JPH1154641A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

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JPH1154641A
JPH1154641A JP20570897A JP20570897A JPH1154641A JP H1154641 A JPH1154641 A JP H1154641A JP 20570897 A JP20570897 A JP 20570897A JP 20570897 A JP20570897 A JP 20570897A JP H1154641 A JPH1154641 A JP H1154641A
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polysilicon
forming
oxide film
emitter
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To minimize the base resistance of a bipolar transistor, to make a base-emitter breakdown voltage controllable, and to improve hfe in a semiconductor device of a Bi-CMOS structure. SOLUTION: This device has a spacer on the side surface of a first polysilicon 7 for forming an emitter diffusion layer 21 of a bipolar transistor. The spacer is formed by superposing a thermally oxidized film 8 formed in the same step as a gate oxide film of a MOS transistor, a second polysilicon 9 formed in the same step as a gate of the MOS transistor, and a sidewall 12 of the gate of the MOS transistor. By controlling the thickness of the polysilicon 9, a distance between the layer 21 and an external base diffusion layer 14 can be controlled, thereby making a base-emitter breakdown voltage controllable without changing the characteristics of NMOS and PMOS transistors. Further, since the step of forming the polysilicon 7 comes first, the emitter diffusion layer can be formed before activating a source-drain high- concentration diffusion layer of the MOS transistor, thereby realizing high hfe.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はBi−CMOS半導
体装置に関し、特にバイポーラトランジスタの構造およ
び製造方法に関する。
The present invention relates to a Bi-CMOS device, and more particularly, to a structure and a manufacturing method of a bipolar transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、BiC−MOS半導体装置におい
て、バイポーラ素子の高性能化を多くの工程数を必要と
せず実現する構造がいろいろと提案されている。その一
つに、面積縮小、ベース抵抗の低減を目的としたエミッ
タ拡散層、外部ベース拡散層の形成技術がある。第1の
従来技術として特開平2−101771号公報に記載の
技術を示す。先ず、図9(a)に示すようにシリコン基
板100の主面上に素子分離用の選択酸化膜101とゲ
ート酸化膜102が形成された後、バイポーラトランジ
スタ形成領域のゲート酸化膜102が除去され、P型ポ
リシリコン104とシリコン酸化膜105が順次形成さ
れる。次に、図9(b)に示すように、P型ポリシリコ
ン104とシリコン酸化膜105の2層膜をフォトエッ
チング技術を用いて加工し、べース引出電極4Aが形成
される。次に、P型ポリシリコン104からシリコン基
板100に外部べース拡散層(P型半導体領域)108
が形成される。このP型半導体領域108は、外部ベー
ス拡散層となる。次に、図9(c)に示すように、バイ
ポーラトランジスタ部にN型不純物の拡散を防ぐため
に、薄いシリコン酸化膜117が形成された後、ゲート
と基板100を接続する埋込コンタクト部106に窓開
けが行われ、かつポリサイド樽造のゲート電極18Aを
形成するため、N型ポリシリ118とWSi膜119が
順次形成される。
2. Description of the Related Art Hitherto, various structures have been proposed in a BiC-MOS semiconductor device for realizing high performance of a bipolar element without requiring many steps. One of them is a technique for forming an emitter diffusion layer and an external base diffusion layer for the purpose of reducing the area and the base resistance. As a first conventional technique, a technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-101177 will be described. First, as shown in FIG. 9A, after a selective oxide film 101 for element isolation and a gate oxide film 102 are formed on a main surface of a silicon substrate 100, the gate oxide film 102 in a bipolar transistor formation region is removed. , P-type polysilicon 104 and silicon oxide film 105 are sequentially formed. Next, as shown in FIG. 9B, the two-layered film of the P-type polysilicon 104 and the silicon oxide film 105 is processed by using the photo-etching technique to form the base extraction electrode 4A. Next, an external base diffusion layer (P-type semiconductor region) 108 is formed from the P-type polysilicon 104 to the silicon substrate 100.
Is formed. This P-type semiconductor region 108 becomes an external base diffusion layer. Next, as shown in FIG. 9C, after a thin silicon oxide film 117 is formed in order to prevent diffusion of N-type impurities in the bipolar transistor portion, the embedded contact portion 106 connecting the gate and the substrate 100 is formed. In order to form a window and to form a gate electrode 18A made of a polycide barrel, an N-type polysilicon 118 and a WSi film 119 are sequentially formed.

【0003】次に、図10(a)に示すように、ゲート
電極18Aの加工が行われ、低濃度ドレインを形成する
ためのN- 拡散層107が形成される。次に、図10
(b)に示すように、CVD酸化膜を被着した後、異方
性エッチングによりMOSのゲート電極18Aの側面及
びバイポーラトランジスタのべース引出電極4Aの側面
にサイドウォールスペーサ110が形成される。さら
に、図10(c)のように、予めエミッタの下に形成さ
れた内部べース層112、エミッタ拡散層114が形成
されNMOSのソース・ドレイン111及びN型ポリシ
リコンによるエミッタポリシリコン113が形成され、
その後通常の処理を行ってBi−CMOS半導体装置が
完成される。
Next, as shown in FIG. 10A, the gate electrode 18A is processed to form an N - diffusion layer 107 for forming a low concentration drain. Next, FIG.
As shown in (b), after the CVD oxide film is deposited, sidewall spacers 110 are formed on the side surfaces of the gate electrode 18A of the MOS and the side surfaces of the base extraction electrode 4A of the bipolar transistor by anisotropic etching. . Further, as shown in FIG. 10C, an internal base layer 112 and an emitter diffusion layer 114 formed beforehand under the emitter are formed, and the source / drain 111 of the NMOS and the emitter polysilicon 113 of N-type polysilicon are formed. Formed,
Thereafter, normal processing is performed to complete the Bi-CMOS device.

【0004】この第1の従来技術では、べース引出電極
4Aの側壁にサイドウォールスペーサ110を形成し、
このサイドウォールスペーサ110に対して自己整合で
エミッタ電極113を形成する一方、遷移金属を主体と
するゲート電極18Aの側壁にサイドウォールスペーサ
110を形成する。このため、バイポーラトランジスタ
のべース引出電極4Aと、MOSトランジスタのゲート
電極18Aとは異なる工程で形成され、その後前記両電
極の側壁に形成されるサイドウォールスペーサ110が
同一工程で形成されることになる。前記べース引出電極
4AはP型ポリシリコンで形成され、外部ベース拡散層
108は前記P型ポリシリコンを拡散源として形成さ
れ、エミッタ拡散層114とサイドウォールスペーサ1
10を挟んで形成される構造を有している。そのため、
エミッタ拡散層114と外部べース拡散層108との間
に位置合わせによるマージンが不要となり、面積が縮小
でき、べース抵抗を小さくできる。
In the first prior art, a sidewall spacer 110 is formed on a side wall of a base extraction electrode 4A,
The emitter electrode 113 is formed by self-alignment with the sidewall spacer 110, and the sidewall spacer 110 is formed on the side wall of the gate electrode 18A mainly composed of a transition metal. For this reason, the base extraction electrode 4A of the bipolar transistor and the gate electrode 18A of the MOS transistor are formed in different steps, and then the sidewall spacers 110 formed on the side walls of the two electrodes are formed in the same step. become. The base extraction electrode 4A is formed of P-type polysilicon, the external base diffusion layer 108 is formed using the P-type polysilicon as a diffusion source, and the emitter diffusion layer 114 and the sidewall spacer 1 are formed.
10 is formed. for that reason,
A margin for alignment between the emitter diffusion layer 114 and the external base diffusion layer 108 is not required, the area can be reduced, and the base resistance can be reduced.

【0005】また、第2の従来技術として、エミッタ拡
散層を形成するための拡散源となるポリシリコンをマス
クとして、外部べースが形成された構造も提案されてい
る。この第2の実施例として特開平3−235362で
は、図11(a)に示すように、P型基板201にN+
埋込層202及びP+ 埋込層203を選択的に形成した
後、N- エピタキシャル層205を堆積する。次いで、
Pウェル層205、Nウェル層206及びコレクタ引出
層207を選択的に形成した後、選択酸化法により、フ
イールド酸化膜208を形成する。次に、ゲート酸化膜
209及び第1のポリシリコンよりなるゲート電極21
0を形成した後、MOSトランジスタのLDD構造のた
めのN- ソース・ドレイン層211、P- ソース・ドレ
イン層212、及びP- ベース層213を形成する。そ
の際、前記P- ソース・ドレイン層とべース拡散層は同
時に形成してもよい。
As a second prior art, a structure in which an external base is formed using polysilicon serving as a diffusion source for forming an emitter diffusion layer as a mask has been proposed. In JP-A-3-235362 as the second embodiment, as shown in FIG. 11 (a), the P-type substrate 201 N +
After selectively forming the buried layer 202 and the P + buried layer 203, an N epitaxial layer 205 is deposited. Then
After selectively forming the P-well layer 205, the N-well layer 206, and the collector extraction layer 207, a field oxide film 208 is formed by a selective oxidation method. Next, a gate oxide film 209 and a gate electrode 21 made of first polysilicon are formed.
After forming 0, an N - source / drain layer 211, a P - source / drain layer 212, and a P - base layer 213 for the LDD structure of the MOS transistor are formed. At this time, the P - source / drain layer and the base diffusion layer may be formed simultaneously.

【0006】次に、図11(b)に示すように、CVD
法によりシリコン酸化膜214を堆積しパイポーラトラ
ンジスタのエミッタ形成予定領域にエミッタ窓215を
RIE等の異方性エッチングにより開口する。次いで、
CVD法により第2ポリシリコン216を堆積しヒ素ま
たはリンをイオン注入することにより、N型にドーピン
グする。
[0006] Next, as shown in FIG.
A silicon oxide film 214 is deposited by a method, and an emitter window 215 is opened in a region where an emitter of the bipolar transistor is to be formed by anisotropic etching such as RIE. Then
The second polysilicon 216 is deposited by the CVD method, and arsenic or phosphorus is ion-implanted to be N-type doped.

【0007】次に、図12(a)に示すように、前記エ
ミッタ窓216より多少大きめのレジスト217をマス
クにして、第2ポリシリコン216、シリコン酸化膜2
14及びゲート酸化膜209をRIE等により異方性エ
ッチングを行ってシリコン表面を露出させ第2ポリシリ
コンからなるエミッタ電極を形成するとともに、ポリシ
リコン電極210の側面にシリコン酸化膜218からな
る側壁を形成する。次に、図12(b)に示すように、
先に第2ポリシリコン216とシリコン酸化膜214を
エッチングする際に用いたレジスト217、ゲート電極
210及び側壁218をマスクとして、選択的にポロン
をイオン注入し、パイポーラトランジスタと外部ベース
219とPMOSのP+ ソース・ドレイン層220を選
択的に形成する。この時、レジスト17をマスクにして
セルフアラインで外部べースを形成するため、エミッタ
電極を構成する第2のポリシリコン217と外部べース
219の距離Bを短くすることができ、したがって面積
を縮小しかつパイポーラトランジクタのベース砥抗を下
げることができる。
Next, as shown in FIG. 12A, a second polysilicon 216 and a silicon oxide film 2 are formed by using a resist 217 slightly larger than the emitter window 216 as a mask.
14 and the gate oxide film 209 are anisotropically etched by RIE or the like to expose the silicon surface to form an emitter electrode made of the second polysilicon, and to form a side wall made of the silicon oxide film 218 on the side surface of the polysilicon electrode 210. Form. Next, as shown in FIG.
Using the resist 217, the gate electrode 210, and the side wall 218 previously used for etching the second polysilicon 216 and the silicon oxide film 214 as a mask, polon is selectively ion-implanted to form a bipolar transistor, an external base 219, and a PMOS. P + source / drain layer 220 is selectively formed. At this time, since the external base is formed in a self-aligned manner using the resist 17 as a mask, the distance B between the second polysilicon 217 constituting the emitter electrode and the external base 219 can be reduced, and therefore the area can be reduced. And the base resistance of the bipolar transactor can be reduced.

【0008】次に、図12(c)に示すように、レジス
ト217を除去した後、半導体表面にシリコン酸化膜2
21を形成する。次いで、バイポーラトランジスタのコ
レクタ領域のN+ 拡散層222、NMOSのN+ 拡散層
223をヒ素またはリンのイオン注入により形成し、ア
ニールすることにより、これら拡散層を活性化させると
同時に、第2のポリシリコン216からN型の不純物の
拡散によりエミッタ224を形成する。以上の工程によ
りBi−CMOS半導体装置が形成される。
Next, as shown in FIG. 12C, after removing the resist 217, a silicon oxide film 2 is formed on the semiconductor surface.
21 are formed. Next, the N + diffusion layer 222 of the collector region of the bipolar transistor and the N + diffusion layer 223 of the NMOS are formed by ion implantation of arsenic or phosphorus, and are annealed to activate these diffusion layers. An emitter 224 is formed from the polysilicon 216 by diffusing an N-type impurity. Through the above steps, a Bi-CMOS semiconductor device is formed.

【0009】この第2の従来技術では、半導体基板20
1上にCMOSトランジスタのゲート酸化膜209、第
1のポリシリコンからなるゲート電極210、パイポー
ラトランジスタのべース拡散層213、NMOS・PM
OSの低濃度ソース・ドレイン211が形成されてお
り、バイポーラトランジスタのべース拡散層213上に
は、第1の絶縁膜および開口部を介してエミッタ拡散層
224を形成するための拡散源となる第2のポリシリコ
ン216が形成されており、かつ第2のポリシリコン2
16をマスクとして外部べース拡散層219が形成され
ている。また、前記第1の絶縁膜はNMOS・PMOS
のゲート電極210の側壁218を形成しており、この
側壁218により高濃度ソース・ドレイン223が低濃
度ソース・ドレイン212に対してセルフアラインで形
成されている。
In the second prior art, the semiconductor substrate 20
1, a gate oxide film 209 of a CMOS transistor, a gate electrode 210 made of first polysilicon, a base diffusion layer 213 of a bipolar transistor, an NMOS PM
A low concentration source / drain 211 of OS is formed, and a diffusion source for forming an emitter diffusion layer 224 through a first insulating film and an opening is formed on a base diffusion layer 213 of the bipolar transistor. A second polysilicon 216 is formed, and the second polysilicon 2
An external base diffusion layer 219 is formed using 16 as a mask. Further, the first insulating film is formed of an NMOS / PMOS.
Side wall 218 of the gate electrode 210 is formed, and the high concentration source / drain 223 is formed in self alignment with the low concentration source / drain 212 by the side wall 218.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】前記した第1の従来技
術では、MOSトランジスタのホットキャリア耐性要求
およびON電流要求からくるゲート側壁膜厚と、バイポ
ーラトランジスタのエミッタ・べース耐圧要求からくる
側壁膜厚が一致しなければならない。しかしバイポーラ
トランジスタは、高耐圧を要求されことが多いため、エ
ミッタ・べース耐圧は高くする必要がある。そのために
は、側壁膜厚を厚くしエミッタ拡散層と外部べース拡散
層の距離を離す必要がある。一方、側壁膜厚を厚くする
とMOSトランジスタのON電流が減少するというトレ
ードオフの関係があり、高耐圧・高速動作を実現するの
は困難という第1の問題がある。また、また、NMO
S,PMOSの各トランジスタのゲート寸法の微細化が
進んだため、ソース・ドレイン高濃度拡散層の横広がり
を防止するため、活性化の熱処理を低温かつ短時間で行
う必要があるが、前記第1の従来技術では構造上バイポ
ーラトランジスタのエミッタ拡散層と、NMOS,PM
OS各トランジスタのソース・ドレイン高濃度拡散層は
同一熱処理で活性化されるので、パイポーラトランジス
タのhfeが大きくならないという第2の問題もある。
In the first prior art, the thickness of the gate sidewall obtained from the hot carrier resistance requirement and the ON current requirement of the MOS transistor, and the side wall thickness derived from the emitter-base breakdown voltage requirement of the bipolar transistor. The film thickness must match. However, since bipolar transistors are often required to have a high breakdown voltage, the emitter-base breakdown voltage must be increased. To this end, it is necessary to increase the thickness of the side wall and increase the distance between the emitter diffusion layer and the external base diffusion layer. On the other hand, when the thickness of the side wall is increased, there is a trade-off relationship that the ON current of the MOS transistor decreases, and there is a first problem that it is difficult to realize a high breakdown voltage and a high speed operation. Also, NMO
Since the gate dimensions of the S and PMOS transistors have been miniaturized, heat treatment for activation needs to be performed at low temperature and in a short time in order to prevent the lateral diffusion of the source / drain high concentration diffusion layer. In the prior art, an emitter diffusion layer of a bipolar transistor, an NMOS and a PM
Since the source / drain high concentration diffusion layer of each OS transistor is activated by the same heat treatment, there is also a second problem that hfe of the bipolar transistor does not increase.

【0011】また、前記第2の従来技術では、エミッタ
窓とエミッタ電極との距離を露光用のマスクで調整でき
るためエミッタ拡散層と外部べース拡散層の距離を側壁
膜厚以上に設定できるため、前述の第1の問題は回避す
ることができる。しかし、前記第2の問題はその構造
上、改善が困難であった。
In the second prior art, the distance between the emitter window and the emitter electrode can be adjusted by the exposure mask, so that the distance between the emitter diffusion layer and the external base diffusion layer can be set to be equal to or greater than the side wall thickness. Therefore, the first problem described above can be avoided. However, the second problem is difficult to improve due to its structure.

【0012】本発明は、MOSトランジスタのゲート寸
法が微細化されておりかつバイポーラトランジスタのベ
ース抵抗を最小にしつつべ−ス・エミッタ耐圧を制御す
ることが可能であり、しかもhfeが高いBi−CMOS
構成の半導体装置を最小の製造工程数で得るこことを目
的としている。
According to the present invention, a Bi-CMOS in which the gate dimensions of a MOS transistor are miniaturized and the base-emitter breakdown voltage can be controlled while minimizing the base resistance of the bipolar transistor, and the hfe is high.
It is intended to obtain a semiconductor device having the configuration with a minimum number of manufacturing steps.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
バイポーラトランジスタは、前記半導体基板に形成され
たコレクタ拡散層と、このコレクタ拡散層上に形成され
た外部ベース拡散層及びベース拡散層と、前記ベース拡
散層に形成されたエミッタ拡散層と、前記コレクタ拡散
層、前記外部ベース拡散層、前記エミッタ拡散層にそれ
ぞれ電気接続される電極とを備えており、前記エミッタ
電極は前記エミッタ拡散層上に密接状態に形成された第
1のポリシリコンで構成され、前記第1のポリシリコン
の側面には、前記MOSトランジスタのゲート酸化膜と
同一工程で形成される熱酸化膜と、前記MOSトランジ
スタのゲートと同一工程で形成される第2のポリシリコ
ンと、前記MOSトランジスタゲートの側壁と同一工程
で形成された絶縁膜とで構成されるスペーサを有し、こ
のスペーサにより前記エミッタ拡散層と外部べース拡散
層がセルフアラインで形成されていることを特徴とす
る。ここで、前記第1のポリシリコンと基板の間に、前
記第1のポリシリコンの両側から中心に向けて突出され
た凹部が形成されており、この凹部内に前記MOSトラ
ンジスタのゲート酸化膜と同一工程で形成される熱酸化
膜が埋設された庇部が存在している構成とすることが好
ましい。
According to the present invention, there is provided a semiconductor device comprising:
A bipolar transistor comprising: a collector diffusion layer formed on the semiconductor substrate; an external base diffusion layer and a base diffusion layer formed on the collector diffusion layer; an emitter diffusion layer formed on the base diffusion layer; A diffusion layer, the external base diffusion layer, and an electrode electrically connected to the emitter diffusion layer, wherein the emitter electrode is formed of first polysilicon formed in close contact with the emitter diffusion layer. A thermal oxide film formed in the same step as the gate oxide film of the MOS transistor on a side surface of the first polysilicon, a second polysilicon formed in the same step as the gate of the MOS transistor, A spacer composed of a side wall of the MOS transistor gate and an insulating film formed in the same step; Serial emitter diffusion layer and the external base over gas diffusion layer is characterized in that it is formed in self-alignment. Here, a recess is formed between the first polysilicon and the substrate, the recess protruding from both sides of the first polysilicon toward the center, and a gate oxide film of the MOS transistor is formed in the recess. It is preferable that an eaves portion in which a thermal oxide film formed in the same step is embedded is present.

【0014】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
半導体基板にコレクタ拡散層を形成する工程と、前記
コレクタ拡散層上にべース拡散層を形成する工程と、前
記ベース拡散層上にエミッタ拡散層を形成するための拡
散源となる第1のポリシリコンを所要のパターンに形成
する工程と、前記半導体基板の表面上にMOSトランジ
スタのゲート酸化膜を熱酸化により形成し、これと同時
に前記第1のポリシリコンの側壁に同じ熱酸化膜を形成
する工程と、前記MOSトランジスタのゲート用に第2
のポリシリコンを所要のパターンを形成し、これと同時
に前記第1のポリシリコンの側壁の熱酸化膜の両側にも
第2のポリシリコンを形成する工程と、前記MOSトラ
ンジスタゲートの両側に側壁を形成し、これと同時に前
記第1のポリシリコンの両側の前記第2のポリシリコン
の側面に側壁を形成する工程と、前記第1のポリシリコ
ン、熱酸化膜及び第2のポリシリコンからなるスペーサ
をマスクにして外部べース拡散層を形成する工程と、前
記第1のポリシリコンから前記ベース拡散層に不純物を
拡散してエミッタ拡散層を形成する工程を含んでいる。
Further, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention
A step of forming a collector diffusion layer on the semiconductor substrate, a step of forming a base diffusion layer on the collector diffusion layer, and a first source serving as a diffusion source for forming an emitter diffusion layer on the base diffusion layer Forming polysilicon in a required pattern, forming a gate oxide film of a MOS transistor on the surface of the semiconductor substrate by thermal oxidation, and simultaneously forming the same thermal oxide film on a side wall of the first polysilicon; And a second step for the gate of the MOS transistor.
Forming a desired pattern of polysilicon and simultaneously forming second polysilicon on both sides of the thermal oxide film on the side wall of the first polysilicon, and forming sidewalls on both sides of the MOS transistor gate. Forming and simultaneously forming side walls on the side surfaces of the second polysilicon on both sides of the first polysilicon, and a spacer comprising the first polysilicon, a thermal oxide film and a second polysilicon. Forming an external base diffusion layer with the mask as a mask, and diffusing impurities from the first polysilicon into the base diffusion layer to form an emitter diffusion layer.

【0015】この場合、前記ベース拡散層を形成した後
に、前記半導体基板の表面に酸化膜を形成し、前記エミ
ッタ拡散層を形成する領域にこれよりも狭い開口部を形
成して前記半導体基板を露出させる工程と、この開口部
を含む領域に前記第1のポリシリコンを所要のパターン
に形成し、その後に前記酸化膜を等方性エッチングによ
り除去して前記第1のポリシリコンと半導体基板との間
に凹部を形成し、かつこの凹部を前記ゲート酸化膜と同
時に熱酸化膜で埋め込む工程を含むことが好ましい。
In this case, after the base diffusion layer is formed, an oxide film is formed on the surface of the semiconductor substrate, and a narrower opening is formed in a region where the emitter diffusion layer is formed, thereby forming the semiconductor substrate. Exposing, forming the first polysilicon in a region including the opening in a required pattern, and then removing the oxide film by isotropic etching to form the first polysilicon and the semiconductor substrate. It is preferable to include a step of forming a concave portion between them and filling the concave portion with a thermal oxide film simultaneously with the gate oxide film.

【0016】本発明では、エミッタ拡散層を形成するた
めの第1のポリシリコンの側面に、MOSトランジスタ
のゲート酸化膜と同一工程の熱酸化膜と、MOSトラン
ジスタのゲートと同一工程の第2のポリシリコンと、M
OSトランジスタゲートの側壁とが重畳されたスペーサ
を有しているため、第2のポリシリの膜厚を制御するこ
とにより、エミッタ拡散層と外部ベース拡散層の距離を
制御でき、NMOS、PMOSの特性を変化させること
なくべ−ス・エミッタ耐圧の制御が可能となる。また、
第1のポリシリコンを成長し所定のパターンを形成する
工程が一番最初であるため、MOSトランジスタのソー
ス・ドレイン高濃度拡散層の活性化の前にエミッタ拡散
層を形成することが可能となり、高hfeを実現すること
ができる。
According to the present invention, a thermal oxide film in the same step as the gate oxide film of the MOS transistor and a second step in the same step as the gate of the MOS transistor are formed on the side surface of the first polysilicon for forming the emitter diffusion layer. Polysilicon and M
Since the spacer overlaps with the side wall of the OS transistor gate, the distance between the emitter diffusion layer and the external base diffusion layer can be controlled by controlling the thickness of the second polysilicon, and the characteristics of NMOS and PMOS can be controlled. , The base-emitter breakdown voltage can be controlled without changing the threshold voltage. Also,
Since the step of growing the first polysilicon and forming a predetermined pattern is the first step, the emitter diffusion layer can be formed before the activation of the source / drain high concentration diffusion layer of the MOS transistor. High hfe can be realized.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図1は本発明の第1の実施形態の断
面図である。P型サブストレート(pサブ)1上にN型
コレクタ拡散層3、Pウェル4、およびNウェル5が形
成され、フィールド酸化膜2によりそして領域が画成さ
れている。前記N型コレクタ拡散層3にはバイポーラト
ランジスタが形成されており、また、前記Pウェル4と
Nウェル上にはそれぞれNMOSトランジスタとPMO
Sトランジスタが形成されている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of the first embodiment of the present invention. An N-type collector diffusion layer 3, a P-well 4, and an N-well 5 are formed on a P-type substrate (p-sub) 1, and a region is defined by a field oxide film 2. A bipolar transistor is formed in the N-type collector diffusion layer 3, and an NMOS transistor and a PMO are formed on the P well 4 and the N well, respectively.
An S transistor is formed.

【0018】前記バイポーラトランジスタを構成するた
めのべース拡散層6とP+ 拡散層(外部ベース拡散層)
14が形成されている。また、前記べース拡散層6中に
は、エミッタポリシリコン7を拡散源としてエミッタ拡
散層21が形成されている。前記エミッタポリシリコン
7の側面には、前記各MOSトランジスタのゲート酸化
工程で形成されたゲート酸化膜8と、前記MOSトラン
ジスタのゲートポリシリコン9と、前記MOSトランジ
スタのゲートサイドウォールと同じ側壁酸化膜12がそ
れぞれスペーサとして形成されており、このスペーサに
より、エミッタ拡散層21と外部べース拡散層14がセ
ルフアラインで形成されている。また、前記N型コレク
タ拡散層3の一部のコレクタ電極部には、前記NMOS
トランジスタと同じN+ 拡散層13が形成されている。
Base diffusion layer 6 and P + diffusion layer (external base diffusion layer) for constituting the bipolar transistor
14 are formed. An emitter diffusion layer 21 is formed in the base diffusion layer 6 using the emitter polysilicon 7 as a diffusion source. On the side surface of the emitter polysilicon 7, a gate oxide film 8 formed in the gate oxidation step of each of the MOS transistors, the gate polysilicon 9 of the MOS transistor, and the same sidewall oxide film as the gate sidewall of the MOS transistor Numerals 12 are respectively formed as spacers, and the emitter diffusion layers 21 and the external base diffusion layers 14 are formed in a self-aligned manner by the spacers. Further, a part of the collector electrode portion of the N-type collector diffusion layer 3 is provided with the NMOS.
The same N + diffusion layer 13 as the transistor is formed.

【0019】一方、前記Pウェル4に形成されている前
記NMOSトランジスタでは、ゲートポリシリコン9と
- 拡散層10がセルフアラインで形成され、側壁酸化
膜12およびゲートポリシリコン9と、N+ 拡散層13
がセルフアラインで形成されている。同様に、前記Nウ
ェル4に形成されている前記PMOSトランジスタで
は、ゲートポリシリコン9とP- 拡散層11がセルフア
ラインで形成され、側壁酸化膜12およびゲートポリシ
リコン9とP+ 拡散層14がセルフアラインで形成され
ている。そして、前記した各拡散層上には、Tiシリサ
イド15が形成されており、このTiシリサイド15上
にシリコン酸化膜16およびBPSG膜17が積層され
ている。コンタクト部には、バリア膜18およびWプラ
グが埋設されており、配線としてAlCu膜20が形成
されている。
Meanwhile, in the NMOS transistor formed in the P-well 4, the gate polysilicon 9 and the N - diffusion layer 10 is formed in self-alignment, a side wall oxide film 12 and the gate polysilicon 9, N + diffusion Layer 13
Are formed in a self-aligned manner. Similarly, in the PMOS transistor formed in the N well 4, the gate polysilicon 9 and the P diffusion layer 11 are formed in a self-aligned manner, and the side wall oxide film 12, the gate polysilicon 9 and the P + diffusion layer 14 are It is formed in a self-aligned manner. A Ti silicide 15 is formed on each of the diffusion layers described above, and a silicon oxide film 16 and a BPSG film 17 are stacked on the Ti silicide 15. In the contact portion, a barrier film 18 and a W plug are buried, and an AlCu film 20 is formed as a wiring.

【0020】図2は前記バイポーラトランジスタのエミ
ッタ、ベース、コレクタの各コンタクトの平面レイアウ
ト図であり、特に同図の一点鎖線部は前記エミッタポリ
シリコン膜を示している。
FIG. 2 is a plan layout view of the emitter, base and collector contacts of the bipolar transistor. In particular, the dashed line in FIG. 2 shows the emitter polysilicon film.

【0021】前記図1及び図2の製造方法を図3ないし
図5に示す。先ず、図3(a)のように、Pサブ1上に
選択酸化法を用いて所要領域にフィールド酸化膜2を形
成したのち、N型コレクタ拡散層3、Pウェル4、Nウ
ェル5をそれぞれ500keV〜1500keVのエネ
ルギでポロンおよびリンイオン注入により形成する。次
いで、熱酸化により全面にシリコン酸化膜23を20〜
50nm形成する。その後、10〜30kevのエネル
ギでポロンイオン注入を行いべース拡散層6を形成す
る。さらに、図3(b)のように、前記シリコン酸化膜
23を全面除去した後、ヒ素ドープのエミッタポリシリ
コン7を150nmから250nm成長し、所定のパタ
ーンを形成した後、ゲート酸化膜8を6〜15nm形成
する。このとき、前記エミッタポリシリコン7にもシリ
コン酸化膜が形成される。
The manufacturing method of FIGS. 1 and 2 is shown in FIGS. First, as shown in FIG. 3A, after a field oxide film 2 is formed in a required region on a P sub-substrate 1 by using a selective oxidation method, an N-type collector diffusion layer 3, a P well 4, and an N well 5 are respectively formed. It is formed by polon and phosphorus ion implantation at an energy of 500 keV to 1500 keV. Next, a silicon oxide film 23 is formed on the entire surface by thermal oxidation.
It is formed to a thickness of 50 nm. Thereafter, boron ions are implanted at an energy of 10 to 30 keV to form the base diffusion layer 6. Further, as shown in FIG. 3B, after the silicon oxide film 23 is entirely removed, an arsenic-doped emitter polysilicon 7 is grown from 150 nm to 250 nm and a predetermined pattern is formed. To 15 nm. At this time, a silicon oxide film is also formed on the emitter polysilicon 7.

【0022】次いで、図4(a)のように、リンドープ
のゲートポリシリコン9を150nm成長し、900℃
程度の熱処理を行なう。これにより、前記エミッタポリ
シリコン7からベース拡散層6に不純物が拡散され、エ
ミッタ拡散層21を形成する。その後、ゲートポリシリ
コン9を所定のパターンに加工する。そのとき、エミッ
タポリシリコン7の側面にゲートポリシリコン9のサイ
ドウォールが形成される。その後、常法によりイオン注
入法によりN- 拡散層10およびP- 拡散層11をそれ
ぞれ選択的に形成する。さらに、図4(b)のように、
全面に側壁酸化膜12を100nm形成した後、エツチ
バックを行いエミッタポリシリコン7の側面およびゲー
トポリシリコン9の側面にそれぞれサイドウォールを形
成する。その後、P型不純物を導入したくない部分をフ
ォトレジスト22でマスクし、フッ化ポロンを40〜6
0keVのエネルギでイオン注入し、バイポーラトラン
ジスタの外部べース拡散層14およびPMOSのP+
散層14をそれぞれ形成する。
Next, as shown in FIG. 4A, a phosphorus-doped gate polysilicon 9 is grown to a thickness of 150 nm,
A degree of heat treatment is performed. As a result, impurities are diffused from the emitter polysilicon 7 to the base diffusion layer 6 to form the emitter diffusion layer 21. Thereafter, the gate polysilicon 9 is processed into a predetermined pattern. At this time, sidewalls of the gate polysilicon 9 are formed on the side surfaces of the emitter polysilicon 7. Thereafter, N diffusion layer 10 and P diffusion layer 11 are selectively formed by an ion implantation method according to a conventional method. Further, as shown in FIG.
After a sidewall oxide film 12 is formed to a thickness of 100 nm over the entire surface, etch back is performed to form sidewalls on the side surfaces of the emitter polysilicon 7 and the gate polysilicon 9, respectively. After that, the portion where the P-type impurity is not to be introduced is masked with the photoresist 22 and the polon fluoride is coated with 40 to 6 parts.
Ion implantation is performed at an energy of 0 keV to form an external base diffusion layer 14 of the bipolar transistor and a P + diffusion layer 14 of the PMOS, respectively.

【0023】さらに、同様な方法で、図5のように、4
0〜80keVのエネルギでヒ素イオン注入によりN+
拡散層13を形成した後、800℃程度の熱処理で前記
外部べース拡散層、P+ 拡散層およびN+ 拡散層の活性
化を行う。なお、図4(b)において、エミッタポリシ
リコン中に反対導電型の不純物が導入されているが、面
積が小さいことと、熱処理温度が低いことにより、バイ
ポーラトランジスタに与える影響はほとんどない。その
後、前記各拡散層およびポリシリコンの表面にTiシリ
サイド15を形成する。しかる後、図1に示したよう
に、シリコン酸化膜16およびBPSG膜17を順次形
成し、CMP法により平坦化を行った後、コンタクトを
開口し、バリアメタル18、Wプラグ19、AlCu配
線を順次形成することにより、前記した半導体装置が製
造される。
Further, in the same manner, as shown in FIG.
N + by arsenic ion implantation at an energy of 0 to 80 keV
After the diffusion layer 13 is formed, the external base diffusion layer, the P + diffusion layer, and the N + diffusion layer are activated by a heat treatment at about 800 ° C. In FIG. 4B, the impurity of the opposite conductivity type is introduced into the emitter polysilicon. However, since the area is small and the heat treatment temperature is low, there is almost no influence on the bipolar transistor. Thereafter, a Ti silicide 15 is formed on the surface of each of the diffusion layers and the polysilicon. Thereafter, as shown in FIG. 1, a silicon oxide film 16 and a BPSG film 17 are sequentially formed, flattened by a CMP method, a contact is opened, and a barrier metal 18, a W plug 19, and an AlCu wiring are formed. The semiconductor device described above is manufactured by sequentially forming the semiconductor device.

【0024】このように、この実施形態では、MOSト
ランジスタのゲート酸化膜8と同一工程の熱酸化膜と、
MOSトランジスタのゲートと同一工程の第2のポリシ
リコン9と、MOSトランジスタゲートの側壁酸化膜1
2とが重畳されたスペーサーを有こることになるため、
前記第2のポリシリコン9の膜厚を制御することによ
り、エミッタ拡散層21と外部ベース拡散層14の距離
を制御することが可能となる。これにより、NMOS、
PMOSの各トランジスタの特性を変化させることなく
べース・エミッタ耐圧の制御が可能となる。また、エミ
ッタ拡散層21を形成するための拡散源となる第1のポ
リシリコン7を成長し所定のパターンを形成する工程が
一番最初であるため、MOSトランジスタのソース・ド
レイン高濃度拡散層13の活性化の前にエミッタ拡散層
21を形成することが可能となり高hfeを実現すること
が可能となる。
As described above, in this embodiment, the thermal oxide film in the same step as the gate oxide film 8 of the MOS transistor,
Second polysilicon 9 in the same step as the gate of the MOS transistor, and sidewall oxide film 1 of the gate of the MOS transistor
2 will have a superimposed spacer,
The distance between the emitter diffusion layer 21 and the external base diffusion layer 14 can be controlled by controlling the thickness of the second polysilicon 9. This allows NMOS,
The base-emitter breakdown voltage can be controlled without changing the characteristics of each transistor of the PMOS. Since the first step of growing the first polysilicon 7 serving as a diffusion source for forming the emitter diffusion layer 21 and forming a predetermined pattern is the first step, the source / drain high concentration diffusion layer 13 of the MOS transistor is formed. It is possible to form the emitter diffusion layer 21 before the activation, and it is possible to realize a high hfe.

【0025】図6は本発明の第2の実施形態の断面図で
ある。この実施形態では、前記第1の実施形態に比べて
高ベース・エミッタ耐圧が要求される場合に適してい
る。この実施形態において前記第1の実施形態と異なる
点は、エミッタポリシリコン7とベース拡散層6との間
に庇部8aが形成されている点である。この庇部8aは
MOSトランジスタのゲート酸化膜8と同じシリコン酸
化膜で形成されている。このように、庇部8aが形成さ
れることにより、庇部8aの分だけ外部ベース拡散層1
4とエミッタ拡散層21の距離が長くなり、これにより
高ベース・エミッタ耐圧が実現される。図7は、この第
2の実施形態のバイポーラトランジスタのコンタクトの
レイアウト図である。
FIG. 6 is a sectional view of a second embodiment of the present invention. This embodiment is suitable for the case where a higher base-emitter breakdown voltage is required as compared with the first embodiment. This embodiment is different from the first embodiment in that an eaves portion 8a is formed between the emitter polysilicon 7 and the base diffusion layer 6. The eave portion 8a is formed of the same silicon oxide film as the gate oxide film 8 of the MOS transistor. By forming the eaves portion 8a in this manner, the outer base diffusion layer 1 is formed by the eaves portion 8a.
4 and the emitter diffusion layer 21 become longer, thereby realizing a high base-emitter breakdown voltage. FIG. 7 is a layout diagram of contacts of the bipolar transistor according to the second embodiment.

【0026】図8は前記第2の実施形態の製造に際して
の主要な工程を示す断面図である。先ず、図8(a)の
ように、Pサブ1上に選択酸化法を用いてフィールド酸
化膜2を形成したのち、N型コレクタ拡散層3、Pウェ
ル4、Nウェル5をそれぞれ500keV,1500k
eVのエネルギでポロンおよびリンイオン注入により形
成した後、熱酸化によりシリコン酸化膜23を20〜5
0nm形成する。その後、10〜30kevのエネルギ
でポロンイオン注入を行いべ−ス拡散層6を形成する。
その後フォトリソグラフィ技術により開口部を設ける。
次いで、図8(b)のように、ヒ素ドープのエミッタポ
リシリコン7を150nmから250nm成長し、所定
のパターンを形成した後シリコン酸化膜を23全面除去
する。これにより、エミッタポリシリコン7の両側に中
心側に向けて窪みが形成される。その後、ゲート酸化膜
8を6〜15nm形成すると、前記庇部8aが形成され
る。以下、前記した第2の実施形態の図3(b)以降の
工程と同じ製造方法を行うことにより、前記した図6の
半導体装置が製造される。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing main steps in manufacturing the second embodiment. First, as shown in FIG. 8A, after a field oxide film 2 is formed on a P sub-substrate 1 by using a selective oxidation method, an N-type collector diffusion layer 3, a P well 4, and an N well 5 are respectively set to 500 keV and 1500 k.
After being formed by polon and phosphorus ion implantation at an energy of eV, the silicon oxide film 23 is thermally
0 nm is formed. Thereafter, boron ions are implanted at an energy of 10 to 30 keV to form the base diffusion layer 6.
Thereafter, an opening is provided by photolithography.
Next, as shown in FIG. 8B, an arsenic-doped emitter polysilicon 7 is grown from 150 nm to 250 nm, a predetermined pattern is formed, and the entire silicon oxide film 23 is removed. As a result, depressions are formed on both sides of the emitter polysilicon 7 toward the center. Thereafter, when the gate oxide film 8 is formed to have a thickness of 6 to 15 nm, the eaves portion 8a is formed. Hereinafter, the semiconductor device of FIG. 6 described above is manufactured by performing the same manufacturing method as the steps after FIG. 3B of the second embodiment.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、エミッタ
拡散層を形成するための第1のポリシリコンの側面に、
MOSトランジスタのゲート酸化膜、ゲート、ゲート側
壁のそれぞれと同一工程の熱酸化膜、第2のポリシリコ
ン、側壁酸化膜とが重畳されたスペーサを有しているた
め、第2のポリシリの膜厚を制御することにより、エミ
ッタ拡散層と外部ベース拡散層の距離を制御でき、NM
OS、PMOSの特性を変化させることなくべ−ス・エ
ミッタ耐圧の制御が可能となる。本発明によれば、第1
の従来技術に対して、本発明の第1の実施形態で約60
%、第2の実施形態で約120%向上することが可能と
なる。また、第1のポリシリコンを所要のパターンに形
成してエミッタ拡散層を形成する工程が、MOSトラン
ジスタのソース・ドレイン高濃度拡散層の活性化の前で
あるため、高hfeを実現することができる。本発明によ
れば、第2の従来技術に対し約2倍の値のhfeを得るこ
とが可能となる。
As described above, according to the present invention, the side surface of the first polysilicon for forming the emitter diffusion layer is
Since the gate oxide film, the gate, and the gate side wall of the MOS transistor have spacers in which the thermal oxide film, the second polysilicon, and the side wall oxide film are overlapped with each other in the same process, the thickness of the second polysilicon film , The distance between the emitter diffusion layer and the external base diffusion layer can be controlled.
The base-emitter breakdown voltage can be controlled without changing the characteristics of the OS and the PMOS. According to the present invention, the first
In the first embodiment of the present invention, about 60
%, And about 120% in the second embodiment. Further, since the step of forming the emitter diffusion layer by forming the first polysilicon in a required pattern is before the activation of the source / drain high concentration diffusion layer of the MOS transistor, it is possible to realize a high hfe. it can. According to the present invention, it is possible to obtain a value of hfe which is about twice that of the second conventional technique.

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

【図1】本発明の半導体装置の第1の実施形態の縦断面
図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a first embodiment of a semiconductor device of the present invention.

【図2】図1の半導体装置のコンタクトのレイアウト図
である。
FIG. 2 is a layout diagram of contacts of the semiconductor device of FIG. 1;

【図3】図1の半導体装置の製造方法を工程順に示す断
面図のその1である。
FIG. 3 is a first sectional view illustrating the method of manufacturing the semiconductor device in FIG. 1 in the order of steps;

【図4】図1の半導体装置の製造方法を工程順に示す断
面図のその2である。
FIG. 4 is a second sectional view illustrating the method of manufacturing the semiconductor device in FIG. 1 in the order of steps;

【図5】図1の半導体装置の製造方法を工程順に示す断
面図のその3である。
FIG. 5 is a third sectional view illustrating the method of manufacturing the semiconductor device of FIG. 1 in the order of steps;

【図6】本発明の半導体装置の第2の実施形態の縦断面
図である。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a second embodiment of the semiconductor device of the present invention.

【図7】図6の半導体装置のコンタクトのレイアウト図
である。
FIG. 7 is a layout diagram of contacts of the semiconductor device of FIG. 6;

【図8】図6の半導体装置の製造方法の主要工程を示す
断面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing main steps of a method for manufacturing the semiconductor device of FIG. 6;

【図9】従来の半導体装置の一例を製造工程順に示す断
面図のその1である。
FIG. 9 is a first sectional view showing an example of a conventional semiconductor device in the order of manufacturing steps.

【図10】従来の半導体装置の一例を製造工程順に示す
断面図のその2である。
FIG. 10 is a second sectional view showing an example of a conventional semiconductor device in the order of manufacturing steps.

【図11】従来の半導体装置の他の例を製造工程順に示
す断面図のその1である。
FIG. 11 is a first sectional view showing another example of the conventional semiconductor device in the order of manufacturing steps.

【図12】従来の半導体装置の他の例を製造工程順に示
す断面図のその2である。
FIG. 12 is a second sectional view showing another example of the conventional semiconductor device in the order of manufacturing steps.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 Pサブストレート(半導体基板) 2 フィールド酸化膜 3 コレクタ拡散層 4 Pウェル 5 Nウェル 6 ベース拡散層 7 第1のポリシリコン 8 ゲート酸化膜 9 第2のポリシリコン 10 N- 拡散層 11 P- 拡散層 12 側壁酸化膜 13 N+ 拡散層 14 P+ 拡散層(外部ベース拡散層) 15 Tiシリサイド 16 シリコン酸化膜 17 PBSG膜 18 バリア膜 20 AlCu膜 21 エミッタ拡散層1 P substrate (semiconductor substrate) 2 field oxide film 3 collector diffusion layer 4 P-well 5 N-well 6 base diffusion layer 7 first polysilicon 8 gate oxide film 9 second polysilicon 10 N - diffusion layer 11 P - Diffusion layer 12 Side wall oxide film 13 N + diffusion layer 14 P + diffusion layer (external base diffusion layer) 15 Ti silicide 16 Silicon oxide film 17 PBSG film 18 Barrier film 20 AlCu film 21 Emitter diffusion layer

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 バイポーラトランジスタとMOSトラン
ジスタとを同一半導体基板上に有するBi−CMOS構
造の半導体装置において、前記バイポーラトランジスタ
は、前記半導体基板に形成されたコレクタ拡散層と、こ
のコレクタ拡散層上に形成された外部ベース拡散層及び
ベース拡散層と、前記ベース拡散層に形成されたエミッ
タ拡散層と、前記コレクタ拡散層、前記外部ベース拡散
層、前記エミッタ拡散層にそれぞれ電気接続される電極
とを備え、前記エミッタ電極は前記エミッタ拡散層上に
密接状態に形成された第1のポリシリコンで構成され、
前記第1のポリシリコンの側面には、前記MOSトラン
ジスタのゲート酸化膜と同一工程で形成される熱酸化膜
と、前記MOSトランジスタのゲートと同一工程で形成
される第2のポリシリコンと、前記MOSトランジスタ
ゲートの側壁と同一工程で形成された絶縁膜とで構成さ
れるスペーサを有し、このスペーサにより前記エミッタ
拡散層と外部べース拡散層がセルフアラインで形成され
ていることを特徴とする半導体装置。
In a semiconductor device having a Bi-CMOS structure having a bipolar transistor and a MOS transistor on the same semiconductor substrate, the bipolar transistor has a collector diffusion layer formed on the semiconductor substrate and a collector diffusion layer formed on the collector diffusion layer. The formed external base diffusion layer and base diffusion layer, the emitter diffusion layer formed in the base diffusion layer, and the electrodes electrically connected to the collector diffusion layer, the external base diffusion layer, and the emitter diffusion layer, respectively. Wherein the emitter electrode is made of first polysilicon formed in close contact with the emitter diffusion layer;
A side surface of the first polysilicon, a thermal oxide film formed in the same step as the gate oxide film of the MOS transistor, a second polysilicon formed in the same step as the gate of the MOS transistor, A spacer formed by a side wall of a MOS transistor gate and an insulating film formed in the same step, wherein the emitter diffusion layer and the external base diffusion layer are formed in a self-aligned manner by the spacer; Semiconductor device.
【請求項2】 前記エミッタ拡散層は前記第1ポリシリ
コンから不純物が拡散されて形成されている請求項1に
記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said emitter diffusion layer is formed by diffusing impurities from said first polysilicon.
【請求項3】 前記第1のポリシリコンと基板の間に、
前記第1のポリシリコンの両側から中心に向けて突出さ
れた凹部が形成されており、この凹部内に前記MOSト
ランジスタのゲート酸化膜と同一工程で形成される熱酸
化膜が埋設された庇部が存在している請求項1または2
に記載の半導体装置
3. The method according to claim 1, further comprising:
An eave portion in which a concave portion protruding toward the center from both sides of the first polysilicon is formed, and a thermal oxide film formed in the same step as the gate oxide film of the MOS transistor is embedded in the concave portion. Claim 1 or 2 wherein
Semiconductor device described in
【請求項4】 半導体基板にコレクタ拡散層を形成する
工程と、前記コレクタ拡散層上にべース拡散層を形成す
る工程と、前記ベース拡散層上にエミッタ拡散層を形成
するための拡散源となる第1のポリシリコンを所要のパ
ターンに形成する工程と、前記半導体基板の表面上にM
OSトランジスタのゲート酸化膜を熱酸化により形成
し、これと同時に前記第1のポリシリコンの側壁に同じ
熱酸化膜を形成する工程と、前記MOSトランジスタの
ゲート用に第2のポリシリコンを所要のパターンを形成
し、これと同時に前記第1のポリシリコンの側壁の熱酸
化膜の両側にも第2のポリシリコンを形成する工程と、
前記MOSトランジスタゲートの両側に側壁を形成し、
これと同時に前記第1のポリシリコンの両側の前記第2
のポリシリコンの側面に側壁を形成する工程と、前記第
1のポリシリコン、熱酸化膜及び第2のポリシリコンか
らなるスペーサをマスクにして外部べース拡散層を形成
する工程と、前記第1のポリシリコンから前記ベース拡
散層に不純物を拡散してエミッタ拡散層を形成する工程
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. A step of forming a collector diffusion layer on a semiconductor substrate, a step of forming a base diffusion layer on the collector diffusion layer, and a diffusion source for forming an emitter diffusion layer on the base diffusion layer. Forming a first polysilicon in a required pattern, and forming M on the surface of the semiconductor substrate.
Forming a gate oxide film of the OS transistor by thermal oxidation and simultaneously forming the same thermal oxide film on the side wall of the first polysilicon; and forming a second polysilicon for a gate of the MOS transistor by a required process. Forming a pattern and simultaneously forming second polysilicon on both sides of the thermal oxide film on the side wall of the first polysilicon;
Forming side walls on both sides of the MOS transistor gate;
At the same time, the second polysilicon on both sides of the first polysilicon
Forming a sidewall on the side surface of the polysilicon, forming an external base diffusion layer using a spacer made of the first polysilicon, the thermal oxide film, and the second polysilicon as a mask; A method of forming an emitter diffusion layer by diffusing an impurity from said polysilicon into said base diffusion layer.
【請求項5】 前記ベース拡散層を形成した後に、前記
半導体基板の表面に酸化膜を形成し、前記エミッタ拡散
層を形成する領域にこれよりも狭い開口部を形成して前
記半導体基板を露出させる工程と、この開口部を含む領
域に前記第1のポリシリコンを所要のパターンに形成
し、その後に前記酸化膜を等方性エッチングにより除去
して前記第1のポリシリコンと半導体基板との間に凹部
を形成し、かつこの凹部を前記ゲート酸化膜と同時に熱
酸化膜で埋め込む工程を含む請求項4に記載の半導体装
置の製造方法。
5. After forming the base diffusion layer, an oxide film is formed on a surface of the semiconductor substrate, and a narrower opening is formed in a region where the emitter diffusion layer is formed to expose the semiconductor substrate. And forming the first polysilicon in a required pattern in a region including the opening, and thereafter, removing the oxide film by isotropic etching to form the first polysilicon with the semiconductor substrate. 5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, further comprising a step of forming a recess between the two and filling the recess with a thermal oxide film simultaneously with the gate oxide film.
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US6404026B2 (en) * 1999-12-27 2002-06-11 Seiko Epson Corporation Semiconductor devices

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