JPH0640567B2 - 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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JPH0640567B2
JPH0640567B2 JP4571487A JP4571487A JPH0640567B2 JP H0640567 B2 JPH0640567 B2 JP H0640567B2 JP 4571487 A JP4571487 A JP 4571487A JP 4571487 A JP4571487 A JP 4571487A JP H0640567 B2 JPH0640567 B2 JP H0640567B2
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    • H01L21/822Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
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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、特にバイポーラ
トランジスタとMOSトランジスタとを同一基板上に同
時に形成する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MOSトランジスタとを同一
基板上に形成した集積回路(以下、Bi−MOS IC
と記す)において、NPNトランジスタのベース領域と
同時に形成するサブストレートPNPトランジスタのエ
ミッタ領域およびコレクタコンタクト領域は、従来第3
図(a)〜(d)のような工程により形成していた。以
下にNPNトランジスタ、サブストレートPNPトラン
ジスタおよびNチャンネルMOSトランジスタを含むこ
の第3図(a)〜(d)のBi−MOSICの製造方法
を説明する。
まず第3図(a)に示すように、P形シリコン基板1に
形埋込層2およびP形埋込層3を形成し、その上
にN形エピタキシャル層4を成長させ、この表面からP
形ウェル領域5を形成する。次に、シリコン窒化膜をマ
スクにして選択的に厚い素子分離用酸化膜6を形成す
る。次いでゲート酸化膜7の形成後、ゲート多結晶シリ
コン膜8を形成する。次にイオン注入のための薄い酸化
膜(以下、パターン酸化膜と記す)9を形成し、これを
介して例えばホウ素のイオン注入により、NPNトラン
ジスタのベース領域10、サブストレートPNPトラ
ンジスタのエミッタ領域10およびコレクタコンタク
ト領域10を同時に形成する。次いで、パターン酸化
膜9を選択的にエッチングして、NPNトランジスタの
エミッタおよびコレクタの電極取出し口、サブストレー
トPNPトランジスタのベース電極取出し口を形成した
後、第2多結晶シリコン膜12を形成する。
次に、第3図(b)に示すように、この第2多結晶シリ
コン膜12を選択的にエッチングして、NPNトランジ
スタのエミッタ領域およびコレクタコンタクト領域上、
サブストレートPNPトランジスタのエミッタ領域の一
部(電極取出し口以外の部分)およびベースコンタクト
領域上にのみ残す。次いでパターン酸化膜9をエッチン
グして全面除去する。その後第3図(c)に示すよう
に、新たにパターン酸化膜13を形成する。このパター
ン酸化膜13を介してNチャンネルMOSトランジスタ
のソース・ドレイン領域14を、また、第2多結晶シ
リコン膜12を介してNPNトランジスタのエミッタ領
域14およびコレクタコンタクト領域14、サブス
トレートPNPトランジスタのベースコンタクト領域1
を例えばヒ素のイオン注入により同時に形成する。
最後に、第3図(d)に示すように、絶縁膜15を形成
し、この絶縁膜15およびパターン酸化膜13を選択的
に開口した後、アルミニウムによってNPNトランジス
タのエミッタ、ベースおよびコレクタの各電極 1
,16,16、NチャンネルMOSトランジス
タのソース・ドレイン電極16、サブストレートPN
Pトランジスタのエミッタ、ベース、コレクタの各電極
16,16および16を同時に形成する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述した従来のBi−MOS ICにおけるサブストレ
ートPNPトランジスタのエミッタ領域形成に関して
は、エミッタ領域の一部上に第2多結晶シリコン膜12
を形成することによって、パターン酸化膜13形成時の
表面不純物濃度低下を防ぐことができ、よって高濃度で
深いエミッタ領域を部分的に形成でき、エミッタ接地電
流増幅率(以下、hFEと記す)を大きくできるという利
点があった。しかし、エミッタ領域においては電極取出
し口を形成するために、第2多結晶シリコン膜12を一
部除去しなければならず、その分のマージンが必要とな
り、第3図(d)に示すように、エミッタ領域が大きく
なり、微細化に不利であった。また、NPNトランジス
タに関しては、第2多結晶シリコン膜12とベース領域
との間には薄いパターン酸化膜13しかないため、エミ
ッタ・ベース間の寄生MOS容量が大きくなり、微細の
エミッタ領域にもかかわらず、十分な高速性が得られな
いという欠点がある。
本発明の目的は、PR工程を増すことなくサブストレー
トPNPトランジスタのエミッタ領域およびコレクタコ
ンタクト領域を電極取出し口直下に高濃度で深く形成で
き、横方向の縮小化およびコレクタ飽和抵抗を小さく出
来、一方NPNトランジスタにおいては、エミッタ・ベ
ース間の寄生MOS容量を小さくでき、かつ内部ベース
領域だけでなく外部ベース領域も高濃度で深く形成で
き、ベース抵抗を小さくすることができる半導体装置の
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〕
本発明の特徴は、半導体基板の表面のN型領域にMOS
トランジスタ及びサブストレートPNPトランジスタの
コレクタ領域の一部となるP型のウェル領域を形成する
工程と、前記基板表面の所定領域に素子分離用酸化膜,
MOSトランジスタ形成領域上にゲート酸化膜,該ゲー
ト酸化膜上の所定領域上にゲート多結晶シリコン電極を
形成する工程と、熱酸化により全面に第1パターン酸化
膜を選択的に形成する工程と、前記第1のパターン酸化
膜を介してP型不純物を導入し、NPNトランジスタの
ベース領域,サブストレートPNPトランジスタのエミ
ッタ領域並びにコレクタコンタクト領域を形成する工程
と、全面に耐酸化性絶縁膜を形成する工程と、前記耐酸
化性絶縁膜及び該耐酸化性絶縁膜の下に形成された第1
のパターン酸化膜をNPNトランジスタ外部ベース領域
上,MOSトランジスタのゲート上,サブストレートP
NPトランジスタのエミッタ領域およびコレクタ領域上
以外はすべて選択的に除去する工程と、全面に多結晶シ
リコン膜を形成し、該多結晶シリコン膜を選択的にエッ
チングし、NPNトランジスタのエミッタ領域およびコ
レクタコンタクト領域上,サブストレートPNPトラン
ジスタのベースコンタクト領域上に残す工程と、熱酸化
により前記耐酸化性絶縁膜部以外に第2のパターン酸化
膜を形成する工程と、前記第2のパターン酸化膜および
前記多結晶シリコン膜を介してN型不純物を導入しMO
Sトランジスタのソース・ドレイン領域,NPNトラン
ジスタのエミッタ領域およびコレクタコンタクト領域,
サブストレートPNPトランジスタのベースコンタクト
領域を形成する工程とを含む半導体装置の製造方法にあ
る。
なお、耐酸化絶縁膜としてはシリコン窒化膜が好適であ
ることが判明した。
〔実施例〕
以下、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)〜(g)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装置の断面図である。
まず、第1図(a)に示すように、10〜15Ω・cmの
形シリコン基板1にN形埋込層2およびP形埋
込層3を形成し、その上に1〜5Ω・cmのN形エピタキ
シャル層4を成長させ、この表面からNチャンネルMO
Sトランジスタのウェル領域およびサブストレートPN
Pトランジスタのコレクタコンタクト領域の一部となる
2〜5KΩ/□のP形ウェル領域5を形成する。次に、
約1200Åのシリコン窒化膜をマスクにして選択的に
約1μmの厚い素子分離用酸化膜6を形成する。次いで
約400Åのゲート酸化膜7を形成する。
次いで、第1図(b)に示すように約4000Åのゲー
ト多結晶シリコン膜8を形成する。次に約600Åのパ
ターン酸化膜9を形成し、これを介して例えばホウ素の
イオン注入によりNPNトランジスタのベース領域10
、サブストレートPNPトランジスタのエミッタ領域
10およびコレクタコンタクト領域10を同時に形
成する。
次いで、第1図(c)に示すように、全面に例えばLP
CVD法により約1200Åのシリコン窒化膜11を形
成する。
次に、第1図(d)に示すように、このシリコン窒化膜
11およびその下のパターン酸化膜9をNPNトランジ
スタの外部ベース領域上、NチャンネルMOSトランジ
スタのゲート上、サブストレートPNPトランジスタの
エミッタ領域およびコレクタコンタクト領域上以外はす
べて選択的にエッチングした後、約1200Åの第2多
結晶シリコン膜12を形成する。
次いで、第1図(e)に示すように、この第2多結晶シ
リコン膜12を選択的にエッチングして、NPNトラン
ジスタのエミッタ領域およびコレクタコンタクト領域
上、サブストレートPNPトランジスタのベースコンタ
クト領域上にのみ残す。次いでパターン酸化膜9をエッ
チングして全面除去する。
その後、第1図(f)に示すように、新たに約200Å
のパターン酸化膜13を形成する。このパターン酸化膜
13を介して、NチャンネルMOSトランジスタのソー
ス・ドレイン領域14を、また、第2多結晶シリコン
膜12を介してNPNトランジスタのエミッタ領域14
およびコレクタコンタクト領域14、サブストレー
トPNPトランジスタのベースコンタクト領域14
を、例えばヒ素のイオン注入により同時に形成する。
最後に第1図(g)に示すように、絶縁膜15を形成
し、この絶縁膜15、シリコン窒化膜11およびパター
ン酸化膜13を選択的にエッチングして開口した後、ア
ルミニウムによってNPNトランジスタのエミッタ、ベ
ースおよびコレクタの各電極16,16および16
、NチャンネルMOSトランジスタのソース・ドレイ
ン電極16、サブストレートPNPトランジスタのエ
ミッタ、ベースおよびコレクタの各電極、16,16
および16を同時に形成する。
なお、上述の実施例では、NPNトランジスタのベース
領域10、サブストレートPNPトランジスタのエミ
ッタ領域10およびコレクタコンタクト領域10
シート抵抗は最終的に約1KΩ/□となり、従来例でパ
ターン酸化膜13の形成により表面不純物濃度が低下す
るP形領域の最終シート抵抗が約2KΩ/□となるのに
対し、ほぼ半分の値となる。
第2図は本発明の他の実施例により形成された半導体装
置の断面図である。この実施例は第1の実施例のサブス
トレートPNPトランジスタの代わりにバーティカルP
NPトランジスタを形成するものである。バーティカル
PNPトランジスタは同図に示すように、N形埋込層
2の内部にP形埋込層3を形成し、コレクタをP
シリコン基板1に対してフローティングにしたものであ
る。第2の実施例の製造方法および発明の効果は第1の
実施例と同様である。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、パターン酸化膜13の形
成に対する耐酸化膜として、第2多結晶シリコン膜12
の他に、例えばLPCVD法によるシリコン窒化膜11
を用いることにより、PR工程を増すことなく、サブス
トレートPNPトランジスタの高濃度で深いエミッタ領
域を電極取出し口直下に形成することができ横方向の縮
小化を行なうことができる効果がある。また、サブスト
レートPNPトランジスタのコレクタコンタクト領域も
エミッタ領域と同じく高濃度で深く形成されるためコレ
クタ飽和抵抗Rscを小さくすることもできる。
一方、NPNトランジスタに関しては、第2多結晶シリ
コン膜12とパターン酸化膜9との間に前述のシリコン
窒化膜11を形成することにより、エミッタ・ベース間
の寄生MOS容量を小さくできる効果がある。また、外
部ベース領域上にもこのシリコン窒化膜11を形成する
ことにより、内部ベース領域だけでなく、外部ベース領
域も高濃度で深く形成でき、ベース抵抗を小さくするこ
ともできる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(g)は本発明の一実施例を説明するた
めの製造工程を示す半導体素子の断面図、第2図は本発
明の他の実施例により形成された半導体素子の断面図、
第3図(a)〜(d)は従来技術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。 1……P形シリコン基板、2……N形埋込層、3…
…P形埋込層、4……N形エピタキシャル層、5……
P形ウェル領域、6……素子分離用酸化膜、7……ゲー
ト酸化膜、8……ゲート多結晶シリコン膜、9,13…
…パターン酸化膜、10……NPNトランジスタのベ
ース領域、10……サブストレートPNPトランジス
タのエミッタ領域、10……サブストレートPNPト
ランジスタのコレクタコンタクト領域、11……シリコ
ン窒化膜、12……第2多結晶シリコン膜、14……
NPNトランジスタのエミッタ領域、14……NPN
トランジスタのコレクタコンタクト領域、14……N
チャンネルMOSトランジスタのソース・ドレイン領
域、14……サブストレートPNPトランジスタのベ
ースコンタクト領域、15……絶縁膜、16……NP
Nトランジスタのエミッタ電極、16……NPNトラ
ンジスタのベース電極、16……NPNトランジスタ
のコレクタ電極、16……NチャンネルMOSトラン
ジスタのソース・ドレイン電極、16……サブストレ
ートPNPトランジスタのエミッタ電極、16……サ
ブストレートPNPトランジスタのベース電極、16
……サブストレートPNPトランジスタのコレクタ電
極、16……バーティカルPNPトランジスタのエミ
ッタ電極、16……バーティカルPNPトランジスタ
のベース電極、16……バーティカルPNPトランジ
スタのコレクタ電極。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板の表面のN型領域にMOSトラ
    ンジスタ及びサブストレートPNPトランジスタのコレ
    クタ領域の一部となるP型のウェル領域を形成する工程
    と、前記基板表面の所定領域に素子分離用酸化膜,MO
    Sトランジスタ形成領域上にゲート酸化膜,該ゲート酸
    化膜上の所定領域上にゲート多結晶シリコン電極を形成
    する工程と、熱酸化により全面に第1のパターン酸化膜
    を選択的に形成する工程と、前記第1のパターン酸化膜
    を介してP型不純物を導入し、NPNトランジスタのベ
    ース領域,サブストレートPNPトランジスタのエミッ
    タ領域並びにコレクタコンタクト領域を形成する工程
    と、全面に耐酸化性絶縁膜を形成する工程と、前記耐酸
    化性絶縁膜及び該耐酸化性絶縁膜の下に形成された第1
    のパターン酸化膜をNPNトランジスタ外部ベース領域
    上,MOSトランジスタのゲート上,サブストレートP
    NPトランジスタのエミッタ領域およびコレクタ領域上
    以外はすべて選択的に除去する工程と、全面に多結晶シ
    リコン膜を形成し、該多結晶シリコン膜を選択的にエッ
    チングし、NPNトランジスタのエミッタ領域およびコ
    レクタコンタクト領域上,サブストレートPNPトラン
    ジスタのベースコンタクト領域上に残す工程と、熱酸化
    により前記耐酸化性絶縁膜部以外に第2のパターン酸化
    膜を形成する工程と、前記第2のパターン酸化膜および
    前記多結晶シリコン膜を介してN型不純物を導入しMO
    Sトランジスタのソース・ドレイン領域,NPNトラン
    ジスタのエミッタ領域およびコレクタコンタクト領域,
    サブストレートPNPトランジスタのベースコンタクト
    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。
JP4571487A 1987-02-27 1987-02-27 半導体装置の製造方法 Expired - Lifetime JPH0640567B2 (ja)

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