JPS6066852A - 半導体集積回路装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置およびその製造方法

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JPS6066852A
JPS6066852A JP58175363A JP17536383A JPS6066852A JP S6066852 A JPS6066852 A JP S6066852A JP 58175363 A JP58175363 A JP 58175363A JP 17536383 A JP17536383 A JP 17536383A JP S6066852 A JPS6066852 A JP S6066852A
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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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    • HELECTRICITY
    • 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
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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は半導体集積回路装置、持にバイポーラ型1〜ラ
ンジスタと相補型[−ランジスタの両者を同一の半導体
基板に共存さUた゛1′轡f4.集伯回路装置およびそ
の製造方法に関りる。
[発明の技術向背mJ3よびその問題点]バイポーラ型
1−ランジスタと相補型Mo5t−ランシスタ(以下、
Cfvl OSと言う)とを同一の半導体1.目反上に
l rrさけた半導体集積回路装置は、一般に13i 
−CN・I OSと称されており、同一チップ内Cのア
ナ[]り聞能とデジタル供能の共存という要求に応える
しのとし−C登場した比較的粗しい半導体集(^回路肢
圃(IC)である。アナログ(層面とデジタル(層面と
をJも存さけた1011本は121− (l ntgr
alcd l njac口on logic あるいf
、L Cfv・10Sでし構成されているか、+3i−
0MO8の場合、アブL1グ処理はアナログ低能に優れ
たハrポーラ素子に、またデジタル処理はデジタルIi
!!(iピに擾れだ0MO8に夫々分担さUることにJ
、つCバイポーラ素子およびCMO3素子の双方の長所
を並置えることがC′きるため、アブ[]グ・iシタタ
ル共存ICの応用分野を拡大し1!7るものとして明侍
されCいる。
ところ−C,CN1lO3部分を含む上記[3i −0
M03に(ま、当然4「がらラッチアップ現象というC
M OSに特有の問題が内包され一方いる。ぞしく、B
;−cMosにお(ノるラッチアップ現象を防止づるた
めには、Bi−0MO3に固イjの4M造的要素をも考
慮しな(ノればならない。このJj3に関し・、電流駆
動能力の大きいバイボーレ望トランジスタを0MO3と
共存させると共に、1)lJ記ラうプ/−/ツブ現象の
防止にも有効な構造と()i:’ a! 1図にiJk
すB i−0MO8が提案されている( I [3M 
”I ec1+n1cal D 1sclosure 
B Lll IQ目+1 ; VOl、IG。
++o、181974 、 pp、2719〜2720
)。
第1図において、1はp型シリニ」ンJル仮(ある。
該シリコン基板1上には、p型エビター1−シャルシリ
コン層2が形成されている。そして、前記基板1とエピ
タキシVル層2の間には、両者に口る2種類の高濃度n
 型埋込層3,3−が形成されている。また、前記エビ
タギシトル層2の表面からは夫々のn 型埋込層3,3
−に達1’ Z> Nハ“1つ土ル領域(以下、N−ウ
ェルと呂う) /1 、 /l−か形成されている。N
−ウェル4はバイポーラ型トシンジスタ用の素子領域で
、図示の、」、′うにハーノイノノルタイブのn p 
I)l・ランシスタユが形成さね−Cいる。このn p
 n l−ランジスタ上史は、その周1囲を取り囲むp
へ9領域とのp n接合により曲の素子/Jl jら電
気的に分前されている。もう一方のN−ウLル/1−と
これにIn接Jるp型エピタキシャル領域2はCM O
S用の素子領域であり、N−ウェル/I−にはpチトン
ネルM OS ”l−1−ランジズタ(+) fvl 
OS F ET)ユが、またp型1ピタキシ四し領域に
はnヂVンネル〜108型j−ランジスタ(n M O
S F F ’T−)旦が夫々形成され(−いる。
なJj、5はシリコン酸化膜である。
」記第1 図(J)Bi −fvlO3債造F ハ、N
−ウェル4−の下に高濃度のn +−n、l!埋込層が
設Cノられているため、ラッチアップ現象を引き起こ8
i寄生j・ラシジスタのうら、L) M OS F E
 −1”ユの部分にJ51Jる縦方向の奇生1) nρ
1〜ランジスタは電流増幅;f!h p゛Mが小さくな
って動作しにくくなるから、シップアップ現象の防止に
有効である。しかし、0〜108部分にJ31ノる横方
向の両生pnpl〜ランシスタおよび寄生n Dn l
−ランジスタの動作は防止されない。しかも、二つのN
−ウーLル’I J> J、ひ4−と両ウェル間のp型
領域どで構成される(角方向の奇生npnl〜ランジス
タは、l’l I型埋込層3゜3′を設(プだ事によっ
て、むしろ動f°[シ易くなってしまっている。
上述のように、第1図の構造もラッチアッノ゛を充分に
防止しうるちのではなかっ)ζ。
(発明の目的) 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、バイポーラ
1ヘランジスタとCM OSとを同一の半導体基板に共
存させるどともに、Clx・l OS部分を含むことに
よるラッチアップ現象のJ5生を完全に防止できる半導
体集積回路装置とその製造方法を提供プるものである。
〔発明の概要) 本発明による半導体集積回路V、置は、第1導電型の半
導体基板ど、該半導体基(ν土を冑って設(」られた第
2導電型の半導体層と、該半導体層と前記半導体基板と
の境界におい−c選択的に設(]られた第2導電型の高
ia度埋込領域おJ−び該高温度埋込領域の外側をIT
)り囲/Vて設()られだ第1導電型の高、IfA度埋
込領域と、該第′1脣電型のへ淵度埋込領域に達して前
記半導(ホ層の表面から選択的に設けられた電気的9浬
領域と、該電気約分@領域で囲まれた第2導電型領域内
にこの領J成をコレクタ領域として形成されIcバイポ
ーラ型トランジスタと、前記電気面分〜1領域の外側に
おいて前記半導体層の全厚みにh−)(選択的に設けら
れlこ第1導電型のウェル領域と、該ウェル領域と前記
半導体基(反との境界に股Ijられた第1導電型の高濃
度埋込層領域と、前記ウェル領域の外側にJjいて前記
半導14一基板とnす記半)9体層とのj見弄にjハ択
的に設置Jられた第2導電型を有する別の高濃度埋込領
域ど、該高動度埋込領域上の前記第2導電型半脣休層お
よび前記第1導電型のウェル領域の何れかに人々形成さ
れた1)′f−17ンネルfvl OS型トランジスタ
おJ、ひ[]1トンネルN・10S型トランジスタで構
成される相補をM OS l・ランジスタとを具備した
ことを1)(牧どりるらのである。
を記本几明の半導体果偵回路装置は、例えばp型基板を
用いた場合、第2図に示τ1ような賊2的な構造によっ
て表わされる。同図にJjいC11はp型基板、8はn
型層である。両名の境界にはn型埋込領域3、別のn→
型型埋領領域3′設(Jられている。更に、n中型埋込
領域3の外側を11)!り凹むp小型埋込領域5ど、そ
の外側に別の1〕型埋込領域5′が設置jられている。
n型層8の表面からはp小型埋込領域5にjヱするp 
152分−16(l域6が設けられており、該分離fi
域6に囲j、れたn型層8内にパーティカルn l) 
II l・ランシスタ二史が形成されている。ここで、
1)1型5j Flit fil域Gはその両側に形成
される素子間を電気的IJ5)前りる為のもので、この
意味から該1.) (、jlν分朗領1戊6は、例えば
酸化物等から成る誘7h捧領域(ご同換えられても良い
。他方、別のOI型狸込領域5′に達づるP−ウェル7
がn型層80表面から形成されてJ5す、該P−ウニル
アに1.1. n M OS [[二]−1更が形成さ
れている。ま/j、別σ月1+型埋込領域3−上のn型
層にはD tv! OS I’ l−1−20が形成さ
れている。
第2図の構造と第1図の構造とを比較すれば明らかなJ
:うに、氷几明ではCMO8部分において両IjのM 
OS F E ’−rに高1府度埋込領域3−.5−か
Q2 +Jられ(いる。また、npnl〜ランジスタユ
を他の索子から電気的に分離−りるためにp望の高淵度
領1j!5.6が段(ブられているから、二゛つの11
 型埋込領域3.3′間には必fp十型埋込領j或5か
介在されることになる。後述のように、この特(1!i
によって本弁明にJ:るB i −0MO8はラッfア
ップ現象を略完全に防止JることがCぎる。
’cc Jj、後述の実施例のように、第2図において
lJ〜I OS F E Tと1)1\・I OS I
= E−1−の位置を入替え、L)I型埋込領域50)
一部を別のp1′型埋込領域5− CAtE用りる保に
し−C(,1よい。また、この場合には、ρ中型分離領
域6の一部をP−ウ王ルア内に形成し、P−ウ土ルアの
電位を取出づための手段を兼ねるJ:うにしくもよい。
次に、本51明による半導体集積回路装置の製造り法は
、第′1導電型を有づる半導体基板の表層に二種類の第
2導電型高哨度埋込領域を選択的に形成すると共に、該
第2S電型高P!度埋込賄域の一方を取り囲む第1導電
型高濃度JT込領域J3 J、ひぞ−の外側にこれとは
別の第1導電型畠i1i!バL埋込領域を前記半導体基
板の表層に形成−りる工程と、これら高濃度埋込領域を
形成した前記第1乃電型をイjする半導体基板上に第2
導電型半導1本層を土ビタキシャル成長させる工程と、
該第2導電型半導体層の表面から選択的に第1導電型不
柿物を拡散することにより、前記別の第1 L’1 %
 ’!r”高温度埋込領域に)ヱJる第1導電型ウエル
領域を形成−りる1稈と、前記第2導電型半導体層の表
面bl Iら選択的に第1導電型不純物を高濃度拡散4
ることにより前記一方の第2導電型高濃度j更込(「1
域を取り囲/シ’(形成された第1導電型高濃度J!I
!込領域に達する第1導電型の高温度分離領域を形成り
る工程、あるいは前記第2導電型半導体層の表1h〕か
ら前記第1導電型高濃度埋込領域にjヱ覆る誘電体分−
1領域を形成する工程と、該高11度分前領域あるいは
誘電体分離領域に囲まれた第2導7h型領域には該領域
をコレクタ領域とづるバイポーラ型1〜ランジスタを形
成Jると共に、前記別の第2導電型高濃度埋込領域上の
第2府電型半導体層J3 J:ひ前記第1s几型ウエル
領域には夫々相補型fvl OS l〜ランジスクを偶
成俳るpチトンネルN・+ o s型1〜ランジスタま
たはnチトンネルMO8型1−ランジスタの何れかを形
成覆る]稈とを具備したことを特徴と−りるちのである
例えばp型層)反を用いて上記本弁明の製造方法を実施
することにより、第2図の構造を得ることができる。こ
の」1コ白、p +型分離領域6あるいはP−ウェル7
を形成づるに際し−C既にp彊−型埋込領域5 、5−
か形成されているから、該埋込領域5.5−か無い場合
に較べれば、分21 FA N 6および1)−ウェル
7を形成りるための不純物拡散工程を11(渇かつツ、
ロロ、j間′(行なうことができる。従って、各高′a
度埋込領域3.3”、5.5−からn型層8I\の不純
物のり)、方拡敲を低く抑えることができ、8トランジ
スタ1史、L更、1主の素子領域におl)る不純物濃度
を安定に制御1づることができる。
この結果、高性能のバイポーラ型1−ランシスタと特性
の安定なCM OSとを共存さ口だ[3i −0MO8
を得ることができる。
〔発明の実71色例〕 以下、第3図(A)〜(fvl )を参照し、本R,明
の一実施例になるBi−Cml08Lこつさ一部の71
造方法を併記して説明づる。
(1)まず、1 Q 〜1Q atom Cm 3の不
純物濃度を有する低濃度p型シリmlン基板′101の
表面に、拡n′!マスク用絶縁膜として例えば熱醇化膜
を形成した後、該熱酸化膜をパターンニングづることに
より、n+型埋込領域〕2定部」二に開孔部を有する熱
酸化膜パターン102を形成りる。
次いで、この熱酸化膜パターンI (、) 2 Gマス
クとしてsbあるいはAS等の[)型不純物をjバ択的
(、二熱拡散し、二種類のn十型埋込領戚1(’)3,
103′を形成する。通常、この熱拡1jQ工程1よr
iIi化11化量1雰囲気下れるため、n+ !X7埋
込領域103 。
103−の表面はこの工程の間に成長した熱0グ化膜1
04で覆われる(第3図(A)図示ン。
(I[)次に、熱酸化膜パターン102に再度パターン
ニングを施してp生型埋込領域予定部上に開孔部を有す
る熱酸化膜パターン102−とづる。
続い(、二つの熱酸化膜104.102−をマスクとし
Cボロン等のn型不純物を選択的に拡散づることにより
、二(1類のp十型埋込領域105゜′105−を形成
゛りる(第3図(Δ)図示)。
この際の不HJ IIIJ拡敞の方法としては、図示の
ように、例えばボ1」ンを含むシリカガラス膜(通称1
33 G膜)10Gからの熱拡散あるいはボロンの′t
:m 3 f’i! l−Bの1) !lS2埋込領域
105,105−を形成りる。
(1)次に、シリコン基板101十の酸化膜1011.
102−どB S G B’A 106を総て除去し、
1)I)°(lビタキシ〜・ルシリー」ン層107を成
長さけど)(第3図(C)図示)。
このどきのn q’、I 1ビタ4−シトルシリコン層
107(よ、厚さ1〜5μ[11,比抵抗1〜5Ω・c
mPi!度どりる。jlE L、この条件(ま一応の目
安であり、種々の条件により適宜変更覆べさしのである
。また、このエピタキシセル成長の際、人々の高温度埋
込領域103.103−1105.105−からLピタ
キシャル層107中へ不純物が拡tikされ(来る。
なお、n−1型埋込領域103]−にはバー1(カルn
 p n l−ランジスタが形成され、別の1′)I型
埋込領域り03′上にはpMO3に[丁が、1)→型埋
込領域105”上にはn〜lo、5rFlが夫々形成さ
れること頃なる。
(IV )次に、例えば次のような方法によりn fv
lO8FET用のP−ウェル領Ifi、を形成りる。叩
ら、■ビタキシャルシリコン層107の表面に、llφ
〃約1000 オ> ’j 7. I−a −ム(7)
 、!! f+F化n’)、 108 全形成した後、
該酸化膜を綴衝膜としくボ[1ンをイAン)1人するこ
とにより拡1;(源を形成りる。イAン注入の条件は加
速電圧150k(!V、1・−ス小1〜5X1012/
cmとづるのが望:Lしい。続いて、1100〜120
0℃の高温にの拡jl、源を熱拡散することによりP−
ウェル109を形成りる(第S図(D)図示)。
(〜′)次に1選択的にボロンの高濃度拡散を行なうご
とにより、バイポーラ型トランジスタ部分を他の素子か
ら電気的に分離するために必要な、l)I壁埋込領域1
05.’105−に達するp+型分き(1領域110.
’+10”を形成づる。また、選irI!的にリンの高
濃度拡散を行なうことにJ−リ、n+型J!J!込領域
103に達づるn+型のコレクタ電極取出し領域111
を形成覆る(第3図([)図示)なJj、この実施例で
は、p十型分η1領域の一部分110′がP−ウェル1
09の電位取り出し領域を並ねている。また、図では省
略しであるが、[)°晋−型埋込領域103−に達する
電位取り出し用0月1千型埋込領域も、コレクタ電極取
り出し領域111ど同時に形成づる。
(X・1 )次に、1ピタキシャルシリコン層107の
表面に熱酸化11Q + 12と、例えばCVD−シリ
lン窒1ヒF? 113のような非酸化性膜を順次積層
した後、この積層膜をパターンニングηることによりl
)MOSFETの素子領域1足部上を買うU1層膜パタ
ーン114、n fvl 0 S l二1三1の素1′
−領域予定部上を覆う積層膜パター・ン′115、(1
3よひ[)pnバイポーラトランジスタの素「領域l室
部−1−をNつvjiFPJmt<ターン116. 1
1 (3−fAl15成する。続いて、必要に応じC1
\・1030ノイールド領域どなる部分に反転防止のた
めの1トンネルカッ1〜領域1′+7.118を形成り
る(第3図(F)図示)。
この場合、l)MO8FE−1一部分のヂトンネルカッ
1〜領域117は積層膜パターン′114をマスクとし
て燐等のn型不純物をイオン注入りることにより形成し
、またn M OS F Ui ’1部分のブローンネ
ルカット領域118は積層膜パターン115をマスクと
してボロン等のpを不純物をイAン汗人りることにより
形成覆る。この−(Aシフ1人)ま交勾に11ナイ、 
7i(7)MO3F[E−1部分(7) 、1’ −A
 ンiJ人を行なうときには他方のM OS F 17
1部5j Jj J、(y npnバイポーラ1〜ラン
ジスク部力を、例え(、LレシスI〜パターン等でマス
クし−(1jイ1つ。
(■))次に、積層膜パターン114,115゜116
,116−のシリコン酸化膜113を耐酸化1生マスク
としてエピタキシp)し層107表面のjパ択酸化を行
ない、夫々0.7〜゛1.0μrn程度の膜厚を有づる
素子分離用のフィール1〜n!f化膜119ど、n p
 111〜ランジスタ用素子領域内の分前酸化膜119
−を形成する(第3図(G)図示)。
なiJ5、選択酸化は900〜1000℃の低温で行な
うのか望ましく、その際に雰囲気の気11を上0゛れ+
、tB化時Ialを’in l−41ることができる。
また、エピ全4−シヤル層107が比較的薄い場合には
、第4図に示!Jにうに、p十型高淵度分前領域110
.110′を形成しなくともフィール1” n!i化膜
119あよひ分離酸化膜119′による誘電体分前か可
能である。更に、エピタキシトル層107が厚い場合で
も、フィールド酸化を行なう前にシリコン卓板101の
フィールド部分を選択的にエツチングし、然る後に熱酸
化を流しICC10冑j′イソプラナー17Ii造(埋
め込みフィールド酸化膜(8造)とする事により、フィ
ールド酸化膜等による同様の誘電体分離が可能となる。
このj′でソブラナー構造によれば半導体層表面の平坦
化が図られ、メタル配線の段切れ問題を防止りるJHC
fi利に作用する。また、上記の様な誘電体5)剛侶造
の場合には、高濃度埋込領域103−、’105−かフ
ィールド酸化股下に接して(r−(Ijlる事になる為
、反転防止用のチャンネルカツトjJ41ii3i ’
I 17 。
118を不要にする事がでさるという効5(2が(r、
1られる。
(■)次に、積層膜パターン114. 1 ’l !、
>。
116を全面除去した後、露出されlご各累j′領域表
面を熱酸化することにより、CM OSのグーl−百1
化膜となる熱醇化膜120を形成りる。杭いζ、パーテ
ィカルnpnl〜ランジスクの1) 型’tl PIへ
一ス領域121を形成し、更に、必要に応じ(()MO
SFETおよびnMO3[lEiの索j” F’A I
jlに閾値電圧を制御するためのイオン注入122,1
23を行なう(第3図(ト1)図示)。
なお、活性ベース領域121の形成は、フ−(−ルド酸
化11!il 119および分部酸化膜119−をフロ
ラキンクマスクとし、小ロンをイオノン」二人して拡散
源を導入した後、1000℃程度の熱処理を施して拡散
することにより自己整合で形成覆ることができる。この
ときのイオン注入条件を、例えば1ヘースff15〜5
.5x’lO/cr1.加速電圧40keVとすれば、
活性ヘース領1或120のシー1〜抵抗を1にΩ/上」
どづることができる。一方、CM OSの間賄電圧を制
御するためのイオン注入122.123は、p M O
S F L ’rおJ:びn M OS「F−「の何れ
についてもp型不純物または[1型不糺物の一方を用い
C1jなう場合もあり、また各MO3III一部分1i
>に夫々n型またはn型の不純物・と深さ方向にコン1
−1]−ルして使いかりる場合もC(うる。
く1ス) i7邑ご、第3図(1)に示づよう1こ、バ
ーjrノノルn l) Ijl・ランジスタの素子領域
にJ3いてii!i fJへ7領14121 上ヲM 
ウ熱酸化1a 120 ニ1−ミッタ拡敞窓を開口した
後、CVD法により不キ屯1勿がドープされCいない厚
さ約2500〜4000大程度の多結晶シリコン層12
4を全面に堆積さぜる。
続いて、該多結晶シリコン層124に1)型不純物を設
定された濃度でドープづることにより、1)1型子結晶
シリコン層とする。該(11型化されlこ多結晶シリコ
ン層124は、CM OSのゲート電極およびnpnバ
イポーラ1〜ランシスタのエミッタ電極を形成するため
に用いられるるのである。
この場合、n+型化された多結晶シリコン層124の不
純物′a度は、Cfvl OS O) /7’ h m
li トr+ 1)nl−ランジスタのエミッタ領域ど
C異ならI! /j方が良い。′例えば、0MO8のゲ
ート領域に、1jtJるシー1〜抵抗は40Ω/口以下
、n l) n l〜ラシシスタのエミッタ領域におり
るシート抵抗(ま200Ω、/日程度どするのがディバ
イスの製造上J3J、び1シ1性上望ましい。これを実
現りる為には、多結晶シリコン層124にドープされる
不純1カとしく、[1p rlバイポーラ1〜ランジス
タの]−ミッタ領域に対しては砒素を、0MO8のグー
1−領域に対しくは燐あるいは燐および砒素の両者を用
いるのか良い。
ぞして、この様な不純物ドープは、例えば次のようにし
C(うなうことかできる。
即ち、先−リ′不紬吻1−−プされていない多結晶シリ
Y1ン層1211上の全面を覆って、膜厚約5000人
のCVD−8;02膜をjILf肖した後、これをパタ
ーン二ンクづることにより、第3図(1)に示したよう
にn l) nバイポーラ1−ランジスタ領域のみを覆
うCV[つ SiO2膜パターン125を形成4る。続
い(、燐を含む炉管内にJlい−C1900〜1000
’Cの高温で多結晶シリコン層124にjllを高濃度
に1〜−ブする。このどきの燐濃度どし−((Jl、I
 X 1021at0111 、//JI+3程麻が望
ましい11次に、残・)(いるCVD−3: 02膜パ
ターン125を除去し、全面に砒素をイオン注入りる。
続い(、CV D法にJ、って多結晶シリ−1ン層12
・′1の全表面をJ!3度SiO2膜あるいは5i02
膜とシリコン窒化膜どの積層膜〈図示t!す゛)で覆い
、(Aン注入された砒素を900〜950℃の温度C熱
拡散づることにより、均一に不純物1−一ブされIこ1
)“I型の多結晶シリコン層どりる。
ナJ5、前記ILFF’7)−r 、tンif人ヲ5”
−10X 10”/ crdのドース聞で行なえば、ハ
(ij:−ラ1−ランジスタのエミッタ電tΦとなる部
分にj31Jる不種物調度を3×10” atom /
′c1++3程度に設定りることができる。
(X)次に、砒素の熱拡散時に用いた前記図示しない5
iO2Il!または3i02 B’Aまたは5iO21
1Slとシリコン窒化膜どの積層膜をパターンニング覆
ることにより、C[〜=I OSのゲート電(すλ予定
部上を覆う絶縁膜パターン+26.127、およびn 
l) +1バイポーラ1−ラシシスタのJミッタ電(車
予定部上を覆う絶縁膜パターン128を形成づる。続い
−C1これら絶縁膜パターン12G、127.128を
マスクとづる選択上ツ1ンクにJ、す、n 型化された
多結晶シリニ1ンIM I 2 /lをパターンニング
し、D M OS F l三Iのグーl−71,1!う
)129、n〜l08FETのグー1−電極130.n
 pnバイポーラi〜ランジスタの一■−ミッタ電+I
! 131等の多結晶シリコン配線層を形成りる。更に
、絶縁膜パターン126.128をンスクにしくボIJ
ンの選択的ドープを行ない、1)〜10SF[lのソー
ス、1〜レイン133.133”およびn p n l
・ランシスタのp1型外部ヘース領域134を形成りる
(第3図(J)図示)。
(XI)次に、絶縁IIシバターン126,127゜1
28を除去し、多結晶シリコン配線層129゜130.
131・・・の表面に熱酸化膜132を成長さける。こ
の熱処理によってエミッタ電極131から活性ヘース領
域121内に砒素が1・−プされ、nI−型エミッタ領
IO,136が形成される。続いて、!、Il:素の選
択的ドープを行なうことににす、0MO3[’ I−王
にJ31)るl]十型のソース、トレーrン領域1、’
35.135〜およびn l) l−1l−ランジスタ
r’l 十!〜゛1ルクタ−」ンククト領域137どを
形成りる( :+’! 3図(1〈)図示)。
なJl、小ロンの選択的1へ−ブについては、nMO8
11三丁部分J、i J:ひn p n l〜ランジス
タのコレクタ取出し領域十をレジメ1〜等C゛マスクし
、ボロンをイAンン1人(1−3x 10”/cm3 
) ?IることにJ、す(1なう。その際、ノイールド
酸化膜115]、グー1〜電?1129 、分離0※化
膜119−、エミッタ電極131がブロッキングマスク
と410、小ロンは自己整合で所定領域に選択的にドー
プされる。
また、砒素の選択的1−−ブについてし、l−) tv
l 08FET部分およびnpnl・ラレシスタの活性
へ一ス領域上をレジスト等でマスクし、砒素をイオン注
入(1〜3 X 10Xcm3 ) ’Jることにより
行なう。この場合にも、フィールドらff It膜11
9、グー1〜電(Φ130、分離酸化膜119′がブロ
ッキングマスクどなり、砒素は自己整合−C所定の領域
に選択的にドープされる。
上記砒素のイオン注入の後、9(つ0−・1000℃の
高温にてアニールを行なうことにJ、す、1す1期のn
十型不純物領域135. ’l 3 り−、13/が形
成される。
(XI)次に、CVD法によ0填添加3iQ2(PSG
) 、ボロン添加SiO2(BSG)等からなるパッシ
ベーション膜138を全面にIfl伯した後、選択エツ
チングにより、Cへ=+ (、) Sおにひ[1pnt
〜ランシスタのアルミニラ11電弥を形成りる部分に二
」ンククト1lN−ルを開孔づる(第3図(+−)図示
)。
(Xlll)最後に、配線金属膜の蒸着おにびパターン
ーンクを(1なつC金属配線139を形成づれば、第3
図([ν1)に示づJζうに0MO3どバーディJ」ル
型n p 11ハーイポーラトランジスクとが共存した
半導体装冒が完成する。
なa3、既述の様に1ビタキシt・ル層107が比較的
薄い場合、■子分離法どしては])1形高淵度lj A
ll 領域1’IO,110−を形成りる代わりに、第
3図(G )に示したIIに於いC1第4図の如くツイ
ールドロ9化膜′119を高1農度埋込領域′103.
103−.105.105″に達りる深さよ(形成する
串にJ、つ(誘Ti陣分部Jることも出来る。フィール
ドΩ]化する前にシリコン基板101庖選択エツヂンク
シ、熱酸化した所謂アイソプラノ−構造(埋込ツイール
1〜酸化151構造)とづる事にJ、す、より深いLビ
タ:1−シトル層107を誘電体/l) l1illす
ることもiiJ O’Qどなる。この様な誘電体分前の
19合、反転防止用チトンネルカッ1〜領域は、高濃度
埋込領域103′や105−か−ツイール)〜酸化膜下
に存在づる事になる為、小心IVとなる効果がある。
上記の俤にして製造された第3図(〜1)の131−0
MO8は、第2図につい乙説明しにホ腎明の1寺取的な
構造を具備しており、ラノ=fノ7ツーノ現象は次に述
べるように略完全に防j]δれる3゜先ずpMO3FE
T部5)(ご石1.レノるど、1)1型のソース、ドレ
イン領域133. ’+ 3:3 ’を−Lミッタ、1
]型工ピタキシヤル層および1)1型埋込領域103′
をベース、p型基板101を二Jレクタとづる寄生pn
 I) l−ランジスタは、一般的に電流増幅率(h+
ru )の大きいバーrr 、(カル型の1)口1)1
−ランジスタを形成するのが通出であるか、19合には
ベースに高濃度のn−h型理連鎖1或103′が存在す
るため、11pgは十分に1よりも小さい。むしろ、p
 ’h型のソース、1−レイン領域133.133′を
エミッタ、n型」ニビタキシ17ル層をベース、P−ウ
ェル109およびρlW!埋込領域105′をコレクタ
とするラテラル型の奇生p n D l−ランンスタの
ll++pHの方が大きくなり、支配的になる。しかし
、このラテラル型の奇生p r+ l) l−ランシス
タの場合も、1〕”1型拡11に層133,133−の
拡tik長が浅り、シかもチャンネルカット用の燐のイ
オン注入層117の存在によりベースの不純im iR
度か高められているから、その11 F T<は容易に
1以下に押え込むことが出来る。他方、n M OS1
〕[T部分に着目してみると、この場合にはソース、1
〜レイン135.135−をエミッタ、P−ウI−ル1
09をl\−スとし、pMO8FET部分の1)型1ピ
クキシトル層およびnF型型埋領領域103′]レクク
どりるラテラル型の奇生n p n1〜ランジスタが存
在リ−る。しかし、この寄生np01〜ランシスタにつ
いても上述したのと同じ理由から、その1)F)−を容
易に1以下に押え込むことが出来る。従って、ラッチア
ップ現象が51生りる上−C゛の必要条件、即ち、0〜
108部分にお()る寄生バーfポーラトランジスタの
電流増幅串(^〉1という条1′1か渦!こされないこ
と1こなり、クツ1−アップ現象(ま(j効かつすJ末
的に防止されることになる。
また、仮にCM OS部分にお1]る寄て[へ−1′ポ
ーラ1〜ランジスタの電流″増幅重積が11メ十にな′
)lことしても、n+型型埋領領域103お」、ひ1)
 lへ゛1埋込領域105′の寄与にJ、す、CN・1
08部分(はP−ウェルおよびn型エビター1−ントル
層の奇生抵抗が1〜2街以」−低く押え込まれCいるか
ら、ラッチアップを直接的に1〜り刀−する電位部子が
・ 抑制されてラッチアップの光生か防][される。同
様の理由から、CMO8部分にJjいて「1型I−ビタ
キシレル層およびP−ウェルの電117取出し端′J′
[ζに、夫々高濃度の1] 拡11り、p117.11
kを形成しくおけば、寄生抵抗を低減してラッチアップ
を防1[りる上で有効である。
更に、上記製造方法の実施例に示さIIる」、うに、ラ
ッチアップの防止に蔦効を秦りるCN・+ (’) 3
811分の高濃度埋込領域103,105’は、人//
バイポーラ1〜ランジスタ部分の高IN IU理込領域
103 。
105ど同時に形成づることか出来、(I″LつCプ目
ヒスの共有を図って効率的にC3! c;IvloS’
=−製j:5−Cきるという利点が19られる。Jlご
、ハイボーラ1ヘランシスタ部ン〕の電気的分離に必要
なp(“型分離領域110.110−の形成に際し、1
)十型埋込領域105.105−が存在しない場合に比
較しC中部間の低(品プ(」レス((1なうことが出来
、従ってn p n l−ランシスタ部分についCb従
来の高PI−能を全く損うことなく、これをCfvl 
OSと共存させた3i−0MO8を製造することができ
る。
〔ざt明の効果〕
以上詳述したように、本発明ににれ(,1バイボーン1
〜ランジスタどCN・IO3どを同一の半導体基板に几
rFさせるど共に、Cfvl OS部分を含むことによ
るラッヂアップ現象の光生を完全に防出できる’t’ 
j、’;l (4,集消回2δ易首をIil lハてき
、J、たバfポーラトランジスタJ′3よびCN、I 
OSの何れの素子についCb高性能を絹持しつつ、プロ
セスを共イラして効率的に前記半導fA集積回路装冒を
?81造−Cさる等、顕%iな効果が胃られるbの(’
dうる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のBi−0MO8を承り断面図、第2図は
本発明によるB r −0MO3の構成の一例を概念的
に示す断面図、第3図(Δ) −(1〜1)は本発明の
一実施例になル13 ! −Cヘ40 S F7) M
ib工程を順を追−)て示−9断面図、第11図は本庁
明(、二J3ける素子分離の他の例を承り191面図で
(1する1゜101・・・p型シリコン基(反、1(+
3.’103=−n十型埋込領域、105 、 10 
、’+ −−gIJJ’、、’ul込領域、107・・
・n望エビクA−シt・ルジリー1ン層、′109・・
・「)−ウェル、110,110′・・・1)I′1″
[分離領域、111・・・「1゛1型二ルクタIIy、
出し・領1丁へ:、117.118・・・チャンネルカ
ツト用イAン11人層、119・・・フィール1へ酸化
膜、’I 19−・・・分R1酸化膜、120・・・熱
nり化膜(ゲート0)化11!G ) 、 121 ・
・・ ン古 1生 l\ −ス 順 域 、122,1
23 ・・・ 11・ シ・ネル−(Aンii人層、1
24−・・多i’i!i晶シリ1ン層、129.130
・・・ゲート電(〜、131・−1ミツク電極、133
,135・・・ソース領域、+ 33− 。 ’I 35−・・・1〜レイン領域、i 3 /I・・
・21部ヘベー1【I域、136・・・〕ニミッタ領J
fi、107・・−二Iレクタ1ンタク1〜領域、13
8・・・バッジl\−シ三1ン膜、139・・・金属電
極。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)第1脣71j型の半導体基板と、該単導体基板上
    を留っ−C設けられた第2導電型の半導体層と、該半力
    f本層と前記半導体基板との境界におい−C選IR的に
    設けられた第2導電型の高81度埋込領域および該高濃
    度埋込領域の外側を取り囲/Vで設けられた第1導電型
    の高濃度埋込領域と、該第1導電型の高濃度埋込領域に
    jヱして前記半導体層の表面から選択的に設()られだ
    電気的分離領域と、該電気四分副領域で囲まれた第2導
    電型領域内にこの領I!y、4=ルクタWE Iiどし
    C形成されたバイポーラ!・〉ンシスタと、前記電気的
    分離領域の外側においCnす記半府イ本層の仝jワのに
    亙って選択的に設【ノら口だ第1導電型のつニル領域と
    、該つ]−ル領域ど前記半導体基板どのjgλ弄に設(
    プられた第1導電T、lの高;農度埋込着V1域と、n
    a記つ1−ル領域の外側(二おいC前記゛ト心1本塁仮
    と前記半導体層どの境界に選択的に設けられた第2導電
    型を41−ツる別の高濃度埋込領域と、該高8度埋込領
    域上の前記第2導電型半導体層および前記第1導電z7
    のつ」ニル領域の何れかに夫々形成された[)ヂ)・ン
    ネルN、10 S型1〜ランジスタA3 J:びnチト
    ンーlル〜I OS 型1〜ランジスタで構成される相
    補型〜IO8+・ランジスタとを具備したことを特徴と
    する半j9 fA集偵回路装置。 (2)前記電気約分1i111領域が第1導電型の高濃
    度不純物領域から成ることを1h1牧とづる特許請求の
    範囲第1項記載の半導体集積回路8i@。 (3)前記電気的分離領域が誘電体層から成ることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の゛1′−導体集積
    回路装置。 (4)前記ウェル領域下に設(Jられた第1聯宙型の高
    濃度埋込領域の一部が、前記電気的’tj t’lll
    領域下に設けられた第2導電型の高濃度埋込領域の一部
    を兼ねていることを特許りと!する1Jj訂請求の範囲
    第1、第2項またIJ第3 JJ’j記載の1(導j本
    ff、l梢回路装置。 (5〕ン第1導電型を有する半導体基板の表層に二種類
    の第2jり電型高濃度埋込領域を選択的に形成りるど共
    に、該第2導電型^淵度埋込領域の一方を取り囲む第1
    導電型高澗度埋込領域J3よびその外側にこれどは別の
    第1導電型高濶度埋込領域4′110記半導体早(ルの
    表層に形成η−る■稈ど、これら高訳1度埋込領域を形
    成した前記第1導電型を有・)る下t’F休阜体」−に
    第2導電型半導体層をエビタ1シトル成長さlる工(♀
    と、該第2導電型半導体層の表面から選択的に第1導電
    型不純物を拡散することにより、前記別の第1導電型高
    謂度埋込領域に)ヱする第14ffS型ウエル領域を形
    成する工程と、前記第2導電型半導体層の表面から選択
    的に第しク電型不f−1i勘を高温度拡散するか、8)
    るいは1)す記第2導電型半導体層を選択的に酸化づる
    ことにJ、す、前εj it 2導電型半導体層の表面
    から前記/Jの第2尋電型高譜度埋込領域を取り囲んで
    形成された第1導市型高譜度埋込領域に達づる電気的づ
    )前領域を形成(する工程と、該電気的分離領域に囲i
    t l’した第2 i、9電へ゛!領領域は該領域を」
    レクタ領域とするバイポーラ型i〜ランジスタを形成づ
    るど共に、前記別の第2導電型高11i′1度押込領域
    」二の第2導電型半導体層および前記第゛1導電型つ]
    −ル領域には夫々相補型M OS l〜ランシスタを構
    成づるpチャンネルMO8型1ヘランシスタまた(よ−
    )チャンネルMO3型1−ランジスタのl1iJれかを
    形成りる工程とを具偏したことを特徴どりる半導(本集
    積回路装置の製造方法。 (6)前記第2導電型半導体層をエピターAニジIフル
    成長さける際に、前記第1j#?i型の高温度埋込領域
    おJ:び第2導電型の高if1度埋込領域からの不純物
    の上方への拡散長が略等しくなゝるJ、うにした!; ことを特徴とする特許請求の範囲第−1項記載の半導体
    集積回路装置の!li造方法。
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