KR20040000681A - Method of manufacturing Bi-CMOS transistor - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A Bi-CMOS(Bipolar-Complementary Metal Oxide Semiconductor) transistor manufacturing method, is provided to be capable of securing the performance of the Bi-CMOS transistor and simplifying manufacturing processes. CONSTITUTION: After forming a substrate(1) having isolation layers(5), the first to third well(7a,7b,7c) are formed at the inner portion of the substrate. The first and second silicon epitaxial layer(8,9) are selectively formed at the upper portion of the first well. A plurality of gate electrodes(11) are formed at a CMOS transistor forming region. At this time, a polysilicon pattern(11a) is formed at the upper portion of the second silicon epitaxial layer of a bipolar transistor forming region. A P type source/drain region(14) is formed at the surface of the third well and a P+ type impurity region(14a) is simultaneously formed at the bipolar transistor forming region. Then, an N type source/drain region(16) is formed at the surface of the second well and an N+ impurity region(16a) is simultaneously formed at the bipolar transistor forming region. An interlayer dielectric(17) is thickly deposited on the entire surface of the resultant structure.

Description

바이-씨모스 트랜지스터 제조방법{Method of manufacturing Bi-CMOS transistor}Bi-CMOS transistor manufacturing method {Method of manufacturing Bi-CMOS transistor}

본 발명은 바이-씨모스 트랜지스터 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 바이폴라 트랜지스터의 성능을 확보하면서 공정 단순화를 얻을 수 있는 바이-씨모스 트랜지스터 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a bi-MOS transistor manufacturing method, and more particularly, to a bi-MOS transistor manufacturing method that can obtain a process simplification while ensuring the performance of the bipolar transistor.

바이-씨모스(이하, Bi-CMOS) 트랜지스터는 씨모스(CMOS) 트랜지스터가 갖는 잇점과 바이폴라(Bipolar) 트랜지스터가 갖는 잇점을 살려 단일 기판에 고집적도의 씨모스 트랜지스터와 고속구동능력, 저소비전력 및 고정밀도의 바이폴라 트랜지스터를 집적시킨 반도체 소자로서, 고속 VLSI의 구현에 적합하며, 캐쉬 메모리 등에 많이 사용된다.Bi-CMOS transistors utilize the advantages of CMOS transistors and the advantages of Bipolar transistors to provide high density CMOS transistors, high-speed driving capability, low power consumption, As a semiconductor device incorporating a high-precision bipolar transistor, it is suitable for implementing high-speed VLSI and is widely used for cache memories and the like.

이와 같은 Bi-CMOS는 기판의 일 영역에 엔모스(NMOS)와 피모스(PMOS)로 구성된 씨모스 트랜지스터가 집적되고, 기판의 다른 영역에 에미터(Emitter), 베이스 (Base) 및 컬렉터(Collector)로 구성된 바이폴라 트랜지스터가 집적되며, 이때, 상기 씨모스 트랜지스터와 바이폴라 트랜지스터는 일련의 공정을 통해 동시에 집적된다.Such Bi-CMOS has CMOS transistors composed of NMOS and PMOS in one area of the substrate, and emitter, base, and collector in other areas of the substrate. The bipolar transistor consisting of) is integrated, wherein the CMOS transistor and the bipolar transistor are simultaneously integrated through a series of processes.

그러나, 도시하고 설명하지는 않았지만, 종래의 Bi-CMOS 트랜지스터는 반도체 소자의 디자인 룰(design rule)이 감소됨에 따라 모스 트랜지스터의 스케일 다운(scale down)이 급격히 진행되고 있는 추세에서, 바이폴라 트랜지스터의 전류이득과 함께 구동 전류(drive current)를 증가시키는데 한계가 있고, 그래서, 성능 확보에 어려움이 있다.However, although not shown and described, in the conventional Bi-CMOS transistor, as the design rule of the semiconductor device decreases, the scale down of the MOS transistor is rapidly progressing, so that the current gain of the bipolar transistor is increased. In addition, there is a limit to increase the drive current (drive current), so, there is a difficulty in securing performance.

또한, 종래의 Bi-CMOS 트랜지스터는, 당업자들에게 주지된 바와 같이, 일련의 공정을 통해 바이폴라 트랜지스터와 씨모스 트랜지스터를 동시에 제조하므로, 많은 공정 단계들을 포함하는 것으로 인해 제조 공정이 매우 복잡하다.In addition, conventional Bi-CMOS transistors, as is well known to those skilled in the art, simultaneously produce a bipolar transistor and a CMOS transistor through a series of processes, so that the manufacturing process is very complicated due to the inclusion of many process steps.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 바이폴라 트랜지스터의 성능을 확보하면서 공정 단순화를 얻을 수 있는 Bi-CMOS 트랜지스터 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a Bi-CMOS transistor that can achieve process simplification while securing the performance of a bipolar transistor.

도 1a 내지 도 1g는 본 발명의 실시예에 따른 Bi-CMOS 트랜지스터 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도.1A to 1G are cross-sectional views illustrating processes for manufacturing a Bi-CMOS transistor according to an exemplary embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 실리콘 기판 2 : 패드산화막1 silicon substrate 2 pad oxide film

3 : 패드질화막 4 : 트렌치3: pad nitride film 4: trench

4a : 홈 5 : 소자분리막4a: groove 5: device isolation film

6 : 버퍼 산화막 7a,7b,7c : 웰6: buffer oxide film 7a, 7b, 7c: well

8 : 제1실리콘 에피층 9 : 제2실리콘 에피층8: first silicon epi layer 9: second silicon epi layer

10 : 게이트 산화막 11 : 게이트 전극10 gate oxide film 11 gate electrode

11a : 폴리실리콘 패턴 12 : 스페이서11a: polysilicon pattern 12: spacer

13 : 제1이온주입 마스크 14 : P형 소오스/드레인 영역13: first ion implantation mask 14: P-type source / drain region

14a : P형 불순물 영역 15 : 제2이온주입 마스크14a: P-type impurity region 15: second ion implantation mask

16 : N형 소오스/드레인 영역 16a : N형 불순물 영역16: N-type source / drain region 16a: N-type impurity region

17 : 층간절연막 18 : 콘택 플러그17: interlayer insulating film 18: contact plug

19a,19b,19c,19d,19e,19f,19g : 배선19a, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f, 19g: wiring

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 바이폴라 트랜지스터가 형성될 제1영역과 씨모스 트랜지스터가 형성될 제2 및 제3영역을 갖는 실리콘 기판을 마련하는 단계; 상기 기판의 소자분리영역에 해당하는 부분들과 상기 기판의 제1영역 중심부에 각각 트렌치들과 홈을 형성하는 단계; 상기 트렌치형의 소자분리막이 형성되도록 상기 트렌치들 및 홈 내에 산화막을 매립시키는 단계; 상기 기판 상에 버퍼 산화막을 형성하고, 상기 기판의 제1영역 및 제3영역 내에 제1도전형의 불순물을 이온주입하여 제1도전형 웰을 형성하고 상기 기판의 제2영역에 제2도전형의 불순물을 이온주입하여 제2도전형 웰을 형성하는 단계; 상기 제1영역의 홈 및 이에 인접된 부분이 노출되도록 상기 버퍼 산화막을 패터닝하고, 상기 노출된 홈 내의 산화막을 제거하는 단계; 상기 홈 및 이에 인접된 기판 표면 상에 컬렉터 및 베이스 물질로서 제1도전형으로 도핑된 제1실리콘 에피층과 제2도전형으로 도핑된 제2실리콘 에피층을 차례로 성장시키는 단계; 상기 버퍼 산화막을 제거하는 단계; 상기 기판의 제2 및 제3영역 상에 게이트 산화막을 형성하는 단계; 상기 게이트 산화막을 포함한 기판 상에 폴리실리콘막을 형성하는 단계; 상기 폴리실리콘막과 게이트 산화막을 패터닝하여 상기 기판의 제2 및 제3영역 상에 게이트 전극을 형성함과 동시에 제1영역의 제2실리콘 에피층 상에 에미터 물질로서 폴리실리콘 패턴을 형성하는 단계; 상기 게이트 전극, 폴리실리콘 패턴 및 제1실리콘 에피층과 제2실리콘 에피층의 적층막 양측벽에 스페이서를 형성하는 단계; 상기 기판 결과물 상에 기판의 제2영역과 인접하지 않은 제2실리콘 에피층 단부를 포함한 제1영역 부분을 제외한 상기 제1영역과 제2영역을 덮도록 제1이온주입 마스크를 형성하는 단계; 상기 제1이온주입 마스크로부터 덮히지 않은 기판 영역에 제2도전형의 불순물을 이온주입하여 노출된 제1영역 부분 표면에 제2도전형의 불순물 영역을 형성함과 동시에 제3영역 표면에 제2도전형의 소오스/드레인 영역을 형성하는 단계; 상기 제1이온주입 마스크를 제거하고, 상기 기판 상에 제1이온주입 마스크에 의해 덮히지 않은 기판 영역을 덮도록 제2이온주입 마스크를 형성하는 단계; 상기 제2이온주입 마스크에 의해 덮히지 않은 기판 영역에 제1도전형의 불순물을 이온주입하여 노출된 제1영역 부분의 표면에 제1도전형의 불순물 영역을 형성함과 동시에 제2영역 표면에 제1도전형의 소오스/드레인 영역을 형성하는 단계; 상기 제2이온주입 마스크를 제거하고, 상기 기판 상에 층간절연막을 형성하는 단계; 및 상기 층간절연막 상에 기판 제1영역의 제1,제2도전형의 불순불 영역들과 폴리실리콘 패턴 및 기판 제2 및 제3영역의 제1,제2도전형의 소오스/드레인 영역들과 각각 콘택되는 배선들을 형성하는 단계를 포함하는 바이-씨모스 트랜지스터 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of providing a silicon substrate having a first region in which the bipolar transistor is to be formed and the second and third regions in which the CMOS transistor is to be formed; Forming trenches and grooves in portions corresponding to device isolation regions of the substrate and in the center of the first region of the substrate; Embedding an oxide film in the trenches and the groove to form the trench isolation device; A buffer oxide layer is formed on the substrate, and a first conductive type well is formed by ion implanting impurities of a first conductivity type into the first and third regions of the substrate, and a second conductive type is formed in the second region of the substrate. Implanting impurities into the second conductive wells; Patterning the buffer oxide layer to expose the groove of the first region and a portion adjacent thereto, and removing the oxide layer in the exposed groove; Growing a first silicon epi layer doped with a first conductive type as a collector and a base material and a second silicon epi layer doped with a second conductive type on the groove and the substrate surface adjacent thereto; Removing the buffer oxide film; Forming a gate oxide layer on the second and third regions of the substrate; Forming a polysilicon film on the substrate including the gate oxide film; Patterning the polysilicon layer and the gate oxide layer to form gate electrodes on the second and third regions of the substrate, and simultaneously forming a polysilicon pattern as an emitter material on the second silicon epi layer of the first region; ; Forming spacers on both sidewalls of the gate electrode, the polysilicon pattern, and the stacked layer of the first silicon epi layer and the second silicon epi layer; Forming a first ion implantation mask on the substrate resultant to cover the first region and the second region except for a portion of the first region including an end portion of the second silicon epilayer not adjacent to the second region of the substrate; Impurities of the second conductivity type are implanted into the substrate region not covered by the first ion implantation mask to form an impurity region of the second conductivity type on the exposed portion of the first region, and a second surface of the third region. Forming a conductive source / drain region; Removing the first ion implantation mask and forming a second ion implantation mask on the substrate to cover a region of the substrate not covered by the first ion implantation mask; The first conductive type impurity region is formed on the surface of the exposed first region portion by implanting impurities of the first conductivity type in the substrate region not covered by the second ion implantation mask, and the surface of the second region is formed on the surface of the second region. Forming a source / drain region of a first conductivity type; Removing the second ion implantation mask and forming an interlayer insulating film on the substrate; First and second conductive impurity regions of the first substrate and the polysilicon pattern, and first and second conductive source / drain regions of the second and third regions of the substrate; It provides a method of manufacturing a bi-MOS transistor comprising the step of forming each of the wiring contacts.

여기서, 상기 제1도전형은 N형, 그리고, 제2도전형은 P형이며, 상기 제1웰은 제2 및 제3웰 보다 깊게 형성한다.Here, the first conductive type is N type, and the second conductive type is P type, and the first well is formed deeper than the second and third wells.

또한, 상기 제1 및 제2도전형의 불순물을 이온주입하는 단계는 노출된 제1영역의 제1,제2실리콘 에피층 부분에도 이온주입한다.In addition, the ion implantation of the impurities of the first and second conductivity types implants the first and second silicon epitaxial layers of the exposed first region.

본 발명에 따르면, 바이폴라 트랜지스터를 매립형으로 형성하기 때문에 그 성능을 확보할 수 있으며, 아울러, 바이폴라 트랜지스터의 에미터를 씨모스 트랜지스터의 게이트 전극과 동시에 형성하기 때문에 공정 단순화를 얻을 수 있다.According to the present invention, since the bipolar transistor is formed in a buried type, its performance can be ensured, and the process can be simplified because the emitter of the bipolar transistor is formed simultaneously with the gate electrode of the CMOS transistor.

(실시예)(Example)

이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a 내지 도 1g는 본 발명의 실시예에 따른 Bi-CMOS 트랜지스터 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도로서, 이를 설명하면 다음과 같다.1A to 1G are cross-sectional views illustrating processes for manufacturing a Bi-CMOS transistor according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1a를 참조하면, 바이폴라 트랜지스터 형성 영역과 엔모스 및 피모스로 구성되는 씨모스 트랜지스터 형성 영역을 갖는 실리콘 기판(1)을 마련하고, 상기 기판(1) 상에 패드산화막(2)과 패드질화막(4)을 차례로 형성한다. 그런다음, 상기 패드질화막(3) 상에 소자분리영역들을 한정하는 감광막 패턴(도시안됨)을 형성한 상태에서, 감광막 패턴을 식각 장벽으로해서 패드질화막 및 패드산화막을 식각하고, 연이어, 노출된 기판 부분을 식각하여 기판(1)의 소자분리영역들 각각에 트렌치(4)를 형성한다. 이때, 매립형 바이폴라 트랜지스터가 형성될 수 있도록, 상기 트렌치형성시에는 바이폴라 트랜지스터 형성 영역에 홈(4a)를 형성해준다.Referring to FIG. 1A, a silicon substrate 1 having a bipolar transistor formation region and a CMOS transistor formation region composed of NMOS and PMOS is provided, and a pad oxide film 2 and a pad nitride film are formed on the substrate 1. (4) are formed in sequence. Subsequently, in a state in which a photoresist pattern (not shown) defining device isolation regions is formed on the pad nitride layer 3, the pad nitride layer and the pad oxide layer are etched using the photoresist layer as an etch barrier, and subsequently, an exposed substrate. The portions are etched to form trenches 4 in each of the isolation regions of the substrate 1. In this case, a trench 4a is formed in the bipolar transistor formation region during the trench formation so that the buried bipolar transistor can be formed.

도 1b를 참조하면, 감광막 패턴과 패드질화막 및 패드산화막을 제거한 상태에서, 트렌치(4) 및 홈(4a)이 매립되도록 기판(1)의 전 영역 상에 산화막을 증착하고, 그런다음, 기판 표면이 노출될 때까지 상기 산화막을 CMP(Chemical Mechanical Polishing)하여 트렌치형의 소자분리막들(5)을 형성한다. 그 다음, 상기 소자분리막들(5)을 포함한 기판(1) 상에 버퍼 산화막(6)을 증착하고, 웰-마스크(도시안됨)를 이용해서 기판(1) 내에 소정 도전형의 불순물들을 이온주입하며, 이를 통해, 기판(1)의 적소에 제1, 제2 및 제3웰(7a, 7b, 7c)을 형성한다.Referring to FIG. 1B, in a state where the photoresist pattern, the pad nitride film, and the pad oxide film are removed, an oxide film is deposited on the entire region of the substrate 1 so that the trench 4 and the groove 4a are buried, and then the surface of the substrate The oxide film is subjected to chemical mechanical polishing (CMP) until the exposed portion to form the trench isolation device isolation layers 5. Next, a buffer oxide film 6 is deposited on the substrate 1 including the device isolation layers 5, and impurities of a predetermined conductivity type are implanted into the substrate 1 using a well mask (not shown). By doing so, the first, second and third wells 7a, 7b, and 7c are formed in place of the substrate 1.

이때, 기판(1)의 바이폴라 트랜지스터 형성 영역에 형성되는 제1웰(7a)과 상기 제1웰(7a)과 이격된 씨모스 트랜지스터 형성 영역에 형성되는 제3웰(7c)은 제1도전형의 웰, 예컨데, N-웰로 형성하며, 상기 제1웰(7a)과 제3웰(7c) 사이의 씨모스 트랜지스터 형성 영역에 형성되는 제2웰(7b)은 제2도전형의 웰, 예컨데, P-웰로 형성한다. 또한, 상기 제1웰(7a)은 제2 및 제3웰(7b, 7c) 보다는 깊은 깊이로 형성한다.At this time, the first well 7a formed in the bipolar transistor formation region of the substrate 1 and the third well 7c formed in the CMOS transistor formation region spaced apart from the first well 7a are first conductive type. And a second well 7b formed in the CMOS transistor formation region between the first well 7a and the third well 7c, for example, an N-well. Form into P-wells. In addition, the first well 7a is formed deeper than the second and third wells 7b and 7c.

도 1c를 참조하면, 매립형 바이폴라 트랜지스터를 형성하기 위해 홈(4a)의 상부 영역을 포함한 기판(1)의 바이폴라 트랜지스터 형성 영역 상에 증착된 버퍼 산화막 부분을 공지의 포토리소그라피 공정을 통해 제거하고, 이어서, 홈(4a) 내에 매립된 산화막을 습식 식각으로 제거한다.Referring to FIG. 1C, the portion of the buffer oxide film deposited on the bipolar transistor formation region of the substrate 1 including the upper region of the groove 4a to form the buried bipolar transistor is removed by a known photolithography process, and then The oxide film embedded in the groove 4a is removed by wet etching.

그런다음, 홈(4a) 및 이에 인접한 기판 표면 상에 바이폴라 트랜지스터의 컬렉터(collector) 물질로서 제1웰(7a)과 동일한 도전형, 즉, N형 불순물로 도핑된제1실리콘 에피층(8)을 성장시키고, 연이어, 상기 제1실리콘 에피층(8) 상에 바이폴라 트랜지스터의 베이스(base) 물질로서 상기 제1실리콘 에피층(8)과 반대 도전형, 즉, P형 불순물로 도핑된 제2실리콘 에피층(9)을 성장시킨다.Then, the first silicon epi layer 8 doped with the same conductivity type as the first well 7a, that is, N-type impurities, as a collector material of the bipolar transistor on the groove 4a and the substrate surface adjacent thereto. And a second doped on the first silicon epi layer 8 as a base material of a bipolar transistor and doped with an impurity opposite to the first silicon epi layer 8, that is, a P-type impurity. The silicon epi layer 9 is grown.

도 1d를 참조하면, 버퍼 산화막을 제거한 상태에서, 기판(1)의 전 영역 상에 게이트 산화막(10)을 증착하고, 이어, 공지의 방법으로 기판(1)의 바이폴라 트랜지스터 형성 영역(A) 상에 증착된 게이트 산화막 부분을 식각 제거한다.Referring to FIG. 1D, the gate oxide film 10 is deposited on the entire region of the substrate 1 in a state where the buffer oxide film is removed, and then on the bipolar transistor formation region A of the substrate 1 by a known method. The gate oxide film portion deposited on the etch is removed.

그런다음, 상기 게이트 산화막(10)을 포함한 기판(1)의 전 영역 상에 폴리실리콘막을 증착하고, 이어, 게이트 마스크(도시안됨)를 이용해서 상기 폴리실리콘막 및 게이트 산화막을 식각하여 기판(1)의 씨모스 트랜지스터 형성 영역에 게이트 전극(11)을 형성한다. 이때, 상기 폴리실리콘막의 식각시에는 바이폴라 트랜지스터 형성 영역에 형성된 제2실리콘 에피층(9) 상에 에미터(Emitter) 물질로서 폴리실리콘 패턴(11a)이 형성되도록 한다.Then, a polysilicon film is deposited on the entire region of the substrate 1 including the gate oxide film 10, and then the polysilicon film and the gate oxide film are etched by using a gate mask (not shown). The gate electrode 11 is formed in the CMOS transistor formation region of (). At this time, during the etching of the polysilicon layer, the polysilicon pattern 11a is formed as an emitter material on the second silicon epitaxial layer 9 formed in the bipolar transistor formation region.

계속해서, 기판(1)의 전 영역 상에 스페이서용 절연막을 증착하고, 이어서, 상기 절연막을 블랭킷 식각하여 씨모스 트랜지스터 형성 영역에 형성된 게이트 전극(11)의 양측벽과 바이폴라 트랜지스터 형성 영역에 형성된 폴리실리콘 패턴(11a) 및 제1,제2실리콘 에피층(8, 9)의 적층막 양측벽에 스페이서(12)를 형성한다.Subsequently, an insulating film for spacers is deposited on the entire region of the substrate 1, and then the poly-layer formed on both sidewalls of the gate electrode 11 formed in the CMOS transistor forming region by blanket etching the insulating film. Spacers 12 are formed on both sidewalls of the laminated film of the silicon pattern 11a and the first and second silicon epitaxial layers 8 and 9.

도 1e를 참조하면, 상기 단계까지의 결과물 상에 감광막을 도포하고, 이를 노광 및 현상하여, 예컨데, P형 불순물의 고농도 이온주입을 위한 제1이온주입 마스크(13)를 형성한다. 여기서, 상기 제1이온주입 마스크(13)는 씨모스 트랜지스터 형성 영역에서의 제2웰(7b)과 인접하지 않은 바이폴라 트랜지스터 형성 영역의 기판 영역 및 이에 인접한 제2실리콘 에피층 부분(A)을 제외한 상기 바이폴라 트랜지스터 형성 영역 및 씨모스 트랜지스터 형성 영역의 제2웰(7b) 영역을 덮도록 형성한다.Referring to FIG. 1E, a photosensitive film is coated on the resultant up to the above step, and the photosensitive film is exposed and developed to form a first ion implantation mask 13 for implanting high concentration ions of P-type impurities. Here, the first ion implantation mask 13 may exclude the substrate region of the bipolar transistor formation region not adjacent to the second well 7b in the CMOS transistor formation region and the second silicon epi layer portion A adjacent thereto. The bipolar transistor forming region and the CMOS transistor forming region cover the second well 7b region.

계속해서, 상기 제1이온주입 마스크(13)를 이용해서 노출된 기판 영역들 내에 P형 불순물을 고농도로 이온주입하고, 이를 통해, 씨모스 트랜지스터 형성 영역의 제3웰(7c) 표면에 P형의 소오스/드레인 영역(14)을 형성함과 동시에 노출된 바이폴라 트랜지스터 형성 영역 부분(A)의 표면에 P+ 불순물 영역(14a)을 형성한다.Subsequently, a high concentration of P-type impurities are implanted into the exposed substrate regions using the first ion implantation mask 13, and thereby, P-type impurities are formed on the surface of the third well 7c of the CMOS transistor forming region. The P + impurity region 14a is formed on the surface of the exposed bipolar transistor formation region portion A while simultaneously forming the source / drain regions 14 of.

도 1f를 참조하면, 제1이온주입 마스크를 제거한 상태에서, 기판(1) 상에 상기 제1이온주입 마스크와 반전된 형태, 즉, 제1이온주입 마스크에 의해 가려진 기판 영역을 노출시키는 형태의 제2이온주입 마스크(15)를 형성한다. 그런다음, 상기 제2이온주입 마스크(15)를 이용해서 노출된 기판 영역들 내에 N형 불순물을 고농도로 이온주입하고, 이를 통해, 씨모스 트랜지스터 형성 영역의 제2웰(7b) 표면에 N형의 소오스/드레인 영역(16)을 형성하고, 이와 동시에, 노출된 바이폴라 트랜지스터 형성 영역의 기판 부분(B)에 N+ 불순물 영역(16a)을 형성한다. 이때, 노출된 폴리실리콘 패턴(11a), 즉, 바이폴라 트랜지스터의 에미터에도 불순물이 도핑된다.Referring to FIG. 1F, in a state in which a first ion implantation mask is removed, an inverted form of the first ion implantation mask is exposed on the substrate 1, that is, a region of the substrate covered by the first ion implantation mask is exposed. The second ion implantation mask 15 is formed. Then, N-type impurities are implanted at high concentration into the exposed substrate regions using the second ion implantation mask 15, whereby N-type impurities are formed on the surface of the second well 7b of the CMOS transistor forming region. Source / drain regions 16 are formed, and at the same time, N + impurity regions 16a are formed in the substrate portion B of the exposed bipolar transistor formation region. At this time, impurities are also doped in the exposed polysilicon pattern 11a, that is, the emitter of the bipolar transistor.

도 1g를 참조하면, 제2이온주입 마스크를 제거한 상태에서, 상기 단계까지의 결과물 상에 두껍게 층간절연막(17)을 증착하고, CMP 공정을 통해 그 표면을 평탄화시킨다. 그런다음, 상기 평탄화된 층간절연막(17)의 소정 부분들을 선택적으로 식각하여 바이폴라 트랜지스터 형성 영역에서의 P형 불순물이 도핑된 제2실리콘 에피층 부분(A)과 P형 불순물 영역(14a), 폴리실리콘 패턴(11a), N형 불순물로 도핑된 제2실리콘 에피층 부분(B) 및 N형 불순물 영역(16a)과 씨모스 트랜지스터 형성 영역에서의 N형 및 P형 소오스/드레인 영역(14, 16)을 각각 노출시키는 콘택홀들을 형성하고, 이어서, 상기 콘택홀들을 매립하도록 층간절연막(17) 상에 도전막을 증착한 후, 이를 CMP하여 콘택 플러그들을 형성한다.Referring to FIG. 1G, in a state in which the second ion implantation mask is removed, an interlayer insulating layer 17 is deposited on the resultant layer up to the above step, and the surface thereof is planarized through a CMP process. Then, predetermined portions of the planarized interlayer insulating film 17 are selectively etched to form a second silicon epi layer portion A, a P-type impurity region 14a, and a poly-doped P-type impurity in the bipolar transistor formation region. N-type and P-type source / drain regions 14 and 16 in the silicon pattern 11a, the second silicon epi layer portion B doped with the N-type impurity, and the N-type impurity region 16a and the CMOS transistor formation region. ), And then contact holes are formed on the interlayer insulating layer 17 to fill the contact holes, and then CMP is formed to form contact plugs.

그리고나서, 상기 층간절연막(17) 상에 도전막을 증착한 후, 이를 패터닝하여 바이폴라 트랜지스터의 에미터, 베이스 및 컬렉터 부분과 콘택되는 제1, 제2 및 제3배선(19a, 19b, 19c)과 엔모스 트랜지스터의 소오스/드레인 영역(16)과 콘택되는 제4 및 제5배선(19d, 19e), 피모스 트랜지스터의 소오스/드레인 영역(14)과 콘택되는 제6 및 제7배선(19f, 19g)을 형성하고, 이 결과로서, 본 발명에 따른 Bi-CMOS 트랜지스터를 완성한다.Then, a conductive film is deposited on the interlayer insulating film 17, and then patterned to form first, second, and third wirings 19a, 19b, and 19c contacting the emitter, base, and collector portions of the bipolar transistor. Fourth and fifth wirings 19d and 19e in contact with the source / drain regions 16 of the NMOS transistor, and sixth and seventh wirings 19f and 19g in contact with the source / drain regions 14 of the PMOS transistor. ), And as a result, the Bi-CMOS transistor according to the present invention is completed.

전술한 바와 같은 본 발명의 방법에 있어서, 바이폴라 트랜지스터의 에미터는 씨모스 트랜지스터의 게이트 전극용 폴리실리콘을 이용해서 동시에 형성되므로, 상기 에미터를 형성하기 위한 별도의 공정은 필요치 않다.In the method of the present invention as described above, the emitter of the bipolar transistor is simultaneously formed using polysilicon for the gate electrode of the CMOS transistor, so no separate process for forming the emitter is necessary.

또한, 상기 바이폴라 트랜지스터는 매립형으로 형성된 것과 관련해서 베이스의 폭이 증가되며, 그래서, 종래 보다 그 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, the width of the base increases with respect to the bipolar transistor formed in a buried type, so that its performance can be improved over the conventional.

이상에서와 같이, 본 발명은 바이폴라 트랜지스터를 매립형으로 형성하기 때문에 베이스 폭을 증가시킬 수 있으며, 이에 따라, 디자인 룰이 감소되고 있는 추세에서, 베이스 폭이 감소됨에 따른 바이폴라 트랜지스터의 성능 저하를 방지할 수 있다.As described above, the present invention can increase the base width because the bipolar transistor is buried, and thus, in the trend of decreasing design rules, it is possible to prevent performance degradation of the bipolar transistor as the base width is reduced. Can be.

또한, 본 발명은 바이폴라 트랜지스터의 에미터를 게이트 폴리를 이용해서 동시에 형성하기 때문에 상기 에미터 형성을 위한 추가 공정을 생략할 수 있으며, 그래서, 종래에 비해 공정 단순화를 얻을 수 있다.In addition, since the emitter of the bipolar transistor is simultaneously formed using the gate poly, the present invention can omit an additional step for forming the emitter, so that the process simplification can be obtained as compared with the prior art.

기타, 본 발명은 그 요지가 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.In addition, this invention can be implemented in various changes in the range which does not deviate from the summary.

Claims (5)

바이폴라 트랜지스터가 형성될 제1영역과 씨모스 트랜지스터가 형성될 제2 및 제3영역을 갖는 실리콘 기판을 마련하는 단계;Providing a silicon substrate having a first region where a bipolar transistor is to be formed and a second and third region where a CMOS transistor is to be formed; 상기 기판의 소자분리영역에 해당하는 부분들과 상기 기판의 제1영역 중심부에 각각 트렌치들과 홈을 형성하는 단계;Forming trenches and grooves in portions corresponding to device isolation regions of the substrate and in the center of the first region of the substrate; 상기 트렌치형의 소자분리막이 형성되도록 상기 트렌치들 및 홈 내에 산화막을 매립시키는 단계;Embedding an oxide film in the trenches and the groove to form the trench isolation device; 상기 기판 상에 버퍼 산화막을 형성하고, 상기 기판의 제1영역 및 제3영역 내에 제1도전형의 불순물을 이온주입하여 제1도전형 웰을 형성하고 상기 기판의 제2영역에 제2도전형의 불순물을 이온주입하여 제2도전형 웰을 형성하는 단계;A buffer oxide layer is formed on the substrate, and a first conductive type well is formed by ion implanting impurities of a first conductivity type into the first and third regions of the substrate, and a second conductive type is formed in the second region of the substrate. Implanting impurities into the second conductive wells; 상기 제1영역의 홈 및 이에 인접된 부분이 노출되도록 상기 버퍼 산화막을 패터닝하고, 상기 노출된 홈 내의 산화막을 제거하는 단계;Patterning the buffer oxide layer to expose the groove of the first region and a portion adjacent thereto, and removing the oxide layer in the exposed groove; 상기 홈 및 이에 인접된 기판 표면 상에 컬렉터 및 베이스 물질로서 제1도전형으로 도핑된 제1실리콘 에피층과 제2도전형으로 도핑된 제2실리콘 에피층을 차례로 성장시키는 단계;Growing a first silicon epi layer doped with a first conductive type as a collector and a base material and a second silicon epi layer doped with a second conductive type on the groove and the substrate surface adjacent thereto; 상기 버퍼 산화막을 제거하는 단계;Removing the buffer oxide film; 상기 기판의 제2 및 제3영역 상에 게이트 산화막을 형성하는 단계;Forming a gate oxide layer on the second and third regions of the substrate; 상기 게이트 산화막을 포함한 기판 상에 폴리실리콘막을 형성하는 단계;Forming a polysilicon film on the substrate including the gate oxide film; 상기 폴리실리콘막과 게이트 산화막을 패터닝하여 상기 기판의 제2 및 제3영역 상에 게이트 전극을 형성함과 동시에 제1영역의 제2실리콘 에피층 상에 에미터 물질로서 폴리실리콘 패턴을 형성하는 단계;Patterning the polysilicon layer and the gate oxide layer to form gate electrodes on the second and third regions of the substrate, and simultaneously forming a polysilicon pattern as an emitter material on the second silicon epi layer of the first region; ; 상기 게이트 전극, 폴리실리콘 패턴 및 제1실리콘 에피층과 제2실리콘 에피층의 적층막 양측벽에 스페이서를 형성하는 단계;Forming spacers on both sidewalls of the gate electrode, the polysilicon pattern, and the stacked layer of the first silicon epi layer and the second silicon epi layer; 상기 기판 결과물 상에 기판의 제2영역과 인접하지 않은 제2실리콘 에피층 단부를 포함한 제1영역 부분을 제외한 상기 제1영역과 제2영역을 덮도록 제1이온주입 마스크를 형성하는 단계;Forming a first ion implantation mask on the substrate resultant to cover the first region and the second region except for a portion of the first region including an end portion of the second silicon epilayer not adjacent to the second region of the substrate; 상기 제1이온주입 마스크로부터 덮히지 않은 기판 영역에 제2도전형의 불순물을 이온주입하여 노출된 제1영역 부분 표면에 제2도전형의 불순물 영역을 형성함과 동시에 제3영역 표면에 제2도전형의 소오스/드레인 영역을 형성하는 단계;Impurities of the second conductivity type are implanted into the substrate region not covered by the first ion implantation mask to form an impurity region of the second conductivity type on the exposed portion of the first region, and a second surface of the third region. Forming a conductive source / drain region; 상기 제1이온주입 마스크를 제거하고, 상기 기판 상에 제1이온주입 마스크에 의해 덮히지 않은 기판 영역을 덮도록 제2이온주입 마스크를 형성하는 단계;Removing the first ion implantation mask and forming a second ion implantation mask on the substrate to cover a region of the substrate not covered by the first ion implantation mask; 상기 제2이온주입 마스크에 의해 덮히지 않은 기판 영역에 제1도전형의 불순물을 이온주입하여 노출된 제1영역 부분의 표면에 제1도전형의 불순물 영역을 형성함과 동시에 제2영역 표면에 제1도전형의 소오스/드레인 영역을 형성하는 단계;The first conductive type impurity region is formed on the surface of the exposed first region portion by implanting impurities of the first conductivity type in the substrate region not covered by the second ion implantation mask, and the surface of the second region is formed on the surface of the second region. Forming a source / drain region of a first conductivity type; 상기 제2이온주입 마스크를 제거하고, 상기 기판 상에 층간절연막을 형성하는 단계; 및Removing the second ion implantation mask and forming an interlayer insulating film on the substrate; And 상기 층간절연막 상에 기판 제1영역의 제1,제2도전형의 불순불 영역들과 폴리실리콘 패턴 및 기판 제2 및 제3영역의 제1,제2도전형의 소오스/드레인 영역들과 각각 콘택되는 배선들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이-씨모스 트랜지스터 제조방법.First and second conductive impurity regions and polysilicon patterns of the first and second conductive substrates and the first and second conductive source / drain regions of the second and third substrates, respectively, on the interlayer insulating layer. And forming wirings to be contacted. 제 1 항에 있어서, 상기 제1도전형은 N형이고, 제2도전형은 P형인 것을 특징으로 하는 바이-씨모스 트랜지스터 제조방법.The method of claim 1, wherein the first conductive type is N type and the second conductive type is P type. 제 1 항에 있어서, 상기 제1웰은 제2 및 제3웰 보다 깊게 형성하는 것을 특징으로 하는 바이-씨모스 트랜지스터 제조방법.The method of claim 1, wherein the first well is formed deeper than the second and third wells. 제 1 항에 있어서, 상기 제2도전형의 불순물을 이온주입하는 단계는,The method of claim 1, wherein the implanting the impurity of the second conductivity type, 노출된 제1영역의 제1,제2실리콘 에피층 부분에도 이온주입하는 것을 특징으로 하는 바이-씨모스 트랜지스터 제조방법.A method of manufacturing a bi-MOS transistor according to claim 1, wherein ion implantation is also performed on the first and second silicon epitaxial portions of the exposed first region. 제 1 항에 있어서, 상기 제1도전형의 불순물을 이온주입하는 단계는,The method of claim 1, wherein the ion implantation of the impurity of the first conductivity type, 노출된 제1영역의 제1,제2실리콘 에피층 부분에도 이온주입하는 것을 특징으로 하는 바이-씨모스 트랜지스터 제조방법.A method of manufacturing a bi-MOS transistor according to claim 1, wherein ion implantation is also performed on the first and second silicon epitaxial portions of the exposed first region.
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