JPH0638472B2 - 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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JPH0638472B2
JPH0638472B2 JP61264272A JP26427286A JPH0638472B2 JP H0638472 B2 JPH0638472 B2 JP H0638472B2 JP 61264272 A JP61264272 A JP 61264272A JP 26427286 A JP26427286 A JP 26427286A JP H0638472 B2 JPH0638472 B2 JP H0638472B2
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/01Manufacture or treatment
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    • H10D84/0109Integrating at least one component covered by H10D12/00 or H10D30/00 with at least one component covered by H10D8/00, H10D10/00 or H10D18/00, e.g. integrating IGFETs with BJTs the at least one component covered by H10D12/00 or H10D30/00 being a MOS device
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特にシリコンゲ
ートMOS型電界効果トランジスタとバイポーラトラン
ジスタを同一基板上に形成した集積回路装置の製造方法
に関する。
〔従来の技術〕
バイポーラトランジスタと相補型電界効果トランジスタ
(以下CMOSトランジスタと記す)を同一基板上に形
成した集積回路(以下Bi−CMOS ICと記す)
は、CMOSトランジスタの低消費電力動作と、バイポ
ーラトランジスタの高速動作,高駆動能力を同時に実現
出来ることから、近年多くの試みが報告されている。
従来報告されているBi−CMOS ICの製造プロセ
スの一例により形成したBi−CMOS素子の断面図を
第3図に示す。第3図を参照して製造工程を順に追って
説明すると、P型基板IにN型埋込領域2,P型埋
込領域3を形成し、次いでN型エピタキシャル層4を成
長し、NchMOSFFT形成領域と、バイポーラ絶縁
分離領域にP型領域5を、PchMOSFFT形成領域
にN型ウエル領域6を形成し、素子分離酸化膜8を形成
する。次に、ゲート酸化膜を形成後、ゲート多結晶シリ
コン層9、バイポーラベース領域10を形成し、バイポ
ーラトランジスタのエミッタ拡散窓を開口後、第2の多
結晶シリコン層13をエミッタ拡散窓を覆う様に形成す
る。NchMOSFETのソース・ドレイン領域とバイ
ポーラトランジスタのエミッタ領域15を同時に形成
し、PchMOSFETのソース・ドレイン領域のバイ
ポーラトランジスタのベースコンタクト領域17を形成
する。
以上、最近の高速化に対応したBi−CMOSプロセス
の一例を示したが、このプロセスによれば、バイポーラ
トランジスタの高速化のため、エミッタ拡散窓上に第2
の多結晶シリコン層を形成することにより、電極配線を
引き出す時に開口するコンタクトのマスク合わせズレを
見込む必要がなく、エミッタ領域を小さく出来、又、バ
イポーラトランジスタのエミッタとNchMOSFET
のソース・ドレイン領域、バイポーラトランジスタのベ
ースコンタクト領域とPchMOSFETのソース・ド
レイン領域を同時に形成することから、工程が簡略化さ
れるという利点がある。しかし、エミッタ拡散窓を覆う
様に形成した第2の多結晶シリコン層とベース領域との
間には、ゲート酸化膜かそれと同程度の厚さのパターン
酸化膜しかないため、エミッタとベース間の容量を必要
以上に増やしている。又、バイポーラトランジスタの高
速化及びCMOSFETの微細化に伴い、拡散層深さが
浅くなる傾向にあるが、従来のプロセスでは、エミッタ
押込(hFEコントロール)とNchMOSFETのソー
ス・ドレイン形成を同時に行っておりバイポーラトラン
ジスタ高速化のためエミッタ押込時間を短くすると、N
chMOSFETのソース・ドレイン領域も浅くなり、
ホットエレクトロン等の問題が生じ、微細化には対応出
来ない等の欠点がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
以上述べて来たように、従来法によりBi−CMOSプ
ロセスは、高速化の為、第2の多結晶シリコン層を用
い、エミッタ領域を小さく出来るが、この第2の多結晶
シリコン層とベース領域との間にはゲート酸化膜かそれ
と同程度の厚さのパターン酸化膜微細なエミッタ領域に
もかかわらず、十分な高速化が得られない。又、バイポ
ーラトランジスタのエミッタ領域と、NchMOSFE
Tのソース・ドレイン領域とを同時に形成しているた
め、バイポーラトランジスタの高速化のためエミッタを
浅く形成しようとするとNchMOSFETのソース・
ドレイン領域も浅くなりホットエレクトロン等の問題が
生じ、微細化には対応出来ないなどの欠点がある。
本発明の目的は、前述した様なバイポーラトランジスタ
の特性劣化を伴うことなく、MOSFETの微細化も可
能なBi−CMOSICの製造可能な半導体装置の製造
方法を提供することにある。
〔問題点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、一つの半導体基板に
シリコンゲートMOS型電界効果トランジスタとバイポ
ーラトランジスタとを含む半導体装置の製造方法に於い
て、シリコンゲートMOS型電界効果トランジスタのゲ
ート多結晶シリコン層を形成する工程と、N型ソース・
ドレイン領域を形成する工程と、前記半導体基板全面に
所定の厚さを有するシリコン酸化膜を形成する工程と、
バイポーラトランジスタのエミッタ拡散層を開口する工
程と、ゲート多結晶シリコン層よりも薄い第2の多結晶
シリコン層を前記バイポーラトランジスタのエミッタ拡
散窓を覆う様に形成する工程と、前記第2の多結晶シリ
コン層及び前記シリコン酸化膜を異方性ドライエッチン
グにより前記バイポーラトランジスタのエミッタ領域に
前記第2の多結晶シリコン層を残すと共に前記ゲート多
結晶シリコン側壁にシリコン酸化膜を残す工程と、バイ
ポーラトランジスタのエミッタ及びMOS型電界効果ト
ランジスタのNソース・ドレイン領域を形成する工程
と、バイポーラトランジスタのベースコンタクト領域と
ソース・ドレイン領域を形成する工程とを含んで構
成される。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。第1図(a)〜(d)は本発明の一実施例を説明す
るために工程順に示した半導体素子の断面図である。
先ず、第1図(a)に示す様に、P型基板1にN型埋
込層2,P埋込層3を形成し、N型エピタキシャル層
4を成長させる。NMOSFET形成領域とバイポーラ
絶縁分離領域にP型ウェル領域5を形成し、PMOSF
ET形成領域にN型ウェル領域6を形成する。次に、バ
イポーラトランジスタのコレクタ部にN領域7を形成
し、選択的に分離酸化膜8を形成し、MOSFETのゲ
ート多結晶シリコン9,バイポーラトランジスタのベー
ス領域10を形成する。
次に、第1図(b)に示す様にNMOSFETのn型ソ
ースドレイン領域12を形成し、例えばCVD法により
シリコン酸化膜層19を形成する。
次に、第1図(c)に示す様にバイポーラトランジスタ
のエミッタ拡散窓11を開口し、第2の多結晶シリコン
層13をエミッタ拡散窓を覆う様に形成するが、この
時、最小寸法2μmのプロセスを用いた場合、配線を引
き出す時のコンタクト開口時のマスク合わせズレ2μm
を見込む必要があり、第2の多結晶シリコン層の幅は、
6μm以上必要となる。従来法によるとこの第2の多結
晶シリコン層とベース領域との間には薄い酸化膜(50
0Å程度)しかないため、エミッタ,ベース間の容量は
接合容量以外に、MOS型容量が付加されることにな
る。今、例えばシリコン酸化膜を2500Å程度成長さ
せるとエミッタ,ベース間の酸化膜厚は3000Åとな
り、MOS型容量は1/6に低減される。第2の多結晶
シリコン層形成後異方性ドライエッチングによりバイポ
ーラトランジスタのエミッタ領域上の第2多結晶シリコ
ンを残すと共にゲート多結晶シリコン層側面に酸化膜層
18を残す。次に、NMOSFETのN型ソース・ド
レイン領域14とバイポーラトランジスタのエミッタ領
域15を同時に形成する。
次に、第1図(d)に示す様にPMOSFETのソース
・ドレイン領域16とバイポーラトランジスタのベース
コンタクト領域17を同時に形成する。
第2図は本発明の第2の実施例により形成された半導体
素子の断面図である。第2の実施例は第1の実施例に加
え、それぞれの拡散層及び多結晶シリコン上を高融点金
属化した時の例である。
この実施例では、第2の多結晶シリコン層とベース領域
との間には酸化膜領域を追加したことにより、自己整合
的にシリサイド化した際、エミッタとベースがショート
する様な不具合は発生しなくなる。又、ゲート多結晶シ
リコン層側面にも酸化膜層が形成されるため、ゲート多
結晶シリコン層とソース・ドレイン領域のシリサイド化
が自己整合的に出来るという利点がある。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、ゲート多結晶シリコン層
を形成後、シリコン酸化膜層を形成することにより、エ
ミッタ,ベース間容量の低減が出来、バイポーラトラン
ジスタの高速化が可能であり、MOSFETに対しても
形状がLDD構造になり微細化に対応出来るという効果
がある。
又、エミッタ,ベース間の酸化膜が従来より十分に厚く
出来、ゲート多結晶シリコン層側面に酸化膜層があるた
め、自己整合的に拡散層及び多結晶シリコン層表面を高
融点金属シリサイド化することが可能であり、これによ
り、バイポーラ,CMOS共に高速化が可能となるとい
う利点もあある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(d)は本発明の一実施例を説明するた
めに工程順に示した半導体素子の断面図,第2図は他の
実施例を説明するための半導体素子の断面図,第3図は
従来技術を説明するための半導体素子の断面図である。 1……P型半導体基板、2……N埋込領域、3……P
型埋込領域、4……N型エピ領域、5……P型ウエル
領域、6……N型ウエル領域、7……N型コレクタ領
域、8……分離酸化膜、9……ゲート多結晶シリコン、
10……P型ベース領域、11……エミッタ拡散窓、1
2……N型ソース・ドレイン領域、13……第2多結晶
シリコン層、14……N型ソース・ドレン領域、15
……エミッタ領域、16……P型ソース・ドレイン領
域、17……ベースコンタクト領域、18……側面酸化
膜領域、19……シリコン酸化膜層、20……高融点シ
リサイド層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一つの半導体基板にシリコンゲートMOS
    型電界効果トランジスタとバイポーラトランジスタとを
    含む半導体装置の製造方法に於いて、シリコンゲートM
    OS型電界効果トランジスタのゲート多結晶シリコン層
    を形成する工程と、N型ソース・ドレイン領域を形成す
    る工程と、前記半導体基板全面に少なくともゲート酸化
    膜あるいはパターン酸化膜よりも厚いシリコン酸化膜を
    形成する工程と、前記バイポーラトランジスタのエミッ
    タ拡散窓を開口する工程と、前記ゲート多結晶シリコン
    層よりも薄い第2の多結晶シリコン層を前記バイポーラ
    トランジスタのエミッタ拡散窓を覆う様に形成する工程
    と、前記第2の多結晶シリコン層及び前記シリコン酸化
    膜を異方性ドライエッチングにより前記バイポーラトラ
    ンジスタのエミッタ領域に前記第2の多結晶シリコン層
    を残すと共に前記ゲート多結晶シリコン側壁にシリコン
    酸化膜を残す工程と、前記バイポーラトランジスタのエ
    ミッタ及び前記MOS型電界効果トランジスタのN
    ース・ドレイン領域を形成する工程と、前記バイポーラ
    トランジスタのベースコンタクト領域とPソース・ド
    レイン領域を形成する工程とを含むことを特徴とする半
    導体装置の製造方法。
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