KR930010118B1 - Making method of semiconductor device - Google Patents

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KR930010118B1
KR930010118B1 KR1019910010029A KR910010029A KR930010118B1 KR 930010118 B1 KR930010118 B1 KR 930010118B1 KR 1019910010029 A KR1019910010029 A KR 1019910010029A KR 910010029 A KR910010029 A KR 910010029A KR 930010118 B1 KR930010118 B1 KR 930010118B1
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윤종밀
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삼성전자 주식회사
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Abstract

The semiconductor device is mfd. by (a) forming an epitaxial layer on the semiconductor substrate, and then forming an active region of a bipolar transistor and an well of a MOSFET on the surface, (b) forming an impurity diffusing region by additionally implanting a first conductive impurity into an emitter-forming region in the active region of the bipolar transistor, (c) diffusing the impurity by the heat oxidation process, (d) forming a base region by implanting a second impurity into the active region, and (e) removing the impurity diffusing region contacted with a bottom boundary of the base region. The semiconductor device has an improved high frenquency characteristic and current driving power.

Description

반도체 장치의 제조방법Manufacturing Method of Semiconductor Device

제 1a 도 내지 제 1c 도는 바이폴라부에 제 2 의 매입층을 갖는 BICMOS 제조방법을 도시한 단면도.1A to 1C are cross-sectional views showing a BICMOS fabrication method having a second buried layer in a bipolar portion.

제 2 도는 베이스영역과 콜렉터영역이 접하는 영역에 이온주입법에 의해 불순물농도를 증가시킨 BICMOS를 도시한 수직단면도.2 is a vertical sectional view showing a BICMOS in which an impurity concentration is increased by an ion implantation method in a region where a base region and a collector region are in contact with each other.

제 3a 도 내지 제 3j 도는 본 발명에 의한 BICMOS 제조방법을 도시한 단면도.3A to 3J are cross-sectional views showing a BICMOS manufacturing method according to the present invention.

제 4a 도 내지 제 4b 도는 에피택셜층의 깊이에 따른 불순물농도의 프로파일을 나타내는 그래프.4A to 4B are graphs showing a profile of impurity concentrations depending on the depth of the epitaxial layer.

제 5 도는 에피택셜층의 깊이에 따른 브레이트다운 전압, 전류구동력 및 차단주파수의 변화를 나타내는 그래프.5 is a graph showing changes in bratedown voltage, current driving force, and cutoff frequency according to the depth of the epitaxial layer.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 반도체기판 42 : 웰(Well)10: semiconductor substrate 42: Well

44 : P웰(Well) 26 : 에미터영역44 P well 26 emitter area

300 : 불순물확산영역300: impurity diffusion region

본 발명은 바이폴라트랜지스터와 MOS전계효과 트랜지스터를 동일 반도체기판 상에 형성하는 반도체장치의 제조방법에 관한 것으로, 특히 고성능의 바이폴라트랜지스터 및 MOS전계효과트랜지스터를 실현할 수 있는 반도체장치의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device in which a bipolar transistor and a MOS field effect transistor are formed on the same semiconductor substrate, and more particularly, to a method for manufacturing a semiconductor device capable of realizing a high performance bipolar transistor and a MOS field effect transistor.

하나의 반도체기판 상에 다른 반도체소자들, 예를들어 바이폴라트랜지스터(BJT)와 상보형 MOS트랜지스터(CMOS)를 형성하는 반도체 집적회로장치(이하, BICMOS LSI 라고 함)는 1969년경부터 시도되고 있다. (IEEE, Trans, Electron Devices, Vol. DE-16, No. 11, P945∼951, 1969, 11)Semiconductor integrated circuit devices (hereinafter referred to as BICMOS LSIs) that form other semiconductor devices on one semiconductor substrate, for example, bipolar transistors (BJTs) and complementary MOS transistors (CMOS), have been tried since 1969. (IEEE, Trans, Electron Devices, Vol.DE-16, No. 11, P945-951, 1969, 11)

BICMOS LSI의 이점은 바이폴라집적회로의 고속, 고구동능력, 고성능 아날로그회로의 이점과, CMOS집적회로의 저소비전력, 고집적도 등의 이점을 동일 기판 상에서 실현할 수 있다는 것으로, 기기설계자에게 있어서 사용하기 좋은 기술로 받아들여지고 있다.The advantage of BICMOS LSI is that the advantages of high speed, high driving ability, high performance analog circuit of bipolar integrated circuit and low power consumption, high integration of CMOS integrated circuit can be realized on the same board. It is accepted as technology.

BICMOS LSI의 상기한 바와 같은 이점을 가장 잘 실현하기 위해서는, 그 구성소자들의 장점을 최대로 살리도록 디자인하되, 상기 구성소자들중 일부 소자들의 장점을 살리기 위해 다른 소자들의 장점이 희생되지 않는 방법으로 디자인해야 한다. 통상, 어떠한 사실에 대해 그 사실이 장점으로 작용하는 사건과 단점으로 작용하는 사건이 동시에 존재할 때는, 상기 어떠한 사실을 적절한 상태로 조정하여 상기 어떠한 사실에 의해 상기 사건들의 장, 단점이 한쪽으로 지나치게 치우치지 않도록 하므로 전체적으로 최대의 효과를 얻을 수 있도록 하는데, 이때 상기 조정과정을 "트래드 오프"(trade off)라 한다. 예컨대, BICMOS에 있어서는, 바이폴라트랜지스터와 MOS전계효과트랜지스터가 언급한 상기 사건으로 적용될 수 있다.In order to best realize the above advantages of the BICMOS LSI, it is designed to take full advantage of its components, but without sacrificing the advantages of other components in order to take advantage of some of the components. You must design. In general, when an event that acts as an advantage and an event that acts as a disadvantage exists at the same time, the facts are adjusted to an appropriate state, and the facts and disadvantages of the events are excessively shifted to one side by the fact. In order to avoid the hitting, the overall effect can be obtained. In this case, the adjustment process is referred to as "trade off". For example, in BICMOS, bipolar transistors and MOS field effect transistors can be applied to the above mentioned events.

바이폴라트랜지스터와 MOS전계효과트랜지스터가 하나의 기판 위에서 형성되는 BICMOS에 있어서, 고성능의 BICMOS제조를 위한 한 방법으로 MOS전계효과트랜지스터의 성능저하없이 바이폴라트랜지스터의 특성을 향상시키는 방법이 제안되고 있는데, 이는 바이폴라트랜지스터의 세영역, 즉 에미터, 베이스 및 콜렉터영역중 콜렉터영역의 두께 및 불순물농도를 변화시키는 것에 의해 가능하다.In BICMOS, in which bipolar transistors and MOS field effect transistors are formed on one substrate, a method of improving the characteristics of bipolar transistors without degrading the performance of MOS field effect transistors is proposed as a method for manufacturing high performance BICMOS, which is a bipolar transistor. It is possible by changing the thickness and impurity concentration of the collector region among the three regions of the transistor, that is, the emitter, base and collector regions.

본 발명은 상기 두 방법, 즉 바이폴라트랜지스터의 콜렉터영역의 두께를 변화시키는 방법과 불순물농도를 변화시키는 방법중 콜렉터영역의 불순물농도를 변화시키는 방법에 의해 고성능의 BICMOS를 제조하는 것을 설명한다.The present invention describes the production of high performance BICMOS by the above two methods, namely, the method of changing the thickness of the collector region of the bipolar transistor and the method of changing the impurity concentration of the collector region.

상기 두 식은 NPN 바이폴라트랜지스터의 전기적 특성을 설명하는 것으로, 캐리어(carrier)의 소자중행 시간과 베이스영역에서의 전계에 관한 것이다. 상기 (1) 식에 있어서, τt는 캐리어의 소자주행시간, Dn은 전자의 확산계수 및 Wb는 베이스영역의 두께를 의미하고, 상기 (2) 식에 있어서, ε(xn)은 베이스영역의 전계(xn은 에미터영역과 접하는 베이스영역에서 콜렉터영역과 접하는 베이스영역 사이의 임의의 거리), K은 볼츠만(Boltzmann)상수, T는 절대온도, q는 전하량, a는는 에미터영역과 접하는 곳에서의 억셉터(acceptor) 갯수, N(Wb)는 콜렉터영역과 접하는 곳에서의 억셉터갯수), 및 Wb는 베이스영역의 두께를 의미한다.The above two equations describe the electrical characteristics of the NPN bipolar transistor and relate to the device propagation time of the carrier and the electric field in the base region. In Equation (1), τt is the device travel time of the carrier, Dn is the diffusion coefficient of electrons, and Wb is the thickness of the base region. In Equation (2), ε (xn) is the electric field of the base region. (xn is the arbitrary distance between the base region in contact with the emitter region and the base region in contact with the collector region), K is the Boltzmann constant, T is the absolute temperature, q is the charge amount, a is Is the number of acceptors in contact with the emitter area, N (Wb) is the number of acceptors in contact with the collector area), and Wb is the thickness of the base area.

상기 (1), (2)식을 살펴보면, 캐리어의 소자주행시간은 베이스영역 두께의 제곱에 비례하고, 베이스영역의 전계는 베이스영역의 두께에 반비례한다는 것을 알 수 있는데, 통상 상기 소자중행시간의 역수는 바이폴라트랜지스터의 고주파특성을 결정지으며, 상기 전계의 크기는 바이폴라트랜지스터의 전류구동력과 관계된다. 상기 두 식에서 베이스영역의 두께(Wb)가 작아질수록 바이폴라트랜지스터의 고주파특성 및 전류구동력은 향상된다는 것을 알 수 있다.Looking at the above equations (1) and (2), it can be seen that the device travel time of the carrier is proportional to the square of the thickness of the base area, and the electric field of the base area is inversely proportional to the thickness of the base area. The inverse determines the high frequency characteristics of the bipolar transistor, and the magnitude of the electric field is related to the current driving force of the bipolar transistor. In the above two equations, it can be seen that as the thickness Wb of the base region decreases, the high frequency characteristics and current driving force of the bipolar transistor are improved.

베이스영역의 두께는 여러가지 요소, 예컨대 브레이크다운전압, 펀치스루우, 에미터와 베이스사이의 정전용량 및 베이스와 콜렉터 사이의 정전용량등에 의해 적정두께를 유지해야 하는데, 상기 여러가지 요소를 트래드 오프(trade off)하여 정해진 두께로 소자를 제조할지라도, 베이스 푸쉬 아웃(Base pushout)현상에 의해 상기 정해진 두께가 확장되는 경우가 있다.The thickness of the base area must be maintained at a suitable thickness by various factors, such as breakdown voltage, punchthrough, capacitance between the emitter and the base, and capacitance between the base and the collector. Even if the device is manufactured with a predetermined thickness off), there is a case where the predetermined thickness is expanded by a base pushout phenomenon.

베이스 푸쉬 아웃은 바이폴라트랜지스터에 특정전압을 가하여 전기적으로 도통시켰을 경우, 베이스영역에서 콜렉터영역으로 주입되는 다수 캐리어의 밀도가 콜렉터의 불순물농도와 필적할때 발생하는 것으로, 상기 다수 캐리어의 주입은 베이스영역과 콜렉터영역 사이에 작용하는 전계영역을 콜렉터영역 쪽으로 확산시키고, 이는 결과적으로 상기 콜렉터영역으로 전자와 홀의 고주입(HLI : High-Level Injection)을 유도한다.The base push-out occurs when the density of the multiple carriers injected from the base region to the collector region is comparable with the impurity concentration of the collector when the bipolar transistor is electrically conducting by applying a specific voltage to the bipolar transistor. The electric field region acting between and the collector region is diffused toward the collector region, which induces high-level injection (HLI) of electrons and holes into the collector region.

(Kirk effect)(Kirk effect)

Jc=qVs(Nc+2εsVc/qWc2) --------------------- (3)Jc = qVs (Nc + 2εsVc / qWc 2 ) --------------------- (3)

상기 (3)식은 전자와 홀의 고주입에 의한 베이스확장현상을 일으키게 되는 임계전류밀도(Jc)에 관한 것으로 이때 Wc는 유효 에피텍셜층의 두께, 즉 베이스-콜렉터 정선(Junction)에서 N+매입층까지의 두께이다. 상기 (3)식에서 임계전류밀도(Jc)를 증가시키기 위해서는, Wc 즉 유효에피텍셜층의 두께를 감소시키거나, Nc 즉 콜렉터영역의 불순물농도를 증가시켜야 한다는 것을 추정할 수 있다.Equation (3) relates to the critical current density (Jc) that causes the base expansion phenomenon due to the high injection of electrons and holes, where Wc is the thickness of the effective epitaxial layer, that is, the N + buried layer in the base-collector junction. It is up to the thickness. In order to increase the critical current density Jc in the above Equation (3), it may be estimated that the thickness of Wc, that is, the effective epitaxial layer, or the concentration of impurities in the Nc, the collector region, should be increased.

제 5 도는 유효에피텍셜층의 두께변화에 따른 바이폴라트랜지스터의 고주파특성, 전류구동력 및 브레이크 다운 전압특성을 도시한 것으로, 에피텍셜층의 두께를 얇게 할수록 고주파특성(전류이득대역폭 fT)과 전류구동력(IK)을 향상시킬 수 있다는 것을 알 수 있다. 따라서 고성능의 바이폴라트랜지스터를 제조하기 위해서는 브레이크다운 전압하에서 최소 베이스영역의 두께를 결정하고 상기 결정된 베이스영역의 두께가 상술한 HLI(전자 및 홀의 고주입)에 의해 확장되지 않도록, 상기 콜렉터영역의 불순물농도 및 유효에피텍셜층의 두께를 조절하여야 한다.5 shows the high frequency characteristics, current driving force, and breakdown voltage characteristics of the bipolar transistor according to the thickness change of the effective epitaxial layer, and as the thickness of the epitaxial layer is thinned, the high frequency characteristic (current gain bandwidth f T ) and the current driving force are shown. It can be seen that (I K ) can be improved. Therefore, in order to manufacture a high performance bipolar transistor, the impurity concentration of the collector region is determined so that the minimum base region thickness is determined under a breakdown voltage and the thickness of the determined base region is not expanded by the above-described HLI (high injection of electrons and holes). And the thickness of the effective epitaxial layer.

이때, 상기 불순물농도 및 유효에피텍셜층의 두께는 HLI뿐만 아니라 콜렉터영역의 정전용량, 저항 및 브레이크다운전압에 대하여 트래드 오프된 값이어야 한다.In this case, the impurity concentration and the thickness of the effective epitaxial layer should be a value that is not traded off against the capacitance, resistance and breakdown voltage of the collector region as well as HLI.

상술한 고성능 바이폴라트랜지스터의 제조를 위한 일련의 요구를 상기 바이폴라트랜지스터와 MOS전계효과트랜지스터가 동일 기판 위에 형성되는 BICMOS의 경우엔, 그 제조방법에 있어서 여러가지 제약을 받게 되는데, 이는 상기 콜렉터영역의 불순물농도 증가 및 유효에피텍셜층의 두께저하가, MOS전계효과 트랜지스터에 있어서는, 기판효과(Body Effect) 및 S/D(소오스/드레인) 정전용량을 증가시켜 그 특성열화를 초래하기 때문이다.In the case of the BICMOS in which the bipolar transistor and the MOS field effect transistor are formed on the same substrate, a series of requirements for manufacturing the high-performance bipolar transistor described above are subject to various restrictions in the manufacturing method, which impurity concentration in the collector region. This is because the increase and the decrease in the thickness of the effective epitaxial layer increase the substrate effect and the S / D (source / drain) capacitance in the MOS field effect transistor, leading to deterioration of the characteristics thereof.

제 1a 도 내지 제 1c 도 및 제 2 도는, 바이폴라트랜지스터의 전기적 특성 향상을 위한 일련의 요구들을 수용하면서도 MOS전계효과트랜지스터의 특성이 열화되지 않는 방법으로 제조된 고성능의 BICMOS에 관한 것이다.1A-1C and 2 relate to a high performance BICMOS fabricated in a manner that accommodates a series of requirements for improving the electrical properties of a bipolar transistor while not degrading the properties of a MOS field effect transistor.

먼저, 제 1a 도 내지 제 1c 도는 바이폴라부의 유효에피텍셜층의 두께를 감소하는 방법을 도시한 것으로, 일본의 히다찌(Hidachi)사가 1983년에 출원한 것을 참조(우선권주장 1983. 3. 28, 83-53077)하여 설명하고자 한다.First, FIGS. 1A to 1C show a method of reducing the thickness of the effective epitaxial layer of the bipolar portion, and refer to the application of Hitachi, Japan, in 1983 (priority recommendation 1983. 3. 28, 83) -53077) will be described.

제 1a 도는 P형 반도체기판(10)의 일표면에 안티몬(As)에 의해 고농도의 제1의 N혀 매입층(표면농도 1019/㎤)(12), 및 보론(B)에 의한 P형 매입층(표면농도 1018/㎤)(14)을 선택적으로 형성한다. 이어서, 얇은 산화막(16)(두께 1000Å)을 형성한 다음, 포토레지스트막(18)을 마스크로 하여, 바이폴라트랜지스터의 에미터(Emittor) 영역의 수직하단부에 인(P)이온을 주입하여 제 2 의 N형 매입층(100a)을 형성한다. 이때 상기 인이온 100KeV의 에너지로 1×1014/㎠ 농도로 주입된다.FIG. 1A shows a first N tongue buried layer (surface concentration 10 19 / cm 3) 12 having high concentration by antimony (As) on one surface of P-type semiconductor substrate 10, and P type by boron B A buried layer (surface concentration 10 18 / cm 3) 14 is selectively formed. Subsequently, a thin oxide film 16 (thickness 1000Å) is formed, and then a phosphorus (P) ion is implanted into the vertical lower end of the emitter region of the bipolar transistor using the photoresist film 18 as a mask. An N-type buried layer 100a is formed. At this time, the phosphorus ion is injected at a concentration of 1 × 10 14 / cm 2 with energy of 100KeV.

제 1b 도를 참조하면, 상기 이온주입 후, 1000℃, 30분의 열처리를 한다음, N형 에피텍셜층(40)을 2.5㎛의 두게로 형성하고, 다시 P형 웰층(20)을 형성한 상태로 도시한 것으로, 상기 에피텍셜층(40)의 불순물농도는 5×1015㎠, P웰층(20)의 형성은 보론(B)이온의 주입에 의해 불순물농도 1×1016/㎤로 한다.Referring to FIG. 1B, after the ion implantation, heat treatment is performed at 1000 ° C. for 30 minutes, and the N-type epitaxial layer 40 is formed to a thickness of 2.5 μm, and the P-type well layer 20 is formed again. As shown in the figure, the impurity concentration of the epitaxial layer 40 is 5 × 10 15 cm 2, and the formation of the P well layer 20 is 1 × 10 16 / cm 3 by implantation of boron (B) ions. .

제 1c 도는 에피텍셜층(40) 및 P웰층(20) 형성 후, 통상의 CMOS 형성 프로세스 및 다결정실리콘(84)을 이용한 에피터를 갖는 바이폴라트랜지스터의 형성 프로세스를 통하여 완성한 BICMOS를 도시한 것으로, 에피텍셜 성장 이후의 전프로세스의 열처리는 1000℃에서 약 70분이며, 이 열처리에 의해 제2의 N형 메입층(100a)은 제1의 N형 매입층(12)보다 윗쪽으로 확산된다. 기판온도가 1000℃일때 상기 안티몬과 인의 확산계수는 전자는 3×10-2(㎛/hr1/2이고, 후자는 1×10(㎛/hr1/2)로 한 자릿수 이상의 차이가 있다.FIG. 1C shows the BICMOS completed through the formation of the epitaxial layer 40 and the P well layer 20, followed by a conventional CMOS forming process and a bipolar transistor having an epitaxial process using the polycrystalline silicon 84. The heat treatment of the entire process after the textural growth is about 70 minutes at 1000 ° C, and the second N-type buried layer 100a diffuses upward from the first N-type buried layer 12 by this heat treatment. The diffusion coefficient of antimony and phosphorus at a substrate temperature of 1000 ° C. differs from the former by 3 × 10 −2 (μm / hr 1/2) and the latter by 1 × 10 (μm / hr 1/2 ).

따라서, 인(P)에 의한 제2의 N형 매입층(100)의 깊이는 안티몬(As)에 의한 제1의 N형 매입층(12)에 의해 약 1㎛ 얕아져서 표면으로부터의 깊이는 0.6㎛으로 된다. 이 결과 NPN 바이폴라트랜지스터의 fT은 3.5GHz에서 5.0GHz로 향상되는 것을 확인할 수 있고, MOS 트랜지스터부의 에피텍셜층의 두께는 그대로이기 때문에 에피텍셜층 두께 감소에 의한 접합용량의 증가로인한 MOS트랜지스터의 특성열화없이 바이폴라트랜지스터의 주파수특성 및 전류구동력을 향상시킬 수 있어 고성능의 BICMOS 실현을 가능하게 했다.Therefore, the depth of the second N-type buried layer 100 by phosphorus (P) is about 1 탆 shallow by the first N-type buried layer 12 by antimony (As), and the depth from the surface is 0.6. It becomes micrometer. Since the result f T can be confirmed that the increase in the 3.5GHz to 5.0GHz, the thickness of the epitaxial layer portion of the MOS transistor is an NPN bipolar transistor as the MOS transistor due to the increase of junction capacitance due to the reduced thickness of the epitaxial layer The frequency characteristics and current driving power of bipolar transistors can be improved without deterioration of the characteristics, enabling high performance BICMOS.

상기 제 1a 도 내지 제 1c 도에 있어서, 설명되지 않은 부호들은 상기 방법을 설명하는데 있어서 필수부호가 아니기 때문에 그 명칭을 생략하지만, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 이해가능함은 명백하다.In FIGS. 1A to 1C, the unexplained symbols are omitted because they are not essential in describing the method, but they are obviously understood by those skilled in the art. Do.

제 2 도는 바이폴라부를 구성하는 베이스영역과 콜렉터영역 사이에 고농도(N웰의 불순물농도보다)의 불순물영역을 형성한 BICMOS의 수직단면도를 도시한 것으로, 본 발명이 개선하고자 하는 부분이다.FIG. 2 is a vertical sectional view of a BICMOS in which an impurity region having a high concentration (rather than an N well impurity concentration) is formed between the base region and the collector region constituting the bipolar portion, which is to be improved.

상기 (1), (2)식에서 알 수 있었듯이, 바이폴라트랜지스터의 고주파특성 및 전류구동력을 향상시키기 위해서는 베이스영역의 두께(Wb)를 감소하는 것이 바람직하며, 상기 감소된 베이스두께가 HLI에 의해 확장되지 않도록 하기 위해서는 콜렉터영역의 불순물농도가 증가되어야함이 분명하다. 그러나 서로 다른 소자가 하나의 기판위에서 형성되는 BICMOS에 있어서는, 상기 HLI 방지를 위해 N웰의 불순물농도를 증가시키면, MOS 트랜지스터에 기판효과(Body Effect) 및 S/D(source/Drain) 정전용량증가등의 문제점이 야기되어 그 특성열화를 초래한다.As can be seen from the above equations (1) and (2), in order to improve the high frequency characteristics and current driving force of the bipolar transistor, it is preferable to reduce the thickness (Wb) of the base region, and the reduced base thickness is extended by the HLI. It is clear that the impurity concentration in the collector region must be increased in order not to be. However, in BICMOS where different devices are formed on one substrate, increasing the impurity concentration of the N well to prevent the HLI increases the substrate effect and source / drain capacitance in the MOS transistor. Problems are caused, resulting in deterioration of the characteristics.

상기 제 2 도는 이와 같은 MOS트랜지스터의 특성열화없이 바이폴라트랜지스터의 성능을 향상시키는 방법을 제시한 것으로 선택적으로 이온주입된 콜렉터(Selectively Ion-implanted Collector : 이하 SIC라 칭함)공정을 도입하여 그 목적을 달성한다.2 illustrates a method of improving the performance of a bipolar transistor without deteriorating the characteristics of the MOS transistor. The purpose of the present invention is to introduce a selective ion-implanted collector (hereinafter referred to as SIC) process. do.

상기 SIC 공정은(Reprinted with permission from 19th Conference Solid-State Devices and Meterials, PP. 331∼334, 1987 참조) 바이폴라트랜지스터를 형성하기 위한 웰(Well)에 소오스영역을 형성한 후, 에미터영역 형성을 위한 불순물주입 창을 짧고, 상기 창을 통해 불순물을 주입하므로 자기정합적(Super Self-aligned Process technology ; SST)으로 불순물영역(200)을 형성하는 과정으로 이루어진다.The SIC process (see Reprinted with permission from 19th Conference Solid-State Devices and Meterials, pp. 331-334, 1987) forms a source region in a well for forming a bipolar transistor, and then forms an emitter region. Since the impurity injection window is short, and impurity is injected through the window, the impurity region 200 is formed by a super self-aligned process technology (SST).

상기 SIC에 의한 불순물영역(200) 형성방법은 주입되는 이온의 주입에너지를 조절하여 원하는 영역에 원하는 농도의 불순물층을 형성하기에는 용이하나, 상기 이온주입기술(Ion implantation technology)은 고수준의 기술과 이에 따른 고액의 비용이 요구되며, 소오스영역과 콜렉터영역 사이에 형성되는 상기 불순물영역(200)의 두께가 아주 얇기때문에 브레이크다운 현상이 발생하기 쉽고, 상기 이온주입과정에서 발생가능한 결정구조 파괴에 의해 누설전류 문제가 발생할 수도 있어 소자의 전기적 특성을 저하시킨다.The method of forming the impurity region 200 by the SIC is easy to form an impurity layer having a desired concentration in a desired region by controlling the implantation energy of implanted ions, but the ion implantation technology is a high-level technique and A high cost is required, and since the impurity region 200 formed between the source region and the collector region is very thin, breakdown is liable to occur and leakage due to the destruction of the crystal structure that may occur during the ion implantation process. Current problems can also occur, reducing the device's electrical characteristics.

본 발명의 목적은 BICMOS 기술에 의해 MOS트랜지스터의 웰 및 바이폴라트랜지스터의 활성영역을 형성한 후, 바이폴라트랜지스터의 특정부분에 추가로 불순물을 도우핑하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제조방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device, comprising forming an active region of a well of a MOS transistor and a bipolar transistor by BICMOS technology, and then doping impurities to a specific portion of the bipolar transistor. .

본 발명의 상기 목적을 달성하기 위한 반도체장치의 제조방법은 바이폴라트랜지스터와 MOS전계효과 트랜지스터를 동일한 반도체기판 상에 형성하는 반도체장치에 있어서, 상기 반도체기판 상에 MOS전계효과 트랜지스터의 웰과 바이폴라트랜지스터의 활성영역을 형성한 후, 상기 바이폴라트랜지스터의 에미터영역이 형성될 영역에 추가로 불순물을 도우프하는 것을 특징으로 한다.A semiconductor device manufacturing method for achieving the above object of the present invention is a semiconductor device in which a bipolar transistor and a MOS field effect transistor are formed on the same semiconductor substrate, wherein a well and a bipolar transistor of a MOS field effect transistor are formed on the semiconductor substrate. After the active region is formed, an impurity is further doped in the region where the emitter region of the bipolar transistor is to be formed.

이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명을 더욱 더 자세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

제 3a 도 내지 제 3j 도는 본 발명에 의한 BICMOS 제조방법을 도시한 단면도들이다.3A to 3J are cross-sectional views illustrating a BICMOS manufacturing method according to the present invention.

먼저, 제 3a 도를 참조하면, 에피텍셜층에 바이폴라트랜지스터의 활성영역 및 PMOS 트랜지스터의 웰을 형성하기 위해 불순물을 도우프하는 공정을 도시한 것으로, 저농도로 P형 불순물이 도우프된 반도체기판(10)에 LOCOS(Local Oxidation of Silicon)법에 의해 자기정합적으로 고농도의 메입층(12 및 14)들을 형성한 후, N_에피텍셜층(40)을, 예컨대 SE14전자/㎠의 농도 약 1.7-3㎛만큼 고농도의 매입층들이 형성되어 있는 상기 반도체기판(10)상에 형성한다. 이때 상기 고농도의 매입층(12 및 14)들은, N+매입층(12)들이 P매입층(14)들에 의해 둘러싸이도록 형성되는데, 이는 상기 N+매입층(12)이 형성될 영역에 N형 불순물로서, 예컨대 As 이온을, 도즈량 1015전자/㎠으로 하여 주입한 후, 그 표면(N+매입층이 형성될 영역의 표면)을 산화하므로 산화막을 형성하고, 상기 산화막을 마스크로 하여 상기 P매입층(14)이 형성될 영역에 P형 불순물로서, 예컨대 B이온을, 도즈량 1013전자/㎠으로 하여 주입하므로 형성가능하다. 매입층형성을 위한 상술한 공정에 의하면, 상기 산화막이 기판을 침투한 깊이만큼 N+매입층의 표면을 식각해내므로, 결과적으로 상기 N+매입층은 상기 P 매입층 표면보다 깍인 형태로 형성되는데, 이는 소자특성 전체에 미치는 영향이 극히 미미하기 때문에 무시할 수 있다.First, referring to FIG. 3A, a process of doping impurities to form an active region of a bipolar transistor and a well of a PMOS transistor in an epitaxial layer is illustrated. 10) after the self-aligned high concentration of the buried layers 12 and 14 are formed by the Local Oxidation of Silicon (LOCOS) method, the N _ epitaxial layer 40 is formed, for example, at a concentration of about 1.7 SE14 electrons / cm 2. It is formed on the semiconductor substrate 10 in which the buried layers having a high concentration of -3㎛. The high concentration buried layers 12 and 14 are formed such that N + buried layers 12 are surrounded by P buried layers 14, which is N in the region where N + buried layer 12 is to be formed. As the impurity, for example, As ions are implanted at a dose of 10 15 electrons / cm 2, and then the surface (the surface of the region where the N + buried layer is to be formed) is oxidized to form an oxide film, and the oxide film is used as a mask. In the region where the P buried layer 14 is to be formed, for example, B ion is implanted at a dose of 10 13 electrons / cm 2 as a P-type impurity. According to the above-described process for forming the buried layer, since the oxide film etches the surface of the N + buried layer as much as the depth penetrating the substrate, the N + buried layer is formed as a shape that is smaller than the surface of the P buried layer. This is negligible because the effect on the overall device characteristics is minimal.

이어서, 상기 에피텍셜층(40) 전면을 표면 산화하여 산화막(SiO2)(16)을 형성하고, 상기 산화막 상에 질화막, 예컨대 Si3N4(18)막을 적층한 후, 상기 N+매입층(12)을 형성하기 위해 사용되었던 마스크 패턴을 사이징(sizing)한 마스크를 사용하여 상기 Si3N4막을 부분적으로 제거하므로 바이폴라트랜지스터의 활성영역 및 PMOS 트랜지스터의 웰영역 형성을 위한 불순물 도우프 창을 형성한다. 상기 활성영역 및 웰영역은 상기 도우프창을 통해 주입된 N형 불순물, 예컨대 P(Phosphorus) 이온에 의해 N+매입층(12)에 대응되도록 형성된다.Subsequently, an entire surface of the epitaxial layer 40 is surface oxidized to form an oxide film (SiO 2 ) 16, and a nitride film such as a Si 3 N 4 (18) film is laminated on the oxide film, and then the N + buried layer The Si 3 N 4 film is partially removed by using a mask sizing the mask pattern used to form (12), thereby forming an impurity doped window for forming an active region of a bipolar transistor and a well region of a PMOS transistor. Form. The active region and the well region are formed to correspond to the N + buried layer 12 by N-type impurities such as P (Phosphorus) ions implanted through the dope window.

제 3b 도를 참조하면, 불순물확산영역(300a)을 형성하는 공정을 도시한 것으로서, N형 불순물이 도우프되어 있는 상기 에피텍셜층(40) 전면에 포토레지스트를 도포한 후, 작아도 에미터영역을 포함하는 크기의 창(window)이 만들어지도록 상기 포토레지스트를 패터닝하므로 불순물확산영역 형성을 위한 포토레지스터패턴(90a)을 형성하고, 상기 포토레지스트패턴의 마스크로 하여 기판 전면에 N형 불순물을 주입한다.Referring to FIG. 3B, a step of forming the impurity diffusion region 300a is shown. After the photoresist is applied to the entire surface of the epitaxial layer 40 doped with N-type impurities, the emitter region may be small. Since the photoresist is patterned to form a window having a size including a photoresist, a photoresist pattern 90a for forming an impurity diffusion region is formed, and an N-type impurity is implanted into the entire surface of the substrate as a mask of the photoresist pattern. do.

이때, 상기 N형 불순물의 농도는 앞에서 설명한 바와 같이, 고주입(HLI; High-Level Injection)에 의한 베이스확장(Base pushout)이 일어나지 않을 정도의 농도(예를 들어, 180KeV, 7E12전자/㎠)여야 하는데, 본 발명에서는 상기 불순물확산영역(300a)이 두차례의 열공정에 의해 최종적으로 그 모양이 결정되어진 불순물확산영역(제 3d 도 참조, 300)의 농도가 5E16전자/㎤이 되도록 그 농도를 결정하였다. 상기 농도가 이것에만 제한되지 않으며, 고주입에 의한 베이스확장현상이 일어나지 않는 범위의 농도(에피텍셜층의 농도, N영역(42a)의 농도 및 여러가지 조건에 의해 가변적임)로 확대해석될 수 있다는 것은, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 가능함이 명백하다.At this time, the concentration of the N-type impurities, as described above, the concentration such that base pushout (Hi; High-Level Injection) does not occur (for example, 180KeV, 7E12 electron / ㎠) In the present invention, the impurity diffusion region 300a has a concentration of 5E16 electrons / cm 3 so that the concentration of the impurity diffusion region (see FIG. 3D, 300), which is finally determined by two thermal processes, is 5E16 electrons / cm 3. Was determined. The concentration is not limited to this, and can be expanded to a concentration (variable by concentration of epitaxial layer, concentration of N region 42a and various conditions) in which base expansion phenomenon by high injection does not occur. It is apparent that this is possible by those skilled in the art.

상기 제 3b 도에 의해 형성된 불순물확산영역(300)은 종래방법의(제 2 도 참조) 이온주입(Ion implantation) 기술에서보다 그 공정상의 난이도가 작기 때문에 제조가 용이할 뿐만 아니라, 종래방법에서 언급한 것과 같은 얇은 불순물영역(제 2 도의 200)에 의한 브레이크다운의 위험성이 적기때문에 고신뢰도의 소자제조가 용이하다.The impurity diffusion region 300 formed by FIG. 3b is not only easy to manufacture, but also easy to manufacture because of its difficulty in processing than in the ion implantation technique of the conventional method (see FIG. 2). Since the risk of breakdown due to the thin impurity region (200 in FIG. 2) as described above is small, high reliability device manufacturing is easy.

제 3c 도를 참조하면, LOCOS범을 이용하여 자기정합적으로 NMOS 트랜지스터의 P웰 및 바이폴라부와 MOS부를 전기적으로 절연시키는 영역을 형성하는 공정을 도시한 것으로서, 상기 Si3N4막(18)을 열산화에 대해 에피텍셜층을 보호하는 마스크로 하여 N영역(42a) 표면에 산화막(SiO2)(19)을 형성한 후, Si3N4막(18)을 제거하고, 상기 Si3N4막이 제거된 곳을 불순물 주입에 대한 창으로 하여 P형 불순물, 예컨대 B(Boron) 이온을 주입하므로 자기정합적으로 P영역(44a)을 형성한다. 이때, 상기 N영역 및 불순물확산영역은 (제 3b 도의 42a 및 300a) N+매입층을 향하여 확산된 모양으로 재형성(제 3c 도의 42a 및 300a) 되는데, 이는 상기 열산화 공정시 공급되는 열에너지에 의한 불순물이온들의 확산에 의한 결과로서, 본 발명의 목적을 달성하기 위해 필요한 중요한 형상이다.Referring to FIG. 3C, a process of forming a region in which the P wells and the bipolar portion and the MOS portion of the NMOS transistor are electrically insulated using the LOCOS range is shown. The Si 3 N 4 film 18 Is formed as a mask to protect the epitaxial layer against thermal oxidation, and then an oxide film (SiO 2 ) 19 is formed on the surface of the N region 42a, and then the Si 3 N 4 film 18 is removed, and the Si 3 N 4, where the film has been removed to the window for impurity injection implanting P-type impurity, for example B (Boron) ions, so to form a self-aligned manner to the P region (44a). At this time, the N region and the impurity diffusion region (42a and 300a in FIG. 3b) are reshaped (42a and 300a in FIG. 3c) in a form diffused toward the N + buried layer, which is applied to the thermal energy supplied during the thermal oxidation process. As a result of the diffusion of impurity ions, it is an important shape necessary to achieve the object of the present invention.

제 3d 도를 참조하면, 소자분리막(35) 및 N웰, P웰을 형성하는 공정을 도시한 것으로서, 소자분리막을 형성하고자 하는 영역을 제외한 영역에 열산화공정에 대해 에피텍셜층을 보호하는 마스크 역할을 하기 위해 부분적으로 Si3N4막을 형성한 후, 상기 열산화공정을 행하여 활성영역 이외의 영역(소자분리막을 형성하고자 하는 영역)에, 예컨대 약 5000Å정도 두께를 갖는 아이솔레이션용 소자분리막(SiO2)(35)을 형성한다.Referring to FIG. 3D, a process of forming the device isolation layer 35, the N wells, and the P wells, and a mask for protecting the epitaxial layer against thermal oxidation in regions other than the region where the device isolation layer is to be formed, is illustrated. After forming a Si 3 N 4 film in order to play a role, the thermal oxidation process is performed, and an isolation device for isolation (SiO) having a thickness of, for example, about 5000 μs in a region other than the active region (the region where the device isolation film is to be formed) is formed. 2 ) 35.

상기 소자분리막(35) 형성을 위한 공정은, 상기 산화막(19)을 제거한 후 행하므로, 상기 산화막 제거에 의해 약간의 굴곡이 있는 표면(제 3a 도에서 설명한 것과 같은 원리)에서 행해지는데 상기 굴곡은 소자특성에 미치는 영향이 미미하기 때문에 무시할 수 있다. 또한, 상기 소자분리막 형성을 위한 열산화공정시 기판에 공급되는 열에너지는, N영역(42a), P영역(44a) 및 불순물확산영역(300a)내에 있는 불순물이온들에게 활성에너지를 공급하여 그들의 확산에 의해 N웰, P웰 및 불순물 확산영역(300)이 재형성되도록 한다.Since the process for forming the device isolation film 35 is performed after the oxide film 19 is removed, the process is performed on a slightly curved surface (the same principle as that described in FIG. 3A) by removing the oxide film. Its negligible effect on device characteristics is negligible. In addition, the thermal energy supplied to the substrate during the thermal oxidation process for forming the device isolation film supplies active energy to the impurity ions in the N region 42a, the P region 44a, and the impurity diffusion region 300a to diffuse them. N wells, P wells, and impurity diffusion regions 300 are thereby reformed.

상기 산화막(19) 및 소자분리막(35) 형성을 위한 두번의 열산화공정은, 본 발명이 달성하고자 하는 목적을 위해 필요한 중요한 공정으로서, 상기 두번의 열산화공정에 의해 상기 불순물 확산영역(300)의 불순물농도 및 그 깊이를 조절할 수 있다.Two thermal oxidation processes for forming the oxide film 19 and the device isolation film 35 are important processes required for the purpose of the present invention, and the impurity diffusion region 300 is formed by the two thermal oxidation processes. The concentration of impurities and their depth can be adjusted.

제 3e 도를 참조하면, 콜렉터전극의 저항성 접촉을 위한 고농도의 불순물영역(22)을 형성하는 공정을 도시한 것으로서, 소자분리막(35)이 형성되어 있는 에피텍셜층 전면에 포토레지스트를 도포한 후, 콜렉터전극이 형성될 영역상에 있는 상기 포토레지스트를 부분적으로 제거해 내어 포토레지스터패턴(90b)을 형성하고, 상기 포토레지스터 패턴을 마스크로 하여 상기 에피텍셜층 전면에 N형 불순물로, 예컨대 P이온을 고농도로 주입하므로 상기 고농도의 불순물영역(22)을 형성한다. 이때, 상기 불순물영역의 불순물농도는 1E19전자/㎠정도이고, 콜렉터의 직렬저항을 감소시켜 소자의 전기적 특성을 개선하고자 하는 목적으로 형성된다.Referring to FIG. 3E, a process of forming a high concentration impurity region 22 for resistive contact of a collector electrode is shown. After the photoresist is applied to the entire epitaxial layer in which the device isolation layer 35 is formed, And partially removing the photoresist on the region where the collector electrode is to be formed to form a photoresist pattern 90b, and using the photoresist pattern as a mask as an N-type impurity on the entire epitaxial layer, for example, P ion. Is injected at a high concentration to form the high concentration impurity region 22. At this time, the impurity concentration of the impurity region is about 1E 19 electrons / cm 2, and is formed for the purpose of improving the electrical characteristics of the device by reducing the series resistance of the collector.

제 3f 도를 참조하면 게이트전극(80) 및 NMOS 트랜지스터의 저농도의 소오스 및 드레인 불순물영역(30a)을 형성하는 공정을 도시한 것으로서, 포토레지스트패턴(90b)이 제거된 에피텍셜층 전면에 양질의 게이트산화막(SiO2)(36)을 약 300Å정도의 두께로 형성한 다음, 상기 게이트산화막 전면에 불순물이 도우프된 다결정실리콘층을 적층한 후, 식각공정을 행하여 게이트산화막을 게재한 상기 게이트전극(80)을 형성하고, 상기 게이트전극이 형성되어 있는 에피텍셜층 전면에 포토레지스트를 도포한 후 NMOS 트랜지스터가 형성될 영역상의 상기 포토레지스트를 제거해내어 포토레지스트패턴(90c)을 형성한 후, 상기 포토레지스트패턴(90c)를 마스크로 하여, N형 불순물로, 예컨대 P이온을 저농도로 도우프하므로 상기 저농도의 소오스 및 드레인 불순물영역(30a)을 형성한다.Referring to FIG. 3F, a process of forming the low concentration source and drain impurity regions 30a of the gate electrode 80 and the NMOS transistor is shown. The photoresist pattern 90b is formed on the entire surface of the epitaxial layer from which the photoresist pattern 90b is removed. The gate oxide film (SiO 2 ) 36 was formed to a thickness of about 300 kV, and then a polycrystalline silicon layer doped with impurities was deposited on the entire surface of the gate oxide film, followed by an etching process, to form the gate oxide film. Forming a photoresist pattern (90c) by forming a photoresist (80), applying a photoresist on the entire epitaxial layer where the gate electrode is formed, and then removing the photoresist on a region where an NMOS transistor is to be formed; Since the photoresist pattern 90c is used as a mask, the N-type impurities such as P ions are doped at low concentration, so that the low concentration source and drain impurity regions 30a are formed. Sung.

제 3g 도를 참조하면, NMOS 트랜지스터의 LDD 구조를 만들기 위한 스페이서(81), 베이스영역의 저항성 접촉을 위한 고농도의 불순물영역(24a) 및 PMOS 트랜지스터의 소오스 및 드레인불순물영역(28)을 형성하는 공정을 도시한 것으로서, 게이트전극(80)이 형성되어 있는 상기 에피텍셜층 전면에 산화막을 얇게 형성한 후, 이방성식각 공정을 행하여 상기 게이트전극 측벽에 스페이서(81)를 형성하고, 결과물상에 NMOS트랜지스터부의 에피텍셜층이 노출되도록 창이 형성된 포토레지스트패턴을 형성한 후(도시되지 않음), 상기 패턴을 마스크로 하여 N형 불순물을 주입하므로 NMOS 트랜지스터의 LDD구조를 완성한다. 이어서, PMOS 트랜지스터부와 상기 베이스영역이 형성될 영역의 에피텍셜층이 노출되도록 창이 형성된 포토레지스트패턴(90d)을 결과물상에 형성한 후, P형 불순물로, 예컨대 BF2이온을 주입하므로 베이스영역의 저항성 접촉을 위한 상기 고농도의 불순물영역(24a) 및 PMOS 트랜지스터의 상기 소오스 및 드레인불순물영역(28)을 형성한다.Referring to FIG. 3G, a process of forming a spacer 81 for forming an LDD structure of an NMOS transistor, a high concentration impurity region 24a for resistive contact of a base region, and a source and drain impurity region 28 of a PMOS transistor As shown in FIG. 6, a thin oxide film is formed on the entire surface of the epitaxial layer on which the gate electrode 80 is formed. Then, an anisotropic etching process is performed to form a spacer 81 on the sidewall of the gate electrode. An NMOS transistor is formed on the resultant. After forming a photoresist pattern in which a window is formed to expose the negative epitaxial layer (not shown), an N-type impurity is implanted using the pattern as a mask to complete the LDD structure of the NMOS transistor. Subsequently, a photoresist pattern 90d having a window is formed on the resultant so that the PMOS transistor portion and the epitaxial layer of the region where the base region is to be formed are formed on the resultant, and then the base region is implanted with, for example, BF 2 ions with P-type impurities. The high concentration impurity region 24a and the source and drain impurity region 28 of the PMOS transistor are formed for the ohmic contact.

제 3h 도를 참조하면, 베이스영역(24)을 형성하는 공정을 도시한 것으로서, 결과물의 전면에 포토레지스트를 도포한 후, 베이스영역이 형성될 영역상의 상기 포토레지스트를 부분적으로 제거하여 포토레지스트패턴(90e)을 형성하고, 상기 포토레지스트패턴을 마스크로 하여 P형 불순물로, 예컨대 B(Boron) 이온을 도우프하므로 상기 베이스영역(24)을 완성한다. 이때 상기 베이스영역의 깊이가(표면을 기준) 상기 불순물확산영역(300)보다 얕아야 한다는 것은 자세히 언급하지는 않았지만 명백한 사실이다.Referring to FIG. 3H, a process of forming the base region 24 is illustrated. After applying photoresist to the entire surface of the resultant, the photoresist pattern is partially removed by removing the photoresist on the region where the base region is to be formed. 90e is formed and the base region 24 is completed by doping B (Boron) ions, for example, with P-type impurities using the photoresist pattern as a mask. At this time, it is obvious that the depth of the base region (relative to the surface) should be shallower than the impurity diffusion region 300.

제 3i 도를 참조하면, 에미터전극을 형성하는 공정을 도시한 것으로서, 베이스영역(24)이 형성되어 있는 에피텍셜층 전면에 HTO(High Temperature Oxide)(37)을 얇게 형성하고, 에미터영역이 형성될 영역상의 상기 HTO를 제거하므로 에미터영역 형성을 위한 불순물도우프 창을 형성한 후, 다결정실리콘층을 적층하고, 사진식각공정을 행하여 에미터전극(84)을 형성한다. 이어서 에미터전극이 노출되도록 도우프창이 형성되어 있는 포토레지스트패턴(90f)을 상기 결과물상에 형성하고, 상기 창을 통해 N형 불순물로 도우프하므로 에미터영역(26)을 완성한다.Referring to FIG. 3I, a process of forming an emitter electrode is shown. A high temperature oxide (HTO) 37 is thinly formed on the entire epitaxial layer on which the base region 24 is formed, and the emitter region is formed. Since the HTO on the region to be formed is removed, an impurity doped window for forming an emitter region is formed, and then a polysilicon layer is laminated and a photolithography process is performed to form the emitter electrode 84. Subsequently, a photoresist pattern 90f having a dope window formed to expose the emitter electrode is formed on the resultant material, and then doped with N-type impurities through the window to complete the emitter region 26.

제 3j 도를 참조하면, MOS트랜지스터 및 바이폴라트랜지스터의 각 전극들을 형성하는 공정을 도시한 것으로서, 상기 에미터전극(84)이 형성되어 있는 에피텍셜층 전면에 HTO와 BSPG(BoroPhos phorous Silicate Glass)를 적층한 후, 각 전극들이 형성될 영역 즉, 바이폴라트랜지스터에서는 콜렉터전극(50a), 에미터전극(50c) 및 베이스전극(50b), MOS트랜지스터에서는 소오스전극(60a 및 70a), 드레인전극(60c 및 70c) 및 게이트전극(60b 및 70b)이 형성될 영역상의 상기 HTO 및 BPSG 막을 제거해내어 접촉을 위한 창을 형성하고, 상기 BPSG전면에 상기 창을 완전히 채우도록 도전물질을 증착한 후 패터닝하여 상기 각 전극들을 완성하므로, 바이폴라트랜지스터와 MOS전계효과트랜지스터가 하나의 기판위에서 형성되는 BICMOS를 완성한다.Referring to FIG. 3J, a process of forming the electrodes of the MOS transistor and the bipolar transistor is illustrated, and HTO and BSPG (BoroPhos phorous Silicate Glass) are formed on the entire epitaxial layer on which the emitter electrode 84 is formed. After stacking, the collector electrode 50a, the emitter electrode 50c and the base electrode 50b in the region in which the electrodes are to be formed, that is, the source electrodes 60a and 70a and the drain electrode 60c and the bipolar transistor, respectively. 70c) and the HTO and BPSG films on the region where the gate electrodes 60b and 70b are to be formed to form a window for contact, and a conductive material is deposited on the front surface of the BPSG to be completely patterned and then patterned. By completing the electrodes, a bipolar transistor and a MOS field effect transistor complete the BICMOS formed on one substrate.

제 4a 도 내지 제 4b 도를 에피텍셜층의 깊이에 따른 불순물농도의 프로파일을 나타내는 그래프로서, 상기 제 4a 도는 불순물확산영역(300)이 형성되지 않았을 경우이고, 상기 제 4b 도는 불순물확산영역(300)이 형성된 경우이다.4A to 4B are graphs showing profiles of impurity concentrations depending on the depth of the epitaxial layer, in which FIG. 4A is a case in which an impurity diffusion region 300 is not formed, and in FIG. 4B is an impurity diffusion region 300. ) Is formed.

상술한 바와 같은 상기 본 발명에 의하면, MOS 트랜지스터의 손상없이 바이폴라트랜지스터에서 발생하는 고주입에 의한 베이스영역의 확장영역(Base pushout)을 방지하므로 소자의 주파수특성 및 전류구동역을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 종래 방법에서 문제시 되었던 고가의 비용 및 브레이크다운 전압에 의한 소자의 전기적 특성열화를 방지할 수 있다.According to the present invention as described above, it is possible to improve the frequency characteristics and current driving range of the device because it prevents the base pushout of the base region due to the high injection generated in the bipolar transistor without damaging the MOS transistor. In addition, it is possible to prevent the deterioration of the electrical characteristics of the device due to the expensive cost and the breakdown voltage that have been a problem in the conventional method.

본 발명의 상기 실시예에 한정되지 않으며 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상내에서 당분야에서 통상의 지식을 가진자에 의하여 가능함을 명백하다.It is apparent that many modifications are possible to those skilled in the art within the technical spirit of the present invention without being limited to the above embodiments of the present invention.

Claims (6)

바이폴라트랜지스터와 MOS전계효과트랜지스터를 동일한 반도체기판 상에 형성하는 반도체장치의 제조방법에 있어서, 반도체기판상에 에피텍셜층을 형성시킨 후 그 표면영역에 바이폴라트랜지스터의 활성영역과 MOS전계효과트랜지스터의 웰을 형성하는 단계와, 상기 바이폴라트랜지스터의 활성영역내의 에미터 형성영역 아래로 제1전도형 불순물을 추가로 주입하여 불순물 확산영역을 형성하는 단계와, 열산화공정에 의해 상기 제1전도형 불순물을 확산시켜 확산된 불순물 확산영역을 형성하는 단계와, 상기 바이폴라트랜지스터의 활성영역 내에 제2전도형 불순물을 주입하여, 상기 확산된 불순물영역의 표면으로부터의 깊이보다 알도록 베이스영역을 형성함으로서 상기 베이스영역의 하부 경계와 접하는 불순물 확산영역을 남기는 단계를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제조방법.A method for manufacturing a semiconductor device in which a bipolar transistor and a MOS field effect transistor are formed on the same semiconductor substrate, wherein an epitaxial layer is formed on the semiconductor substrate and then the active region of the bipolar transistor and the well of the MOS field effect transistor are formed. Forming an impurity diffusion region by further implanting a first conductivity type impurity under the emitter formation region in the active region of the bipolar transistor; and forming the impurity diffusion region by a thermal oxidation process. Forming a diffused impurity diffusion region by diffusing, implanting a second conductivity type impurity into an active region of the bipolar transistor, and forming a base region to know the depth from the surface of the diffused impurity region; Leaving an impurity diffusion region in contact with the lower boundary of the A method for manufacturing a semiconductor device, comprising 제 1 항에 있어서, 상기 제1전도형 불순물은 바이폴라트랜지스터의 콜렉터영역과 같은 형의 불순물인 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제조방법.2. The method of claim 1, wherein the first conductivity type impurity is an impurity of the same type as the collector region of the bipolar transistor. 제 2 항에 있어서, 상기 제1전도형 불순물의 농도는 고주입에 의한 제이스영역 확장현상이 일어나지 않을 정도의 농도인 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제조방법.The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the concentration of the first conductivity type impurity is such that a concentration of the Jay region is not increased due to high injection. 제 3 항에 있어서, 상기 제1전도형 불순물의 농도는 5E16전자/㎠인 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제조방법.4. A method according to claim 3, wherein the concentration of the first conductivity type impurity is 5E16 electrons / cm < 2 >. 제 2 항에 있어서, 상기 제1전도형 불순물은 바이폴라트랜지스터의 소오스영역보다 깊게 확산되는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제조방법.The method of claim 2, wherein the first conductivity type impurity is deeper than the source region of the bipolar transistor. 제 5 항에 있어서, 상기 제1전도형 불순물은 열산화공정시 공급되는 열에너지에 의해 확산되는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제조방법.6. The method of claim 5, wherein the first conductivity type impurity is diffused by thermal energy supplied during the thermal oxidation process.
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