KR100671691B1 - Method for manufacturing a bipolar transistor and mehtod for manufacturing a semiconductor device using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 바이폴라 트랜지스터의 에미터 제조공정시 제조 공정을 단순화하고 칩 사이즈를 감소시킬 수 있는 바이폴라 트랜지스터의 제조 방법 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법을 제공하기 위한 것으로, 이를 위해 본 발명에서는 소자분리막을 통해 바이폴라 트랜지스터가 형성될 제1 영역, NMOS 트랜지스터가 형성될 제2 영역 및 PMOS 트랜지스터가 형성될 제3 영역이 정의된 기판을 제공하는 단계와, 상기 제1 영역에 컬렉터를 형성하고, 상기 제2 및 제3 영역에 웰을 형성하는 단계와, 상기 제1 영역의 상기 컬렉터 내에 베이스를 형성하는 단계와, 상기 베이스가 형성된 전체 구조 상부에 절연막 및 제1 도전층을 증착하는 단계와, 상기 제1 도전층 및 상기 절연막을 식각하여 상기 베이스의 일부분을 노출시키는 단계와, 노출된 상기 베이스의 일부분이 매립되도록 불순물이 도핑된 제2 도전층을 증착하는 단계와, 열처리 공정을 실시하여 상기 제2 도전층 내에 도핑된 불순물을 상기 베이스 내부로 확산시켜 노출된 부분의 상기 베이스 내에 에미터를 형성하는 단계와, 식각공정을 실시하여 상기 제1 영역에는 에미터 전극 및 제1 게이트 전극, 상기 제2 및 제3 영역에는 각각 제2 및 제3 게이트 전극을 형성하는 단계와, 이온주입 공정을 실시하여 상기 제1 게이트 전극으로 노출되는 상기 기판에 베이스 전극 및 컬렉터 전극, 상기 제2 및 제3 게이트 전극으로 노출되는 상기 기판에 각각 제1 및 제2 소오스/드레인 영역을 형성하는 단계와, 상기 베이스 전극, 상기 컬렉터 전극, 상기 에미터 전극 및 상기 제1 및 제2 소오스/드레인 영역과 접속된 컨택 플러그를 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a method for manufacturing a bipolar transistor and a method for manufacturing a semiconductor device using the same, which can simplify the manufacturing process and reduce the chip size during the emitter manufacturing process of the bipolar transistor. Providing a substrate defining a first region in which a bipolar transistor is to be formed, a second region in which an NMOS transistor is formed, and a third region in which a PMOS transistor is formed, forming a collector in the first region, and Forming a well in a third region, forming a base in the collector of the first region, depositing an insulating film and a first conductive layer over the entire structure on which the base is formed; Etching a conductive layer and the insulating film to expose a portion of the base, and a portion of the exposed base Depositing a second conductive layer doped with an impurity so as to be buried, and performing a heat treatment process to diffuse the doped impurities in the second conductive layer into the base to form an emitter in the base of the exposed portion. And forming an emitter electrode and a first gate electrode in the first region, and forming second and third gate electrodes in the second and third regions, respectively, and performing an ion implantation process. Forming first and second source / drain regions on the substrate exposed to the first gate electrode and on the substrate exposed to the second and third gate electrodes, respectively, and the base electrode; And forming a contact plug connected to the collector electrode, the emitter electrode, and the first and second source / drain regions. Provide a method.
바이폴라 트랜지스터, 도프드 폴리실리콘막, 열처리, 에미터. Bipolar transistor, doped polysilicon film, heat treatment, emitter.
Description
도 1 내지 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 바이폴라 트랜지스터의 제조 방법 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위해 도시된 공정단면도.1 to 10 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a bipolar transistor and a method of manufacturing a semiconductor device using the same according to a preferred embodiment of the present invention.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
BI : 바이폴라 영역 NM : NMOS 영역BI: Bipolar Region NM: NMOS Region
PM : PMOS 영역 10 : 기판PM: PMOS region 10: substrate
11 : 소자분리막 12 : 컬렉터11
15 : 베이스 16 : 게이트 절연막15
17 : 제1 도전층 20 : 제2 도전층17: first conductive layer 20: second conductive layer
21 : 에미터 전극 22a : 바이폴라 게이트 전극21
22b : NMOS 게이트 전극 22c : PMOS 게이트 전극22b:
23 : 스페이서 26a : 베이스 전극23
26b, 29 : 소오스/드레인 영역 30 : 층간 절연막26b, 29 Source / drain
31 : 컨택 플러그31: contact plug
본 발명은 바이폴라 트랜지스터의 제조 방법 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 고속으로 동작하는 바이폴라(Bipolar) 소자와 고집적이 가능한 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 소자를 하나의 칩에 제작한 BiCMOS 소자의 제조 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bipolar transistor manufacturing method and a semiconductor device manufacturing method using the same. Particularly, BiCMOS fabricating a bipolar device operating at high speed and a Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS) device capable of high integration on a single chip. A method for manufacturing a device.
일반적으로 정보처리를 위해 사용되는 컴퓨터나 통신기기 등을 제작하기 위하여는 반도체 소자로 만들어진 집적회로가 필요하며, 특히 처리해야할 정보가 대용량인 경우에는 많은 양의 정보를 신속히 처리할 수 있는 고속, 고집적의 집적회로가 필요하다는 것이 이미 알려진 사실이다. 이러한 집적회로에 일반적으로 많이 쓰이는 반도체 소자에는 바이폴라(Bipolar) 구조를 갖는 소자와 MOS(Metal Oxide Semiconductor) 구조를 갖는 소자가 있다.In general, an integrated circuit made of a semiconductor device is required to manufacture a computer or a communication device used for information processing. In particular, when a large amount of information needs to be processed, a high speed and high integration can be processed quickly. It is already known that an integrated circuit is required. Semiconductor devices commonly used in such integrated circuits include devices having a bipolar structure and devices having a metal oxide semiconductor (MOS) structure.
그러나, 바이폴라 소자는 동작 속도가 빠른 반면에 면적이 커서 고집적으로 제조하는데 어려움이 따르고, MOS 소자는 면적이 작아 고집적으로 제조할 수 있는 반면에 용량성분(Capacitance)이 커서 고속으로 동작시키는데 어려움이 따른다. However, the bipolar device has a high operation speed while having a large area, making it difficult to manufacture highly integrated, while the MOS device has a small area, which can be manufactured highly integrated, while having a large capacitance, which makes it difficult to operate at high speed. .
따라서, 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고속으로 동작하는 바이폴라 소자와 고집적이 가능한 MOS 소자를 하나의 칩에 제작한 BiMOS(Bipolar MOS) 소자를 제작하였다. 근래에는 BiMOS 소자의 전력 소모를 줄이기 위하여 MOS 소자를 CMOS(Complementary MOS)소자로 사용한 BiCMOS 소자가 많이 이용되고 있는 추세이다.Therefore, in order to solve such a problem, a BiMOS (Bipolar MOS) device having a bipolar device operating at high speed and a highly integrated MOS device fabricated on a single chip are fabricated. Recently, in order to reduce power consumption of BiMOS devices, many BiCMOS devices using MOS devices as complementary MOS devices have been used.
BiCMOS 소자는 고속, 고집적 및 저전력을 동시에 요하는 집적회로에 응용할 수 있으며 특히 마이크로 프로세서나 고속 메모리 소자 및 통신용 소자 등에서 고속을 요하는 신호처리장치에는 바이폴라 소자를, 고집적을 요하는 메모리 장치에는 CMOS 소자를 동시에 하나의 칩에 제작함으로써 그 이용도가 높아지고 있다.BiCMOS devices can be applied to integrated circuits that require high speed, high integration, and low power, especially bipolar devices for signal processing devices that require high speed, such as microprocessors, high speed memory devices, and communication devices, and CMOS devices for high density memory devices. By using the same chip at the same time, its utilization is increasing.
종래 기술에 따른 BiCMOS 소자의 제조 방법은 다음과 같다.A method of manufacturing a BiCMOS device according to the prior art is as follows.
마스크 공정 및 이온주입 공정을 실시하여 바이폴라 소자 즉, 바이폴라 트랜지스터의 컬렉터, 베이스 및 에미터를 형성한 후 CMOS 트랜지스터의 게이트 전극을 형성하고 게이트 전극 양측으로 노출된 기판에 소오스/드레인 영역을 형성함으로써, 바이폴라 트랜지스터 및 CMOS 트랜지스터를 완성한다.By performing a mask process and an ion implantation process to form a bipolar device, that is, a collector, a base, and an emitter of a bipolar transistor, the gate electrode of the CMOS transistor is formed, and source / drain regions are formed on the substrate exposed to both sides of the gate electrode. Complete the bipolar transistor and the CMOS transistor.
그러나, 바이폴라 트랜지스터의 에미터는 컬렉터 및 베이스를 형성한 후 포토마스크를 이용한 별도의 마스크 공정 및 이온주입 공정을 실시하여 형성하므로 제조 공정이 복잡해지는 문제점이 있다. 또한, 소자의 고집적화에 따라 마스크 공정시 사용되는 포토마스크의 크기에 제약을 받으므로 에미터의 형성 면적이 증가하여 칩 사이즈가 증가하는 문제점이 발생한다.However, since the emitter of the bipolar transistor is formed by forming a collector and a base and then performing a separate mask process and an ion implantation process using a photomask, the manufacturing process is complicated. In addition, due to the high integration of the device is limited by the size of the photomask used in the mask process, there is a problem that the size of the emitter is increased to increase the chip size.
따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 바이폴라 트랜지스터의 에미터 제조공정시 제조 공정을 단순화하고 칩 사이즈를 감소시킬 수 있는 바이폴라 트랜지스터의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a bipolar transistor that can simplify the manufacturing process and reduce the chip size in the emitter manufacturing process of the bipolar transistor. have.
또한, 본 발명의 다른 목적은 BiCMOS 소자의 제조공정시 바이폴라 트랜지스터의 에미터 제조공정을 단순화하고 칩 사이즈를 감소시킬 수 있는 반도체 소자의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can simplify the manufacturing process of the emitter of the bipolar transistor and reduce the chip size in the manufacturing process of the BiCMOS device.
상기에서 설명한 목적을 달성하기 위한 일측면에 따른 본 발명은, 소자분리막을 통해 바이폴라 트랜지스터가 형성될 제1 영역, NMOS 트랜지스터가 형성될 제2 영역 및 PMOS 트랜지스터가 형성될 제3 영역이 정의된 기판을 제공하는 단계와, 상기 제1 영역에 컬렉터를 형성하고, 상기 제2 및 제3 영역에 웰을 형성하는 단계와, 상기 제1 영역의 상기 컬렉터 내에 베이스를 형성하는 단계와, 상기 베이스가 형성된 전체 구조 상부에 절연막 및 제1 도전층을 증착하는 단계와, 상기 제1 도전층 및 상기 절연막을 식각하여 상기 베이스의 일부분을 노출시키는 단계와, 노출된 상기 베이스의 일부분이 매립되도록 불순물이 도핑된 제2 도전층을 증착하는 단계와, 열처리 공정을 실시하여 상기 제2 도전층 내에 도핑된 불순물을 상기 베이스 내부로 확산시켜 노출된 부분의 상기 베이스 내에 에미터를 형성하는 단계와, 식각공정을 실시하여 상기 제1 영역에는 에미터 전극 및 제1 게이트 전극, 상기 제2 및 제3 영역에는 각각 제2 및 제3 게이트 전극을 형성하는 단계와, 이온주입 공정을 실시하여 상기 제1 게이트 전극으로 노출되는 상기 기판에 베이스 전극 및 컬렉터 전극, 상기 제2 및 제3 게이트 전극으로 노출되는 상기 기판에 각각 제1 및 제2 소오스/드레인 영역을 형성하는 단계와, 상기 베이스 전극, 상기 컬렉터 전극, 상기 에미터 전극 및 상기 제1 및 제2 소오스/드레인 영역과 접속된 컨택 플러그를 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 제조 방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, a substrate in which a first region in which a bipolar transistor is to be formed, a second region in which an NMOS transistor is formed, and a third region in which a PMOS transistor is formed are defined through an isolation layer. Forming a collector in the first region, forming a well in the second and third regions, forming a base in the collector of the first region, and forming the base. Depositing an insulating film and a first conductive layer over the entire structure, exposing the portion of the base by etching the first conductive layer and the insulating film, and doping the doped so that a portion of the exposed base is buried Depositing a second conductive layer and performing a heat treatment process to diffuse the doped impurities in the second conductive layer into the base to expose the exposed portion. Forming an emitter in the base, and performing an etching process to form an emitter electrode and a first gate electrode in the first region, and second and third gate electrodes in the second and third regions, respectively. And a base electrode and a collector electrode on the substrate exposed to the first gate electrode by performing an ion implantation process, and first and second source / drain regions on the substrate exposed to the second and third gate electrodes, respectively. Forming a contact plug connected to the base electrode, the collector electrode, the emitter electrode, and the first and second source / drain regions.
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본 발명에 있어서, 상기 제1 도전층은 상기 제2 도전층과 동일한 불순물로 도핑된 실리콘막으로 형성한다.In the present invention, the first conductive layer is formed of a silicon film doped with the same impurities as the second conductive layer.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. do.
이하, 도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 바이 폴라 트랜지스터의 제조 방법 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기로 한다. 여기서, 도 1 내지 도 10에 도시된 참조부호들 중 서로 동일한 참조부호는 동일한 기능을 수행하는 동일 요소이다. 또한, 여기서는, 설명의 편의를 위해 본 실시예에 따른 바이폴라 트랜지스터가 NPN형인 경우에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a bipolar transistor and a method of manufacturing a semiconductor device using the same will be described with reference to FIGS. 1 to 10. Here, the same reference numerals among the reference numerals shown in FIGS. 1 to 10 are the same elements performing the same function. Here, for the convenience of description, the case where the bipolar transistor according to the present embodiment is of the NPN type will be described.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 바이폴라 트랜지스터가 형성될 영역(BI; 이하, 바이폴라 영역이라 함), NMOS 트랜지스터가 형성될 영역(NM; 이하, NMOS 영역이라 함) 및 PMOS 트랜지스터가 형성될 영역(PM; 이하, PMOS 영역이라 함)이 정의된 기판(10)에 바이폴라 영역(BI), NMOS 영역(NM) 및 PMOS 영역(PM)을 각각 분리시키기 위한 소자분리막(11)을 형성한다. 이때, 소자분리막(11)은 LOCOS(LOCal Oxidation of Silicon) 공정을 실시하여 형성한다. 이외에도 고집적도에 유리한 STI(Shallow Trench Isolation) 공정을 실시하여 형성할 수도 있다.First, as shown in FIG. 1, a region in which a bipolar transistor is to be formed (BI; hereinafter referred to as a bipolar region), a region in which an NMOS transistor is to be formed (NM; hereinafter referred to as an NMOS region), and a region in which a PMOS transistor is to be formed An
이어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 소자분리막(11)이 형성된 기판(10)에 마스크 공정 및 이온 주입 공정을 실시하여 바이폴라 영역(BI)과 PMOS 영역(PM)에는 N웰(N-Well)을 형성하고, NMOS 영역(NM)에는 P웰(P-Well)을 형성한다. 여기서, 바이폴라 영역(BI)의 기판(10)에 형성된 N웰은 컬렉터(12)로 기능한다.Subsequently, as shown in FIG. 2, a mask process and an ion implantation process are performed on the
이어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 마스크 공정을 실시하여 기판(10) 상에 바이폴라 영역(BI)이 오픈(open)된 구조의 제1 포토레지스트 패턴(13)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 3, a mask process is performed to form a
이어서, 제1 포토레지스트 패턴(13)를 마스크로 하는 이온주입공정(14)을 실시하여 바이폴라 영역(BI)의 컬렉터(12) 내에 바이폴라 트랜지스터의 베이스(15)를 형성한다. 이때, 이온주입공정(14)은 보론(boron)을 도펀트로 하여 실시함으로써 P 형의 베이스(15)가 형성된다.Subsequently, an
이어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 스트립(strip) 공정을 실시하여 제1 포토레지스트 패턴(13)을 제거한다.Subsequently, as shown in FIG. 4, a strip process is performed to remove the
이어서, 베이스(15)가 형성된 전체 구조물 상에 게이트 절연막(16) 및 제1 도전층(17)을 순차적으로 증착한다. 이때, 제1 도전층(17)은 도프드(doped) 또는 언도프드(undoped) 폴리 실리콘막으로 형성한다. 예컨대, 언도프드 폴리 실리콘막의 경우 Si2H4를 이용하여 LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 방식으로 형성한다. 반면, 도프드 폴리 실리콘막의 경우 Si2H4와 PH3 가스를 이용하여 LPCVD 방식으로 형성한다.Subsequently, the
이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 마스크 공정을 실시하여 제1 도전층(17) 상에 바이폴라 트랜지스터의 에미터가 형성될 영역('A' 부위 참조; 이하, 에미터 영역이라 함)이 오픈된 구조의 제2 포토레지스트 패턴(18)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 5, a mask process is performed to open a region (see 'A' region; referred to as an emitter region) on the first
이어서, 제2 포토레지스트 패턴(18)을 마스크로 하는 식각공정(19)을 실시하여 제1 도전층(17)과 게이트 산화막(16)을 순차적으로 식각한다. 이로써, 베이스(15)의 일부 영역이 노출되도록 바이폴라 트랜지스터의 에미터 영역('A' 부위 참조)이 정의된다.Subsequently, an
이어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 스트립 공정을 실시하여 제2 포토레지스트 패턴(18)을 제거한다.Subsequently, as shown in FIG. 6, the strip process is performed to remove the
이어서, 바이폴라 트랜지스터의 에미터 영역('A' 부위 참조)이 매립되도록 전체 구조 상에 제2 도전층(20)을 층착한 후 열처리 공정을 실시한다. 이로써, 제2 도전층(20) 증착 후 실시하는 열처리 공정에 의해 에미터 영역('A' 부위 참조)에 매립된 제2 도전층(20)의 이온들이 베이스(15) 내부로 확산되어 에미터(21)가 형성된다. 이때, 제2 도전층(20)은 Si2H4와 PH3 가스로 도핑된 실리콘막을 증착한다. Subsequently, the second
여기서, 제2 도전층(20)을 Si2H4와 PH3 가스로 도핑된 실리콘막을 이용하는 이유는, 상기와 같은 열처리 공정시 제2 도전층(20)을 구성하는 인(P) 이온이 기판(10)으로 확산되면서 베이스(15) 내부에 N형의 에미터(21)가 형성되도록 하기 위함이다.Here, the reason for using the silicon film doped with Si 2 H 4 and PH 3 gas for the second
이어서, 도 7에 도시된 바와 같이, 마스크 공정을 실시하여 바이폴라 트랜지스터의 컬렉터(12), 베이스(15) 및 에미터(21)가 완성된 전체구조 상부에 소정의 제3 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 7, a predetermined third photoresist pattern (not shown) is formed on the entire structure in which the
이어서, 제3 포토레지스트 패턴을 마스크로 하는 식각공정을 실시하여 에미터(21) 상에 에미터 전극(20a)을 형성하면서 바이폴라 영역(BI)의 기판(10) 상에 복수의 바이폴라 게이트 전극(22a)을 형성한다. 이와 동시에, NMOS 영역(NM)에는 NMOS 게이트 전극(22b)을 형성하고, PMOS 영역(PM)에는 PMOS 게이트 전극(22c)을 형성한다. 이때, 복수의 바이폴라 게이트 전극(22a)은 바이폴라 트랜지스터의 에미터(21), 베이스(15) 및 컬렉터(12)를 각각 분리하기 위한 하나의 콘택 분리용 층(layer)으로 기능한다. Subsequently, an etch process using the third photoresist pattern as a mask is performed to form the
이어서, 도 8에 도시된 바와 같이, 스트립 공정을 실시하여 제3 포토레지스 트 패턴(미도시)을 제거한다.Subsequently, as shown in FIG. 8, a strip process is performed to remove the third photoresist pattern (not shown).
이어서, 에미터 전극(20a), 바이폴라 게이트 전극(22a), NMOS 게이트 전극(22b) 및 PMOS 게이트 전극(22c)이 형성된 전체구조 상부의 단차를 따라 스페이서용 절연막(미도시)을 증착한다. Subsequently, an insulating film for a spacer (not shown) is deposited along the steps of the entire structure where the
이어서, 건식식각공정을 실시하여 각 에미터 전극(20a), 바이폴라 게이트 전극(22a), NMOS 게이트 전극(22b) 및 PMOS 게이트 전극(22c)의 양측벽에 스페이서(23)를 형성한다.Subsequently, a dry etching process is performed to form spacers 23 on both sidewalls of each
이어서, 마스크 공정을 실시하여 NMOS 영역(NM)을 덮는 제4 포토레지스트 패턴(24)을 형성한다. Subsequently, a mask process is performed to form a
이어서, 제4 포토레지스트 패턴(24)을 마스크로 하는 제1 불순물 이온주입 공정(25)을 실시하여 바이폴라 게이트 전극(22a) 사이의 베이스(15) 내에 고농도 접합영역(26a)을 형성하면서, PMOS 게이트 전극(22c) 양측으로 노출된 기판(10)에 소오스/드레인 영역(26b)을 형성한다. 이때, 제1 불순물 이온주입 공정(25)은 인을 이용하여 실시한다. 여기서, 베이스(15) 내에 고농도 접합영역(26a)은 베이스 단자와 접속되는 베이스 전극(26a)으로 기능한다. 또한 여기서 도면에 도시되지는 않았으나, 컬렉터(12) 내에도 접합영역이 형성되어 컬렉터 전극으로 기능한다. 여기서, 제1 불순물 이온주입공정(25)은 인을 이용하여 실시한다.Subsequently, the first impurity
즉, 상기에서 형성된 바이폴라 게이트 전극(22a)으로 인해 제1 불순물 이온주입 공정(25)시 에미터 전극(20a), 베이스 전극(26a) 및 컬렉터 전극(미도시)이 자기정렬(Self_aligned)된다.That is, the
이어서, 도 9에 도시된 바와 같이, 스트립 공정을 실시하여 제4 포토레지스트 패턴(24)을 제거한다.Next, as shown in FIG. 9, the strip process is performed to remove the
이어서, 마스크 공정을 실시하여 NMOS 영역(NM)이 오픈된 구조의 제5 포토레지스트 패턴(27)을 형성한다.Subsequently, a mask process is performed to form a
이어서, 제 5 포토레지스트 패턴(27)을 마스크로 하는 제2 불순물 이온주입 공정(28)을 실시하여 NMOS 게이트 전극(22b)의 양측으로 노출된 기판(10)에 소오스/드레인 영역(29)을 형성한다. 이때, 제2 불순물 이온주입 공정(28)은 보론을 이용하여 실시한다.Subsequently, a second impurity
이어서, 도 10에 도시된 바와 같이, 스트립 공정을 실시하여 제5 포토레지스트 패턴(27)을 제거한다. Subsequently, as shown in FIG. 10, the strip process is performed to remove the
이어서, 접합영역(26a) 및 소오스/드레인 영역(26b 및 29)이 형성된 전체 구조 상부에 층간 절연막(30)을 증착한다. 이때, 층간 절연막(30)은 산화막 계열의 물질로 형성한다. 예컨대, 층간 절연막(30)은 HDP(High Density Plasma) 산화막, BPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass)막, PSG(Phosphorus Silicate Glass)막, PETEOS(Plasma Enhanced Tetra Ethyle Ortho Silicate)막, PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)막, USG(Un-doped Silicate Glass)막, FSG(Fluorinated Silicate Glass)막, CDO(Carbon Doped Oxide)막 및 OSG(Organo Silicate Glass)막 중 어느 하나를 이용하여 단층막 또는 이들이 적층된 적층막으로 형성한다.Next, an
이어서, 마스크 공정 및 식각공정을 실시하여 층간 절연막(30) 내에 에미터 전극(20a), 접합영역(26a), 컬렉터 전극(미도시) 및 각 소오스/드레인 영역(26b 및 29)을 일정부분 노출시키는 복수의 컨택홀(미도시)을 형성한다. Subsequently, a mask process and an etching process are performed to partially expose the
이어서, 컨택홀을 매립하는 도전막을 증착하여 바이폴라 트랜지스터의 에미터 전극(20a), 접합영역(26a), 컬렉터 전극(미도시), NMOS 트랜지스터의 소오스/드레인 영역(29) 및 PMOS의 소오스/드레인 영역(26b)을 각각 연결하는 컨택 플러그(31)를 형성한다. Subsequently, a conductive film filling the contact hole is deposited to deposit the
이어서, 도면에 도시되지는 않았으나 컨택 플러그(31)가 형성된 전체구조 상부에 금속 배선물질을 증착한 후 식각공정을 실시하여 컨택 플러그(31) 상부에 각각 배선층을 형성한다. 이에 따라, 컨택 플러그(31)를 통해 바이폴라 트랜지스터의 에미터(21), 베이스(15) 및 컬렉터(12)가 배선층과 전기적으로 접속되면서, NMOS 및 PMOS 트랜지스터의 소오스/드레인 영역(29 및 26b)이 배선층과 전기적으로 접속된다. Subsequently, although not shown in the drawing, a metal wiring material is deposited on the entire structure on which the
즉, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 바이폴라 트랜지스터의 컬렉터(12)와 베이스(15)가 형성된 기판(10) 상에 인 이온을 함유한 불순물로 도핑된 폴리 실리콘막을 증착한 후 열처리를 실시하여 에미터(21)를 형성한다. 따라서, 바이폴라 트랜지스터의 에미터(21) 형성을 위한 별도의 마스크 공정 및 이온주입 공정을 스킵(skip)할 수 있을 뿐만 아니라 에미터(21)가 정확한 위치에 형성될 수 있도록 한다. 이는, 바이폴라 트랜지스터의 에미터(21) 제조 공정을 단순화시킬 뿐만 아니라 에미터(21) 크기를 제어할 수 있어 칩 사이즈를 감소시킬 수 있게 한다.That is, according to a preferred embodiment of the present invention, a polysilicon film doped with an impurity containing phosphorus ions is deposited on the
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 바이폴라 트랜지스터의 컬렉터(12), 베이스(15) 및 에미터(21)가 형성된 바이폴라 영역(BI)의 기판(10) 상에 복 수의 바이폴라 게이트 전극(22a)을 형성한 후, 이렇게 형성된 게이트 전극(22a) 사이에 에미터 전극(20a)을 형성하고 그 게이트 전극(22a) 사이의 기판(10)에 컬렉터 전극 및 베이스 전극(26a)을 형성한다. 따라서, 게이트 전극(22a)을 통해 에미터 전극(20a), 베이스 전극(26a) 및 컬렉터 전극이 자기정렬 된다.Further, according to a preferred embodiment of the present invention, a plurality of bipolar gate electrodes on the
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 바이폴라 트랜지스터의 컬렉터와 베이스가 형성된 기판 상에 도핑된 폴리 실리콘막을 증착한 후 열처리를 실시하여 에미터를 형성함으로써, 바이폴라 트랜지스터의 에미터 형성을 위한 별도의 마스크 공정 및 이온주입 공정을 스킵(skip)할 수 있을 뿐만 아니라 에미터가 정확한 위치에 형성될 수 있도록 한다. 따라서, 바이폴라 트랜지스터의 에미터 제조 공정을 단순화할 수 있을 뿐만 아니라, 칩 사이즈를 감소시킬 수 있고, 에미터와 베이스 간의 거리를 줄여 베이스의 시리즈 저항특성을 개선시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, a doped polysilicon film is deposited on a substrate on which a collector and a base of a bipolar transistor are formed, followed by heat treatment to form an emitter, thereby forming an emitter of a bipolar transistor. Not only can the mask process and the ion implantation process be skipped, but also the emitter can be formed in the correct position. Accordingly, the emitter manufacturing process of the bipolar transistor can be simplified, the chip size can be reduced, and the distance between the emitter and the base can be reduced to improve the series resistance characteristics of the base.
또한, 본 발명에 의하면, 바이폴라 트랜지스터의 컬렉터, 베이스 및 에미터가 형성된 기판 상에 복수의 게이트 전극을 형성한 후, 이렇게 형성된 게이트 전극 사이에 에미터 전극을 형성하고 그 게이트 전극 사이의 기판에 컬렉터 전극 및 베 이스 전극을 형성함으로써, 게이트 전극을 통해 에미터 전극, 베이스 전극 및 컬렉터 전극이 자기정렬될 수 있다. 따라서, 마스크 공정 및 이온주입 공정을 통해 에미터 전극, 베이스 전극 및 컬렉터 전극을 형성할 경우 발생할 수 있는 오정렬(mis_aligned)을 방지할 수 있다.Further, according to the present invention, after forming a plurality of gate electrodes on a substrate on which a collector, a base and an emitter of a bipolar transistor are formed, an emitter electrode is formed between the gate electrodes thus formed and the collector is formed on the substrate between the gate electrodes. By forming the electrode and the base electrode, the emitter electrode, the base electrode and the collector electrode can be self-aligned through the gate electrode. Accordingly, mis-alignment that may occur when the emitter electrode, the base electrode, and the collector electrode are formed through the mask process and the ion implantation process may be prevented.
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- 2005-04-06 KR KR1020050028375A patent/KR100671691B1/en active IP Right Grant
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