JPH07169845A - Semiconductor device and mnufacture of it - Google Patents

Semiconductor device and mnufacture of it

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JPH07169845A
JPH07169845A JP5314596A JP31459693A JPH07169845A JP H07169845 A JPH07169845 A JP H07169845A JP 5314596 A JP5314596 A JP 5314596A JP 31459693 A JP31459693 A JP 31459693A JP H07169845 A JPH07169845 A JP H07169845A
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diffusion layer
mos transistor
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channel mos
drain
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Abstract

PURPOSE:To simplify the process and to maintain the electrostatic breakdown strength high by forming the drain of The N-channel MOS transistor in an input/output part simultaneously with the N-type capacitor diffusion layer of the lower electrode of a MOS capacitor, concerning to a semiconductor device having an N-channel MOS transistor of LDD structure. CONSTITUTION:The N-channel MOS transistor of an internal circuit has an LDD structure provided with a gate insulating film 3, a gate electrode 4, side spacers 12, N-type low-concentration source and drain diffusion layers 9 formed self-alignedly to the gate electrode, N-type high-concentration source and drain diffusion layers 8 formed self-alignedly to the side spacers, and respective electrode terminals. Next the N-channel MOS transistor in the input/output part has a gate insulating film 3, a gate electrode 4, side spacers 12, and N-type source and drain diffusion layers 21 formed with an N-type capacitor diffusion layer 20 which is partially under the gate electrode.

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、半導体装置及びその製
造方法に関し、特にLDD構造のNチャネルMOSトラ
ンジスタを含む半導体装置及びそ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 semiconductor device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a semiconductor device including an N-channel MOS transistor having an LDD structure and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】MOSトランジスタを集積したMOS集
積回路は、高集積化、高速化をめざして、年々設計ルー
ルが縮小されている。特にゲート長については、1μm
以下の、いわゆるサブミクロン・レベルのものが既に製
品化されている。この様に、ゲート長がサブミクロン・
レベルにまで縮小されたMOSトランジスタでは、ホッ
トキャリアに起因する電気特性の変動を抑えるために、
LDD構造が常套的に採用されている。
2. Description of the Related Art In a MOS integrated circuit in which MOS transistors are integrated, design rules are being reduced year by year in order to achieve high integration and high speed. Especially about the gate length, 1μm
The following so-called submicron level products have already been commercialized. In this way, the gate length is submicron
In a MOS transistor reduced to the level, in order to suppress fluctuations in electrical characteristics due to hot carriers,
The LDD structure is routinely adopted.

【0003】ところで、LDD構造のMOSトランジス
タを含む集積回路において、入出力部にもLDD構造の
NチャネルMOSトランジスタをそのまま使うと、集積
回路の静電破壊強度が低下することが知られている。こ
れは、LDD構造のNチャネルMOSトランジスタは、
旧来のシングル・ドレイン構造のMOSトランジスタよ
りも、静電破壊強度が低くなる為である。
By the way, it is known that, in an integrated circuit including an LDD structure MOS transistor, if an LDD structure N channel MOS transistor is used as it is in the input / output portion, the electrostatic breakdown strength of the integrated circuit is lowered. This is because the LDD structure N-channel MOS transistor is
This is because the electrostatic breakdown strength is lower than that of the conventional single-drain structure MOS transistor.

【0004】そこで、LDD構造のMOSトランジスタ
を含む従来の集積回路では、図16に示す様に、内部回
路には通常のLDD構造のMOSトランジスタを用い、
入出力部にはシングル・ドレイン構造のMOSトランジ
スタを用いている。この様な集積回路の文献として、例
えば特開平2−292857号公報、特開平3−259
562号公報等が有る。次にその様な、内部回路に通常
のLDD構造のMOSトランジスタを用い、入出力部に
シングル・ドレイン構造のMOSトランジスタを用いる
集積回路の、従来の製造方法を文献に従って示す。
Therefore, in the conventional integrated circuit including the LDD structure MOS transistor, as shown in FIG. 16, a normal LDD structure MOS transistor is used for the internal circuit.
A MOS transistor having a single drain structure is used for the input / output section. As a document of such an integrated circuit, for example, JP-A-2-292857 and JP-A-3-259.
There is a 562 publication and the like. Next, a conventional manufacturing method of such an integrated circuit in which a normal LDD structure MOS transistor is used for the internal circuit and a single drain structure MOS transistor is used for the input / output section will be described according to the literature.

【0005】先ず、特開平2−292857号公報で例
示された従来の製造方法を、図12〜図16を参照して
説明する。P型半導体基板1の主面に、公知の選択酸化
技術を用いてフィールド絶縁膜2を形成する。次いで将
来能動領域となる部分の半導体基板を露出させ、表面を
熱酸化してゲート絶縁膜3を形成する。次に化学的気相
成長法により半導体基板の全面に多結晶シリコンを堆積
させ、これにリンを拡散させた後、通常のパターニング
技術によりゲート電極4を形成する(図12)。続い
て、このゲート電極表面をスチーム雰囲気中で熱酸化
し、ゲート電極側壁の増速酸化効果により、厚い側面酸
化膜5を形成する。次のフォトレジスト6で内部回路部
だけを覆い、これをマスクにHF系溶液中で入出力部の
MOSトランジスタの厚い側面酸化膜を除去する(図1
3)。続いて、前記フォトレジストを剥離した後、高温
酸化雰囲気中で薄い側面酸化膜7を、ゲート電極表面に
形成する。次に、中エネルギーのヒ素を1×1015cm
-2程度のドーズ量でイオン注入し、NチャネルMOSト
ランジスタのN型高濃度ソース・ドレイン拡散層8を形
成する(図14)。続いて、内部回路部の厚い側面酸化
膜を除去した後、全面にリンを1×1013cm-2程度の
ドーズ量でイオン注入し、内部回路のトランジスタにの
みN型低濃度ソース・ドレイン拡散層9を形成する(図
15)。続いてPSG等の層間絶縁膜10を堆積させた
後、比較的高温の窒素雰囲気中でリフローさせる。最後
に、層間絶縁膜に必要なコンタクト孔を開孔し、端子電
極11を形成することにより、所望の半導体装置を得る
(図16)。尚、上記の例では、内部回路、入出力部共
NチャネルMOSトランジスタのみを形成しているが、
フォトリソグラフィ工程とボロンのイオン注入工程を追
加することにより、公知のCMOS集積回路と同様にP
チャネルMOSトランジスタも形成できる。
First, a conventional manufacturing method exemplified in Japanese Patent Laid-Open No. 2-292857 will be described with reference to FIGS. The field insulating film 2 is formed on the main surface of the P-type semiconductor substrate 1 by using a known selective oxidation technique. Next, the semiconductor substrate in a portion which will become an active region in the future is exposed, and the surface is thermally oxidized to form the gate insulating film 3. Next, polycrystalline silicon is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate by a chemical vapor deposition method, phosphorus is diffused in this, and then a gate electrode 4 is formed by a normal patterning technique (FIG. 12). Subsequently, the surface of the gate electrode is thermally oxidized in a steam atmosphere to form a thick side oxide film 5 by the accelerated oxidation effect on the side wall of the gate electrode. Next, the photoresist 6 covers only the internal circuit portion, and with this as a mask, the thick side oxide film of the MOS transistor at the input / output portion is removed in an HF solution (FIG. 1).
3). Then, after removing the photoresist, a thin side oxide film 7 is formed on the surface of the gate electrode in a high temperature oxidizing atmosphere. Next, add medium energy arsenic to 1 × 10 15 cm
Ions are implanted with a dose amount of about -2 to form the N-type high-concentration source / drain diffusion layer 8 of the N-channel MOS transistor (FIG. 14). Then, after removing the thick side oxide film of the internal circuit portion, phosphorus is ion-implanted into the entire surface at a dose of about 1 × 10 13 cm -2, and N-type low-concentration source / drain diffusion is performed only in the internal circuit transistor. Form layer 9 (FIG. 15). Subsequently, after depositing an interlayer insulating film 10 such as PSG, reflow is performed in a nitrogen atmosphere at a relatively high temperature. Finally, a contact hole required for the interlayer insulating film is opened and the terminal electrode 11 is formed to obtain a desired semiconductor device (FIG. 16). In the above example, only the N-channel MOS transistor is formed for both the internal circuit and the input / output section.
By adding a photolithography process and a boron ion implantation process, P
A channel MOS transistor can also be formed.

【0006】続いて特開平3−259562号公報で例
示された従来の製造方法を、図17〜図19を参照して
説明する。なお図17〜図19において、図12〜図1
6と同一の要素には同一の参照番号を付して示してい
る。P型半導体基板上にフィールド絶縁膜、ゲート絶縁
膜、ゲート電極を形成した後、N型不純物をイオン注入
してN型低濃度ソース・ドレイン拡散層9を形成する
(図17)。続いて、化学的気相成長法により、半導体
基板全面にシリコン酸化膜を堆積させた後、異方性エッ
チングを施し、サイドスペーサ12を形成する。次に、
フォトレジストで内部回路部だけを覆った後、シリコン
酸化膜の等方性エッチングを施し、入出力部のトランジ
スタのサイドスペーサを除去する(図18)。続いて、
前記フォトレジストを剥離した後、高ドーズ量のN型不
純物をイオン注入してN型高濃度ソース・ドレイン拡散
層8を形成する。この結果、内部回路のトランジスタに
のみN型低濃度ソース・ドレイン拡散層が残ってLDD
構造が形成され、入出力部のトランジスタはN型高濃度
ソース・ドレイン拡散層によるシングル・ドレイン構造
が形成され、所望の半導体素を得る(図19)。この例
でも、内部回路、入出力部共NチャネルMOSトランジ
スタのみを形成しているが、PチャネルMOSトランジ
スタについても同様である。
Next, a conventional manufacturing method exemplified in Japanese Patent Laid-Open No. 3-259562 will be described with reference to FIGS. Note that in FIGS. 17 to 19, FIGS.
The same elements as those in No. 6 are designated by the same reference numerals. After forming a field insulating film, a gate insulating film, and a gate electrode on a P-type semiconductor substrate, N-type impurities are ion-implanted to form an N-type low-concentration source / drain diffusion layer 9 (FIG. 17). Subsequently, a side wall spacer 12 is formed by depositing a silicon oxide film on the entire surface of the semiconductor substrate by chemical vapor deposition and then performing anisotropic etching. next,
After only the internal circuit portion is covered with the photoresist, the silicon oxide film is isotropically etched to remove the side spacers of the transistors in the input / output portion (FIG. 18). continue,
After the photoresist is removed, a high dose of N-type impurities is ion-implanted to form an N-type high-concentration source / drain diffusion layer 8. As a result, the N-type low concentration source / drain diffusion layer remains only in the transistor of the internal circuit, and LDD
The structure is formed, and the transistor of the input / output section is formed with a single drain structure by the N-type high-concentration source / drain diffusion layer to obtain a desired semiconductor element (FIG. 19). In this example as well, only the N-channel MOS transistor is formed for both the internal circuit and the input / output section, but the same applies to the P-channel MOS transistor.

【0007】しかし、上記の2つの製造方法は、ゲート
絶縁膜、ゲート電極及びサイドスペーサを形成するまで
は内部回路、入出力部共、同一であり、その後入出力部
のMOSトランジスタのみサイドスペーサを除去して高
濃度ソース・ドレイン拡散層をゲート電極と自己整合的
に形成する点に主眼が有る。このためには、内部回路を
マスクし、入出力部のMOSトランジスタのサイドスペ
ーサのみを除去するフォトリソグラフィ工程が必須であ
り、単純にLDD構造のMOSトランジスタを製造する
場合と比較して、工程数が増加し、製造工期と製造費の
上昇を招いていた。
However, in the above two manufacturing methods, the internal circuit and the input / output portion are the same until the gate insulating film, the gate electrode and the side spacer are formed, and then only the MOS transistor in the input / output portion is provided with the side spacer. The main point is to remove and form the high-concentration source / drain diffusion layers in a self-aligned manner with the gate electrode. For this purpose, a photolithography process of masking the internal circuit and removing only the side spacers of the MOS transistors in the input / output section is indispensable, and the number of processes is greater than that in the case of simply manufacturing an LDD structure MOS transistor. Increase in manufacturing cost and manufacturing cost.

【0008】一方、LDD構造のMOSトランジスタを
含む集積回路、特にバイポーラトランジスタとLDD構
造のMOSトランジスタが同一の半導体チップ上に混載
されるBiMOS集積回路(以下、LDD−BiMOS
集積回路と略す)において、MOSトランジスタのLD
Dの低濃度ソース・ドレイン拡散層とバイポーラ・トラ
ンジスタのベース拡散層を同一工程で形成して、工程数
を削減する製造方法が提案されている(例えば特開平2
−39564号公報)。この特開平2−39564号公
報で示されたLDD−BiMOS集積回路の製造方法に
ついて、図20〜図22を参照して説明する。以下、P
型半導体基板上にLDD構造のNチャネルMOSトラン
ジスタと、縦型PNPトランジスタを形成していくが、
基板はP型半導体基板上にN型あるいはP型埋込層を形
成した後、N型あるいはP型のエピタキシャル層を成長
させたエピタキシャル基板でも可能であり、形成するト
ランジスタもLDD構造のPチャネルMOSトランジス
タや縦型NPNトランジスタが同様に可能である。
On the other hand, an integrated circuit including a MOS transistor of LDD structure, particularly a BiMOS integrated circuit in which a bipolar transistor and a MOS transistor of LDD structure are mixedly mounted on the same semiconductor chip (hereinafter referred to as LDD-BiMOS).
LD of a MOS transistor in an integrated circuit)
A manufacturing method has been proposed in which the low-concentration source / drain diffusion layer of D and the base diffusion layer of a bipolar transistor are formed in the same step, and the number of steps is reduced (for example, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 2).
-39564). A method of manufacturing the LDD-BiMOS integrated circuit disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-39564 will be described with reference to FIGS. Below, P
An N-channel MOS transistor of LDD structure and a vertical PNP transistor are formed on the semiconductor substrate of
The substrate may be an epitaxial substrate in which an N-type or P-type buried layer is formed on a P-type semiconductor substrate and then an N-type or P-type epitaxial layer is grown. The transistor to be formed is also an LDD-structure P-channel MOS. Transistors and vertical NPN transistors are likewise possible.

【0009】先ずP型半導体基板の主面にP型ウェル1
3を形成する。このP型ウェルは、NチャネルMOSト
ランジスタのウェルであると共に、縦型PNPトランジ
スタのコレクタとなる。
First, the P-type well 1 is formed on the main surface of the P-type semiconductor substrate.
3 is formed. This P-type well is the well of the N-channel MOS transistor and also the collector of the vertical PNP transistor.

【0010】次に、公知の技術を使ってフィールド絶縁
膜2、P型チャネルストッパ14、ゲート絶縁膜3、ゲ
ート電極4を形成する(図20)。続いて、フォトリソ
グラフィにより、NチャネルMOSトランジスタ領域
と、縦型PNPトランジスタ領域を開口部とするフォト
レジスト15のパターンを形成する。次に、リン等のN
型不純物をイオン注入して、NチャネルMOSトランジ
スタのN型低濃度ソース・ドレイン拡散層9と、縦型P
NPトランジスタのN型ベース拡散層16を同時に形成
する(図21)。
Next, the field insulating film 2, the P-type channel stopper 14, the gate insulating film 3 and the gate electrode 4 are formed by using a known technique (FIG. 20). Then, by photolithography, a pattern of the photoresist 15 having an N-channel MOS transistor region and a vertical PNP transistor region as an opening is formed. Next, N such as phosphorus
Type impurities are ion-implanted to form the N-type low-concentration source / drain diffusion layer 9 of the N-channel MOS transistor and the vertical P-type.
The N-type base diffusion layer 16 of the NP transistor is simultaneously formed (FIG. 21).

【0011】続いて、前記フォトレジストを剥離した
後、半導体基板全面にシリコン酸化膜を堆積させ、異方
性エッチングを施してサイドスペーサ12を形成する。
次に、フォトリソグラフィとイオン注入の公知の技術に
よりP型エミッタ拡散層17を形成する。次に、フォト
リソグラフィにより、NチャネルMOSトランジスタ領
域と、縦型PNPトランジスタのベース領域の一部を開
口したフォトレジスト18のパターンを形成する。次に
ヒ素等のN型不純物をイオン注入して、NチャネルMO
SトランジスタのN型高濃度ソース・ドレイン拡散層8
と、縦型PNPトランジスタのN型外部ベース拡散層1
9を同時に形成する(図22)。
Then, after removing the photoresist, a silicon oxide film is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate and anisotropically etched to form side spacers 12.
Next, the P-type emitter diffusion layer 17 is formed by a known technique such as photolithography and ion implantation. Next, a pattern of the photoresist 18 is formed by photolithography, in which the N-channel MOS transistor region and a part of the base region of the vertical PNP transistor are opened. Next, N-type impurities such as arsenic are ion-implanted to form an N-channel MO.
N-type high concentration source / drain diffusion layer 8 of S transistor
And the N-type external base diffusion layer 1 of the vertical PNP transistor
9 is formed at the same time (FIG. 22).

【0012】この様にして、上記の製造方法ではLDD
構造のNチャネルMOSトランジスタのN型低濃度ソー
ス・ドレイン拡散層と、縦型PNPトランジスタのN型
ベース拡散層を同一工程で形成し、LDD構造のNチャ
ネルMOSトランジスタのN型高濃度ソース・ドレイン
拡散層と縦型PNPトランジスタのN型外部ベース拡散
層を同一工程で形成することにより工程数を削減するこ
とができる。加えて、LDD構造のPチャネルMOSト
ランジスタと縦型NPNトランジスタを同一チップ上に
混載する場合は、PチャネルMOSトランジスタのP型
低濃度ソース・ドレイン拡散層と縦型NPNトランジス
タのP型ベース拡散層を同一工程で形成し、Pチャネル
MOSトランジスタのP型高濃度ソース・ドレイン拡散
層と縦型NPNトランジスタのP型外部ベース拡散層を
同一工程で形成することにより工程数を削減することが
できる。
In this way, in the above manufacturing method, LDD
The N-type low-concentration source / drain diffusion layer of the N-channel MOS transistor having the structure and the N-type base diffusion layer of the vertical PNP transistor are formed in the same process, and the N-type high-concentration source / drain of the N-channel MOS transistor of the LDD structure is formed. The number of steps can be reduced by forming the diffusion layer and the N-type external base diffusion layer of the vertical PNP transistor in the same step. In addition, when the LDD structure P-channel MOS transistor and the vertical NPN transistor are mounted together on the same chip, the P-type low concentration source / drain diffusion layer of the P-channel MOS transistor and the P-type base diffusion layer of the vertical NPN transistor are combined. Are formed in the same step, and the P-type high-concentration source / drain diffusion layer of the P-channel MOS transistor and the P-type external base diffusion layer of the vertical NPN transistor are formed in the same step, so that the number of steps can be reduced.

【0013】しかし、以上説明したLDD−BiMOS
集積回路の製造方法では、内部回路のNチャネルMOS
トランジスタと、入出力部のNチャネルMOSトランジ
スタが全く同じLDD構造にならざるを得ず、前述の静
電破壊強度が低下する問題はそのまま残ることになる。
However, the LDD-BiMOS described above is used.
In the method of manufacturing an integrated circuit, the N-channel MOS of the internal circuit is used.
The transistor and the N-channel MOS transistor in the input / output section have to have the same LDD structure, and the problem of the decrease in the electrostatic breakdown strength remains as it is.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】LDD構造のMOSト
ランジスタを含む集積回路では、入出力部にLDD構造
のNチャネルのMOSトランジスタを用いると、旧来の
シングル・ドレイン構造のNチャネルMOSトランジス
タの場合よりも、静電破壊強度が低下するという問題が
有った。
In an integrated circuit including a MOS transistor having an LDD structure, if an N-channel MOS transistor having an LDD structure is used for an input / output portion, it will be more difficult than an N-channel MOS transistor having a conventional single drain structure. However, there is a problem that the electrostatic breakdown strength is reduced.

【0015】通常、NチャネルのMOSトランジスタの
降伏は、次の様に進む。先ず、ゲート電極側のドレイン
拡散層端で電界強度が大きくなってアバランシェ降伏が
起こり、基板電流が流れる。次にこの基板電流により基
板の電位が上昇し、ソース、基板、ドレインで構成され
る寄生NPNトランジスタがオンして、ドレインからソ
ースへ大電流が流れる。これが、いわゆるスナップ・バ
ック現象である。
Normally, breakdown of an N-channel MOS transistor proceeds as follows. First, the electric field strength increases at the end of the drain diffusion layer on the gate electrode side, avalanche breakdown occurs, and a substrate current flows. Next, the substrate current raises the potential of the substrate, the parasitic NPN transistor composed of the source, substrate and drain is turned on, and a large current flows from the drain to the source. This is the so-called snap back phenomenon.

【0016】ところが、LDD構造のNチャネルMOS
トランジスタでは、N型低濃度ソース・ドレイン拡散層
を付加して、ゲート電極側のドレイン拡散層端の電界強
度を緩和しているので、アバランシェ降伏が起こりにく
く、その結果スナップ・バックが起こりにくい。このた
め、LDD構造のNチャネルMOSトランジスタにサー
ジ等が印加されると、寄生NPNトランジスタがオンし
て電荷を逃がすことができず、相対的なウィーク・スポ
ットで強いアバランシェ降伏が集中して起こり、その箇
所が熱破壊に至ると考えられる。
However, an LDD structure N-channel MOS
In the transistor, since an N-type low-concentration source / drain diffusion layer is added to relax the electric field strength at the end of the drain diffusion layer on the gate electrode side, avalanche breakdown does not easily occur, and as a result snap back does not easily occur. Therefore, when a surge or the like is applied to the LDD-structure N-channel MOS transistor, the parasitic NPN transistor cannot be turned on to release the charge, and strong avalanche breakdown is concentrated at relative weak spots. It is considered that the part will be destroyed by heat.

【0017】上記の熱破壊を避けるには、ウィーク・ス
ポットに集中するアバランシェ降伏を分散させ、スナッ
プ・バックが起こり易くする必要がある。そのために
は、旧来のシングル・ドレイン構造のMOSトランジス
タの様に、ゲート電極側のドレイン拡散層端の不純物濃
度を上げて、アバランシェ降伏発生の閾値を下げ、ゲー
ト電極に沿った広い領域でアバランシェ降伏を発生させ
るのが良い。このことは、結果的にスナップ・バックの
応答速度を上げることにもなる。しかし、以上の方策
は、MOSトランジスタにLDD構造を採用する目的と
逆行することは明らかであり、同一のMOSトランジス
タ構造で両者を満足することは困難であった。
In order to avoid the above thermal breakdown, it is necessary to disperse the avalanche breakdown concentrated in the weak spots so that snap back is likely to occur. For that purpose, like the conventional MOS transistor with a single-drain structure, the impurity concentration at the end of the drain diffusion layer on the gate electrode side is increased to lower the threshold value for generating avalanche breakdown, and the avalanche breakdown occurs in a wide region along the gate electrode. Is good to generate. This also results in a faster snap back response. However, it is clear that the above measures are contrary to the purpose of adopting the LDD structure for the MOS transistor, and it has been difficult to satisfy both with the same MOS transistor structure.

【0018】そこで、特開平2−292857号公報や
特開平3−259562号公報で提案された従来のLD
D構造のMOSトランジスタを含む集積回路では、入出
力部のみ低濃度ドレイン拡散層を無くし、静電破壊強度
を維持していた。この様な集積回路の製造方法として、
特開平2−292857号公報や特開平3−25956
2号公報で例示された方法は、ゲート絶縁膜、ゲート電
極及びサイドスペーサの形成までは内部回路、入出力部
共同じであり、その後入出力部のMOSトランジスタの
サイドスペーサのみを除去して高濃度ソース・ドレイン
拡散層のイオン注入を行うことにより、入出力部のMO
Sトランジスタのみ、ゲート電極と自己整合的に高濃度
ソース・ドレイン拡散層を形成するというものであっ
た。
Therefore, the conventional LD proposed in JP-A-2-292857 and JP-A-3-259562.
In the integrated circuit including the MOS transistor of D structure, the low-concentration drain diffusion layer is eliminated only in the input / output portion to maintain the electrostatic breakdown strength. As a method of manufacturing such an integrated circuit,
JP-A-2-292857 and JP-A-3-25956
The method exemplified in Japanese Patent Publication No. 2 is the same for the internal circuit and the input / output section up to the formation of the gate insulating film, the gate electrode, and the side spacer. After that, only the side spacer of the MOS transistor in the input / output section is removed to increase the height. By implanting ions in the concentrated source / drain diffusion layers,
Only in the S transistor, the high-concentration source / drain diffusion layer is formed in self-alignment with the gate electrode.

【0019】しかし、この製造方法では、単純にLDD
構造のMOSトランジスタだけをつくる場合と比較し
て、入出力部のMOSトランジスタのサイドスペーサの
みを除去するためのフォトリソグラフィ工程の追加が必
須であり、工程数の増加による製造工期と製造費の上昇
をまぬがれ得なかった。
However, in this manufacturing method, the LDD is simply
Compared with the case where only the MOS transistor having the structure is manufactured, it is necessary to add a photolithography process for removing only the side spacer of the MOS transistor in the input / output section, and the manufacturing period and the manufacturing cost are increased due to the increase in the number of processes. I couldn't escape.

【0020】一方、LDD−BiMOS集積回路におい
て、LDDの低濃度ソース・ドレイン拡散層とベース拡
散層を同一工程で形成し、製造工程数を削減する方法が
提案されている(例えば特開平2−39564号公
報)。しかし、この製造方法では、内部回路と入出力部
のMOSトランジスタが同じLDD構造になり、前述の
静電破壊強度が低下する問題をそのまま残している。実
際的には、熱処理にも依るが、バイポーラ・トランジス
タのベースは1×1013から1×1014cm-2程度のド
ーズ量のイオン注入で形成され、これはLDD形成に必
要なイオン注入のドーズ量とほぼ同程度である。すなわ
ち、入出力部のドレイン拡散層としては不純物量が不足
であり、静電破壊強度が低下してしまうのである。
On the other hand, in an LDD-BiMOS integrated circuit, a method has been proposed in which a low-concentration source / drain diffusion layer and a base diffusion layer of LDD are formed in the same step to reduce the number of manufacturing steps (for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. HEI 2- 39564). However, in this manufacturing method, the internal circuit and the MOS transistor of the input / output section have the same LDD structure, and the problem of the decrease in electrostatic breakdown strength is left as it is. Practically, depending on the heat treatment, the base of the bipolar transistor is formed by ion implantation with a dose amount of about 1 × 10 13 to 1 × 10 14 cm −2 , which is the ion implantation required for LDD formation. It is about the same as the dose. That is, the amount of impurities is insufficient for the drain diffusion layer of the input / output portion, and the electrostatic breakdown strength is reduced.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
入出力部のNチャネルMOSトランジスタのドレイン
が、MOSコンデンサの下部電極であるN型拡散層、あ
るいは縦型NPNトランジスタのN型コレクタ拡散層と
同じ拡散層で形成されており、一方内部回路のNチャネ
ルMOSトランジスタのドレインは、低濃度ドレイン拡
散層と高濃度ドレイン拡散層によるLDD構造になって
いる。
The semiconductor device of the present invention comprises:
The drain of the N-channel MOS transistor in the input / output section is formed of the N-type diffusion layer which is the lower electrode of the MOS capacitor or the same diffusion layer as the N-type collector diffusion layer of the vertical NPN transistor, while the N-channel of the internal circuit is The drain of the channel MOS transistor has an LDD structure including a low concentration drain diffusion layer and a high concentration drain diffusion layer.

【0022】また、本発明の上記半導体装置の製造方法
は、MOSコンデンサの下部電極あるいは縦型NPNト
ランジスタのN型コレクタとなるN型拡散層、及び入出
力部のNチャネルMOSトランジスタのドレインとなる
N型拡散層を同時に形成する工程と、ゲート絶縁膜を形
成する工程と、このゲート絶縁膜を介してゲート電極を
形成する工程と、内部回路のNチャネルMOSトランジ
スタに低濃度ドレイン拡散層と高濃度ドレイン拡散層を
形成し、内部回路にLDD構造を形成する工程とを含ん
でいる。
Further, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the lower electrode of the MOS capacitor or the N-type diffusion layer serving as the N-type collector of the vertical NPN transistor and the drain of the N-channel MOS transistor in the input / output section are formed. A step of forming an N-type diffusion layer at the same time, a step of forming a gate insulating film, a step of forming a gate electrode via this gate insulating film, and a low-concentration drain diffusion layer and a high-concentration drain diffusion layer in an N-channel MOS transistor of an internal circuit. Forming a concentration drain diffusion layer and forming an LDD structure in an internal circuit.

【0023】[0023]

【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の第一の実施例の、LDD構造のNチ
ャネルMOSトランジスタを含む集積回路の断面図であ
る。この図では、左から順にMOSコンデンサ、内部回
路のNチャネルMOSトランジスタ、入出力部のNチャ
ネルMOSトランジスタを示している。この際、内部回
路及び入出力部のPチャネルMOSトランジスタは省略
している。なお図1において、図12〜図16と同一の
要素には同一の参照番号を付して示している。
The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of an integrated circuit including an N-channel MOS transistor having an LDD structure according to a first embodiment of the present invention. In this figure, a MOS capacitor, an N-channel MOS transistor of an internal circuit, and an N-channel MOS transistor of an input / output unit are shown in order from the left. At this time, the internal circuit and the P-channel MOS transistor of the input / output unit are omitted. In FIG. 1, the same elements as those in FIGS. 12 to 16 are designated by the same reference numerals.

【0024】図1の集積回路は、P型半導体基板1の主
面に各素子を形成しており、MOSコンデンサは、下部
電極となるN型コンデンサ拡散層20と、ゲート絶縁膜
3と、上部電極となるゲート電極4とを備えている。次
に内部回路のNチャネルMOSトランジスタは、ゲート
絶縁膜3と、ゲート電極4と、サイドスペーサ12と、
ゲート電極に対して自己整合的に形成されたN型低濃度
ソース・ドレイン拡散層9と、サイドスペーサに対して
自己整合的に形成されたN型高濃度ソース・ドレイン拡
散層8と、各電極端子とを具備したLDD構造になって
いる。次に、入出力部のNチャネルMOSトランジスタ
は、ゲート絶縁膜3と、ゲート電極4と、サイドスペー
サ12と、そして一部分がゲート電極下に位置するN型
コンデンサ拡散層20で形成されたN型ソース・ドレイ
ン拡散層21とを具備している。
In the integrated circuit of FIG. 1, each element is formed on the main surface of a P-type semiconductor substrate 1, and a MOS capacitor has an N-type capacitor diffusion layer 20 serving as a lower electrode, a gate insulating film 3, and an upper part. The gate electrode 4 serving as an electrode is provided. Next, the N-channel MOS transistor of the internal circuit includes the gate insulating film 3, the gate electrode 4, the side spacer 12,
N-type low-concentration source / drain diffusion layer 9 formed in self-alignment with the gate electrode, N-type high-concentration source / drain diffusion layer 8 formed in self-alignment with the side spacers, and each electrode It has an LDD structure with terminals. Next, the N-channel MOS transistor of the input / output section is an N-type capacitor formed of the gate insulating film 3, the gate electrode 4, the side spacers 12, and the N-type capacitor diffusion layer 20 partially located under the gate electrode. And a source / drain diffusion layer 21.

【0025】本実施例では、入出力部のNチャネルMO
SトランジスタがLDD構造になっておらず、そのソー
ス・ドレインがMOSコンデンサの下部電極と同じ高濃
度のN型コンデンサ拡散層を使って、一部分がゲート電
極下に位置する様に形成されている。このため、入出力
部のNチャネルMOSトランジスタのアバランシェ降伏
の閾値が低くなっており、サージ等が引加された場合、
ゲート電極に沿ったドレイン拡散層端の広い領域で安定
したアバランシェ降伏が起こり、その結果、速い応答速
度でスナップ・バック状態へ移行し、引加された電荷を
接地電極へ逃すことができる。こうして、集積加の静電
破壊強度を向上させることができる。
In this embodiment, the N channel MO of the input / output unit is used.
The S-transistor does not have the LDD structure, and its source / drain is formed using the same high-concentration N-type capacitor diffusion layer as the lower electrode of the MOS capacitor so that a part thereof is located under the gate electrode. Therefore, the threshold value of the avalanche breakdown of the N-channel MOS transistor of the input / output section is low, and when a surge or the like is applied,
A stable avalanche breakdown occurs in a wide region at the edge of the drain diffusion layer along the gate electrode, and as a result, the snap-back state can be achieved at a high response speed and the added charge can be released to the ground electrode. In this way, the electrostatic breakdown strength of the integrated load can be improved.

【0026】続いて、図2は本発明の第二の実施例を示
すLDD−BiMOS集積回路の断面図である。この図
では、左から順に縦型NPNトランジスタ、内部回路の
NチャネルMOSトランジスタ、入出力部のNチャネル
MOSトランジスタをそれぞれ示している。この際、内
部回路及び入出力部のPチャネルMOSトランジスタ
や、抵抗等の受動素子は省略している。なお図1におい
て、図12〜図16と同一の要素には同一の参照番号を
付して示している。
Next, FIG. 2 is a sectional view of an LDD-BiMOS integrated circuit showing a second embodiment of the present invention. In this figure, the vertical NPN transistor, the N-channel MOS transistor of the internal circuit, and the N-channel MOS transistor of the input / output unit are shown in order from the left. At this time, P-channel MOS transistors in the internal circuit and the input / output unit and passive elements such as resistors are omitted. In FIG. 1, the same elements as those in FIGS. 12 to 16 are designated by the same reference numerals.

【0027】図2のLDD−BiMOS集積回路は、P
型半導体基板1の主面に、縦型NPNトランジスタのコ
レクタ抵抗を低げる為のN型埋込み層22を形成した
後、N型エピタキシャル層23を堆積させ、その表面に
各素子を形成している。縦型NPNトランジスタは、P
型ウェル13で接合分離されたN型エピタキシャル層の
島の中に形成され、N型コレクタ拡散層24と、N型エ
ミッタ拡散層25と、P型ベース拡散層26と、P型外
部ベース拡散層27と、各端子電極とを具備している。
次に内部回路のNチャネルMOSトランジスタは、P型
ウェル13内に形成され、ゲート絶縁膜3と、ゲート電
極4と、サイドスペーサ12と、ゲート電極4に対して
自己整合的に形成されたN型低濃度ソース・ドレイン拡
散層9と、サイドスペーサに対して自己整合的に形成さ
れたN型高濃度ソース・ドレイン拡散層8と、各端子電
極11とを具備したLDD構造になっている。次に、入
出力部のNチャネルMOSトランジスタは、やはりP型
ウェル13内に形成され、ゲート絶縁膜3と、ゲート電
極4と、サイドスペーサ12と、一部分がゲート電極下
に位置するN型コレクタ拡散層24で形成されたN型ソ
ース・ドレイン拡散層28とを具備している。
The LDD-BiMOS integrated circuit of FIG.
After forming an N type buried layer 22 for lowering the collector resistance of the vertical NPN transistor on the main surface of the type semiconductor substrate 1, an N type epitaxial layer 23 is deposited and each element is formed on the surface. There is. The vertical NPN transistor is P
Formed in the island of the N-type epitaxial layer which is junction-separated by the type well 13, and has an N-type collector diffusion layer 24, an N-type emitter diffusion layer 25, a P-type base diffusion layer 26, and a P-type external base diffusion layer. 27 and each terminal electrode.
Next, the N-channel MOS transistor of the internal circuit is formed in the P-type well 13 and formed in the gate insulating film 3, the gate electrode 4, the side spacer 12, and the gate electrode 4 in a self-aligned manner. Has a LDD structure including a low-concentration type source / drain diffusion layer 9, an N-type high-concentration source / drain diffusion layer 8 formed in self-alignment with the side spacers, and each terminal electrode 11. Next, the N-channel MOS transistor of the input / output section is also formed in the P-type well 13, and includes the gate insulating film 3, the gate electrode 4, the side spacer 12, and the N-type collector partly located under the gate electrode. And an N-type source / drain diffusion layer 28 formed of the diffusion layer 24.

【0028】本発明の第二の実施例は、前述の第一の実
施例において、入出力部のNチャネルMOSトランジス
タのソース・ドレインをN型コンデンサ拡散層で形成し
ていたところを、N型コレクタ拡散層で形成する様に変
えたものであり、第一の実施例と同様LDD−BiMO
S集積回路の静電破壊強度を向上させることができる。
尚、本発明では、入出力部のNチャネルMOSトランジ
スタのソース・ドレインが、ゲート電極と自己整合的な
構造にならない。このため、自己整合的な場合と比較し
て、フォトリソグラフィ工程での目合せ露光の余裕を大
きめにとらなければならないが、実際上、入出力部のト
ランジスタの数μm程度の寸法の拡大は、集積回路全体
の面積へさほど影響を与えない。また、上記二つの実施
例では、入出力部のNチャネルMOSトランジスタのソ
ースもドレインと同様にN型コンデンサ拡散層、あるい
はN型コレクタ拡散層で形成しているが、これは必ずし
も必要でない。ソース側については、内部回路のNチャ
ネルMOSトランジスタと同じく、低濃度ソース・ドレ
イン拡散層と高濃度ソース・ドレイン拡散層の2重構造
でもかまわない。
In the second embodiment of the present invention, the N-type capacitor diffusion layer is used as the source / drain of the N-channel MOS transistor in the input / output section in the first embodiment described above. The LDD-BiMO is the same as that of the first embodiment except that the collector diffusion layer is formed.
The electrostatic breakdown strength of the S integrated circuit can be improved.
In the present invention, the source / drain of the N-channel MOS transistor in the input / output section does not have a self-aligned structure with the gate electrode. Therefore, compared with the self-aligned case, it is necessary to allow a large margin for alignment exposure in the photolithography process. In practice, however, the size of the transistor of the input / output unit is increased by several μm. Does not significantly affect the area of the entire integrated circuit. Further, in the above-mentioned two embodiments, the source of the N-channel MOS transistor of the input / output portion is also formed by the N-type capacitor diffusion layer or the N-type collector diffusion layer similarly to the drain, but this is not always necessary. The source side may have a double structure of a low-concentration source / drain diffusion layer and a high-concentration source / drain diffusion layer, like the N-channel MOS transistor of the internal circuit.

【0029】続いて、本発明の、LDD構造のNチャネ
ルMOSトランジスタを含む半導体装置の製造方法を、
上記2つの実施例で示した構造について、図面を参照し
て説明する。
Subsequently, a method of manufacturing a semiconductor device including an LDD structure N-channel MOS transistor according to the present invention will be described.
The structures shown in the above two embodiments will be described with reference to the drawings.

【0030】図3〜図6は、上記第一の実施例で示した
集積回路の製造方法を説明する、本発明の第三の実施例
の工程断面図である。図3では、図1と同様左から順に
MOSコンデンサ、内部回路のNチャネルMOSトラン
ジスタ、入出力部のNチャネルMOSトランジスタを形
成する。先ずP型半導体基板1の主面に、公知の選択酸
化技術を用いてフィールド絶縁膜2を形成する。次に将
来能動領域となる部分の半導体基板表面を露光させ、表
面を熱酸化して薄い犠牲酸化膜29を形成する。次にフ
ォトリソグラフィにより、MOSコンデンサ部の入出力
部NチャネルMOSトランジスタのソース・ドレイン部
に開孔部を持つフォトレジスト30のパターンを形成
し、中エネルギーで1×1014から1×1015cm-2
度のドーズ量のリンのイオン注入を行い、N型コンデン
サ拡散層20とN型ソース・ドレイン拡散層21を同時
に形成する(図3)。続いて、前記フォトレジスト30
を剥離した後、犠牲酸化膜29を除去し、改めてゲート
酸化膜3を形成する。次に化学的気相成長法により全面
に多結晶シリコン膜を成長し、これにリン拡散で高濃度
のリンを導入する。次に、この多結晶シリコン膜をパタ
ーニングして、MOSトランジスタのゲート電極4及び
MOSコンデンサの上部電極4を形成する。次にフォト
リソグラフィにより、内部回路及び入出力部のNチャネ
ルMOSトランジスタ領域に開孔部を持つフォトレジス
ト31のパターンを形成し、中エネルギーで5×1013
cm-2程度のドーズ量のリンのイオン注入を行い、N型
低濃度ソース・ドレイン拡散層9を形成する(図4)。
この際、内部回路のNチャネルMOSトランジスタにお
いては、N型低濃度ソース・ドレイン拡散層9がゲート
電極4に対して自己整合的に形成されるが、入出力部の
NチャネルMOSトランジスタにおいては、前記N型ソ
ース・ドレイン拡散層21に埋もれる形となり、拡散層
の抵抗を若干下げる程度の意味合いしかない。
3 to 6 are process sectional views of a third embodiment of the present invention for explaining the method of manufacturing the integrated circuit shown in the first embodiment. In FIG. 3, similarly to FIG. 1, a MOS capacitor, an N-channel MOS transistor of an internal circuit, and an N-channel MOS transistor of an input / output portion are formed in order from the left. First, the field insulating film 2 is formed on the main surface of the P-type semiconductor substrate 1 by using a known selective oxidation technique. Next, the surface of the semiconductor substrate, which will become an active region in the future, is exposed to light and the surface is thermally oxidized to form a thin sacrificial oxide film 29. Next, by photolithography, a pattern of the photoresist 30 having openings in the source / drain portions of the input / output portion N-channel MOS transistor of the MOS capacitor portion is formed, and the intermediate energy is 1 × 10 14 to 1 × 10 15 cm. Phosphorus ions are implanted at a dose of about -2 to simultaneously form the N-type capacitor diffusion layer 20 and the N-type source / drain diffusion layer 21 (FIG. 3). Then, the photoresist 30
After peeling off, the sacrificial oxide film 29 is removed and the gate oxide film 3 is formed again. Next, a polycrystalline silicon film is grown on the entire surface by a chemical vapor deposition method, and a high concentration of phosphorus is introduced into this by phosphorus diffusion. Next, this polycrystalline silicon film is patterned to form the gate electrode 4 of the MOS transistor and the upper electrode 4 of the MOS capacitor. Next, by photolithography, a pattern of the photoresist 31 having an opening portion in the N-channel MOS transistor region of the internal circuit and the input / output portion is formed, and it is 5 × 10 13 with medium energy.
Ion implantation of phosphorus with a dose of about cm −2 is performed to form an N-type low-concentration source / drain diffusion layer 9 (FIG. 4).
At this time, in the N-channel MOS transistor of the internal circuit, the N-type low-concentration source / drain diffusion layer 9 is formed in self-alignment with the gate electrode 4, but in the N-channel MOS transistor of the input / output section, It is buried in the N-type source / drain diffusion layer 21 and has only the meaning of slightly lowering the resistance of the diffusion layer.

【0031】続いて、フォトレジスト31を剥離した
後、化学的気相成長法により、シリコン酸化膜を200
0から3000オングストローム程度堆積させる。次に
窒素雰囲気中でアニールを行い、導入した不純物の押込
み、活性化を行う。次に異方性の酸化膜ドライエッチン
グを行い、サイドスペーサ12を形成する(図5)。続
いて、フォトリソグラフィにより、内部回路及び入出力
部のNチャネルMOSトランジスタ領域に開孔部をもつ
フォトレジスト32のパターンを形成し、中エネルギー
で3×1015cm-2程度のドーズ量のヒ素のイオン注入
を行い、N型高濃度ソース・ドレイン拡散層8を形成す
る(図6)。この際、内部回路のNチャネルMOSトラ
ンジスタにおいては、N型高濃度ソース・ドレイン拡散
層8がサイドスペーサ12に対して自己整合的に形成さ
れるが、入出力部のNチャネルMOSトランジスタにお
いては、前記N型ソース・ドレイン拡散層21に埋もれ
る形になり、拡散層の抵抗を下げる意味合いしかない。
この後、フォトレジスト32を剥離し、通常のCMOS
集積回路の製造方法と同様、層間絶縁膜を成膜し、コン
タクト孔を開孔し、各端子電極を形成することにより、
図1に示した半導体装置を製造することができる。
Then, after removing the photoresist 31, a silicon oxide film of 200 is formed by chemical vapor deposition.
Deposit about 0 to 3000 angstroms. Next, annealing is performed in a nitrogen atmosphere to push in the introduced impurities and activate them. Next, anisotropic oxide film dry etching is performed to form the side spacers 12 (FIG. 5). Subsequently, a pattern of the photoresist 32 having an opening portion in the N-channel MOS transistor region of the internal circuit and the input / output portion is formed by photolithography, and the arsenic having a dose amount of about 3 × 10 15 cm −2 with medium energy is formed. Ion implantation is performed to form the N-type high-concentration source / drain diffusion layer 8 (FIG. 6). At this time, in the N-channel MOS transistor of the internal circuit, the N-type high-concentration source / drain diffusion layer 8 is formed in self-alignment with the side spacers 12, but in the N-channel MOS transistor of the input / output section, It is buried in the N-type source / drain diffusion layer 21, and there is only the meaning of lowering the resistance of the diffusion layer.
After that, the photoresist 32 is peeled off, and a normal CMOS
Similar to the integrated circuit manufacturing method, by forming an interlayer insulating film, opening contact holes, and forming each terminal electrode,
The semiconductor device shown in FIG. 1 can be manufactured.

【0032】この様に、本実施例の製造方法では、入出
力部のNチャネルMOSトランジスタのドレインを、M
OSコンデンサの下部電極であるN型拡散層と同時に形
成することにより、従来の製造方法で必要としていた、
入出力部のNチャネルMOSトランジスタのサイドスペ
ーサのみ除去するためのフォトリソグラフィ工程を省く
ことができ、且つ静電破壊強度を従来並みに高く保つこ
とができる。
As described above, in the manufacturing method of this embodiment, the drain of the N-channel MOS transistor in the input / output section is set to M
By forming the N-type diffusion layer, which is the lower electrode of the OS capacitor, at the same time, it was necessary in the conventional manufacturing method.
It is possible to omit the photolithography process for removing only the side spacers of the N-channel MOS transistor in the input / output portion, and it is possible to keep the electrostatic breakdown strength as high as the conventional one.

【0033】図7〜図11は、前記第二の実施例で示し
た集積回路の製造方法を説明する、本発明の第四の実施
例の工程断面図である。図7〜図11では、図2と同
様、左から順に縦型NPNトランジスタ、内部回路のN
チャネルMOSトランジスタ、入出力部のNチャネルM
OSトランジスタを形成する。先ずP型半導体基板1の
主面に、N型埋込み層22を形成した後N型エピタキシ
ャル層23を堆積させる。次に、エピタキシャル表面に
薄いシリコン酸化膜33を堆積した後、内部回路及び入
出力部のNチャネルMOSトランジスタ形成領域と、バ
イポーラ・トランジスタの周囲にボロンをイオン注入し
てP型ウェル13を形成する。次に、P型ウェル形成時
と同様、フォトリソグラフィにより、縦型NPNトラン
ジスタのコレクタ部と入出力部NチャネルMOSトラン
ジスタのソース・ドレイン部に開孔部をもつフォトレジ
スト34のパターンを形成し、5×1015cm-2程度の
ドーズ量のリンあるいはヒ素をイオン注入して、N型コ
レクタ拡散層24とN型ソース・ドレイン拡散層28を
同時に形成する(図7)。続いて、前記フォトレジスト
34を剥離した後、公知の選択酸化技術によりフィール
ド絶縁膜2を形成する。また、この時の熱処理でP型ウ
ェル13等の拡散層の押込みが進行し、P型ウェル13
はP型半導体基板1へ接触するため、バイポーラ・トラ
ンジスタはN型エピタキシャル層23の島として接合分
離される(図8)。続いて、ゲート酸化膜3、ゲート電
極を形成した後第三の実施例と同様に、内部回路のNチ
ャネルMOSトランジスタのN型低濃度ソース・ドレイ
ン拡散層9を形成する(図9)。続いて、通常のバイポ
ーラ集積回路の製造方法と同様、N型エミッタ拡散層2
5、P型ベース拡散層26、P型外部ベース拡散層27
を形成する(図10)。続いて、第三の実施例と同様
に、内部回路のNチャネルMOSトランジスタのN型高
濃度ソース・ドレイン拡散層8を形成する(図11)。
続いて、フォトレジスト36を剥離し、層間絶縁膜を成
膜し、コンタクト孔を開孔し、各端子電極を形成するこ
とにより、図2に示した半導体装置を製造することがで
きる。
7 to 11 are process sectional views of a fourth embodiment of the present invention for explaining the method of manufacturing the integrated circuit shown in the second embodiment. 7 to 11, in the same manner as in FIG. 2, the vertical NPN transistor and the internal circuit N are sequentially arranged from the left.
Channel MOS transistor, N channel M of input / output section
An OS transistor is formed. First, the N-type buried layer 22 is formed on the main surface of the P-type semiconductor substrate 1, and then the N-type epitaxial layer 23 is deposited. Next, after depositing a thin silicon oxide film 33 on the epitaxial surface, boron is ion-implanted around the N-channel MOS transistor forming region of the internal circuit and the input / output portion and around the bipolar transistor to form the P-type well 13. . Next, as in the case of forming the P-type well, a pattern of the photoresist 34 having openings in the collector portion of the vertical NPN transistor and the source / drain portion of the input / output N-channel MOS transistor is formed by photolithography, Ion implantation of phosphorus or arsenic with a dose of about 5 × 10 15 cm −2 is performed to simultaneously form the N-type collector diffusion layer 24 and the N-type source / drain diffusion layer 28 (FIG. 7). Then, after removing the photoresist 34, the field insulating film 2 is formed by a known selective oxidation technique. Further, the heat treatment at this time causes the diffusion layers such as the P-type well 13 to be pushed in, and the P-type well 13
Contacts the P-type semiconductor substrate 1 so that the bipolar transistor is junction-isolated as an island of the N-type epitaxial layer 23 (FIG. 8). Subsequently, after the gate oxide film 3 and the gate electrode are formed, the N-type low-concentration source / drain diffusion layer 9 of the N-channel MOS transistor of the internal circuit is formed similarly to the third embodiment (FIG. 9). Then, the N-type emitter diffusion layer 2 is formed in the same manner as in a normal bipolar integrated circuit manufacturing method.
5, P-type base diffusion layer 26, P-type external base diffusion layer 27
Are formed (FIG. 10). Then, similarly to the third embodiment, the N-type high-concentration source / drain diffusion layer 8 of the N-channel MOS transistor of the internal circuit is formed (FIG. 11).
Subsequently, the photoresist 36 is peeled off, an interlayer insulating film is formed, contact holes are opened, and each terminal electrode is formed, whereby the semiconductor device shown in FIG. 2 can be manufactured.

【0034】本実施例は、LDD−BiMOS集積回路
の場合について、第三の実施例では入出力部のNチャネ
ルMOSトランジスタのドレインを、MOSコンデンサ
のN型コンデンサ拡散層で形成していたところを、縦型
NPNトランジスタのN型コレクタ拡散層で置き替えた
ものである。本実施例においても、従来の製造方法で必
要としていた、入出力部のNチャネルMOSトランジス
タのサイドスペーサのみ除去するためのフォトリソグラ
フィ工程を省くことができ、且つ静電破壊強度を従来並
みに高く保つことができる。
In this embodiment, in the case of the LDD-BiMOS integrated circuit, in the third embodiment, the drain of the N channel MOS transistor of the input / output portion is formed by the N type capacitor diffusion layer of the MOS capacitor. The vertical NPN transistor is replaced with an N-type collector diffusion layer. Also in this embodiment, the photolithography process for removing only the side spacer of the N-channel MOS transistor in the input / output portion, which is required in the conventional manufacturing method, can be omitted, and the electrostatic breakdown strength is as high as the conventional one. Can be kept.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、LDD構
造のNチャネルMOSトランジスタを含む半導体装置に
おいて、入出力部のNチャネルMOSトランジスタのド
レインを、MOSコンデンサの下部電極であるN型コン
デンサ拡散層、あるいは縦型NPNトランジスタのN型
コレクタ拡散層と同時に形成したので、従来の製造方法
で必要としていた、入出力部のNチャネルMOSトラン
ジスタのサイドスペーサのみ除去するためのフォトリソ
グラフィ工程を省くことができ、且つ静電破壊強度を従
来並みに高く保つことができるという結果を有する。
As described above, according to the present invention, in the semiconductor device including the N-channel MOS transistor having the LDD structure, the drain of the N-channel MOS transistor in the input / output portion is diffused into the N-type capacitor which is the lower electrode of the MOS capacitor. Since it is formed at the same time as the layer or the N-type collector diffusion layer of the vertical NPN transistor, the photolithography step for removing only the side spacer of the N-channel MOS transistor of the input / output section, which is required in the conventional manufacturing method, is omitted. And the electrostatic breakdown strength can be kept as high as the conventional one.

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

【図1】本発明の第一の実施例の構造断面図である。FIG. 1 is a structural cross-sectional view of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第二の実施例の構造断面図である。FIG. 2 is a structural sectional view of a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第三の実施例の工程断面図である。FIG. 3 is a process sectional view of a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第三の実施例の工程断面図である。FIG. 4 is a process sectional view of a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第三の実施例の工程断面図である。FIG. 5 is a process sectional view of a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第三の実施例の工程断面図である。FIG. 6 is a process sectional view of a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第四の実施例の工程断面図である。FIG. 7 is a process sectional view of a fourth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第四の実施例の工程断面図である。FIG. 8 is a process sectional view of a fourth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第四の実施例の工程断面図である。FIG. 9 is a process sectional view of a fourth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第四の実施例の工程断面図である。FIG. 10 is a process sectional view of a fourth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第四の実施例の工程断面図である。FIG. 11 is a process sectional view of a fourth embodiment of the present invention.

【図12】従来技術の工程断面図である。FIG. 12 is a process sectional view of a conventional technique.

【図13】従来技術の工程断面図である。FIG. 13 is a process sectional view of a conventional technique.

【図14】従来技術の工程断面図である。FIG. 14 is a process cross-sectional view of a conventional technique.

【図15】従来技術の工程断面図である。FIG. 15 is a process sectional view of a conventional technique.

【図16】従来技術の工程断面図である。FIG. 16 is a process sectional view of a conventional technique.

【図17】従来技術の工程断面図である。FIG. 17 is a process sectional view of a conventional technique.

【図18】従来技術の工程断面図である。FIG. 18 is a process cross-sectional view of a conventional technique.

【図19】従来技術の工程断面図である。FIG. 19 is a process sectional view of a conventional technique.

【図20】従来技術の工程断面図である。FIG. 20 is a process sectional view of a conventional technique.

【図21】従来技術の工程断面図である。FIG. 21 is a process sectional view of a conventional technique.

【図22】従来技術の工程断面図である。FIG. 22 is a process sectional view of a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 P型半導体基板 2 フィールド絶縁膜 3 ゲート絶縁膜 4 ゲート電極 5 厚い側面酸化膜 7 薄い側面酸化膜 8 N型高濃度ソース・ドレイン拡散層 9 N型低濃度ソース・ドレイン拡散層 10 層間絶縁膜 11 端子電極 12 サイドスペーサ 13 P型ウェル 14 P型チャネルストッパ 16 N型ベース拡散層 17 P型エミッタ拡散層 19 N型外部ベース拡散層 20 N型コンデンサ拡散層 21 N型ソース・ドレイン拡散層 22 N型埋込み層 23 N型エピタキシャル層 24 N型コレクタ拡散層 25 N型エミッタ拡散層 26 P型ベース拡散層 27 P型外部ベース拡散層 28 N型ソース・ドレイン拡散層 29 犠牲酸化膜 33 シリコン酸化膜 6,15,18,30,31,32,34,35,36
フォトレジスト
1 P-type semiconductor substrate 2 Field insulating film 3 Gate insulating film 4 Gate electrode 5 Thick side oxide film 7 Thin side oxide film 8 N-type high concentration source / drain diffusion layer 9 N-type low concentration source / drain diffusion layer 10 Interlayer insulation film 11 Terminal Electrode 12 Side Spacer 13 P-type Well 14 P-type Channel Stopper 16 N-type Base Diffusion Layer 17 P-type Emitter Diffusion Layer 19 N-type External Base Diffusion Layer 20 N-type Capacitor Diffusion Layer 21 N-type Source / Drain Diffusion Layer 22 N Type buried layer 23 N type epitaxial layer 24 N type collector diffusion layer 25 N type emitter diffusion layer 26 P type base diffusion layer 27 P type external base diffusion layer 28 N type source / drain diffusion layer 29 Sacrificial oxide film 33 Silicon oxide film 6 , 15, 18, 30, 31, 32, 34, 35, 36
Photoresist

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入出力部のNチャネルMOSトランジスタ
のドレインは、MOSコンデンサの下部電極であるN型
拡散層と同じ拡散層で形成されており、一方内部回路の
NチャネルMOSトランジスタのドレインは、低濃度ド
レイン拡散層と高濃度ドレイン拡散層によるLDD構造
になっていることを特徴とする半導体装置。
1. The drain of the N-channel MOS transistor of the input / output section is formed of the same diffusion layer as the N-type diffusion layer which is the lower electrode of the MOS capacitor, while the drain of the N-channel MOS transistor of the internal circuit is A semiconductor device having an LDD structure including a low-concentration drain diffusion layer and a high-concentration drain diffusion layer.
【請求項2】入出力部のNチャネルMOSトランジスタ
のドレインは、縦型NPNトランジスタのN型コレクタ
拡散層と同じ拡散層で形成されており、一方内部回路の
NチャネルMOSトランジスタのドレインは、低濃度ド
レイン拡散層と高濃度ドレイン拡散層によるLDD構造
になっていることを特徴とする半導体装置。
2. The drain of the N-channel MOS transistor of the input / output section is formed of the same diffusion layer as the N-type collector diffusion layer of the vertical NPN transistor, while the drain of the N-channel MOS transistor of the internal circuit is low. A semiconductor device having an LDD structure including a high concentration drain diffusion layer and a high concentration drain diffusion layer.
【請求項3】請求項1記載の半導体装置の製造方法であ
って、MOSコンデンサの下部電極及び入出力部のNチ
ャネルMOSトランジスタのドレインとなるN型拡散層
を形成する工程と、ゲート絶縁膜を形成する工程と、こ
のゲート絶縁膜を介してMOSコンデンサの上部電極及
びMOSトランジスタのゲートとなるゲート電極を形成
する工程と、内部回路のNチャネルMOSトランジスタ
に低濃度ドレイン拡散層と高濃度ドレイン拡散層を形成
し、内部回路にLDD構造を形成する工程とを含むこと
を特徴とする半導体装置の製造方法。
3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a step of forming an N-type diffusion layer to be a lower electrode of the MOS capacitor and a drain of the N-channel MOS transistor of the input / output section, and a gate insulating film. And a step of forming an upper electrode of the MOS capacitor and a gate electrode to be the gate of the MOS transistor through the gate insulating film, a low concentration drain diffusion layer and a high concentration drain in the N channel MOS transistor of the internal circuit. A step of forming a diffusion layer and forming an LDD structure in an internal circuit.
【請求項4】請求項2記載の半導体装置の製造方法であ
って、縦型NPNトランジスタのN型コレクタ及び入出
力部のNチャネルMOSトランジスタのドレインとなる
N型拡散層を形成する工程と、ゲート絶縁膜を形成する
工程と、このゲート絶縁膜を介してMOSトランジスタ
のゲート電極を形成する工程と、内部回路のNチャネル
MOSトランジスタに低濃度ドレイン拡散層と高濃度ド
レイン拡散層を形成し、内部回路にLDD構造を形成す
る工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方
法。
4. A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein an N-type diffusion layer to be the N-type collector of the vertical NPN transistor and the drain of the N-channel MOS transistor of the input / output unit is formed, A step of forming a gate insulating film, a step of forming a gate electrode of a MOS transistor through the gate insulating film, a low concentration drain diffusion layer and a high concentration drain diffusion layer are formed in an N channel MOS transistor of an internal circuit, And a step of forming an LDD structure in an internal circuit.
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CN1299361C (en) * 2003-08-28 2007-02-07 松下电器产业株式会社 Semiconductor device and method for fabricating the same

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