JPH0221648A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH0221648A JPH0221648A JP63170683A JP17068388A JPH0221648A JP H0221648 A JPH0221648 A JP H0221648A JP 63170683 A JP63170683 A JP 63170683A JP 17068388 A JP17068388 A JP 17068388A JP H0221648 A JPH0221648 A JP H0221648A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- well
- region
- semiconductor device
- epitaxial layer
- concentration
- Prior art date
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- Bipolar Transistors (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (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】
[発明の目的コ
(産業上の利用分野)
本発明は、バイポーラトランジスタとMOSトランジス
タの混載LSI(大規模集積回路)を構成する半導体装
置及びその製造方法に関する。
タの混載LSI(大規模集積回路)を構成する半導体装
置及びその製造方法に関する。
(従来の技術)
従来は、バイポーラ素子とMOS素子を同一半導体基板
上に形成する際には、P型シリコン基板上に選択的に埋
込みN ”13(域を形成し、その後P型エピタキシャ
ル層を2.0〜5.0μm形成し、バイポーラトランジ
スタとPMOSトランジスタを形成する領域にNウェル
を、NMOSトランジスタ形成領域とバイポーラトラン
ジスタの素子分離領域にPウェルを、イオン注入法とリ
ソグラフィー法を用いて選択的に不純物注入して形成し
、1100℃以上の熱処理を用いてウェル拡散を行なっ
てウェルを形成し、その後MO3、バイポーラ素子を通
常の方法を用いて形成している。
上に形成する際には、P型シリコン基板上に選択的に埋
込みN ”13(域を形成し、その後P型エピタキシャ
ル層を2.0〜5.0μm形成し、バイポーラトランジ
スタとPMOSトランジスタを形成する領域にNウェル
を、NMOSトランジスタ形成領域とバイポーラトラン
ジスタの素子分離領域にPウェルを、イオン注入法とリ
ソグラフィー法を用いて選択的に不純物注入して形成し
、1100℃以上の熱処理を用いてウェル拡散を行なっ
てウェルを形成し、その後MO3、バイポーラ素子を通
常の方法を用いて形成している。
第5図に従来技術により形成したバイポーラ、MOS混
載LSIの断面構造を示し、第6図にNウェル部の濃度
プロファイル、第7図にPウェル部の濃度プロファイル
を示す、第5図において61はP型基板、62は埋込み
N+領領域6367はNウェル、64は素子分離領域、
6うは埋込みN+取り出し電極、66はPウェル、68
はゲート酸1ヒ膜、69はゲート多結晶シリコン、70
は眉間絶縁膜、71はエミッタ多結晶シリコン、72は
N′″エミッタ、73は内部ベース、74はフィールド
P 層、77はLDD横遣のN −領域、78はN +
領域、79はP ゛領域80は外部ベース、81はLD
D形成形成壁側82は眉間絶縁膜、83はAj電極であ
る。
載LSIの断面構造を示し、第6図にNウェル部の濃度
プロファイル、第7図にPウェル部の濃度プロファイル
を示す、第5図において61はP型基板、62は埋込み
N+領領域6367はNウェル、64は素子分離領域、
6うは埋込みN+取り出し電極、66はPウェル、68
はゲート酸1ヒ膜、69はゲート多結晶シリコン、70
は眉間絶縁膜、71はエミッタ多結晶シリコン、72は
N′″エミッタ、73は内部ベース、74はフィールド
P 層、77はLDD横遣のN −領域、78はN +
領域、79はP ゛領域80は外部ベース、81はLD
D形成形成壁側82は眉間絶縁膜、83はAj電極であ
る。
(発明が解決しようとする課題)
上記従来技術を用いると、M OSが微細化されるに従
い、例えばMOSのショートチャネル効果が生じるのを
防止するため、Nウェル67の濃度が増加し、同じNウ
ェル63をノくイボーラ素子に用いた場合、バイポーラ
素子のコレクタ濃度が増大することになる。バイポーラ
素子のコレクタ濃度が増大すると、バイポーラ素子の基
本性能であるベース・コレクタ間の耐圧< s v c
ao )とアーリー電圧(■AF)が劣化する。
い、例えばMOSのショートチャネル効果が生じるのを
防止するため、Nウェル67の濃度が増加し、同じNウ
ェル63をノくイボーラ素子に用いた場合、バイポーラ
素子のコレクタ濃度が増大することになる。バイポーラ
素子のコレクタ濃度が増大すると、バイポーラ素子の基
本性能であるベース・コレクタ間の耐圧< s v c
ao )とアーリー電圧(■AF)が劣化する。
又、従来技術では上記P型エピタキシャル層を用いる事
により、Nウェル63,67をMOS或いはバイポーラ
に必要な濃度プロファイルGこするためにウェル拡散が
必要となるが、ウェル拡散を行うと、Nウェル63と6
7のパンチスル一対策用として埋込みP ”IJJ域
84を形成したとしても、上方への拡散が激しく起こり
、MOSの特性に影響を与える。即ち、埋込みP ゛領
域の濃度には限界が生じる。
により、Nウェル63,67をMOS或いはバイポーラ
に必要な濃度プロファイルGこするためにウェル拡散が
必要となるが、ウェル拡散を行うと、Nウェル63と6
7のパンチスル一対策用として埋込みP ”IJJ域
84を形成したとしても、上方への拡散が激しく起こり
、MOSの特性に影響を与える。即ち、埋込みP ゛領
域の濃度には限界が生じる。
またウェル拡散を行なってコレクタを形成した場合には
、コレクタa度プロファイルが傾きをもつため、高を流
側でのバイポーラ特性が劣化しやすい。
、コレクタa度プロファイルが傾きをもつため、高を流
側でのバイポーラ特性が劣化しやすい。
本発明は、高性能のバイポーラトランジスタと高性能の
MOSトランジスタを同時に混載し、かつソフトエラー
耐性に対しても強い半導体装置を実現する事を目的とす
る。
MOSトランジスタを同時に混載し、かつソフトエラー
耐性に対しても強い半導体装置を実現する事を目的とす
る。
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
本発明は、バイポーラトランジスタとMOSトランジス
タの混載LSIを構成する半導体装置において、前記両
トランジスタか各々形成されるNウェルの濃度か互に異
なることを特徴とする。
タの混載LSIを構成する半導体装置において、前記両
トランジスタか各々形成されるNウェルの濃度か互に異
なることを特徴とする。
また本発明は、前記バイポーラトランジスタ形成のため
のNウェルを構成するエピタキシャル層中のN型不純物
濃度を5×15■−3〜2×16、、−3の範囲に設定
し、この濃度のエピタキシャル層を前記バイポーラトラ
ンジスタのコレクタ(第1のNウェル)に使用したこと
を特徴とする。また本発明は、前記バイポーラトランジ
スタに用いる埋込みN+領領域ほかに、埋込みP+領域
をPウェル領域の下部になるべき位置に形成したことを
特徴とする。また本発明は、バイポーラトランジスタと
M OS )ランジスタの混載LSIを構成する半導体
装置において、前記両トランジスタの各々に使用される
Nウェルの濃度が互に異なる半導体装置を得るに際し、
P型基板にN型エピタキシャル層を形成後、P M O
S領域にNウェルNMO3領域にPウェルを形成するた
めの不純物をイオン注入法で注入して、濃度を4xlO
a。
のNウェルを構成するエピタキシャル層中のN型不純物
濃度を5×15■−3〜2×16、、−3の範囲に設定
し、この濃度のエピタキシャル層を前記バイポーラトラ
ンジスタのコレクタ(第1のNウェル)に使用したこと
を特徴とする。また本発明は、前記バイポーラトランジ
スタに用いる埋込みN+領領域ほかに、埋込みP+領域
をPウェル領域の下部になるべき位置に形成したことを
特徴とする。また本発明は、バイポーラトランジスタと
M OS )ランジスタの混載LSIを構成する半導体
装置において、前記両トランジスタの各々に使用される
Nウェルの濃度が互に異なる半導体装置を得るに際し、
P型基板にN型エピタキシャル層を形成後、P M O
S領域にNウェルNMO3領域にPウェルを形成するた
めの不純物をイオン注入法で注入して、濃度を4xlO
a。
〜2 X 1017cxr−3とした第2のNウェルと
Pウェルを形成することを特徴とする。また本発明は、
バイポーラトランジスタとMOSトランジスタの混載L
SIを構成°する半導体装置において、前記両トランジ
スタの各々に使用されるNウェルの濃度が互に異なる半
導体装置を得るに際し、P型基板とN型エピタキシャル
層との間の埋込みP +領域の濃度をI×1016al
+−3〜5×17c!!″3に設定し、かつ前記エピタ
キシャル層の厚みを1.0〜1,8μmにして該エピタ
キシャル層を形成し、その後の熱処理を、1050°C
以上では10分間以上行なわないよ・うにして、前記P
+埋込み領域上のウェル拡散が行なわれないようにした
ことを特徴とする。
Pウェルを形成することを特徴とする。また本発明は、
バイポーラトランジスタとMOSトランジスタの混載L
SIを構成°する半導体装置において、前記両トランジ
スタの各々に使用されるNウェルの濃度が互に異なる半
導体装置を得るに際し、P型基板とN型エピタキシャル
層との間の埋込みP +領域の濃度をI×1016al
+−3〜5×17c!!″3に設定し、かつ前記エピタ
キシャル層の厚みを1.0〜1,8μmにして該エピタ
キシャル層を形成し、その後の熱処理を、1050°C
以上では10分間以上行なわないよ・うにして、前記P
+埋込み領域上のウェル拡散が行なわれないようにした
ことを特徴とする。
即ち、本発明では、エピタキシャル層をN型にし、かつ
バイポーラトランジスタのコレクタとして必要な濃度を
あらかじめ注入しておき、さらにP、、MOSトランジ
スタのNウェルは、このエピタキシャル層の濃度にさら
に追加する型で従来のイオン注入法を用いて形成するが
、コレクタのエピタキシャル層には何もせず、かつウェ
ル拡散は行なわないようにする。これにより埋込みP+
領域の濃度を高くしても、上方に埋込み領域の不純物か
出ないようにする。このようにして、高性能なMOSト
ランジスタとバイポーラトランジスタを同時に実現でき
、かつソフトエラーに対して強いデバイスが実現できる
ものである。
バイポーラトランジスタのコレクタとして必要な濃度を
あらかじめ注入しておき、さらにP、、MOSトランジ
スタのNウェルは、このエピタキシャル層の濃度にさら
に追加する型で従来のイオン注入法を用いて形成するが
、コレクタのエピタキシャル層には何もせず、かつウェ
ル拡散は行なわないようにする。これにより埋込みP+
領域の濃度を高くしても、上方に埋込み領域の不純物か
出ないようにする。このようにして、高性能なMOSト
ランジスタとバイポーラトランジスタを同時に実現でき
、かつソフトエラーに対して強いデバイスが実現できる
ものである。
(実施例)
第1図(a)ないし第1図(J)は本発明の実施例を工
程順に示す断面図である。
程順に示す断面図である。
まず、P型で(100)結晶面のシリコン半導体基板1
0上に絶縁Mllを堆積し、写真蝕刻法により埋込みコ
レクタ領域の形成予定位置のみの絶縁Mllを選択的に
除去して開口部12を形成する。続いてこの開口部12
からSb(アンチモン)の気相拡散もしくはAs(ヒ素
)またはsbのイオン注入によりN+型の埋込みコレク
タ層13を形成する(第1図(a))。
0上に絶縁Mllを堆積し、写真蝕刻法により埋込みコ
レクタ領域の形成予定位置のみの絶縁Mllを選択的に
除去して開口部12を形成する。続いてこの開口部12
からSb(アンチモン)の気相拡散もしくはAs(ヒ素
)またはsbのイオン注入によりN+型の埋込みコレク
タ層13を形成する(第1図(a))。
次に、上記絶縁11g1lを全面除去した後、写真蝕刻
法を用いて埋込みN+碩域13以外に埋込みP ゛領域
16′をBのイオン注入により形成する。
法を用いて埋込みN+碩域13以外に埋込みP ゛領域
16′をBのイオン注入により形成する。
この時Bのイオン注入条件は例えば100にeν、ドー
ズ量1.5 X 1013cm−2としたく第1図(b
))。
ズ量1.5 X 1013cm−2としたく第1図(b
))。
この時、埋込みコレクタ領域と埋込みP+領域16′は
セルファライン法を用いて形成しても良い。この後、エ
ピタキシャル成長法により基板10上に不純物としてP
(リン)をI X 1016cm −”程度含むN型エ
ピタキシャル層14を形成する。
セルファライン法を用いて形成しても良い。この後、エ
ピタキシャル成長法により基板10上に不純物としてP
(リン)をI X 1016cm −”程度含むN型エ
ピタキシャル層14を形成する。
このときの成長温度は例えば1130°Cであり、層1
4の厚みは1,2μmである(第1図(C))。
4の厚みは1,2μmである(第1図(C))。
次に、写真蝕刻法を用いてイオン注入用のマスク(図示
せず)を形成し、このマスクを用いて上記N型エピタキ
シャル層14のPMO5形成領域にPイオンを160に
evの加速エネルギー 5X1.012/cm2のドー
ズ量でイオン注入することによりNウェル領域15を選
択的に形成し、続いて別なイオン注入用のマスクを用い
てBイオンを100KeVの加速エネルギー 6×1o
12/c112のドーズ量でイオン注入することにより
Pウェル領域上6を選択的に形成する(第1図(d))
。
せず)を形成し、このマスクを用いて上記N型エピタキ
シャル層14のPMO5形成領域にPイオンを160に
evの加速エネルギー 5X1.012/cm2のドー
ズ量でイオン注入することによりNウェル領域15を選
択的に形成し、続いて別なイオン注入用のマスクを用い
てBイオンを100KeVの加速エネルギー 6×1o
12/c112のドーズ量でイオン注入することにより
Pウェル領域上6を選択的に形成する(第1図(d))
。
なお、この工程では始めにPウェル領域16を、次にN
ウェル領域15を形成するようにしてもよい。
ウェル領域15を形成するようにしてもよい。
続いて、M OS トランジスタどうし及びMOSトラ
ンジスタとバイポーラトランジスタとを分離するための
フィールド酸化膜17を選択酸化法により形成する。こ
のフィールド酸化膜17の膜厚は6000人程度である
。なお、このフィールド酸fヒ膜17の形成に先立ちフ
ィールド反転防止用のイオン注入領域18を自己整合的
に形成する。
ンジスタとバイポーラトランジスタとを分離するための
フィールド酸化膜17を選択酸化法により形成する。こ
のフィールド酸化膜17の膜厚は6000人程度である
。なお、このフィールド酸fヒ膜17の形成に先立ちフ
ィールド反転防止用のイオン注入領域18を自己整合的
に形成する。
続いて全面に膜厚が150人程度のダミーゲート酸化膜
19を熱酸化法により形成する。この後、上記ダミーゲ
ート酸化膜19を通して上記Nウェル領域15、Pウェ
ル領域上6それぞれの表面にPチャネルMOSトランジ
スタ、NチャネルMOSトランジスタの閾値合わせ込み
用及びバンチスルー防止用のチャネルイオン注入領m2
0.21を形成する。上記Nウェル領域15側のチャネ
ルイオン注入領域20は、Bイオンを20にeνの加速
エネルギー、3×1012/cI+2のドーズ量のイオ
ン注入、Pイオンを240にeVの加速エネルギー2×
12/am2のドーズ量のイオン注入からなる2回のイ
オン注入により形成する。Pウェル領域16側のチャネ
ルイオン注入領域21は、Bイオンを20 KeVの加
速エネルギー、4 X 1012/12のドーズ量でイ
オン注入することにより形成する。さらに、上記N型エ
ピタキシャル層14にPイオンを320にeVの加速エ
ネルギー、I×1016/■2のドーズ量でイオン注入
することにより、上記埋込みコレクタ層13に接続され
たテープ(DeeP) N +型イオン注入領域22を
形成する(第1図(e))。
19を熱酸化法により形成する。この後、上記ダミーゲ
ート酸化膜19を通して上記Nウェル領域15、Pウェ
ル領域上6それぞれの表面にPチャネルMOSトランジ
スタ、NチャネルMOSトランジスタの閾値合わせ込み
用及びバンチスルー防止用のチャネルイオン注入領m2
0.21を形成する。上記Nウェル領域15側のチャネ
ルイオン注入領域20は、Bイオンを20にeνの加速
エネルギー、3×1012/cI+2のドーズ量のイオ
ン注入、Pイオンを240にeVの加速エネルギー2×
12/am2のドーズ量のイオン注入からなる2回のイ
オン注入により形成する。Pウェル領域16側のチャネ
ルイオン注入領域21は、Bイオンを20 KeVの加
速エネルギー、4 X 1012/12のドーズ量でイ
オン注入することにより形成する。さらに、上記N型エ
ピタキシャル層14にPイオンを320にeVの加速エ
ネルギー、I×1016/■2のドーズ量でイオン注入
することにより、上記埋込みコレクタ層13に接続され
たテープ(DeeP) N +型イオン注入領域22を
形成する(第1図(e))。
次に、上記ダミーゲート酸化膜19を全面剥離した後、
酸化法により表面に150人程度の厚みのゲート酸化膜
23を形成する。さらにその上にCVD法〈(ヒ学的気
相成長法)により多結晶シリコン層24を所定の厚みに
堆積する。続いて、P拡散によりこの多結晶シリコン層
24に不純物を導入して低抵抗化する(第1図(f))
。
酸化法により表面に150人程度の厚みのゲート酸化膜
23を形成する。さらにその上にCVD法〈(ヒ学的気
相成長法)により多結晶シリコン層24を所定の厚みに
堆積する。続いて、P拡散によりこの多結晶シリコン層
24に不純物を導入して低抵抗化する(第1図(f))
。
次に、写真蝕刻法を用いて上記多結晶シリコン層24及
びゲート酸化11123をバターニングし。
びゲート酸化11123をバターニングし。
MOShランジスタのゲート電極をNウェル領域15上
及びPウェル領域16上にそれぞれ残す。
及びPウェル領域16上にそれぞれ残す。
続いて前記フィールド酸化膜17と写真蝕刻法と50
KeV ノ加速エネルギー 5 X 1015/csn
2のドーズ量でイオン注入を行ない、Nウェル領域1
5の表面にP+型のソース領域25及びドレイン領域2
6を形成する。このとき、同時に前記埋込みコレクタ層
13上のN型エピタキシャル層14にもイオン注入を行
なって、バイポーラトランジスタの外部ベース領域27
を形成する。次に、前記フィールド酸化膜17と上記ゲ
ート電極をマスクにP ”4オンを60にeVの加速エ
ネルギー4×1013/am2のドーズ量でイオン注入
を行ない、Pウェル領域16の表面にN °型のソース
領域28及びドレイン領域2つを形成する(第1図(g
))。
KeV ノ加速エネルギー 5 X 1015/csn
2のドーズ量でイオン注入を行ない、Nウェル領域1
5の表面にP+型のソース領域25及びドレイン領域2
6を形成する。このとき、同時に前記埋込みコレクタ層
13上のN型エピタキシャル層14にもイオン注入を行
なって、バイポーラトランジスタの外部ベース領域27
を形成する。次に、前記フィールド酸化膜17と上記ゲ
ート電極をマスクにP ”4オンを60にeVの加速エ
ネルギー4×1013/am2のドーズ量でイオン注入
を行ない、Pウェル領域16の表面にN °型のソース
領域28及びドレイン領域2つを形成する(第1図(g
))。
次に、全面ニCV D S iO2膜30を2000
人の厚みに堆積し、続いてRIE (反応性イオンエツ
チング法)等の異方性エツチング技術によりこのCVD
−3i02M30をエツチングして、CVD−8io2
plA30を前記ゲート電極の側面にのみ残す、そして
、上記Pウェル領域16のみが露出するような図示しな
いマスクを形成した後、Asイオンを50にeVの加速
エネルギー、5×1015/cII2のドーズ量でイオ
ン注入を行なって、Pウェル領域16の表面にN+型の
ソース領域31及びドレイン11域32を形成する。す
なわち、このPウェル領域16にはいわゆるLDDIi
l造のNチャネルMOSトランジスタが形成されること
になる。続いて900°C,02雰囲気中で30分間の
酸化を行なうことにより後酸化膜33を形成する。さら
に続いてフォトレジスト等によりPウニ、ル領域15及
びNウェル領域16の表面を覆っ5×13/′cI+2
のドーズ量でイオン注入を行ない、前記埋込みコレクタ
層13上のN型エピタキシャル層14にP型の内部ベー
ス領域34を形成する〈第1図(h))。
人の厚みに堆積し、続いてRIE (反応性イオンエツ
チング法)等の異方性エツチング技術によりこのCVD
−3i02M30をエツチングして、CVD−8io2
plA30を前記ゲート電極の側面にのみ残す、そして
、上記Pウェル領域16のみが露出するような図示しな
いマスクを形成した後、Asイオンを50にeVの加速
エネルギー、5×1015/cII2のドーズ量でイオ
ン注入を行なって、Pウェル領域16の表面にN+型の
ソース領域31及びドレイン11域32を形成する。す
なわち、このPウェル領域16にはいわゆるLDDIi
l造のNチャネルMOSトランジスタが形成されること
になる。続いて900°C,02雰囲気中で30分間の
酸化を行なうことにより後酸化膜33を形成する。さら
に続いてフォトレジスト等によりPウニ、ル領域15及
びNウェル領域16の表面を覆っ5×13/′cI+2
のドーズ量でイオン注入を行ない、前記埋込みコレクタ
層13上のN型エピタキシャル層14にP型の内部ベー
ス領域34を形成する〈第1図(h))。
次に、全面に眉間絶縁膜としてのCVD−3i O2膜
35を2000人の厚みに堆積し、続いてこのCVD−
3L 02[35に対し、前記内部ベース領域34の表
面に通じるコンタクトホール36及び前記NチャネルM
O3)ランジスタ側のN+型トドレイン領域32表面に
°通じるコンタクトホール37をそれぞれ開口する。こ
の後、多結晶シリコン層を2000人の厚さに堆積し、
さらにパターニングを行なってエミッタtthと高抵抗
素子及び配線領域とすべき位置にのみ多結晶シリコン層
38.39として残す0次に上記多結晶シリコン層3つ
の一部分をフォトレジスト等のマスク40で覆った後、
上記多結晶シリコン層383つに対してAsイオンを5
0にeVの加速エネルギー、5×15/口2のドーズ量
でイオン注入を行ない、前記内部ベース領域34内にN
型のエミッタ領域41を形成すると同時に多結晶シリコ
ン層38を低抵抗化してバイポーラトランジスタのエミ
ッタ電4極を形成する。また同時に、多結晶シリコン層
39を一部除いて低抵抗化してNチャネルM OS ト
ランジスタのドレイン配線と高抵抗素子42を形成する
(第1図(i))。上記イオン注入工程の陸に、950
″Cないし1100℃の温度で5秒間ないし1分間熱処
理を行なういわゆるラピ/ドアニールを行なうことによ
り、さらに良好なコンタクト特性を得ることができる。
35を2000人の厚みに堆積し、続いてこのCVD−
3L 02[35に対し、前記内部ベース領域34の表
面に通じるコンタクトホール36及び前記NチャネルM
O3)ランジスタ側のN+型トドレイン領域32表面に
°通じるコンタクトホール37をそれぞれ開口する。こ
の後、多結晶シリコン層を2000人の厚さに堆積し、
さらにパターニングを行なってエミッタtthと高抵抗
素子及び配線領域とすべき位置にのみ多結晶シリコン層
38.39として残す0次に上記多結晶シリコン層3つ
の一部分をフォトレジスト等のマスク40で覆った後、
上記多結晶シリコン層383つに対してAsイオンを5
0にeVの加速エネルギー、5×15/口2のドーズ量
でイオン注入を行ない、前記内部ベース領域34内にN
型のエミッタ領域41を形成すると同時に多結晶シリコ
ン層38を低抵抗化してバイポーラトランジスタのエミ
ッタ電4極を形成する。また同時に、多結晶シリコン層
39を一部除いて低抵抗化してNチャネルM OS ト
ランジスタのドレイン配線と高抵抗素子42を形成する
(第1図(i))。上記イオン注入工程の陸に、950
″Cないし1100℃の温度で5秒間ないし1分間熱処
理を行なういわゆるラピ/ドアニールを行なうことによ
り、さらに良好なコンタクト特性を得ることができる。
続イテ、全面t、:CVD−8iO2M:tBPSG膜
とからなる層間絶縁膜43を堆積して表面の平坦(ヒを
行なった後、この層間絶縁JII43に対して前記エミ
ッタ電極としての多結晶シリコン層38の表面に通じる
コンタクトホール44及び前記ドレイン配線としての多
結晶シリコン層39の表面に通じるコンタクトホール4
5をそれぞれ開口すると共に、層間絶縁膜43及びその
下部のCVD−3iO2膜35に対してPチャネルMo
sトランジスタのソース領域25の表面に通じるコンタ
クトホール46を開口する。次に全面に配線用のアルミ
ニウムを真空蒸着法等により堆積し、さらにこれをパタ
ーニングしてアルミニウム配線47゜48.49を形成
することに完成する(第1図(j))。
とからなる層間絶縁膜43を堆積して表面の平坦(ヒを
行なった後、この層間絶縁JII43に対して前記エミ
ッタ電極としての多結晶シリコン層38の表面に通じる
コンタクトホール44及び前記ドレイン配線としての多
結晶シリコン層39の表面に通じるコンタクトホール4
5をそれぞれ開口すると共に、層間絶縁膜43及びその
下部のCVD−3iO2膜35に対してPチャネルMo
sトランジスタのソース領域25の表面に通じるコンタ
クトホール46を開口する。次に全面に配線用のアルミ
ニウムを真空蒸着法等により堆積し、さらにこれをパタ
ーニングしてアルミニウム配線47゜48.49を形成
することに完成する(第1図(j))。
なお、このようにして製造された半導体装置において、
多結晶シリコン層39の一部によって高抵抗素子42が
構成されており、この高抵抗素子42はスタティック型
メモリセルの負荷抵抗として使用される。
多結晶シリコン層39の一部によって高抵抗素子42が
構成されており、この高抵抗素子42はスタティック型
メモリセルの負荷抵抗として使用される。
本実施例では、NチャネルMO3をLDD楕遣Pチャネ
ル八1へSを通常構造としたか、それぞれの素子のサイ
ズにより八1osについては最適な構造を用いれば良い
。第2図にこの構造でのNウェル不純物分布、第3図に
Pウェルの不純物分布、第4図にバイポーラ部のNウェ
ル不純物分布を示す。
ル八1へSを通常構造としたか、それぞれの素子のサイ
ズにより八1osについては最適な構造を用いれば良い
。第2図にこの構造でのNウェル不純物分布、第3図に
Pウェルの不純物分布、第4図にバイポーラ部のNウェ
ル不純物分布を示す。
上記のようにした場合の利点は次の如くである。
即ち従来技術では、0.8μ以下のゲート長を持つバイ
ポーラ・0MO8構造では、バイポーラ素子のh f
t流増幅率)=100のとき、”vCBOe (コレクタ、ベース間耐圧) =t 5 v 、 s
V CEOぐエミッタ、コレクタ間耐圧)=5V、VA
F(アーリー電圧)=1ov、Io (コレクタ電流)
=10rOAの時f丁 (遮断周波数)=IGH7L、
か達成できない。これはコレクタ層63の濃度が高く、
また1度プロファイルに傾きが生じる等の理由による。
ポーラ・0MO8構造では、バイポーラ素子のh f
t流増幅率)=100のとき、”vCBOe (コレクタ、ベース間耐圧) =t 5 v 、 s
V CEOぐエミッタ、コレクタ間耐圧)=5V、VA
F(アーリー電圧)=1ov、Io (コレクタ電流)
=10rOAの時f丁 (遮断周波数)=IGH7L、
か達成できない。これはコレクタ層63の濃度が高く、
また1度プロファイルに傾きが生じる等の理由による。
しかし上記本発明により、同じくhfe=100のとき
、B VcBo =41 V 、 B VCEO=13
V、 V =51V、 Ic =101WAの
時fTF = 30H2が達成できる。これはコレクタ層14がエ
ピタキシャル層のままで濃度が低く、また濃度プロファ
イルの傾きかない等の理由による。またMOSトランジ
スタを構成するウェル16はイオン注入で形成され、そ
の後の熱処理が低温かつ短時間でウェル拡散を生じない
ようにしているから、高性能のMOSトランジスタが得
られる。また埋込みP ゛層16′のJrfを高くでき
るから、メモ・すLSIのようにソフトエラーがきびし
いデバイスを形成する際、ソフトエラー耐性の強いデバ
イスを実現できる。
、B VcBo =41 V 、 B VCEO=13
V、 V =51V、 Ic =101WAの
時fTF = 30H2が達成できる。これはコレクタ層14がエ
ピタキシャル層のままで濃度が低く、また濃度プロファ
イルの傾きかない等の理由による。またMOSトランジ
スタを構成するウェル16はイオン注入で形成され、そ
の後の熱処理が低温かつ短時間でウェル拡散を生じない
ようにしているから、高性能のMOSトランジスタが得
られる。また埋込みP ゛層16′のJrfを高くでき
るから、メモ・すLSIのようにソフトエラーがきびし
いデバイスを形成する際、ソフトエラー耐性の強いデバ
イスを実現できる。
本発明にあっては、バイポーラトランジスタ形成のため
のエピタキシャル層(第1のNウェル)形成の際に、該
エピタキシャル層中のN型不純物濃度を5×1015a
l+−3〜2Xlo16cm−3の範囲に設定するのが
実用範囲である。また上記エピタキシャル層形成後、P
MO5領域にNウェルN M OS M域にPウェルを
形成するためのイオン注入を行なうが、これら各ウェル
の濃度を4×10 ロ 〜2×170−3とするのが
実用範囲で、このようにした第2のNウェルとPウェル
を形成する。またメモリLSIのようにソフトエラーか
きびしいデバイスを形成する際には、埋込みP ”f;
1t416 ′の濃度をIXI○16個−3〜5×
cm に設定し、上記エピタキシャル層の厚みをx、
oμm〜1.8μmに設定し、該エピタキシャル層形成
後の熱処理を、1050’c以上では10分間以上の熱
処理を行なわないようにして、ウェル拡散が行なわれな
いようにする。
のエピタキシャル層(第1のNウェル)形成の際に、該
エピタキシャル層中のN型不純物濃度を5×1015a
l+−3〜2Xlo16cm−3の範囲に設定するのが
実用範囲である。また上記エピタキシャル層形成後、P
MO5領域にNウェルN M OS M域にPウェルを
形成するためのイオン注入を行なうが、これら各ウェル
の濃度を4×10 ロ 〜2×170−3とするのが
実用範囲で、このようにした第2のNウェルとPウェル
を形成する。またメモリLSIのようにソフトエラーか
きびしいデバイスを形成する際には、埋込みP ”f;
1t416 ′の濃度をIXI○16個−3〜5×
cm に設定し、上記エピタキシャル層の厚みをx、
oμm〜1.8μmに設定し、該エピタキシャル層形成
後の熱処理を、1050’c以上では10分間以上の熱
処理を行なわないようにして、ウェル拡散が行なわれな
いようにする。
[発明の効果]
以上説明した如く本発明によれば、高性能のバイポーラ
トランジスタと高性能のMO3hラントランジスタし、
かつソフトエラー耐性の強い半導体装置が得られる乙の
である。
トランジスタと高性能のMO3hラントランジスタし、
かつソフトエラー耐性の強い半導体装置が得られる乙の
である。
第1図は本発明の一実施例の構成を得る工程図、第2図
ないし第4図は同構成による不純物濃度分布図、第5図
は従来装置の断面図、第6図。 第7図はその不純物濃度分布図である。 10・・・シリコン半導体基板、11・・・絶縁膜、1
2・・・開口部、13・・埋込みコレクタ層、14・・
・N型エピタキシャル層、15・・・Nウェル領域、1
6・・・Pウェル領域、16′・・・埋込みP+領域、
17・・・フィールド酸化膜、18・・・イオン注入g
域、1つ・・・ダミーゲート酸化膜、20.21・・・
チャネルイオン注入領域、22・・・N 型イオン注入
領域、23・・・ゲート酸化膜、24・・・多結晶シリ
コン、層、25・・・P 型のソース領域、26・・・
P+型のドレイン@域、27・・・外部ベース領域、2
8・・・N−型のソース領域、2つ・・・N”型のドレ
イン領域、30・・・CV D S iO2膜、31
・・・N +型のソース領域、32・・・N +型のト
レイン領域、33・・・後酸化膜、34・・・内部ベー
ス領域、35・・・CVDSiO2膜、36.37,4
4.45.46・・・コンタクトホール、38.39・
・・多結晶シリコン層、40・・・マスク、41・・・
エミッタ領域、42・・・高抵抗素子、43・・・層間
絶縁膜、47,48.49・・・アルミニウム配線。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第 図 第 図 第 図 1、事件の表示 特願昭63−170683号 2、発明の名称 半導体装置及びその製造方法 3、補正をする者 事件との関係 特r「出願人 (307) 株式会社 東芝 4、代理人 東京都千代田区霞が関3丁[J 7番2号6、補正の対
象 8、補正の内容 (1)特+i’F +:i’I求の範囲を別紙の通り訂
正する。 (2)明細11f第6頁第5行目ないし第8頁第13行
口に[(課題を解決するための手段)・・・実現できる
ものである。」とあるを下記の如く訂正する。 記 (課題を解決するための手段と作用) 本発明は、バイポーラトランジスタとPMOS及びNM
o5トランジスタの混載り、SIを構成する゛16導体
装置において、前記バイポーラトランジスタ及びl)M
O3+・ランジスタが各々形成される第1のNウェル及
び第2のNウェルの濃度が互に異なり、前記第2のNウ
ェルと前記NMO3IMOSトランジスタれるPウェル
の不純物濃度を2 X 10 ”am−3〜2 X 1
017cra−3の範囲に設定したことを特徴とする半
導体装置である。また本発明は、バイポーラトランジス
タとMOSトランジスタの混載LSIを構成する半導体
装置において、前記両トランジスタの各々に使用される
Nウェルの濃度が互に異なる半導体装置を得るに際し、
P型基板に第1のNウェルを構成するN型エピタキシャ
ル層を形成後、PMO8領域rミツ′エル、NMOS領
域にPウェルを形成するための不純物をイオン注入法で
注入して、濃度を2 X 1016cm’ 〜2 X
1017c+n−3とした第2のNウェルとPウェルを
形成することを特徴とする半導体装置の製造方法である
。また本発明は、バイポーラトランジスタとMOSトラ
ンジスタの混載LSIを構成する半導体装置において、
前記両トランジスタの各々に使用されるNウェルのpt
rxが互に異なる半導体装置を得るに際し、P型基板と
N型エピタキンヤル層との間の埋込みP小領域の濃度を
1×I Q 16 cm −3〜5 X I Q 17
cm−3に設定し、かつ前記エピタキシャル層の厚み
を1.0〜1.8μmにして該エピタキシャル層を形成
し、その後の熱処理を、1050℃以−りでは10分間
以上行なわないようにして、前記P十埋込み領域上のウ
ェル拡散が行なわれないようにしたことを特徴とする半
導体装置の製造方法である。このようにして、高性能な
MO5I−ランジスタとバイポーラトランジスタを同時
に実現でき、かっソフトエラーに対して強いデバイスが
実現できるものである。 (3)明細書第18頁第11行目ないし第14行「1に
「これら各ウェルの濃度・・・形成する。」とあるを[
これら各ウェルの濃度を上記第1のNウェルより高くす
る。具体的には2 X 10 ”am−’〜2X 10
17cm−’の範囲に設定するのが望ましい。」と1訂
正する。 り 特許請求の範囲 と 製造方法。 IH12+を人代理人
ないし第4図は同構成による不純物濃度分布図、第5図
は従来装置の断面図、第6図。 第7図はその不純物濃度分布図である。 10・・・シリコン半導体基板、11・・・絶縁膜、1
2・・・開口部、13・・埋込みコレクタ層、14・・
・N型エピタキシャル層、15・・・Nウェル領域、1
6・・・Pウェル領域、16′・・・埋込みP+領域、
17・・・フィールド酸化膜、18・・・イオン注入g
域、1つ・・・ダミーゲート酸化膜、20.21・・・
チャネルイオン注入領域、22・・・N 型イオン注入
領域、23・・・ゲート酸化膜、24・・・多結晶シリ
コン、層、25・・・P 型のソース領域、26・・・
P+型のドレイン@域、27・・・外部ベース領域、2
8・・・N−型のソース領域、2つ・・・N”型のドレ
イン領域、30・・・CV D S iO2膜、31
・・・N +型のソース領域、32・・・N +型のト
レイン領域、33・・・後酸化膜、34・・・内部ベー
ス領域、35・・・CVDSiO2膜、36.37,4
4.45.46・・・コンタクトホール、38.39・
・・多結晶シリコン層、40・・・マスク、41・・・
エミッタ領域、42・・・高抵抗素子、43・・・層間
絶縁膜、47,48.49・・・アルミニウム配線。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第 図 第 図 第 図 1、事件の表示 特願昭63−170683号 2、発明の名称 半導体装置及びその製造方法 3、補正をする者 事件との関係 特r「出願人 (307) 株式会社 東芝 4、代理人 東京都千代田区霞が関3丁[J 7番2号6、補正の対
象 8、補正の内容 (1)特+i’F +:i’I求の範囲を別紙の通り訂
正する。 (2)明細11f第6頁第5行目ないし第8頁第13行
口に[(課題を解決するための手段)・・・実現できる
ものである。」とあるを下記の如く訂正する。 記 (課題を解決するための手段と作用) 本発明は、バイポーラトランジスタとPMOS及びNM
o5トランジスタの混載り、SIを構成する゛16導体
装置において、前記バイポーラトランジスタ及びl)M
O3+・ランジスタが各々形成される第1のNウェル及
び第2のNウェルの濃度が互に異なり、前記第2のNウ
ェルと前記NMO3IMOSトランジスタれるPウェル
の不純物濃度を2 X 10 ”am−3〜2 X 1
017cra−3の範囲に設定したことを特徴とする半
導体装置である。また本発明は、バイポーラトランジス
タとMOSトランジスタの混載LSIを構成する半導体
装置において、前記両トランジスタの各々に使用される
Nウェルの濃度が互に異なる半導体装置を得るに際し、
P型基板に第1のNウェルを構成するN型エピタキシャ
ル層を形成後、PMO8領域rミツ′エル、NMOS領
域にPウェルを形成するための不純物をイオン注入法で
注入して、濃度を2 X 1016cm’ 〜2 X
1017c+n−3とした第2のNウェルとPウェルを
形成することを特徴とする半導体装置の製造方法である
。また本発明は、バイポーラトランジスタとMOSトラ
ンジスタの混載LSIを構成する半導体装置において、
前記両トランジスタの各々に使用されるNウェルのpt
rxが互に異なる半導体装置を得るに際し、P型基板と
N型エピタキンヤル層との間の埋込みP小領域の濃度を
1×I Q 16 cm −3〜5 X I Q 17
cm−3に設定し、かつ前記エピタキシャル層の厚み
を1.0〜1.8μmにして該エピタキシャル層を形成
し、その後の熱処理を、1050℃以−りでは10分間
以上行なわないようにして、前記P十埋込み領域上のウ
ェル拡散が行なわれないようにしたことを特徴とする半
導体装置の製造方法である。このようにして、高性能な
MO5I−ランジスタとバイポーラトランジスタを同時
に実現でき、かっソフトエラーに対して強いデバイスが
実現できるものである。 (3)明細書第18頁第11行目ないし第14行「1に
「これら各ウェルの濃度・・・形成する。」とあるを[
これら各ウェルの濃度を上記第1のNウェルより高くす
る。具体的には2 X 10 ”am−’〜2X 10
17cm−’の範囲に設定するのが望ましい。」と1訂
正する。 り 特許請求の範囲 と 製造方法。 IH12+を人代理人
Claims (5)
- (1)バイポーラトランジスタとMOSトランジスタの
混載LSIを構成する半導体装置において、前記両トラ
ンジスタが各々形成されるNウェルの濃度が互に異なる
ことを特徴とする半導体装置。 - (2)前記バイポーラトランジスタ形成のためのNウェ
ルを構成するエピタキシャル層中のN型不純物濃度を5
×10^1^5cm^−^3〜2×10^1^6cmの
範囲に設定し、この濃度のエピタキシャル層を前記バイ
ポーラトランジスタのコレクタ(第1のNウェル)に使
用したことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 - (3)前記バイポーラトランジスタに用いる埋込みN^
+領域のほかに、埋込みP^+領域をPウェル領域の下
部になるべき位置に形成したことを特徴とする請求項1
に記載の半導体装置。 - (4)バイポーラトランジスタとMOSトランジスタの
混載LSIを構成する半導体装置において、前記両トラ
ンジスタの各々に使用されるNウェルの濃度が互に異な
る半導体装置を得るに際し、P型基板に第1のNウェル
を構成するN型エピタキシャル層を形成後、PMOS領
域にNウェル、NMOS領域にPウェルを形成するため
の不純物をイオン注入法で注入して、濃度を4×10^
1^6cm^−^3〜2×10^1^7cm^−^3と
した第2のNウェルとPウェルを形成することを特徴と
する半導体装置の製造方法。 - (5)バイポーラトランジスタとMOSトランジスタの
混載LSIを構成する半導体装置において、前記両トラ
ンジスタの各々に使用されるNウェルの濃度が互に異な
る半導体装置を得るに際し、P型基板とN型エピタキシ
ャル層との間の埋込みP^+領域の濃度を1×10^1
^6cm^−^3〜5×10^1^7cm^−^3に設
定し、かつ前記エピタキシャル層の厚みを1.0〜1.
8μmにして該エピタキシャル層を形成し、その後の熱
処理を、1050℃以上では10分間以上行なわないよ
うにして、前記P^+埋込み領域上のウェル拡散が行な
われないようにしたことを特徴とする半導体装置の製造
方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63170683A JP2573319B2 (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 半導体装置の製造方法 |
| US07/343,302 US5093707A (en) | 1988-04-27 | 1989-04-26 | Semiconductor device with bipolar and cmos transistors |
| EP96105283A EP0723295B1 (en) | 1988-04-27 | 1989-04-27 | Method of making a BICMOS semiconductor device with buried layer |
| EP89107639A EP0339637B1 (en) | 1988-04-27 | 1989-04-27 | LSI semiconductor device |
| KR1019890005546A KR920005511B1 (ko) | 1988-04-27 | 1989-04-27 | 반도체장치와 그 제조방법 |
| DE68929415T DE68929415T2 (de) | 1988-04-27 | 1989-04-27 | Verfahren zur Herstellung eines BiCMOS-Halbleiterbauteils mit vergrabener Schicht |
| DE68929131T DE68929131T2 (de) | 1988-04-27 | 1989-04-27 | LSI-Halbleiteranordnung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63170683A JP2573319B2 (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0221648A true JPH0221648A (ja) | 1990-01-24 |
| JP2573319B2 JP2573319B2 (ja) | 1997-01-22 |
Family
ID=15909459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63170683A Expired - Lifetime JP2573319B2 (ja) | 1988-04-27 | 1988-07-08 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2573319B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04276653A (ja) * | 1991-01-18 | 1992-10-01 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 集積回路デバイスの製造プロセス |
| DE19835840B4 (de) * | 1997-12-29 | 2006-03-16 | LG Semicon Co., Ltd., Cheongju | Herstellungsverfahren für einen Halbleiterchip |
| JP2006229234A (ja) * | 2006-02-16 | 2006-08-31 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法及びシリコンエピタキシャルウェーハ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60171757A (ja) * | 1984-02-17 | 1985-09-05 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置およびその製造方法 |
| JPS6154660A (ja) * | 1984-08-27 | 1986-03-18 | Toshiba Corp | 半導体集積回路装置 |
-
1988
- 1988-07-08 JP JP63170683A patent/JP2573319B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60171757A (ja) * | 1984-02-17 | 1985-09-05 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置およびその製造方法 |
| JPS6154660A (ja) * | 1984-08-27 | 1986-03-18 | Toshiba Corp | 半導体集積回路装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04276653A (ja) * | 1991-01-18 | 1992-10-01 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 集積回路デバイスの製造プロセス |
| DE19835840B4 (de) * | 1997-12-29 | 2006-03-16 | LG Semicon Co., Ltd., Cheongju | Herstellungsverfahren für einen Halbleiterchip |
| JP2006229234A (ja) * | 2006-02-16 | 2006-08-31 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法及びシリコンエピタキシャルウェーハ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2573319B2 (ja) | 1997-01-22 |
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|---|---|---|---|
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