JPH0653420A - BiCMOSトランジスタ及びその製造方法 - Google Patents
BiCMOSトランジスタ及びその製造方法Info
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- JPH0653420A JPH0653420A JP5053836A JP5383693A JPH0653420A JP H0653420 A JPH0653420 A JP H0653420A JP 5053836 A JP5053836 A JP 5053836A JP 5383693 A JP5383693 A JP 5383693A JP H0653420 A JPH0653420 A JP H0653420A
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- drain
- gate
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/01—Manufacture or treatment
- H10D84/0123—Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs
- H10D84/0126—Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs the components including insulated gates, e.g. IGFETs
- H10D84/0165—Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs the components including insulated gates, e.g. IGFETs the components including complementary IGFETs, e.g. CMOS devices
- H10D84/0186—Manufacturing their interconnections or electrodes, e.g. source or drain electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
- H10D30/601—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET] having lightly-doped drain or source extensions, e.g. LDD IGFETs or DDD IGFETs
-
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
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- H10D84/0188—Manufacturing their isolation regions
Landscapes
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 静電気放電のための別途の面積を占めなくて
半導体装置の集積度を向上させることができ、工程追加
なしで工程及び構造が簡単な静電気保護構造を形成して
信頼性を向上させることのできるBiCMOSトランジ
スタ及びその製造方法。 【構成】 半導体基板内に第1導電形の不純物で形成さ
れる埋没層と、この埋没層上に形成されるエピタキシャ
ル層に第1導電形の不純物で形成される第1導電形ウェ
ルと、前記エピタキシャル層の表面に形成されるゲート
絶縁膜と、このゲート絶縁膜上の所定部分に形成される
ゲートと、このゲートの側壁に形成されるスペーサと、
前記ゲートの一方の側のエピタキシャル層上に第2導電
形の不純物によりLDD構造に形成されるソースと、前
記ゲートの他側のエピタキシャル層上に第2導電形の不
純物により形成されるドレインとを備えるBiCMOS
トランジスタ。
半導体装置の集積度を向上させることができ、工程追加
なしで工程及び構造が簡単な静電気保護構造を形成して
信頼性を向上させることのできるBiCMOSトランジ
スタ及びその製造方法。 【構成】 半導体基板内に第1導電形の不純物で形成さ
れる埋没層と、この埋没層上に形成されるエピタキシャ
ル層に第1導電形の不純物で形成される第1導電形ウェ
ルと、前記エピタキシャル層の表面に形成されるゲート
絶縁膜と、このゲート絶縁膜上の所定部分に形成される
ゲートと、このゲートの側壁に形成されるスペーサと、
前記ゲートの一方の側のエピタキシャル層上に第2導電
形の不純物によりLDD構造に形成されるソースと、前
記ゲートの他側のエピタキシャル層上に第2導電形の不
純物により形成されるドレインとを備えるBiCMOS
トランジスタ。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はBiCMOSトランジ
スタ及びその製造方法に関し、さらに詳しくは静電気に
脆弱なBiCMOSトランジスタ内nMOSトランジス
タのゲート絶縁膜あるいはドレインゲート間が静電気に
より破壊されることを防止するための静電気保護構造を
持つBiCMOSトランジスタ及びその製造方法に関す
る。
スタ及びその製造方法に関し、さらに詳しくは静電気に
脆弱なBiCMOSトランジスタ内nMOSトランジス
タのゲート絶縁膜あるいはドレインゲート間が静電気に
より破壊されることを防止するための静電気保護構造を
持つBiCMOSトランジスタ及びその製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の高集積化及び小形化の趨勢
により、MOS構造ではゲート電極の縮小、ゲート絶縁
膜の薄形化、浅い接合化がなされてきていることによ
り、接合の耐圧が減少することになっている。
により、MOS構造ではゲート電極の縮小、ゲート絶縁
膜の薄形化、浅い接合化がなされてきていることによ
り、接合の耐圧が減少することになっている。
【0003】一方で半導体装置は、製造工程中や取扱中
に発生する静電気により瞬間的に半導体装置に高電圧が
印加されて破壊されることがある。
に発生する静電気により瞬間的に半導体装置に高電圧が
印加されて破壊されることがある。
【0004】静電気放電により半導体装置が破壊される
例としては、(1)ゲート−ドレイン/ソース間のゲー
ト絶縁膜の絶縁破壊、(2)ドレイン−基板間のバルク
における接合絶縁破壊(junction breakdown)、(3)
ドレイン表面のゲート電極からの電界集中による接合絶
縁破壊、(4)ソース−ドレイン間のパンチスルーがあ
る。前記(2)または(4)項の接合絶縁破壊、及びパ
ンチスルーは静電気が除去されると接合が再び復元され
るが、(1)項の場合であるゲート絶縁膜の破壊と
(3)項の場合であるドレインとゲート間の接合絶縁破
壊は復元が不可能で半導体装置の動作が不可能になる。
通常、上記のような静電気による半導体装置の破壊を防
止するために半導体装置に別の抵抗を形成して信号遅延
回路を備えたり、ダイオードやバイポーラトランジスタ
を備えるなどの方法が利用されている。また、ゲート絶
縁膜の絶縁破壊やドレイン−ゲート間の接合絶縁破壊が
起こる前に復元が可能な(2)項の接合絶縁破壊や
(3)項のバンチスルーが起こるようにすることも一方
法である。
例としては、(1)ゲート−ドレイン/ソース間のゲー
ト絶縁膜の絶縁破壊、(2)ドレイン−基板間のバルク
における接合絶縁破壊(junction breakdown)、(3)
ドレイン表面のゲート電極からの電界集中による接合絶
縁破壊、(4)ソース−ドレイン間のパンチスルーがあ
る。前記(2)または(4)項の接合絶縁破壊、及びパ
ンチスルーは静電気が除去されると接合が再び復元され
るが、(1)項の場合であるゲート絶縁膜の破壊と
(3)項の場合であるドレインとゲート間の接合絶縁破
壊は復元が不可能で半導体装置の動作が不可能になる。
通常、上記のような静電気による半導体装置の破壊を防
止するために半導体装置に別の抵抗を形成して信号遅延
回路を備えたり、ダイオードやバイポーラトランジスタ
を備えるなどの方法が利用されている。また、ゲート絶
縁膜の絶縁破壊やドレイン−ゲート間の接合絶縁破壊が
起こる前に復元が可能な(2)項の接合絶縁破壊や
(3)項のバンチスルーが起こるようにすることも一方
法である。
【0005】一般に、半導体装置にて論理を構成する能
動素子は、バイポーラトランジスタとCMOSトランジ
スタの2種に区別される。CMOSトランジスタは消費
電力が少なく、集積度が高い。バイポーラトランジスタ
は動作速度が速く、高負荷駆動能力が大きい特性を持っ
ている。最近システムの高性能化が要求されることによ
り、論理素子において低消費電力及び高集積度を持ち高
速動作及び高負荷駆動能力を持つ半導体が要求されてい
る。このような要求を充足させるためにCMOSトラン
ジスタとバイポーラトランジスタを同一チップ上に集積
し、CMOSトランジスタを内部論理回路で、バイポー
ラトランジスタを周辺回路で利用するBiCMOS集積
回路が開発されている。BiCMOSトランジスタにお
いて、nMOSトランジスタが熱電子(Hot electron)
により絶縁破壊電圧が低くなって容易に破壊されること
を防止するために、LDD(Lightly Doped Drain )構
造が採用されている。すなわち、n及びpMOSトラン
ジスタにゲート電極を形成したあと、nMOSトランジ
スタのソース及びドレイン領域に低濃度の不純物イオン
を注入し、その後の全表面に2000〜3000Å程度
の厚さの酸化膜を形成する。続いてRIE(Reactive I
on Etching)のような乾式エッチング方法で半導体基板
が露出されるまで前記酸化膜をエッチングしてゲート電
極の側壁にスペーサを形成したあと、ソース及びドレイ
ン領域に高濃度の不純物イオンを注入する。従って、前
記スペーサの下部には低濃度の不純物領域が形成される
ので、絶縁破壊電圧が低くなることが防止される。
動素子は、バイポーラトランジスタとCMOSトランジ
スタの2種に区別される。CMOSトランジスタは消費
電力が少なく、集積度が高い。バイポーラトランジスタ
は動作速度が速く、高負荷駆動能力が大きい特性を持っ
ている。最近システムの高性能化が要求されることによ
り、論理素子において低消費電力及び高集積度を持ち高
速動作及び高負荷駆動能力を持つ半導体が要求されてい
る。このような要求を充足させるためにCMOSトラン
ジスタとバイポーラトランジスタを同一チップ上に集積
し、CMOSトランジスタを内部論理回路で、バイポー
ラトランジスタを周辺回路で利用するBiCMOS集積
回路が開発されている。BiCMOSトランジスタにお
いて、nMOSトランジスタが熱電子(Hot electron)
により絶縁破壊電圧が低くなって容易に破壊されること
を防止するために、LDD(Lightly Doped Drain )構
造が採用されている。すなわち、n及びpMOSトラン
ジスタにゲート電極を形成したあと、nMOSトランジ
スタのソース及びドレイン領域に低濃度の不純物イオン
を注入し、その後の全表面に2000〜3000Å程度
の厚さの酸化膜を形成する。続いてRIE(Reactive I
on Etching)のような乾式エッチング方法で半導体基板
が露出されるまで前記酸化膜をエッチングしてゲート電
極の側壁にスペーサを形成したあと、ソース及びドレイ
ン領域に高濃度の不純物イオンを注入する。従って、前
記スペーサの下部には低濃度の不純物領域が形成される
ので、絶縁破壊電圧が低くなることが防止される。
【0006】図6は従来技術によるBiCMOSトラン
ジスタのnMOSトランジスタ部分の一部断面図であ
る。p形Si半導体基板11上に高濃度のp形埋没層1
2が形成されており、前記p形埋没層12上にエピタキ
シャル層13が形成されている。このエピタキシャル層
13に低濃度のpウェル14が形成されている。このウ
ェル14が形成されたエピタキシャル層13上にSiO
2 (酸化ケイ素)のゲート絶縁膜15が形成されてお
り、このゲート絶縁膜15上の所定部分に多結晶Si
(多結晶ケイ素)のゲート16が形成されている。ま
た、このゲート16の側壁にSiO2 のスペーサ17が
形成されている。また、前記ゲート16両側のエピタキ
シャル層13に、n形不純物を用いた通常のLDD構造
でソース18及びドレイン19が形成されている。
ジスタのnMOSトランジスタ部分の一部断面図であ
る。p形Si半導体基板11上に高濃度のp形埋没層1
2が形成されており、前記p形埋没層12上にエピタキ
シャル層13が形成されている。このエピタキシャル層
13に低濃度のpウェル14が形成されている。このウ
ェル14が形成されたエピタキシャル層13上にSiO
2 (酸化ケイ素)のゲート絶縁膜15が形成されてお
り、このゲート絶縁膜15上の所定部分に多結晶Si
(多結晶ケイ素)のゲート16が形成されている。ま
た、このゲート16の側壁にSiO2 のスペーサ17が
形成されている。また、前記ゲート16両側のエピタキ
シャル層13に、n形不純物を用いた通常のLDD構造
でソース18及びドレイン19が形成されている。
【0007】上述したような従来のBiCMOSトラン
ジスタのnMOSトランジスタにおいては、静電気放電
により出力端と連結されたドレイン19とpウェル14
とのpn接合の絶縁破壊現象が起ったり、ゲート絶縁膜
が破壊されたり、ソース−ドレイン間に貫通及びドレイ
ン表面部の接合絶縁破壊が起ることがある。従って、半
導体基板の所定部分に別に静電気放電のためのnウェル
を形成し、ドレインと電気的に連結して静電気を放電す
る。すなわち、前述した従来の方法による静電破壊(E
SD)防護は、別途のnウェルを半導体基板上に形成し
たあとMOSトランジスタのドレインと連結しなければ
ならないので、半導体基板の面積をたくさん占めて半導
体装置の集積度を落とし、また、工程が複雑になるとい
う問題点がある。
ジスタのnMOSトランジスタにおいては、静電気放電
により出力端と連結されたドレイン19とpウェル14
とのpn接合の絶縁破壊現象が起ったり、ゲート絶縁膜
が破壊されたり、ソース−ドレイン間に貫通及びドレイ
ン表面部の接合絶縁破壊が起ることがある。従って、半
導体基板の所定部分に別に静電気放電のためのnウェル
を形成し、ドレインと電気的に連結して静電気を放電す
る。すなわち、前述した従来の方法による静電破壊(E
SD)防護は、別途のnウェルを半導体基板上に形成し
たあとMOSトランジスタのドレインと連結しなければ
ならないので、半導体基板の面積をたくさん占めて半導
体装置の集積度を落とし、また、工程が複雑になるとい
う問題点がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従ってこの発明の目的
は、静電気放電のための別途の面積を占めなくて半導体
装置の集積度を向上させることができ、工程追加なしで
工程及び構造が簡単な静電気保護構造を形成して信頼性
を向上させることのできるBiCMOSトランジスタ及
びその製造方法を提供することにある。
は、静電気放電のための別途の面積を占めなくて半導体
装置の集積度を向上させることができ、工程追加なしで
工程及び構造が簡単な静電気保護構造を形成して信頼性
を向上させることのできるBiCMOSトランジスタ及
びその製造方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明においては、半導体基板内に第1導電形の不
純物で形成される埋没層と、この埋没層上に形成される
エピタキシャル層に第1導電形の不純物で形成される第
1導電形ウェルと、前記エピタキシャル層の表面に形成
されるゲート絶縁膜と、このゲート絶縁膜上の所定部分
に形成されるゲートと、このゲートの側壁に形成される
スペーサと、前記ゲートの一方の側のエピタキシャル層
上に第2導電形の不純物によりLDD構造に形成される
ソースと、前記ゲートの他側のエピタキシャル層上に第
2導電形の不純物により形成されるドレインとを備える
BiCMOSトランジスタにおいて、前記ドレイン下部
のエピタキシャル層に前記ドレインの下部と接するよう
に第2導電形の不純物で形成される深いドレインを備え
ること、あるいは前記ゲートの他側のエピタキシャル層
に前記ドレインを包みかくすように第2導電形の不純物
で形成されている深いドレインを備えることを特徴とす
る。
にこの発明においては、半導体基板内に第1導電形の不
純物で形成される埋没層と、この埋没層上に形成される
エピタキシャル層に第1導電形の不純物で形成される第
1導電形ウェルと、前記エピタキシャル層の表面に形成
されるゲート絶縁膜と、このゲート絶縁膜上の所定部分
に形成されるゲートと、このゲートの側壁に形成される
スペーサと、前記ゲートの一方の側のエピタキシャル層
上に第2導電形の不純物によりLDD構造に形成される
ソースと、前記ゲートの他側のエピタキシャル層上に第
2導電形の不純物により形成されるドレインとを備える
BiCMOSトランジスタにおいて、前記ドレイン下部
のエピタキシャル層に前記ドレインの下部と接するよう
に第2導電形の不純物で形成される深いドレインを備え
ること、あるいは前記ゲートの他側のエピタキシャル層
に前記ドレインを包みかくすように第2導電形の不純物
で形成されている深いドレインを備えることを特徴とす
る。
【0010】また、上記構成を有するBiCMOSトラ
ンジスタにおいては、前記第1導電形がp形、第2導電
形がn形であることができ、また、前記深いドレイン
は、ドレインより高濃度の不純物がドーピングされるこ
とができる。
ンジスタにおいては、前記第1導電形がp形、第2導電
形がn形であることができ、また、前記深いドレイン
は、ドレインより高濃度の不純物がドーピングされるこ
とができる。
【0011】また、前記ゲートの他側のエピタキシャル
層に前記ドレインを包みかくすように第2導電形の不純
物で形成されている深いドレインを備える場合には、前
記ドレイン上のゲート絶縁膜は、他の部分より厚く形成
されることを特徴とする。
層に前記ドレインを包みかくすように第2導電形の不純
物で形成されている深いドレインを備える場合には、前
記ドレイン上のゲート絶縁膜は、他の部分より厚く形成
されることを特徴とする。
【0012】また、上記目的を達成するためにこの発明
においては、第1導電形の半導体基板の所定部分に互い
に離隔されるように第2導電形の不純物で第1及び第2
埋没層を形成する工程と、これら第1及び第2埋没層間
の半導体基板に第1導電形の第3埋没層を形成する工程
と、前記第1埋没層,第2埋没層及び第3埋没層の表面
にエピタキシャル層を形成する工程と、前記第1埋没層
及び第2埋没層上のエピタキシャル層に第2導電形の不
純物で第1ウェル及び第2ウェルを形成し前記第3埋没
層上のエピタキシャル層に第1導電形の不純物で第3ウ
ェルを形成する工程と、各第1ウェル及び第2ウェルと
の間の表面と第2ウェル表面の所定部分とに素子分離の
ためのフィールド酸化膜を形成する工程と、前記第2ウ
ェルの一側に第2導電形の不純物でコレクタシンカーを
形成する工程と、前記第1ウェル及び第3ウェルの所定
部分にゲート絶縁膜及びゲートを形成する工程と、前記
第3ウェル上に形成されているゲートの両側に低濃度の
第2導電形の不純物でLDD構造を形成するための低濃
度の不純物領域を形成する工程と、前記ゲートの側壁に
スペーサを形成する工程と、前記第1ウェルと第2ウェ
ルの表面に第1導電形の不純物でソース,ドレイン及び
ベースを形成する工程と、前記第3ウェルの表面に第2
導電形の不純物でソース及びドレインを形成する工程
と、前記ベース領域の一部に第2導電形の不純物でエミ
ッタ領域を形成する工程と、前述した工程により形成さ
れる構造の全表面に第1中間絶縁膜を形成してからエミ
ッタの所定部分を露出させたあとこの露出されたエミッ
タ上に多結晶シリコン層を形成してエミッタ接続層を形
成する工程と、前述した工程により形成される構造の全
表面に第2中間絶縁膜と保護層を順次的に形成したあと
電気的連結のための接触口を形成して金属導電膜を形成
する工程とを含むBiCMOSトランジスタの製造方法
において、前記コレクタシンカーを形成する工程時に第
2導電形の不純物で前記第3ウェルのドレインの下部に
深いドレインを形成する工程、あるいは、前記コレクタ
シンカーを形成する工程時に第2導電形の不純物で前記
第3ウェルのドレインを包みかくすように深いドレイン
を形成する工程を備えることを特徴とする。
においては、第1導電形の半導体基板の所定部分に互い
に離隔されるように第2導電形の不純物で第1及び第2
埋没層を形成する工程と、これら第1及び第2埋没層間
の半導体基板に第1導電形の第3埋没層を形成する工程
と、前記第1埋没層,第2埋没層及び第3埋没層の表面
にエピタキシャル層を形成する工程と、前記第1埋没層
及び第2埋没層上のエピタキシャル層に第2導電形の不
純物で第1ウェル及び第2ウェルを形成し前記第3埋没
層上のエピタキシャル層に第1導電形の不純物で第3ウ
ェルを形成する工程と、各第1ウェル及び第2ウェルと
の間の表面と第2ウェル表面の所定部分とに素子分離の
ためのフィールド酸化膜を形成する工程と、前記第2ウ
ェルの一側に第2導電形の不純物でコレクタシンカーを
形成する工程と、前記第1ウェル及び第3ウェルの所定
部分にゲート絶縁膜及びゲートを形成する工程と、前記
第3ウェル上に形成されているゲートの両側に低濃度の
第2導電形の不純物でLDD構造を形成するための低濃
度の不純物領域を形成する工程と、前記ゲートの側壁に
スペーサを形成する工程と、前記第1ウェルと第2ウェ
ルの表面に第1導電形の不純物でソース,ドレイン及び
ベースを形成する工程と、前記第3ウェルの表面に第2
導電形の不純物でソース及びドレインを形成する工程
と、前記ベース領域の一部に第2導電形の不純物でエミ
ッタ領域を形成する工程と、前述した工程により形成さ
れる構造の全表面に第1中間絶縁膜を形成してからエミ
ッタの所定部分を露出させたあとこの露出されたエミッ
タ上に多結晶シリコン層を形成してエミッタ接続層を形
成する工程と、前述した工程により形成される構造の全
表面に第2中間絶縁膜と保護層を順次的に形成したあと
電気的連結のための接触口を形成して金属導電膜を形成
する工程とを含むBiCMOSトランジスタの製造方法
において、前記コレクタシンカーを形成する工程時に第
2導電形の不純物で前記第3ウェルのドレインの下部に
深いドレインを形成する工程、あるいは、前記コレクタ
シンカーを形成する工程時に第2導電形の不純物で前記
第3ウェルのドレインを包みかくすように深いドレイン
を形成する工程を備えることを特徴とする。
【0013】ここで、前記コレクタシンカーを形成する
工程時に第2導電形の不純物で前記第3ウェルのドレイ
ンを包みかくすように深いドレインを形成する工程を備
える場合には、前記ゲート絶縁膜を熱酸化方法で形成し
て前記第3ウェルの深いドレイン上に他の部分より厚く
形成するとよい。
工程時に第2導電形の不純物で前記第3ウェルのドレイ
ンを包みかくすように深いドレインを形成する工程を備
える場合には、前記ゲート絶縁膜を熱酸化方法で形成し
て前記第3ウェルの深いドレイン上に他の部分より厚く
形成するとよい。
【0014】
【実施例】以下、添付した図面を参照してこの発明によ
るBiCMOSトランジスタとその製造方法を詳細に説
明する。
るBiCMOSトランジスタとその製造方法を詳細に説
明する。
【0015】図1はこの発明の一実施例に係るBiCM
OSトランジスタの一部断面図として、nMOSトラン
ジスタ部分の断面を示したものである。p形Siの半導
体基板21の表面には、B(ホウ素)などのp形不純物
が1E13〜5E13ions/cm2 程度のドース量で注入
されたp形の埋没層22が形成されており、この埋没層
22が形成された半導体基板21上にエピタキシャル層
23が形成されている。この埋没層22はnMOSトラ
ンジスタのラッチアップを防止するためのものである。
また、前記エピタキシャル層23に、Bなどのp形不純
物が1E12〜3E12ions/cm2 程度のドーズ量で注
入されたpウェル24が形成されており、このpウェル
24が形成されているエピタキシャル層23上にSiO
2 (酸化ケイ素)またはSi3 N4 (窒化ケイ素)の絶
縁物質でゲート絶縁膜25が形成されている。また、前
記ゲート絶縁膜25上に多結晶Si(多結晶ケイ素)で
ゲート26が形成されており、このゲート26の側壁に
スペーサ27が形成されている。
OSトランジスタの一部断面図として、nMOSトラン
ジスタ部分の断面を示したものである。p形Siの半導
体基板21の表面には、B(ホウ素)などのp形不純物
が1E13〜5E13ions/cm2 程度のドース量で注入
されたp形の埋没層22が形成されており、この埋没層
22が形成された半導体基板21上にエピタキシャル層
23が形成されている。この埋没層22はnMOSトラ
ンジスタのラッチアップを防止するためのものである。
また、前記エピタキシャル層23に、Bなどのp形不純
物が1E12〜3E12ions/cm2 程度のドーズ量で注
入されたpウェル24が形成されており、このpウェル
24が形成されているエピタキシャル層23上にSiO
2 (酸化ケイ素)またはSi3 N4 (窒化ケイ素)の絶
縁物質でゲート絶縁膜25が形成されている。また、前
記ゲート絶縁膜25上に多結晶Si(多結晶ケイ素)で
ゲート26が形成されており、このゲート26の側壁に
スペーサ27が形成されている。
【0016】また、前記ゲート26両側のpウェル24
上にP(リン)及びAs(ヒ素)などのn形不純物がそ
れぞれ1E13〜5E13ions/cm2 と5E15〜8E
15ions/cm2 程度のドーズ量で注入され低濃度及び高
濃度の不純物層になされたLDD構造のソース28及び
ドレイン29が形成されている。また、前記ドレイン2
9下部のpウェル24にPなどのn形不純物が3E15
〜5E15ions/cm2程度のドーズ量で注入された深い
ドレイン30が形成されている。この深いドレイン30
は、LDD構造のドレイン29とpウェル24との接合
面積を増加させ、ドレイン29からpウェル24への静
電気放電路を形成する。従って、nMOSトランジスタ
の静電気に対する耐圧が増加する。また、前記ゲート絶
縁膜25の絶縁破壊が発生する電圧(以下VGという)
より前記深いドレイン30を備えるnMOSトランジス
タのドレイン29−バルク間の接合絶縁破壊電圧または
ソース28、ドレイン29間のパンチスルー電圧が低け
れば、静電気によるゲート絶縁膜25の破壊は起らない
ので素子は再び動作可である。また、前記深いドレイン
30は、別途の工程の追加なしでBiCMOSトランジ
スタのバイポーラトランジスタの中でコレクタシンカー
(collector sinker)を形成するときに共に形成され
る。
上にP(リン)及びAs(ヒ素)などのn形不純物がそ
れぞれ1E13〜5E13ions/cm2 と5E15〜8E
15ions/cm2 程度のドーズ量で注入され低濃度及び高
濃度の不純物層になされたLDD構造のソース28及び
ドレイン29が形成されている。また、前記ドレイン2
9下部のpウェル24にPなどのn形不純物が3E15
〜5E15ions/cm2程度のドーズ量で注入された深い
ドレイン30が形成されている。この深いドレイン30
は、LDD構造のドレイン29とpウェル24との接合
面積を増加させ、ドレイン29からpウェル24への静
電気放電路を形成する。従って、nMOSトランジスタ
の静電気に対する耐圧が増加する。また、前記ゲート絶
縁膜25の絶縁破壊が発生する電圧(以下VGという)
より前記深いドレイン30を備えるnMOSトランジス
タのドレイン29−バルク間の接合絶縁破壊電圧または
ソース28、ドレイン29間のパンチスルー電圧が低け
れば、静電気によるゲート絶縁膜25の破壊は起らない
ので素子は再び動作可である。また、前記深いドレイン
30は、別途の工程の追加なしでBiCMOSトランジ
スタのバイポーラトランジスタの中でコレクタシンカー
(collector sinker)を形成するときに共に形成され
る。
【0017】図2はこの発明の他の実施例によるBiC
MOSトランジスタの一部断面図として、nMOSトラ
ンジスタ部分の断面を示すものである。p形Siの半導
体基板31の表面にBなどのp形不純物でp形の埋没層
32が形成されており、このp形の埋没層32が形成さ
れている半導体基板31上にエピタキシャル層33が形
成されている。また、前記エピタキシャル層33内にp
形の不純物でpウェル34が形成されており、このpウ
ェル34が形成されているエピタキシャル層33上に、
熱酸化方法によりゲート絶縁膜35が形成されている。
このゲート絶縁膜35は、ドレイン39が形成される部
分において他の部分より厚く形成されている。すなわ
ち、深いドレイン40に高濃度の不純物がドーピングさ
れてあるために、前記ゲート絶縁膜35を熱酸化方法で
形成するとき、深いドレイン40の上部にて酸化膜が他
の部分より速く成長することにより、他の部分より厚い
ゲート絶縁膜35が形成されるものである。
MOSトランジスタの一部断面図として、nMOSトラ
ンジスタ部分の断面を示すものである。p形Siの半導
体基板31の表面にBなどのp形不純物でp形の埋没層
32が形成されており、このp形の埋没層32が形成さ
れている半導体基板31上にエピタキシャル層33が形
成されている。また、前記エピタキシャル層33内にp
形の不純物でpウェル34が形成されており、このpウ
ェル34が形成されているエピタキシャル層33上に、
熱酸化方法によりゲート絶縁膜35が形成されている。
このゲート絶縁膜35は、ドレイン39が形成される部
分において他の部分より厚く形成されている。すなわ
ち、深いドレイン40に高濃度の不純物がドーピングさ
れてあるために、前記ゲート絶縁膜35を熱酸化方法で
形成するとき、深いドレイン40の上部にて酸化膜が他
の部分より速く成長することにより、他の部分より厚い
ゲート絶縁膜35が形成されるものである。
【0018】また、ゲート絶縁膜35上に多結晶Siの
ゲート36が形成されており、このゲート36はゲート
絶縁膜35の厚い部分と所定の範囲だけ重なり合ってい
る。また、前記ゲート36の側壁にスペーサ37が形成
されており、前記ゲート絶縁膜35が薄い側のゲート3
6下部のpウェル34に、P及びAsなどのn形不純物
でそれぞれに低濃度及び高濃度の不純物層を持つLDD
構造でソース38が形成されている。
ゲート36が形成されており、このゲート36はゲート
絶縁膜35の厚い部分と所定の範囲だけ重なり合ってい
る。また、前記ゲート36の側壁にスペーサ37が形成
されており、前記ゲート絶縁膜35が薄い側のゲート3
6下部のpウェル34に、P及びAsなどのn形不純物
でそれぞれに低濃度及び高濃度の不純物層を持つLDD
構造でソース38が形成されている。
【0019】一方、前記ゲート絶縁膜35が厚い方のゲ
ート36下部のpウェル34に、Pなどのn形不純物で
ドレイン39が形成されている。なお、前記ソース38
はLDD構造を持たないこともできる。また、前記ドレ
イン39を包むようにpウェル34上に高濃度のn形不
純物で深いドレイン40が形成されている。この深いド
レイン40はドレイン39の下側全体を覆うように形成
されていて、pウェル34とドレイン39の接合面積を
増加させている。また、図1のLDD構造で形成された
ドレイン29より高濃度の不純物領域がゲート36内へ
さらに深く浸透されており、静電気による接合絶縁破壊
電圧が低くなる。さらに、前記ドレイン39上のゲート
絶縁膜35が厚いため、VGが増加する。
ート36下部のpウェル34に、Pなどのn形不純物で
ドレイン39が形成されている。なお、前記ソース38
はLDD構造を持たないこともできる。また、前記ドレ
イン39を包むようにpウェル34上に高濃度のn形不
純物で深いドレイン40が形成されている。この深いド
レイン40はドレイン39の下側全体を覆うように形成
されていて、pウェル34とドレイン39の接合面積を
増加させている。また、図1のLDD構造で形成された
ドレイン29より高濃度の不純物領域がゲート36内へ
さらに深く浸透されており、静電気による接合絶縁破壊
電圧が低くなる。さらに、前記ドレイン39上のゲート
絶縁膜35が厚いため、VGが増加する。
【0020】従って、ゲート絶縁膜35の絶縁破壊が起
る前にドレイン39−バルク間の接合絶縁破壊が先ず発
生して、ドレイン39からpウェル34への静電気放電
をするので、nMOSトランジスタは破壊されず、耐性
が向上する。また、前記深いドレイン40は、図1の実
施例と同様に別途、工程の追加なしでBiCMOSトラ
ンジスタのバイポーラトランジスタ中にてコレクタシン
カーの形成工程のとき同時に形成される。
る前にドレイン39−バルク間の接合絶縁破壊が先ず発
生して、ドレイン39からpウェル34への静電気放電
をするので、nMOSトランジスタは破壊されず、耐性
が向上する。また、前記深いドレイン40は、図1の実
施例と同様に別途、工程の追加なしでBiCMOSトラ
ンジスタのバイポーラトランジスタ中にてコレクタシン
カーの形成工程のとき同時に形成される。
【0021】図3(a)〜(d)及び図4(a)〜
(d)はこの発明の一実施例に係るBiCMOSトラン
ジスタの一製造工程を示すためのものであり、図3
(a)〜(d)はその前半工程を図4(a)〜(d)は
その後半工程を示し、図1に示したBiCMOSトラン
ジスタに関するものである。
(d)はこの発明の一実施例に係るBiCMOSトラン
ジスタの一製造工程を示すためのものであり、図3
(a)〜(d)はその前半工程を図4(a)〜(d)は
その後半工程を示し、図1に示したBiCMOSトラン
ジスタに関するものである。
【0022】まず図3(a)に示すように、結晶面が<
100>であり抵抗率が2〜20Ω.cmであるp形Si
の半導体基板50の全表面に第1パッド酸化膜51と窒
化膜52を通常の気相成長法(chemical vapor deposit
ion ;以下CVDという)の方法で順次に形成する。次
に、通常のリソグラフィ及びエッチングによりバイポー
ラトランジスタ及びpMOSトランジスタを形成する部
分の窒化膜52を除去し、前記第1パッド酸化膜51を
露出させる。次に、第1パッド酸化膜51の露出された
部分に高濃度のn形埋没層を形成するために、Asなど
のn形不純物を100KeV 程度のエネルギー、1E15
〜5E15ions/cm2 程度のドーズ量で注入して第1及
び第2埋没層53,54を形成する。
100>であり抵抗率が2〜20Ω.cmであるp形Si
の半導体基板50の全表面に第1パッド酸化膜51と窒
化膜52を通常の気相成長法(chemical vapor deposit
ion ;以下CVDという)の方法で順次に形成する。次
に、通常のリソグラフィ及びエッチングによりバイポー
ラトランジスタ及びpMOSトランジスタを形成する部
分の窒化膜52を除去し、前記第1パッド酸化膜51を
露出させる。次に、第1パッド酸化膜51の露出された
部分に高濃度のn形埋没層を形成するために、Asなど
のn形不純物を100KeV 程度のエネルギー、1E15
〜5E15ions/cm2 程度のドーズ量で注入して第1及
び第2埋没層53,54を形成する。
【0023】次に図3(b)に示すように、前記窒化膜
52をマスクとして前記第1パッド酸化膜51の露出さ
れた部分を熱酸化させ、熱酸化膜55を形成する。次
に、前記窒化膜52を除去したあと、前記熱酸化膜55
をマスクとして第1パッド酸化膜51下部の半導体基板
50にBなどのp形不純物を100KeV 程度のエネルギ
ー、1E13〜5E13ions/cm2 程度のドーズ量で注
入して高濃度p形の第3埋没層56を形成する。次に、
前記窒化膜52を除去する。
52をマスクとして前記第1パッド酸化膜51の露出さ
れた部分を熱酸化させ、熱酸化膜55を形成する。次
に、前記窒化膜52を除去したあと、前記熱酸化膜55
をマスクとして第1パッド酸化膜51下部の半導体基板
50にBなどのp形不純物を100KeV 程度のエネルギ
ー、1E13〜5E13ions/cm2 程度のドーズ量で注
入して高濃度p形の第3埋没層56を形成する。次に、
前記窒化膜52を除去する。
【0024】次に図3(c)に示すように、前記第1酸
化膜51及び熱酸化膜55を除去したあと前記第1、第
2及び第3埋没層53,54,56上に約1.5μm 程
度の厚さのエピタキシャル層57を形成する。次に、前
記第1,第2及び第3埋没層53,54,56上のエピ
タキシャル層57にそれぞれ第1,第2及びウェル5
8,59,60を形成する。このとき、前記第1及び第
2ウェル58,59は、Pなどのn形不純物を、第3ウ
ェル60は、Bなどのp形不純物を、適当なエネルギー
及び1E12〜3E12ions/cm2 程度のドーズ量でイ
オン注入したあと熱処理し、不純物を表面から埋没層上
面まで全体に拡散させて形成する。次に、前記第1、第
2及び第3ウェル58,59,60の表面に通常のCV
D方法で第2パッド酸化膜61を形成する。
化膜51及び熱酸化膜55を除去したあと前記第1、第
2及び第3埋没層53,54,56上に約1.5μm 程
度の厚さのエピタキシャル層57を形成する。次に、前
記第1,第2及び第3埋没層53,54,56上のエピ
タキシャル層57にそれぞれ第1,第2及びウェル5
8,59,60を形成する。このとき、前記第1及び第
2ウェル58,59は、Pなどのn形不純物を、第3ウ
ェル60は、Bなどのp形不純物を、適当なエネルギー
及び1E12〜3E12ions/cm2 程度のドーズ量でイ
オン注入したあと熱処理し、不純物を表面から埋没層上
面まで全体に拡散させて形成する。次に、前記第1、第
2及び第3ウェル58,59,60の表面に通常のCV
D方法で第2パッド酸化膜61を形成する。
【0025】次に図3(d)に示すように、通常のLO
COS(Local Oxidation of Silicon)工程により、そ
れぞれ素子の活性領域を分離するためのフィールド酸化
膜62を形成する。次に前記第2ウェル59の一側にP
などのn形不純物を100KeV 程度のエネルギー、3E
15〜5E15ions/cm2 程度のドーズ量でイオン注入
してコレクタシンカー63を形成する。このとき、nM
OSトランジスタの静電気放電のため、第3ウェル60
のドレインを形成する部分にも共にn形不純物のイオン
注入を実施して深いドレイン64を形成する。次に、前
記第2パッド酸化膜61を除去する。
COS(Local Oxidation of Silicon)工程により、そ
れぞれ素子の活性領域を分離するためのフィールド酸化
膜62を形成する。次に前記第2ウェル59の一側にP
などのn形不純物を100KeV 程度のエネルギー、3E
15〜5E15ions/cm2 程度のドーズ量でイオン注入
してコレクタシンカー63を形成する。このとき、nM
OSトランジスタの静電気放電のため、第3ウェル60
のドレインを形成する部分にも共にn形不純物のイオン
注入を実施して深いドレイン64を形成する。次に、前
記第2パッド酸化膜61を除去する。
【0026】次に図4(e)に示すように、前記第1及
び第3ウェル58,60の上部に、通常の方法でSiO
2 またはSi3 N4 で200〜500Å程度の厚さのゲ
ート絶縁膜65と、多結晶Siまたは多結晶Si及び金
属シリサイドを用いて2000〜3000Å程度の厚さ
のゲート66とを形成する。次に、前記第3ウェル60
のMMOSトランジスタをLDD構造に形成するため
に、第3ウェル60のゲート66をマスクに使用してn
形不純物を適当なエネルギー及び1E13〜5E13io
ns/cm2 程度の低濃度ドーズ量でイオン注入してnMO
Sトランジスタの低濃度不純物領域67を形成する。次
に、前述したような工程により形成された構造の全表面
にCVDまたはLTO(Low Temperature Oxide )の方
法により2000〜3000Å程度の酸化膜を形成した
あと、前記第1、第2及び第3ウェル58,59,60
の表面が露出されるように乾式エッチング方法で除去し
て前記ゲート66の側壁にスペーサ68を形成する。
び第3ウェル58,60の上部に、通常の方法でSiO
2 またはSi3 N4 で200〜500Å程度の厚さのゲ
ート絶縁膜65と、多結晶Siまたは多結晶Si及び金
属シリサイドを用いて2000〜3000Å程度の厚さ
のゲート66とを形成する。次に、前記第3ウェル60
のMMOSトランジスタをLDD構造に形成するため
に、第3ウェル60のゲート66をマスクに使用してn
形不純物を適当なエネルギー及び1E13〜5E13io
ns/cm2 程度の低濃度ドーズ量でイオン注入してnMO
Sトランジスタの低濃度不純物領域67を形成する。次
に、前述したような工程により形成された構造の全表面
にCVDまたはLTO(Low Temperature Oxide )の方
法により2000〜3000Å程度の酸化膜を形成した
あと、前記第1、第2及び第3ウェル58,59,60
の表面が露出されるように乾式エッチング方法で除去し
て前記ゲート66の側壁にスペーサ68を形成する。
【0027】次に図4(b)に示すように、前述した工
程により形成された構造の全表面にCVDまたはLTO
方法により500〜1500Å程度厚さのSiO2 また
はSi3 N4 の絶縁物質で第1層間絶縁膜69を形成す
る。次に、前記第3ウェル60にn形不純物を3E15
〜5E15ions/cm2 程度のドーズ量でイオン注入して
低濃度及び高濃度の不純物層を持つLDD構造となった
nMOSトランジスタのソース70及びドレイン71を
形成する。このとき、前記nMOSトランジスタのドレ
イン71は深いドレイン64とその底面が触れ合ってい
る。次に、前記第1ウェル58に前記ゲート66をマス
クとして用いてp形不純物を適宜のエネルギーと3E1
5〜5E15ions/cm2 程度のドーズ量でイオン注入し
て、pMOSトランジスタのソース72及びドレイン7
3を形成する。前記pMOSトランジスタのソース72
及びドレイン73を形成するとき、バイポーラトランジ
スタが形成される第2ウェル59の一方側にベース接触
領域74が同時に形成される。次に、前記第2ウェル5
9上にBなどのp形不純物を80KeV 程度のエネルギー
と1E13〜2E13ions/cm2 程度のドーズ量でイオ
ン注入してベース75を形成する。
程により形成された構造の全表面にCVDまたはLTO
方法により500〜1500Å程度厚さのSiO2 また
はSi3 N4 の絶縁物質で第1層間絶縁膜69を形成す
る。次に、前記第3ウェル60にn形不純物を3E15
〜5E15ions/cm2 程度のドーズ量でイオン注入して
低濃度及び高濃度の不純物層を持つLDD構造となった
nMOSトランジスタのソース70及びドレイン71を
形成する。このとき、前記nMOSトランジスタのドレ
イン71は深いドレイン64とその底面が触れ合ってい
る。次に、前記第1ウェル58に前記ゲート66をマス
クとして用いてp形不純物を適宜のエネルギーと3E1
5〜5E15ions/cm2 程度のドーズ量でイオン注入し
て、pMOSトランジスタのソース72及びドレイン7
3を形成する。前記pMOSトランジスタのソース72
及びドレイン73を形成するとき、バイポーラトランジ
スタが形成される第2ウェル59の一方側にベース接触
領域74が同時に形成される。次に、前記第2ウェル5
9上にBなどのp形不純物を80KeV 程度のエネルギー
と1E13〜2E13ions/cm2 程度のドーズ量でイオ
ン注入してベース75を形成する。
【0028】次に図4(c)に示すように、通常のリソ
グラフィにより前記第2ウェル59他方側のバイポーラ
トランジスタのエミッタが形成される部分の第1層間絶
縁膜69を除去して第2ウェル59の一方側を露出させ
る。次に、前記第1層間絶縁膜69の上部に多結晶シリ
コン層を形成した後、全面にエミッタソースになるAs
のn形不純物を5E15〜8E15ions/cm2 程度のド
ーズ量でイオン注入する。次に、前記多結晶Si層をパ
ターニングして、前記第1層間絶縁膜69が除去されて
露出された第2ウェル59上にエミッタ接続層76を形
成する。このとき、このエミッタ形接続層76にドーピ
ングされてあったn形不純物が前記ベース75へ拡散さ
れてエミッタ77を形成する。
グラフィにより前記第2ウェル59他方側のバイポーラ
トランジスタのエミッタが形成される部分の第1層間絶
縁膜69を除去して第2ウェル59の一方側を露出させ
る。次に、前記第1層間絶縁膜69の上部に多結晶シリ
コン層を形成した後、全面にエミッタソースになるAs
のn形不純物を5E15〜8E15ions/cm2 程度のド
ーズ量でイオン注入する。次に、前記多結晶Si層をパ
ターニングして、前記第1層間絶縁膜69が除去されて
露出された第2ウェル59上にエミッタ接続層76を形
成する。このとき、このエミッタ形接続層76にドーピ
ングされてあったn形不純物が前記ベース75へ拡散さ
れてエミッタ77を形成する。
【0029】次に図4(d)に示すように、前述した工
程により形成された構造の全表面にCVDまたはHTO
(high temperature oxidation)方法でSiO2 または
Si3 N4 で第2層間絶縁膜78を形成する。続いて、
前記第2層間絶縁膜78の全表面に流れ性が良いPSG
(Phospho Silicate Glass)またはBPSG(Boro-Pho
spho Silicate Glass )を塗布して保護層79を形成し
たあと、通常のリソグラフィにより電気的接続のための
接触口を形成する。次に、前記接触口を通って金属導電
層80を形成する。
程により形成された構造の全表面にCVDまたはHTO
(high temperature oxidation)方法でSiO2 または
Si3 N4 で第2層間絶縁膜78を形成する。続いて、
前記第2層間絶縁膜78の全表面に流れ性が良いPSG
(Phospho Silicate Glass)またはBPSG(Boro-Pho
spho Silicate Glass )を塗布して保護層79を形成し
たあと、通常のリソグラフィにより電気的接続のための
接触口を形成する。次に、前記接触口を通って金属導電
層80を形成する。
【0030】図5(a)〜(e)はこの発明の他の実施
例、すなわち図2に示したBiCMOSトランジスタの
製造工程を示すための断面図である。この図5(a)〜
(e)においては、前出の図3(a)〜(d)及び図4
(a)〜(d)と類似な工程が用いられるため、同一部
分は同一の参照番号を付してある。
例、すなわち図2に示したBiCMOSトランジスタの
製造工程を示すための断面図である。この図5(a)〜
(e)においては、前出の図3(a)〜(d)及び図4
(a)〜(d)と類似な工程が用いられるため、同一部
分は同一の参照番号を付してある。
【0031】まず図5(a)に示すように、p形Siの
半導体基板50の所定部分に第1,第3及び第2埋没層
53,56,54をそれぞれp及びn形不純物で通常の
方法により形成したあと、これら第1、第2及び第3埋
没層53,54,56上に1.5μm 程度の厚さのエピ
タキシャル層57を形成する。次に、第1,第2及び第
3埋没層53,54,56上のエピタキシャル層にそれ
ぞれ第1,第2及び第3ウェル58,59,60を、第
1及び第2ウェル58,59はn形不純物で、第3ウェ
ル60はp形不純物でそれぞれ形成する。次に、通常の
LOCOS工程により、それぞれの素子の活性領域を分
離するためのフィールド酸化膜62を、第1ウェル5
8,第3ウェル60間、第3ウェル60,第2ウェル5
9間、及び第2ウェル59の所定の部位上に形成する。
半導体基板50の所定部分に第1,第3及び第2埋没層
53,56,54をそれぞれp及びn形不純物で通常の
方法により形成したあと、これら第1、第2及び第3埋
没層53,54,56上に1.5μm 程度の厚さのエピ
タキシャル層57を形成する。次に、第1,第2及び第
3埋没層53,54,56上のエピタキシャル層にそれ
ぞれ第1,第2及び第3ウェル58,59,60を、第
1及び第2ウェル58,59はn形不純物で、第3ウェ
ル60はp形不純物でそれぞれ形成する。次に、通常の
LOCOS工程により、それぞれの素子の活性領域を分
離するためのフィールド酸化膜62を、第1ウェル5
8,第3ウェル60間、第3ウェル60,第2ウェル5
9間、及び第2ウェル59の所定の部位上に形成する。
【0032】次に図5(b)に示すように、バイポーラ
トランジスタのコレクタになる第2ウェル59の一方側
に、n形不純物を高濃度でイオン注入してコレクタシン
カー63を形成する。このとき、nMOSトランジスタ
の静電気放電のため、第3ウェル60のドレインを形成
する部分を包みかくす程度の大きさにn形不純物をイオ
ンを注入して深いドレイン81を形成する。次に、全表
面に熱酸化方法でゲート絶縁膜65を形成する。このと
き、前記深いドレイン81の不純物のドーピング濃度が
非常に高く、他の部分に比べてゲート絶縁膜65の成長
速度が約2倍くらい速いため、前記深いドレイン81上
にはゲート絶縁膜65が厚く形成される。前記深いドレ
イン81は図3(d)にて形成された深いドレイン64
よりゲート66の下部へさらに多く浸透しているため静
電気によるドレイン−ソース接合絶縁破壊電圧がさらに
低くなり、静電気の第3ウェル60への放電もさらに容
易となる。また、深いドレイン81上のゲート絶縁膜6
5が厚いため、静電気によるゲート絶縁膜65の破壊に
対する耐性が向上される。
トランジスタのコレクタになる第2ウェル59の一方側
に、n形不純物を高濃度でイオン注入してコレクタシン
カー63を形成する。このとき、nMOSトランジスタ
の静電気放電のため、第3ウェル60のドレインを形成
する部分を包みかくす程度の大きさにn形不純物をイオ
ンを注入して深いドレイン81を形成する。次に、全表
面に熱酸化方法でゲート絶縁膜65を形成する。このと
き、前記深いドレイン81の不純物のドーピング濃度が
非常に高く、他の部分に比べてゲート絶縁膜65の成長
速度が約2倍くらい速いため、前記深いドレイン81上
にはゲート絶縁膜65が厚く形成される。前記深いドレ
イン81は図3(d)にて形成された深いドレイン64
よりゲート66の下部へさらに多く浸透しているため静
電気によるドレイン−ソース接合絶縁破壊電圧がさらに
低くなり、静電気の第3ウェル60への放電もさらに容
易となる。また、深いドレイン81上のゲート絶縁膜6
5が厚いため、静電気によるゲート絶縁膜65の破壊に
対する耐性が向上される。
【0033】次に図5(c)に示すように、前記第1及
び第3ウェル58,60の上部に通常の方法によりゲー
ト絶縁膜65及びゲート66を形成する。次に、前記第
3ウェル60に形成されるnMOSトランジスタのソー
スをLDDの構造に形成するために、n形不純物で低濃
度の不純物領域82を形成する。次に、前述した構造の
全表面に酸化膜を形成したあと、乾式エッチング方法で
除去して前記ゲート66の側壁を包みかくすスペーサ6
5を形成する。
び第3ウェル58,60の上部に通常の方法によりゲー
ト絶縁膜65及びゲート66を形成する。次に、前記第
3ウェル60に形成されるnMOSトランジスタのソー
スをLDDの構造に形成するために、n形不純物で低濃
度の不純物領域82を形成する。次に、前述した構造の
全表面に酸化膜を形成したあと、乾式エッチング方法で
除去して前記ゲート66の側壁を包みかくすスペーサ6
5を形成する。
【0034】次に図5(d)に示すように、前記第3ウ
ェル60にn形不純物をイオン注入して低濃度及び高濃
度の不純物層を持つLDD構造となったnMOSトラン
ジスタのソース70と深いドレイン81に包みかくされ
たドレイン82を形成する。次に、前記第1ウェル58
に前記ゲート66をマスクに利用してp形の不純物イオ
ンをイオン注入してpMOSトランジスタのソース72
及びドレイン73を形成する。ここで前記pMOSトラ
ンジスタのソース72及びドレイン73を形成すると
き、バイポーラトランジスタが形成される第2ウェル5
9の一方側にベース接触領域74を同時に形成する。次
に、前記第2ウェル59上にp形不純物イオンをイオン
注入してベース75を形成する。
ェル60にn形不純物をイオン注入して低濃度及び高濃
度の不純物層を持つLDD構造となったnMOSトラン
ジスタのソース70と深いドレイン81に包みかくされ
たドレイン82を形成する。次に、前記第1ウェル58
に前記ゲート66をマスクに利用してp形の不純物イオ
ンをイオン注入してpMOSトランジスタのソース72
及びドレイン73を形成する。ここで前記pMOSトラ
ンジスタのソース72及びドレイン73を形成すると
き、バイポーラトランジスタが形成される第2ウェル5
9の一方側にベース接触領域74を同時に形成する。次
に、前記第2ウェル59上にp形不純物イオンをイオン
注入してベース75を形成する。
【0035】次に図5(e)に示すように、前記第2ウ
ェル59他方側のバイポーラトランジスタのエミッタが
形成される部分上の第1層間絶縁膜69を除去して第2
ウェル59の一方側を露出させる。次に、前記第1層間
絶縁膜69の上部に多結晶Si層を形成したあと、全面
にエミッタソースになるn形不純物イオンをイオン注入
し、前記多結晶Si層をパターニングして前記第1層間
絶縁膜69が除去されて露出された第2ウェル59上に
エミッタ接続層76を形成する。このとき、前記エミッ
タ接続層76にドーピングされていたn形不純物が前記
ベース75へ拡散されてエミッタ77を形成する。次
に、前述した構造の全表面に第2層間絶縁膜78と保護
層79を順次に形成し、電気的接続のための接触口を形
成し、この接触口を通る金属導電層80を形成する。
ェル59他方側のバイポーラトランジスタのエミッタが
形成される部分上の第1層間絶縁膜69を除去して第2
ウェル59の一方側を露出させる。次に、前記第1層間
絶縁膜69の上部に多結晶Si層を形成したあと、全面
にエミッタソースになるn形不純物イオンをイオン注入
し、前記多結晶Si層をパターニングして前記第1層間
絶縁膜69が除去されて露出された第2ウェル59上に
エミッタ接続層76を形成する。このとき、前記エミッ
タ接続層76にドーピングされていたn形不純物が前記
ベース75へ拡散されてエミッタ77を形成する。次
に、前述した構造の全表面に第2層間絶縁膜78と保護
層79を順次に形成し、電気的接続のための接触口を形
成し、この接触口を通る金属導電層80を形成する。
【0036】上述したように、この発明によるBiCM
OSトランジスタ及びその製造方法においては、BiC
MOSトランジスタの静電気放電のための別途のウェル
や装置を備えずとも、静電気に特に脆弱なnMOSトラ
ンジスタのドレインの下部またはドレインを包みかくす
ように形成されている深いドレインを具備させており、
この深いドレインをバイポーラトランジスタのコレクタ
堀下がりの製造工程のときに共に形成するようにしてい
るため、別途の追加工程を必要としない。
OSトランジスタ及びその製造方法においては、BiC
MOSトランジスタの静電気放電のための別途のウェル
や装置を備えずとも、静電気に特に脆弱なnMOSトラ
ンジスタのドレインの下部またはドレインを包みかくす
ように形成されている深いドレインを具備させており、
この深いドレインをバイポーラトランジスタのコレクタ
堀下がりの製造工程のときに共に形成するようにしてい
るため、別途の追加工程を必要としない。
【0037】
【発明の効果】従って、この発明においては、製造工程
中や使用時にBiCMOSトランジスタに静電気が印加
される場合、nMOSトランジスタのゲート絶縁膜が破
壊される前にドレインからバルクへの静電気放電を容易
にし、ドレイン−ソースの接合絶縁破壊が起るようにし
ているため、nMOSトランジスタのゲート絶縁膜の破
壊を防止して静電気に対する耐性を向上させることがで
きる。また、この発明においては、静電気放電のための
ウェルや装置を別に形成しないので別の追加工程なしで
MOSトランジスタの静電気防護構造を形成することが
できるとともに、BiCMOSトランジスタの構造が簡
単で半導体装置の集積度を向上させることができ、製造
工程が簡単な利点がある。
中や使用時にBiCMOSトランジスタに静電気が印加
される場合、nMOSトランジスタのゲート絶縁膜が破
壊される前にドレインからバルクへの静電気放電を容易
にし、ドレイン−ソースの接合絶縁破壊が起るようにし
ているため、nMOSトランジスタのゲート絶縁膜の破
壊を防止して静電気に対する耐性を向上させることがで
きる。また、この発明においては、静電気放電のための
ウェルや装置を別に形成しないので別の追加工程なしで
MOSトランジスタの静電気防護構造を形成することが
できるとともに、BiCMOSトランジスタの構造が簡
単で半導体装置の集積度を向上させることができ、製造
工程が簡単な利点がある。
【図1】この発明の一実施例に係るBiCMOSトラン
ジスタの一部断面図である。
ジスタの一部断面図である。
【図2】この発明の一実施例に係るBiCMOSトラン
ジスタの一部断面図である。
ジスタの一部断面図である。
【図3】図3(a)〜(d)は、この発明の一実施例に
係るBiCMOSの製造工程の前半工程を示すための一
部断面図である。
係るBiCMOSの製造工程の前半工程を示すための一
部断面図である。
【図4】図4(a)〜(d)は、図3(a)〜(d)に
示した工程に続いて行なわれる後半工程を示すための断
面図である。
示した工程に続いて行なわれる後半工程を示すための断
面図である。
【図5】図5(a)〜(e)は、この発明の他の一実施
例に係るBiCMOSの製造工程を示すための一部断面
図である。
例に係るBiCMOSの製造工程を示すための一部断面
図である。
【図6】従来の技術を用いたBiCMOSトランジスタ
の一部断面図である。
の一部断面図である。
21,31 半導体基板 22,32 埋没層 23,33 エピタキシャル層 24,34 pウェル 25,35 ゲート絶縁膜 26,36 ゲート 27,37 スペーサ 28,38 ソース 29,39 ドレイン 30,40 深いドレイン 64,81 深いドレイン
Claims (8)
- 【請求項1】 半導体基板内に第1導電形の不純物で形
成される埋没層と、この埋没層上に形成されるエピタキ
シャル層に第1導電形の不純物で形成される第1導電形
ウェルと、前記エピタキシャル層の表面に形成されるゲ
ート絶縁膜と、このゲート絶縁膜上の所定部分に形成さ
れるゲートと、このゲートの側壁に形成されるスペーサ
と、前記ゲートの一方の側のエピタキシャル層上に第2
導電形の不純物によりLDD構造に形成されるソース
と、前記ゲートの他側のエピタキシャル層上に第2導電
形の不純物により形成されるドレインとを備えるBiC
MOSトランジスタにおいて、前記ドレイン下部のエピ
タキシャル層に前記ドレインの下部と接するように第2
導電形の不純物で形成される深いドレインを備えること
を特徴とするBiCMOSトランジスタ。 - 【請求項2】 半導体基板内に第1導電形の不純物で形
成される埋没層と、この埋没層上に形成されるエピタキ
シャル層に第1導電形の不純物で形成される第1導電形
ウェルと、前記エピタキシャル層の表面に形成されるゲ
ート絶縁膜と、このゲート絶縁膜上の所定部分に形成さ
れるゲートと、このゲートの側壁に形成されるスペーサ
と、前記ゲートの一方の側のエピタキシャル層上に第2
導電形の不純物によりLDD構造に形成されるソース
と、前記ゲートの他側のエピタキシャル層上に第2導電
形の不純物により形成されるドレインとを備えるBiC
MOSトランジスタにおいて、前記ゲートの他側のエピ
タキシャル層に前記ドレインを包みかくすように第2導
電形の不純物で形成されている深いドレインを備えるこ
とを特徴とするBiCMOSトランジスタ。 - 【請求項3】 前記ドレイン上のゲート絶縁膜が他の部
分より厚く形成されることを特徴とする請求項2記載の
BiCMOSトランジスタ。 - 【請求項4】 前記第1導電形がp形、第2導電形がn
形であることを特徴とする請求項1乃至2記載のBiC
MOSトランジスタ。 - 【請求項5】 前記深いドレインは、ドレインより高濃
度の不純物がドーピングされていることを特徴とする請
求項1乃至2記載のBiCMOSトランジスタ。 - 【請求項6】 第1導電形の半導体基板の所定部分に互
いに離隔されるように第2導電形の不純物で第1及び第
2埋没層を形成する工程と、これら第1及び第2埋没層
間の半導体基板に第1導電形の第3埋没層を形成する工
程と、前記第1埋没層,第2埋没層及び第3埋没層の表
面にエピタキシャル層を形成する工程と、前記第1埋没
層及び第2埋没層上のエピタキシャル層に第2導電形の
不純物で第1ウェル及び第2ウェルを形成し前記第3埋
没層上のエピタキシャル層に第1導電形の不純物で第3
ウェルを形成する工程と、各第1ウェル及び第2ウェル
との間の表面と第2ウェル表面の所定部分とに素子分離
のためのフィールド酸化膜を形成する工程と、前記第2
ウェルの一側に第2導電形の不純物でコレクタシンカー
を形成する工程と、前記第1ウェル及び第3ウェルの所
定部分にゲート絶縁膜及びゲートを形成する工程と、前
記第3ウェル上に形成されているゲートの両側に低濃度
の第2導電形の不純物でLDD構造を形成するための低
濃度の不純物領域を形成する工程と、前記ゲートの側壁
にスペーサを形成する工程と、前記第1ウェルと第2ウ
ェルの表面に第1導電形の不純物でソース,ドレイン及
びベースを形成する工程と、前記第3ウェルの表面に第
2導電形の不純物でソース及びドレインを形成する工程
と、前記ベース領域の一部に第2導電形の不純物でエミ
ッタ領域を形成する工程と、前述した工程により形成さ
れる構造の全表面に第1中間絶縁膜を形成してからエミ
ッタの所定部分を露出させたあとこの露出されたエミッ
タ上に多結晶シリコン層を形成してエミッタ接続層を形
成する工程と、前述した工程により形成される構造の全
表面に第2中間絶縁膜と保護層を順次的に形成したあと
電気的連結のための接触口を形成して金属導電膜を形成
する工程とを含むBiCMOSトランジスタの製造方法
において、前記コレクタシンカーを形成する工程時に第
2導電形の不純物で前記第3ウェルのドレインの下部に
深いドレインを形成する工程を備えることを特徴とする
BiCMOSトランジスタの製造方法。 - 【請求項7】 第1導電形の半導体基板の所定部分に互
いに離隔されるように第2導電形の不純物で第1及び第
2埋没層を形成する工程と、これら第1及び第2埋没層
間の半導体基板に第1導電形の第3埋没層を形成する工
程と、前記第1埋没層,第2埋没層及び第3埋没層の表
面にエピタキシャル層を形成する工程と、前記第1埋没
層及び第2埋没層上のエピタキシャル層に第2導電形の
不純物で第1ウェル及び第2ウェルを形成し前記第3埋
没層上のエピタキシャル層に第1導電形の不純物で第3
ウェルを形成する工程と、各第1ウェル及び第2ウェル
との間の表面と第2ウェル表面の所定部分とに素子分離
のためのフィールド酸化膜を形成する工程と、前記第2
ウェルの一側に第2導電形の不純物でコレクタシンカー
を形成する工程と、前記第1ウェル及び第3ウェルの所
定部分にゲート絶縁膜及びゲートを形成する工程と、前
記第3ウェル上に形成されているゲートの両側に低濃度
の第2導電形の不純物でLDD構造を形成するための低
濃度の不純物領域を形成する工程と、前記ゲートの側壁
にスペーサを形成する工程と、前記第1ウェルと第2ウ
ェルの表面に第1導電形の不純物でソース,ドレイン及
びベースを形成する工程と、前記第3ウェルの表面に第
2導電形の不純物でソース及びドレインを形成する工程
と、前記ベース領域の一部に第2導電形の不純物でエミ
ッタ領域を形成する工程と、前述した工程により形成さ
れる構造の全表面に第1中間絶縁膜を形成してからエミ
ッタの所定部分を露出させたあとこの露出されたエミッ
タ上に多結晶シリコン層を形成してエミッタ接続層を形
成する工程と、前述した工程により形成される構造の全
表面に第2中間絶縁膜と保護層を順次的に形成したあと
電気的連結のための接触口を形成して金属導電膜を形成
する工程とを含むBiCMOSトランジスタの製造方法
において、前記コレクタシンカーを形成する工程時に第
2導電形の不純物で前記第3ウェルのドレインを包みか
くすように深いドレインを形成する工程を備えることを
特徴とするBiCMOSトランジスタの製造方法。 - 【請求項8】 前記ゲート絶縁膜を熱酸化方法で形成し
て前記第3ウェルの深いドレイン上に他の部分より厚く
形成する請求項7記載のBiCMOSトランジスタの製
造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1992-10402 | 1992-06-16 | ||
| KR1019920010402A KR930011223A (ko) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | 바이씨모스 트랜지스터 및 그 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0653420A true JPH0653420A (ja) | 1994-02-25 |
Family
ID=19334731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5053836A Pending JPH0653420A (ja) | 1992-06-16 | 1993-03-15 | BiCMOSトランジスタ及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0653420A (ja) |
| KR (1) | KR930011223A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100380768B1 (ko) * | 1999-07-23 | 2003-04-18 | 엔이씨 일렉트로닉스 코포레이션 | 반도체 장치 |
| US6670245B2 (en) * | 2001-08-08 | 2003-12-30 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Method for fabricating an ESD device |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5552266A (en) * | 1978-10-11 | 1980-04-16 | Seiko Epson Corp | Semiconductor integrated circuit |
| JPS567462A (en) * | 1979-06-29 | 1981-01-26 | Hitachi Ltd | Semiconductor device and its manufacture |
| JPS6151875A (ja) * | 1984-08-22 | 1986-03-14 | Hitachi Micro Comput Eng Ltd | 半導体装置 |
| JPS62229976A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-08 | Toshiba Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
| JPS6370555A (ja) * | 1986-09-12 | 1988-03-30 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置の製造方法 |
| JPH0480954A (ja) * | 1990-07-24 | 1992-03-13 | Nec Corp | BiCMOS集積回路装置の製造方法 |
| JPH04256355A (ja) * | 1991-02-08 | 1992-09-11 | Nec Ic Microcomput Syst Ltd | 半導体装置 |
-
1992
- 1992-06-16 KR KR1019920010402A patent/KR930011223A/ko not_active Abandoned
-
1993
- 1993-03-15 JP JP5053836A patent/JPH0653420A/ja active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5552266A (en) * | 1978-10-11 | 1980-04-16 | Seiko Epson Corp | Semiconductor integrated circuit |
| JPS567462A (en) * | 1979-06-29 | 1981-01-26 | Hitachi Ltd | Semiconductor device and its manufacture |
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| JPH0480954A (ja) * | 1990-07-24 | 1992-03-13 | Nec Corp | BiCMOS集積回路装置の製造方法 |
| JPH04256355A (ja) * | 1991-02-08 | 1992-09-11 | Nec Ic Microcomput Syst Ltd | 半導体装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100380768B1 (ko) * | 1999-07-23 | 2003-04-18 | 엔이씨 일렉트로닉스 코포레이션 | 반도체 장치 |
| US7064392B1 (en) | 1999-07-23 | 2006-06-20 | Nec Electronics Corporation | Semiconductor device |
| US6670245B2 (en) * | 2001-08-08 | 2003-12-30 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Method for fabricating an ESD device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR930011223A (ko) | 1993-06-24 |
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