JPH03211766A - 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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JPH03211766A
JPH03211766A JP2006672A JP667290A JPH03211766A JP H03211766 A JPH03211766 A JP H03211766A JP 2006672 A JP2006672 A JP 2006672A JP 667290 A JP667290 A JP 667290A JP H03211766 A JPH03211766 A JP H03211766A
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JP
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layer
electrode layer
transistor
semiconductor device
phosphorus
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JP2006672A
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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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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
OSFET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、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、N l) N I−ランシスタのエミッタ、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)−ランシスタのエミッタ電極層
107及び、コレクタ電極1108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NP
Nトランジスターのエミッタ開L1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後、たとえばN型MOS1−
ランシスターをLDI)(Lightly  Dope
d  Drain)構造にするために、燐109を80
Kevの加速エネルギーで2xlQI3[個/cm”]
注入した。こののち、酸化シリコン膜を400nm堆積
させ、RIE (Reactive  Ion  Et
ching)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には燐を80Keyの加速エネルギーで8X10
”[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50Key
の加速エネルギーで8xlOI5[個/Cm21それぞ
れ注入した。その後配線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MO8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MO8素子を同一基板上に形成
しなければならないためMOSトランジスターのみを形
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MOS型トラ
ンジスタではゲート電極層107とコンタクトホール1
16にはアライナ−の精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 
)−ランシ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ベース電極層を同時にセ
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、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、 該第1電極層膜をパターニングする工程、該半導体基板
を酸化して、第1電極層膜の周囲に第2絶縁層を形成す
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導電型の不鈍物、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 [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MOSFETとを同一基板上に形成した半導
体装置の製造方法の例である。
もちろん、PNPNバイポーラトランジスタ、Pチャネ
ルMOSFET、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乾煉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))この後、NPN I−ラ
ンシスタのエミッタ、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、Nf!:!MOS)ランシ
スタのゲート電極層106として、また同時にNPNト
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  CVD(Chemical   VapourD
epos i tion)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。さらに1000°Cの
酸素ガス雰囲気中で第1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N l) N
バイポーラトランジスタのエミッタ拡散層119を形成
した。このとき、第1多結晶シリコンの周囲には酸化シ
リコン膜が50om〜500nm程度形成される。この
のち、酸化シリコン膜(118)、及び第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、CF4 101005
e圧力0.2Torr 、 RFパワーは250誓であ
った。このようにして、MOS )ランシスターのゲー
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  Drai
n)構造にするために、[109を80Keyの加速エ
ネルギーで2X1013[個/c m2]注入した。こ
ののち、酸化シリコン膜を400nm堆積させ、RIE
 (ReactiveIon  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)11o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1!104は除
去される。この工程までで第1多枯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 CV
D (Chemical  Vapour  Depo
sition)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(燐)を80Keyの加速エネルギ
ーで8X1015[1/cm21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40Ke■の加
速エネルギーで8xlO”[17cm2]イオン注入し
た。
さらに1000℃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
の電極引出し拡散層112、およびNチャネルMO8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”4NPN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MOSFET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 j2.
  WS i2s  など)構造や、サリサイド構造、
あるいは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MOSトラン
ジスター 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)〜第1図(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)〜第2図(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・・・コレクタ電極屑 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・・
・コレクタ電極引出し領域  15 16 17 18 19 21 ・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

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、 該第1電極層膜をパターニングする工程、 該半導体基板を酸化して、第1電極層膜の周囲に第2絶
    縁層を形成する工程、 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。
JP2006672A 1990-01-16 1990-01-16 半導体装置の製造方法 Pending JPH03211766A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001338929A (ja) * 2000-05-26 2001-12-07 Sony Corp 半導体装置およびその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001338929A (ja) * 2000-05-26 2001-12-07 Sony Corp 半導体装置およびその製造方法

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