JPS6347962A - Semiconductor device - Google Patents
Semiconductor deviceInfo
- Publication number
- JPS6347962A JPS6347962A JP19161786A JP19161786A JPS6347962A JP S6347962 A JPS6347962 A JP S6347962A JP 19161786 A JP19161786 A JP 19161786A JP 19161786 A JP19161786 A JP 19161786A JP S6347962 A JPS6347962 A JP S6347962A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- aluminum
- semiconductor device
- type
- metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 25
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 24
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 15
- ZXEYZECDXFPJRJ-UHFFFAOYSA-N $l^{3}-silane;platinum Chemical compound [SiH3].[Pt] ZXEYZECDXFPJRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910021339 platinum silicide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 29
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 10
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 75
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 11
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000005360 phosphosilicate glass Substances 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 4
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 3
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 2
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 210000004709 eyebrow Anatomy 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
- H01L27/06—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
- H01L27/0611—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region
- H01L27/0617—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region comprising components of the field-effect type
- H01L27/0623—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region comprising components of the field-effect type in combination with bipolar transistors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はMOSトランジスタとバイポーラトランジスタ
とを共存させた半導体装置に関し、特に動作の高速化を
図った半導体装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor device in which a MOS transistor and a bipolar transistor coexist, and particularly relates to a semiconductor device that operates at high speed.
従来、一つの半導体基板にMOSトランジスタとバイポ
ーラトランジスタとを共存させた半導体装置、所謂Bi
−CMO3半導体装置が提案されている。Conventionally, a semiconductor device in which a MOS transistor and a bipolar transistor coexist on one semiconductor substrate, the so-called Bi
-CMO3 semiconductor devices have been proposed.
この種の半導体装置を第3図(a)〜(e)に示す製造
工程図に従って説明する。This type of semiconductor device will be explained according to the manufacturing process diagrams shown in FIGS. 3(a) to 3(e).
先ず、第3図(a)のように、例えばP型土扉体基板3
1上にNPNバイポーラトランジスタを形成すべき領域
にN型埋込[32とN型エピタキシャル装置35aを形
成し、NチャネルMOSトランジスタを形成すべき領域
にP型埋込層34とP型ウェル36を形成し、更にPチ
ャネルMOSトランジスタを形成すべき領域にN型埋込
層33とN型エピタキシャル層35bを形成する。First, as shown in FIG. 3(a), for example, a P-type earth door body substrate 3
1, an N-type buried layer 32 and an N-type epitaxial device 35a are formed in a region where an NPN bipolar transistor is to be formed, and a P-type buried layer 34 and a P-type well 36 are formed in a region where an N-channel MOS transistor is to be formed. Furthermore, an N-type buried layer 33 and an N-type epitaxial layer 35b are formed in a region where a P-channel MOS transistor is to be formed.
そして、半導体基板31の表面に選択酸化法(LOCO
C法)により素子分離絶縁膜37を形成して各トランジ
スタ領域を分離し、更にゲート酸化膜38を形成する。Then, a selective oxidation method (LOCO) is applied to the surface of the semiconductor substrate 31.
An element isolation insulating film 37 is formed by method C) to isolate each transistor region, and a gate oxide film 38 is further formed.
このゲート酸化膜上には、多結晶シリコンでゲート電極
45及び47を形成する。Gate electrodes 45 and 47 are formed of polycrystalline silicon on this gate oxide film.
更に、NPNバイポーラトランジスタのP型ベース領域
40を形成した後、エミッタ領域の開孔と、第2の多結
晶シリコンによる多結晶シリコンエミッタ電極44を形
成し、アルミニウム等のイオン注入マスク材55を加工
し、NPNバイポーラトランジスタのエミッタ、コレク
タ電極部分及びNチャネルMOSトランジスタのソース
・ドレイン領域を同時に露出させ、高ドーズ量の砒素を
イオン注入することで、N型拡散層46及びエミッタ4
2.コレクタ電極43を形成する。Furthermore, after forming the P-type base region 40 of the NPN bipolar transistor, an opening in the emitter region and a polycrystalline silicon emitter electrode 44 made of second polycrystalline silicon are formed, and an ion implantation mask material 55 such as aluminum is processed. Then, the emitter and collector electrode portions of the NPN bipolar transistor and the source/drain regions of the N-channel MOS transistor are exposed simultaneously, and a high dose of arsenic is ion-implanted to form the N-type diffusion layer 46 and the emitter 4.
2. A collector electrode 43 is formed.
次いで、同図(b)のようにアルミニウム等のイオン注
入マスク材56を加工し、NPNバイポーラトランジス
タのベースコンタクト部分及びPチャネルMOSトラン
ジスタのソース・ドレイン領域を同時に露出させ、高ド
ーズ量のボロンをイオン注入することでP型拡散層48
及びベースコンタクト部分41を形成する。Next, as shown in FIG. 5B, an ion implantation mask material 56 made of aluminum or the like is processed to simultaneously expose the base contact portion of the NPN bipolar transistor and the source/drain region of the P channel MOS transistor, and a high dose of boron is implanted. P-type diffusion layer 48 is formed by ion implantation.
and a base contact portion 41 is formed.
その後、同図(C)のように層間絶縁膜としてリンシリ
ケートガラス(P S G)膜49を堆積し、熱処理に
よりリフローし、ゲート多結晶シリコン電極等の段差を
緩和させる
次いで、同図(d)のようにM OS )ランジスタ及
びバイポーラトランジスタの各電極を形成すべく、コン
タクトホール52の開孔を行う。Thereafter, a phosphosilicate glass (PSG) film 49 is deposited as an interlayer insulating film, as shown in FIG. 4(C), and reflowed by heat treatment to reduce the level difference of the gate polycrystalline silicon electrode, etc. Next, as shown in FIG. ) A contact hole 52 is formed to form each electrode of a transistor and a bipolar transistor.
続いて、同図(e)のようにアルミニウム54により、
配線、接続を施し、アルミニウムと下地シリコン拡散層
間の接触抵抗を十分下げるために、例えば450℃、N
2雰囲気中で適宜時間熱処理して所望の機能のBi−C
MO3半導体装置を完成している。Next, as shown in the same figure (e), with aluminum 54,
For example, 450°C, N
Bi-C with the desired function is heat-treated in a 2 atmosphere for an appropriate time.
The MO3 semiconductor device has been completed.
上述した従来のB r −CMO3半導体装置は、コス
ト低減のために、バイポーラトランジスタのエミッタ4
2.コレクタコンタクト部分43、NチャネルMOSト
ランジスタのソース・ドレイン領域46等のN型拡散層
を同時形成し、バイポーラトランジスタのベースコンタ
クト部分41とPチャネルMOSトランジスタのソース
・ドレイン領域48等のP型拡散層を同時形成している
。In the conventional B r -CMO3 semiconductor device described above, the emitter 4 of the bipolar transistor is
2. N-type diffusion layers such as the collector contact portion 43 and the source/drain region 46 of the N-channel MOS transistor are formed at the same time, and P-type diffusion layers such as the base contact portion 41 of the bipolar transistor and the source/drain region 48 of the P-channel MOS transistor are formed at the same time. are formed simultaneously.
そして、その後にこれら拡散層に対してコンタクトホー
ル52を開孔し、ここにアルミニウム54の配線、接続
を施し、しかる上で熱処理を行っている。After that, contact holes 52 are opened in these diffusion layers, wiring and connections of aluminum 54 are applied thereto, and then heat treatment is performed.
こて問題となるのは、N型拡散層上にコンタクトホール
を開孔し、アルミニウム配線を施した場合のアルミアロ
イスパイクである。The problem with the trowel is aluminum alloy spikes when contact holes are opened on the N-type diffusion layer and aluminum wiring is provided.
即ち、Bi−CMO3半導体装置の高速化を図るために
は、バイポーラトランジスタとMOSトランジスタの両
方を同時に縮小する必要があり、これを実現するために
は各素子を構成する接合を浅くしなければならない。し
かしながら、Bi−CMO3半導体装置におけるバイポ
ーラトランジスタのエミッタ接合を浅くするのと同時に
NチャネルMO3I−ランジスタのN型拡散層の接合を
浅くしていった場合、上述のアルミアロイスパイクが発
生する確率が非常に大きくなる。That is, in order to increase the speed of Bi-CMO3 semiconductor devices, it is necessary to simultaneously reduce the size of both bipolar transistors and MOS transistors, and to achieve this, the junctions that make up each element must be made shallower. . However, if the emitter junction of the bipolar transistor in a Bi-CMO3 semiconductor device is made shallow and the junction of the N-type diffusion layer of the N-channel MO3I-transistor is made shallow at the same time, the probability that the above-mentioned aluminum alloy spike will occur is extremely high. becomes larger.
このアルミアロイスパイクが発生するとその部分の接合
が破壊され、回路動作上、不必要なリーク電流を誘起し
、B i −CMO3半導体装置の信頼性が低下される
とともに製造歩留が極端に低下するという問題がある。When this aluminum alloy spike occurs, the junction at that part is destroyed, inducing unnecessary leakage current in circuit operation, reducing the reliability of the B i -CMO3 semiconductor device, and extremely reducing the manufacturing yield. There is a problem.
本発明の半導体装置は、極端に浅い接合を有するバイポ
ーラトランジスタとMOSトランジスタのアルミアロイ
スパイクによる製造歩留の低下を生じることがなく、し
かもこれに加えてショットキクランプダイオードを同時
に形成してバイポーラトランジスタの高速化を図り、か
つコンタクトホールの微細化に伴うコンタク目氏抗の増
大防止を実現するものである。The semiconductor device of the present invention does not cause a decrease in manufacturing yield due to the aluminum alloy spikes of bipolar transistors and MOS transistors having extremely shallow junctions, and in addition, a Schottky clamp diode is formed at the same time to form bipolar transistors. This aims to increase the speed and prevent an increase in contact resistance due to miniaturization of contact holes.
本発明の半導体装置は、同一半導体基板上に遺体形成し
たバイポーラトランジスタ、NチャネルMOSトランジ
スタ及びPチャネルMOSトランジスタの各接合部に接
続する電極を、少なくとも上層のアルミニウムと、その
下層に設けたアルミニウム拡散バリア金属とで多層に構
成している。In the semiconductor device of the present invention, electrodes connected to respective junctions of bipolar transistors, N-channel MOS transistors, and P-channel MOS transistors formed on the same semiconductor substrate are formed of at least an upper layer of aluminum and an aluminum diffusion layer provided below. It has a multilayer structure with barrier metals.
また、好ましくは、アルミニウム拡散バリア金属の下側
に、半可体基板に対してショットキバリアを生じさせか
つ拡散層に対してオーミック接触する白金シリサイド層
等の最下層金属層を形成した構成としている。Preferably, a lowermost metal layer such as a platinum silicide layer is formed below the aluminum diffusion barrier metal to create a Schottky barrier to the semi-solid substrate and to make ohmic contact with the diffusion layer. .
次に、本発明を図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.
(実施例1)
第1図(a)〜(e)は本発明の第1実施例を製造工程
順に示す断面図であり、この製造工程図に従って本実施
例の半導体装置を説明する。(Example 1) FIGS. 1(a) to 1(e) are cross-sectional views showing a first example of the present invention in the order of manufacturing steps, and the semiconductor device of this example will be explained according to these manufacturing process diagrams.
先ず、同図(a)のようにP型シリコン基板l上に高濃
度N型埋込層2,3及び高濃度P型埋込層4を形成し、
その後N型エピタキシャル層5a。First, as shown in the same figure (a), high concentration N type buried layers 2 and 3 and high concentration P type buried layer 4 are formed on a P type silicon substrate l.
After that, an N-type epitaxial layer 5a is formed.
5bを成長し、NチャネルMOSトランジスタを形成す
るためのPウェル6を前記高濃度P型埋込層4と接続す
るように形成する。このシリコン基板1の表面には素子
骨、!iI酸化膜7及び薄い酸化膜8を形成し、この薄
い酸化膜8はMO3I−ランジスタ領域ではゲート酸化
膜として構成される。5b is grown, and a P well 6 for forming an N-channel MOS transistor is formed so as to be connected to the heavily doped P-type buried layer 4. There are element bones on the surface of this silicon substrate 1! An iI oxide film 7 and a thin oxide film 8 are formed, and this thin oxide film 8 is configured as a gate oxide film in the MO3I transistor region.
そして、バイポーラトランジスタ領域のエピタキシャル
層5aには、P型ベース拡散層10.ベースコンタクト
部分のP型拡散層11.エミッタ12及びコレクタN型
拡散層13を形成し、エミッタ多結晶シリコン電極14
を形成する。In the epitaxial layer 5a of the bipolar transistor region, a P-type base diffusion layer 10. P-type diffusion layer 11 in the base contact portion. An emitter 12 and a collector N-type diffusion layer 13 are formed, and an emitter polycrystalline silicon electrode 14 is formed.
form.
また、NチャネルMOSトランジスタ領域のP型ウェル
6にはゲート多結晶シリコン電極15及び高7農度N型
拡散層16を形成する。同様に、PチャネルMOSトラ
ンジスタ領域のN型エピタキシャル層5bには、ゲート
多結晶シリコン電極17及び高濃度P型拡散層18を夫
々形成する。In addition, a gate polycrystalline silicon electrode 15 and a high-density N-type diffusion layer 16 are formed in the P-type well 6 of the N-channel MOS transistor region. Similarly, a gate polycrystalline silicon electrode 17 and a heavily doped P-type diffusion layer 18 are formed in the N-type epitaxial layer 5b of the P-channel MOS transistor region, respectively.
しかる後に眉間絶縁膜としてPSG膜19をCVD法に
より1μm堆積する。Thereafter, a 1 μm thick PSG film 19 is deposited as an insulating film between the eyebrows by CVD.
次いで、同図(b)のようにバイポーラトランジスタの
高濃度P型ベースコンタクト部分11とN型エピタキシ
ャル層5aの両方を含む領域においてPSG膜19を選
択的にエツチングしてショットキコンタクト孔20を開
孔する。Next, as shown in FIG. 3B, the PSG film 19 is selectively etched in a region including both the highly doped P-type base contact portion 11 and the N-type epitaxial layer 5a of the bipolar transistor to open a Schottky contact hole 20. do.
次に、同図(c)のようにスパッタ法等により基板表面
全体に白金を厚さ1000人付着し、500℃。Next, as shown in FIG. 4(c), platinum was deposited to a thickness of 1000 on the entire surface of the substrate by sputtering or the like, and heated at 500°C.
N2雰囲気で約20分間の熱処理を行うことで、シリコ
ン表面が露出しているショットキコンタクト20の部分
にのみ最下層金属層としての白金シリサイド層21を形
成する。この白金シリサイド層21は、N型エピタキシ
ャル層5aとの間でショットキバリアダイオードとして
働き、高濃度P型ベースコンタクト部分11に対しては
低抵抗オーミック接続する。By performing heat treatment in an N2 atmosphere for about 20 minutes, a platinum silicide layer 21 as a lowermost metal layer is formed only in the portion of the Schottky contact 20 where the silicon surface is exposed. This platinum silicide layer 21 functions as a Schottky barrier diode between it and the N-type epitaxial layer 5a, and makes a low-resistance ohmic connection to the heavily doped P-type base contact portion 11.
次いで、同図(d)のように、白金シリサイド層21を
形成した部分以外のエミッタ、コレクタ及びMO3I−
ランジスタの各部コンタクト孔22を開孔する。Next, as shown in FIG. 3(d), the emitter, collector and MO3I-
Contact holes 22 are opened in each part of the transistor.
そして、同図(e)のように、スパフタリング等により
全面にバリア金属23として例えばチタンを1000人
形成し、この上にアルミニウム24を蒸着し、フォトエ
ツチング法によりアルミニウム層及びバリア金属層の不
要部分をエツチング除去し、アルミニウム電極配線を完
成する。Then, as shown in FIG. 3(e), 1000 layers of titanium, for example, is formed as a barrier metal 23 on the entire surface by sputtering, aluminum 24 is vapor deposited on this, and the aluminum layer and barrier metal layer are formed by photoetching. Remove unnecessary parts by etching and complete the aluminum electrode wiring.
したがって、その後に金属とシリコン層との接触抵抗を
下げるため、例えば450°C,N 雰囲気中で20
分間のアロイを行なっても、この際バリア金属23はシ
リコン半導体へのアルミニウムの拡散を阻止でき、かつ
高濃度のN及びP拡散層に対してはオーミック接触する
。Therefore, in order to reduce the contact resistance between the metal and the silicon layer, for example, 20
Even if alloying is performed for several minutes, the barrier metal 23 can prevent aluminum from diffusing into the silicon semiconductor, and is in ohmic contact with the high concentration N and P diffusion layers.
また、白金シリサイド層21にて形成したショットキバ
リアダイオードに対しても、バリア金属23はアロイに
よるアルミニウムの拡散、侵入を阻止し、バイポーラト
ランジスタのコレクターヘース間クランプ電圧VFを安
定させることができる。Furthermore, for the Schottky barrier diode formed of the platinum silicide layer 21, the barrier metal 23 can also prevent aluminum from diffusing and penetrating through the alloy, thereby stabilizing the collector-to-base clamp voltage VF of the bipolar transistor.
(実施例2)
第2図(a)〜(d)は本発明の第2実施例を製造工程
順に示す断面図であり、図中第1実施例と同一又は均等
な部分には同一符号を付している。(Example 2) Figures 2 (a) to (d) are cross-sectional views showing the second embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps, and in the figures, the same or equivalent parts as in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. It is attached.
先ず、前記第1実施例と同様に、同図(a)のようにP
型シリコン基板1上に高濃度N型埋込層2.3と高濃度
P型埋込層4を形成し、その後N型エピタキシャル]i
5a、5bを成長し、NチャネルMOSトランジスタを
形成するためのP型ウェル6を前記高濃度P型埋込層3
と接続するように形成する。また、表面に素子分離酸化
膜7と薄い酸化膜8を形成する。First, as in the first embodiment, as shown in FIG.
A high concentration N type buried layer 2.3 and a high concentration P type buried layer 4 are formed on a type silicon substrate 1, and then an N type epitaxial layer is formed.
5a and 5b, and a P-type well 6 for forming an N-channel MOS transistor is formed in the heavily doped P-type buried layer 3.
form to connect with. Further, an element isolation oxide film 7 and a thin oxide film 8 are formed on the surface.
その後、バイポーラトランジスタ領域のエピタキシャル
層5aには、ベースを敗JU 10 、ベースコンタク
ト部分の高/一度P型拡散層11.エミッタ12.コレ
クタ高濃度N型拡散層13及びエミッタ多結晶シリコン
電極14を形成する。Thereafter, the epitaxial layer 5a of the bipolar transistor region is coated with a base layer JU 10 and a high/one P type diffusion layer 11 . Emitter 12. A collector high concentration N-type diffusion layer 13 and an emitter polycrystalline silicon electrode 14 are formed.
また、NチャネルMOSトランジスタのP型ウェル6に
は、ゲート多結晶シリコン電極15及び高濃度N型拡散
層16を形成する。更に、Pチャ矛ル〜fO3l−ラン
ジスタ領域のエピタキシャル層5bには、ゲート多結晶
シリコン電極17及び高)温度P型拡散層18を夫々形
成する。しかる後に層間絶縁膜としてPSG膜19をC
VD法により1μm堆積する。Furthermore, a gate polycrystalline silicon electrode 15 and a heavily doped N-type diffusion layer 16 are formed in the P-type well 6 of the N-channel MOS transistor. Furthermore, a gate polycrystalline silicon electrode 17 and a high temperature P type diffusion layer 18 are formed in the epitaxial layer 5b of the P transistor region, respectively. After that, the PSG film 19 is coated with C as an interlayer insulating film.
Deposit 1 μm by VD method.
次いで、同図(b)のようにバイポーラトランジスタの
高/τ度P型ベースコンタクト部分11とN型エピクキ
シャル層5aの両方を含む領域にPSG膜19を選択的
にエツチングしてショットキコンタクト孔20を開孔す
る。また、この際、バイポーラトランジスタのエミッタ
、コレクタ及びMOSトランジスタの各部コンタクト孔
22も同時に開孔する。Next, as shown in FIG. 4B, the PSG film 19 is selectively etched to form a Schottky contact hole 20 in a region including both the high/τ degree P type base contact portion 11 and the N type epitaxial layer 5a. Open a hole. At this time, contact holes 22 for the emitter and collector of the bipolar transistor and each part of the MOS transistor are also opened at the same time.
次に、同図(C)のようにスパッタ法等により基板表面
全体に白金を厚さ1000人付若し、500°CN2雰
囲気で約20分間の熱処理を行い、シリコン表面が露出
しているショットキコンタクト孔20の部分及びバイポ
ーラトランジスタのエミッタ。Next, as shown in the same figure (C), platinum is applied to the entire substrate surface to a thickness of 1,000 yen by sputtering or heat treatment is performed in a CN2 atmosphere at 500°C for about 20 minutes, and the Schottky film with the silicon surface exposed is then heated. A portion of the contact hole 20 and the emitter of the bipolar transistor.
コレクタ及びMOSトランジスタのコンタクト孔22の
部分に白金シリサイド層21を形成する。A platinum silicide layer 21 is formed on the collector and the contact hole 22 of the MOS transistor.
この白金シリサイド層21はN型エビタキう・ヤル層5
aとの間でショットキバリアダイオードとして働き、高
?農度P型ベースコンタクト部分i1及びバイポーラト
ランジスタのエミッタ12.コレクタコンタクト部分1
3、更にMOSトランジスタの各部コンタクト16.1
8に対しては低抵抗オーミック接続する。This platinum silicide layer 21 is an N-type layer 5.
It acts as a Schottky barrier diode between a and the high? P-type base contact portion i1 and emitter of the bipolar transistor 12. Collector contact part 1
3. Furthermore, contact 16.1 of each part of MOS transistor
8, a low resistance ohmic connection is made.
そして、同図(d)のようにスパッタリング等により全
面にバリア金属23として、例えばチタンを1000人
形成し、この上にアルミニラL24を藤着し、フォトエ
ツチング法によりアルミニウム層及びバリア金底層の不
要部分をエツチング除去し、アルミニウム電極配線を完
成する。Then, as shown in Figure (d), a barrier metal 23 of 1,000 layers, for example, titanium, is formed on the entire surface by sputtering or the like, and alumina L24 is applied on top of this, and a photo-etching method is used to eliminate the need for an aluminum layer and a barrier metal bottom layer. The aluminum electrode wiring is completed by etching away the portion.
その後、バリア金属23とシリサイド層21との接触抵
抗を下げるため、例えば450°C,N2雰囲気中で2
0分間のアロイを行うが、この際バリア金属23はシリ
サイド層21へのアルミニウムの拡散、侵入を阻止し、
超浅接合にて形成した高濃度N型及びP型拡散層に対し
てはオーミック接触し、かつショットキバリアダイオー
ドのクランプ電圧■、を安定させることができる。Thereafter, in order to lower the contact resistance between the barrier metal 23 and the silicide layer 21, the
Alloying is carried out for 0 minutes, but at this time the barrier metal 23 prevents aluminum from diffusing and penetrating into the silicide layer 21.
It is possible to make ohmic contact with the highly doped N-type and P-type diffusion layers formed by ultra-shallow junctions, and to stabilize the clamp voltage (2) of the Schottky barrier diode.
以上説明したように本発明は、半導体装置の接合部に設
けた電極をアルミニウムからなる上層と、アルミニウム
拡散バリアメタルを下層とした二層に)な成しているの
で、浅接合で形成されたバイポーラトランジスタ及び浅
接合で形成されたMOSトランジスタを同一基(反上に
共存させたBi−CMO5半導体装置の微小化を図り、
動作速度の向上及び信頼性の向上を達成することができ
る。As explained above, in the present invention, the electrodes provided at the junctions of semiconductor devices are made up of two layers: an upper layer made of aluminum and a lower layer made of an aluminum diffusion barrier metal. We aim to miniaturize a Bi-CMO5 semiconductor device in which a bipolar transistor and a MOS transistor formed by a shallow junction coexist on the same substrate.
Improved operating speed and reliability can be achieved.
また、電極をアルミニウムからなる上層と、アルミニウ
ム拡散バリアメタルからなる下層と、白金シリサイド層
からなる最下層とで三層に構成しているので、浅接合で
形成されたバイポーラトランジスタ、浅接合で形成され
たMO5I−ランジスタ及びショットキバリアダイオー
ドを同一基板上に共存させた高速でかつ高信頼性のBi
−CMO8半導体装置を実現することができる。In addition, since the electrode is composed of three layers: an upper layer made of aluminum, a lower layer made of aluminum diffusion barrier metal, and a bottom layer made of platinum silicide layer, bipolar transistors formed with shallow junctions and A high-speed and highly reliable Bi
- A CMO8 semiconductor device can be realized.
第1図(a)〜(e)は本発明の第1実施例をその製造
工程とともに示す断面図、第2図(a)〜(d)は本発
明の第2実施例をその装造工程とともに示す断面図、第
3図(a)〜(e)は従来構造をその製造工程とともに
示す断面図である。
1.31・・・P型シリコン基板、2,3.32.33
・・・N型埋込1層、4,34・・・P型埋込層、5a
。
5b、35a、35b・・・N型エビクキシャル層、6
.36・・・P型ウェル、7,37・・・素子分離酸化
膜、8.38・・・ゲート酸化膜、10.40・・・ベ
ース拡散層、11.41・・・ベースコンタクト部分、
12.42・・・エミッタ拡散N 1. 13.43・
・・コレクタ拡散層、14.44・・・エミッタ多結晶
シリコン層、15.45・・・ゲート電極、16.46
・・・N型ソース・ドレイン領域、17.47・・・ゲ
ート電極、18.48・・・P型ソース・ドレイン領域
、19.49・・・層間絶縁膜、20・・・ショットキ
コンタクト、21・・・白金シリサイド層、22.:+
2・・・開孔、23・・・バリア金属層、24.54・
・・アルミニウム。
代理人 弁理士 鈴 木 章 夫
′ヤ−・FIGS. 1(a) to (e) are sectional views showing the first embodiment of the present invention along with its manufacturing process, and FIGS. 2(a) to (d) are sectional views showing the second embodiment of the present invention along with its manufacturing process. FIGS. 3(a) to 3(e) are sectional views showing the conventional structure together with its manufacturing process. 1.31...P-type silicon substrate, 2,3.32.33
... N-type buried layer 1, 4, 34... P-type buried layer, 5a
. 5b, 35a, 35b...N-type evixial layer, 6
.. 36... P-type well, 7, 37... Element isolation oxide film, 8.38... Gate oxide film, 10.40... Base diffusion layer, 11.41... Base contact portion,
12.42... Emitter diffusion N 1. 13.43・
... Collector diffusion layer, 14.44 ... Emitter polycrystalline silicon layer, 15.45 ... Gate electrode, 16.46
...N type source/drain region, 17.47...Gate electrode, 18.48...P type source/drain region, 19.49...Interlayer insulating film, 20...Schottky contact, 21 ...Platinum silicide layer, 22. :+
2... Opening, 23... Barrier metal layer, 24.54.
··aluminum. Agent Patent Attorney Akira Suzuki
Claims (3)
チャネルMOSトランジスタ及びPチャネルMOSトラ
ンジスタを一体に形成した半導体装置において、前記各
トランジスタの接合部に接続する電極を、少なくとも上
層のアルミニウムと、その下層に設けたアルミニウム拡
散バリア金属とで多層に構成したことを特徴とする半導
体装置。(1) Bipolar transistor, N
In a semiconductor device in which a channel MOS transistor and a P-channel MOS transistor are integrally formed, an electrode connected to a junction of each transistor is formed in a multilayer structure including at least an upper layer of aluminum and an aluminum diffusion barrier metal provided below the upper layer. A semiconductor device characterized by:
板に対してショットキバリアを生じさせかつ拡散層に対
してオーミック接触する最下層金属層を形成してなる特
許請求の範囲第1項記載の半導体装置。(2) The semiconductor according to claim 1, wherein a lowermost metal layer is formed below the aluminum diffusion barrier metal, causing a Schottky barrier to the semiconductor substrate and making ohmic contact with the diffusion layer. Device.
特許請求の範囲第2項記載の半導体装置。(3) The semiconductor device according to claim 2, wherein the lowest metal layer is a platinum silicide layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19161786A JPS6347962A (en) | 1986-08-18 | 1986-08-18 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19161786A JPS6347962A (en) | 1986-08-18 | 1986-08-18 | Semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6347962A true JPS6347962A (en) | 1988-02-29 |
Family
ID=16277614
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19161786A Pending JPS6347962A (en) | 1986-08-18 | 1986-08-18 | Semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6347962A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01222470A (en) * | 1988-03-01 | 1989-09-05 | Nec Corp | Semiconductor device |
JPH02125463A (en) * | 1988-11-04 | 1990-05-14 | Hitachi Ltd | Manufacture of semiconductor device |
US5081515A (en) * | 1989-03-20 | 1992-01-14 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor integrated circuit device |
-
1986
- 1986-08-18 JP JP19161786A patent/JPS6347962A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01222470A (en) * | 1988-03-01 | 1989-09-05 | Nec Corp | Semiconductor device |
JPH02125463A (en) * | 1988-11-04 | 1990-05-14 | Hitachi Ltd | Manufacture of semiconductor device |
US5081515A (en) * | 1989-03-20 | 1992-01-14 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor integrated circuit device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4373253A (en) | Integrated CMOS process with JFET | |
US6372557B1 (en) | Method of manufacturing a lateral fet having source contact to substrate with low resistance | |
JPH0628296B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
JPS59119762A (en) | Buried schottky clamp type transistor | |
JPS634683A (en) | Field-effect transistor | |
US6218712B1 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing same | |
JPH01128568A (en) | Semiconductor device | |
JPH0257707B2 (en) | ||
JPS6347962A (en) | Semiconductor device | |
US5405789A (en) | Method of manufacturing a semiconductor device whereby a laterally bounded semiconductor zone is formed in a semiconductor body in a self-aligning manner | |
JPS5856977B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JPH06204173A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
JPS6334619B2 (en) | ||
JP3162745B2 (en) | Method of manufacturing insulated gate field effect transistor | |
JPH0233924A (en) | Semiconductor device | |
JPH0555583A (en) | Manufacture of insulated-gate bipolar transistor | |
JPS59168675A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
JPS61194764A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
JPS62159468A (en) | Semiconductor device | |
JPH0527975B2 (en) | ||
JPS60207375A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
JP2523489B2 (en) | Semiconductor device | |
JPH0786586A (en) | Semiconductor device and manufacture thereof | |
JPS59151467A (en) | Vertical type metal oxide semiconductor field-effect transistor | |
JP3077146B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device |