JP2728458B2 - Manufacturing method of mixed semiconductor device - Google Patents
Manufacturing method of mixed semiconductor deviceInfo
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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、高速低消費電力の大規模集積回路(LSI)
に関し、特に、エミッタ電極とベース電極が自己整合的
に形成されたNPNバイポーラトランジスタと、相補形MIS
FET(CMOS)とが同一基板上に形成された混在型半導体
装置の製造方法に適用して有効な技術に関するものであ
る。The present invention relates to a large-scale integrated circuit (LSI) with high speed and low power consumption.
In particular, an NPN bipolar transistor having a self-aligned emitter electrode and a base electrode, and a complementary MIS
The present invention relates to a technology that is effective when applied to a method of manufacturing a mixed semiconductor device in which an FET (CMOS) is formed on the same substrate.
エミッタ電極とベース電極を自己整合構造で形成した
バイポーラトランジスタとMISFETとを同一基板上に形成
した混在型半導体装置(以下、Bi−CMOSという)及びそ
の製造方法として、種々の方法が提案されている。Various methods have been proposed as a mixed-type semiconductor device (hereinafter, referred to as Bi-CMOS) in which a bipolar transistor and an MISFET in which an emitter electrode and a base electrode are formed in a self-aligned structure are formed on the same substrate, and a manufacturing method thereof. .
その一つの製造方法は、ベース引出電極とMOSのゲー
ト電極とを同一工程で形成する方法がある。As one of the manufacturing methods, there is a method in which a base extraction electrode and a MOS gate electrode are formed in the same step.
第3A図,第3B図,第3C図及び第3D図は、多結晶シリコ
ンをバイポーラトランジスタのベース引出電極及びMOS
のゲート電極に用いる方法を説明するための図である。FIGS. 3A, 3B, 3C and 3D show the case where polycrystalline silicon is used as a base extraction electrode of a bipolar transistor and a MOS.
FIG. 4 is a diagram for explaining a method used for the gate electrode of FIG.
まず、第3A図に示すように、基板100の上に、素子分
離用の選択酸化膜1、ゲート酸化膜2が形成される。そ
の上にN型多結晶シリコン層3,P型多結晶シリコン層4
が形成される。バイポーラトランジスタのベースとなる
多結晶シリコン層4は、基板100に直接接し、P型にド
ープされている。多結晶シリコン層3は、MOSのゲート
となる部分であり、埋込みコンタクト部(ダイレクトコ
ンタクト部)6において基板100と接続されている。通
常、多結晶シリコン層3は、NMOSのゲートの仕事函数の
関係からN型にドープすることが望ましい。First, as shown in FIG. 3A, a selective oxide film 1 for element isolation and a gate oxide film 2 are formed on a substrate 100. On top of this, an N-type polycrystalline silicon layer 3 and a P-type polycrystalline silicon layer 4
Is formed. The polycrystalline silicon layer 4 serving as the base of the bipolar transistor is in direct contact with the substrate 100 and is doped P-type. The polycrystalline silicon layer 3 is a portion serving as a gate of the MOS, and is connected to the substrate 100 at a buried contact portion (direct contact portion) 6. Normally, it is desirable that the polycrystalline silicon layer 3 is doped into N-type from the relation of the work function of the gate of the NMOS.
また、NMOSを用いた高集積のSRAM(Static Randam Ac
cess Memory)を構成する場合、埋込みコンタクト部6
の様にN型のゲートを基板100と接続する部分が必須と
なる。その上にCVD(Chemical Vapor Deposition)法に
より被着させた酸化膜(絶縁膜)5が被着させる。In addition, highly integrated SRAM using NMOS (Static Randam Ac
cess memory), the embedded contact 6
A part connecting the N-type gate to the substrate 100 as described above is indispensable. An oxide film (insulating film) 5 is deposited thereon by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method.
次に、第3B図に示すように、多結晶シリコン層4を加
工してバイポーラトランジスタのベース引出電極4Aが形
成され、多結晶シリコン層3を加工してMOSのゲート電
極3Aが加工され、P型の外部ベース層8が基板100に拡
散されている。Next, as shown in FIG. 3B, the polycrystalline silicon layer 4 is processed to form a base extraction electrode 4A of the bipolar transistor, and the polycrystalline silicon layer 3 is processed to form a MOS gate electrode 3A. The external base layer 8 of the mold is diffused into the substrate 100.
次に、第3C図に示すように、NMOSの低濃度ドレイン7,
ソース・ドレイン11を形成した後、CVD法により酸化膜
を被着し、異方性エッチングを行い、バイポーラトラン
ジスタのベース引出電極4A及びMOSのゲート電極3A側面
に酸化膜からなるサイドウォールスペーサ10が形成され
る。Next, as shown in FIG.
After forming the source / drain 11, an oxide film is deposited by the CVD method, anisotropic etching is performed, and a sidewall spacer 10 made of an oxide film is formed on the side surface of the base extraction electrode 4A of the bipolar transistor and the gate electrode 3A of the MOS. It is formed.
次に、第3D図に示すように、バイポーラトランジスタ
の内部ベース層12が形成された後、エミッタ電極となる
多結晶シリコン層13が形成され、エミッタ領域14が形成
される。また、NMOSのソース・ドレイン11が形成され
る。Next, as shown in FIG. 3D, after an internal base layer 12 of the bipolar transistor is formed, a polysilicon layer 13 serving as an emitter electrode is formed, and an emitter region 14 is formed. Further, the source / drain 11 of the NMOS is formed.
しかしながら、本発明者は、前記製造方法を検討した
結果、前記製造方法では、自己整合構造のバイポーラト
ランジスタとCMOS(ここではNMOSのみ示している)を同
時に形成できるが、CMOSのゲートとしてポリサイド又は
金属電極を用いていないため、ゲートの抵抗が大きく
(数10Ω/口)高速動作のLSI等の半導体装置には適さ
ないという問題を見い出した。However, as a result of studying the above-mentioned manufacturing method, the present inventor has found that in the above-mentioned manufacturing method, a bipolar transistor having a self-aligned structure and a CMOS (here, only an NMOS is shown) can be formed at the same time. Since no electrodes are used, the inventors have found that the gate resistance is large (several tens of ohms / square) and is not suitable for semiconductor devices such as LSIs operating at high speed.
すなわち、CMOSのゲートとしてポリサイド又は金属電
極を用いていないためゲート電極の抵抗が大きく(数十
Ω/口)高速動作のLSIには適さない。ゲート寸法がサ
ブミクロンになると、ゲートの抵抗による遅れが高速化
の大きな制約となる。また、多結晶シリコン層をN型と
P型に分ける工程が増加する。That is, since no polycide or metal electrode is used as a CMOS gate, the resistance of the gate electrode is large (several tens of ohms / port), which is not suitable for a high-speed operation LSI. When the gate size becomes submicron, the delay due to the resistance of the gate is a great constraint on increasing the speed. Further, the number of steps for dividing the polycrystalline silicon layer into N-type and P-type is increased.
なお、第3A図〜第3D図と類似の方法で、P型の多結晶
シリコンのみを用い、電極形成後にシリサイド化を行う
方法も提案されている(IEEE electron devices letter
s Vol edl−8 No11 pp509〜511)が、この方法では、P
型のゲートは、NMOSに対し短チャネル効果によるしき値
電圧Vthの低下の問題、及び高抵抗負荷型のNMOSメモリ
セルを構成する上で、メモリセルサイズを小さくする方
法(埋込みコンタクト)を用いることができない等の問
題があった。A method of performing silicidation after electrode formation using only P-type polycrystalline silicon in a manner similar to FIGS. 3A to 3D has been proposed (IEEE electron devices letter).
s Vol edl-8 No11 pp509-511)
The problem of the threshold voltage Vth lowering due to the short channel effect on the NMOS for the NMOS type gate and the use of a method of reducing the memory cell size (buried contact) in forming a high resistance load type NMOS memory cell There were problems such as not being able to do.
第3A図〜第3D図の方法で、多結晶シリコンの代りに、
ポリサイド層を用いる場合の問題点を、第4A図〜第4C図
(工程は第3〜第3D図と同様である)を用いて説明す
る。In the method of FIGS. 3A to 3D, instead of polycrystalline silicon,
Problems in the case of using a polycide layer will be described with reference to FIGS. 4A to 4C (the steps are the same as those in FIGS. 3 to 3D).
N型多結晶シリコン層3,P型多結晶シリコン層4の上
に、シリサイド層15を重ねた構造になっている。この様
な構造を用いると、従来から知られているように、シリ
サイド中の不純物の拡散係数が単結晶や多結晶シリコン
中の値に比べて数桁大きく、P,Nの境界において不純物
の相互拡散が生じ、第4A図に示すように、P型多結晶表
面がN型に反転してN型反転層16を形成してしまう現象
が生ずる。第4B図に示す電極加工,第4C図に示すバイポ
ーラトランジスタ及びNMOSの形成は、第3A図〜第3D図と
同様であるが、素子が形成された第4C図に示すBi−CMOS
において、N型反転層16の存在のため、シリサイド15と
P型多結晶層3の間が整流性となり、バイポーラトラン
ジスタのベース抵抗が異常に大きくなってしまうという
問題があった。The structure is such that a silicide layer 15 is overlaid on the N-type polycrystalline silicon layer 3 and the P-type polycrystalline silicon layer 4. When such a structure is used, the diffusion coefficient of impurities in silicide is several orders of magnitude larger than that in single crystal or polycrystalline silicon, and the mutual Diffusion occurs, and as shown in FIG. 4A, a phenomenon occurs in which the P-type polycrystalline surface is inverted to N-type and the N-type inversion layer 16 is formed. The electrode processing shown in FIG. 4B and the formation of the bipolar transistor and the NMOS shown in FIG. 4C are the same as those shown in FIGS. 3A to 3D, except that the Bi-CMOS shown in FIG.
In this case, there is a problem that the presence of the N-type inversion layer 16 causes rectification between the silicide 15 and the P-type polycrystalline layer 3 and abnormally increases the base resistance of the bipolar transistor.
この他、ベース引出電極4AとMOSのゲート電極3Aをそ
れぞれ別々に多結晶シリコン層で形成し、サイドウォー
ルスペーサも別に形成する方法も提案されている(特開
昭62−155553号公報,特開昭62−155554号公報参照)
が、これらの製造方法では、製造工程が増加し、かつ、
CMOSの高速化が困難であるという問題があった。In addition, a method has been proposed in which the base extraction electrode 4A and the MOS gate electrode 3A are separately formed of a polycrystalline silicon layer, and the sidewall spacers are separately formed (Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Sho 62-155553 and 62-155553). (See JP-A-62-155554)
However, these manufacturing methods increase the number of manufacturing steps, and
There is a problem that it is difficult to speed up the CMOS.
本発明の目的は、自己整合構造のバイポーラトランジ
スタとMISFETを同一基板上に形成するBi−CMOSの製造方
法において、Bi−CMOSのゲートの抵抗が小さく、かつ高
速動作のBi−CMOSを製造する方法を提供することにあ
る。An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a Bi-CMOS in which a bipolar transistor and a MISFET having a self-aligned structure are formed on the same substrate, wherein the Bi-CMOS has a small gate resistance and operates at high speed. Is to provide.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであ
ろう。The above and other objects and novel features of the present invention are as follows.
It will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの
概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。The outline of a typical invention disclosed in the present application is briefly described as follows.
すなわち、ベース引出電極の側壁にサイドウォールス
ペーサを形成し、このサイドウォールスペーサに対して
自己整合でエミッタ電極を形成するバイポーラトランジ
スタと、遷移金属を主体とするゲート電極の側壁にサイ
ドウォールスペーサを形成するMISFETとを有する混在型
半導体装置であって、バイポーラトランジスタのベース
引出電極と、MISFETのゲート電極とは異なる工程で形成
され、その後、前記両電極の側壁に形成されるサイドウ
ォールスペーサが同一工程で形成される混在型半導体装
置の製造方法である。That is, a side wall spacer is formed on the side wall of the base extraction electrode, and a bipolar transistor that forms an emitter electrode in self-alignment with the side wall spacer, and a side wall spacer is formed on the side wall of a gate electrode mainly composed of a transition metal. And a MISFET, wherein the base extraction electrode of the bipolar transistor and the gate electrode of the MISFET are formed in different steps, and then the sidewall spacers formed on the side walls of the two electrodes are formed in the same step. This is a method for manufacturing a mixed-type semiconductor device formed by:
前述の手段によれば、まず、P型の多結晶シリコン又
はこれを有するポリサイドを用いてバイポーラトランジ
スタのベース引出電極を形成する。According to the above-described means, first, a base extraction electrode of a bipolar transistor is formed using P-type polycrystalline silicon or polycide having the same.
次に、ポリサイド,シリサイド等の遷移金属を主体と
する材料からなるCMOSゲート電極を形成する。これによ
り両電極を同一工程で形成することに伴なう性能の劣化
を避けることができる。次に、両電極にサイドウォール
スペーサが同一工程で形成されることにより、製造工程
を増加することなく、LDD(Lightly Doped Drain)構造
のCMOSの形成とバイポーラトランジスタのエミッタとベ
ース電極の自己整合分離を行うことができる。Next, a CMOS gate electrode made of a material mainly composed of a transition metal such as polycide or silicide is formed. As a result, it is possible to avoid deterioration in performance due to forming both electrodes in the same process. Next, by forming sidewall spacers on both electrodes in the same process, the formation of an LDD (Lightly Doped Drain) CMOS and the self-alignment separation of the emitter and base electrodes of the bipolar transistor can be performed without increasing the manufacturing process. It can be performed.
これらにより、Bi−CMOSのゲートの抵抗が小さく、か
つ高速動作のBi−CMOSを製造することができる。Thus, a Bi-CMOS with a small gate resistance and high-speed operation can be manufactured.
以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明
する。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
なお、全図において、同一機能を有するものは同一符
号を付け、その繰り返しの説明は省略する。In all the drawings, components having the same function are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof will be omitted.
本発明のBi−CMOSを有する混在型半導体装置の製造方
法に適用した実施例Iを第1A図,第1B図,第1C図,第1D
図,第1E図及び第1F図を用いて説明する。FIGS. 1A, 1B, 1C, and 1D show Embodiment I applied to a method of manufacturing a mixed semiconductor device having Bi-CMOS according to the present invention.
Explanation will be made with reference to FIG. 1, FIG. 1E and FIG. 1F.
まず、第1A図に示すように、シリコン基板100の主面
上に素子分離用の選択酸化膜1(700nm)とゲート酸化
膜2(20nm)が形成された後、バイポーラトランジスタ
形成領域のゲート酸化膜2が除去された後、200nmの厚
さのP型多結晶シリコン層3,4がCVD法により形成され、
その上に酸化膜(絶縁膜)5(300nm)が形成される。First, as shown in FIG. 1A, after a selective oxide film 1 (700 nm) for device isolation and a gate oxide film 2 (20 nm) are formed on the main surface of a silicon substrate 100, the gate oxide in a bipolar transistor formation region is formed. After the film 2 is removed, P-type polycrystalline silicon layers 3 and 4 having a thickness of 200 nm are formed by a CVD method,
An oxide film (insulating film) 5 (300 nm) is formed thereon.
次に、第1B図に示すように、P型多結晶シリコン膜
4、酸化膜5の2層膜を、フォトエッチング技術を用い
て加工し、ベース引出電極4Aが形成される。次にP型多
結晶シリコン膜4からシリコン基板100にバイポーラト
ランジスタの外部ベース層(P型半導体領域)8が形成
される。このP型半導体領域8は、外部ベース領域とな
る。Next, as shown in FIG. 1B, the two-layered film of the P-type polycrystalline silicon film 4 and the oxide film 5 is processed by using a photo-etching technique to form a base extraction electrode 4A. Next, an external base layer (P-type semiconductor region) 8 of the bipolar transistor is formed on the silicon substrate 100 from the P-type polycrystalline silicon film 4. This P-type semiconductor region 8 becomes an external base region.
次に、第1C図に示すように、バイポーラトランジスタ
部にN型不純物の拡散を妨げるために、薄い酸化膜17
(20nm)が予め形成されている。ゲートと基板100を接
続する埋込みコンタクト部6の酸化膜に窓開けが行われ
た後、ポリサイド構造のゲート電極18Aを形成するため
に、20nmのN型多結晶シリコン18と20nmのタングステン
シリサイド19の重ね膜を被着させる。Next, as shown in FIG. 1C, in order to prevent diffusion of N-type impurities into the bipolar transistor portion, a thin oxide film 17 is formed.
(20 nm) is formed in advance. After a window is formed in the oxide film of the buried contact portion 6 connecting the gate and the substrate 100, a 20 nm N-type polysilicon 18 and a 20 nm tungsten silicide 19 are formed to form a gate electrode 18A having a polycide structure. Deposit the overlay film.
次に、第1D図に示すように、ゲート電極18Aの加工が
行われ、低濃度ドレインを形成するためのN型低濃度拡
散層7が形成される。Next, as shown in FIG. 1D, the gate electrode 18A is processed to form an N-type low concentration diffusion layer 7 for forming a low concentration drain.
次に、第1E図に示すように、約400nmのCVD酸化膜を被
着した後、異方性エッチングによりMOSのゲート電極18A
の側面及びバイポーラトランジスタのベース引出電極4A
の側面にサイドウォールスペーサ10が形成される。Next, as shown in FIG. 1E, after depositing a CVD oxide film of about 400 nm, the MOS gate electrode 18A is anisotropically etched.
Side and base extraction electrode 4A of bipolar transistor
Is formed on the side surface of the substrate.
次に、第1F図に示すように、この後、予めエミッタの
下に形成された内部のベース層12、エミッタ拡散層14が
形成され、NMOSのソース・ドレイン11及びN型多結晶シ
リコン(200nm)によるエミッタ電極13が形成され、そ
の後、通常の処理を行ってBi−CMOSを有する混在型半導
体装置が完成される。Next, as shown in FIG. 1F, after this, an internal base layer 12 and an emitter diffusion layer 14 formed beforehand under the emitter are formed, and the NMOS source / drain 11 and N-type polycrystalline silicon (200 nm) are formed. The emitter electrode 13 is formed according to (1), and thereafter, the normal processing is performed to complete the mixed semiconductor device having Bi-CMOS.
以上は、ベース引出電極に多結晶シリコン、MOSのゲ
ート電極にポリサイドを用いた例であるが、他の材料の
組合わせも可能である。Although the above is an example in which polycrystalline silicon is used for the base extraction electrode and polycide is used for the gate electrode of the MOS, other combinations of materials are also possible.
第2A図,第2B図,第2C図及び第2D図は、前記実施例I
のベース引出電極4Aにもポリサイド層を用い、ベース抵
抗を低減することを目的にした実施例IIの製造工程にお
ける各部の断面図である。FIGS. 2A, 2B, 2C and 2D show the results of the embodiment I.
FIG. 9 is a cross-sectional view of each part in the manufacturing process of Example II for the purpose of reducing the base resistance by using a polycide layer also for the base extraction electrode 4A.
本実施例IIの製造工程は、第1A図〜第1F図と同様に、
第2A図のベース引出電極4Aとなる部分に、200nmのP型
多結晶シリコン4と、タングステンシリサイド(200n
m)20の重ね膜が形成される。第2B図のベース引出電極
4の加工、第2C図のゲート電極18A、埋込コンタクト形
成及び第2D図のNMOS及びバイポーラトランジスタ形成
は、第1A図〜第1F図のそれぞれに該当する工程と全く同
様である。The manufacturing process of Example II is similar to FIGS. 1A to 1F,
2A, a 200 nm P-type polycrystalline silicon 4 and a tungsten silicide (200 n
m) Twenty stacked films are formed. The processing of the base extraction electrode 4 in FIG. 2B, the formation of the gate electrode 18A in FIG. 2C, the formation of the buried contact, and the formation of the NMOS and bipolar transistors in FIG. 2D are completely the same as the steps respectively corresponding to FIGS. 1A to 1F. The same is true.
なお、ゲート電極18Aの材料として金属、例えばタン
グステン等の遷移金属を用いることも可能である。Note that a metal, for example, a transition metal such as tungsten can be used as the material of the gate electrode 18A.
以上の様に、前記実施例I及びIIによれば、バイポー
ラトランジスタのベース電極4Aの形成とMOSのゲート電
極18Aの形成を別の工程で行うことにより、MOSの高速化
に必要なシリサイド又は遷移金属を主体はする材料をゲ
ート電極18Aに用い、かつ、工程上の問題をなくした状
態でベース引出電極4Aを形成し、その後、電極側面のサ
イドウォールスペーサ10を同一工程で形成できることに
より、簡略な工程で、LDD構造のMOSと、エミッタ、ベー
ス電極間の自己製合分離を同時に形成できる。As described above, according to the embodiments I and II, the formation of the base electrode 4A of the bipolar transistor and the formation of the gate electrode 18A of the MOS are performed in separate steps, so that the silicide or transition required for increasing the speed of the MOS is performed. A material mainly composed of metal is used for the gate electrode 18A, and the base extraction electrode 4A is formed in a state in which there is no problem in the process, and thereafter, the sidewall spacer 10 on the electrode side surface can be formed in the same process, thereby simplifying the process. In a simple process, self-assembly separation between the MOS having the LDD structure and the emitter and base electrodes can be simultaneously formed.
第3図に示す従来技術と比較しても多結晶シリコン又
はポリサイド形成工程が増えるがフォトエッチング工程
は増加しない。Compared with the prior art shown in FIG. 3, the number of polycrystalline silicon or polycide forming steps increases, but the number of photoetching steps does not increase.
なお、本発明を用いた代表的なLSIとして、高速のSRA
M(Static Ramdom Access Memory)がある。メモリセル
は通常、高抵抗(数十GΩ)負荷のNMOSメモリセルであ
る。セル面積を縮小するため、ゲートと基板とを接続さ
せる埋込みコンタクト6を用いるが、この場合、ゲート
はN型であることが必要であり、本発明を用いて実現で
きる。Note that a typical LSI using the present invention is a high-speed SRA
There is M (Static Ramdom Access Memory). The memory cell is usually an NMOS memory cell with a high resistance (several tens of GΩ) load. In order to reduce the cell area, a buried contact 6 for connecting the gate and the substrate is used. In this case, the gate needs to be N-type and can be realized by using the present invention.
また、本実施例I及びIIでは、バイポーラトランジス
タのベース引出電極4Aを形成した後に、MOSのゲート電
極18Aを形成する例を示したが、工程順を入れかえ、先
にMOSのゲート電極18Aを形成し、後でベース引出電極4A
を形成する方法を用い、この後サイドウォールスペーサ
10を同時に形成する方法もある。この場合も同様の結果
が得られる。Further, in Examples I and II, the example in which the MOS gate electrode 18A is formed after the base extraction electrode 4A of the bipolar transistor is formed has been described, but the process order is changed, and the MOS gate electrode 18A is formed first. And then the base extraction electrode 4A
After that, the side wall spacer is used.
There is also a method of forming 10 at the same time. In this case, a similar result is obtained.
以上、本発明を実施例にもとづき具体的に説明した
が、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、
その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である
ことは言うまでもない。As mentioned above, although the present invention was explained concretely based on an example, the present invention is not limited to the above-mentioned example.
It goes without saying that various changes can be made without departing from the scope of the invention.
本願において開示される発明のうち代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりで
ある。The effects obtained by the representative inventions among the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
バイポーラトランジスタのベース引出電極の形成と、
MISFETのゲート電極とが異なる工程で形成され、かつ、
当該両電極の側壁に形成されるサイドウォールスペーサ
(絶縁層)が同一工程で形成されるので、両電極を同一
工程で形成することに伴なう性能の劣化を避けることが
でき、かつ製造工程を増加することなく、LDD構造のMIS
FETの形成とバイポーラトランジスタのエミッタとベー
ス電極の自己整合分離を行うことができる。Forming a base extraction electrode of the bipolar transistor;
The gate electrode of the MISFET is formed in a different process, and
Since the sidewall spacers (insulating layers) formed on the side walls of the two electrodes are formed in the same step, deterioration of performance due to forming both electrodes in the same step can be avoided, and the manufacturing process MIS with LDD structure without increasing
The formation of the FET and the self-alignment separation of the emitter and base electrodes of the bipolar transistor can be performed.
これらにより、ゲートの抵抗が小さく、かつ高速動作
の混在型半導体装置を製造することができる。As a result, a mixed semiconductor device with low gate resistance and high-speed operation can be manufactured.
第1A図,第1B図,第1C図,第1D図,第1E図及び第1F図
は、本発明のBi−CMOSを有する混在型半導体装置の製造
方法に適用した実施例Iの各工程の断面図、 第2A図,第2B図,第2C図及び第2D図は、本発明の実施例
IIの製造工程における各部の断面を示す図、 第3A図〜第3D図及び第4A図〜第4C図は、従来のBi−CMOS
を有する混在型半導体装置の製造方法の問題点を説明す
るための図である。 図中、100……シリコン基板、1……素子分離用選択酸
化膜、2……ゲート酸化膜、3……N型多結晶シリコン
層、4……P型多結晶シリコン層、4A……ベース引出電
極、5……酸化膜(絶縁膜)、6……埋込みコンタクト
部、7……NMOSの低濃度拡散層、8……バイポーラの外
部ベース層(P型半導体領域)、9……埋込みコンタク
ト部のN型拡散層、10……サイドウォールスペーサ、11
……NMOSのソース・ドレイン、12……バイポーラトラン
ジスタのベース層、13……バイポーラトランジスタのエ
ミッタ電極、14……バイポーラトランジスタのエミッタ
拡散層、15……シリサイド層、16……N型不純物層、17
……拡散防止用酸化膜、18A……ゲート電極、18……N
型多結晶シリコン、19……タングステンシリサイド、20
……ベース引出電極用タングステンシリサイド。FIGS. 1A, 1B, 1C, 1D, 1E and 1F show the steps of Embodiment I applied to the method of manufacturing a mixed semiconductor device having a Bi-CMOS according to the present invention. Sectional views, FIGS. 2A, 2B, 2C and 2D show embodiments of the present invention.
FIGS. 3A to 3D and FIGS. 4A to 4C show cross sections of respective parts in the manufacturing process of II.
FIG. 7 is a diagram for describing a problem of a method of manufacturing a mixed-type semiconductor device having In the drawing, 100: silicon substrate, 1: selective oxide film for element isolation, 2: gate oxide film, 3: N-type polycrystalline silicon layer, 4: P-type polycrystalline silicon layer, 4A: base Lead electrode, 5 ... oxide film (insulating film), 6 ... embedded contact portion, 7 ... low concentration diffusion layer of NMOS, 8 ... bipolar external base layer (P type semiconductor region), 9 ... embedded contact N-type diffusion layer, 10 ... sidewall spacer, 11
... NMOS source / drain, 12 base layer of bipolar transistor, 13 emitter electrode of bipolar transistor, 14 emitter diffusion layer of bipolar transistor, 15 silicide layer, 16 N-type impurity layer, 17
…… Diffusion prevention oxide film, 18A …… Gate electrode, 18 …… N
Type polycrystalline silicon, 19 ... tungsten silicide, 20
...... Tungsten silicide for base extraction electrode.
フロントページの続き (72)発明者 平尾 充 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−155553(JP,A) 特開 昭63−239856(JP,A) 特開 昭63−37643(JP,A)Continuation of the front page (72) Inventor Mitsuru Hirao 4026 Kuji-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Within Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-62-155553 (JP, A) JP-A-63-239856 (JP) , A) JP-A-63-37643 (JP, A)
Claims (1)
ペーサを形成し、このサイドウォールスペーサに対して
自己整合でエミッタ電極を形成するバイポーラトランジ
スタと、遷移金属を主体とするゲート電極の側壁にサイ
ドウォールスペーサを形成するMISFETとを有する混在型
半導体装置であって、バイポーラトランジスタのベース
引出電極と、MISFETのゲート電極とは異なる工程で形成
され、その後、前記両電極の側壁に形成されるサイドウ
ォールスペーサが同一工程で形成されることを特徴とす
る混在型半導体装置の製造方法。1. A bipolar transistor in which a side wall spacer is formed on a side wall of a base extraction electrode and an emitter electrode is formed in self alignment with the side wall spacer, and a side wall is formed on a side wall of a gate electrode mainly composed of a transition metal. A mixed-type semiconductor device having a MISFET forming a spacer, wherein the base extraction electrode of the bipolar transistor and the gate electrode of the MISFET are formed in different steps, and thereafter, the sidewall spacer is formed on the side walls of the two electrodes. Are formed in the same step.
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1988
- 1988-10-11 JP JP25378088A patent/JP2728458B2/en not_active Expired - Fee Related
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