JPH01270260A - 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

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JPH01270260A
JPH01270260A JP63099673A JP9967388A JPH01270260A JP H01270260 A JPH01270260 A JP H01270260A JP 63099673 A JP63099673 A JP 63099673A JP 9967388 A JP9967388 A JP 9967388A JP H01270260 A JPH01270260 A JP H01270260A
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JP
Japan
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film
polycrystalline silicon
doped polycrystalline
type
silicon film
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JP63099673A
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English (en)
Inventor
Katsuyuki Inayoshi
稲吉 勝幸
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [概要] 複合形ICなどの電極配線構造とその形成方法に関し、 品質を安定し、動作を高速化する複合形ICを設けるこ
とを目的とし、 n型にドープしたドープド多結晶シリコン膜と該ドープ
ド多結晶シリコン膜上に積層した金属膜あるいは金属シ
リサイド膜からなる2層構造の電極配線と、p型にドー
プしたドープド多結晶シリコン膜のみからなる単層の電
極配線とを具備した半導体装置の構造を特徴とする。
且つ、その製造方法として、半導体基板上にノンドープ
ド多結晶シリコンを被着し、イオン注入して選択的にn
型にドープしたドープド多結晶シリコン膜の部分と、p
型にドープしたドープド多結晶シリコン膜の部分とを形
成する工程、次いで、p型にドープしたドープド多結晶
シリコン膜の部分上に酸化シリコン膜を被覆し、n型に
ドープしたドープド多結晶シリコン膜の部分上に選択的
に金属シリサイド膜あるいは金属膜を被着する工程が含
まれることを特徴とする。
[産業上の利用分野] 本発明は半導体装置およびその製造方法のうち、特に複
合形ICなどの電極配線構造とその形成方法に関する。
最近、IC,LSIなど半導体装置は高性能化するため
にすべて高集積化、高密度化する方向に技術開発が進め
られており、例えば、バイポーラトランジスタ素子と0
MO3)ランジスタ素子とを組合わせたバイポーラシー
モス(Bipolar−CMO5)の複合形ICが開発
されている。この複合形ICはバイポーラ素子のもつ高
速性と0MO3素子のもつ低電力性の利点を活かした高
性能なICであるが、タイプの異なるトランジスタ素子
の組合せであるから、性能・品質の安定について更に十
分な検討を必要としている。
[従来の技術] 第3図は従来のnpn型バイポーラ素子とCMOSとの
複合形ICの断面図を示しており、Bはバイポーラ素子
領域9Mは0MO3のnチャネル素子領域である。図中
の1はp型シリコン基板。
2はフィールド絶縁膜、 11はn+型埋没層、12は
エピタキシャル成長したn型コレクタ層、13はp1型
ベース層、14はn+型エミッタ層、15はp型ドープ
ド多結晶シリコン膜とタングステンシリサイド(WSi
2)膜とを積層した2層構造のベース引出し電極、16
はアルミニウム膜からなるベース電極、 17はn型ド
ープド多結晶シリコン膜とアルミニウム膜とからなるエ
ミッタ電極であり、また、21はp型ウェル領域、22
はゲート絶縁膜、23はn型ドープド多結晶シリコン膜
とW S i 2膜とを積層した2層構造のゲート電極
、24はn+型ソース層またはドレイン層、25はソー
ス電極またはドレイン電極であって、その他の無記号の
部分(梨地模様の部分)は酸化シリコン(SiO2)膜
からなる絶縁膜である。
なお、0MO3のnチャネル素子領域は図示していない
が、ゲート電極などの構成はnチャネル素子と同じであ
り、且つ、バイポーラ素子領域Bにはコレクタ電極の部
分を図示していないが、そのコレクタ電極はエミッタ電
極とほぼ同じ構成である。
[発明が解決しようとする課題] さて、上記の複合形ICの構造において、その特徴の一
つとして、バイポーラ素子のp型ドープド多結晶シリコ
ン膜とW S i 2膜とを積層した2層構造のベース
引出し電極15と、nチャネル素子のn型ドープド多結
晶シリコン膜とW S i 2膜とを積層した2層構造
のゲート電極23(nチャネル素子のゲート電極も同じ
)とがあり、形成工程においてはこの画電極が同時に形
成される。なお、このように、ドープド多結晶シリコン
膜と高融点金属シリサイド膜を積層した2層構造の電極
配線を設ける理由はドープド多結晶シリコン膜のみの電
極配線では電気抵抗が高く、動作の高速化を阻害するか
らである。
ところが、検討した結果によれば、理由が定かではない
が、上記の2層構造の電極配線のうち、p型ドープド多
結晶シリコン膜とW S i 2膜とを積層したベース
引出し電極15はコンタクト性が悪く、且つ、形成工程
中の800℃以上の熱処理が加わると、益々そのコンタ
クト性が劣化することが判明した。更に、それが進行す
ると、npn型バイポーラ素子が正常に動作しなくなる
という問題が起こる。
一方、このようなベース引出し電極15とゲート電極2
3をそのような2層構造とはせずに、ドープド多結晶シ
リコン膜からなる単層の電極配線のみにすれば、当然、
配線の電気抵抗が高くなって動作が遅延する。
本発明はこのような問題点を解消させて、品質を安定し
、動作を高速化する複合形ICを設けることを目的とし
た半導体装置とその製造方法を提案するものである。
[課題を解決するための手段] その課題は、n型にドープしたドープド多結晶シリコン
膜と該ドープド多結晶シリコン膜上に積層した金属膜あ
るいは金属シリサイド膜からなる2層構造の電極配線と
、p型にドープしたドープド多結晶シリコン膜のみから
なる単層の電極配線とを具備した半導体装置によって解
決される。
また、その製造方法として、半導体基板上にノンドープ
ド多結晶シリコンを被着し、イオン注入して選択的にn
型にドープしたドープド多結晶シリコン膜の部分と、p
型にドープしたドープド多結晶シリコン膜の部分とを形
成する工程、次いで、p型にドープしたドープド多結晶
シリコン膜の部分上に酸化シリコン膜を被覆し、n型に
ドープしたドープド多結晶シリコン膜の部分上に選択的
に金属シリサイド膜あるいは金属膜を被着する工程が含
まれることを特徴とするものである。
[作用] 即ち、本発明は、金属膜、金属シリサイド膜とのコンタ
クト性の悪いp型ドープド多結晶シリコン膜を金属膜(
高融点金属膜)あるいは金属シリサイド膜を積層せずに
、p型ドープド多結晶シリコン膜のみの電極配線とし、
他方、コンタクト性の良いn型ドープド多結晶シリコン
膜上には金属膜あるいは金属シリサイド膜を積層した2
層構造の電極配線を設けた構造にする。
そうすれば、p型ドープド多結晶シリコン膜のみの電極
配線は少し抵抗が高くなるが、配線距離を短くすること
によって配線抵抗の低下を図り、他方のn型ドープド多
結晶シリコン膜と金属膜あるいは金属シリサイド膜を積
層した2層構造の電極配線は低抵抗化されるから、配線
距離が多少長(なっても動作が遅延しない。かくして、
IC全体の高速動作に役立てる。
[実施例] 以下、図面を参照して実施例によって詳細に説明する。
第1図は本発明にかかる複合形rcの断面図を示してお
り、バイポーラ素子領域Bのうち、35はp型ドープド
多結晶シリコン膜のみからなる単層のベース引出し電極
、CMO3のnチャネル素子領域Mのうち、33はn型
ドープド多結晶シリコン膜とW S i 2膜とを積層
した2層構造のゲート電極で、その他の記号は第3図と
同一部位に同一記号が付けである。
このような構成にすれば、npn型バイポーラ素子とC
MO3素子を組合せた複合形ICにおいて、バイポーラ
素子のベース引出し電極35はp型ドープド多結晶シリ
コン膜のみの電極配線となるが、このベース引出し電極
は距離が短く、且つ、アルミニウム膜からなるベース電
極とのコンタクトが良好であるから動作速度の劣化は小
さい。−方、CMO3素子はゲート電極33の配線距離
が長く、幅も狭くて、電気抵抗が高くなるために、n型
ドープド多結晶シリコン膜の上にW S i 2膜を積
層した2層構造にし、低抵抗化して動作を高速化し、か
くして、この複合形ICを高速動作させる。
次に、第2図(a)〜(flは上記の本発明にかかる複
合形ICの形成方法の工程順断面図を示しており、以下
にベース引出し電極とゲート電極との形成工程を主体に
した形成方法を説明する。
第2図(a)参照;まず、従来法と同様に、p型シリコ
ン基板1にn+型埋没層11を拡散し、n型コレクタ層
12をエピタキシャル成長して、次に、選択的にp型ウ
ェル領域21を形成し、しかる後、Locos法によっ
てフィールド絶縁膜2を選択的に形成して、バイポーラ
素子領域B、CMO3のnチャネル素子領域Mなどを区
分けする。
第2図(bl参照;次いで、熱酸化してゲート絶縁膜2
2(膜厚200〜300人程度)を生成し、バイポーラ
素子領域B上など不要部分のゲート絶縁膜を選択的に除
去した後、化学気相成長(CV D)法によって膜厚3
000人程度0ノンドープド多結晶シリコン膜を被着し
、更に、バイポーラ素子領域Bのノンドープド多結晶シ
リコン膜には硼素イオン(B+)を注入してp型ドープ
ド多結晶シリコン膜50とし、nチャネル素子領域M(
図示していないpチャネル素子領域も同様)のノンドー
プド多結晶シリコン膜には砒素イオン(As” )また
は燐イオン(P+)を注入してn型ドープド多結晶シリ
コン膜30にする。この選択ドーピング工程にはフォト
プローセスを利用して不要領域をマスクしてイオン注入
して形成する。
第2図(C1参照;次いで、ドープド多結晶シリコン膜
50.30の表面を熱酸化してSiO□膜40膜形0し
、nチャネル素子領域M上の5i02膜40を除去した
後、公知の選択CVD法によってnチャネル素子領域M
上のみに膜厚1000人程度0W S i 2膜31を
積層する。
第2図(d)参照;次いで、その上面に、CVD法によ
って5i02膜41(膜厚1000〜2000人)を成
長した後、この5i02膜41とW S i 2膜31
とn型ドープド多結晶シリコン膜30.または5i02
膜41 (Si02膜40を含む)とp型ド−プド多結
晶シリコン膜50をフォトプロセスによって垂直にパタ
ーンニングして、5i02膜41を被覆したp型ドープ
ド多結晶シリコン膜のみからなるベース引出し電極35
゜5i02膜41を被覆したn型ドープド多結晶シリコ
ン膜とW S i 2膜とを積層した2層構造のゲート
電極33を同時に形成する。
第2図(e)参照;次いで、表面を少し熱酸化した後、
nチャネル素子領域Mに砒素イオンを注入して薄いソー
ス・ドレイン層(本例はLDD形MO8の例である)を
形成し、次に、バイポーラ素子領域Bに硼素イオンを注
入してp+型内部ベースを形成する。次に、CVD法に
よって5i02膜を成長し、それを垂直に異方性エツチ
ングして、nチャネル素子領域Mのゲート電極33の側
面にSiO2膜42を残存させ、ベース引出し電極35
の側面に5i02膜43を残存させる。更に、再び砒素
または燐イオンを注入してn+型ソース・ドレイン層2
4を形成する。尚、これらのソース・ドレイン層24や
内部ベースを含むベース層13は以降の熱処理工程(次
工程のエミツタ層の拡散など)によって同時に画定され
る場合が多い。
第2図(f)参照−次いで、内部ベース部分およびソー
ス・ドレイン電極部分を露出させた後、多結晶シリコン
膜(膜厚2000人程度0をCVD法で被着し、その多
結晶シリコン膜に砒素イオンを注入して、n型ドープド
多結晶シリコン膜70.71とし、更に、熱処理して内
部ベース部分にn+型エミッタ層14を拡散形成し、そ
の多結晶シリコン膜70はエミッタ電極部分およびソー
ス・ドレイン電極部分にのみ残して、他を除去するパタ
ーンニングをおこなう。
しかる後、全面にCVD法によってPSG膜(または5
i02膜)を成長し、選択的に窓開けしてアルミニウム
膜からなるソース電極、ドレイン電極25およびベース
電極16.エミッタ電極17(図示していないコレクタ
電極も含む)を形成して、第1図に示す断面図のように
仕上げる。
以上が本発明にかかる複合形ICの形成方法の概要で、
このように形成すれば高速に動作する複合形ICが得ら
れる。なお、本例は金属シリサイド膜または金属膜の例
としてW S i 2膜を用いたが、その他の膜、例え
ば、チタン(Ti)膜、タングステン(W)膜、モリブ
デン(Mo) 、チタンシリサイド(TiSi2 )膜
、モリブデンシリサイド(MoSi2)膜などの2層構
造の電極配線を設けても良い。
[発明の効果] 以上の実施例の説明から明らかなように、本発明にかか
る半導体装置とその製造方法によれば、高性能な複合形
ICなどの製造歩留の向上および品質の安定に大きく貢
献するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる複合形rcの断面図、第2図(
al〜(flは本発明にかかる形成方法の工程順断面図
、 第3図は従来の複合形ICの断面図である。 図において、 Bはバイポーラ素子領域、 MはCMO3のnチャネル素子領域、 1はp型シリコン基板、2はフィールド絶縁膜、11は
n+型埋没層、  12はn型コレクタ層、13はp+
型ベース層、 14はn+型エミッタ層、15はベース
引出し電極、16はベース電極、17はエミッタ電極、
  21はp型ウェル領域、22はゲート絶縁膜、  
23はゲート電極、24はn+型ソース・ドレイン層、 25はソース電極またはドレイン電極、35はp型ドー
プド多結晶シリコン膜からなるベース引出し電極、 33はn型ドープド多結晶シリコン膜とW S i 2
膜からなる2層構造のゲート電極、 40、41.42.43は5i02膜 を示している。 手V4 +: D−a−J41−今W’y IC−t’
rjffI6第 1 図 従五め荷合形ICn1ケ面図 第 3  FA

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)n型にドープしたドープド多結晶シリコン膜と該
    ドープド多結晶シリコン膜上に積層した金属膜あるいは
    金属シリサイド膜からなる2層構造の電極配線と、p型
    にドープしたドープド多結晶シリコン膜のみからなる単
    層の電極配線とを具備してなることを特徴とする半導体
    装置。
  2. (2)半導体基板上にノンドープド多結晶シリコンを被
    着し、イオン注入して選択的にn型にドープしたドープ
    ド多結晶シリコン膜の部分と、p型にドープしたドープ
    ド多結晶シリコン膜の部分とを形成する工程、 次いで、p型にドープしたドープド多結晶シリコン膜の
    部分上に酸化シリコン膜を被覆し、n型にドープしたド
    ープド多結晶シリコン膜の部分上に選択的に金属シリサ
    イド膜あるいは金属膜を被着する工程が含まれてなるこ
    とを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP63099673A 1988-04-21 1988-04-21 半導体装置およびその製造方法 Pending JPH01270260A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6072221A (en) * 1997-06-30 2000-06-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device having self-aligned contact plug and metallized gate electrode

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6196750A (ja) * 1984-10-17 1986-05-15 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体装置の配線構造
JPS62155553A (ja) * 1985-12-17 1987-07-10 シ−メンス、アクチエンゲゼルシヤフト バイポ−ラ・トランジスタとcmosトランジスタの同時製造方法

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