JPH03175670A - 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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JPH03175670A
JPH03175670A JP31578189A JP31578189A JPH03175670A JP H03175670 A JPH03175670 A JP H03175670A JP 31578189 A JP31578189 A JP 31578189A JP 31578189 A JP31578189 A JP 31578189A JP H03175670 A JPH03175670 A JP H03175670A
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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】 〔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、特に相補型電界
効果トランジスタ(CM OS )ランジスタ〉とバイ
ポーラトランジスタを同一半導体基板上に形成した集積
回路(R1−CMOS IC)の製造方法に関する。
し従来の技術〕 バイポーラトランジスタの高速動作高駆動能力およびC
MOSトランジスタの両者の性能を兼ね備え、゛これら
を同一半導体基板上に形成したBi−CMOS ICは
、近年の低消費電力、高速化の要求から、多くの試みが
なされている。
第3図(a)〜(i〉に、従来のB1−CMOS IC
の製造方法の工程順断面図を示す。
まず、第3図<a)に示すように、P型半導体基板1に
N+型橿込み領域2.P+型埋込み領域3を形成し、次
いでN型エピタキシャル領域4を形成し、この表面を熱
酸化して600〜800人の膜厚の第1の2酸化シリコ
ン層5を形成し、選択的にイオン注入することによりN
チャネルMOSFET形成領域およびバイポーラトラン
ジスタ絶縁分離領域のためのP型ウェル領域6を形成し
、さらに、選択的にイオン注入することによりPチャネ
ルMOSFET形成領域のためのN型つエル領域7を形
成する。
次に、第3図(1))に示すように、CVD技術を用い
て窒化シリコン層9を第1の2酸化シリコン層5の表面
に付着形成する。さらに、非等方性エンチッグにより素
子分離酸化膜形成予定領域の窒化シリコン層9を選択的
に除去し、熱酸化により素子分離酸化膜10を形成する
次に、第3図(C)に示すように、エツチング技術によ
って窒化シリコン層9を除去し、マスクを用いてNチャ
ネルMOSFETのスレ・ソシュホルド調整用のイオン
注入を行ない、さらに、例えばフォトレジスト11のよ
うなマスクを用いてPチャネルMOSFETのスレッシ
ュホルド調整用のイオン注入を行なう。
次に、第3図((」)に示すように、エツチング技術に
よって第1の2酸化シリコン層5を除去し、熱酸化によ
り200〜300人の膜厚のゲート酸化膜12を形成し
、バイポーラトランジスタのコレクタ形成予定領域を開
口する。続いて、例えばりんを含むN1型多結晶シリコ
ン層13と、例えばタングステンシリサイドやモリブデ
ンシリサイド等のシリサイド層14とをCVD技術によ
り付着形成する。さらに、マスクを用い公知の非等方性
エンチッグにより、コレクタ形成予定領域上およびMO
SFETのゲート電極形成予定領域上にシリコン/シリ
サイド構造を残留形成する。
ここで、ゲート電極を多結晶シリコン層のみで形成する
方法もある。次に、熱処理により、コレクタ形成予定領
域上のN+型多結晶シリコン層13からの熟拡散による
N”型コレクタ領域8を形成する。
次に、第3図(e)に示すように、PチャネルMOSF
ETの低濃度P型拡散領域15およびNチャネルMO8
FETの低濃度N型拡rl!領域16を、マスクを用い
て形成する。続いて、CVD技術により、2000〜3
000人の膜厚の第2の2酸化シリコン層18を付着形
成する。
次に、第3図(f)に示すように、公知の非等方性エツ
チング技術を使用して第2の2酸化シリコン層18をエ
ッチバックし、サイドウオール18aを形成する。
この際、バイポーラトランジスタのP型ベース形成予定
領域上、MOSFETの高濃度ソース・ドレイン形成予
定領域(PチャネルMOSFETの高濃度P型拡散領域
並びにNチャネルMOSFETの高濃度N型拡故領域の
形成が予定されている領域〉上のゲート酸化@12も除
去される。
次に、第3図(g>に示すように、バイポーラ1−ラン
ジスタのP型ベース形成予定領域上、MOSFETの高
濃度ソース・ドレイン形成予定領域上に、熱酸化により
500へ−1000人の膜厚の第3の2酸化シリコン層
25を形成する。続いて、マスクを用いたイオン注入に
より、バイポーラトランジスタのP型ベース領域17.
NチャネルMOS F ETの高濃度N型拡散領域19
.PチャネルMOSFETの高濃度P型拡散領域20を
形成する。
次に、第3図(h)に示すように、CVD技術により1
000〜2000人の膜厚の第4の2酸化シリコン層2
6を形成する。続いて、バイポーラトランジスタのエミ
ッタ拡散窓をマスクを用いて開口し、例えばりんを含む
第2のN1型多結晶シリコン層22をCVD技術により
付着し、マスクを用いた公知の非等方性エンチッグによ
り第2のN+型多結晶シリコン層22がエミッタ拡散窓
を覆うよ°うに残留形成する。
最後に、第3図(i>に示すように、バイポーラI・ラ
ンジスタのベースコンタクト領域21およびエミッタ領
域23を形成し、既存の方法による配線形成工程により
引き出し電極28を形成する。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来のB1−CMOS ICの製造方法によれ
ば、第2の2酸化シリコン層18に非等方性エンチッグ
によるエッチバックを行なってサイドウオール18aを
形成する際に、サイドウオール形成部分以外の表面から
第2の2酸化シリコン層18を完全に除去しなければな
らない6 サイドウオ一ル形成部分以外の表面から第2の2酸化シ
リコン層18をエツチング除去する時間をXとすると、
第2の2酸化シリコン層18の膜厚のばらつき、エツチ
ングのばらつきを考慮して通常1.2x 〜1.25x
すなわち20%〜25 %のオーバーエッチを行なうが
、オーバーエッチ時にバイポーラトランジスタのP型ベ
ース形成予定領域上およびMOSFETの高濃度ソース
・ドレイン形成予定領域上には200〜300人の膜厚
のゲート酸1ヒ膜12しか残っていないため、特に、バ
イポーラトランジスタのP型ベース形成予定領域のシリ
コン表面が直接非等方性エンチッグに晒される。
バイポーラ1〜ランジスタのP型ベース形成予定領域の
シリコン表面が約10%以上オーバーエッチされると、
バイポーラトランジスタのエミッタ・ベース間のシリコ
ン表面におけるリーク電流が増加し、電気特性が大きく
劣化するという欠点がある。
また、今後さらに高集積化が進み、ゲート酸化膜はさら
に薄I模化する傾向にあるが、このときP型ベース形成
予定領域のシリコン表面はさらに大きなダメージを受け
ることになるため、従来の製造方法ではこれ以上ゲート
酸化膜を薄くすることは困難となる。
本発明の目的は、上述のようなバイポーラトランジスタ
の電気特性の劣化を引き起すことなしにMOSFETの
高集積化を考慮したBi−CMOSICを製造可能とす
る半導体装置の製造方法を提供することにある。
〔課題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、同一の半導体基板に
LDD型MO9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おいて、バイ
ポーラトランジスタのベース形成予定領域上にあらかじ
め所定膜厚の熱酸化による2酸化シリコン層を設けてか
らLDD型MO8電界効果l・ランジスタのゲート酸化
膜を形成する工程を有している。
〔実施例〕
次に本発明について図面を参照して説明する。
第1図(a)〜(e)は本発明の第1の実施例のBi−
CMO5ICの製造方法の主要工程を示す断面図である
まず、第1図(a)に示すように、従来の製造方法を用
いて、P型基板1上にN+型埋込み領域2、P4型埋込
み領域3.N型エピタキシャル領j或4,600〜80
0人の膜厚の第1の2酸化シjコンJfffi5.P型
今エル領域6.N型今エル領域7、素子分離酸化膜10
を形成する。
次に、第1図(b)に示すように、フォトレジス1〜2
4をマスクに用いてNシャネルMO8FE′「のスレッ
シュホルド調整用のイオン注入を行ない、続いてマスク
開口部の第1の2酸化シリコン層5を除去する。
次に、第1図(c)に示すように、フォトレジスト24
 aをマスクに用いてPシャネルMOSFETのスレッ
シュホルド調整用のイオン注入を行ない、続いてマスク
開口部の第1の2酸化シリコ〉′層5を除去する。
次に、第1図(d)に示すように、熱酸化により200
〜300人の膜厚のグーl−酸化膜12を形成し、バイ
ポーラトランジスタのコレクタ形成予定領域上の第1の
2酸化シリコン層5.ゲーI・酸化膜12をエツチング
除去し、コレクタ形成予定領域を開口する。
続いて、例えばりんを含むN+型多結晶シリコン層13
と、例えばタングステンシリサイドやモリブデンシリサ
イド等のシリサイド層14とを、CVD技術により付着
形成する。さらに、マスクを用い公知の非等方性エンチ
ッグにより、コレクタ形成予定領域上およびMOSFE
Tのゲート電極形成予定領域上にシリコン/シリサイド
構造を残留形成する。ここで、ゲート電極を多結晶シリ
コン層のみで形成する方法もある。
次に、熱処理により、コレクタ形成予定領域上のN+型
多結晶シリコン層13からの熱拡散によるN+型コレク
タ領域8を形成する。
次に、第1図(e)に示すように、従来の製造方法を用
いることにより、PチャネルMOSFETの低濃度P型
拡散領域15およびNチャネルMOSFETの低濃度N
型拡故領域16を形成し、CVD技術により2000〜
3000人の膜厚の第2の2#Ii化シリコン層18を
付着形成する。
次に、非等方性エツチングによりサイドウオールの形成
を行なうが、バイポーラトランジスタのP型ベース形成
予定領域上には200〜300人のゲート酸化膜12お
よび600〜800人の第1の2酸化シリコン層5が残
っているため、オーバーエッチ時にもバイポーラトラン
ジスタのP型ベース形成予定領域のシリコン表面を直接
非等方エツチングに晒すことがなくなる。
これ以降の引き出し電極の形成工程までは、従来の製造
方法と同じである。
本実施例では、窒化シリコン層をマスクに素子分離酸化
115110を形成し、次に窒化シリコン層を工・ソチ
ング除去し、フォトレジスト24.24aによるマスク
によってバイポーラトランジスタのP型ベース形成予定
領域上の第1の2酸化シリコン層5をエツチングから保
護して残したが、窒化シリコン層および第1の2酸化シ
リコン層5を全てエツチング除去し、新たな熱酸fヒ膜
を形成し、この熱酸化膜をバイポーラ!・ランジスタの
P型ベース形成予定領域上に残す方法もある。
第2図(a)〜(c)は本発明の第2の実施例のBi−
CMO5ICの製造方法の主要工程の断面図である。
まず、第2図(a)に示すように、従来の製造方法を用
いて、P型哉板1上にN++埋込みm t42、P+型
埋込み領域3.N型エピタキシャル領1!i4,600
〜800人の膜厚の第1の2酸化ジノコン層5.P型ウ
ェル領域6.N型ウェル領域7、素子分離酸化膜lOを
形成する。続いて、フォI・レジス1〜24bのような
マスクにより、バイポーラI・ランジスタのP型ベース
形成予定頭34上の第1の2酸化シリコン層5を保護し
、池の部分の第1の2酸化シリコン層5をエツチング除
去する。
次に、第2図1)に示すように、熱酸化により200〜
300人の膜厚のゲート酸化M12を形成する。このと
き、バイポーラ)・ランジスタのP型ベース形成予定領
域上には200〜300人のゲート酸化11112およ
び600〜800人の第1の2酸化シリコン層5が形成
されることになる。
次に、第2図(c)に示すように、バイポーラ1〜ラン
ジスタのコレクタ形成予定領域上のゲート酸化IBt1
2をエツチング除去し、コレクタ形成予定領域を開口す
る。続いて、例えばりんを含むN+型型詰結晶1937
層13、例えばタングステンシリサイドやモリブデンシ
リサイド等のシリサイド層14とを、CVD技術により
付着形成する。さらに、マスクを用い公知の非等方性エ
ンチッグにより、コレクタ形成予定領域EおよびMOS
FETのゲート電極形成予定領域上にシリコン/′シリ
サイド構造を残留形成する。その後、PチャネルMOS
FETの低濃度P型拡散領域15およびNチャネルMO
8FETの低濃度N型拡散領域16を形成し、CVD技
術により2000〜3000人の膜厚の第2の2酸化シ
リコン層18を付着形成する。
これ以降の引き出し電極の形成工程までは、従来の製造
方法と同じである。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、同一の半導体基板にLD
D型MOS電界効果トランジスタとバイポーラ1−ラン
ジスタとをXむ半導体装置の製造方法において、ゲー)
・酸fヒ前に形成した熱酸[ヒによる2酸化シリコン層
をバイポーラ1〜ランジスタのベース形成予定領域上に
残しておくことにより、この領域ではゲート酸化酸化を
することによりゲート酸化膜の膜厚が加算された膜厚の
2酸化シリコン層が形成されることになる。
このため、非等方性エツチングによりサイドウオールを
形成するとき、バイポーラ1〜ランジスタのベース形成
予定領域のシリコン表面が直接エツチングに晒されるこ
とは避けられる。
このことから、バイポーラトランジスタのエミッタ・ベ
ース間のシリコン表面におけるリーク電流の増加による
電気特性の劣化を防止することが出来る。
また、本発明の半導体装置の製造方法は、半ミダ体装置
の高集情化がさらに進みゲート酸化膜がさらに薄膜化し
た場合にも、十分対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(e>は本発明の第1の実施例の工程1
tllt Ili面図、第2図(a)〜(c)は本発明
σ)第2の実施例の二[程順断面図、第3図(a)〜(
i)は従来技術の工程11旧断面図である。 1・・・1)を半導体基板、2・・・N+を埋込み領域
、3・・・P゛型埋込み領域、4・・・N型エピタキシ
ャル領域、5・・・第1の2酸化シリコン層、6・・P
型ウェル領域、7・・・N型ウェル領域、8・・・N4
をコレクタ領域、9・・・窒1ヒシリコン層、10・・
・素子分離酸化膜、l 1,24.24a、24b・・
・フォI・レジス1〜.12・・・グーl−酸化膜、1
3・・・N″型多結晶シリコン層、14・・・シリサイ
ド層、15・・・低濃度「】型拡散領域、16・・・低
濃度N型拡散領域、17・・・P型ベース領域、18・
・・第2の2酸化シリコシ層、18a・・・サイドウオ
ール、19・・・高濃度N型拡散領域、20・・・高濃
度P型拡散領域、21・・・ベースコンタクト領域、2
2・・・第2のN+型多結晶シリコン層、23・・・エ
ミッタ領域、25・・・第3の2酸化シリコン層、26
・・・第4の2酸化シリコン層、27・・・第5の2酸
化シリコン層、28・・・弓き出し電極。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  同一の半導体基板にLDD型MOS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
    造方法において、前記バイポーラトランジスタのベース
    形成予定領域上にあらかじめ所定膜厚の熱酸化による2
    酸化シリコン層を設けてから前記LDD型MOS電界効
    果トランジスタのゲート酸化膜を形成することを特徴と
    する半導体装置の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05145025A (ja) * 1991-11-20 1993-06-11 Nec Corp 半導体装置の製造方法
KR100427570B1 (ko) * 1997-03-28 2004-10-14 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 반도체장치및그제조방법
JP2012234941A (ja) * 2011-04-28 2012-11-29 Denso Corp 半導体装置の製造方法及び半導体装置

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JP2012234941A (ja) * 2011-04-28 2012-11-29 Denso Corp 半導体装置の製造方法及び半導体装置

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