JPH098161A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH098161A
JPH098161A JP15419495A JP15419495A JPH098161A JP H098161 A JPH098161 A JP H098161A JP 15419495 A JP15419495 A JP 15419495A JP 15419495 A JP15419495 A JP 15419495A JP H098161 A JPH098161 A JP H098161A
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insulating film
substrate
electrode
emitter electrode
pattern
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Japanese (ja)
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Mamoru Shinohara
衛 篠原
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Sony Corp
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE: To obtain a semiconductor device which reduces the number of production processes and whose product yield is enhanced by reducing a process which removes a gate insulating film in a region in which a base electrode or an emitter electrode is to be formed. CONSTITUTION: First, a gate insulating film 1 and a poly-Si film (not indicated in the figure) as a conductive film are formed on a substrate 10 in this order. In succession, by means of lithography and etching, a poly-Si film is formed, a pattern for the gate electrode 16 of a MOS transistor is formed, and, at the same time, the emitter electrode pattern 2a of a bipolar transistor is formed. Then, ions are passed through the emitter electrode pattern 2a and the gate insulating film 1 so as to be implanted into the substrate 10. Thereby, an interatomic bond in the gate insulating film 1 between the emitter electrode pattern 2a and the substrate 10 is cut.

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、半導体装置の製造方法
に関し、特に同一基体上にMOSトランジスタとバイポ
ーラトランジスタとが形成されてなる半導体装置の製造
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 method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device in which a MOS transistor and a bipolar transistor are formed on the same substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の半導体装置としては、N
MOSトランジスタ(以下,NMOSFETと記す)お
よびPMOSトランジスタ(以下、PMOSFETと記
す)からなるCMOSと、バイポーラトランジスタ(以
下、Bipトランジスタと記す)とから構成されるバイ
ポーラCMOS(Complementary Metal Oxide Semicond
uctor :BiCMOS)がある。従来より、このBiC
MOSの製造プロセスにおいては、いかに製造工程数を
最小限にするかということに工夫がなされている。なぜ
なら、製造工程数の増加は直接製造コストの増加を意味
し、かつ製品歩留りの低下の原因にもなるからである。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a semiconductor device of this type, N
Bipolar CMOS (Complementary Metal Oxide Semicond) including a CMOS including a MOS transistor (hereinafter referred to as NMOSFET) and a PMOS transistor (hereinafter referred to as PMOSFET) and a bipolar transistor (hereinafter referred to as Bip transistor)
uctor: BiCMOS). Conventionally, this BiC
In the manufacturing process of MOS, a device has been devised to minimize the number of manufacturing steps. This is because an increase in the number of manufacturing steps directly means an increase in manufacturing cost and also causes a decrease in product yield.

【0003】BiCMOSの製造工程数を最小限にする
ための上記工夫としては、Bipトランジスタの構成要
素とCMOSの構成要素とを、同一材料でかつ同一工程
で形成することが一般的に行われている。図2に、CM
OSのゲート電極とBipトランジスタのエミッタ電極
とを、同一のポリシリコン(Poly−Si)でかつ同一工
程で形成したBiCMOSの一例を示す。またそのよう
なBiCMOSのゲート電極、エミッタ電極の形成工程
を図3に示す。なお、図2および図3では、CMOSの
PMOSFETの形成領域とnpnBipトランジスタ
の形成領域とを示し、CMOSのNMOSFETの形成
領域は省略してある。
As the above-mentioned device for minimizing the number of manufacturing steps of BiCMOS, it is general to form the constituent elements of the Bip transistor and the constituent elements of the CMOS in the same material and in the same step. There is. In Figure 2, CM
An example of BiCMOS in which the gate electrode of the OS and the emitter electrode of the Bip transistor are formed of the same polysilicon (Poly-Si) in the same step is shown. Further, FIG. 3 shows a process of forming such a gate electrode and an emitter electrode of BiCMOS. 2 and 3, the CMOS PMOSFET formation region and the npnBip transistor formation region are shown, and the CMOS NMOSFET formation region is omitted.

【0004】すなわち、図2に示すBiCMOSでは、
p型シリコン基板11とこの表面にn+ 型埋込み拡散層
12を介して形成されたn型エピタキシャル層13とか
ら基体10が構成されている。基体10表面には、PM
OSFET14の形成領域とBipトランジスタ22の
形成領域とを囲む状態で酸化シリコン(SiO2 )から
なる素子分離膜17が形成されており、PMOSFET
14の形成領域における基体10上には、SiO2 から
なるゲート絶縁膜15を介して上記ゲート電極16が形
成されている。またこのゲート電極16を覆うようにし
て基体10上にはCVD−SiO2 の絶縁膜18が形成
されており、さらに絶縁膜18上には、基体10のp+
型ソース、ドレイン層19にそれぞれ接続するアルミニ
ウム(Al)のソース電極20、ドレイン電極21が形
成されている。
That is, in the BiCMOS shown in FIG.
A substrate 10 is composed of a p-type silicon substrate 11 and an n-type epitaxial layer 13 formed on the surface of the p + type silicon substrate 11 with an n + type buried diffusion layer 12 interposed therebetween. PM on the surface of the substrate 10
An element isolation film 17 made of silicon oxide (SiO 2 ) is formed so as to surround the formation region of the OSFET 14 and the formation region of the Bip transistor 22.
The gate electrode 16 is formed on the substrate 10 in the formation region of 14 through the gate insulating film 15 made of SiO 2 . An insulating film 18 of CVD-SiO 2 is formed on the substrate 10 so as to cover the gate electrode 16, and p + of the substrate 10 is further formed on the insulating film 18.
A source electrode 20 and a drain electrode 21 made of aluminum (Al) that are respectively connected to the mold source and drain layers 19 are formed.

【0005】一方、npnBipトランジスタの形成領
域22において、基体10に形成されたn+ 型エミッタ
層25の直上位置には、上記エミッタ電極26が形成さ
れており、またこのエミッタ電極26を覆うようにして
基体10上には絶縁膜18が形成されている。そして絶
縁膜18上には、基体10に形成されたp型ベース層2
4に接続するAlのベース電極27と、エミッタ電極2
6に接続するAlのエミッタ取出電極28と、基体10
に形成されたn+ 型プラグ29を介してコレクタ層23
に接続するAlのコレクタ電極30とがそれぞれ形成さ
れている。なお基体10における、PMOSFET14
の形成領域とNMOSFETの形成領域とBipトラン
ジスタ22の形成領域との間は、p+ 型のチャネルスト
ップ領域31が形成されている。
On the other hand, in the formation region 22 of the npnBip transistor, the emitter electrode 26 is formed immediately above the n + type emitter layer 25 formed on the base body 10, and the emitter electrode 26 is covered. An insulating film 18 is formed on the substrate 10. Then, on the insulating film 18, the p-type base layer 2 formed on the base body 10 is formed.
Al base electrode 27 connected to 4 and emitter electrode 2
Al emitter extraction electrode 28 connected to 6 and the substrate 10
Collector layer 23 through n + type plug 29 formed in
And an Al collector electrode 30 connected to each of the electrodes. The PMOSFET 14 in the substrate 10
A p + -type channel stop region 31 is formed between the formation region of N , the formation region of NMOSFET, and the formation region of Bip transistor 22.

【0006】このようなBiCMOSにおいて、ゲート
電極16とエミッタ電極26とを形成するには、まず図
3(a)に示すように基体10表面を酸化し、素子分離
膜17によって囲まれた各素子形成予定領域141、2
21に膜厚が5nm程度のSiO2 からなるゲート絶縁
膜15を形成する。次いで図3(b)に示すように、基
体10のベースの形成予定領域222にp型不純物をイ
オン注入(Ion Implantation) し、ベース不純物導入層
24aを形成する。次に図3(c)に示すように、エミ
ッタの形成予定領域223におけるゲート絶縁膜15を
エッチング除去する。
In such a BiCMOS, in order to form the gate electrode 16 and the emitter electrode 26, first, as shown in FIG. 3A, the surface of the substrate 10 is oxidized and each element surrounded by the element isolation film 17 is formed. Areas to be formed 141, 2
A gate insulating film 15 made of SiO 2 and having a film thickness of about 5 nm is formed on 21. Next, as shown in FIG. 3B, a p-type impurity is ion-implanted (Ion Implantation) into the base formation planned region 222 of the substrate 10 to form a base impurity introduction layer 24a. Next, as shown in FIG. 3C, the gate insulating film 15 in the emitter formation region 223 is removed by etching.

【0007】続いて基体10表面にCVD法によってPo
ly−Si膜(図示略)を形成し、このPoly−Si膜のゲ
ートの形成予定領域142およびエミッタの形成予定領
域223のそれぞれの領域に必要な不純物をドーピング
する。例えばゲートの形成予定領域142には、Poly−
Siを低抵抗化するための燐を高濃度にドーピングし、
エミッタの形成予定領域223には、後にエミッタ層2
5を形成するためのヒ素をドーピングする。その後、ホ
トリソグラフィおよびエッチングによって、不要な領域
のPoly−Si膜を除去し、図3(d)に示すようにゲー
ト電極16およびエミッタ電極26を形成する。
Then, the surface of the substrate 10 is subjected to a Po by a CVD method.
A ly-Si film (not shown) is formed, and necessary impurities are doped into the gate formation planned region 142 and the emitter formation planned region 223 of the Poly-Si film. For example, in the area 142 where the gate is to be formed, Poly-
Doping phosphorus with high concentration to reduce the resistance of Si,
The emitter layer 2 is formed in the emitter formation region 223 later.
Dope arsenic to form 5. After that, the poly-Si film in the unnecessary region is removed by photolithography and etching, and the gate electrode 16 and the emitter electrode 26 are formed as shown in FIG. 3D.

【0008】そして、基体10を熱処理してベース不純
物導入層24aにおける不純物の拡散および活性化を行
い、図3(e)に示すようにベース層24を形成すると
ともに、エミッタ電極26にドーピングされているヒ素
を基体10中に熱拡散させ、エミッタ電極26の直下の
基体10にエミッタ層25を形成する。なお、上記した
工程の以前、以降の工程は、本発明とは直接関係がな
く、既知のBiCMOSの製造工程から容易に類推でき
る任意の製法で良いためここでは説明を省略する。
Then, the base 10 is heat-treated to diffuse and activate the impurities in the base impurity introduction layer 24a to form the base layer 24 as shown in FIG. Arsenic present is thermally diffused into the substrate 10 to form the emitter layer 25 on the substrate 10 immediately below the emitter electrode 26. Note that the steps before and after the above steps are not directly related to the present invention and may be any manufacturing method that can be easily inferred from the known manufacturing steps of BiCMOS, and therefore the description thereof is omitted here.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところが、MOSFE
Tのゲート電極とBipトランジスタのエミッタ電極と
をPoly−Siでかつ同一工程で形成する上記の半導体装
置の製造方法では、Poly−Si膜を成膜する前に、エミ
ッタの形成予定領域のゲート絶縁膜をエッチング除去し
なければならず、このゲート絶縁膜の除去のために、レ
ジストを用いたホトリソパターニング工程、ゲート絶縁
膜を除去するエッチング工程、基体表面にパターニング
された上記レジストの除去工程等、数工程が必要となっ
てしまうという不満がある。
However, the MOSFE
In the above-described method for manufacturing a semiconductor device, in which the gate electrode of T and the emitter electrode of the Bip transistor are formed of Poly-Si in the same step, the gate insulation of the region where the emitter is to be formed is performed before the Poly-Si film is formed. The film must be removed by etching, and in order to remove the gate insulating film, a photolithographic patterning process using a resist, an etching process for removing the gate insulating film, a removing process of the resist patterned on the surface of the substrate, etc. However, there is a complaint that several steps are required.

【0010】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、ベース電極あるいはエミッタ電極の形成
予定領域のゲート絶縁膜を除去する工程を削減でき、こ
のことにより製造工程数の低減および製品歩留りの向上
を図れる半導体装置の製造方法を提供することを目的と
している。
The present invention has been made to solve the above problems, and it is possible to reduce the step of removing the gate insulating film in the region where the base electrode or the emitter electrode is to be formed, thereby reducing the number of manufacturing steps and the product. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device that can improve the yield.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、基体上にMO
Sトランジスタとバイポーラトランジスタとが形成され
てなる半導体装置の製造方法においてなされたものであ
る。すなわち、まず第1工程にて、基体上に絶縁膜と導
電膜とをこの順に積層形成し、続いてリソグラフィおよ
びエッチングによって上記導電膜を、MOSトランジス
タのゲート電極のパターンに形成すると同時にバイポー
ラトランジスタのベース電極あるいはエミッタ電極のパ
ターンに形成する。次いで第2工程にて、ベース電極の
パターンあるいはエミッタ電極のパターンと基体との間
の絶縁膜における原子間の結合を切断する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an MO on a substrate.
This is done in a method of manufacturing a semiconductor device in which an S transistor and a bipolar transistor are formed. That is, first, in a first step, an insulating film and a conductive film are laminated in this order on a substrate, and then the conductive film is formed into a pattern of a gate electrode of a MOS transistor by lithography and etching, and at the same time, a bipolar transistor is formed. It is formed in the pattern of the base electrode or the emitter electrode. Then, in a second step, bonds between atoms in the insulating film between the base electrode pattern or the emitter electrode pattern and the substrate are cut off.

【0012】[0012]

【作用】本発明の半導体装置の製造方法では、ベース電
極あるいはエミッタ電極のパターンと基体との間の絶縁
膜が例えば酸化シリコンからなり、またイオンをこの絶
縁膜を通過させることにより酸化シリコンのシリコン原
子と酸素原子との結合を切断すると、上記絶縁膜の構造
が粗密となる。この結果、該絶縁膜の絶縁性が低下し、
ベース電極あるいはエミッタ電極のパターンと基体とが
電気的に導通する。また例えばイオンを絶縁膜を通過さ
せた後、基体を熱処理すると、絶縁膜中のシリコン原子
との結合が切断した酸素原子がベース電極あるいはエミ
ッタ電極のパターン側に凝集し、絶縁膜の絶縁性が確実
に失われて、ベース電極あるいはエミッタ電極のパター
ンと基体との電気的導通が確実に確保される。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the insulating film between the base electrode or emitter electrode pattern and the substrate is made of, for example, silicon oxide, and silicon oxide of silicon oxide is formed by allowing ions to pass through this insulating film. When the bond between the atom and the oxygen atom is broken, the structure of the insulating film becomes coarse. As a result, the insulating property of the insulating film is lowered,
The pattern of the base electrode or the emitter electrode and the base body are electrically connected. Further, for example, when ions are passed through the insulating film and then the substrate is heat-treated, oxygen atoms whose bonds with silicon atoms in the insulating film are broken are aggregated on the pattern side of the base electrode or the emitter electrode, and the insulating property of the insulating film is improved. It is surely lost, and electric conduction between the pattern of the base electrode or the emitter electrode and the substrate is surely secured.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図1は本
発明の半導体装置の製造方法の一実施例を説明する図で
あり、特に図2に示した半導体装置、すなわちNMOS
FETおよびPMOSFETからなるCMOSと、np
nBipトランジスタとから構成されるBiCMOSに
おいて、本発明の特徴であるMOSFETのゲート電極
とBipトランジスタのエミッタ電極との形成工程を示
した図である。なお、図1では、CMOSのPMOSF
ETの形成領域とnpnBipトランジスタの形成領域
とを示し、CMOSのNMOSFETの形成領域は省略
してある。また、図において従来例と同一の形成要素に
は同一の符号を付してある。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention. Particularly, the semiconductor device shown in FIG.
CMOS composed of FET and PMOSFET, and np
FIG. 6 is a diagram showing a process of forming a gate electrode of a MOSFET and an emitter electrode of a Bip transistor, which is a feature of the present invention, in a BiCMOS including an nBip transistor. In FIG. 1, the CMOS PMOSF is used.
The ET forming region and the npnBip transistor forming region are shown, and the CMOS NMOSFET forming region is omitted. Further, in the drawing, the same forming elements as those of the conventional example are denoted by the same reference numerals.

【0014】この実施例において、MOSFETのゲー
ト電極とBipトランジスタのエミッタ電極とを形成す
るには、まず図1(a)に示すように、予め表面に素子
分離膜17を形成した基体10を用意し、この基体10
表面を酸化して、素子分離膜17によって形成された各
素子形成予定領域141、221に、約5nm程度の厚
みのSiO2 からなるゲート絶縁膜1を形成する。な
お、素子分離膜17の形成以前の工程は、従来と同様で
ある。
In this embodiment, in order to form the gate electrode of the MOSFET and the emitter electrode of the Bip transistor, first, as shown in FIG. 1A, a substrate 10 having an element isolation film 17 formed on its surface in advance is prepared. Then, the base 10
The surface is oxidized to form the gate insulating film 1 made of SiO 2 and having a thickness of about 5 nm in each of the device formation planned regions 141 and 221 formed by the device isolation film 17. The process before the formation of the element isolation film 17 is the same as the conventional process.

【0015】次いで、CVD法により基体10表面にポ
リシリコン(Poly−Si)を堆積し、このPoly−Si膜
(図示略)のゲートの形成予定領域142に、Poly−S
iを低抵抗化するための燐を高濃度にドーピングし、エ
ミッタの形成予定領域223には、後にエミッタ層を形
成するためのヒ素をドーピングする。その後、ホトリソ
グラフィおよびエッチングによって、図1(b)に示す
ごとくPoly−Siからなるゲート電極16とPoly−Si
からなるエミッタ電極パターン2aを形成する。
Next, polysilicon (Poly-Si) is deposited on the surface of the substrate 10 by the CVD method, and Poly-S is formed in the gate formation region 142 of this Poly-Si film (not shown).
Phosphorus is doped at a high concentration to reduce the resistance of i, and the region 223 where the emitter is to be formed is doped with arsenic for forming an emitter layer later. After that, by photolithography and etching, as shown in FIG. 1B, the gate electrode 16 made of Poly-Si and the Poly-Si are formed.
An emitter electrode pattern 2a made of is formed.

【0016】次に図1(c)に示すように、基体10の
ベースの形成予定領域222に、エミッタ電極パターン
2aおよびゲート絶縁膜1を通過させてp型不純物であ
るボロンをイオン注入する。そしてベースの不純物導入
層3aを形成するとともに、ゲート絶縁膜1におけるシ
リコン(Si)原子と酸素(O)原子との結合を切断し
て、ゲート絶縁膜1の構造を粗密にするという物理的ダ
メージを与える。
Next, as shown in FIG. 1C, boron, which is a p-type impurity, is ion-implanted into the base formation region 222 of the substrate 10 through the emitter electrode pattern 2a and the gate insulating film 1. Then, the physical damage of forming the impurity introduction layer 3a of the base and breaking the bond between silicon (Si) atoms and oxygen (O) atoms in the gate insulating film 1 to make the structure of the gate insulating film 1 coarse and dense. give.

【0017】このイオン注入では、ゲート絶縁膜1に効
果的に物理的ダメージを与えるため、エミッタ電極パタ
ーン2aの直下の基体10表面にイオン濃度のピーク
(rp)がくるようにイオン注入の条件を設定する。例
えばゲート電極16およびエミッタ電極パターン2aを
構成するPoly−Si膜の膜厚が200nmで、イオン種
をボロンとした場合には、ボロンの打ち込みエネルギー
を65KeVとすれば、ボロン濃度のピークの位置がエ
ミッタ電極パターン2aおよびゲート絶縁膜1を通過し
た位置となる。また上記イオン注入の際のドーズ量によ
って、形成するnpnBipトランジスタの電流利得h
FEが決定されるが、1013cm-2オーダーのドーズ量が
最適である。
In this ion implantation, the gate insulating film 1 is effectively physically damaged. Therefore, the ion implantation conditions are set so that the peak (r p ) of the ion concentration comes to the surface of the substrate 10 immediately below the emitter electrode pattern 2a. To set. For example, when the thickness of the Poly-Si film forming the gate electrode 16 and the emitter electrode pattern 2a is 200 nm and the ion species is boron, if the implantation energy of boron is 65 KeV, the peak position of the boron concentration is The position is such that it passes through the emitter electrode pattern 2a and the gate insulating film 1. The current gain h of the npnBip transistor to be formed depends on the dose amount at the time of ion implantation.
The FE is determined, but a dose amount of the order of 10 13 cm -2 is optimal.

【0018】このイオン注入工程では、1013cm-2
ーダーのボロンがベースの形成予定領域222における
ゲート絶縁膜1を通過し、該ゲート絶縁膜1に上記のよ
うなダメージを与えるため、ゲート絶縁膜1の絶縁性が
エミッタ電極パターン2aとこの直下の基体10とを電
気的に導通させる程度まで低下する。
In this ion implantation step, boron of the order of 10 13 cm −2 passes through the gate insulating film 1 in the region 222 where the base is to be formed, and the gate insulating film 1 is damaged as described above. The insulating property of the film 1 is lowered to such an extent that the emitter electrode pattern 2a and the substrate 10 immediately below the emitter electrode pattern 2a are electrically connected to each other.

【0019】上記イオン注入を行った後は、基体30を
例えば1100℃で10秒程度熱処理して、上記イオン
注入によってSi原子との結合が切断されたゲート絶縁
膜1中のO原子をエミッタ電極パターン2a側に凝集さ
せ、ゲート絶縁膜1の絶縁性を完全に失わせる。すなわ
ち、ゲート絶縁膜1を完全に破壊する。このことによっ
て図1(d)に示すように、絶縁性が失われたゲート絶
縁膜1を介して基体30との電気的導通が確実になされ
るエミッタ電極2が形成される。またこの熱処理によ
り、ベース不純物導入層3aに導入されている不純物を
拡散しかつ活性化してベース層3を形成するとともに、
エミッタ電極パターン2aからこの内部に導入されてい
るヒ素を基体10中に熱拡散して、エミッタ電極2直下
の基体10にエミッタ層4を形成する。
After the ion implantation is performed, the substrate 30 is heat-treated at, for example, 1100 ° C. for about 10 seconds so that the O atoms in the gate insulating film 1 whose bonds with Si atoms have been cut by the ion implantation are used as emitter electrodes. The insulating property of the gate insulating film 1 is completely lost by aggregating on the pattern 2a side. That is, the gate insulating film 1 is completely destroyed. As a result, as shown in FIG. 1D, the emitter electrode 2 is formed, which is surely electrically connected to the base body 30 via the gate insulating film 1 whose insulating property is lost. By this heat treatment, the impurities introduced into the base impurity introduction layer 3a are diffused and activated to form the base layer 3, and
Arsenic introduced from the emitter electrode pattern 2a is thermally diffused into the substrate 10 to form the emitter layer 4 on the substrate 10 immediately below the emitter electrode 2.

【0020】この熱処理では、ランプアニール等のRT
A(Rapid Thermal Anneal) を利用すれば、上記ゲート
絶縁膜1の破壊が効果的に行われる。またベースの形成
予定領域222において、直上にエミッタ電極パターン
2aが存在しない領域では、この熱処理によって上記イ
オン注入によるダメージがある程度回復する。
In this heat treatment, RT such as lamp annealing is performed.
By using A (Rapid Thermal Anneal), the gate insulating film 1 is effectively destroyed. Further, in the region 222 where the base is to be formed, in the region where the emitter electrode pattern 2a does not exist immediately above, the heat treatment recovers the damage due to the ion implantation to some extent.

【0021】以上の工程によって、MOSFETのゲー
ト電極16とBipトランジスタのエミッタ電極4とが
形成される。なお、以降は、通常の製造工程により、図
2に示すようにソース、ドレイン層19、プラグ29、
絶縁膜18、ソース電極20、ドレイン電極21、ベー
ス電極27、エミッタ取出電極28およびコレクタ電極
30等を形成することにより、PMOSFET14とN
MOSFETとBipトランジスタ22とからなるBi
CMOSが製造される。
Through the above steps, the gate electrode 16 of the MOSFET and the emitter electrode 4 of the Bip transistor are formed. After that, as shown in FIG. 2, the source / drain layer 19, plug 29, and
By forming the insulating film 18, the source electrode 20, the drain electrode 21, the base electrode 27, the emitter extraction electrode 28, the collector electrode 30, and the like, the PMOSFET 14 and N
Bi consisting of MOSFET and Bip transistor 22
CMOS is manufactured.

【0022】上記実施例では、同一のイオン注入によっ
て、ベースの不純物導入層3aを形成することができる
とともに、エミッタ電極パターン2aと基体10との間
のゲート絶縁膜1の絶縁性を失わせることができる。つ
まり、従来のゲート絶縁膜の除去工程を行なわなくて
も、基体10と電気的に導通するエミッタ電極2を形成
することができるので、上記ゲート絶縁膜の除去工程に
必要な数工程を削減することができ、全体の製造工程数
を低減できる。したがって、従来に比べて低コストでか
つ歩留り良くBiCMOSを製造することができる。
In the above-mentioned embodiment, the impurity ion implantation layer 3a of the base can be formed by the same ion implantation, and the insulating property of the gate insulating film 1 between the emitter electrode pattern 2a and the substrate 10 is lost. You can That is, the emitter electrode 2 that is electrically connected to the base 10 can be formed without performing the conventional gate insulating film removing step, so that the number of steps required for the gate insulating film removing step can be reduced. It is possible to reduce the total number of manufacturing steps. Therefore, it is possible to manufacture the BiCMOS at lower cost and with higher yield than the conventional one.

【0023】なお、上記実施例ではMOSFETのゲー
ト電極とBipトランジスタのエミッタ電極を同一の導
電膜(Poly−Si)で形成した場合について述べたが、
Poly−Si等の同一の材料でBipトランジスタのベー
ス電極パターンとMOSFETのゲート電極とを形成
し、このベース電極パターンと基体との間に存在する絶
縁膜をイオン注入、熱処理によって破壊してゲート電極
とベース電極とを形成することもできる。
In the above embodiment, the case where the gate electrode of the MOSFET and the emitter electrode of the Bip transistor are formed of the same conductive film (Poly-Si) has been described.
The base electrode pattern of the Bip transistor and the gate electrode of the MOSFET are formed of the same material such as Poly-Si, and the insulating film existing between the base electrode pattern and the substrate is ion-implanted and destroyed by heat treatment to destroy the gate electrode. And the base electrode can also be formed.

【0024】また上記実施例では、イオン注入後、熱処
理を行った場合について述べたが、前述したようにイオ
ン注入のみによっても、エミッタ電極あるいはベース電
極と基体との間の絶縁膜の絶縁性を、エミッタ電極ある
いはベース電極とその直下の基体との電気的導通にほと
んど影響しない程度まで低下させることができる。しか
しながら、上記実施例のようにベース不純物導入層の拡
散および活性化を兼ねた熱処理を利用することによっ
て、工程数を増加させることなく上記絶縁膜の絶縁性を
より確実に失わせることができる。
In the above embodiment, the case where the heat treatment is performed after the ion implantation is described. However, as described above, the insulation property of the insulating film between the emitter electrode or the base electrode and the substrate can be obtained by only the ion implantation. , It can be reduced to such an extent that the electrical conduction between the emitter electrode or the base electrode and the substrate immediately below it is hardly affected. However, by utilizing the heat treatment that also serves as diffusion and activation of the base impurity introduction layer as in the above embodiment, the insulating property of the insulating film can be more surely lost without increasing the number of steps.

【0025】さらに上記実施例のイオン注入工程では、
ベースの不純物導入層の形成を兼ねるために、イオン注
入するイオンとしてボロンイオンを用いたが、その他の
イオン、例えばアルゴン(Ar)イオン等を用い、上記
ベースの不純物導入層を形成するためのイオン注入と絶
縁膜の絶縁性を低下させるためのイオン注入とを連続し
て行うことも可能である。また上記実施例では、本発明
をBiCMOSの製造に適用した場合について述べた
が、本発明をBipトランジスタと一つのMOSFET
とからなる半導体装置の製造にも適用できるのはもちろ
んである。
Further, in the ion implantation step of the above embodiment,
Boron ions are used as ions to be ion-implanted in order to also form the impurity introduction layer of the base, but other ions such as argon (Ar) ions are used to form ions for forming the impurity introduction layer of the base. It is also possible to continuously perform the implantation and the ion implantation for lowering the insulating property of the insulating film. In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the manufacture of BiCMOS has been described, but the present invention is applied to the Bip transistor and one MOSFET.
Needless to say, it can be applied to the manufacture of a semiconductor device including

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体装置
の製造方法では、ベース電極あるいはエミッタ電極のパ
ターンと基体との間の絶縁膜における原子間の結合を、
例えばイオンをその絶縁膜を通過させることにより切断
して該絶縁膜の構造を粗密するため、絶縁膜の絶縁性を
ほぼ失わせることができる。よって、該絶縁膜の除去工
程を行わなくても、基体と電気的に導通するベース電極
あるいはエミッタ電極を形成することができるので、上
記絶縁膜の除去工程に必要な数工程を削減することがで
きる。また上記イオンを絶縁膜を通過させた後、熱処理
を行えば、上記絶縁膜の絶縁性をより確実に失わせるこ
とができる。よって本発明によれば、少ない工程数で半
導体装置を製造することができるので、製造コストの削
減および製品歩留りの向上を図ることができる。
As described above, in the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the bond between atoms in the insulating film between the base electrode or emitter electrode pattern and the substrate is
For example, since ions are cut by passing through the insulating film to make the structure of the insulating film coarse and dense, the insulating property of the insulating film can be almost lost. Therefore, it is possible to form the base electrode or the emitter electrode that is electrically connected to the substrate without performing the step of removing the insulating film, and thus it is possible to reduce the number of steps required for the step of removing the insulating film. it can. If the heat treatment is performed after the ions have passed through the insulating film, the insulating property of the insulating film can be more surely lost. Therefore, according to the present invention, since a semiconductor device can be manufactured with a small number of steps, manufacturing cost can be reduced and product yield can be improved.

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

【図1】本発明の半導体装置の製造方法の一実施例を工
程順に説明するための要部側断面図である。
FIG. 1 is a side sectional view of an essential part for explaining an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention in the order of steps.

【図2】ゲート電極とエミッタ電極とを同一導電材料で
かつ同一工程で形成したBiCMOSの一例を示す要部
側断面図である。
FIG. 2 is a side sectional view of an essential part showing an example of a BiCMOS in which a gate electrode and an emitter electrode are formed of the same conductive material and in the same step.

【図3】従来の半導体装置の製造方法の一例を工程順に
説明するための要部側断面図である。
FIG. 3 is a side sectional view of an essential part for explaining an example of a conventional method for manufacturing a semiconductor device in the order of steps.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ゲート絶縁膜 2 エミッタ電極 2a エミッタ電極パターン 10 基体 16 ゲート電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 gate insulating film 2 emitter electrode 2a emitter electrode pattern 10 substrate 16 gate electrode

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基体上にMOSトランジスタとバイポー
ラトランジスタとが形成されてなる半導体装置の製造方
法であって、 前記基体表面に絶縁膜と導電膜とをこの順に積層形成
し、続いてリソグラフィおよびエッチングによって前記
導電膜を、前記MOSトランジスタのゲート電極のパタ
ーンに形成すると同時に前記バイポーラトランジスタの
ベース電極あるいはエミッタ電極のパターンに形成する
第1工程と、 前記ベース電極のパターンあるいは前記エミッタ電極の
パターンと前記基体との間の前記絶縁膜における原子間
の結合を切断する第2工程とを有することを特徴とする
半導体装置の製造方法。
1. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising a MOS transistor and a bipolar transistor formed on a substrate, wherein an insulating film and a conductive film are laminated in this order on the surface of the substrate, followed by lithography and etching. Forming the conductive film in the pattern of the gate electrode of the MOS transistor and simultaneously forming the conductive film in the pattern of the base electrode or the emitter electrode of the bipolar transistor, and the pattern of the base electrode or the pattern of the emitter electrode, and A second step of breaking bonds between atoms in the insulating film between the substrate and the substrate, and a method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項2】 前記第2工程における切断を、前記ベー
ス電極のパターンあるいは前記エミッタ電極のパターン
および前記絶縁膜を通過させて前記基体へイオンを注入
することによって行うことを特徴とする請求項1記載の
半導体装置の製造方法。
2. The cutting in the second step is performed by implanting ions into the substrate through the pattern of the base electrode or the pattern of the emitter electrode and the insulating film. A method for manufacturing a semiconductor device as described above.
【請求項3】 前記第2工程における切断を、前記ベー
ス電極のパターンあるいは前記エミッタ電極のパターン
および前記絶縁膜を通過させて前記基体へイオンを注入
し、その後該基体を熱処理することによって行うことを
特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
3. The cutting in the second step is performed by implanting ions into the substrate through the pattern of the base electrode or the pattern of the emitter electrode and the insulating film, and then heat treating the substrate. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12024621B2 (en) 2018-06-29 2024-07-02 Dow Global Technologies Llc Foam bead and sintered foam structure

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