JPS5837946A - Mis型半導体集積回路装置 - Google Patents

Mis型半導体集積回路装置

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JPS5837946A
JPS5837946A JP56136662A JP13666281A JPS5837946A JP S5837946 A JPS5837946 A JP S5837946A JP 56136662 A JP56136662 A JP 56136662A JP 13666281 A JP13666281 A JP 13666281A JP S5837946 A JPS5837946 A JP S5837946A
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JP
Japan
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well
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transistor
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Pending
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JP56136662A
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English (en)
Inventor
Takehide Shirato
猛英 白土
Koichi Fujita
藤田 鋼一
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5837946A publication Critical patent/JPS5837946A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/08Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
    • H01L27/085Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only
    • H01L27/088Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate
    • H01L27/092Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate complementary MIS field-effect transistors

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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】 本発明はMIS型半導体集積回路装置に係り、特にP型
半導体基板に設けられたNウェル内に通常の耐圧と高耐
圧のPチャネルMIS)ランジスタが並設されるMIS
型半導体集積回路装置の構造に関する。
高い動作電圧を要する装置、例えば螢光表示管外を[微
駆動させるのに用いる半導体集M回1鮎装置(IC)に
於ては、詔1図に示すように高耐圧の出力トランジスタ
T+のドレイン@Dのみに高電圧が印加される回路が構
成し得る面で、Pチャネル型で高耐圧MIS)ランジス
タを形成することが極めて有利である。なお図(於てT
v lTmは標準耐圧MIS)ランジスタ、■はインバ
ータ、FLは螢光表示管、Veeは低電圧電源配線、E
は高電圧電源を示している。
そのため従来はN型の半導体基板を用い、高耐圧を含む
総てのトランジスタをPチャネル型で形成することも行
われたが、この構造は該ICを形成する大部分のトラン
ジスタにNチャネル型を用いたもの(比して装置の動作
速度が劣るという間!aがあった。そこで動作速度を改
善する手段としてN型半導体基板にPウェルを設け、該
半導体ICK於いて大部分を占める高速動作を要するト
ランジスタをNチャネル型としてPウェル内に形成する
方法もある。然しウェルの不純物濃度は半導体基板の不
純物濃度に比べて一桁程度高くならざるを得ないので、
半導体基板上に高速動作トランジスタを形成するのに比
較すると半導体ICの動作速度は劣る。
以上の点を考慮するとP型半導体基板上に高速動作を要
する回路をNチャネルMIS)ランジスタを用いて形成
し、高耐圧を要する出力段のトランジスタをNウェル内
にPチャネルMIS)ランジスタとして形成するのが最
も有利な手段となる。そして同じNウェル内に高耐圧と
標準耐圧のPチャネルMISトランジスタが並設さ7す
る場合、これらトランジスタ近傍く形成される寄生フィ
ールド・トランジスタをONさせず(トランジスタ間の
分離を完全にする)、且つ寄生フィールド−トランジス
タの閾値電圧をそれぞれのトランジスタに要求される耐
圧に見合った閾値電圧に保つために、不純物濃度の異な
る二種以上のチャネル・ストッパカ必要になる。なぜな
らば高不純物濃度のチャネル、スト、パのみで素子分離
を行った際には、該チャネル・ストッパに当接するソー
ス・ドレイン等の接合耐圧の低下や、接合容量の増加郷
、素子性能の低下を招き、又これら性能低下を避けるた
めに、ソース・ドレイン領域からチャネル・ストッパを
離して形成した場合は集積度の低下を招くことによる。
本発明は上記知見に基づき、P型半導体基板にNウェル
領域を設け、該ウェル内に高耐圧トランジスタを含むP
チャネルMIS)ランジスタを形成し、回路を構成する
大部分のトランジスタをNチャネルMIS)ランジスタ
としてP型半導体基板内に形成して動作速度を向上せし
めたMIS型半導体集積回路装置の、Nウェル内に於け
る素子分離構造を提供する。
即ち本発明はMIS型牛型体導体集積回路装置て、P型
半導体基板に該基板と逆導電型を有する不純物ウェル領
域を設け、該不純物ウェル内に該ウェルと同導電型を有
し、且つ不純物濃度の異なる二種以上のチャネル・スト
ッパを形成してなることを特像とする。
以下本発明を一実施例について、第2図、第3図に示す
要部断面図及び第4図(a)乃至(g)K:示す工程断
面図を用いて詳細に説明する。
第2図及び第3図は本発明の構造を有するMIS型半導
体IC[於ける第1及び第2の実施例の要部断面図であ
る。そしてこれらの図に於て、1はP型半導体基板、2
はNウェル領域、3及び3′チヤネル・ストッパ、lt
P+型ドレイドレイン領域は高負荷電圧が印加されるP
十型ドレイン領斌、8はP−型オフセット領域、9はP
十型ソース領域、lOはN十型ドレイン領域、11はN
+型ソース領域、12はゲート絶縁膜、13は多結晶シ
リコン・ゲート電極、14は絶縁膜、15は金属配線、
T、 FiPチャネル高耐圧MIS)ランジスタ、TH
h、THhはPチャネル通常耐圧MISトランジスタ、
T6はNチャネルMIS)ランジスタを示している。
これらの図から明らかなように、本発明の構造を有する
MIS型半導体ICK於て1%Nウェル領域2内の、高
耐圧素子即ちPチャネル高耐圧MIs)ランジスタT4
を分離しているフィールド絶縁1[3’の下部にN型の
高不純物濃度を有するN+十型チャネルeストッパ4が
設けられる。このN千十型チャネル・ストッパ4の不純
隼濃Ifは、該高耐圧MIS)ランジスタT4に接する
フィールド領域に生ずる寄生フィールド・トランジスタ
が、訪トランジスタに印加される高い負荷電圧によりO
Nする(フィールド反転する)ことのないような濃度K
M定される。そして第1.第2いずれの実施例に於ても
、N+十型チャネル番ストッパ4はP十型ドレイン領域
7′及びP+型ソースgA斌9等の拡散領域とは直かに
当接せしめない。
これは前記ドレイン領域7′、ソース領域9等拡散領域
に、接合耐圧の低下や接合容量の増加を生ぜしめないた
めである。なお第1の実施例に於ては第2図に示すよう
に高耐圧MISトランジスタT4のドレイン領域7′、
ソース領域9とN++型チャネル・ストッパ4との間に
は低不純物濃度のN十型チャネル・ストッパ5が介在せ
しめられているが、更に高接合耐圧、低接合容量を望む
際には第3図に示す第2の実施例のようにドレイン@斌
7’、ソース領域9とN◆十製型チャネルスト、パ4の
間に、N+型チャネル・ストッパよりも不純物湊度の低
いNウェル2をその11介在せしめる構造にする。又本
発明の構造に於てはいずれの場合も高負荷電圧が印加さ
れない通常耐圧のPチャネル型MIS)ランジスタフ5
a、T5b同士を分離するフィールド絶縁!113の下
部には、通草行われているように#M■Sトランジスタ
TB&  e Tal+の電源電圧によりフィールド反
転が起ることのないような比較的低細物a度のN++チ
ャネル・ストッパ5が、素子の集積度を向−ヒさせるた
めにP中型ドレイン領域7及びP十型ソース愉域9に当
設して形成される。なおNウェル上の総てのフィールド
領域KN+”ltjノチャネル・スト、パを設けず、N
ウェル内に極く少数個形成される高耐圧トランジスタに
接するフィールド領域のみにN+十製型チャネルストッ
パを設けたのeよ、集積〆を低下せしめないためである
なお本発明の半導体ICに於いて、P型半導体基板1@
埴VC形成されるNチャネルMIS)ランジスタT6に
対するP中型チャネル・ストッパ6の構造は通常のもの
と変わりがない。
次に上IC第1の実施例の構造を有するM OS、 I
Cを形成する方法を、一実施例について第4図(a)乃
至(g)K示す工程断面図を用いて説明する。
上記半導体ICを形成するKは、例えば第4図(a)に
示すように、P型シリコン(St)基板21面に熱酸化
により二酸化シリコン(SiOl)膜22を形成し、次
いで該基板上に窒化シリコン(SisN4)膜を化学気
相成長し、通常の選択エツチングを行って、前記51o
t膜22上に素子形成領域23a、23b、23c、2
3d上を覆う51mN4パタ一ン24m、24b、24
c、24dを形成する。そして該基板上にNウェル形成
領域25′を表出する窓を有するレジスト膜26mを形
成し、該レジスト1126aをマスクとしてP型S1基
板21面に選択的にりんイオン(P十)の注入を行い、
レジスト膜26aを除去しT後高温アニール処理を行っ
てP型St基板21内KNウェル25を形成する。なお
図に於ては理解を容易にするためレジスト膜26aがそ
のま撞記載されている。
次いで第4図Cb)K示すように、し基板上KN◆+型
チャネル・ストッパ形成領域27′面を六出する窓を有
するレジスト膜26bを形成し、該レジスト膜26bを
マスクとして例えば砒講イオン(As+”)  の選択
注入によりNウェル25内に高−11jAs注入額1d
1271を形成し、次いで第4図(=)に示すように、
該基板上に新らたにNウェル25面を表出する窓を有す
るレジスト膜26cを形成し、該レジスト膜26cと5
ilN4ノくターン24a + 24 b + 24 
cをマスクとして、例えばAs”の選択注入を1:Tっ
て、Nウェル25内に低濃度Am注入領領域8′・を形
成する0次いで第4図(d)に示すように、該基板上に
新らπにNウェル25−ヒを覆うレジスl−111I2
6dを形成し、該レジスト膜26a及びst、N、  
パターン24dをマスクと(、?例えば硼素イオン(B
+)の選択注入によりP型St基板21内に低#度B注
入領#29・を形成5isNa  パターン24 a、
 24 b、 24 c、24dを耐酸化マスクとして
選択熱酸化を行い1.該基板間にフィールドSin、膜
30m、30b、30c、Rod、30・を形成する。
そしてこの際前記それぞれのイオン注入領域の不純物は
所望の拡散がなされて、フィールドS10.膜30m、
30b、30c、30d下部のNウェル25内に各素子
形成領域23m、23b、23cKそれぞれ接するN型
チャネル・ストッパ28が、更にフィールドs t O
,膜30m、30b下部のNウェル25内にはN型チャ
ネル・ストッパ28を介して高耐圧トランジスタが形成
される素子形成領域23aを囲むN”製チャネル・スト
ッパ27が形成される。又フィールド8101 Il!
30m、30d。
30c下部のP型81基板21内にはP中型チャネル・
ストッパ29が形成される。なお該チャネル・ストッパ
形成のために高温アニール処理が併用されることもある
・ 次いで前記S1.N、パターン24 m @ 24 b
 +24c、24d及びその下部の810象膜22を除
去しそれぞれの素子形成領域KNウェル25或るいはP
型81基板21面を表出せしめた彼、通常CMO8等を
形成する方法に準じて各素子形成領域に第4図(flK
示すようKMOSトランジスタが形成される。但し、P
−MO8高耐圧素子部は低濃度のオフセット領域が形成
される。な訃第4図(flに於て31はゲート酸化膜、
32は多結晶8%ゲート電極、311P−型オフセット
@埴、34はP+型ドレイン領斌、35はP+型ソース
領埴36FiN+型ソース・ドレイン領域、T4はPチ
ャネル高耐圧MOSトランジスタ、TB& + Tab
はPチャネル通常耐圧MO8)ランジスタ、T6はNチ
ャネルMO8)ランジスタを示す。
次いで通常用いられる方法により、第4図(g)に示す
ようにりん珪酸ガラス等の?砂膜37の形成、#1縁換
37に対する電極窓の形成、該電極窓に於てドレイン領
域、ソース領竣、ゲート電極に接する金属配@3Bの形
成がなされた後、図示しないがカバーii!縁膜の形成
郷がなされて本発明の構造を備えたMO8ICが提供さ
れる。
なお本発明は三種類以上の異なった耐圧を有するPチャ
ネルMIS)ランジスタをNウェル内に形成する際にも
適用できる。
以上説明したように本発明によればNウェル内に、接合
耐圧が高く接合容量の小さい高耐圧PチャネルMIS)
ランジスタと通常のPチャネルMIs)ランジスタを、
集積度を&度に低下せしめることなく並設することがで
きる。
従ってNチャネルMr、)ランジスタで高、速論坪回路
が形成されており、且つ螢光表示管等嶌篭圧駆動装置の
制御に有利な高集積度の牛導体集積回路装置が形成でき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は高い動作電圧を要する装置を直接駆動させるの
に有利なトランジスタ回路図、第2図及び第3図は本発
明の一実施例の要部断面図で、第4図(a)乃至億)は
本発明の一製造方法例忙於ける工程断面図である。 図に於て、1はP型半導体基板、2はNウェル領域、3
及び3′はフィールド絶縁膜、4はN++型チャネル・
ストッパ、5はN十型チャネル拳ストッパ、6はp+ 
mチャネル・ス) 、 、<、7 ’ld高負荷w1圧
が印加されるP十型ト°レイン領斌、7は通常のP十型
ドレイン領域、8はP−型オフセ、ト領域、9はP十型
ソース領域、T4はPチャネル高耐圧MID)ランジス
タ、Tll&+ TwbはPチャネル通常耐圧MIS)
ランジスタを示す。 第 1 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. P型半導体基板に該基板と逆導電型を有する不純物ウェ
    ル領域を設け、該不純物ウェル内Kr6ウエルと同導電
    型を有し、且つ不純物濃度の異なる二種以上のチャネル
    ・ストツノくを形成してなることを特徴とするM I 
    S型半導体集積回路装置
JP56136662A 1981-08-31 1981-08-31 Mis型半導体集積回路装置 Pending JPS5837946A (ja)

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JP56136662A JPS5837946A (ja) 1981-08-31 1981-08-31 Mis型半導体集積回路装置

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JPS5837946A true JPS5837946A (ja) 1983-03-05

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61225857A (ja) * 1985-03-29 1986-10-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 相補型半導体装置の製造方法
FR2667726A1 (fr) * 1990-10-05 1992-04-10 Samsung Electronics Co Ltd Dispositif a semi-conducteur ayant une couche d'arret de canal dopee double et procede de fabrication.
JPH0992789A (ja) * 1995-09-20 1997-04-04 Nec Corp 半導体装置及びその製造方法

Cited By (3)

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JPS61225857A (ja) * 1985-03-29 1986-10-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 相補型半導体装置の製造方法
FR2667726A1 (fr) * 1990-10-05 1992-04-10 Samsung Electronics Co Ltd Dispositif a semi-conducteur ayant une couche d'arret de canal dopee double et procede de fabrication.
JPH0992789A (ja) * 1995-09-20 1997-04-04 Nec Corp 半導体装置及びその製造方法

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