JPH01215058A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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- JPH01215058A JPH01215058A JP63039445A JP3944588A JPH01215058A JP H01215058 A JPH01215058 A JP H01215058A JP 63039445 A JP63039445 A JP 63039445A JP 3944588 A JP3944588 A JP 3944588A JP H01215058 A JPH01215058 A JP H01215058A
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- JP
- Japan
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- semiconductor device
- region
- semiconductor
- impurity
- polycrystalline
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D10/00—Bipolar junction transistors [BJT]
- H10D10/60—Lateral BJTs
Landscapes
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体装置の構造および製造方法に係り、特
に、大規模集積回路に適用するのに好適な半導体装置の
構造および製造方法に関する。
に、大規模集積回路に適用するのに好適な半導体装置の
構造および製造方法に関する。
大規模集積回路(LSI)では、種々の構造の素子が用
いられる。
いられる。
例えば、特開昭61−255049号公報に開示される
ように、バイポーラ(13ipolar)型トランジス
タとモス・エフ・イー・ティ(MOSFET :金属/
酸化物/半導体電界効果トランジスタ)が同一基板上に
混在している。 BiCMO5LSI構造となっている
。
ように、バイポーラ(13ipolar)型トランジス
タとモス・エフ・イー・ティ(MOSFET :金属/
酸化物/半導体電界効果トランジスタ)が同一基板上に
混在している。 BiCMO5LSI構造となっている
。
BiCMO5LSIの基本構造をダイナミック・ランダ
ム・アクセス・メモリを例にとり第2図に示す。この図
ではBiCMO5LSIを構成するバイポーラトランジ
スタ(以下、バイポーラと略記)は縦型であり。
ム・アクセス・メモリを例にとり第2図に示す。この図
ではBiCMO5LSIを構成するバイポーラトランジ
スタ(以下、バイポーラと略記)は縦型であり。
そのためにn÷埋込層(npnバイポーラにおいて)が
必要であった。このn÷埋込層を形成するためにはエピ
タキシャル層を形成していた。
必要であった。このn÷埋込層を形成するためにはエピ
タキシャル層を形成していた。
上記従来の集積回路は、バイポーラ素子とMOSFET
素子とは、エピタキシャル層程を用いて作成せねばなら
ず、製造時間の短縮は困難である。
素子とは、エピタキシャル層程を用いて作成せねばなら
ず、製造時間の短縮は困難である。
また、バイポーラ素子とMOSFET素子との製造工程
の共通化について配慮されていない。
の共通化について配慮されていない。
さらに、バイポーラ素子とMOSFET素子の混在する
LSIの微細化についても十分な配慮がない。
LSIの微細化についても十分な配慮がない。
本発明の目的は、製造工程を短縮するに好適な半導体装
置の構造とその製造方法を提供することにある。
置の構造とその製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、バイポーラ素子とMO3FET素
子とが混在する回路の微細化に好適な半導体装置の構造
とその製造方法を提供することにある。
子とが混在する回路の微細化に好適な半導体装置の構造
とその製造方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、I、SIに好適なバイポー
ラ素子の新規な構造とその製造方法を提供することにあ
る。
ラ素子の新規な構造とその製造方法を提供することにあ
る。
上記目的は、バイポーラ素子の構造およびその製造方法
をMOSFET素子のそれと共通化を図ることによって
達成される。
をMOSFET素子のそれと共通化を図ることによって
達成される。
具体的には1M05FT4T素子のゲート絶縁瞑の少な
くとも一部を除去した構造のバイポーラ素子を採用する
ことである。
くとも一部を除去した構造のバイポーラ素子を採用する
ことである。
バイポーラ素子の構造をMO3F[Ti子と類似した構
造とすれば、バイポーラ素子を形成するためには、MO
3F[lET素子の製造工程と類似の工程を用いること
ができる。
造とすれば、バイポーラ素子を形成するためには、MO
3F[lET素子の製造工程と類似の工程を用いること
ができる。
したがって、バイポーラ素子とMO5FETli4子と
を混在するLSIにおいては、それぞれの素子間の製造
工程の共通化が図れるため、fXJ造工程の短縮化が図
れる。
を混在するLSIにおいては、それぞれの素子間の製造
工程の共通化が図れるため、fXJ造工程の短縮化が図
れる。
また、MO5FET素子の微細化技術を応用することが
可能となり、横型バイポーラ素子の微細化が達成できる
。
可能となり、横型バイポーラ素子の微細化が達成できる
。
さらに、エビタキシャル工程を省略できるので、製造工
程の短縮化が達成できる。
程の短縮化が達成できる。
一以下1本発明の実施例および変形例を図面を用いて説
明する。
明する。
本発明の横型バイポーラの構造の一実施例を第1図に示
す、第1図に示した横型バイポーラは、従来の縦型バイ
ポーラ素子のコレクタとして使用されるn÷埋込層を設
けないのみではなく。
す、第1図に示した横型バイポーラは、従来の縦型バイ
ポーラ素子のコレクタとして使用されるn÷埋込層を設
けないのみではなく。
MO5FET作製工程とバイポーラ作製工程を最大限に
共通化している。つまり、バイポーラM 子(7)ベー
ス領域2は、n型MO5FIETが形成されるPWE
L Lを形成するためのP W I’: L Lインプ
ラ工程で形成される、またバイポーラ素子エミツタ層1
及びコレクタ高濃度層4はMO5FETソース、ドレイ
ンを形成する工程と共通化している。さらに、バイポー
ラ素子のコレクタ低濃度層3は、n型MO3FII!T
のLDD構造における低濃度層を形成するn″″″イン
プラ工程通化している。以上のように、本実施例におけ
るnpnバイポーラは、n型MO3FETのゲート電極
となるn十多結晶Siをp十多結晶Si5に匿き換え、
MOSFETのゲート酸化膜に相当する酸化膜を形成し
ないことを除いてはほぼn型MO3F’ETの作製プロ
セスと共通化できている。
共通化している。つまり、バイポーラM 子(7)ベー
ス領域2は、n型MO5FIETが形成されるPWE
L Lを形成するためのP W I’: L Lインプ
ラ工程で形成される、またバイポーラ素子エミツタ層1
及びコレクタ高濃度層4はMO5FETソース、ドレイ
ンを形成する工程と共通化している。さらに、バイポー
ラ素子のコレクタ低濃度層3は、n型MO3FII!T
のLDD構造における低濃度層を形成するn″″″イン
プラ工程通化している。以上のように、本実施例におけ
るnpnバイポーラは、n型MO3FETのゲート電極
となるn十多結晶Siをp十多結晶Si5に匿き換え、
MOSFETのゲート酸化膜に相当する酸化膜を形成し
ないことを除いてはほぼn型MO3F’ETの作製プロ
セスと共通化できている。
本発明のバイポーラとn型MOSFET、 p型MO5
FETを同時に形成する概略工程をゲート電極多結晶S
i加工工程までについて第15図に示す。第15図(a
)に示すように、5iOz層6で素子分離を行ない、多
結晶5i16を堆積する。しかる後に、バイポーラ9と
なる部分以外をホトレジスト17でカバーしてp÷イン
プラ(B+、13K e V、 3 X 1018/c
m2)を行なう(第15図(b))。
FETを同時に形成する概略工程をゲート電極多結晶S
i加工工程までについて第15図に示す。第15図(a
)に示すように、5iOz層6で素子分離を行ない、多
結晶5i16を堆積する。しかる後に、バイポーラ9と
なる部分以外をホトレジスト17でカバーしてp÷イン
プラ(B+、13K e V、 3 X 1018/c
m2)を行なう(第15図(b))。
さらに、今度はバイポーラ部をホトレジスト17でカバ
ーして、fi+インプラ(A s+、 80 K e
V。
ーして、fi+インプラ(A s+、 80 K e
V。
5 X 1011I/cm”)を行なう(第15図(C
))。
))。
そして、MOSFETのゲート電極加工と同時に、バイ
ポーラ9のベース電極を加工する(第15図(d))。
ポーラ9のベース電極を加工する(第15図(d))。
なお、第15図において、p型MO5FET I Oの
ゲート電極多結晶Siはn÷多結晶Si20となってい
るがp十多結晶Si5としてもよい。
ゲート電極多結晶Siはn÷多結晶Si20となってい
るがp十多結晶Si5としてもよい。
また、第15図(d)′に示したように、グーl−電極
、ベース電極多結晶Si加工時に、基板単結晶Siもエ
ツチングし凹部をベース電極両側に形成しバイポーラ部
とする構造も考えられる。この場合、 MOSFET部
は、ゲート酸化膜が多結晶Si20の下に存在するので
その部分のu仮siはエツチングされない。ベース電極
形成後のバイポーラ製造プロセスの概略については第3
図に示す。
、ベース電極多結晶Si加工時に、基板単結晶Siもエ
ツチングし凹部をベース電極両側に形成しバイポーラ部
とする構造も考えられる。この場合、 MOSFET部
は、ゲート酸化膜が多結晶Si20の下に存在するので
その部分のu仮siはエツチングされない。ベース電極
形成後のバイポーラ製造プロセスの概略については第3
図に示す。
また、第1図に示したn P nバイポーラで構成した
BiCMO5DRAMの基本構造を第4図に示す。
BiCMO5DRAMの基本構造を第4図に示す。
第3図の工程では、LOGO5膜である5inz層6に
囲まれて、導電型がp型であるウェル(PWELL)を
形成後、 MOSFET (図示していない)のゲート
電極と同じ工程でつくられる、多結晶シリコン膜5をマ
スクに、n−層を形成する。
囲まれて、導電型がp型であるウェル(PWELL)を
形成後、 MOSFET (図示していない)のゲート
電極と同じ工程でつくられる、多結晶シリコン膜5をマ
スクに、n−層を形成する。
その後多結晶シリコン膜5のサイドウオールとなるSi
O2膜6を形成したのち、ホトレジスト8および5iO
z膜6をマスクに、n型の高濃度層をAs+イオン打ち
込みで形成した。
O2膜6を形成したのち、ホトレジスト8および5iO
z膜6をマスクに、n型の高濃度層をAs+イオン打ち
込みで形成した。
第4図は1本発明のバイポーラ素子を用いて、nicM
OsのDRAMを構成したものの断面図の一部である。
OsのDRAMを構成したものの断面図の一部である。
図面中、符号9の示す領域は、バイポーラ素子領域であ
り、第1図又は第3図に示した構造のPvELL B
中にバイポーラ素子が形成されている。符号10の示す
領域は、NtilELL 13 中に形成されたp型M
OSFETであり、符号11の示す領域は、n型MO3
FtETであり、符号12の示す領域は、n型M OS
F E ’I’とキャパシタとからなるメモリーセル
である。このn型M OS FIE T領域11とメモ
リ12は同じPWELL 8の中に形成されている。
り、第1図又は第3図に示した構造のPvELL B
中にバイポーラ素子が形成されている。符号10の示す
領域は、NtilELL 13 中に形成されたp型M
OSFETであり、符号11の示す領域は、n型MO3
FtETであり、符号12の示す領域は、n型M OS
F E ’I’とキャパシタとからなるメモリーセル
である。このn型M OS FIE T領域11とメモ
リ12は同じPWELL 8の中に形成されている。
第2図に示した縦型バイポーラ素子と本発明の横型バイ
ポーラ素子を比較すると、各々に長所ならびに短所があ
る。縦型バイポーラ素子は、エミッタ、ベース及びコレ
クタ幅をインプラ及び熱拡散で制御できるために非常に
小さくでき、バイポーラ素子の動作を高速化(高ft化
)できる、という長所を持つ0反面、コレクタ電流を引
き出すためにn十埋込層(npnバイポーラ)が必要で
あり、これを作製するコストが非常に高く、また素子特
性上もコレクタ抵抗が比較的大きいという欠点を持つ、
一方1本発明の横型バイポーラ素子の場合にはコレクタ
電流の主成分はSi基板面に平行であるために、n÷埋
込層を必要とせず、作製コストが小さく、素子特性上も
コレクタ抵抗が小さいという長所を持つ。しかしながら
、エミッタ、ベース及びコレクタ幅はホトマスク寸法で
決まり、縦型と比べて小さくできないために、高速化で
きない、という短所を持つ、特に、ベース幅をホトマス
クの最小寸法以下に小さくできないために高ft化は非
常に困難であると考えられてきた。
ポーラ素子を比較すると、各々に長所ならびに短所があ
る。縦型バイポーラ素子は、エミッタ、ベース及びコレ
クタ幅をインプラ及び熱拡散で制御できるために非常に
小さくでき、バイポーラ素子の動作を高速化(高ft化
)できる、という長所を持つ0反面、コレクタ電流を引
き出すためにn十埋込層(npnバイポーラ)が必要で
あり、これを作製するコストが非常に高く、また素子特
性上もコレクタ抵抗が比較的大きいという欠点を持つ、
一方1本発明の横型バイポーラ素子の場合にはコレクタ
電流の主成分はSi基板面に平行であるために、n÷埋
込層を必要とせず、作製コストが小さく、素子特性上も
コレクタ抵抗が小さいという長所を持つ。しかしながら
、エミッタ、ベース及びコレクタ幅はホトマスク寸法で
決まり、縦型と比べて小さくできないために、高速化で
きない、という短所を持つ、特に、ベース幅をホトマス
クの最小寸法以下に小さくできないために高ft化は非
常に困難であると考えられてきた。
OiCMO5LSIの動作速度は、バイポーラ素子のf
rに大きく依存するとこれまで考えられバイポーラ素子
を横型にすると前述のようにベース幅を十分には縮小で
きず高ft化が図れないので動作速度は大幅に減少して
しまう、と考えられてきた。
rに大きく依存するとこれまで考えられバイポーラ素子
を横型にすると前述のようにベース幅を十分には縮小で
きず高ft化が図れないので動作速度は大幅に減少して
しまう、と考えられてきた。
しかしながら、縦型バイポーラのベース幅を変化させて
、第5図に示すような[liCMOSゲート回tl1段
当りの遅延時間を調べたところ、ベース幅0.6μm程
度までは遅延時間は増大しないことを発見した。これは
以下のように考えれば理解できる。
、第5図に示すような[liCMOSゲート回tl1段
当りの遅延時間を調べたところ、ベース幅0.6μm程
度までは遅延時間は増大しないことを発見した。これは
以下のように考えれば理解できる。
これまでのllicMOsゲートのft依存性をシミュ
レーションにより予測する場合、fTは不純物分布(キ
ャリア分布ではない。)で決定される値を使用してきた
。従って、不純物分布で決定されるベース幅が小さくな
ればなるほどB1CMOSゲートの遅延時間は減少する
と考えられてきた。しかしながら、実際にはB1CMO
Sゲートのバイポーラは過渡動作し、この場合、バイポ
ーラには瞬時に多量のキャリアが流れカーク(に1rk
)効果(ベース・ブツシュアウト)が激しく起こるため
に実際のベース幅は大幅に増大している。よって、不純
物分布で決定されるベース幅には大きく依存しないと考
えられる。
レーションにより予測する場合、fTは不純物分布(キ
ャリア分布ではない。)で決定される値を使用してきた
。従って、不純物分布で決定されるベース幅が小さくな
ればなるほどB1CMOSゲートの遅延時間は減少する
と考えられてきた。しかしながら、実際にはB1CMO
Sゲートのバイポーラは過渡動作し、この場合、バイポ
ーラには瞬時に多量のキャリアが流れカーク(に1rk
)効果(ベース・ブツシュアウト)が激しく起こるため
に実際のベース幅は大幅に増大している。よって、不純
物分布で決定されるベース幅には大きく依存しないと考
えられる。
以上のように1例えばベース幅〜0.8μmは、0.5
μmプロセスで本発明の横型バイポーラでも容易に達成
でき、動作速度に関しても所定ベース幅の横型バイポー
ラであれば、欠点にならない。
μmプロセスで本発明の横型バイポーラでも容易に達成
でき、動作速度に関しても所定ベース幅の横型バイポー
ラであれば、欠点にならない。
従って、B1CMOSゲートを構成するバイポーラを本
発明の横型バイポーラとすれば、CMO8工程が利用で
きるので1価格は0MO8なみて動作速度は0MO8よ
りも速υ)nicMOs LSIが作製できる。
発明の横型バイポーラとすれば、CMO8工程が利用で
きるので1価格は0MO8なみて動作速度は0MO8よ
りも速υ)nicMOs LSIが作製できる。
第1図及び第3図に示した構造の横型バイポーラトラン
ジスタをMOSFETの作製プロセスと共通化しながら
作製した一実施例を第6図によりさらに詳しく、説明す
る。
ジスタをMOSFETの作製プロセスと共通化しながら
作製した一実施例を第6図によりさらに詳しく、説明す
る。
第6図(a)、(b)に示すように、まずn型Si基板
7にn型1’1O5FETを作製するため(7) Pv
IELLインプラ(B÷イオンを、打ち込みエネルギー
13KeVでドーズ量4 X 10 ”70m”で打ち
込む、)を行なって、ベース形成領域8としたのちに、
素子分離のための5iOz層6を形成する。
7にn型1’1O5FETを作製するため(7) Pv
IELLインプラ(B÷イオンを、打ち込みエネルギー
13KeVでドーズ量4 X 10 ”70m”で打ち
込む、)を行なって、ベース形成領域8としたのちに、
素子分離のための5iOz層6を形成する。
次に同図(0)に示すようにノンドープ多結晶Si&0
.2pm堆積し、MO3F[Tにおけるゲート電極加工
と同じホト工程で幅0.5μmに加工する。さらに、n
型MO3FETのLDD形成工程であるn−インプラ(
p+イオンを打ち込みエネルギー80KeV、 ドーズ
量I X 10 ”/cta2で打ち込む)を行ないコ
レクタ低濃度領域を形成する。続いて同図(d)に示す
ように5多−結晶Si 1G及びコレクタ低濃度層3と
なる部分をホトレジスト17でカバーした後に、MO5
F[Tのソース、ドレイン形成と同様にn+インプラ(
As+イオン、打ち込みエネルギー80KeV、ドーズ
量5X101’/c+a”)をおこないエミッタ1及び
コレクタ高濃度層4とする。第6図(e)はベース電極
引き出しのためのp÷多結晶Siを形成する工程であり
、多結晶Si 16以外をホトレジスト17でカバーし
たのちにp+インプラ(B+イオン、打ち込みエネルギ
ー13KeV、 ドーズ量3X10”/C112)を行
なっている。以」−のような工程でベース引き出し電極
をP+型の多結晶Si5とした第6図(f)に示す横型
バイポーラを作製できた。なお、同図に示すように、最
小線幅0.5μmの加工で、不純物の横方向の拡がりに
よりベース幅約0.3μmの横型バイポーラが作製でき
た0図中p÷多結晶Si5の下部には、このp十多結晶
系Si5から拡散した不純物によって、p÷層が形成さ
れている。
.2pm堆積し、MO3F[Tにおけるゲート電極加工
と同じホト工程で幅0.5μmに加工する。さらに、n
型MO3FETのLDD形成工程であるn−インプラ(
p+イオンを打ち込みエネルギー80KeV、 ドーズ
量I X 10 ”/cta2で打ち込む)を行ないコ
レクタ低濃度領域を形成する。続いて同図(d)に示す
ように5多−結晶Si 1G及びコレクタ低濃度層3と
なる部分をホトレジスト17でカバーした後に、MO5
F[Tのソース、ドレイン形成と同様にn+インプラ(
As+イオン、打ち込みエネルギー80KeV、ドーズ
量5X101’/c+a”)をおこないエミッタ1及び
コレクタ高濃度層4とする。第6図(e)はベース電極
引き出しのためのp÷多結晶Siを形成する工程であり
、多結晶Si 16以外をホトレジスト17でカバーし
たのちにp+インプラ(B+イオン、打ち込みエネルギ
ー13KeV、 ドーズ量3X10”/C112)を行
なっている。以」−のような工程でベース引き出し電極
をP+型の多結晶Si5とした第6図(f)に示す横型
バイポーラを作製できた。なお、同図に示すように、最
小線幅0.5μmの加工で、不純物の横方向の拡がりに
よりベース幅約0.3μmの横型バイポーラが作製でき
た0図中p÷多結晶Si5の下部には、このp十多結晶
系Si5から拡散した不純物によって、p÷層が形成さ
れている。
上記した製造工程では、p◆インプラ工程を最後に行っ
ているが、最初に行ってもよい。
ているが、最初に行ってもよい。
つまり、第11面に示す工程となる。すなわち、第6図
(b)に相当する工程(第11図(a)参照)の後に、
多結晶Si 16を堆積し、加工されて残る部分の周辺
以外をホトレジスト17でカバーしてp+インプラ(1
3÷イオン、打ち込みエネルギー13KeV、ドーズ量
3 X 10 K5/ c+a”)を行なう(第11図
(b))。しかるのち、p十多結晶Si5を加工し、n
−インプラ(p+イオン。
(b)に相当する工程(第11図(a)参照)の後に、
多結晶Si 16を堆積し、加工されて残る部分の周辺
以外をホトレジスト17でカバーしてp+インプラ(1
3÷イオン、打ち込みエネルギー13KeV、ドーズ量
3 X 10 K5/ c+a”)を行なう(第11図
(b))。しかるのち、p十多結晶Si5を加工し、n
−インプラ(p+イオン。
打ち込みエネルギー80KeV、ドーズ113x10皇
3/c+m”)を行なう(第11図(C))。
3/c+m”)を行なう(第11図(C))。
以上の工程でP十多結晶Si5を形成し、ベース電極と
し、第6図(d)に示した工程を行ない、餉6図(e)
に示した工程を削除して、第6図(f)に示した完成品
に至る。B LCMOSゲートの遅延時間は0.6μm
程度までは増大せず、上記本実施例の横型バイポーラで
も従来の縦型バイポーラ(ベース幅約0.2μm)と比
べてBiCMO3LSIのアクセス時間は増大しない。
し、第6図(d)に示した工程を行ない、餉6図(e)
に示した工程を削除して、第6図(f)に示した完成品
に至る。B LCMOSゲートの遅延時間は0.6μm
程度までは増大せず、上記本実施例の横型バイポーラで
も従来の縦型バイポーラ(ベース幅約0.2μm)と比
べてBiCMO3LSIのアクセス時間は増大しない。
実際、横型バイポーラで1Mbit旧CMO5DRAM
を作製したところ、アクセス時間は25 n sとなり
、ベース幅約0.2μmの従来の縦型バイポーラで構成
した場合の24nsと比べて、はぼ同様のスピードが得
られた。
を作製したところ、アクセス時間は25 n sとなり
、ベース幅約0.2μmの従来の縦型バイポーラで構成
した場合の24nsと比べて、はぼ同様のスピードが得
られた。
第6図におけるn−層は、ベース・コレクタ接合の空乏
層が主にコレクタ側に延びるようにして耐圧を確保する
ことが目的である。
層が主にコレクタ側に延びるようにして耐圧を確保する
ことが目的である。
第6図に示した構造のバイポーラ以外にも様々な構造の
横型バイポーラの構造が考えられる。第7図は、第1図
の構造からn−層を削除した構造である。つ・まり、コ
レクタ低濃度層は存在せず高濃度層のみである。この場
合は、ベース・コレクタ空乏層はベース側へ伸びるので
耐圧確保のためにベース幅を0.7μm と大きくして
いる。n″″層がないためエミッタ注入効率を上げるこ
とができる。
横型バイポーラの構造が考えられる。第7図は、第1図
の構造からn−層を削除した構造である。つ・まり、コ
レクタ低濃度層は存在せず高濃度層のみである。この場
合は、ベース・コレクタ空乏層はベース側へ伸びるので
耐圧確保のためにベース幅を0.7μm と大きくして
いる。n″″層がないためエミッタ注入効率を上げるこ
とができる。
第8図はベース電極引き出し層としてP+potySi
を用いず、同図(b)に示すようにp◆の外部ベース領
域18を形成しベースft電極引き出し層としている。
を用いず、同図(b)に示すようにp◆の外部ベース領
域18を形成しベースft電極引き出し層としている。
バイポーラ真性部の断面構造は同図(a)に示すように
、ベース抵抗を低減するために、埋込みP+領域19を
形成しであること以外は第1図に示した構造と同様であ
る。
、ベース抵抗を低減するために、埋込みP+領域19を
形成しであること以外は第1図に示した構造と同様であ
る。
゛第7図において、p◆多結晶Siの両側のn−領域を
削除しているが、エミッタ側のn−領域のみを削除した
第9図の構造でもよい。第6図において、ベース引き出
しのp÷領領域、エミッタのn″″″領域合させるよう
にしているのは、ベース・エミッタ間耐圧向−Lと、ベ
ース・エミッタ接合容量低減を目的としているが、これ
らが必要としない場合には、第9図の構造が考えられる
。
削除しているが、エミッタ側のn−領域のみを削除した
第9図の構造でもよい。第6図において、ベース引き出
しのp÷領領域、エミッタのn″″″領域合させるよう
にしているのは、ベース・エミッタ間耐圧向−Lと、ベ
ース・エミッタ接合容量低減を目的としているが、これ
らが必要としない場合には、第9図の構造が考えられる
。
さらに、これまでの実施例ではn−領域の深さはn÷領
領域深さよりも浅くなっていたが、バイポーラの特性を
向上させるためには、第10図に示すようにn中領域の
深さをできるだけ深くシ。
領域深さよりも浅くなっていたが、バイポーラの特性を
向上させるためには、第10図に示すようにn中領域の
深さをできるだけ深くシ。
n÷領領域同じ程度にした構造がよい。
さらに、第12図に示した構造は、エミツタ層1の両側
に、ベース領域2、及び【)÷多結晶Si5を配置し、
さらにその両側にコレクタ高濃度層4を配置した構造の
横型バイポーラである。つまり、ダブルベース、及びダ
ブルコレクタ構造のバイポーラである。このような構造
にすると、これまで示した実施例では、エミッタ1は片
側(ベース電極側)しか働いていなかったが、両側が働
くことになり、fIi流駆流力動力大が期待できる。
に、ベース領域2、及び【)÷多結晶Si5を配置し、
さらにその両側にコレクタ高濃度層4を配置した構造の
横型バイポーラである。つまり、ダブルベース、及びダ
ブルコレクタ構造のバイポーラである。このような構造
にすると、これまで示した実施例では、エミッタ1は片
側(ベース電極側)しか働いていなかったが、両側が働
くことになり、fIi流駆流力動力大が期待できる。
次に、第13図に示した実施例は同図(f)′に示した
ように、エミッタ1側のベース領域をPWELL濃度よ
りも高濃度とした構造のバイポーラである。この構造は
、第6図(d)に示した工程の後に、第13図(a)に
示すように、ベース側のエミッタ領域1以外をホトレジ
スト17でカバーして、p+インプラ(B+イオン、打
ち込みエネルギー20 K e V 、ドーズjiax
lo”/cm”)をすることにより、作製される。エミ
ッタ領域に打ち込まれるB+イオンは、Asよりも拡散
定数が大きいために、第13図(b)に示すように構造
になる。第13図に示した実施例は、第6図の構造の変
形例であるが、このようにp中領域をエミッタ側のベー
スに形成する構造は、第7゜8.9,10.12図に示
した実施例においてもあてはまる。
ように、エミッタ1側のベース領域をPWELL濃度よ
りも高濃度とした構造のバイポーラである。この構造は
、第6図(d)に示した工程の後に、第13図(a)に
示すように、ベース側のエミッタ領域1以外をホトレジ
スト17でカバーして、p+インプラ(B+イオン、打
ち込みエネルギー20 K e V 、ドーズjiax
lo”/cm”)をすることにより、作製される。エミ
ッタ領域に打ち込まれるB+イオンは、Asよりも拡散
定数が大きいために、第13図(b)に示すように構造
になる。第13図に示した実施例は、第6図の構造の変
形例であるが、このようにp中領域をエミッタ側のベー
スに形成する構造は、第7゜8.9,10.12図に示
した実施例においてもあてはまる。
この2つの場合の、エミッタ・ベース、コレクタの不純
物濃度を第14図に示す。まず、第14図中Aで示した
不純物濃度分布の場合、ベース濃度、つまりPWEL濃
度は約I X 1017/cs3であり、この場合のp
中領域を形成する目的は、ベース不純物濃度に勾配を持
たせ、ドリフ1−型の1〜ランジスタにすることである
6次にBで示す不純物濃度分布の場合ベース濃度は約I
X 101B/ cm’であり、この場合、濃度が約
I X I O16/can”の領域は空乏化してしま
い、ベースとして働く領域(つまり、中性ベース領域)
は、エミッタ側のp中層のみであり、約O0[1である
。つまり、このような不純物分布とすると、最大遮断周
波数f Tmaxは約10 G 11 zとなり、fr
が動作速度を決定する重要因子となるECI、ゲート領
域に使用できる。よって1曲線Bで示す不純物濃度分布
にした場合の効果は、小信号動作させるゲート回路にも
使用できるように高fT化できることにある。
物濃度を第14図に示す。まず、第14図中Aで示した
不純物濃度分布の場合、ベース濃度、つまりPWEL濃
度は約I X 1017/cs3であり、この場合のp
中領域を形成する目的は、ベース不純物濃度に勾配を持
たせ、ドリフ1−型の1〜ランジスタにすることである
6次にBで示す不純物濃度分布の場合ベース濃度は約I
X 101B/ cm’であり、この場合、濃度が約
I X I O16/can”の領域は空乏化してしま
い、ベースとして働く領域(つまり、中性ベース領域)
は、エミッタ側のp中層のみであり、約O0[1である
。つまり、このような不純物分布とすると、最大遮断周
波数f Tmaxは約10 G 11 zとなり、fr
が動作速度を決定する重要因子となるECI、ゲート領
域に使用できる。よって1曲線Bで示す不純物濃度分布
にした場合の効果は、小信号動作させるゲート回路にも
使用できるように高fT化できることにある。
第6図に示した実施例では、ベース幅を0.3μmとし
たが、ベース幅は0.6μm以下であればよい、また、
ベースのパンチスルーが発生しないためにはベース幅が
0.5μ!n以上である必要がある0以上の観点からベ
ース幅は0.05〜0.6μmの間が望ましい。
たが、ベース幅は0.6μm以下であればよい、また、
ベースのパンチスルーが発生しないためにはベース幅が
0.5μ!n以上である必要がある0以上の観点からベ
ース幅は0.05〜0.6μmの間が望ましい。
上記実施例では、npnバイポーラ素子に関して説明し
たが、pnpバイポーラ素子においても同様である。
たが、pnpバイポーラ素子においても同様である。
n十埋込み層をSi基板に形成するためには10工程を
必要とし、旧CMO8DRAMを作製するための約10
0工程の中で1割程度を占めている。
必要とし、旧CMO8DRAMを作製するための約10
0工程の中で1割程度を占めている。
CMO3DRAMの場合は約90工程であり、n十埋込
層を形成するか、しないかがコストを決定する上で重要
である0本実施例に示したように、BiCMO5LSI
を作製するためにn◆埋込層を必要としないで、上記l
O工程を削除することができ、BiCMO3LSIのコ
ストを大幅に低下させる効果がある。
層を形成するか、しないかがコストを決定する上で重要
である0本実施例に示したように、BiCMO5LSI
を作製するためにn◆埋込層を必要としないで、上記l
O工程を削除することができ、BiCMO3LSIのコ
ストを大幅に低下させる効果がある。
また1本実施例で示したように、バイポーラ素子はn型
MOSFETのゲート絶縁暎を削除し、n+多結晶5i
irp◆多結晶Siに置き換えたMOS型のバイポーラ
であるので、バイポーラ作製工程とMO5作製工程を最
大限に共通化できる、という効果もある。なお、p+多
結晶Siをp÷多多結S−iを含んだシリサイドとの複
合膜としてもよい。
MOSFETのゲート絶縁暎を削除し、n+多結晶5i
irp◆多結晶Siに置き換えたMOS型のバイポーラ
であるので、バイポーラ作製工程とMO5作製工程を最
大限に共通化できる、という効果もある。なお、p+多
結晶Siをp÷多多結S−iを含んだシリサイドとの複
合膜としてもよい。
また、金属を直接Siに接続する場合には、p型Siと
オーミック接合をとれるようにすればよい。
オーミック接合をとれるようにすればよい。
また、第2図、第4図に示したように1本実施例ではB
iCMO5LSIはDRAMについてしか示していない
が1本発明はBiCMO3SIIAM、 B1CMOS
ロジック等、バイポーラとMOSFETを同一チップ上
で製造したLSIすべてに対して効果があることは明ら
かである。
iCMO5LSIはDRAMについてしか示していない
が1本発明はBiCMO3SIIAM、 B1CMOS
ロジック等、バイポーラとMOSFETを同一チップ上
で製造したLSIすべてに対して効果があることは明ら
かである。
また、MOSFETが構成要素に含まれていなくても、
バイポーラを飽和動作で使用するLSI、例えばT ’
l’ L等にも本発明は適用できる。
バイポーラを飽和動作で使用するLSI、例えばT ’
l’ L等にも本発明は適用できる。
本発明によれば、バイポーラ素子とMOSFETとが混
在する回路の製造工程の簡略化が達成できる。
在する回路の製造工程の簡略化が達成できる。
第1図は本発明の特徴を示しているバイポーラ構造を示
した図、第2図は従来のBiCMO5DRAMの基本構
造を示す断面図、第3図は第1図の構造を作製する工程
の概略図、第4図は第1図のバイポーラで構成した13
iCMO5DRAMの基本構造を示す断面図、第5図は
B1CMOSゲーi・の遅延時間を測定するための回路
を示す。第6図は第1図の構造バイポーラの作製工程を
示す図、第7図、第8図、第9図、第10図、第11図
、第12図、第13図および第15図は本発明のその他
の実施例を示した装置断面図である。第14図は、第1
3図に示した装置の不純物濃度分布を示した図である。 1・・・エミッタ、2・・・ベース、3・・・コレクタ
低濃度層、4・・・コレクタ高濃度層、5・・・p中長
結晶Si、6−8iO2層、7− n型Si基板、 8
−PIiICLL、9・・・バイポーラ、 10 ・
P y!:!MO5FET、IL−n)J1MO5FE
T、 12・・・メモリーセル、13・・・NWELL
。 14・・・p÷埋込層、15・・・n÷埋込層、16・
・・多結晶Si、18・・・外部ベース領域、19・・
・埋込みp÷領領域20・・・n÷型多結晶Si。 第 1 目 VCC 工 早 612] 奉 6I!] 率 7 目 第 812!I (b) 早[株]目 孕 9 口 早 10 口 −正:1i(Pi’t) 手続補正書(方式) u((@’?3If−” +1” 9II特lit庁長
官吉田文毅殿 °19件の表示 昭和63年特許願第 39445 号発明の名称 半導体装置およびその製造方法 補正をする者 ・1ν件との関係 を沼t’l・出願人r、 称(引
0)株式会社 日 立M i’p 所代 理
人
した図、第2図は従来のBiCMO5DRAMの基本構
造を示す断面図、第3図は第1図の構造を作製する工程
の概略図、第4図は第1図のバイポーラで構成した13
iCMO5DRAMの基本構造を示す断面図、第5図は
B1CMOSゲーi・の遅延時間を測定するための回路
を示す。第6図は第1図の構造バイポーラの作製工程を
示す図、第7図、第8図、第9図、第10図、第11図
、第12図、第13図および第15図は本発明のその他
の実施例を示した装置断面図である。第14図は、第1
3図に示した装置の不純物濃度分布を示した図である。 1・・・エミッタ、2・・・ベース、3・・・コレクタ
低濃度層、4・・・コレクタ高濃度層、5・・・p中長
結晶Si、6−8iO2層、7− n型Si基板、 8
−PIiICLL、9・・・バイポーラ、 10 ・
P y!:!MO5FET、IL−n)J1MO5FE
T、 12・・・メモリーセル、13・・・NWELL
。 14・・・p÷埋込層、15・・・n÷埋込層、16・
・・多結晶Si、18・・・外部ベース領域、19・・
・埋込みp÷領領域20・・・n÷型多結晶Si。 第 1 目 VCC 工 早 612] 奉 6I!] 率 7 目 第 812!I (b) 早[株]目 孕 9 口 早 10 口 −正:1i(Pi’t) 手続補正書(方式) u((@’?3If−” +1” 9II特lit庁長
官吉田文毅殿 °19件の表示 昭和63年特許願第 39445 号発明の名称 半導体装置およびその製造方法 補正をする者 ・1ν件との関係 を沼t’l・出願人r、 称(引
0)株式会社 日 立M i’p 所代 理
人
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、一方導電型の半導体領域内に形成されたベース電極
と、上記一方導電型の半導体領域内に形成され上記ベー
ス電極に対して自己整合的に形成された二つの他方導電
型の不純物領域を有し、上記不純物領域をそれぞれエミ
ッタ領域及びコレクタ領域とすることを特徴とする半導
体装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の半導体装置において、
上記ベース電極は、多結晶半導体からなることを特徴と
する半導体装置。 3、特許請求の範囲第1項記載の半導体装置において、
上記半導体装置は、npnバイポーラトランジスタであ
ることを特徴とする半導体装置。 4、特許請求の範囲第1項記載の半導体装置において、
上記ベース電極の下には、一方導電型の高濃度不純物領
域が、形成されていることを特徴とする半導体装置。 5、所定基板内の一方導電型の半導体領域内に形成され
た二つの他方導電型の不純物領域を有し、上記二つの他
方導電型の不純物領域にはそれぞれ電極が電気的に接続
され、一方導電型の半導体領域主表面上に上記二つの他
方導電型の不純物領域の間の領域を少なくとも覆うよう
に形成されたベース電極を有することを特徴とする半導
体装置。 6、特許請求の範囲第5項記載の半導体装置において、
上記ベース電極の少なくとも一部分は、多結晶半導体か
らなることを特徴とする半導体装置。 7、特許請求の範囲第5項記載の半導体装置において、
上記半導体装置は、npnバイポーラトランジスタであ
ることを特徴とする半導体装置。 8、特許請求の範囲第5項記載の半導体装置において、
上記ベース電極の下には、一方導電型の高濃度不純物領
域が、形成されていることを特徴とする半導体装置。 9、特許請求の範囲第5項記載の半導体装置において、
上記二つの他方導電型の不純物領域の少なくとも一方は
、高濃度不純物領域と低濃度不純物領域とから形成され
ていることを特徴とする半導体装置。 10、特許請求の範囲第9項記載の半導体装置において
、上記ベース電極に隣接して上記低濃度不純物領域が形
成されていることを特徴とする半導体装置。 11、特許請求の範囲第10項記載の半導体装置におい
て、上記高濃度不純物領域の深さは上記低濃度不純物領
域の深さより深いことを特徴とする半導体装置。 12、特許請求の範囲第10項記載の半導体装置におい
て、上記高濃度不純物領域の深さは上記低濃度不純物領
域の深さと略等しいことを特徴とする半導体装置。 13、特許請求の範囲第9項記載の半導体装置において
、上記低濃度不純物領域は、上記ベース電極の両側で、
それぞれ幅の異なることを特徴とする半導体装置。 14、特許請求の範囲第5項乃至第13項記載の半導体
装置において、上記所定基板内には少なくともMOSF
ETが存在することを特徴とする半導体装置。 15、以下の工程を有することを特徴とする半導体装置
の製造方法、 (1)所定基板上に多結晶半導体膜を形成する工程、 (2)上記多結晶半導体膜をマスクとして第一の不純物
を上記基板内に導入する工程、 (3)上記多結晶半導体膜内に第二の不純物を導入する
工程。 16、特許請求の範囲第15項記載の半導体装置の製造
方法において、上記第一の不純物と上記第二の不純物と
は異なる導電型の半導体不純物領域を形成するものであ
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 17、以下の工程を有することを特徴とする半導体装置
の製造方法、 (1)所定基板上に多結晶半導体膜を形成する工程、 (2)上記多結晶半導体膜内に第二の不純物を導入する
工程、 (3)上記多結晶半導体膜をマスクとして第一の不純物
を上記基板内に導入する工程。 18、特許請求の範囲第17項記載の半導体装置の製造
方法において、上記第一の不純物と上記第二の不純物と
は異なる導電型の半導体不純物領域を形成するものであ
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63039445A JP2528926B2 (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | 半導体装置およびその製造方法 |
| KR1019890002022A KR0147372B1 (ko) | 1988-02-24 | 1989-02-21 | 반도체장치 및 그 제조방법 |
| US07/918,133 US5258644A (en) | 1988-02-24 | 1992-07-23 | Semiconductor device and method of manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63039445A JP2528926B2 (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01215058A true JPH01215058A (ja) | 1989-08-29 |
| JP2528926B2 JP2528926B2 (ja) | 1996-08-28 |
Family
ID=12553217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63039445A Expired - Lifetime JP2528926B2 (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2528926B2 (ja) |
| KR (1) | KR0147372B1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04158525A (ja) * | 1990-10-22 | 1992-06-01 | Sharp Corp | 半導体装置 |
| EP0657944A3 (en) * | 1993-12-09 | 1995-08-02 | Northern Telecom Ltd | Gate controlled lateral bipolar transistor and manufacturing method. |
| JP2002026033A (ja) * | 2000-07-11 | 2002-01-25 | Sony Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| CN117153874A (zh) * | 2022-05-31 | 2023-12-01 | 意法半导体(克洛尔2)公司 | 横向双极晶体管 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60144967A (ja) * | 1983-12-30 | 1985-07-31 | Fujitsu Ltd | ラテラルバイポーラトランジスタの製造方法 |
| JPS61214569A (ja) * | 1985-03-20 | 1986-09-24 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
| JPS62291176A (ja) * | 1986-06-11 | 1987-12-17 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS637665A (ja) * | 1986-06-27 | 1988-01-13 | Toshiba Corp | ラテラルpnpトランジスタ |
| JPS6336563A (ja) * | 1985-08-02 | 1988-02-17 | エステイ−シ− ピ−エルシ− | トランジスタ製造方法 |
-
1988
- 1988-02-24 JP JP63039445A patent/JP2528926B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-02-21 KR KR1019890002022A patent/KR0147372B1/ko not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60144967A (ja) * | 1983-12-30 | 1985-07-31 | Fujitsu Ltd | ラテラルバイポーラトランジスタの製造方法 |
| JPS61214569A (ja) * | 1985-03-20 | 1986-09-24 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
| JPS6336563A (ja) * | 1985-08-02 | 1988-02-17 | エステイ−シ− ピ−エルシ− | トランジスタ製造方法 |
| JPS62291176A (ja) * | 1986-06-11 | 1987-12-17 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS637665A (ja) * | 1986-06-27 | 1988-01-13 | Toshiba Corp | ラテラルpnpトランジスタ |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04158525A (ja) * | 1990-10-22 | 1992-06-01 | Sharp Corp | 半導体装置 |
| EP0657944A3 (en) * | 1993-12-09 | 1995-08-02 | Northern Telecom Ltd | Gate controlled lateral bipolar transistor and manufacturing method. |
| JP2002026033A (ja) * | 2000-07-11 | 2002-01-25 | Sony Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| CN117153874A (zh) * | 2022-05-31 | 2023-12-01 | 意法半导体(克洛尔2)公司 | 横向双极晶体管 |
| US12588259B2 (en) | 2022-05-31 | 2026-03-24 | Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas | Lateral bipolar transistor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2528926B2 (ja) | 1996-08-28 |
| KR890013792A (ko) | 1989-09-26 |
| KR0147372B1 (ko) | 1998-08-01 |
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