JPH031568A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH031568A
JPH031568A JP1135304A JP13530489A JPH031568A JP H031568 A JPH031568 A JP H031568A JP 1135304 A JP1135304 A JP 1135304A JP 13530489 A JP13530489 A JP 13530489A JP H031568 A JPH031568 A JP H031568A
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JP
Japan
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layer
semiconductor device
electrode layer
transistor
polycrystalline silicon
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JP1135304A
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English (en)
Inventor
Kazuo Tanaka
和雄 田中
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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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】 [産業上の利用分野] 本発明は、MO8型半導体装置と、バイポーラ型半導体
装置とが同一基板上に混在する半導体装置の製造方法に
関する。
[従来の技術] 縦型NPNバイポーラトランジスタと、NチャンネルM
O9FETとを同一基板上に形成した従来の半導体装置
の製造方法の例を第2図に示す。
P型半導体基板100の主表面にはN型拡¥1層(Nウ
ェル層)1o1、P型ウェル層102、及びNPNトラ
ンジスタのベース領域となるベース拡1ffi103が
形成されている、104は素子分離用の厚い酸化膜であ
る。この後、ゲート酸化を行ない10nm〜200nm
程度のゲート酸化膜105を形成した。 (第2図(a
〕)この後、NPN トランジスタのエミッタ、及びコ
レクタとなる領域上にあるゲート酸化膜を除去した後、
N型MOSトランジスタのゲート電極層106として、
また同時にN P N トランジスタのエミッタ電極層
107及び、コレクタ電極/iil。
8として第1多結晶シリコンを堆積した、次にこの第1
多結晶シリコン中にN型不純物例えばP(燐)をイオン
注入し、1000度の窒素ガス雰囲気中でこの燐を活性
化させるとともにNPNトランジスターのエミッタ開口
部及び、コレクタ電極引出しのための開口部領域に燐を
拡散させてNPNバイポーラトランジスタ構造を形成し
ていた。
こののち、第1多結晶シリコンをフォト・エツチングし
所望のパターンを形成した1麦、たとえばN型MOSト
ランジスターをLDD (Lightly  Dope
d  Drain)構造にするために、燐109を80
 K e yの加速エネルギーで2×1013[個/C
m2]注入した。こののち、酸化シリコン膜を400n
m堆積させ、R工E (Reactive  Ion 
 Etching)法によって酸化シリコン層をエツチ
ングして第1多結晶シリコン層の側壁に酸化シリコン膜
からなる壁体110を形成した。 (第2図(b)) こののちMOSトランジスタのソース及びドレイン領域
111には供を80 K e vの加速エネルギーで8
X1015[個/Cm2]、NPN トランジスターの
ベース領域には外部と接触を取る領域112にホウ素を
50 K e yの加速エネルギーで8XIO15[個
/cm2]それぞれ注入した。その後記m層などを形成
して工程を終了させた。 (第2図(C)) [発明が解決しようとする課題] バイポーラ素子とMO3素子を混在させて構成する半導
体装置の場合とくに、高速化することが重要となってお
り、このためにも各素子の微細化が必須となっている。
さらにバイポーラ素子とM○S素子を同一基板上に形成
しなければならないためMO3I−ランシスターのみを
形成するプロセスに比べて、必然的に工程数が数工程増
加してしまうこのためウェハーコストが増加し、ひいて
はチップ単価も増加してしまうことになるが、素子の微
細化を進めることによってチップコストの増加を最小に
抑えることができると予想される。しかしながら、従来
の半導体装置の製造方法によって構成されたMO3型ト
ランジスタではゲート電極N107とコンタクトホール
116にはアライナ−の緒度の限界によって少なくとも
1.3μmの合わせ余裕が必要であった、同様にNPN
 トランジスタのエミッタ電極層107とベースとのコ
ンタクトホールの間にも1.3μmの合わせ余裕が必要
であった。これらMoSトランジスタおよび、バイポー
ラトランジスタの両者における合わせ余裕によって素子
の微細化が妨げられていた。
そこで、本発明はこのような課題を解決しようとするも
ので、その目的とするところは、MOSトランジスタの
ゲート電極層とコンタクトホールおよび、NPNトラン
ジスターのエミッタ電極層とペース′i4極層を同時に
セルファラインで形成することによって各々の素子の微
細化をはかるものである。
[課題を解決するための手段〕 本発明の半導体装置の製造方法は、MO8型半導体装置
と、バイポーラ型半導体装置とが同一の半導体基板上に
混在してなる半導体装置の製造方法において、少なくと
も、 1、第1導電型の半導体基板上にゲート絶縁膜を形成す
る工程、 2、該ゲート絶縁膜を部分的に除去する工程、3、第1
導電型の不純物もしくは、第2導電型の不純物、もしく
は百方の導電型の不純物を含む第1電極層膜を堆積する
工程、 4、第2絶縁膜層を堆積させる工程、 5、該第1電極JIF膜と、該第2絶縁層膜をパターニ
ングする工程、 6、該ゲート第1電極層、及び該第2絶縁層の側壁に絶
縁物からなる壁体を形成し、部分的に半導体基板を露出
させる工程、 7、第1導電型の不純物もしくは、第2導電型の不純物
、もしくは両方の導電型の不純物を含む第2電極M膜を
堆積する工程、 8、第2電極層膜を前記第1電極層上にある第2絶縁膜
層上に延在してパターニングする工程、からなることを
特徴とする。
[実施例] 以下、本発明の半導体装置の製造方法を詳細に説明する
第1図は、本発明による半導体装置の製造方法の一実施
例である。 縦型NPNバイポーラトランジスタと、N
チャンネルMO3FETとを同一基板上に形成した従来
の半導体装置の製造方法の例である。もちろん、PNP
バイポーラトランジスタ及び、PチャネルMO6FET
、あるいはこれらを互いに組み合わせて製造することも
可能である。
半導体基板として例えばP型シリコン基板100の主表
面にはN型拡散層(Nウェル層)101、P型ウェル層
102、及びNPN トランジスタのベース領域となる
ベース拡散層103が形成されている、104は素子分
離用の厚い酸化膜である。
この後、1000°C乾燥酸素雰囲気中でゲート酸化を
行ない5nm〜1100n程度のゲート酸化膜104を
形成した。 (第1図(aン)この後、NPN トラン
ジスタのエミッタ、及びコレクタとなる領域上にあるゲ
ート酸化膜を除去した後、N型MOSトランジスタのゲ
ート電極層106として、また同時にNPN)ランジス
タのエミッタ電極層107及び、必要に応じてコレクタ
電極層108として第1多結晶シリコン105を  C
VD(Chemical   VapourDepos
ition)法によって 400nm堆積した、次にこ
の第1多結晶シリコン中にN型不純物例えばP(燐)を
イオン注入した、つぎに第1酸化シリコン118を C
VD法によって約200nm堆積させた。さらに100
0℃の窒素ガス雰囲気中で第1多結晶シリコン中の燭を
活性化させるとともにNPN トランジスターのエミッ
タ領域中に第1多結晶シリコンから燐を拡散させてNP
Nバイポーラトランジスタのエミッタ拡散N119を形
成した。こののち、第1多結晶シリコンをフォト・エツ
チングし所望のパターンを形成した このときのエツチ
ング条件は、CFCF41005e  圧力0,2To
rr、RFパワーは250Wであった。このようにして
、MOSトランジスターのゲート電極、バイポーラトラ
ンジスタのエミッタ電極、及び必要に応じてバイポーラ
トランジスタのコレクタ電極を形成した。
この後、たとえばN型MOSトランジスターをLDD 
(Lightly  Doped  Drain)構造
にするために、燐109を80Keyの加速エネルギー
で2X1013[個/Cm2]注入した。
こののち、酸化シリコン膜を400nm堆積させ、RI
E(Reactive  Ion  Etching)
法によって酸化シリコン層をエツチングして第1酸化シ
リコン層、及び、第1多結晶シリコン層の側壁に酸化シ
リコン膜からなる壁体(いわゆるサイドウオール)11
0を形成した。またこの工程によって、第1多結晶シリ
コン層下及び、サイドウオール下のゲート酸化膜104
は除去される。この工程までで第1他結晶シリコンはシ
リコン酸化膜層によって完全におおわれたことになる。
(第1図(b)) 次に、第2多結晶シリコン121を CVD (Che
mical  Vapour  Deposition
)法によって 約400nm堆積した、次にフォトリソ
グラフィーによってMOSトランジスターのソース、及
びドレイン領域113、さらには配線層など必要な領域
を開孔し、この第2多結晶シリコン中にN型不純物例え
ばP (m)を80Keyの加速エネルギーで8X10
15[1/Cm2]イオン注入した。更にフォトリソグ
ラフィーによってバイポーラトランジスターのベース領
域からの電極引出し領域112、さらには配線層など必
要な領域を開孔し、この第2多結晶シリコン中にP型不
純物例えばB(ホウ素)を40KeVの加速エネルギー
で8X10”[1/cm2]イオン注入した。
さらに1000 ’Cの窒素ガス雰囲気中で第2多結晶
シリコン中の燐を活性化させるとともにNPNトランジ
スターのベース領域中に第2多結晶シリコンからホウ素
を拡散させてNPNバイポーラトランジスタのベース層
からの電極引出し拡散M112、およびNチャネルMO
Sトランジスターのソース、ドレイン拡散領域111を
形成した。
こののち、第2多結晶シリコンをフォト・エツチングし
所望のパターンを形成した。、その後配線層などを形成
して工程を終了させた。(第1図(C)) 本実施例は、バイポーラトランジスタが縦型NPNバイ
ポーラトランジスタである場合について述べたが、本発
明は横型バイポーラトランジスタの場合についても適用
でき、更には、NチャンネルMO3FETとPNPバイ
ポーラトランジスタが同一基板上に混在する場合、ある
いはこれらの全てが混在している場合にも不純物タイプ
を入れ換えることにより適用できる。
更に、本実施例では電極層として多結晶シリコンを採用
したが、多結晶シリコン層と高融点金属層の2層構造か
らなるポリサイド(MOSi2.  Ti S i2.
  WS i2.  など)構造や、サリサイド構造、
あるいは高融点金属層のみであってもよい。
また、本実施例では第1多結晶シリコン層は、MOSト
ランジスターのゲート電極層と、バイポーラトランジス
ターのエミッタ電極層とをかねて製造される例を示した
が別の実施例として、第1多結晶シリコン層は、MOS
トランジスターのゲート電極層と、バイポーラトランジ
スターのベース電極引き出し層とを兼ねて形成し、第2
多結晶シリコン層は、MOSトランジスターのソース、
ドレイン領域電極引き出し層と、バイポーラトランジス
ターのエミツタ層とエミッタ電極引き出し層とを兼ねて
形成する製造方法であってもよい。
[発明の効果] 以上述べたように、本発明によれば、MOSトランジス
ターのゲート電極とソース、ドレイン領域、バイポーラ
トランジスタのエミッタ電極とベース電極をそれぞれセ
ルファライン形成できるようになったためMO3t−ラ
ンシスター、及びバイポラ−トランジスターの素子面積
を従来の製造方法による素子面積よりも20パーセント
縮小させることができた。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(C)は、本発明の半導体装置の製造方
法の一実施例を示す図である。 第2図(a)〜(C)は、従来の半導体装置の製造方法
の一実施例を示す図である。 101・・・P型半導体基板 102・・・P型ウェル層 103・・・N型ウェル層 104・・・素子分離酸化膜 105・・・ゲート酸化膜 106・・・ゲート電極層 107・・・エミッタ電極層 108・・・コレクタ電極層 109・・・燐イオン 110・・・サイドウオール 111・・・ソース、 ドレイン拡散層112・・・ベ
ース電極引出し領域 113・・・エミッタ電極引出し拡散層領域114 ・ 115 ・ 116 ・ 117 ・ 118 ・ 119 ・ 121 ・ コレクタ電極引出し領域 層間絶縁膜 コンタクト孔 アルミニウム配線層 第1酸化シリコン層 エミッタ拡散層 第2多結晶シリコン層 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人弁理士 鈴木喜三部(他1名) 壷1図 C 巳ノ 阜2品

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 MOS型半導体装置と、バイポーラ型半導体装置とが同
    一の半導体基板上に混在してなる半導体装置の製造方法
    において、少なくとも、 第1導電型の半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する工
    程、 該ゲート絶縁膜を部分的に除去する工程、 第1導電型の不純物もしくは、第2導電型の不純物、も
    しくは両方の導電型の不純物を含む第1電極層膜を堆積
    する工程、 第2絶縁膜層を堆積させる工程、 該第1電極層膜と、該第2絶縁層膜をパターニングする
    工程、 該ゲート第1電極層、及び該第2絶縁層の側壁に絶縁物
    からなる壁体を形成し、部分的に半導体基板を露出させ
    る工程、 第1導電型の不純物もしくは、第2導電型の不純物、も
    しくは両方の導電型の不純物を含む第2電極層膜を堆積
    する工程、 第2電極層膜を前記第1電極層上にある第2絶縁膜層上
    に延在してパターニングする工程、からなることを特徴
    とする半導体装置の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1282158A1 (fr) * 2001-07-31 2003-02-05 STMicroelectronics S.A. Prcédé de fabrication de transistor bipolaire dans une circuit intégré CMOS

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1282158A1 (fr) * 2001-07-31 2003-02-05 STMicroelectronics S.A. Prcédé de fabrication de transistor bipolaire dans une circuit intégré CMOS
FR2828331A1 (fr) * 2001-07-31 2003-02-07 St Microelectronics Sa Procede de fabrication de transistor bipolaire dans un circuit integre cmos
US6756279B2 (en) 2001-07-31 2004-06-29 Stmicroelectronics S.A. Method for manufacturing a bipolar transistor in a CMOS integrated circuit

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