JPS61110457A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS61110457A
JPS61110457A JP59232708A JP23270884A JPS61110457A JP S61110457 A JPS61110457 A JP S61110457A JP 59232708 A JP59232708 A JP 59232708A JP 23270884 A JP23270884 A JP 23270884A JP S61110457 A JPS61110457 A JP S61110457A
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polycrystalline silicon
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region
gate
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JP59232708A
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Hidetaro Watanabe
渡辺 秀太郎
Masaru Oki
勝 大木
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NEC Corp
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NEC Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
    • H01L21/822Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
    • H01L21/8248Combination of bipolar and field-effect technology
    • H01L21/8249Bipolar and MOS technology

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  • Power Engineering (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はシリコンゲートMOS型電界効果トランジスタ
(以下MOS F ET と記丁ンとバイポーラトラン
ジスタを同一基板上に形成した複合半導体装置に関する
ものである。
〔従来の技術〕
バイポーラトランジスタと相補型MOS電界効果トラン
ジスタ(以下、CM(J8FET  と記す〕を同一基
板上に形成した集積回路(以下、Bi−CM−08IC
と記す)は0MOSFET の低消費電力動作と、バイ
ポーラトランジスタの高速動作、高駆動能力を同時に得
ることから近年多くの試みが報告されている。しかしな
がら、最近のMOSLSIの微細加工技術等の進歩によ
り0MOSFET  (1)fi4積化が進んでいるの
に対して、Bi−CMOSICVC於けるバイポーラの
微細化、高速化t1M(JSIX子に比べて遅れている
のが現状である。
従来報告されているシリコンゲートBi−CMOSIC
製造プロセスの一例に工9形成し九Bi−CMOS素子
の断面図t−第2図に示す。製造工程を順に追って説明
すると、P型シリコン基板IVcN+型埋込領域2. 
P  型埋込領域3を形成し、N型エピタキシャル層4
t−成長する。次に、NMOSPETt−形成する領域
と、バイポーラ素子分離領域にPウェル領域5を形成し
た後、所定の形状をしたシリコン窒化膜を形成し、この
窒化膜をマスクに素子分離用酸化膜6t−形成する0次
に、バイポーラトランジスタのベース領域7.ゲート醗
化膜8t−形成後、ゲート多結晶シリコン9t−形成し
、PMOSFETのソース・ドレイン領域10t−セル
フ、ア・ラインにエリ形成する0次に、バイポーラトラ
ンジスタのエミッタ領域11とNMOSFETのソース
、ドレイン領域12t−同時に形成する0次いで、絶縁
膜層13を形成後、コンタクト窓、アルミ配線14金形
底する。
以上、シリコンゲー) Bi −0MOS製造プロセス
の一例を示したが、この方法によるとNMOSFETの
ソース・ドレイン領域と、バイポーラトランジスタのエ
ミッタ領域を同時に形成するため工程の筒略化になって
いるが、このエミッタ領域上には、MOS3子との関係
で絶縁膜層13が形成される几め、エミッタをアルミニ
ウム配線で引き出す際にコンタクト窓fc開口する必9
が生じる。この時、エミッタ形成時のリングラフイ一工
程と、コンタクト窓開口時のリソグラフィ一工程とにマ
スク合わせ時のズレを見込む必要があり、エミッタ領域
は、このマスク合わせズレを見込んだ大きさにしなけれ
ばならず、微細化、高速化には不同きであ机 又、バイポーラトランジスタの高速化のため、浅い接合
の形成が必須であるが、この浅い接合と配線材料とのコ
ンタクトが問題となる。例えば、配線材料としてアルミ
ニウムを用いた場合、熱処理工程に工り、コンタク[1
5分のアルミニウムが半導体中に侵入し、接合破壊や、
アロイスパイクをひきおこすことが知られて善ハる。
上述し九様な欠点の解決案の一例として第3図に示す様
に、 MOSF’ET K用いたゲート多結晶シリコン
をエミッタ拡散窓上に形成し、この多結晶シリコン層を
弁してエミッタを形成する方法が提案されている。この
方法に:れば、エミッタ拡散窓上に多結晶シリコン層が
ちる九め、エミッタ領域自身はマスク合わせズレを見込
む必要がなく、エミッタ領域にそのプロセスの最小寸法
とすることが可能であり、バイポーラ素子の高性能化が
期特出来、同時にエミッタ上に多結晶シリコン層がめる
之め、配線材料とのコンタクトの時に生じる接合破壊や
、アロイスパイク時の問題もなくなるという利点がある
〔発明が解決しよりとする問題点〕
しかしながら上述した例の様な構造にすると、以下に示
す様な欠点が生じる。先ず、ゲート多結晶シリコンと、
エミッタ上の多結晶シリコン全同時に形成する九め、ゲ
ート多結晶シリコンの抵抗を低くするために行なわれる
不純物ドーグt1例えばリンの拡散にエリ形成すると、
リンの拡散係数が大きいため、エミッタが深く拡散され
、接合容量の増加等にエリバイポーラトランジスタの特
性が劣化してしまう。次に不純物をひ素とした場合、例
えばひ素イオンt−lX10”cm−2全面に打込んだ
場合を考えると、多結晶シリコンの抵抗を下げる几めに
は高温長時間の熱処理を必要とし、又、ゲート多結晶シ
リコン層i、MOSトランジスタの製造上の問題から薄
くすることが出来ない九め、多結晶シリコンの抵抗鐵十
分には下らない。
例えば、ゲート多結晶シリコン層の厚さto、4μmと
し、熱処理t1000℃15分行なうと、多結晶シリコ
ンの抵抗は1000,4コと大きな値VCなってしまう
。又、PM(J8FET  上の多結晶シリコン層は、
高濃度のホウ素がイオン注入されるため、多結晶シリコ
ン層の抵抗はLり大きくなってしまい、CMOS部の動
作速度が低下してしまう。又、エミッタ上にも抵抗の高
い多結晶シリコン層があるため、エミッタ抵抗も増加し
、ベースコンタクトを開口する時に生じるマスク合わせ
ズレをベース領域に考慮する必要があり、ベース領域が
大きくなってしまり等により、バイポーラ素子も思うよ
うな特性向上が望めない。
本発明の目的は、前述した様なバイポーラ素子の特性劣
化を伴うことなく、M08素子とバイポーラ素子を同一
基板上に形成できる半導体装置を提供するものである。
〔問題点を解決する几めの手段〕
本発明の半導体装置は、バイポーラトランジスタのベー
ス上に、シリコンゲート電界効果トランジスタのゲート
酸化膜よVも厚い酸化膜が設けられ、このベース上の酸
化膜に開口されたエミッタ拡散窓及びベースコンタクト
窓は、開口部よりも広い多結晶シリコン層を7リコンゲ
ート電界効果トランジスタの多結晶シリコンゲート理工
す薄く覆った半導体装置を得る。
〔実施例〕
以下、本発明について、図面を参照して説明する。
第1図fa)〜if)は本発明の一実施例の構造並びに
その製造方法fcHJ?、明する几めに工程順に示した
断面図である。先ず、第1図(alに示すエリにP型半
導体基板IKN+型埋込層2.P+型埋込層3を形成し
、N型エピタキシャル層4を成長し: NM−O8FE
T形成領域とバイポーラ絶縁領域にP型領域5を形成し
、選択的に厚い分離酸化膜6t−形成する1次にベース
形成領域上にMOSXO8FE形成領域厚い酸化膜15
を形成する。
次に、同図(b)に示す工うに、ゲート酸化膜8゜リン
拡散N+型ゲート多結晶シリコン9全形成する0次に、
同図tC)に示す様に、ベース領域7t−形成し、エミ
ッタ拡散窓、ベースコンタクト窓全開口し、ゲート多結
晶シリコツ理工りも薄い第2の多結晶シリコン層をエミ
ッタ拡散窓、ベースコンタクト窓をオーパーラ、プする
様に形成する。次に、同図td)の様に、NMOSFE
T  のソース・ドレイン領域12と、バイポーラエミ
ッタ11を、ヒ素のイオン注入にエリ形成する。次に、
同図telに示す様に、PMOSFET  のソース・
ドレイン領域10と、ベースコンタクト領域18全ホI
:+7+7)イオン注入にエリ形成する。次に、同図げ
)Vc示す様に、絶縁膜13t−形成し、各素子に電極
を接続するためのコンタクト窓を開口し、電極14を形
成する。
以上で本実施例のシリコンゲー) B i −0MOS
は完成するが、本実施例に工れば、バイポーラ素子のエ
ミッタ拡散窓、ベースコンタクト窓を同時に開口してい
ることから、エミッタ拡散窓とベースコンタクトgを別
々に開口する時に生じる1スク合わせズレを見込む必要
がなく、ペース領域を小さく出来るといり利点がある。
又、エミッタ拡散窓及びベースコンタクト窓上にある多
結晶シリコン層と、MOSトランジスタのゲートの多結
晶シリコン層とを別々に形成しているため、MOSトラ
ンジスタのゲート多結晶シリコンには高濃度のリン拡散
が可能であり非常に低抵抗にする事が出来、エミッタ上
の多結晶シリコン層は、必要最小限の厚さに出来るため
、エミッタ抵抗を増やすことなく、シかも相対的に、厚
い多結晶シリコンよりも高濃度になるため、エミッタの
注入効率も増加する。同様にしてエミッタ上に多結晶ノ
リコン層があることから、コンタクドロの開口時に生じ
るマスク合わせズレを考慮する必要がなく、エミッタ七
最小に形成出来、又前例に於けるゲートの多結晶シリコ
ン層を低抵抗にするために必要であっ九高温の熱処理を
する必要がなく、エミッタの浅接合化に有利である等の
利点が前例に示した利点に加わる。
〔発明の効果〕
以上説明した様に、本発明に工れば、 0MOS14”
ETの微細化に対応し几、高性能のバイポーラトランジ
スタと、微細CMOSFET  i同一基板に形成した
半導体装置を製造することが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図(al〜(f)は本発明の一実施例t−説明する
几めに工程順に示した断面図、第2図および第3図はそ
れぞれ従来の半導体装置全示す断面図である。 1・・・・P型半導体基板、2・・・・・・N型埋込領
域、3・・・・・・P+型埋込領域、4・・・・・・N
型エピ領域、5・・・・・P型領域、6・・・・・シリ
コン酸化膜、7・・・・P型ベース領域、8・・・・・
・ゲート醗化膜、9・・・・・・グー1l結晶”リコン
、10・・・・・・P 型ソース・ドレイン領域、11
・・・・・・N 型エミッタ領域、12・・・・・・N
+ mソース・ドレイン領域、13・・・・・・絶縁膜
、14・・・・・・電極、15・・・・・・シリコン酸
化膜、16・・・・・・ベースコンタクト上の多結晶シ
IJコニ’、17・・・・・エミッタ上の多結晶シリコ
ン、18・・・・・・P+型ペース・コンタクト領域、
19・・・・・・N 型多結晶シリコン層。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)シリコンゲートMOS型電界効果トランジスタと
    、バイポーラトランジスタを含む半導体装置に於て、前
    記バイポーラトランジスタのベース上に形成された絶縁
    膜に形成したエミッタ拡散窓とベースコンタクト窓上に
    、そのエミッタ拡散窓と、ベースコンタクト窓よりも大
    きく、かつシリコンゲートMOS型電界効果トランジス
    タのゲート多結晶シリコンよりも薄い多結晶シリコン層
    を有することを特徴とする半導体装置。
  2. (2)前記シリコンゲートMOS型電界効果トランジス
    タのゲート多結晶シリコンに含まれる不純物と、前記バ
    イポーラトランジスタのエミッタ上の多結晶シリコン中
    に含まれる不純物とが異なることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の半導体装置。
JP59232708A 1984-11-05 1984-11-05 半導体装置 Granted JPS61110457A (ja)

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JPH0351309B2 JPH0351309B2 (ja) 1991-08-06

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6328060A (ja) * 1986-07-04 1988-02-05 シ−メンス、アクチエンゲゼルシヤフト 集積回路とその製造方法
JPS6331156A (ja) * 1986-07-24 1988-02-09 Nec Corp 半導体装置
JPS6331155A (ja) * 1986-07-24 1988-02-09 Mitsubishi Electric Corp 半導体集積回路装置の製造方法
JPS6373552A (ja) * 1986-09-16 1988-04-04 Nec Corp 半導体装置及びその製造方法
JPH02150058A (ja) * 1988-11-30 1990-06-08 Nec Corp バイポーラcmos複合型半導体装置
JPH03153071A (ja) * 1989-11-10 1991-07-01 Toshiba Corp 半導体集積回路の製造方法
JPH03161964A (ja) * 1989-11-21 1991-07-11 Toshiba Corp 複合型集積回路素子

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