JPH09116038A - 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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JPH09116038A
JPH09116038A JP7296276A JP29627695A JPH09116038A JP H09116038 A JPH09116038 A JP H09116038A JP 7296276 A JP7296276 A JP 7296276A JP 29627695 A JP29627695 A JP 29627695A JP H09116038 A JPH09116038 A JP H09116038A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 MOSトランジスタのゲート上に保護膜を設
け、バイポーラトランジスタのベース表面、ショットキ
ーバリアダイオードの素子表面のダメージ層の除去を洗
浄液で行うことで、工程、コストの削減を図る。 【解決手段】 MOSトランジスタのLDD酸化膜13
のエッチング時に形成されるベース表面及びSBD表面
のダメージ層をアンモニア洗浄液で洗浄して除去する。
次に、NMOS部分にヒ素を、PMOS部分及びバイポ
ーラトランジスタ部分にボロンを注入してMOSトラン
ジスタのソース、ドレイン部15及びバイポーラトラン
ジスタのグラフトベース部16を形成し、さらにボロン
を注入してバイポーラトランジスタのベース拡散層17
を形成する。次に、CVD法で絶縁膜18を成長し、エ
ミッタ部を開口し、CVD法でエミッタ多結晶シリコン
を成長し、ヒ素をイオン注入し、熱処理により拡散して
エミッタ拡散層19を形成しエミッタ電極20を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、バイポーラトラン
ジスタとMOSトランジスタとを有する半導体装置及び
MOSトランジスタとショットキーバリアダイオードと
を有する半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、MOSトランジスタを有する
半導体装置では、ホットキャリアによる信頼性低下を防
止するため、MOSトランジスタのゲート部の側壁にL
DD酸化膜を形成することが一般的である。従来のバイ
ポーラトランジスタとMOSトランジスタとを有する集
積回路からなる半導体装置の製造方法について、図7
(a)〜(c)、図8(a)(b)、及び図9を用いて
説明する。
【0003】まず、図7(a)に示すように、P型シリ
コン基板1上にN拡散層2、素子分離のためのフィー
ルド酸化膜3、N型コレクタ拡散層4、埋込拡散層5
を形成する。次いで、NMOS(図示せず)、PMOS
部分にそれぞれリン、ボロンを注入してMOSトランジ
スタのNウェル及びPウェル6を形成する。この上に図
7(b)に示すように、ゲート酸化膜8、リン拡散され
たポリシリコン9、WSi等の高融点金属10を成長
し、リソグラフィー法によりゲート電極を形成する。
【0004】次に、図7(c)に示すように、イオン注
入によりLDD拡散層12を形成した後、CVD法によ
り酸化膜を2000Å程度成長し、これをドライエッチ
ング法によりエッチバックしてLDD酸化膜13を形成
する。次に、図8(a)に示すように、リソグラフィ法
によりバイポーラトランジスタのベース部分のみを0.
01〜0.02μm程度選択的にCF等のガスでケミ
カルエッチングする。ここでケミカルエッチングする理
由としては、ドライエッチングによるダメージ層によ
り、バイポーラトランジスタのベース部において電子の
再結合が起こり、電流増幅率の低下が起こるのを防ぐた
めである。
【0005】次に、図8(b)に示すように、NMOS
(図示せず)、PMOS部分にそれぞれヒ素、ボロンを
注入してMOSトランジスタのソース、ドレイン部15
及びバイポーラトランジスタのグラフトベース部分16
を併せて形成し、さらにボロンを注入することでバイポ
ーラトランジスタのベース拡散層17を形成する。次
に、CVD法により絶縁膜18を成長し、エミッタ部を
開口し、CVD法によりエミッタ多結晶シリコンを成長
し、ヒ素をイオン注入し、窒素雰囲気で10〜20分程
度の熱処理によりヒ素を拡散してエミッタ拡散層19を
形成し、エミッタ電極20を形成する。次に、通常の工
程に従い、図9に示すように、層間膜21、22及びバ
リアメタル23、アルミ電極24を形成して完成する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した図7〜図9に
示す従来技術では、以下に示す課題があった。図7〜図
9に示すように、MOSトランジスタのLDD酸化膜を
ドライエッチングする際に、バイポーラトランジスタの
ベース部及びショットキーバリアダイオードの素子表面
にダメージ層が形成されるため、これを除去するフォト
レジスト14の工程を付加する必要があり、工程の増加
ひいてはコストの増加となっていた。本発明の目的は、
前記の問題点を解決することにより、バイポーラトラン
ジスタのベース部表面及びショットキーバリアダイオー
ドの素子表面のダメージ層の除去をわずかな工程の増加
にて行うことができ、高性能な半導体集積回路を低コス
トにて製造する方法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、シリコン基板
上にMOSトランジスタとバイポーラトランジスタまた
はショットキーバリアダイオードとを有する半導体装置
の製造方法において、電気的絶縁分離工程が終了し素子
形成予定領域が形成されたシリコン基板上に、第1のシ
リコン酸化膜とポリシリコン膜と高融点金属膜とから形
成されたゲート電極上に保護膜を形成する工程と、第2
の酸化膜を成長後にエッチバックを行い前記ゲート電極
側面以外の酸化膜を除去する工程と、露出したシリコン
基板上をアンモニア洗浄液で洗浄する工程とを有するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法である。また、ゲ
ート電極上に形成する保護膜が、シリコン膜であること
を特徴とする上記の半導体装置の製造方法である。
【0008】また、本発明は、シリコン基板上にMOS
トランジスタとショットキーバリアダイオードとを有す
る半導体装置の製造方法において、露出したシリコン基
板上をアンモニア洗浄液で洗浄する工程と、その後第3
の酸化膜を形成する工程と、開口部を設け金属シリサイ
ド膜を形成する工程を含むことを特徴とする上記に記載
の半導体装置の製造方法である。
【0009】本発明について詳しくは、シリコン基板上
にMOSトランジスタとバイポーラトランジスタを有す
る半導体装置において、電気的絶縁分離工程が終了し、
素子形成予定領域が形成されたシリコン基板上に、第1
のシリコン酸化膜を形成する工程と、該第1のシリコン
酸化膜上にゲート電極としてポリシリコン膜、高融点金
属膜、保護膜を順次形成する工程と、前記ゲート電極を
所定のパターンに形成する工程と、第2の酸化膜を成長
した後、エッチバックを行い前記ゲート電極側面以外の
第2の酸化膜及び前記第1のシリコン酸化膜を除去する
工程と、露出したシリコン基板のダメージ層を化学的表
面処理を施し除去する工程と、ベース拡散層、エミッタ
拡散層を順次形成する工程を含み、前記化学的表面処理
工程を有すること及び前記化学的表面処理時に前記ゲー
ト電極の高融点金属膜からの金属汚染を防止するための
保護膜を形成する工程を有することを特徴とした半導体
装置の製造方法である。
【0010】
【作用】本発明においては、バイポーラトランジスタの
ベース部及びショットキーバリアダイオードの素子表面
のダメージ層の除去を、ケミカルエッチングではなくフ
ォトレジスト工程の増加を伴わないアンモニア洗浄液を
用いた洗浄により行うため、コストの増加が抑えられ、
また歩留まり良く製造することができる。このとき、M
OSトランジスタのゲート部最上層に保護膜(例えばS
i膜)を設けることで、洗浄による高融点金属の溶解及
び汚染を防ぐことができるものである。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明のバイポーラトランジスタ
とMOSトランジスタとが混在した半導体装置、MOS
トランジスタとショットキーバリアダイオードとが混在
した半導体装置の製造方法についての実施例を図面を参
照して説明する。
【0012】
【実施例1】本発明の実施例について図1〜図4を用い
て説明する。図1(a)(b)、図2、図3(a)
(b)及び図4は、本発明の第1実施例の主要工程順の
断面図である。P型シリコン基板1上にN拡散層2、
素子分離のためのフィールド酸化膜3、Nコレクタ拡
散層4、埋込拡散層5を形成する。次に、NMOS(図
示せず)、PMOS部分にそれぞれリン、ボロンを注入
してMOSトランジスタのNウェル及びPウェル6を形
成する(図1(a))。ここまでは従来の製造方法と同
じである。
【0013】この上に、750〜850℃のH−O
雰囲気で酸化を行い100〜150Å程度のゲート酸化
膜8を形成し、リン拡散されたポリシリコン9を100
0〜2000Å程度成長し、スパッタ法によりWSi等
の高融点金属10を1000〜2000Å程度被着さ
せ、更にこの上に保護膜(例えばSi膜)11を500
Å程度成長し、リソグラフィー法によりゲート電極を形
成する(図1(b))。
【0014】次に、NMOS(図示せず)、PMOS部
分にそれぞれリン、ボロンを1.0〜3.0E13cm
程度イオン注入する事によりLDD拡散層12を形成
し、CVD法により酸化膜を1500〜2500Å程度
成長し、これをドライエッチング法によりエッチバック
してLDD酸化膜13を形成した(図2)。その後、ア
ンモニア洗浄液で洗浄し(例えばNHOH:H
:HO=1:4:20で12分程度)、バイポ
ーラトランジスタのベース部のダメージ層を除去する
(図3(a))。
【0015】次に、NMOS(図示せず)部分にヒ素
を、PMOS部分及びバイポーラトランジスタ部分にボ
ロンを1.0〜5.0E15cm程度注入してMOS
トランジスタのソース、ドレイン部15及びバイポーラ
トランジスタのグラフトベース部16を併せて形成し、
さらにボロンを1.0〜5.0E13cm程度注入す
ることでバイポーラトランジスタのベース拡散層17を
形成する。
【0016】次に、CVD法により絶縁膜18を200
0Å程度成長し、エミッタ部を開口し、CVD法により
エミッタ多結晶シリコンを1500〜2500Å程度成
長し、ヒ素を5.0E15〜5.0E16cm程度イ
オン注入し、窒素雰囲気で10〜20分程度の熱処理に
よりヒ素を拡散してエミッタ拡散層19を形成し、エミ
ッタ電極20を形成する(図3(b))。次に、通常の
工程に従い、層間膜21、22及びバリアメタル23、
アルミ電極24を形成して完成する(図4)。
【0017】
【実施例2】本発明のもう一つの実施例について図5〜
図6を用いて説明する。図5(a)(b)及び図6は、
本発明のもう一つの実施例の主要工程順の断面図であ
る。SBD(ショットキーバリアダイオード)を含むC
MOS回路からなる半導体装置の場合を示し、前述の第
1実施例とはSBDが同一半導体装置に設けられている
点で異なっている。途中工程は、図1(a)(b)、図
2と同一である。
【0018】P型シリコン基板上1にN拡散層2、素
子分離のためのフィールド酸化膜3、N型拡散層4、
埋込拡散層5を形成する。次に、NMOS(図示せ
ず)、PMOS部分にそれぞれリン、ボロンを注入して
MOSトランジスタのウェル6を形成する。この上に、
750〜850℃のH−O雰囲気で酸化を行い10
0〜150Å程度のゲート酸化膜8を形成し、リン拡散
されたポリシリコン9を1000〜2000Å程度成長
し、スパッタ法によりWSi等の高融点金属10を10
00〜2000Å程度被着させ、更にこの上に保護膜
(例えばSi膜)11を500Å程度成長し、リソグラ
フィー法によりゲート電極を形成する(図1(a)〜
(b))。
【0019】次に、NMOS(図示せず)、PMOS部
分にそれぞれリン、ボロンを1.0〜3.0E13cm
程度イオン注入する事によりLDD拡散層12を形成
した後、CVD法により酸化膜を1500〜2500A
程度成長し、これをドライエッチング法によりエッチバ
ックしてLDD酸化膜13を形成する(図2)。
【0020】次に、これをアンモニア洗浄液で洗浄し
(例えばNHOH:H:HO=1:4:20
で12分程度)、SBD素子表面のダメージ層を除去す
る(図5(a))。次に、NMOS(図示せず)部分に
ヒ素を、PMOS部及びSBD部にボロンを1.0〜
5.0E15cm程度注入してMOSトランジスタの
ソース、ドレイン部15、及びSBDのP拡散層25
を形成する(図5(b))。
【0021】次に、層間膜21、22を成長し、コンタ
クトホールを形成した後、白金を600Å程度スパッタ
し、500℃程度の窒素雰囲気で熱処理を行った後白金
を除去してSBD26を形成する。次いで通常の工程に
従い、バリアメタル23、アルミ電極24を形成して完
成する(図6)。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、バ
イポーラトランジスタのベース部及びショットキーバリ
アダイオードの素子表面のダメージ層の除去をわずかな
工程の増加にて行うことができ、高性能な半導体集積回
路を低コストにて製造することができるという効果を有
する。
【0023】即ちバイポーラトランジスタのベース部の
ダメージ層の除去をアンモニア過水による洗浄にて行う
ため、工程数の増加を押さえることができる。具体的に
は、MOSトランジスタのゲート部に保護膜(例えばS
i膜)を設けてゲート電極を形成した後、LDD酸化膜
を形成し、これをアンモニア洗浄液で洗浄することで
(例えばNHOH:H:HO=1:4:20
の溶液で12分)、バイポーラトランジスタのベース部
分のダメージ層の除去ができる。この時MOSトランジ
スタのゲート電極部分に保護膜を設けることでWSi等
の高融点金属が露出し、アンモニア過水による洗浄によ
り溶解し、汚染してしまうのを防ぐことができる。
【0024】また、ショットキーバリアダイオードのア
ノード領域にできるダメージ層をアンモニア過水にて除
去することで、リーク電流の少ない高性能のダイオード
を形成することができる。このように、Bi−CMOS
回路上のバイポーラトランジスタのベース部やショット
キーダイオードのアノード部のダメージ層の除去をマス
ク数を増加させずに行うことができ、コストの増加が抑
えられ、又歩留まり良く製造することが可能であるとい
う効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の主要工程順の断面図
【図2】本発明の第1実施例の主要工程順の図1に続く
断面図
【図3】本発明の第1実施例の主要工程順の図2に続く
断面図
【図4】本発明の第1実施例の主要工程順の図3に続く
断面図
【図5】本発明のもう一つの実施例の主要工程順の断面
【図6】本発明のもう一つの実施例の主要工程順の図5
に続く断面図
【図7】従来技術の製造方法について説明する図
【図8】従来技術の製造方法について説明する図
【図9】従来技術の製造方法について説明する図
【符号の説明】
1 P型シリコン基板 2 N型拡散層 3 フィールド酸化膜 4 N型コレクタ拡散層 5 N型埋込層(埋込拡散層) 6 P型ウェル(MOSトランジスタのNウェル及びP
ウェル) 7 P型チャンネルストッパー 8 ゲート酸化膜 9 N型多結晶シリコン(ポリシリコン) 10 タングステンシリサイド(高融点金属) 11 シリコン膜 12 LDD拡散層 13 LDD酸化膜 14 フォトレジスト 15 ソース/ドレイン(MOSトランジスタのソー
ス、ドレイン部) 16 グラフトベース拡散層(バイポーラトランジスタ
のグラフトベース部分) 17 ベース拡散層(バイポーラトランジスタのベース
拡散層) 18 絶縁膜 19 エミッタ拡散層 20 エミッタ電極 21 絶縁膜(層間膜) 22 層間膜 23 バリアメタル 24 アルミ電極 25 P拡散層 26 SBD
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/78 21/336

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリコン基板上にMOSトランジスタと
    バイポーラトランジスタまたはショットキーバリアダイ
    オードとを有する半導体装置の製造方法において、電気
    的絶縁分離工程が終了し素子形成予定領域が形成された
    シリコン基板上に、第1のシリコン酸化膜とポリシリコ
    ン膜と高融点金属膜とから形成されたゲート電極上に保
    護膜を形成する工程と、第2の酸化膜を成長後にエッチ
    バックを行い前記ゲート電極側面以外の酸化膜を除去す
    る工程と、露出したシリコン基板上をアンモニア洗浄液
    で洗浄する工程とを有することを特徴とする半導体装置
    の製造方法。
  2. 【請求項2】 ゲート電極上に形成する保護膜が、シリ
    コン膜であることを特徴とする請求項1に記載の半導体
    装置の製造方法。
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