 2004-03-16 2005-09-29 Sanyo Electric Co Ltd 半導体装置およびその製造方法
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