JPH0480954A - Manufacture of bicmos integrated circuit device - Google Patents
Manufacture of bicmos integrated circuit deviceInfo
- Publication number
- JPH0480954A JPH0480954A JP2195157A JP19515790A JPH0480954A JP H0480954 A JPH0480954 A JP H0480954A JP 2195157 A JP2195157 A JP 2195157A JP 19515790 A JP19515790 A JP 19515790A JP H0480954 A JPH0480954 A JP H0480954A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- type
- buried layer
- integrated circuit
- circuit device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 23
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 42
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 11
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 81
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 26
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 22
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 22
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 18
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 15
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 4
- -1 boron ions Chemical class 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 4
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 4
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 125000004437 phosphorous atom Chemical group 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 1
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 1
Landscapes
- 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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
本発明は半導体基板にN型埋込層及びP型埋込層を設け
た後このN型埋込層及びP型埋込層の直上域に相補型M
O8トランジスタ及びバイポーラトランジスタを形成す
るBiCMOS集積回路装置の製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Fields] The present invention provides a semiconductor substrate with an N-type buried layer and a P-type buried layer. Complementary type M
The present invention relates to a method of manufacturing a BiCMOS integrated circuit device forming O8 transistors and bipolar transistors.
[従来の技術]
BiCMOS集積回路装置は、高周波特性が優れたバイ
ポーラトランジスタと、低消費電力の0MO8トランジ
スタとが夫々の特長を損なわないようにして同一半導体
基板上に形成されている。[Prior Art] In a BiCMOS integrated circuit device, a bipolar transistor with excellent high-frequency characteristics and a 0MO8 transistor with low power consumption are formed on the same semiconductor substrate without impairing their respective characteristics.
また、とのBiCMOS集積回路装置を製造する場合、
その製造工期を短縮するために、バイポーラトランジス
タ及び0MO8トランジスタを同一工程で形成している
。In addition, when manufacturing a BiCMOS integrated circuit device with
In order to shorten the manufacturing time, the bipolar transistor and the 0MO8 transistor are formed in the same process.
第3図(a)乃至(c)は従来のBiCMOS集積回路
装置の製造方法を工程順に示す断面図である。FIGS. 3(a) to 3(c) are cross-sectional views showing a conventional method for manufacturing a BiCMOS integrated circuit device in order of steps.
先ず、第3図(a)に示すように、P型シリコン基板1
の表面にN型埋込層2a、2b及びP型埋込層3 a
+ 3 b + 3 cを交互に配置するようにして選
択的に形成する。次に、全面にN型エピタキシャル層4
を成長させる。このとき、各埋込層から不純物がN型エ
ピタキシャル層4中に拡散する。次に、N型エピタキシ
ャル層4にボロン等のP型不純物を選択的に注入するこ
とにより、P型埋込層3a乃至3C上に夫々P型ウェル
5a乃至5cを形成する。次に、全面に酸化シリコン膜
(図示せず)を形成した後に、この酸化シリコン膜上に
窒化シリコン膜(図示せず)をパターン形成する。そし
て、前記窒化シリコン膜をマスクとして全面にボロンイ
オン等のP型不純物を注入することにより、P型ウェル
5a乃至5Cの表面にチャネルストッパ領域8を選択的
に形成する。次に、前記窒化シリコン膜をパターニング
した後、この窒化シリコン膜をマスクとして選択酸化を
行って全面にフィールド絶縁膜6を選択的に形成するこ
とにより、素子領域を分離する。この場合、N型埋込層
2aの直上域のN型エピタキシャル層4aはバイポーラ
トランジスタ形成予定領域となり、その表面がフィール
ド絶縁膜6によりコレクタ形成予定領域及びベース・エ
ミッタ形成予定領域に素子分離されている。また、N型
埋込層2bの直上域のN型エピタキシャル層4b及びP
型埋込層3cの直上域のP型ウェル5Cは、夫々Pチャ
ネルMO8トランジスタ形成予定領域及びNチャネルM
O8トランジスタ形成予定領域となる。なお、マスクと
して使用した前記窒化膜及び前記酸化膜は除去する。First, as shown in FIG. 3(a), a P-type silicon substrate 1 is
N-type buried layers 2a, 2b and P-type buried layer 3a on the surface of
+ 3 b + 3 c are selectively formed so as to be alternately arranged. Next, an N-type epitaxial layer 4 is formed on the entire surface.
grow. At this time, impurities diffuse into the N-type epitaxial layer 4 from each buried layer. Next, by selectively implanting P type impurities such as boron into the N type epitaxial layer 4, P type wells 5a to 5c are formed on the P type buried layers 3a to 3C, respectively. Next, after forming a silicon oxide film (not shown) on the entire surface, a silicon nitride film (not shown) is patterned on the silicon oxide film. Channel stopper regions 8 are selectively formed on the surfaces of P-type wells 5a to 5C by implanting P-type impurities such as boron ions into the entire surface using the silicon nitride film as a mask. Next, after patterning the silicon nitride film, selective oxidation is performed using the silicon nitride film as a mask to selectively form a field insulating film 6 over the entire surface, thereby isolating device regions. In this case, the N-type epitaxial layer 4a directly above the N-type buried layer 2a becomes a bipolar transistor formation region, and its surface is separated by the field insulating film 6 into a collector formation region and a base/emitter formation region. There is. Furthermore, the N-type epitaxial layer 4b and the P layer immediately above the N-type buried layer 2b are
The P-type well 5C in the area directly above the type buried layer 3c has a P-channel MO8 transistor formation area and an N-channel M-type well 5C, respectively.
This will be the area where the O8 transistor will be formed. Note that the nitride film and the oxide film used as masks are removed.
次に、第3図(b)に示すように、熱酸化により上述の
素子形成予定領域に膜厚が例えば約200乃至400人
の酸化シリコン膜9を形成した後に、前記コレクタ形成
予定領域の酸化シリコン膜9、及び前記NチャネルMO
8トランジスタ形成予定領域の一部(ソース・ドレイン
引出領域部分)の酸化シリコン膜9を選択的に除去する
。次いで、全面に第1の多結晶シリコン膜を被着した後
、この第1の多結晶シリコン膜に高濃度のリン原子を注
入する。このとき、前記コレクタ形成予定領域のN型エ
ピタキシャル層4aの表面にはリン拡散領域20が形成
され、前記ソース・ドレイン引出領域のP型ウェル5C
の表面にはリン拡散領域21が形成される。その後、前
記第1の多結晶シリコン膜を選択的にエツチングするこ
とにより、所定の領域にコレクタ電極10a1ゲート電
極10b*10c及びソース・ドレイン引出配線10d
をパターン形成する。Next, as shown in FIG. 3(b), a silicon oxide film 9 having a film thickness of, for example, about 200 to 400 layers is formed in the above-mentioned element formation area by thermal oxidation, and then the collector formation area is oxidized. silicon film 9 and the N-channel MO
The silicon oxide film 9 in a part of the region where the 8 transistor is to be formed (the source/drain lead-out region) is selectively removed. Next, after a first polycrystalline silicon film is deposited on the entire surface, phosphorus atoms at a high concentration are implanted into the first polycrystalline silicon film. At this time, a phosphorus diffusion region 20 is formed on the surface of the N-type epitaxial layer 4a in the collector formation region, and a P-type well 5C in the source/drain lead-out region.
A phosphorus diffusion region 21 is formed on the surface. Thereafter, by selectively etching the first polycrystalline silicon film, the collector electrode 10a1, the gate electrode 10b*10c, and the source/drain lead wiring 10d are etched in predetermined areas.
form a pattern.
次に、第3図(C)に示すように、ヒ素イオン等のN型
不純物を選択的に注入することにより、P型ウェル5c
の表面にソース・ドレイン領域11を選択的に形成する
。このソース・ドレイン領域11はゲート電極10cに
自己整合的に形成され、リン拡散領域21に接続されて
いる。次に、ボロンイオン等のP型不純物を選択的に注
入することにより、N型エピタキシャル層4aの表面に
グラフトベース領域13を選択的に形成すると共に、N
型エピタキシャル層4bの表面にソース・ドレイン領域
12を選択的に形成する。このソースOドレイン領域1
2はゲート電極10bに自己整合的に形成される。次に
、低濃度のボロンイオン等のP型不純物を注入すること
により、N型エピタキシャル層4aの表面にグラフトベ
ース領域13に接続される真性ベース領域14を形成す
る。Next, as shown in FIG. 3(C), N-type impurities such as arsenic ions are selectively implanted into the P-type well 5c.
Source/drain regions 11 are selectively formed on the surface. This source/drain region 11 is formed in self-alignment with the gate electrode 10c and connected to the phosphorus diffusion region 21. Next, by selectively implanting P-type impurities such as boron ions, a graft base region 13 is selectively formed on the surface of the N-type epitaxial layer 4a, and
Source/drain regions 12 are selectively formed on the surface of type epitaxial layer 4b. This source O drain region 1
2 is formed in self-alignment with the gate electrode 10b. Next, an intrinsic base region 14 connected to the graft base region 13 is formed on the surface of the N-type epitaxial layer 4a by implanting a low concentration P-type impurity such as boron ions.
次に、全面に眉間絶縁膜15を被着した後に、真性ベー
ス領域14上の層間絶縁膜15に開口部を選択的に形成
する。次いで、全面に第2の多結晶シリコン膜を被着し
た後、この第2の多結晶シリコン膜に高濃度のN型不純
物を注入することにより、前記開口部内の真性ベース領
域14の表面にエミッタ領域17を形成する。その後、
前記第2の多結晶シリコン膜を選択的にエツチングする
ことにより、エミッタ領域17上にエミッタ電極18を
形成する。次に、全面に層間絶縁膜23を被着した後、
この層間絶縁膜23に開口部を選択的に形成する。その
後、全面にアルミニウム等からなる低導電率の金属膜を
被着し、この金属膜を選択的にエツチングすることによ
り、前記開口部を介してソース・ドレイン領域11,1
2、グラフトベース領域13及びコレクタ電極10aに
接続される電極19を形成する。Next, after coating the glabellar insulating film 15 on the entire surface, openings are selectively formed in the interlayer insulating film 15 on the intrinsic base region 14. Next, after a second polycrystalline silicon film is deposited on the entire surface, a high concentration of N-type impurity is implanted into the second polycrystalline silicon film to form an emitter on the surface of the intrinsic base region 14 in the opening. A region 17 is formed. after that,
An emitter electrode 18 is formed on the emitter region 17 by selectively etching the second polycrystalline silicon film. Next, after depositing an interlayer insulating film 23 on the entire surface,
Openings are selectively formed in this interlayer insulating film 23. Thereafter, a low conductivity metal film made of aluminum or the like is deposited on the entire surface, and this metal film is selectively etched to form the source/drain regions 11 and 1 through the openings.
2. Form an electrode 19 connected to the graft base region 13 and the collector electrode 10a.
このようにして、バイポーラトランジスタ及び0MO8
トランジスタを同一工程で形成することにより、BiC
MOS集積回路装置の製造工期を短縮している。In this way, bipolar transistor and 0MO8
By forming transistors in the same process, BiC
The manufacturing period for MOS integrated circuit devices is shortened.
また、コレクタ電極10a1ゲート電極10b。Further, the collector electrode 10a1 and the gate electrode 10b.
10c及びソース・ドレイン引出配線10cとなる第1
の多結晶シリコン膜に高濃度のリン原子等を注入するこ
とにより、以下に示すような目的が達成されている。10c and the first wire which becomes the source/drain lead wiring 10c.
The following objectives have been achieved by implanting highly concentrated phosphorus atoms into the polycrystalline silicon film.
■ゲート電極10 b、 10 cの配線抵抗を低減
する。(2) Reduce wiring resistance of gate electrodes 10b and 10c.
■リン拡散領域21を形成してNチャネルMOSトラン
ジスタのソース春ドレイン領域11とソース・ドレイン
引出配線10cとの間の接続抵抗を低減する。(2) A phosphorus diffusion region 21 is formed to reduce the connection resistance between the source spring/drain region 11 of the N-channel MOS transistor and the source/drain lead wiring 10c.
■リン拡散領域20を形成してバイポーラトランジスタ
のコレクタ抵抗を低減する。(2) Forming a phosphorus diffusion region 20 to reduce the collector resistance of the bipolar transistor.
特に、バイポーラトランジスタのコレクタ領域において
は、第1の多結晶シリコン膜に注入するリン原子等の不
純物濃度を高めることによりリン拡散領域20を深く形
成して、N型埋込層2aとリン拡散領域20とを相互に
接続することが好ましい。この場合、バイポーラトラン
ジスタのコレクタ抵抗を著しく低減することができる。In particular, in the collector region of the bipolar transistor, the phosphorus diffusion region 20 is formed deeply by increasing the concentration of impurities such as phosphorus atoms implanted into the first polycrystalline silicon film, and the N-type buried layer 2a and the phosphorus diffusion region 20 are preferably interconnected. In this case, the collector resistance of the bipolar transistor can be significantly reduced.
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、上述した従来のBiCMOS集積回路装
置の製造方法においては、バイポーラトランジスタ及び
0MO8トランジスタを同一工程で形成するため、リン
拡散領域20を深く形成すると、リン拡散領域21も深
く形成され、リン拡散領域21とP型埋込層3Cとが相
互に接続してしまう。そうすると、NチャネルMO8ト
ランジスタのソース・ドレイン領域11とP型シリコン
基板1との間の耐圧が低下し、BiCMOS集積回路装
置の製造歩留りが低下するという問題点がある。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-described conventional method for manufacturing a BiCMOS integrated circuit device, since the bipolar transistor and the 0MO8 transistor are formed in the same process, when the phosphorus diffusion region 20 is formed deeply, the phosphorus diffusion region 21 is also formed deeply, and the phosphorus diffusion region 21 and the P-type buried layer 3C are connected to each other. This poses a problem in that the withstand voltage between the source/drain region 11 of the N-channel MO8 transistor and the P-type silicon substrate 1 decreases, and the manufacturing yield of the BiCMOS integrated circuit device decreases.
一方、リン拡散領域21を浅く形成すると、リン拡散領
域20も浅く形成され、N型埋込層2aとリン拡散領域
20とが相互に接続されない。そうすると、コレクタ抵
抗が増大するため、バイポーラトランジスタの動作速度
が低下しNBICMO8集積回路装置としての利点が損
なわれるという問題点がある。On the other hand, when the phosphorus diffusion region 21 is formed shallowly, the phosphorus diffusion region 20 is also formed shallowly, and the N-type buried layer 2a and the phosphorus diffusion region 20 are not connected to each other. In this case, since the collector resistance increases, the operating speed of the bipolar transistor decreases, and the advantages of the NBICMO8 integrated circuit device are lost.
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
MOSトランジスタの耐圧の低下を防止することができ
ると共に、バイポーラトランジスタの動作速度を高める
ことができるBiCMOS集積回路装置の製造方法を提
供することを目的とする。The present invention has been made in view of such problems, and includes:
It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a BiCMOS integrated circuit device that can prevent a decrease in breakdown voltage of a MOS transistor and increase the operating speed of a bipolar transistor.
[課題を解決するための手段]
本発明に係るBiCMOS集積回路装置の製造方法は、
第1のマスク材をマスクとして第1導電型の半導体基板
の表面に第2導電型不純物を注入することにより前記半
導体基板の表面のバイポーラトランジスタ形成予定領域
に第1の埋込層を選択的に形成する工程と、第2のマス
ク材をマスクとして前記半導体基板の表面に第1導電型
不純物を注入することにより前記半導体基板の表面のM
OSトランジスタ形成予定領域に第2の埋込層を選択的
に形成する工程と、全面にエピタキシャル層を成長させ
る工程とを有するBiCMOS集積回路装置の製造方法
において、前記第2のマスク材は前記第1の埋込層上に
おけるコレクタ形成予定領域を含む所定領域を除く部分
に開口部を有することを特徴とする。[Means for Solving the Problems] A method for manufacturing a BiCMOS integrated circuit device according to the present invention includes:
A first buried layer is selectively implanted into a region where a bipolar transistor is to be formed on the surface of the semiconductor substrate by implanting a second conductivity type impurity into the surface of the first conductivity type semiconductor substrate using the first mask material as a mask. and implanting a first conductivity type impurity into the surface of the semiconductor substrate using a second mask material as a mask, thereby increasing the M of the surface of the semiconductor substrate.
In the method for manufacturing a BiCMOS integrated circuit device, the method includes the steps of selectively forming a second buried layer in a region where an OS transistor is to be formed, and growing an epitaxial layer over the entire surface, wherein the second mask material It is characterized by having an opening in a portion of the first buried layer excluding a predetermined region including a region where a collector is to be formed.
[作用]
本発明においては、第2のマスク材は第1の埋込層上に
おけるコレクタ形成予定領域を含む所定領域を除く部分
に開口部を有している。このため、前記第2のマスク材
をマスクとして全面に第1導電型不純物を注入すると、
半導体基板の表面のMOSトランジスタ形成予定領域に
第2の埋込層が選択的に形成されると共に、前記所定領
域を除く部分の前記第1の埋込層に第1導電型不純物が
注入される。これにより、第2導電型不純物が第1導電
型不純物により相殺されるので、前記第1の埋込層は前
記所定領域を除く部分の第2導電型不鈍物の濃度が実質
的に低下する。このため、全面にエピタキシャル層を成
長させると、第1の埋込層の不純物は前記所定領域部分
が前記所定領域を除く部分に比して前記エピタキシャル
層中に大きく拡散する。[Function] In the present invention, the second mask material has an opening on the first buried layer except for a predetermined region including the region where the collector is to be formed. Therefore, when impurities of the first conductivity type are implanted into the entire surface using the second mask material as a mask,
A second buried layer is selectively formed in a region where a MOS transistor is to be formed on the surface of the semiconductor substrate, and a first conductivity type impurity is implanted into the first buried layer in a portion excluding the predetermined region. . As a result, the second conductivity type impurity is offset by the first conductivity type impurity, so that the concentration of the second conductivity type impurity in the first buried layer except for the predetermined region is substantially reduced. . Therefore, when the epitaxial layer is grown over the entire surface, the impurity in the first buried layer is diffused into the epitaxial layer to a greater extent in the predetermined region than in the portion other than the predetermined region.
従って、本発明によれば、第1の埋込層はコレクタ形成
予定領域を含む所定領域部分だけが選択的にエピタキシ
ャル層の表面に向けて太き(広がるので、後工程におい
て前記エピタキシャル層の表面のコレクタ形成予定領域
に形成されるコレクタ拡散領域の深さを従来に比して浅
く形成しても、コレクタ抵抗を十分に低減することがで
きる。これにより、バイポーラトランジスタの動作速度
を高めることができる。一方、BiCMOS集積回路装
置の製造工程において、前記コレクタ拡散領域と同時に
形成されるソース・ドレイン引出領域も比較的浅く形成
することができるので、MOSトランジスタの耐圧が低
下することを防止できる。Therefore, according to the present invention, the first buried layer selectively thickens (spreads) only in a predetermined region including the collector formation region toward the surface of the epitaxial layer, so that the surface of the epitaxial layer is Collector resistance can be sufficiently reduced even if the depth of the collector diffusion region formed in the region where the collector is to be formed is made shallower than in the past.This makes it possible to increase the operating speed of the bipolar transistor. On the other hand, in the manufacturing process of the BiCMOS integrated circuit device, the source/drain lead-out regions formed at the same time as the collector diffusion region can also be formed relatively shallowly, so that the withstand voltage of the MOS transistor can be prevented from decreasing.
これにより、BiCMOS集積回路装置の製造歩留りを
向上させることができる。Thereby, the manufacturing yield of BiCMOS integrated circuit devices can be improved.
また、本発明においては、第1導電型不純物を注入する
際のマスク材のパターンを従来とは異なるものにするだ
けであるため、格別の工程を設ける必要がない。Further, in the present invention, since the pattern of the mask material used when implanting the first conductivity type impurity is simply made different from the conventional one, there is no need to provide any special process.
なお、本発明においては、前記所定領域は真性ベース形
成予定領域を含むことが好ましい。この場合、第1の埋
込層はコレクタ形成予定領域及び真性ベース形成予定領
域を含む所定領域が選択的にエピタキシャル層の表面に
向けて大きく広がる。In the present invention, it is preferable that the predetermined region includes a region where an intrinsic base is to be formed. In this case, a predetermined region of the first buried layer including the region where the collector is to be formed and the region where the intrinsic base is to be formed selectively widens toward the surface of the epitaxial layer.
このため、前記エピタキシャル層の表面に形成される第
1導電型の真性ベース領域は、前記第1の埋込層の第2
導電型不純物の影響により従来に比して浅く形成するこ
とができる。これにより、バイポーラトランジスタの動
作速度をより一層高めることができる。Therefore, the first conductivity type intrinsic base region formed on the surface of the epitaxial layer is the second conductive type of the first buried layer.
Due to the influence of conductivity type impurities, it can be formed shallower than in the past. Thereby, the operating speed of the bipolar transistor can be further increased.
[実施例]
次に、本発明の実施例について添付の図面を参照して説
明する。[Example] Next, an example of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
第1図(a)乃至(C)は本発明の第1の実施例に係る
BiCMOS集積回路装置の製造方法を工程順に示す断
面図である。なお、第1図(a)乃至(C)において第
3図(a)乃至(C)と同一物には同一符号を付してそ
の部分の詳細な説明は省略する。FIGS. 1A to 1C are cross-sectional views showing a method for manufacturing a BiCMOS integrated circuit device according to a first embodiment of the present invention in order of steps. Note that in FIGS. 1(a) to (C), the same parts as in FIGS. 3(a) to (C) are designated by the same reference numerals, and detailed explanations of those portions will be omitted.
先ず、P型シリコン基板1上にフォトレジスト膜をパタ
ーン形成した後、このフォトレジスト膜(第1のマスク
材)をマスクとして高濃度のN型不純物をP型シリコン
基板1の表面に選択的にイオン注入する。そして、前記
フォトレジスト膜を除去した後、例えば1000乃至1
200℃の温度下でP型シリコン基板1を加熱すること
により、前記N型不純物を活性化させてP型シリコン基
板1中に拡散させる。これにより、第1図(a)に示す
ように、P型シリコン基板1の表面のバイポーラトラン
ジスタ形成予定領域及びPチャネルMO8トランジスタ
形成予定領域に、夫々不純物濃度が例えば1019乃至
10”c■−3であり、接合深さが例えば2乃至4μm
であるN型埋込層2a、2b(第1の埋込層)を選択的
に形成する。次に、N型埋込層2aにおけるコレクタ形
成予定領域を除く部分の直上域及びP型埋込層の形成予
定領域に開口部を有するフォトレジスト膜からなるマス
ク材24(第2のマスク材)をP型シリコン基板1上に
パターン形成する。次いで、このマスク材24をマスク
として全面にボロン等のP型不純物をイオン注入する。First, a photoresist film is patterned on a P-type silicon substrate 1, and then a high concentration of N-type impurities is selectively applied to the surface of the P-type silicon substrate 1 using this photoresist film (first mask material) as a mask. Implant ions. After removing the photoresist film, for example, 1,000 to 1
By heating the P-type silicon substrate 1 at a temperature of 200° C., the N-type impurity is activated and diffused into the P-type silicon substrate 1. As a result, as shown in FIG. 1(a), the impurity concentration is, for example, 1019 to 10"c-3 in the bipolar transistor formation region and the P channel MO8 transistor formation region on the surface of the P-type silicon substrate 1, respectively. and the junction depth is, for example, 2 to 4 μm.
N-type buried layers 2a and 2b (first buried layers) are selectively formed. Next, a mask material 24 (second mask material) made of a photoresist film having openings in the region immediately above the portion of the N-type buried layer 2a excluding the region where the collector is to be formed and in the region where the P-type buried layer is to be formed. A pattern is formed on a P-type silicon substrate 1. Next, using this mask material 24 as a mask, P-type impurities such as boron are ion-implanted into the entire surface.
そして、マスク材24を除去した後に、例えば300乃
至1000℃の温度下でP型シリコン基板1を熱処理す
ることにより、前記P型不純物を活性化させてP型シリ
コン基板1中に拡散させる。After removing the mask material 24, the P-type silicon substrate 1 is heat-treated at a temperature of, for example, 300 to 1000° C., thereby activating the P-type impurity and diffusing it into the P-type silicon substrate 1.
これにより、第1図(b)に示すように、P型シリコン
基板1の表面に不純物濃度が例えば5X 10”乃至5
X1018c箇−3であり、接合深さが例えば0.5乃
至1.5μmであるP型埋込層3a、3b*3cを選択
的に形成する。また、N型埋込層2aはその前記コレク
タ形成予定領域を除く部分にP型不純物が注入されてい
るため、N型不純物がP型不純物により相殺されること
により、この部分のN型不純物の濃度は実質的に例えば
5 XIO”乃至5 Xl018c諺−3に低下してい
る。As a result, as shown in FIG. 1(b), the impurity concentration on the surface of the P-type silicon substrate 1 is, for example, 5×10” to 5×10”.
P-type buried layers 3a, 3b*3c, which are X1018c section-3 and have a junction depth of, for example, 0.5 to 1.5 μm, are selectively formed. In addition, since P-type impurities are implanted into the N-type buried layer 2a in a portion other than the region where the collector is to be formed, the N-type impurities are canceled out by the P-type impurities, so that the N-type impurities in this portion are The concentration is substantially reduced, for example from 5 XIO'' to 5 XIO18c-3.
次に、第1図(b)に示すように、前述の熱処理工程に
おいて形成される熱酸化膜を除去してP型シリコン基板
1の表面を露出させた後、例えば1050乃至1250
℃の温度下で全面にN型エピタキシャル層4を成長させ
る。このとき、約1050℃を超える高温でN型エピタ
キシャル層4を成長させるため、各埋込層に注入された
不純物がN型エピタキシャル層4中に拡散する。この場
合、N型埋込層2aは前記コレクタ形成予定領域部分が
その外の部分に比して不純物濃度が高いため、前記コレ
クタ形成予定領域部分がその外の部分に比してN型エピ
タキシャル層4中に大きく広がる。Next, as shown in FIG. 1(b), after removing the thermal oxide film formed in the aforementioned heat treatment step to expose the surface of the P-type silicon substrate 1,
An N-type epitaxial layer 4 is grown over the entire surface at a temperature of .degree. At this time, since the N-type epitaxial layer 4 is grown at a high temperature exceeding about 1050° C., the impurity implanted into each buried layer is diffused into the N-type epitaxial layer 4. In this case, the N-type buried layer 2a has a higher impurity concentration in the region where the collector is to be formed than the other parts, so the region where the collector is to be formed is an N-type epitaxial layer compared to the other part. It spreads widely within 4.
その後、第1図(C)に示すように、第3図(a)乃至
(C)に示す従来と同様の工程により、BiCMOS集
積回路装置を製造することができる。この場合に、本実
施例においては、リン拡散領域20.21を浅く形成し
ても、コレクタ電極10aに接続されたリン拡散領域2
0がN型埋込層2aに確実に接続されている。Thereafter, as shown in FIG. 1(C), a BiCMOS integrated circuit device can be manufactured by the same steps as the conventional method shown in FIGS. 3(a) to 3(C). In this case, in this embodiment, even if the phosphorus diffusion region 20.21 is formed shallowly, the phosphorus diffusion region 20.21 connected to the collector electrode 10a
0 is securely connected to the N-type buried layer 2a.
本実施例によれば、コレクタ領域に形成するリン拡散領
域20を比較的浅く形成しても、N型埋込層2aとリン
拡散領域20とが相互に接続されるため、コレクタ抵抗
を十分に低減することができ、バイポーラトランジスタ
の動作速度を十分に高めることができる。一方、これに
伴って、ソース・ドレイン引出領域に形成するリン拡散
領域21も比較的浅く形成することができるので、P型
埋込層3cとリン拡散領域21とが相互に接続されるこ
とはなく、NチャネルMO8トランジスタの耐圧が低下
することを防止できる。従って、BicMO8集積回路
装置の製造歩留りを向上させることができる。According to this embodiment, even if the phosphorus diffusion region 20 formed in the collector region is formed relatively shallowly, the N-type buried layer 2a and the phosphorus diffusion region 20 are connected to each other, so that the collector resistance can be sufficiently reduced. The operating speed of the bipolar transistor can be sufficiently increased. On the other hand, since the phosphorus diffusion region 21 formed in the source/drain lead-out region can also be formed relatively shallowly, the P-type buried layer 3c and the phosphorus diffusion region 21 are not connected to each other. Therefore, it is possible to prevent the withstand voltage of the N-channel MO8 transistor from decreasing. Therefore, the manufacturing yield of BicMO8 integrated circuit devices can be improved.
また、本実施例においては、マスク材24のパターンを
従来とは異なるものにするだけで、格別の工程を設ける
ことなく、上述の如く優れた効果を得ることができる。In addition, in this embodiment, the excellent effects described above can be obtained without any special process simply by making the pattern of the mask material 24 different from the conventional pattern.
第2図(a)乃至(C)は本発明の第2の実施例に係る
BiCMOS集積回路装置の製造方法を工程順に示す断
面図である。なお、第2図(a)乃至(C)において第
1図(a)乃至(C)及び第3図(a)乃至(C)と同
一物には同一符号を付してその部分の詳細な説明は省略
する。FIGS. 2(a) to 2(C) are cross-sectional views showing a method for manufacturing a BiCMOS integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention in order of steps. In Fig. 2 (a) to (C), the same parts as in Fig. 1 (a) to (C) and Fig. 3 (a) to (C) are given the same reference numerals, and the details of the parts are indicated. Explanation will be omitted.
先ず、第2図(a)に示すように、P型シリコン基板1
の表面にN型埋込層2a、2bを選択的に形成した後に
、気相成長法によりP型シリコン基板1上に酸化膜を形
成する。次いで、前記酸化膜を選択的に除去することに
より、コレクタ形成予定領域及び真性ベース形成予定領
域を除く部分のN型埋込層2aの直上域、N型埋込層2
bの直上域並びにP型埋込層の形成予定領域に開口部を
有するマスク材25をパターン形成する。なお、このマ
スク材25は全面に前記酸化膜が若干残存している。次
に、マスク材25をマスクとして全面にP型不純物を添
加することにより、P型シリコン基板1の表面にP型埋
込層3a* 3b、3cを選択的に形成する。また、N
型埋込層2aのグラフトベース形成予定領域部分及びN
型埋込層2aにはP型不純物が注入され、N型不純物が
P型不純物により相殺されるので、これらの部分のN型
不純物の濃度は実質的に低下する。First, as shown in FIG. 2(a), a P-type silicon substrate 1 is
After selectively forming N-type buried layers 2a and 2b on the surface, an oxide film is formed on P-type silicon substrate 1 by vapor phase growth. Next, by selectively removing the oxide film, the region directly above the N-type buried layer 2a, excluding the region where the collector is to be formed and the region where the intrinsic base is to be formed, is removed.
A mask material 25 having openings in the region immediately above b and in the region where the P-type buried layer is to be formed is patterned. Note that the oxide film slightly remains on the entire surface of this mask material 25. Next, P-type impurities are added to the entire surface using the mask material 25 as a mask, thereby selectively forming P-type buried layers 3a* 3b and 3c on the surface of the P-type silicon substrate 1. Also, N
The graft base formation area portion of the mold buried layer 2a and N
P-type impurities are implanted into the type buried layer 2a, and the N-type impurities are canceled out by the P-type impurities, so that the concentration of the N-type impurities in these portions is substantially reduced.
次に、第2図(b)に示すように、P型シリコン基板1
の表面を露出させた後、全面にN型エピタキシャル層4
を成長させる。このとき、各埋込層に注入された不純物
がN型エピタキシャル層4中に拡散する。この場合、N
型埋込層2aは前記コレクタ形成予定領域部分及び前記
真性ベース形成予定領域部分が前記グラフトベース形成
予定領域部分に比して不純物濃度が高いため、N型エピ
タキシャル層4中に大きく広がる。また、N型埋込層2
bはN型不純物の濃度が低減されているため、第1の実
施例に比してN型エピタキシャル層4への広がりが小さ
くなる。Next, as shown in FIG. 2(b), a P-type silicon substrate 1
After exposing the surface of , an N-type epitaxial layer 4 is formed on the entire surface.
grow. At this time, the impurity implanted into each buried layer diffuses into the N-type epitaxial layer 4. In this case, N
The type buried layer 2a widely spreads in the N-type epitaxial layer 4 because the impurity concentration in the collector formation region and the intrinsic base formation region is higher than in the graft base formation region. In addition, the N-type buried layer 2
Since the concentration of N-type impurities in b is reduced, the spread to the N-type epitaxial layer 4 is smaller than in the first embodiment.
ソノ後、第2図(C)に示すように、第1の実施例と同
様にして、BiCMOS集積回−路装置を製造すること
ができる。After sowing, a BiCMOS integrated circuit device can be manufactured in the same manner as in the first embodiment, as shown in FIG. 2(C).
本実施例によれば、第1の実施例と同様にして、リン拡
散領域20.21を比較的浅く形成しても、N型埋込層
2とリン拡散領域2oとが相互に接続されるため、バイ
ポーラトランジスタの動作速度を十分に高めることがで
きると共に、NチャネルMO8トランジスタの耐圧が低
下することを防止できる。According to this embodiment, even if the phosphorus diffusion regions 20 and 21 are formed relatively shallowly, the N-type buried layer 2 and the phosphorus diffusion region 2o are connected to each other in the same manner as in the first embodiment. Therefore, the operating speed of the bipolar transistor can be sufficiently increased, and the withstand voltage of the N-channel MO8 transistor can be prevented from decreasing.
更に、本実施例においては、N型埋込層2aは真性ベー
ス領域14の直下域においてもN型エピタキシャル層4
aの表面に向けて大きく広がっている。このため、N型
エピタキシャル層4aの表面濃度が高まるので、P型の
真性ベース領域14は従来に比して浅く形成することが
できる。これにより、バイポーラトランジスタの動作速
度をより一層高めることができるという効果も奏する。Furthermore, in this embodiment, the N-type buried layer 2a also forms the N-type epitaxial layer 4 in the region immediately below the intrinsic base region 14.
It spreads widely toward the surface of a. Therefore, since the surface concentration of the N-type epitaxial layer 4a increases, the P-type intrinsic base region 14 can be formed shallower than before. This also has the effect of further increasing the operating speed of the bipolar transistor.
[発明の効果コ
以上説明したように本発明によれば、第1導電型の第2
の埋込層を形成する際に第2導電型の第1の埋込層の所
定部分に第1導電型不純物を添加するから、前記第1の
埋込層はコレクタ形成予定領域を含む所定領域部分がそ
の外の部分に比してエピタキシャル層中に大きく広がる
。このため、後工程において前記エピタキシャル層の表
面に形成するコレクタ拡散領域の深さを従来に比して浅
くしても、フレフタ抵抗を十分に低減することができ、
バイポーラトランジスタの動作速度を高めることかでき
る。一方、前記コレクタ拡散領域と同時に形成すソース
・ドレイン引出領域も比較的浅くすることができるので
、MOSトランジスタの耐圧が低下することを防止でき
る。これにより、BiCMOS集積回路装置の製造歩留
りを向上させることができる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the second conductivity type
Since the first conductivity type impurity is added to a predetermined portion of the second conductivity type first buried layer when forming the buried layer, the first conductivity type impurity is added to a predetermined region including the collector formation region. The portion extends into the epitaxial layer to a greater extent than the portion outside of the epitaxial layer. Therefore, even if the depth of the collector diffusion region formed on the surface of the epitaxial layer in the subsequent process is made shallower than in the past, the frefter resistance can be sufficiently reduced.
It is possible to increase the operating speed of bipolar transistors. On the other hand, since the source/drain lead-out region formed at the same time as the collector diffusion region can be made relatively shallow, it is possible to prevent the withstand voltage of the MOS transistor from decreasing. Thereby, the manufacturing yield of BiCMOS integrated circuit devices can be improved.
第1図(a)乃至(c)は本発明の第1の実施例に係る
BiCMOS集積回路装置の製造方法を工程順に示す断
面図、第2図(a)乃至(c)は本発明の第2の実施例
に係るBjCMO3集積回路装置の製造方法を工程順に
示す断面図、第3図(a)乃至(c)は従来のBiCM
OS集積回路装置の製造方法を工程順に示す断面図であ
る。
1;P型シリコン基板、2 a + 2 b : N型
埋込層、3a+ 3b、3c:P型埋込層、4+4a+
4b;N型エピタキシャル層、5;P型ウェル、8;フ
ィールド絶縁膜、8;チャネルストッパ領域、9;酸化
シリコン膜、10a;コレクタ電極、10b、10c;
ゲート電極、10d;ソース・ドレイン引出配線、11
,12;ソース拳ドレイン領域、13;グラフトベース
領域、14;真性ベース領域、15,23;層間絶縁膜
、17;エミッタ領域、18;エミッタ電極、19;電
極、20.21;リン拡散領域、24,25;マスク材FIGS. 1(a) to (c) are cross-sectional views showing the manufacturing method of a BiCMOS integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention in order of steps, and FIGS. 3(a) to 3(c) are cross-sectional views showing the manufacturing method of the BjCMO3 integrated circuit device according to the second embodiment in the order of steps, and FIGS.
1A and 1B are cross-sectional views showing a method for manufacturing an OS integrated circuit device in order of steps. 1; P-type silicon substrate, 2 a + 2 b: N-type buried layer, 3a+ 3b, 3c: P-type buried layer, 4+4a+
4b; N-type epitaxial layer; 5; P-type well; 8; field insulating film; 8; channel stopper region; 9; silicon oxide film; 10a; collector electrode; 10b, 10c;
Gate electrode, 10d; source/drain lead wiring, 11
, 12; source fist drain region, 13; graft base region, 14; intrinsic base region, 15, 23; interlayer insulating film, 17; emitter region, 18; emitter electrode, 19; electrode, 20. 21; phosphorus diffusion region, 24, 25; Mask material
Claims (2)
体基板の表面に第2導電型不純物を注入することにより
前記半導体基板の表面のバイポーラトランジスタ形成予
定領域に第1の埋込層を選択的に形成する工程と、第2
のマスク材をマスクとして前記半導体基板の表面に第1
導電型不純物を注入することにより前記半導体基板の表
面のMOSトランジスタ形成予定領域に第2の埋込層を
選択的に形成する工程と、全面にエピタキシャル層を成
長させる工程とを有するBiCMOS集積回路装置の製
造方法において、前記第2のマスク材は前記第1の埋込
層上におけるコレクタ形成予定領域を含む所定領域を除
く部分に開口部を有することを特徴とするBiCMOS
集積回路装置の製造方法。(1) A first buried layer is formed in a region where a bipolar transistor is to be formed on the surface of the semiconductor substrate by implanting a second conductivity type impurity into the surface of the first conductivity type semiconductor substrate using the first mask material as a mask. selectively forming a second
The first mask material is applied to the surface of the semiconductor substrate using the mask material as a mask.
A BiCMOS integrated circuit device comprising the steps of: selectively forming a second buried layer in a region where a MOS transistor is to be formed on the surface of the semiconductor substrate by implanting a conductivity type impurity; and growing an epitaxial layer over the entire surface. BiCMOS manufacturing method, wherein the second mask material has an opening in a portion of the first buried layer excluding a predetermined region including a region where a collector is to be formed.
A method of manufacturing an integrated circuit device.
とを特徴とする請求項1に記載のBiCMOS集積回路
装置の製造方法。(2) The method for manufacturing a BiCMOS integrated circuit device according to claim 1, wherein the predetermined region includes a region where an intrinsic base is to be formed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2195157A JP2969846B2 (en) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | Method for manufacturing BiCMOS integrated circuit device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2195157A JP2969846B2 (en) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | Method for manufacturing BiCMOS integrated circuit device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0480954A true JPH0480954A (en) | 1992-03-13 |
| JP2969846B2 JP2969846B2 (en) | 1999-11-02 |
Family
ID=16336381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2195157A Expired - Lifetime JP2969846B2 (en) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | Method for manufacturing BiCMOS integrated circuit device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2969846B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0653420A (en) * | 1992-06-16 | 1994-02-25 | Samsung Electron Co Ltd | BiCMOS transistor and manufacturing method thereof |
-
1990
- 1990-07-24 JP JP2195157A patent/JP2969846B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0653420A (en) * | 1992-06-16 | 1994-02-25 | Samsung Electron Co Ltd | BiCMOS transistor and manufacturing method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2969846B2 (en) | 1999-11-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0481337B2 (en) | ||
| JPS63304657A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| JP2953425B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JP2587444B2 (en) | Bipolar transistor using CMOS technology and method of manufacturing the same | |
| JPH0193159A (en) | Manufacture of bicmos element | |
| JP3638313B2 (en) | BiCMOS process to support merged devices | |
| JPH0148661B2 (en) | ||
| JPH0480954A (en) | Manufacture of bicmos integrated circuit device | |
| JP2002170890A (en) | Semiconductor device | |
| JPH04116933A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| JPS60171757A (en) | Semiconductor integrated circuit device and manufacture thereof | |
| JPS60211867A (en) | Semiconductor device and manufacture thereof | |
| JPH0481336B2 (en) | ||
| JP2770576B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JPS61139057A (en) | Manufacture of semiconductor integrated circuit device | |
| JP3241363B2 (en) | Method for manufacturing BiCMOS integrated circuit device | |
| JPS63181365A (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
| JPS61251164A (en) | Manufacture of bi-mis integrated circuit | |
| JPH03278568A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| JPH0575033A (en) | Semiconductor integrated circuit device and manufacture thereof | |
| JPH01157565A (en) | Manufacture of bi-mos integrated circuit device | |
| JPS62239563A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| JPH05144932A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| JPH04129229A (en) | Manufacture of bipolar transistor | |
| JPS6031276A (en) | Semiconductor device and manufacture thereof |