JP2000040747A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP2000040747A
JP2000040747A JP10205651A JP20565198A JP2000040747A JP 2000040747 A JP2000040747 A JP 2000040747A JP 10205651 A JP10205651 A JP 10205651A JP 20565198 A JP20565198 A JP 20565198A JP 2000040747 A JP2000040747 A JP 2000040747A
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JP
Japan
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type
transistor
mos
source
gate film
Prior art date
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Pending
Application number
JP10205651A
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English (en)
Inventor
Masaru Hirano
優 平野
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】ゲート絶縁膜の異なる2種類のMOS型トラン
ジスタを内蔵させた半導体装置において、膜厚の厚いゲ
ート膜を使用するMOS型トランジスタのホットキャリ
ア耐性が低下し、長期信頼性の確保を困難にしていた。 【解決手段】少なくとも膜厚の薄いゲート膜を使用する
MOS型トランジスタのソース・ドレイン層端に、短チ
ャネル効果防止用のポケット領域を有し、かつ膜厚の薄
いゲート膜を使用するMOS型トランジスタのソース・
ドレイン層端にはポケット領域を持たない構造をとる。 【効果】所望のパンチスルー特性を確保したまま、ホッ
トキャリア耐性に優れた、ゲート絶縁膜の異なる2種類
のMOS型トランジスタを内蔵させた半導体装置を提供
することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置、特
に、ゲート絶縁膜の異なる2種類のMOS型トランジス
タを内蔵させた半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の、ゲート絶縁膜の異なる2種類の
MOS型トランジスタを内蔵させた半導体装置を、MO
S型トランジスタがLDD構造(Lightly Do
pedDrain構造)の場合を例にとって図2に示
す。膜厚の薄いゲート膜206を使用するMOS型トラ
ンジスタ201、膜厚の厚いゲート膜207を使用する
MOS型トランジスタ202共に、低濃度拡散層204
と高濃度拡散層203で構成されたソース・ドレイン層
と、ソース・ドレイン層端に、短チャネル効果防止用の
ポケット領域205を有していた。このポケット領域2
05は、主に膜厚の薄いゲート膜206を使用するMO
S型トランジスタ201のパンチスルーマージンを向上
することを目的としている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来の
技術では、膜厚の薄いゲート膜206を使用するMOS
型トランジスタ201のパンチスルーマージンを向上す
ることを目的としているソース・ドレイン層端のポケッ
ト領域205が、膜厚の厚いゲート膜207を使用する
MOS型トランジスタ202にも形成されている。この
ため、膜厚の厚いゲート膜207を使用するMOS型ト
ランジスタ202を、膜厚の薄いのゲート膜206を使
用するMOS型トランジスタ201に比べて高い電圧で
動作させる際に、基板電流が大きくなり、ホットキャリ
ア耐性が低下し、長期信頼性の確保を困難にしていた。
そこで、本発明はこのような長期信頼性に係わる問題点
を解決するもので、その目的は、所望のパンチスルー特
性を持ち、ホットキャリア耐性に優れた、ゲート絶縁膜
の異なる2種類のMOS型トランジスタを内蔵させた半
導体装置を提供するところにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
特にMOS型トランジスタで構成され、ゲート絶縁膜の
異なる2種類のMOS型トランジスタを内蔵させた半導
体装置において、少なくとも膜厚の薄いゲート膜を使用
するNチャンネルMOS型トランジスタのソース・ドレ
イン層端に短チャネル効果防止用のポケット領域を有
し、かつ膜厚の厚いゲート膜を使用するNチャンネルM
OS型トランジスタのソース・ドレイン層端にはポケッ
ト領域を持たないことを特徴とする。また、ゲート絶縁
膜の異なる2種類のMOS型トランジスタを内蔵させた
半導体装置において、少なくとも膜厚の薄いゲート膜を
使用するPチャンネルMOS型トランジスタのソース・
ドレイン層端に短チャネル効果防止用のポケット領域を
有し、かつ膜厚の厚いゲート膜を使用するPチャンネル
MOS型トランジスタのソース・ドレイン層端にはポケ
ット領域を持たないことを特徴とする。
【0005】
【作用】本発明の半導体装置によれば、膜厚の薄いゲー
ト膜を使用するNチャンネルMOS型トランジスタのソ
ース・ドレイン層端に短チャネル効果防止用のポケット
領域を有し、かつ膜厚の厚いゲート膜を使用するNチャ
ンネルMOS型トランジスタのソース・ドレイン層端に
はポケット領域を持たない構造をとることにより、所望
のパンチスルー特性を確保したまま、ホットキャリア耐
性に優れた、ゲート絶縁膜の異なる2種類のMOS型ト
ランジスタを内蔵させた半導体装置を提供することが可
能となる。
【0006】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の半導体装置の実
施例における断面図である。以下、図1にしたがって、
本発明の半導体装置を説明する。ここでは、 LDD構
造(Lightly Doped Drain構造)を
有したNチャンネルMOS型トランジスタついて説明す
る。
【0007】例えば70オングストロームのゲート膜1
06を使用するNチャンネルMOS型トランジスタ10
1(以降、トランジスタ101と略す)は、N型の低濃
度拡散層104と、N型の高濃度拡散層103で構成さ
れたソース・ドレイン層を有し、さらにソース・ドレイン
層端に、短チャネル効果防止用のP型のポケット領域1
05を有している。N型の低濃度拡散層104は、例え
ばリンを1e13cm−2、30keVの加速エネルギ
ーで斜めイオン注入することにより形成する。N型の高
濃度拡散層103は、例えば砒素を5e15cm−2、
80keVの加速エネルギーでイオン注入することによ
り、形成する。P型のポケット領域105は、例えば硼
素を5e12cm−2、50keVの加速エネルギーで
イオン注入することにより、形成する。
【0008】また、例えば150オングストロームのゲ
ート膜208を使用するNチャンネルMOS型トランジ
スタ102(以降、トランジスタ102と略す)も、N
型の低濃度拡散層104と、N型の高濃度拡散層103
で構成されたソース・ドレイン層を有しているが、ソー
ス・ドレイン層端には短チャネル効果防止用のP型のポ
ケット領域は持たない。N型の低濃度拡散層104は、
例えばリンを1e13cm−2、30keVの加速エネ
ルギーで斜めイオン注入することにより形成する。N型
の高濃度拡散層103は、例えば砒素を5e15cm−
2、80keVの加速エネルギーでイオン注入すること
により、形成する。
【0009】さて、トランジスタ101を、例えば3V
で動作させ、トランジスタ102をトランジスタ1より
も高い電圧、例えば5Vで動作させた場合、トランジス
タ101は短チャネル効果防止用のP型のポケット領域
105の存在により、所望のパンチスルー特性を確保で
きた。また、トランジスタ101は動作電圧が3Vと低
いため、十分なホットキャリア耐性が得られ、長期信頼
性上の問題とはならない。
【0010】一方、トランジスタ102はN型の低濃度
拡散層104とN型の高濃度拡散層103で構成された
ソース・ドレイン層端に、本来のトランジスタ101パ
ンチスルーマージンを向上することを目的としているP
型のポケット領域を持たないため、基板電流を従来構造
の半分以下に押さえることが出来、その結果、トランジ
スタ102のホットキャリア耐性が向上した。
【0011】続いて、同じく図1にしたがって、本発明
の別の形態の半導体装置を説明する。ここでは、LDD
構造(Lightly Doped Drain構造)
を有したPチャンネルMOS型トランジスタついて説明
する。
【0012】例えば70オングストロームのゲート膜1
06を使用するPチャンネルMOS型トランジスタ10
1(以降、トランジスタ101と略す)は、P型の低濃
度拡散層104と、P型の高濃度拡散層103で構成さ
れたソース・ドレイン層を有し、さらにソース・ドレイン
層端に、短チャネル効果防止用のN型のポケット領域1
05を有している。P型の低濃度拡散層104は、例え
ば硼素を1e13cm−2、20keVの加速エネルギ
ーで斜めイオン注入することにより形成する。P型の高
濃度拡散層103は、例えば硼素を5e15cm−2、
60keVの加速エネルギーでイオン注入することによ
り、形成する。N型のポケット領域105は、例えばリ
ンを5e12cm−2、30keVの加速エネルギーで
イオン注入することにより、形成する。
【0013】また、例えば150オングストロームのゲ
ート膜208を使用するPチャンネルMOS型トランジ
スタ102(以降、トランジスタ102と略す)も、P
型の低濃度拡散層104と、P型の高濃度拡散層103
で構成されたソース・ドレイン層を有しているが、ソー
ス・ドレイン層端には短チャネル効果防止用のN型のポ
ケット領域は持たない。P型の低濃度拡散層104は、
例えば硼素を2e13cm−2、30keVの加速エネ
ルギーで斜めイオン注入することにより形成する。P型
の高濃度拡散層103は、例えば硼素を5e15cm−
2、60keVの加速エネルギーでイオン注入すること
により、形成する。
【0014】さて、トランジスタ101を、例えば3V
で動作させ、トランジスタ102をトランジスタ1より
も高い電圧、例えば5Vで動作させた場合、トランジス
タ101は短チャネル効果防止用のN型のポケット領域
105の存在により、所望のパンチスルー特性を確保で
きた。また、トランジスタ101は動作電圧が3Vと低
いため、十分なホットキャリア耐性が得られ、長期信頼
性上の問題とはならない。
【0015】一方、トランジスタ102はP型の低濃度
拡散層104とP型の高濃度拡散層103で構成された
ソース・ドレイン層端に、本来のトランジスタ101パ
ンチスルーマージンを向上することを目的としているN
型のポケット領域を持たないため、基板電流を従来構造
の半分以下に押さえることが出来、その結果、トランジ
スタ102のホットキャリア耐性が向上した。
【0016】本実施例では、 LDD構造(Light
ly Doped Drain構造)を有したMOS型
トランジスタに適用した場合ついて説明したが、2重拡
散構造を有したMOS型トランジスタに適用した場合に
ついても、同様の効果が得られる。
【0017】
【発明の効果】以上に述べてきたように、本発明の半導
体装置によれば、膜厚の薄いゲート膜を使用するNチャ
ンネルMOS型トランジスタのソース・ドレイン層端に
短チャネル効果防止用のポケット領域を有し、かつ膜厚
の厚いゲート膜を使用するNチャンネルMOS型トラン
ジスタのソース・ドレイン層端にはポケット領域を持た
ない構造をとることにより、所望のパンチスルー特性を
確保したまま、ホットキャリア耐性に優れた、ゲート絶
縁膜の異なる2種類のMOS型トランジスタを内蔵させ
た半導体装置を提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体装置の実施例を説明するための
断面図である。
【図2】従来の半導体装置を説明するための断面図であ
る。
【符号の説明】
101 膜厚の薄いゲート膜を使用するMOS型トラン
ジスタ 102 膜厚の厚いゲート膜を使用するMOS型トラン
ジスタ 103 高濃度拡散層 104 低濃度拡散層 105 ポケット領域 106 膜厚の薄いゲート膜 107 膜厚の厚いゲート膜 201 膜厚の薄いゲート膜を使用するMOS型トラン
ジスタ 202 膜厚の厚いゲート膜を使用するMOS型トラン
ジスタ 203 高濃度拡散層 204 低濃度拡散層 205 ポケット領域 206 膜厚の薄いゲート膜 207 膜厚の厚いゲート膜

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ゲート絶縁膜厚の異なる2種類のMOS型
    トランジスタが同一基板上に設置される半導体装置にお
    いて、少なくとも膜厚の薄いゲート膜を使用するMOS
    型トランジスタのソース・ドレイン層端に短チャネル効
    果防止用のポケット領域を有し、かつ膜厚の厚いゲート
    膜を使用するMOS型トランジスタのソース・ドレイン
    層端にはポケット領域を持たないことを特徴とする半導
    体装置。
  2. 【請求項2】前記膜厚の薄いゲート膜を使用するMOS
    型トランジスタはNチャンネル型のMOS型トランジス
    タであり、前記膜厚の厚いゲート膜を使用するMOS型
    トランジスタはNチャンネル型のMOS型トランジスタ
    であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】前記膜厚の薄いゲート膜を使用するMOS
    型トランジスタはPチャンネル型のMOS型トランジス
    タであり、前記膜厚の厚いゲート膜を使用するMOS型
    トランジスタはPチャンネル型のMOS型トランジスタ
    であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】前記ソース・ドレイン層が低濃度拡散層と
    高濃度拡散層で構成されることを特徴とする請求項1記
    載の半導体装置。
JP10205651A 1998-07-21 1998-07-21 半導体装置 Pending JP2000040747A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003017578A (ja) * 2001-06-29 2003-01-17 Fujitsu Ltd 半導体装置とその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003017578A (ja) * 2001-06-29 2003-01-17 Fujitsu Ltd 半導体装置とその製造方法
JP4665141B2 (ja) * 2001-06-29 2011-04-06 富士通セミコンダクター株式会社 半導体装置とその製造方法

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