JPH0677418A - Integrated circuit device and manufacture thereof - Google Patents

Integrated circuit device and manufacture thereof

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JPH0677418A
JPH0677418A JP4226891A JP22689192A JPH0677418A JP H0677418 A JPH0677418 A JP H0677418A JP 4226891 A JP4226891 A JP 4226891A JP 22689192 A JP22689192 A JP 22689192A JP H0677418 A JPH0677418 A JP H0677418A
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JP
Japan
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layer
forming
electrode
polycrystalline silicon
type impurity
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JP4226891A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Kaga
徹 加賀
Yuzuru Oji
譲 大路
Seiji Kubo
征治 久保
Jun Sugiura
順 杉浦
Atsuyoshi Koike
淳義 小池
Eiji Takeda
英次 武田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide an integrated circuit device, mounted with high speed bipolar elements and reliable MISFET elements, and a method for the manufacture thereof. CONSTITUTION:The gate electrode 21 on MIS semiconductor elements 50 and 51 is covered with a gate insulating film 20 and Si3N4 film 24 formed by local Si3N4 deposition. The periphery of the base electrode 32 of a bipolar element, composed mainly of polycrystalline silicon, in contact with the substrate surface, is covered with the gate insulating film 20 and Si3N4 film in this order from the substrate. This shallows the emitter diffusion layer on the bipolar element, and thus achieves a larger hFE than conventional. Further, the gate insulating film on MISFETs is free from contaminations due to resist and so on involved in the emitter electrode formation. This improves the permanent breakdown voltage of gate insulating films for MISFETs on bipolar CMISFET integrated circuit devices.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は微細で、かつ集積規模の
大きな半導体集積回路素子に関し、特に、高速化に好適
なバイポーラCMIS(Complementary Metal Insulato
r Semiconductor)型集積回路用の素子構造と製造方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fine and large-scale semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a bipolar CMIS (Complementary Metal Insulato) suitable for high speed operation.
r Semiconductor) type integrated circuit device structure and manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】バイポーラCMIS素子はバイポーラ素
子の高速性とCMIS素子の低消費電力性を活かし、高
速かつ低消費電力な集積回路用素子として用いられてい
る。ただし、使われている素子の種類が多いため、製造
工程が複雑になる問題があり、工程簡略化が課題であ
る。
2. Description of the Related Art A bipolar CMIS element is used as a high speed and low power consumption integrated circuit element by taking advantage of the high speed of the bipolar element and the low power consumption of the CMIS element. However, since there are many types of elements used, there is a problem that the manufacturing process becomes complicated, and simplification of the process is a problem.

【0003】この工程簡略化に取り組んだ従来技術にイ
ンターナショナル・エレクトロン・デバイス・ミーティ
ング 予稿集 24頁、1987年、”ア・ハイ・スピ
ード・セルフアラインド・バイポーラCMOS・テクノ
ロジー”第2図(本特許、図2)がある。
International Electron Device Meeting Proceedings 24 pages, 1987, "A High Speed Self-Aligned Bipolar CMOS Technology", Figure 2 , Figure 2).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術ではバイ
ポーラ素子とMISFET(Metal Insulator Semicond
uctor Field Effect Transistor)素子の両方を短い工
程数で形成するために、MISFET素子のゲート電極
とバイポーラ素子のエミッタ電極を同じ多結晶シリコン
層で形成することが特徴となっている(図2(a)参
照)。この方法では、エミッタ電極が基板に接触してい
なければならないため、エミッタ用(ゲート用)多結晶
シリコンを被着する前にエミッタ領域のゲート絶縁膜を
取り除く必要がある(上記従来技術ではその詳細は開示
されていないが、ゲート絶縁膜除去の必然性は容易に類
推できる)。
In the above conventional technique, the bipolar element and the MISFET (Metal Insulator Semicond) are used.
In order to form both the uctor field effect transistor (TFT) element in a short number of steps, the gate electrode of the MISFET element and the emitter electrode of the bipolar element are formed of the same polycrystalline silicon layer (FIG. 2 (a )reference). In this method, since the emitter electrode must be in contact with the substrate, it is necessary to remove the gate insulating film in the emitter region before depositing the emitter (gate) polycrystalline silicon. Is not disclosed, but the necessity of removing the gate insulating film can be easily inferred).

【0005】この従来構造並びに製造方法(図2(a)
〜(c)参照)では、(1)極めて高品質を要求される
ゲート絶縁膜上でレジストパターンを用いたゲート絶縁
膜除去工程が必要になるため、該工程起因のゲート絶縁
膜質劣化が起きる、(2)エミッタ用砒素ドープ多結晶
シリコン61を被着した後多くの工程を経るため、合計
の熱処理時間が増加しエミッタ拡散層の接合深さが深く
なるなどの問題がある。これらの問題点解決が課題であ
る。
This conventional structure and manufacturing method (FIG. 2A)
In (1) to (c)), (1) a gate insulating film removing step using a resist pattern is required on the gate insulating film which is required to have extremely high quality, and therefore the quality of the gate insulating film is deteriorated due to the step. (2) Since many steps are performed after depositing the arsenic-doped polycrystalline silicon 61 for emitter, there is a problem that the total heat treatment time increases and the junction depth of the emitter diffusion layer becomes deep. The problem is to solve these problems.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決する構
造の1例を図1に示す。この構造ではバイポーラ素子の
エミッタ電極をMISFETのゲート電極とは異なる多
結晶シリコン層で形成することが特徴である。
FIG. 1 shows an example of a structure for solving the above problems. This structure is characterized in that the emitter electrode of the bipolar element is formed of a polycrystalline silicon layer different from the gate electrode of the MISFET.

【0007】[0007]

【作用】この構造では、ゲート絶縁膜上でレジストを用
いた部分的ゲート絶縁膜除去を必要としないため、ゲー
ト絶縁膜の品質を高いレベルに維持できるほか、エミッ
タ電極用多結晶シリコン層を配線形成工程の直前に形成
するため、エミッタ電極からの不純物拡散を浅く制御で
きる。
In this structure, since it is not necessary to partially remove the gate insulating film using the resist on the gate insulating film, the quality of the gate insulating film can be maintained at a high level, and the polycrystalline silicon layer for the emitter electrode can be wired. Since it is formed immediately before the forming step, the impurity diffusion from the emitter electrode can be controlled shallowly.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0009】(実施例1)図1は本発明第1の実施例で
ありCMISFET(Complementaly Metal Insulator
Semiconductor Field Effect Transistor)素子とバイ
ポーラ素子が集積された集積回路の断面構造図を示す。
また、この実施例の試作工程実施例を図3〜図12に示
す。以下、図3〜図12に本実施例の構造の特徴を工程
を追いながら開示する。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, which is a CMISFET (Complementaly Metal Insulator).
FIG. 3 is a cross-sectional structure diagram of an integrated circuit in which a semiconductor field effect transistor (SOI) element and a bipolar element are integrated.
An example of a trial production process of this embodiment is shown in FIGS. The features of the structure of this embodiment will be disclosed in FIGS. 3 to 12 by following the steps.

【0010】バイポーラCMISの試作に当たっては、
図3に示すp型Si基板11を用いて行った。基板上に
は、まずnチャネルMISFET領域およびバイポーラ
素子の素子分離領域用に1×1018cm-3の濃度のp型
不純物領域12と、pチャネルMISFET領域および
バイポーラ素子領域用に1×1020cm-3のn型不純物
領域13を形成する。
In making the prototype of the bipolar CMIS,
This was performed using the p-type Si substrate 11 shown in FIG. First, on the substrate, a p-type impurity region 12 having a concentration of 1 × 10 18 cm −3 for the n-channel MISFET region and the element isolation region of the bipolar element, and 1 × 10 20 for the p-channel MISFET region and the bipolar element region are formed. A cm −3 n-type impurity region 13 is formed.

【0011】次に、厚さ2μmのシリコン層14をエピ
タキシャル成長させ(図4)、その表面上、nチャネル
MISFET領域およびバイポーラ素子の素子分離領域
用に0.5×1017cm-3の濃度のp型不純物領域15
を、pチャネルMISFET領域およびバイポーラ素子
領域用に1×1017cm-3のn型不純物領域16を形成
する(図5)。
Next, a silicon layer 14 having a thickness of 2 μm is epitaxially grown (FIG. 4), and on its surface, a concentration of 0.5 × 10 17 cm −3 is used for the n-channel MISFET region and the element isolation region of the bipolar element. p-type impurity region 15
To form an n-type impurity region 16 of 1 × 10 17 cm −3 for the p-channel MISFET region and the bipolar element region (FIG. 5).

【0012】基板表面の素子分離領域に、選択酸化法を
用いて厚さ400nmのフィールド酸化膜17を形成す
る。偏析現象が問題となるp型不純物領域15ではフィ
ールド直下のボロン濃度が低下するため、フィールド形
成直後にボロンの一価イオンを200keVで1×10
13cm-2でイオン打ち込みし、ボロン濃度を高めた。こ
の部分のボロン濃度を高めるには選択酸化の直前に素子
分離領域表面に十分な濃度のボロン層を形成する従来方
法も可能である(図6)。
A field oxide film 17 having a thickness of 400 nm is formed in the element isolation region on the surface of the substrate by the selective oxidation method. In the p-type impurity region 15 where the segregation phenomenon becomes a problem, the boron concentration immediately below the field decreases, so that the singly charged ions of boron are 1 × 10 at 200 keV immediately after the field formation.
Ion implantation was performed at 13 cm -2 to increase the boron concentration. In order to increase the boron concentration in this portion, a conventional method of forming a boron layer having a sufficient concentration on the surface of the element isolation region immediately before the selective oxidation is also possible (FIG. 6).

【0013】素子分離領域を形成した後、イオン打ち込
み法を用いてピーク不純物濃度が1×1018cm-3にな
るようにベース領域用p型不純物層19を形成する。ベ
ース領域形成後、厚さ15nmのゲート絶縁膜20を熱
酸化法により形成した。(図7) ゲート絶縁膜上に化学気相成長法によりn型不純物を含
む多結晶シリコン層を150nmの厚さで形成した後、
公知の光リソグラフィで形成したレジストパターンをマ
スクに用い、公知のドライエッチング技術を用いて多結
晶シリコン電極21を形成する。この際、バイポーラ素
子のエミッタ電極形成領域上にもエミッタ電極寸法の多
結晶シリコンを形成する(図8)。
After forming the element isolation region, the p-type impurity layer 19 for the base region is formed by the ion implantation method so that the peak impurity concentration becomes 1 × 10 18 cm −3 . After forming the base region, a gate insulating film 20 having a thickness of 15 nm was formed by a thermal oxidation method. (FIG. 7) After forming a polycrystalline silicon layer containing n-type impurities to a thickness of 150 nm on the gate insulating film by chemical vapor deposition,
Using the resist pattern formed by the known photolithography as a mask, the polycrystalline silicon electrode 21 is formed by the known dry etching technique. At this time, polycrystalline silicon having the emitter electrode size is also formed on the emitter electrode formation region of the bipolar element (FIG. 8).

【0014】本実施例ではn型不純物を含んだ多結晶シ
リコンを電極材料に用いたが、化学気相成長時点では不
純物を添加せず、多結晶シリコン層を被着した後でイオ
ン打ち込み法等によりnチャネル領域およびpチャネル
領域上の多結晶シリコンにn型あるいはp型不純物を添
加してもよい。また多結晶シリコン上にタングステン、
モリブデン、チタン、あるいはこれらの高融点金属の珪
化物を一層ないし複数層積層することによって電極の抵
抗を減らすことも可能である。
In this embodiment, polycrystalline silicon containing n-type impurities was used as an electrode material. However, no impurities were added at the time of chemical vapor deposition, and an ion implantation method or the like after depositing a polycrystalline silicon layer. Therefore, n-type or p-type impurities may be added to the polycrystalline silicon on the n-channel region and the p-channel region. Also, tungsten on polycrystalline silicon,
It is also possible to reduce the resistance of the electrode by laminating one or more layers of molybdenum, titanium, or a silicide of these refractory metals.

【0015】多結晶シリコン電極を形成した後、この電
極をマスクとしてMISFET素子のソース及びドレイ
ン拡散層22、23を形成する。
After forming the polycrystalline silicon electrode, the source and drain diffusion layers 22 and 23 of the MISFET element are formed by using this electrode as a mask.

【0016】次に、多結晶シリコン電極表面に選択的に
50nmの厚さのSi34膜24を形成する。形成には
SiH2Cl2ガス1に対しNH3ガス20の比率で加え
たガス雰囲気による化学気相成長法を用いた。成膜中の
圧力は60Pa、温度は750℃である。Si34膜2
4の選択的化学気相成長法は、SiO2表面でSi34
膜成長が非常に遅く、シリコン、各種高融点金属珪化
物、および各種高融点金属表面で膜成長が起きる現象で
あるため、多結晶シリコン表面に高融点金属やその珪化
物が積層されていても問題はない(図9)。
Next, a Si 3 N 4 film 24 having a thickness of 50 nm is selectively formed on the surface of the polycrystalline silicon electrode. For the formation, a chemical vapor deposition method using a gas atmosphere in which a ratio of NH 3 gas to SiH 2 Cl 2 gas 1 was added was used. The pressure during film formation is 60 Pa and the temperature is 750 ° C. Si 3 N 4 film 2
No. 4, the selective chemical vapor deposition method uses Si 3 N 4 on the SiO 2 surface.
Since film growth is very slow and film growth occurs on silicon, various refractory metal silicides, and various refractory metal surfaces, even if a refractory metal or its silicide is laminated on the polycrystalline silicon surface There is no problem (Fig. 9).

【0017】Si34膜24を形成した後、基板表面に
露出したゲート絶縁膜を取り除き、多結晶シリコンを化
学気相成長法で150nmの厚さで被着し、パターニン
グして電極26,27を形成する。nチャネル型MIS
FET領域ではこの多結晶シリコンにリンの一価イオン
を80keVのエネルギーで1×1013cm-2イオン打
ち込みし、また、pチャネル型MISFET領域とバイ
ポーラ素子領域ではこの多結晶シリコンにボロンの一価
イオンを20keVのエネルギーで1×1013cm-2
オン打ち込みすることによってそれぞれn型不純物を含
む多結晶シリコン電極26とp型不純物を含む多結晶シ
リコン電極27を形成する。
After the Si 3 N 4 film 24 is formed, the gate insulating film exposed on the surface of the substrate is removed, polycrystalline silicon is deposited by chemical vapor deposition to a thickness of 150 nm, and patterned to form electrodes 26, 27 is formed. n-channel MIS
In the FET region, 1 × 10 13 cm -2 phosphorus monovalent ions are implanted into the polycrystalline silicon at an energy of 80 keV, and in the p-channel type MISFET region and the bipolar element region, the monovalent boron is added to the polycrystalline silicon. Ions are implanted at 1 × 10 13 cm -2 with an energy of 20 keV to form a polycrystalline silicon electrode 26 containing an n-type impurity and a polycrystalline silicon electrode 27 containing a p-type impurity.

【0018】多結晶シリコン電極26と27を形成した
後、多結晶シリコン電極の表面を熱酸化法により酸化し
て厚さ100nmのSiO225を形成する。
After forming the polycrystalline silicon electrodes 26 and 27, the surface of the polycrystalline silicon electrodes is oxidized by a thermal oxidation method to form SiO 2 25 having a thickness of 100 nm.

【0019】次に、図10に示すように少なくともエミ
ッタ領域を開口するレジストパターン30を形成しエミ
ッタ領域部多結晶シリコン電極21表面のSi34膜を
ドライエッチング法によりエッチングしエミッタ形成部
の穴31を形成する。このエッチングでは基板表面のS
iO2膜削れを減らすためにCH22ガスによる高選択
異方性エッチング技術を用いた。
Next, as shown in FIG. 10, a resist pattern 30 that opens at least the emitter region is formed, and the Si 3 N 4 film on the surface of the polycrystalline silicon electrode 21 of the emitter region is etched by the dry etching method to form the emitter forming portion. The hole 31 is formed. In this etching, S on the substrate surface
A high selective anisotropic etching technique using CH 2 F 2 gas was used to reduce the abrasion of the iO 2 film.

【0020】引き続き等方性のSiエッチング技術を用
いてエミッタ領域上の多結晶シリコン電極21を除去
し、さらにゲート絶縁膜20のうち該電極の直下にあっ
た部分をエッチングする(図11)。
Subsequently, the polycrystalline silicon electrode 21 on the emitter region is removed by using the isotropic Si etching technique, and the portion of the gate insulating film 20 immediately below the electrode is etched (FIG. 11).

【0021】次に、砒素を1×1020cm-3含むベース
用多結晶シリコン電極32を化学気相成長法で被着し、
公知の光リソグラフィ技術並びにドライエッチング技術
を用いてパターニングして形成する。パターニング後、
900℃10分のアニールを行ってベース用n型不純物
層を形成した(図12)。
Next, a base polycrystalline silicon electrode 32 containing 1 × 10 20 cm -3 of arsenic is deposited by chemical vapor deposition,
It is formed by patterning using a known photolithography technique and dry etching technique. After patterning,
Annealing was performed at 900 ° C. for 10 minutes to form an n-type impurity layer for base (FIG. 12).

【0022】この後、基板上に絶縁膜を形成し、コンタ
クト穴形成、配線形成を経て図1に示す構造を形成し
た。
After that, an insulating film was formed on the substrate, contact holes were formed, and wiring was formed to form the structure shown in FIG.

【0023】本実施例で形成したバイポーラ素子は、従
来法で形成したバイポーラ素子に比較してエミッタ拡散
層を浅くできたため、従来比約2倍のhFEを実現し
た。また、本実施例ではMISFETのゲート絶縁膜が
レジスト他の汚染にさらされる事がなくなったため、従
来の方法で形成したMISFETでは平均約8MV/c
mしかなかった永久絶縁膜破壊耐圧が、10MV/cm
以上に向上した。
In the bipolar element formed in this embodiment, the emitter diffusion layer can be made shallower than that of the bipolar element formed by the conventional method, so that the hFE which is about twice that of the conventional one is realized. Further, in this embodiment, the gate insulating film of the MISFET is not exposed to the contamination of the resist and the like, so that the MISFET formed by the conventional method has an average of about 8 MV / c.
The breakdown voltage of the permanent insulation film was 10 MV / cm
Improved above.

【0024】(実施例2)図1の実施例では、MISF
ETのソース及びドレイン拡散層の接合深さを浅くする
目的でソース及びドレイン上に多結晶シリコン電極を積
み上げる構造を使った。ところで、MISFET素子の
ゲート長が0.5μm程度を上回る場合、ソース及びド
レインの接合深さは0.1〜0.2μm程度で良い。こ
の場合、ソース及びドレイン拡散層はイオン打ち込みで
形成したものが使える。図13の実施例はこのソース及
びドレイン拡散層34、35をイオン打ち込み法で形成
した実施例を示している。
(Embodiment 2) In the embodiment shown in FIG.
A structure is used in which a polycrystalline silicon electrode is stacked on the source and drain in order to reduce the junction depth of the source and drain diffusion layers of ET. By the way, when the gate length of the MISFET element exceeds about 0.5 μm, the junction depth of the source and drain may be about 0.1 to 0.2 μm. In this case, the source and drain diffusion layers formed by ion implantation can be used. The embodiment of FIG. 13 shows an embodiment in which the source and drain diffusion layers 34 and 35 are formed by an ion implantation method.

【0025】(実施例3)図9では多結晶シリコン表面
に熱酸化法によりSiO2層25を形成したが、多結晶
シリコンを酸化して形成したSiO2層では電気的な耐
圧が10V程度しか得られない。より大きな耐圧を実現
するためには厚さが同じ場合、多結晶シリコンを酸化し
た膜よりも、化学気相成長法で形成した膜の法が優れて
いる。この化学気相成長法によるSiO2膜を用いた実
施例が図14(a)と(b)である。
(Embodiment 3) In FIG. 9, the SiO 2 layer 25 is formed on the surface of polycrystalline silicon by the thermal oxidation method. However, the electrical breakdown voltage of the SiO 2 layer formed by oxidizing polycrystalline silicon is only about 10V. I can't get it. In order to realize a higher breakdown voltage, a film formed by chemical vapor deposition is superior to a film formed by oxidizing polycrystalline silicon when the thickness is the same. An example using a SiO 2 film by this chemical vapor deposition method is shown in FIGS.

【0026】本実施例では、厚さ100nmの化学気相
成長法SiO2膜を積層した多結晶シリコン膜を電極に
用いる(図14(a))。電極をパターニング後、厚さ
100nmのSiO2膜を化学気相成長法で形成し、異
方的にsiO2膜を100nmエッチングし多結晶電極
周囲を厚さ約100nmのSiO2膜22で覆った。
In this embodiment, a polycrystalline silicon film having a 100 nm-thick chemical vapor deposition SiO 2 film is used as an electrode (FIG. 14A). After patterning the electrode, the SiO 2 film having a thickness of 100nm was formed by a chemical vapor deposition method, covered with SiO 2 film 22 of the anisotropically SiO 2 film 100nm etched thickness of about 100nm polycrystalline electrode surrounding .

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明で示したバイポーラ素子は、従来
法で形成したバイポーラ素子に比較してエミッタ拡散層
を浅くできたため、従来比約2倍のhFEを実現した。
また、本発明ではMISFETのゲート絶縁膜がレジス
ト他の汚染にさらされる事がなくなったため、従来の方
法で形成したMISFETでは平均約8MV/cmしか
なかった永久絶縁膜破壊耐圧が、10MV/cm以上に
向上した。
In the bipolar element shown in the present invention, the emitter diffusion layer can be made shallower than that of the bipolar element formed by the conventional method, so that the hFE which is about twice that of the conventional one is realized.
Further, in the present invention, since the gate insulating film of the MISFET is not exposed to the contamination of the resist and the like, the breakdown voltage of the permanent insulating film is 10 MV / cm or more, which is about 8 MV / cm on average in the MISFET formed by the conventional method. Improved.

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

【図1】バイポーラCMIS集積回路素子の断面構造図
である。
FIG. 1 is a cross-sectional structure diagram of a bipolar CMIS integrated circuit device.

【図2】従来バイポーラCMIS形成工程である。FIG. 2 is a conventional bipolar CMIS formation process.

【図3】バイポーラCMIS形成工程を示す断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a bipolar CMIS forming step.

【図4】バイポーラCMIS形成工程を示す断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a bipolar CMIS forming step.

【図5】バイポーラCMIS形成工程を示す断面図であ
る。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a bipolar CMIS forming step.

【図6】バイポーラCMIS形成工程を示す断面図であ
る。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a bipolar CMIS forming step.

【図7】バイポーラCMIS形成工程を示す断面図であ
る。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a bipolar CMIS forming step.

【図8】バイポーラCMIS形成工程を示す断面図であ
る。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a bipolar CMIS forming step.

【図9】バイポーラCMIS形成工程を示す断面図であ
る。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a bipolar CMIS forming step.

【図10】バイポーラCMIS形成工程を示す断面図で
ある。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a bipolar CMIS forming step.

【図11】バイポーラCMIS形成工程を示す断面図で
ある。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a bipolar CMIS forming step.

【図12】バイポーラCMIS形成工程を示す断面図で
ある。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a bipolar CMIS forming step.

【図13】ソース/ドレイン上に多結晶シリコン電極を
持たないバイポーラCMIS集積回路素子の断面構造図
である。
FIG. 13 is a cross-sectional structural diagram of a bipolar CMIS integrated circuit element having no polycrystalline silicon electrode on the source / drain.

【図14】多結晶シリコン電極形成工程を示す断面図で
ある。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a step of forming a polycrystalline silicon electrode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…p型シリコン基板、12…p型不純物層、13…
n型不純物層、14…シリコンエピタキシャル層、15
…p型不純物層、16…n型不純物層、17…フィール
ド酸化膜、18…酸化膜、19…ベース領域(p型不純
物層)、20…ゲート絶縁膜、21…多結晶シリコン電
極、22…n型不純物層、23…p型不純物層、24…
選択Si34膜、25…SiO2、26…多結晶シリコ
ン電極(n型不純物含有)、27…多結晶シリコン電極
(p型不純物含有)、28…n型不純物層、29…p型
不純物層、30…レジスト、31…エミッタ形成部穴、
32…ベース用多結晶シリコン電極、33…ベース用n
型不純物層、34…n型不純物層、35…p型不純物
層、41…SiO2膜、42…SiO2サイドウォール、
43…nチャネルMISFET用ソース電極、44…n
チャネルMISFET用ドレイン電極、45…pチャネ
ルMISFET用ソース電極、46…pチャネルMIS
FET用ドレイン電極、47…ベース電極、48…エミ
ッタ電極、49…コレクタ電極、50…nチャネルMI
SFET、51…pチャネルMISFET、52…バイ
ポーラトランジスタ。
11 ... p-type silicon substrate, 12 ... p-type impurity layer, 13 ...
n-type impurity layer, 14 ... Silicon epitaxial layer, 15
... p-type impurity layer, 16 ... n-type impurity layer, 17 ... field oxide film, 18 ... oxide film, 19 ... base region (p-type impurity layer), 20 ... gate insulating film, 21 ... polycrystalline silicon electrode, 22 ... n-type impurity layer, 23 ... p-type impurity layer, 24 ...
Selective Si 3 N 4 film, 25 ... SiO 2 , 26 ... Polycrystalline silicon electrode (containing n-type impurities), 27 ... Polycrystalline silicon electrode (containing p-type impurities), 28 ... N-type impurity layer, 29 ... P-type impurities Layer, 30 ... Resist, 31 ... Emitter forming hole,
32 ... Polycrystalline silicon electrode for base, 33 ... n for base
-Type impurity layer, 34 ... N-type impurity layer, 35 ... P-type impurity layer, 41 ... SiO 2 film, 42 ... SiO 2 sidewall,
43 ... Source electrodes for n-channel MISFET, 44 ... N
Drain electrode for channel MISFET, 45 ... Source electrode for p-channel MISFET, 46 ... P-channel MIS
FET drain electrode, 47 ... Base electrode, 48 ... Emitter electrode, 49 ... Collector electrode, 50 ... N-channel MI
SFET, 51 ... P-channel MISFET, 52 ... Bipolar transistor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉浦 順 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 小池 淳義 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体設計開発センタ内 (72)発明者 武田 英次 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Jun Sugiura 2326 Imai, Ome City, Tokyo Inside the Device Development Center, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Atsushi Koike 5-20-1 Mizumizuhonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Ceremony Company Hitachi, Ltd., Semiconductor Design and Development Center (72) Inventor Eiji Takeda 1-280, Higashi Koigokubo, Kokubunji, Tokyo Metropolitan Research Center, Hitachi Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】MISFET(Metal Insulator Semicond
uctor Field Effect Transistor)素子と縦型バイポー
ラ素子が集積された集積回路において、該MIS型半導
体素子のゲート電極がゲート絶縁膜とSi34膜で覆わ
れており、さらに多結晶シリコンを主たる材料とし基板
表面に接触する、該バイポーラ素子のベース電極の周囲
が、基板側から順番に該ゲート絶縁膜、該Si34膜で
覆われていることを特徴とする集積回路装置。
1. A MISFET (Metal Insulator Semicond)
UCtor field effect transistor) and a vertical bipolar element are integrated, the gate electrode of the MIS type semiconductor element is covered with a gate insulating film and a Si 3 N 4 film, and the main material is polycrystalline silicon. An integrated circuit device in which the periphery of the base electrode of the bipolar element, which contacts the surface of the substrate, is sequentially covered with the gate insulating film and the Si 3 N 4 film from the substrate side.
【請求項2】MISFET素子のソース拡散層、ドレイ
ン拡散層上及び、バイポーラ素子のベース拡散層上に多
結晶シリコン電極を積層していることを特徴とする請求
項1記載の集積回路装置。
2. The integrated circuit device according to claim 1, wherein a polycrystalline silicon electrode is laminated on the source diffusion layer and the drain diffusion layer of the MISFET element and on the base diffusion layer of the bipolar element.
【請求項3】p型半導体基板上に、 第1の高濃度p型不純物領域、第2の高濃度p型不純物
領域及び高濃度n型不純物領域を形成する工程と、 該半導体基板上にエピタキシャル層を形成する工程と、 該第1の高濃度p型不純物領域、該第2の高濃度p型不
純物領域及び該高濃度n型不純物領域上の該エピタキシ
ャル層表面に、それぞれ、第1のp型不純物層、第2の
p型不純物層、及びn型不純物層を形成する工程と、 該エピタキシャル層の表面に素子間分離用のSiO2
領域を形成する工程と、 該第1のp型不純物層の表面にベース用p型不純物領域
を形成する工程と、 該エピタキシャル層の表面にゲート絶縁膜を形成する工
程と、 第1の多結晶シリコンを被着しリソグラフィ技術及びエ
ッチング技術を用いて、nチャネルMISFET用ゲー
ト電極、pチャネルMISFET用ゲート電極、及びバ
イポーラ素子のエミッタ形成用ダミー電極を形成する工
程と、 nチャネルMISFET用ゲート電極をマスクにnチャ
ネルMISFET用ソース及びドレインn型拡散層を形
成する工程と、 pチャネルMISFET用ゲート電極をマスクにpチャ
ネルMISFET用ソース及びドレインn型拡散層を形
成する工程と、 該nチャネルMISFET用ゲート電極、該pチャネル
MISFET用ゲート電極、及び該バイポーラ素子のエ
ミッタ形成用ダミー電極表面に選択的にSi34膜を形
成する工程と、 基板表面に露出しているゲート絶縁膜をエッチングする
工程と、 基板表面に露出した該バイポーラ素子のベース用不純物
領域上に第2の多結晶シリコン電極を形成する工程と、 該第2の多結晶シリコン電極表面を酸化して、表面に第
2のSiO2膜を形成する工程と、 基板表面に露出している該Si34膜のうち、バイポー
ラ素子のエミッタ領域上のSi34膜を異方的にエッチ
ングする工程と、 バイポーラ素子上のエミッタ形成用該ダミー電極をエッ
チングする工程と、 該ダミー電極直下の該ゲート絶縁膜をエッチングする工
程と、 第3の多結晶Siを被着し、リソグラフィ技術及びエッ
チング技術を用いてエミッタ電極を形成する工程、 を有することを特徴とする、集積回路装置の製造方法。
3. A step of forming a first high-concentration p-type impurity region, a second high-concentration p-type impurity region, and a high-concentration n-type impurity region on a p-type semiconductor substrate, and an epitaxial process on the semiconductor substrate. A step of forming a layer, and a first p-type impurity region on the first high-concentration p-type impurity region, the second high-concentration p-type impurity region and the high-concentration n-type impurity region, respectively. Type impurity layer, a second p type impurity layer, and an n type impurity layer, a step of forming a SiO 2 layer region for element isolation on the surface of the epitaxial layer, and the first p type A step of forming a p-type impurity region for a base on the surface of the impurity layer, a step of forming a gate insulating film on the surface of the epitaxial layer, and a step of depositing the first polycrystalline silicon and using a lithography technique and an etching technique. , N-channel MISF Step of forming a gate electrode for T, a gate electrode for p-channel MISFET, and a dummy electrode for forming an emitter of a bipolar element, and forming a source and drain n-type diffusion layer for n-channel MISFET using the gate electrode for n-channel MISFET as a mask A step of forming a p-channel MISFET source and drain n-type diffusion layer using the p-channel MISFET gate electrode as a mask, a step of forming the n-channel MISFET gate electrode, the p-channel MISFET gate electrode, and the bipolar element A step of selectively forming a Si 3 N 4 film on the surface of the dummy electrode for forming an emitter, a step of etching the gate insulating film exposed on the surface of the substrate, and an impurity region for the base of the bipolar element exposed on the surface of the substrate Forming a second polycrystalline silicon electrode on top , By oxidizing the polycrystalline silicon electrode surface of the second, forming a second SiO 2 film on the surface, of the the Si 3 N 4 film which is exposed on the substrate surface, the emitter region of the bipolar element Anisotropically etching the upper Si 3 N 4 film, etching the dummy electrode for forming an emitter on the bipolar element, etching the gate insulating film directly under the dummy electrode, and And forming an emitter electrode by using a lithographic technique and an etching technique. A method for manufacturing an integrated circuit device, comprising:
【請求項4】バイポーラ素子ベース用不純物領域上の該
第2の多結晶シリコン電極と同層を用いて、MISFE
T用ソース拡散層、ドレイン拡散層表面上に多結晶シリ
コン電極を形成することを特徴とする請求項3の集積回
路装置の製造方法。
4. A MISFE using the same layer as the second polycrystalline silicon electrode on the bipolar element base impurity region.
4. The method for manufacturing an integrated circuit device according to claim 3, wherein a polycrystalline silicon electrode is formed on the surface of the T source diffusion layer and the drain diffusion layer.
【請求項5】いくつかの多結晶シリコン層の代りにアモ
ルファスシリコン層を用いることを特徴とする請求項3
の集積回路装置の製造方法。
5. An amorphous silicon layer is used instead of some of the polycrystalline silicon layers.
Manufacturing method of integrated circuit device.
【請求項6】いくつかの多結晶シリコン層の表面にタン
グステンシリサイド層、モリブデンシリサイド層、チタ
ンシリサイド層、タングステン層、モリブデン層、チタ
ン層、チタンナイトライド層の一層ないしは複数の層を
積層することを特徴とする請求項3の集積回路装置の製
造方法。
6. Laminating one or more layers of a tungsten silicide layer, a molybdenum silicide layer, a titanium silicide layer, a tungsten layer, a molybdenum layer, a titanium layer, and a titanium nitride layer on the surface of some polycrystalline silicon layers. The method for manufacturing an integrated circuit device according to claim 3, wherein
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5789285A (en) * 1899-07-29 1998-08-04 Sony Corporation Manufacturing method for BIMOS

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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