JP2002237524A - Complementary mos semiconductor device - Google Patents

Complementary mos semiconductor device

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JP2002237524A
JP2002237524A JP2001034197A JP2001034197A JP2002237524A JP 2002237524 A JP2002237524 A JP 2002237524A JP 2001034197 A JP2001034197 A JP 2001034197A JP 2001034197 A JP2001034197 A JP 2001034197A JP 2002237524 A JP2002237524 A JP 2002237524A
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mos transistor
type
semiconductor device
gate electrode
channel
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Hiroaki Takasu
博昭 鷹巣
Jun Osanai
潤 小山内
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Seiko Instruments Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device having low power consumption and high drive capability that can operate at a low voltage. SOLUTION: For a conductive type of a gate electrode of a CMOS, both an NMOS and a PMOS are made into a P-type polycide structure, with a layer structure consisting of a P-type monopolar of polysilicon or P-type polysilicon and a metal silicide with a high-melting point. The PMOS can be made a short channel and a low threshold voltage due to a surface channel type, and also for the NMOS of an embedded channel type made into an extremely shortly embedded channel and the short channel and the low threshold voltage can be made easily, because arsenic with a small diffusion number can be used as an impurity for controlling the threshold. A resistor used for a partial voltage circuit and a CR circuit and a fuse for laser trimming are made identical with the polysilicon layer as the gate electrode.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は低電圧動作、低消費
電力および高駆動能力が要求される半導体装置、特に電
圧検出器(Voltage Detector、以後VDと表記)や定電圧
レギュレータ(Voltage Regulator、以後VRと表記)やス
イッチングレギュレータ(Switching Regulator、以後S
WRと表記など)などのパワーマネージメント半導体装置
やオペアンプ、コンパレータなどのアナログ半導体装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device requiring low-voltage operation, low power consumption and high driving capability, in particular, a voltage detector (hereinafter referred to as VD) and a constant-voltage regulator (hereinafter referred to as "Voltage Regulator"). VR) and Switching Regulator (hereinafter S)
(Such as WR) and analog semiconductor devices such as operational amplifiers and comparators.

【0002】[0002]

【従来の技術】図9に従来の半導体装置の模式的断面図
を示す。 P型半導体基板に形成されたゲート電極がN+
型の多結晶シリコンからなるNチャネル型MOSトランジス
ター(以後NMOSと表記)と、 Nウェル領域に形成された
ゲート電極がやはりN+型の多結晶シリコンからなるPチ
ャネル型MOSトランジスター(以後PMOSと表記)とから
なる相補型MOS構造(Complementary MOS、以後CMOSと表
記)と、フィールド絶縁膜上に形成されている電圧を分
圧するための分圧回路もしくは時定数を設定するCR回路
などに用いられる抵抗体とから構成されている。抵抗体
はその製造方法の簡便さから、導電型がN型であるCMOS
のゲート電極と同一層でかつ同導電型の多結晶シリコン
により形成されている。また、分圧回路による電圧の分
圧やCR回路による時定数を高精度で設定するためにN
+型の多結晶シリコンからなるトリミング用ヒューズが
形成されている。
2. Description of the Related Art FIG. 9 is a schematic sectional view of a conventional semiconductor device. The gate electrode formed on the P-type semiconductor substrate is N +
N-channel MOS transistor (hereafter referred to as NMOS) made of N-type polycrystalline silicon, and a P-channel MOS transistor (hereafter written as PMOS) whose gate electrode formed in the N-well region is also made of N + type polysilicon. A complementary MOS structure (Complementary MOS, hereinafter referred to as CMOS) consisting of: and a resistor used for a voltage divider circuit for dividing the voltage formed on the field insulating film or a CR circuit for setting the time constant It is composed of Resistors are CMOS with N-type conductivity because of the simplicity of the manufacturing method.
Of the same layer and the same conductivity type as that of the gate electrode. In order to set the voltage division by the voltage divider circuit and the time constant by the CR circuit with high accuracy, N
A trimming fuse made of + -type polycrystalline silicon is formed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の構造によ
る半導体装置において、標準的なしきい値電圧である
0.7V程度のエンハンスメント型のNMOS(以後E型NMO
Sと表記)は、ゲート電極の導電型がN+型の多結晶シリ
コンであるためゲート電極と半導体基板の仕事関数の関
係からチャネルが半導体基板の表面に形成される表面チ
ャネルであるが、標準的なしきい値電圧である−0.7
V程度のエンハンスメント型のPMOS(以後E型PMOSと表
記)は、N+型多結晶シリコンであるゲート電極とNウェ
ルの仕事関数の関係からチャネルが半導体基板表面より
も幾分半導体基板内側に形成される埋込みチャネルとな
っている。
In a semiconductor device having the above-described conventional structure, an enhancement-type NMOS (hereinafter referred to as an E-type NMO) having a standard threshold voltage of about 0.7 V is used.
S) is a surface channel whose channel is formed on the surface of the semiconductor substrate due to the work function of the gate electrode and the semiconductor substrate because the conductivity type of the gate electrode is N + type polycrystalline silicon. -0.7
In the enhancement type PMOS of about V (hereinafter referred to as E type PMOS), a channel is formed somewhat inside the semiconductor substrate from the surface of the semiconductor substrate due to the work function of the gate electrode and the N well, which are N + type polysilicon. Embedded channel.

【0004】埋込みチャネル型のE型PMOSにおいて、低
電圧動作を実現すべくしきい値電圧を例えば−0.5V
以上に設定する場合、MOSトランジスターの低電圧動作
の一指標であるサブスッレッショルド特性は極めて悪化
し、従ってPMOSのオフ時におけるリーク電流は増加し、
結果として半導体装置の待機時における消費電流が著し
く増加し、近年需要が大きく今後もその市場がさらに発
展すると言われている携帯電話や携帯端末に代表される
携帯機器への適用が困難であるという問題を有してい
る。一方上記の課題である低電圧動作と低消費電流を両
立させる技術的方策として、図10や図11に示すNMOS
のゲート電極の導電型がN型であり、PMOSのゲート電極
の導電型をP型としたいわゆる同極ゲート技術が一般に
知られているところである。この場合E型NMOSとE型PMOS
ともに表面チャネル型のMOSトランジスターであるた
め、しきい値電圧を小さくしても極端なサブスレッショ
ルド係数の悪化に至らず低電圧動作および低消費電力が
ともに可能となる。
In a buried channel type E-type PMOS, a threshold voltage is set to, for example, -0.5 V in order to realize a low voltage operation.
With the above setting, the subthreshold characteristic, which is an index of the low-voltage operation of the MOS transistor, is extremely deteriorated, so that the leakage current when the PMOS is off increases,
As a result, the current consumption of the semiconductor device during standby increases remarkably, and it is difficult to apply it to portable devices such as cellular phones and portable terminals, whose demand is large in recent years and the market is expected to further develop in the future. Have a problem. On the other hand, as a technical measure to achieve both the low voltage operation and the low current consumption, which are the above problems, the NMOS shown in FIGS.
The so-called same-polarity gate technology in which the conductivity type of the gate electrode is N-type and the conductivity type of the gate electrode of the PMOS is P-type is generally known. In this case, E-type NMOS and E-type PMOS
Since both are surface channel type MOS transistors, even if the threshold voltage is reduced, both the low-voltage operation and the low power consumption can be achieved without extremely deteriorating the sub-threshold coefficient.

【0005】しかし同極ゲートCMOSは、 N+多結晶シリ
コン単極だけのゲート電極であるCMOSに比べ、その製造
工程においてNMOS、PMOSともにゲートの極性を各々作り
分けるために工程数が増加し製造コストや製造工期の増
大を招き、さらに最も基本的な回路要素であるインバー
タ回路においては通常は、面積効率の向上のためにNMOS
とPMOSのゲートはメタルを介しての結線を避け平面的に
NMOSからPMOSまで連続な1個の多結晶シリコンないしは
多結晶シリコンと高融点金属シリサイドとの積層からな
るポリサイド構造によりレイアウトされるが、図10に
示すような多結晶シリコン単層から形成される場合には
その多結晶シリコン中のPN接合のインピーダンスが高く
実用的でないこと、図11に示すようなポリサイド構造
の場合にはN型とP型の不純物は工程における熱処理中に
高融点金属シリサイド中を高速でお互いに逆導電型のゲ
ート電極へ拡散し、その結果として仕事関数が変化して
しきい値電圧が安定しないなどの、コスト面や特性面に
おいて問題を有している。
However, the same-polarity gate CMOS has an increased number of steps since the polarity of the gate is made separately for both NMOS and PMOS in the manufacturing process, compared to CMOS which is a gate electrode having only N + polysilicon single electrode. In addition, the inverter circuit, which is the most basic circuit element, usually requires an NMOS to improve the area efficiency.
And PMOS gates should be flat, avoiding connections through metal
A single polycrystalline silicon structure from NMOS to PMOS or a polycide structure composed of a stack of polycrystalline silicon and high melting point metal silicide is laid out. The fact that the impedance of the PN junction in the polycrystalline silicon is high and impractical, and in the case of a polycide structure as shown in FIG. 11, N-type and P-type impurities are introduced into the refractory metal silicide during the heat treatment in the process. There is a problem in terms of cost and characteristics, such as diffusion into the opposite conductive type gate electrodes at high speed, and as a result, the work function changes and the threshold voltage becomes unstable.

【0006】本発明は低コストで短工期でありかつ低電
圧動作や低消費電力である高精度なパワーマネージメン
ト半導体装置やアナログ半導体装置の実現を可能とする
構造を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a structure capable of realizing a high-precision power management semiconductor device or analog semiconductor device which is low cost, has a short construction period, operates at a low voltage and consumes low power.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次の手段を用いた。 (1)Nチャネル型MOSトランジスターとPチャネル型MOS
トランジスターと抵抗体とレーザートリミング用ヒュー
ズとを有する相補型MOS半導体装置において、前記Nチャ
ネル型MOSトランジスターのゲート電極の導電型がP型で
あり、前記Pチャネル型MOSトランジスターのゲート電極
の導電型がP型である相補型MOS半導体装置とした。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention uses the following means. (1) N-channel type MOS transistor and P-channel type MOS transistor
In a complementary MOS semiconductor device having a transistor, a resistor, and a laser trimming fuse, the conductivity type of the gate electrode of the N-channel MOS transistor is P-type, and the conductivity type of the gate electrode of the P-channel MOS transistor is A P-type complementary MOS semiconductor device was used.

【0008】(2)前記Nチャネル型MOSトランジスター
のP型ゲート電極および前記Pチャネル型MOSトランジス
ターのP型ゲート電極が第一の多結晶シリコンからなる
相補型MOS半導体装置とした。
(2) A complementary MOS semiconductor device in which the P-type gate electrode of the N-channel MOS transistor and the P-type gate electrode of the P-channel MOS transistor are made of first polycrystalline silicon.

【0009】(3)前記Nチャネル型MOSトランジスター
のP型ゲート電極および前記Pチャネル型MOSトランジス
ターのP型ゲート電極が第一の多結晶シリコンと第一の
高融点金属シリサイドとの積層からなるポリサイド構造
である相補型MOS半導体装置とした。
(3) The P-type gate electrode of the N-channel type MOS transistor and the P-type gate electrode of the P-channel type MOS transistor are polycide comprising a laminate of first polycrystalline silicon and a first refractory metal silicide. A complementary MOS semiconductor device having a structure is provided.

【0010】(4)前記抵抗体が前記第一の多結晶シリ
コンである相補型MOS半導体装置とした。
(4) A complementary MOS semiconductor device in which the resistor is the first polycrystalline silicon.

【0011】(5)前記第一の多結晶シリコンからなる
前記抵抗体は、比較的低濃度な第一のN型抵抗体を含む
相補型MOS半導体装置とした。
(5) The resistor made of the first polycrystalline silicon is a complementary MOS semiconductor device including a relatively low-concentration first N-type resistor.

【0012】(6)前記第一の多結晶シリコンからなる
前記抵抗体は、比較的高濃度な第二のN型抵抗体を含む
相補型MOS半導体装置とした。
(6) The resistor made of the first polycrystalline silicon is a complementary MOS semiconductor device including a second N-type resistor having a relatively high concentration.

【0013】(7)前記第一の多結晶シリコンからなる
前記抵抗体は、比較的低濃度な第一のP型抵抗体を含む
相補型MOS半導体装置とした。
(7) The resistor made of the first polycrystalline silicon is a complementary MOS semiconductor device including a relatively low-concentration first P-type resistor.

【0014】(8)前記第一の多結晶シリコンからなる
前記抵抗体は、比較的高濃度な第二のP型抵抗体を含む
相補型MOS半導体装置とした。
(8) The resistor made of the first polycrystalline silicon is a complementary MOS semiconductor device including a relatively high-concentration second P-type resistor.

【0015】(9)前記第一の多結晶シリコン単層から
なる前記P型ゲート電極の膜厚は2000Åから600
0Åの範囲である相補型MOS半導体装置とした。
(9) The thickness of the P-type gate electrode comprising the first polycrystalline silicon single layer is from 2000 to 600.
A complementary MOS semiconductor device having a range of 0 ° was obtained.

【0016】(10)前記第一の多結晶シリコンと前記
第一の高融点金属シリサイドとの積層である前記ポリサ
イド構造からなる前記P型ゲート電極において、前記第
一の多結晶シリコンの膜厚が500Åから2500Åの
範囲であり、前記第一の高融点金属シリサイドの膜厚が
500Åから2500Åの範囲である相補型MOS半導体
装置とした。
(10) In the P-type gate electrode having the polycide structure, which is a laminate of the first polycrystalline silicon and the first refractory metal silicide, the thickness of the first polycrystalline silicon is The complementary MOS semiconductor device has a thickness in the range of 500 ° to 2500 ° and the first refractory metal silicide in a range of 500 ° to 2500 °.

【0017】(11)前記Nチャネル型MOSトランジスタ
ーおよび前記Pチャネル型MOSトランジスターの前記P型
ゲート電極が前記第一の多結晶シリコン単層からなる場
合の前記第一の多結晶シリコンからなる前記抵抗体の膜
厚は2000Åから6000Åの範囲であり、前記Nチ
ャネル型MOSトランジスターおよび前記Pチャネル型MOS
トランジスターの前記P型ゲート電極が前記第一の多結
晶シリコンと前記第一の高融点金属シリサイドとの積層
である前記ポリサイド構造からなる場合の前記第一の多
結晶シリコンの前記抵抗体の膜厚は500Åから250
0Åの範囲である相補型MOS半導体装置とした。
(11) When the P-type gate electrodes of the N-channel MOS transistor and the P-channel MOS transistor are formed of the first polysilicon single layer, the resistor made of the first polysilicon is used. The thickness of the body is in the range of 2,000 to 6,000, and the N-channel MOS transistor and the P-channel MOS
The film thickness of the resistor of the first polycrystalline silicon when the P-type gate electrode of the transistor has the polycide structure in which the first polycrystalline silicon and the first refractory metal silicide are stacked. Is from 500 to 250
A complementary MOS semiconductor device having a range of 0 ° was obtained.

【0018】(12)前記比較的低濃度な第一のN型抵
抗体は不純物濃度が1×1014〜9×1018atoms/cm3
であるリンまたは砒素を含み、シート抵抗値が数kΩ/
□から数十kΩ/□程度である相補型MOS半導体装置と
した。
(12) The relatively low-concentration first N-type resistor has an impurity concentration of 1 × 10 14 to 9 × 10 18 atoms / cm 3.
And the sheet resistance is several kΩ /
A complementary MOS semiconductor device having a resistance of about □ to several tens of kΩ / □ was used.

【0019】(13)前記比較的高濃度な第二のN型抵
抗体は不純物濃度が1×1019以上であるリンまたは砒
素を含み、シート抵抗値が100Ω/□前後から数百Ω
/□程度であり、温度係数が数百ppm/℃から千ppm/℃
前後程度である相補型MOS半導体装置とした。
(13) The second N-type resistor having a relatively high concentration contains phosphorus or arsenic having an impurity concentration of 1 × 10 19 or more, and has a sheet resistance value of about 100Ω / □ to several hundred Ω.
/ □ and temperature coefficient of several hundred ppm / ℃ to 1,000 ppm / ℃
This is a complementary MOS semiconductor device which is about the same as before and after.

【0020】(14)前記比較的低濃度な第一のP型抵
抗体は不純物濃度が1×1014〜9×1018atoms/cm3
であるボロンまたはBF2を含み、シート抵抗値が数kΩ
/□から数十kΩ/□程度である相補型MOS半導体装置
とした。
(14) The relatively low-concentration first P-type resistor has an impurity concentration of 1 × 10 14 to 9 × 10 18 atoms / cm 3.
Contains boron or BF 2 and has a sheet resistance of several kΩ
/ □ to several tens of kΩ / □ was used as the complementary MOS semiconductor device.

【0021】(15)前記比較的高濃度な第二のP型抵
抗体は不純物濃度が1×1019atoms/cm3以上であるボ
ロンまたはBF2を含み、シート抵抗値が数百Ω/□から
1kΩ/□前後であり、温度係数が数百ppm/℃から千p
pm/℃前後程度である相補型MOS半導体装置とした。
(15) The second P-type resistor having a relatively high concentration contains boron or BF 2 having an impurity concentration of 1 × 10 19 atoms / cm 3 or more, and has a sheet resistance of several hundred Ω / □. From about 1 kΩ / □ to a temperature coefficient of several hundred ppm / ° C to 1,000 p.
A complementary MOS semiconductor device of about pm / ° C. was used.

【0022】(16)前記第一の高融点金属シリサイド
がタングステンシリサイドもしくはモリブデンシリサイ
ドもしくチタンシリサイドもしくはプラチナシリサイド
である相補型MOS半導体装置とした。
(16) A complementary MOS semiconductor device in which the first refractory metal silicide is tungsten silicide, molybdenum silicide, titanium silicide or platinum silicide.

【0023】(17)前記Nチャネル型MOSトランジスタ
ーのP型ゲート電極および前記Pチャネル型MOSトランジ
スターのP型ゲート電極を構成する前記第一の多結晶シ
リコンは不純物濃度が1×1018atoms/cm3以上のボロ
ンまたはBF2を含む相補型MOS半導体装置とした。
(17) The first polycrystalline silicon forming the P-type gate electrode of the N-channel MOS transistor and the P-type gate electrode of the P-channel MOS transistor has an impurity concentration of 1 × 10 18 atoms / cm. 3 was complementary MOS semiconductor device comprising more boron or BF 2.

【0024】(18)前記Nチャネル型MOSトランジスタ
ーおよび前記Pチャネル型MOSトランジスターは、ソース
とドレインが前記P型ゲート電極と平面的にオーバーラ
ップしている高不純物濃度の拡散層からなるシングルド
レイン構造である第一の構造のMOSトランジスターを含
む相補型MOS半導体装置とした。
(18) The N-channel type MOS transistor and the P-channel type MOS transistor have a single-drain structure having a high impurity concentration diffusion layer whose source and drain overlap the P-type gate electrode in a plane. The complementary MOS semiconductor device including the MOS transistor having the first structure described above.

【0025】(19)前記Nチャネル型MOSトランジスタ
ーおよび前記Pチャネル型MOSトランジスターは、ドレイ
ン側だけが前記P型ゲート電極と平面的にオーバーラッ
プしているかもしくはソースとドレインの両方が前記P
型ゲート電極と平面的にオーバーラップしている低不純
物濃度の拡散層と、ドレイン側だけが前記P型ゲート電
極と平面的にオーバーラップしないかもしくはソースと
ドレインの両方が前記P型ゲート電極と平面的にオーバ
ーラップしない高不純物濃度の拡散層とからなる第二の
構造のMOSトランジスターを含む相補型MOS半導体装置。
(19) In the N-channel MOS transistor and the P-channel MOS transistor, only the drain side overlaps the P-type gate electrode in a plane, or both the source and the drain have the P-type gate electrode.
A low impurity concentration diffusion layer that planarly overlaps the type gate electrode, and only the drain side does not planarly overlap the P-type gate electrode or both the source and the drain are the P-type gate electrode. A complementary MOS semiconductor device including a MOS transistor having a second structure including a diffusion layer having a high impurity concentration that does not overlap in a plane.

【0026】(20)前記Nチャネル型MOSトランジスタ
ーおよび前記Pチャネル型MOSトランジスターは、ドレイ
ン側だけが前記P型ゲート電極と平面的にオーバーラッ
プしているかもしくはソースとドレインの両方が前記P
型ゲート電極と平面的にオーバーラップしている低不純
物濃度の拡散層と、ドレイン側だけが前記P型ゲート電
極と平面的にオーバーラップしないかもしくはソースと
ドレインの両方が前記P型ゲート電極と平面的にオーバ
ーラップしない高不純物濃度の拡散層とからなり、さら
に前記高不純物濃度の拡散層と前記P型ゲート電極の間
の絶縁膜がゲート絶縁膜よりも膜厚が厚い第三の構造の
MOSトランジスターを含む相補型MOS半導体装置。
(20) In the N-channel MOS transistor and the P-channel MOS transistor, only the drain side overlaps the P-type gate electrode in a plane or both the source and the drain have the P-type gate electrode.
A low impurity concentration diffusion layer that planarly overlaps the type gate electrode, and only the drain side does not planarly overlap the P-type gate electrode or both the source and the drain are the P-type gate electrode. A third structure, comprising a high-impurity-concentration diffusion layer that does not overlap in a plane, and an insulating film between the high-impurity-concentration diffusion layer and the P-type gate electrode having a greater thickness than a gate insulating film.
Complementary MOS semiconductor device including MOS transistor.

【0027】(21)前記Nチャネル型MOSトランジスタ
ーおよび前記Pチャネル型MOSトランジスターは、ソース
とドレインが前記P型ゲート電極と平面的にオーバーラ
ップしている高不純物濃度の拡散層と、ドレイン側のみ
もしくはソースとドレインの両方が前記高濃度拡散層よ
りさらにチャネル側に拡散して前記P型ゲート電極と平
面的にオーバラップしている低不純物濃度の拡散層とか
らなる第四の構造のMOSトランジスターを含む相補型MOS
半導体装置とした。
(21) In the N-channel MOS transistor and the P-channel MOS transistor, a high impurity concentration diffusion layer whose source and drain overlap the P-type gate electrode in a plane is provided only on the drain side. Alternatively, a MOS transistor having a fourth structure comprising a low-impurity-concentration diffusion layer in which both the source and the drain further diffuse to the channel side than the high-concentration diffusion layer and overlap with the P-type gate electrode in plan view. Complementary MOS including
It was a semiconductor device.

【0028】(22)前記第二の構造のMOSトランジス
ターおよび前記第三の構造のMOSトランジスターおよび
前記第四の構造のMOSトランジスターにおける前記低不
純物濃度拡散層の不純物濃度が1×1016〜1×1018
atoms/cm3であり、前記第一の構造のMOSトランジスタ
ーおよび前記第二の構造のMOSトランジスターおよび前
記第三の構造のMOSトランジスターおよび前記第四の構
造のMOSトランジスターにおける前記高不純物濃度拡散
層の不純物濃度が1×1019atoms/cm3以上である相補
型MOS半導体装置。
(22) In the MOS transistor having the second structure, the MOS transistor having the third structure, and the MOS transistor having the fourth structure, the impurity concentration of the low impurity concentration diffusion layer is 1 × 10 16 to 1 ×. 10 18
atoms / cm 3 , and the high impurity concentration diffusion layer in the MOS transistor having the first structure, the MOS transistor having the second structure, the MOS transistor having the third structure, and the MOS transistor having the fourth structure. A complementary MOS semiconductor device having an impurity concentration of 1 × 10 19 atoms / cm 3 or more.

【0029】(23)前記Nチャネル型MOSトランジスタ
ーの前記第二の構造のMOSトランジスターおよび前記第
三の構造のMOSトランジスターおよび前記第四の構造のM
OSトランジスターにおける前記低不純物濃度拡散層の不
純物が砒素またはリンであり、前記Nチャネル型MOSトラ
ンジスターの前記第一の構造のMOSトランジスターおよ
び前記第二の構造のMOSトランジスターおよび前記第三
の構造のMOSトランジスターおよび前記第四の構造のMOS
トランジスターにおける前記高不純物濃度拡散層の不純
物が砒素またはリンである相補型MOS半導体装置。
(23) The MOS transistor having the second structure, the MOS transistor having the third structure, and the M transistor having the fourth structure of the N-channel MOS transistor.
The impurity of the low impurity concentration diffusion layer in the OS transistor is arsenic or phosphorus, and the N-channel MOS transistor has the first structure MOS transistor, the second structure MOS transistor, and the third structure MOS transistor. Transistor and MOS of the fourth structure
A complementary MOS semiconductor device in which the impurity of the high impurity concentration diffusion layer in the transistor is arsenic or phosphorus.

【0030】(24)前記Pチャネル型MOSトランジスタ
ーの前記第二の構造のMOSトランジスターおよび前記第
三の構造のMOSトランジスターおよび前記第四の構造のM
OSトランジスターにおける前記低不純物濃度拡散層の不
純物がボロンまたはBF2であり、前記Pチャネル型MOSト
ランジスターの前記第一の構造のMOSトランジスターお
よび前記第二の構造のMOSトランジスターおよび前記第
三の構造のMOSトランジスターおよび前記第四の構造のM
OSトランジスターにおける前記高不純物濃度拡散層の不
純物がボロンまたはBF2である相補型MOS半導体装置とし
た。
(24) The MOS transistor having the second structure, the MOS transistor having the third structure, and the M transistor having the fourth structure of the P-channel MOS transistor.
Impurity of the low impurity concentration diffusion layer in the OS transistor is boron or BF 2, the P channel type MOS transistor and the second structure of the first structure of the MOS transistor of the MOS transistor and the third structure MOS transistor and M of the fourth structure
Impurities of the high impurity concentration diffusion layer in the OS transistor has a complementary MOS semiconductor device is boron or BF 2.

【0031】(25)前記Nチャネル型MOSトランジスタ
ーは、しきい値電圧が埋込みチャネル型のエンハンスメ
ント型である第一のNチャネル型MOSトランジスターを含
む相補型MOS半導体装置とした。
(25) The N-channel MOS transistor is a complementary MOS semiconductor device including a first N-channel MOS transistor whose threshold voltage is an enhancement type of a buried channel type.

【0032】(26)前記Nチャネル型MOSトランジスタ
ーは、しきい値電圧が埋込みチャネル型のディプリーシ
ョン型である第二のNチャネル型MOSトランジスターを含
む相補型MOS半導体装置とした。
(26) The N-channel MOS transistor is a complementary MOS semiconductor device including a second N-channel MOS transistor whose threshold voltage is a buried channel type depletion type.

【0033】(27)前記Pチャネル型MOSトランジスタ
ーは、しきい値電圧が表面チャネル型のエンハンスメン
ト型である第一のPチャネル型MOSトランジスターを含む
相補型MOS半導体装置とした。
(27) The P-channel MOS transistor is a complementary MOS semiconductor device including a first P-channel MOS transistor whose threshold voltage is an enhancement type of a surface channel type.

【0034】(28)前記Pチャネル型MOSトランジスタ
ーは、しきい値電圧が埋込みチャネル型のディプリーシ
ョン型である第二のPチャネル型MOSトランジスターを含
む相補型MOS半導体装置とした。
(28) The P-channel MOS transistor is a complementary MOS semiconductor device including a second P-channel MOS transistor whose threshold voltage is a buried channel type depletion type.

【0035】(29)前記レーザートリミング用ヒュー
ズの導電型がP型である相補型MOS半導体装置とした。
(29) A complementary MOS semiconductor device in which the conductivity type of the laser trimming fuse is P-type.

【0036】(30)前記Nチャネル型MOSトランジスタ
ーのP型ゲート電極および前記Pチャネル型MOSトランジ
スターのP型ゲート電極が第一の多結晶シリコンと第一
の高融点金属シリサイドとの積層からなるポリサイド構
造である相補型MOS半導体装置において、前期レーザー
トリミング用ヒューズの、レーザービームの照射される
領域の第一の高融点金属シリサイドが除去された構造で
ある相補型MOS半導体装置とした。
(30) The P-type gate electrode of the N-channel MOS transistor and the P-type gate electrode of the P-channel MOS transistor are formed of a polycide layer of a first polycrystalline silicon and a first refractory metal silicide. A complementary MOS semiconductor device having a structure in which the first refractory metal silicide in a region irradiated with a laser beam of a laser trimming fuse is removed from the above-described complementary MOS semiconductor device.

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて説明する。図1は本発明のCMOS半導体装置の一
実施例を示す模式的断面図である。P型半導体基板10
1に形成されたゲート電極がP+型の多結晶シリコン1
07でありソースとドレインがいわゆるシングルドレイ
ン構造であるNMOS113と、Nウェル領域102に形成
されたゲート電極がやはりP+型の多結晶シリコン10
7であるシングルドレイン構造のPMOS112とからなる
CMOSと、フィールド絶縁膜106上に形成されている電
圧を分圧するための分圧回路もしくは時定数を設定する
CR回路などに用いられるP−抵抗体114およびN−抵抗
体115および高精度な電圧分圧や、時定数を得るため
のレーザートリミング用ヒューズ401とから構成され
ている。ゲート電極であるP+多結晶シリコン107は
濃度が1×1018atoms/cm3以上のボロンまたはBF2
どのアクセプター不純物を含む。抵抗体114、115
はその製造方法の簡便さからCMOSのゲート電極と同一層
の多結晶シリコンにより形成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view showing one embodiment of the CMOS semiconductor device of the present invention. P-type semiconductor substrate 10
The gate electrode formed in 1 is a P + type polycrystalline silicon 1
07, an NMOS 113 having a so-called single drain structure with a source and a drain, and a P + type polycrystalline silicon 10 having a gate electrode formed in the N well region 102.
7 and a PMOS 112 having a single drain structure.
A CMOS and a voltage dividing circuit or a time constant for dividing a voltage formed on the field insulating film 106 are set.
It comprises a P-resistor 114 and an N-resistor 115 used for a CR circuit and the like, and a laser trimming fuse 401 for obtaining a highly accurate voltage division and a time constant. P + polycrystalline silicon 107 serving as a gate electrode contains an acceptor impurity such as boron or BF 2 having a concentration of 1 × 10 18 atoms / cm 3 or more. Resistors 114, 115
Are formed of the same layer of polycrystalline silicon as the CMOS gate electrode because of the simplicity of the manufacturing method.

【0038】PMOS112においてゲート電極をP+多結
晶シリコン107とすることで、Nウェル102とゲー
ト電極の仕事関数の関係からE型PMOSのチャネルは表面
チャネルとなるが、表面チャネル型PMOSにおいてはしき
い値電圧を例えば−0.5V以上に設定しても極端なサ
ブスレッショルド係数の悪化に至らず低電圧動作および
低消費電力がともに可能となる。
When the gate electrode is made of P + polycrystalline silicon 107 in the PMOS 112, the channel of the E-type PMOS becomes a surface channel due to the work function of the N-well 102 and the gate electrode. However, the threshold is set in the surface channel type PMOS. Even if the value voltage is set to, for example, -0.5 V or more, both the low-voltage operation and the low power consumption can be performed without extremely deteriorating the sub-threshold coefficient.

【0039】一方NMOS113においては、P+多結晶シ
リコン107のゲート電極とP型半導体基板101の仕
事関数の関係からE型NMOSのチャネルは埋込みチャネル
となるが、しきい値を所望の値に設定する場合に拡散係
数の小さな砒素をしきい値制御用ドナー不純物として使
用できるためチャネルは極めて浅い埋込みチャネルとな
る。従ってしきい値電圧を例えば0.5V以下の小さな
値に設定しても、しきい値制御用アクセプター不純物と
して拡散係数が大きくイオン注入のプロジェクションレ
ンジも大きいボロンを使用せざるを得ず深い埋込みチャ
ネルとなるN+多結晶シリコンをゲート電極としたE型PM
OSの場合に比べ、サブスレッショルドの劣化やリーク電
流の増大を著しく抑制できる。
On the other hand, in the NMOS 113, the channel of the E-type NMOS is a buried channel because of the relationship between the gate electrode of the P + polycrystalline silicon 107 and the work function of the P-type semiconductor substrate 101, but the threshold value is set to a desired value. In this case, the channel becomes an extremely shallow buried channel because arsenic having a small diffusion coefficient can be used as a donor impurity for threshold control. Therefore, even if the threshold voltage is set to a small value of, for example, 0.5 V or less, it is necessary to use boron having a large diffusion coefficient and a large projection range for ion implantation as an acceptor impurity for threshold control. E-type PM with N + polycrystalline silicon as gate electrode
Sub-threshold deterioration and increase in leak current can be significantly suppressed as compared with the case of OS.

【0040】以上の説明により本発明によるP+多結晶
シリコン単極をゲート電極としたCMOSは、従来のN+多
結晶シリコン単極をゲート電極としたCMOSに比べ、低電
圧動作および低消費電力に対し有効な技術であることが
理解されよう。
As described above, the CMOS according to the present invention using a P + polycrystalline silicon single electrode as a gate electrode has a lower voltage operation and lower power consumption than the conventional CMOS using a N + polycrystalline silicon single electrode as a gate electrode. It will be appreciated that this is a valid technique.

【0041】また低電圧動作や低消費電力に対してはい
わゆる同極ゲートCMOS技術が一般的に知られているとこ
ろであるが、同極ゲート形成においてはゲート電極をP
型とN型に作り分けるために通常の単極ゲートプロセス
に比べ少なくともマスク工程が2工程追加必要となる。
単極ゲートCMOSの標準的なマスク工程数は10回程度で
あるが、同極ゲートとすることで概算20%の工程コス
ト増となり、半導体装置のパフォーマンスとコストの総
合的な観点からも本発明によるP+多結晶シリコン単極
のゲート電極によるCMOSが有効といえよう。
For low-voltage operation and low power consumption, a so-called same-polarity gate CMOS technology is generally known.
At least two additional mask steps are required in comparison with a normal single-pole gate process in order to separately form a mold and an N-type.
Although the standard number of mask steps for a single-pole gate CMOS is about 10 times, the use of the same-pole gate increases the process cost by about 20%, and the present invention is also considered from the comprehensive viewpoint of the performance and cost of the semiconductor device. It can be said that a CMOS using a P + polycrystalline silicon monopolar gate electrode is effective.

【0042】図1にはP−抵抗体114およびN−抵抗体
115の両方を示しているが、それらの抵抗体の特徴と
製品に要求される特性とを考慮し工程数やコスト削減の
目的でP−抵抗体114もしくはN−抵抗体115のどち
らかしかを搭載しない場合もある。
FIG. 1 shows both the P-resistor 114 and the N-resistor 115. The purpose of reducing the number of steps and the cost is to consider the characteristics of these resistors and the characteristics required for the product. In some cases, only one of the P-resistor 114 and the N-resistor 115 is mounted.

【0043】抵抗体はゲート電極と同一層の多結晶シリ
コンにより形成されており、従って膜厚は2000Åか
ら6000Å程度の膜厚であり、シート抵抗値はその抵
抗の用途にもよるが通常の分圧回路においては数kΩ/
□から数十kΩ/□の範囲で使われる。この時の不純物
はP−抵抗体114においてはボロンないしBF2を用い1
×1014〜9×1018atoms/cm3程度の濃度であり、N
−抵抗体115においてはリンないし砒素を用い1×1
14〜9×1018atoms/cm3程度の濃度である。
The resistor is formed of the same layer of polycrystalline silicon as the gate electrode, and therefore has a thickness of about 2000 to 6000.degree., And the sheet resistance depends on the use of the resistor, but it is a normal value. Several kΩ /
It is used in the range of □ to several tens of kΩ / □. The impurity at this time is boron or BF 2 in the P-resistor 114, and
Concentration of about × 10 14 to 9 × 10 18 atoms / cm 3 ,
1 × 1 using phosphorus or arsenic in the resistor 115
The concentration is about 0 14 to 9 × 10 18 atoms / cm 3 .

【0044】また、レーザートリミング用ヒューズ40
1はP+多結晶シリコン107と同一工程で形成される
P+多結晶シリコンにより形成されている。
The laser trimming fuse 40
1 is formed of P + polycrystalline silicon formed in the same step as P + polycrystalline silicon 107.

【0045】従来のゲート電極がN+多結晶シリコン単
極ゲートCMOSの場合においては多結晶シリコン中へのN
型不純物のドーピングとして拡散炉中でのリン拡散が一
般的に用いられるが、この場合抵抗体の形成は酸化膜や
絶縁膜などのハードマスクが必要となり、特にN型より
も高抵抗化の面で有利なP型の抵抗体はより複雑な工程
を経ることでしかその形成はできなかったが、P+多結
晶シリコン単極ゲートCMOSにおいては、ゲート多結晶シ
リコンへの不純物ドーピングはハードマスクが不要であ
るイオン注入法により行われるため、簡素な工程により
P−抵抗体およびN−抵抗体の両方の形成が可能であり、
この点においても本発明はアドバンテージを有する。
In the case where the conventional gate electrode is N + polycrystalline silicon single-pole gate CMOS, N
Phosphorus diffusion in a diffusion furnace is generally used as doping of the type impurity, but in this case, the formation of the resistor requires a hard mask such as an oxide film or an insulating film, and in particular, a surface having a higher resistance than the N type is required. In the case of P + polycrystalline silicon single-pole gate CMOS, the impurity doping of gate polycrystalline silicon does not require a hard mask, although the P-type resistor that is advantageous and could be formed only through a more complicated process It is performed by the simple ion implantation method
The formation of both P- and N-resistors is possible,
In this regard, the present invention also has an advantage.

【0046】次に本発明を実製品に適用した場合の具体
的な効果を図2を用いて説明する。図2は半導体装置に
よる正型VRの構成概要を示す。VRは基準電圧回路123
とエラーアンプ124とPMOS出力素子125と抵抗12
9からなる分圧回路130とからなり、入力端子126
に任意の電圧が入力されても常に一定の電圧を必要とさ
れる電流値とともに出力端子128に出力する機能を有
する半導体装置である。
Next, a specific effect when the present invention is applied to an actual product will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows an outline of the configuration of a regular VR using a semiconductor device. VR is the reference voltage circuit 123
, An error amplifier 124, a PMOS output element 125, and a resistor 12
9 and a voltage dividing circuit 130 composed of
Is a semiconductor device having a function of always outputting a constant voltage to the output terminal 128 together with a required current value even if an arbitrary voltage is input to the semiconductor device.

【0047】近年、特に携帯機器向けのVRには入力電圧
の低電圧化、低消費電力化、小入出力電位差でも高電流
を出力できること、出力電圧の高精度化、低コスト化、
小型化などが市場から要求されている。特に低コスト化
と小型化は優先度の高い要求である。以上の要求に対
し、本発明の構造、すなわち低コストで低しきい値電圧
化が可能なCMOSによりエラーアンプやPMOS出力素子や基
準電圧回路を構成し、低コストで高抵抗かつ高精度であ
るP−抵抗体により分圧回路を構成することにより低電
圧動作、低消費電力、出力電圧の高精度化への対応が可
能となる。
In recent years, especially for VRs for portable devices, low input voltage, low power consumption, high current output even with a small input / output potential difference, high accuracy output voltage, low cost,
The market demands miniaturization and the like. In particular, cost reduction and miniaturization are high priority requirements. In response to the above requirements, the structure of the present invention, that is, an error amplifier, a PMOS output element, and a reference voltage circuit are configured by CMOS capable of reducing the threshold voltage at a low cost, and have a low cost, a high resistance, and a high accuracy. By configuring the voltage dividing circuit by the P-resistor, it is possible to cope with low voltage operation, low power consumption, and high accuracy of the output voltage.

【0048】さらに最も優先度の高い要求である低コス
ト化、即ちチップサイズの縮小や小型化に対して本発明
の構造は極めて多大な効果をもたらすことを具体的に説
明する。
Further, it will be specifically described that the structure of the present invention has an extremely great effect on cost reduction, which is the highest priority requirement, that is, reduction in chip size and size.

【0049】VRは数十mAから数百mAの電流を出力す
るが、それはPMOS出力素子の駆動能力に100%依存
し、製品によってはチップ面積のほぼ半分をPMOS出力素
子が占める場合がある。従ってこのPMOS出力素子のサイ
ズを如何に縮小できるかが低コスト化および小型化のキ
ーとなる。
The VR outputs a current of several tens mA to several hundred mA, which depends 100% on the driving capability of the PMOS output element, and depending on the product, the PMOS output element may occupy almost half of the chip area. Therefore, how to reduce the size of this PMOS output element is the key to cost reduction and miniaturization.

【0050】一方、入力電圧の低電圧化の要求と小入出
力電位差下で高電流出力の市場要求も強いことは述べた
が、これはPMOS出力素子においてゲートに印加される電
圧が小さくかつソースとドレイン間電圧が小さい非飽和
動作モードにおいて高電流であることを指す。非飽和動
作におけるMOSトランジスターのドレイン電流は Id=(μ・Cox・W/L)×{(Vgs−Vth)−1/2・Vds}×Vds (1)式 Id:ドレイン電流 μ:移動度 Cox:ゲート絶縁膜容量 W:チャネル幅 L:チャネル長 Vgs:ゲート・ソース間電圧 Vth:しきい値電圧 Vds:ドレイン・ソース間電圧 で表される。面積を増やさず、VgsやVdsが小さくても十
分大きいドレインとするには、(1)式よりチャネル長
の縮小並びにVthの低下を行う必要がある。
On the other hand, it has been stated that the demand for lowering the input voltage and the market demand for high current output under a small input / output potential difference are strong, but this is because the voltage applied to the gate in the PMOS output element is small and the source is low. And a high current in a non-saturated operation mode in which the voltage between drains is small. The drain current of the MOS transistor in the unsaturated operation is Id = (μ · Cox · W / L) × {(Vgs−Vth) −1 / 2 · Vds} × Vds (1) Equation Id: Drain current μ: Mobility Cox : Gate insulating film capacitance W: Channel width L: Channel length Vgs: Gate-source voltage Vth: Threshold voltage Vds: Drain-source voltage In order to obtain a sufficiently large drain even if Vgs or Vds is small without increasing the area, it is necessary to reduce the channel length and Vth from equation (1).

【0051】本発明によるP+多結晶シリコン単極をゲ
ートとしたCMOS構造は、オフ時のリーク電流を抑制した
まましきい値電圧の低電圧化並びにチャネル長の縮小が
行なえるため、上記のVRの低コスト化および小型化に対
して非常に有効な手段であることが理解されよう。勿論
同極ゲートCMOS技術を用いてもチップサイズに関しては
同等な効果は得られるが、コストの面で工程増となるた
め総合的には本発明ほどの効果には至らない。
In the CMOS structure according to the present invention in which a P + polycrystalline silicon single electrode is used as a gate, the threshold voltage can be lowered and the channel length can be reduced while suppressing the leakage current at the time of off. It will be understood that this is a very effective means for reducing the cost and size of the device. Of course, even if the same-polarity gate CMOS technology is used, the same effect can be obtained with respect to the chip size, but the number of steps is increased in terms of cost, so that the effect is not as comprehensive as the present invention.

【0052】またVRにおける本発明のP+多結晶シリコ
ン単極ゲートCMOS構造による利点として、基準電圧回路
をE型NMOSとディプリーション型のNMOS(以後D型NMOSと
表記)のいわゆるE/D型で構成する場合、E型NMOS、D型
NMOS両方ともに埋込みチャネル型となるため各々のMOS
のしきい値電圧や相互コンダクタンスの温度変化に対す
る変化具合を同程度とすることができ、従来のN+多結
晶シリコンをゲート電極とした場合のE型NMOSが表面チ
ャネル型でD型NMOSが埋込みチャネル型から構成される
基準電圧回路に比べ、温度変化に対し出力電圧変化の小
さい基準電圧回路を提供できることも挙げられる。
Another advantage of the P + polysilicon single-pole gate CMOS structure of the present invention in VR is that the reference voltage circuit is a so-called E / D type of an E type NMOS and a depletion type NMOS (hereinafter referred to as a D type NMOS). E-type NMOS, D-type
Both NMOSs are buried channel type, so each MOS
The threshold voltage and transconductance of the N-type polycrystalline silicon can be changed to the same degree with respect to temperature change. Another advantage is that a reference voltage circuit having a small output voltage change with respect to a temperature change can be provided as compared with a reference voltage circuit composed of a mold.

【0053】さらに本発明のP+多結晶シリコン単極ゲ
ートCMOS構造により、従来のN+多結晶シリコンゲート
構造では、特にそのD型のしきい値電圧のばらつきが大
きいため実使用に耐えなかったPMOSのE/D型基準電圧回
路も実用可能となる。従ってE/D型による基準電圧回路
においてNMOSもしくはPMOSのどちらもが選択が可能であ
り、回路設計における自由度が増えるという利点も本発
明は有している。
Further, with the P + polycrystalline silicon single-pole gate CMOS structure of the present invention, the conventional N + polycrystalline silicon gate structure has a large variation in the threshold voltage of the D-type, so that the PMOS cannot be used in practical use. An E / D type reference voltage circuit will also be practical. Therefore, in the reference voltage circuit of the E / D type, either the NMOS or the PMOS can be selected, and the present invention has an advantage that the degree of freedom in circuit design is increased.

【0054】以上VRにおける本発明の効果を説明した
が、やはり高出力素子を搭載するSWRや低電圧動作、低
消費電力、低コスト、小型化などの要求が強いVDにおい
ても、本発明の適用によりVRと同様に多大な効果が得ら
れることも言及しておく。
The effect of the present invention in VR has been described above. However, the present invention can be applied to SWR having a high output element and VD which has strong demands for low voltage operation, low power consumption, low cost, and miniaturization. It should be noted that the effect is as great as VR.

【0055】図3は本発明のCMOS半導体装置の別の実施
例を示す模式的断面図である。図1に示す本発明の実施
例においてはゲート電極はP+多結晶シリコン単層とし
たが、その場合P+多結晶シリコン単層でのシート抵抗
値は100Ω/□程度と大きく、高速動作や高周波対応
の必要な半導体装置への適用は難しいという問題を有し
ていた。その対策としてP+多結晶シリコン107の上
にタングステンシリサイドやモリブデンシリサイドやチ
タンシリサイドやプラチナシリサイドなどの高融点金属
シリサイド116を形成したいわゆるポリサイド構造を
ゲート電極とし低抵抗化したのが図3に示す構造であ
る。シート抵抗値は高融点金属シリサイドの種類と膜厚
によるが、標準的には500Åから2500Åの膜厚で
十数Ω/□から数Ω/□のシート抵抗値である。MOSの
動作そのものはP+多結晶シリコンと半導体との仕事関
数で決まるため、低電圧動作、低消費電力、低コストに
関しては図1で説明した効果と同等な効果が得られ、ゲ
ート電極が低抵抗化される分さらの半導体装置性能の向
上となる。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing another embodiment of the CMOS semiconductor device of the present invention. In the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the gate electrode is a single layer of P + polycrystalline silicon. In this case, the sheet resistance of the single layer of P + polycrystalline silicon is as large as about 100 Ω / □, so that high-speed operation and high-frequency operation are possible. However, there is a problem that it is difficult to apply the method to a semiconductor device that requires the above. As a countermeasure, a so-called polycide structure in which a high melting point metal silicide 116 such as tungsten silicide, molybdenum silicide, titanium silicide, or platinum silicide is formed on P + polycrystalline silicon 107 is used as a gate electrode to reduce the resistance as shown in FIG. It is. The sheet resistance value depends on the type and thickness of the refractory metal silicide, but is typically in the range of 500 ° to 2500 ° and a sheet resistance value of several tens / Ω to several Ω / □. Since the operation of the MOS itself is determined by the work function of the P + polycrystalline silicon and the semiconductor, the same effects as those described in FIG. 1 can be obtained with respect to low voltage operation, low power consumption, and low cost, and the gate electrode has a low resistance. Thus, the performance of the semiconductor device can be improved.

【0056】さらに図3においてはP−抵抗体114とN
−抵抗体115は多結晶シリコン単層から形成されてお
り、これは例えば抵抗体となる部分の多結晶シリコン上
には予め高融点金属シリサイドを被着しないかもしくは
一度多結晶シリコン上に高融点金属シリサイドを被着し
た後その部分の高融点金属シリサイドを選択的に除去す
る工程フローにより形成可能であるが、この場合抵抗体
である多結晶シリコンの膜厚は、総厚みが2000Åか
ら6000Å程度のポリサイド構造の下層と同一層であ
るため、500Åから2500Åと図1に示す実施例に
比べ薄くなっていることから、より高抵抗化が可能とな
りこの点においても有利な構造となっている。
In FIG. 3, the P-resistor 114 and N
The resistor 115 is formed of a single layer of polycrystalline silicon, for example, it is not coated with a refractory metal silicide in advance on the portion of the polycrystalline silicon which becomes a resistor, or once has a high melting point on the polycrystalline silicon; After the metal silicide is deposited, it can be formed by a process flow in which the high melting point metal silicide is selectively removed therefrom. In this case, the total thickness of the polycrystalline silicon which is the resistor is about 2000 to 6000 mm. Since it is the same layer as the lower layer of the polycide structure described above, the thickness is reduced from 500 ° to 2500 ° as compared with the embodiment shown in FIG. 1, so that a higher resistance can be achieved, which is an advantageous structure also in this respect.

【0057】さらに図3におけるレーザートリミング用
ヒューズ501は、P+多結晶シリコン107の上にタ
ングステンシリサイドやモリブデンシリサイドやチタン
シリサイドやプラチナシリサイドなどの高融点金属シリ
サイド116を形成したいわゆるポリサイド構造をとる
が、ヒューズを切断するためのレーザービーム照射領域
502においてはP+多結晶シリコン107の上に形成
されたタングステンシリサイドやモリブデンシリサイド
やチタンシリサイドやプラチナシリサイドなどの高融点
金属シリサイド116が除去された構造をとる。
Further, the fuse 501 for laser trimming in FIG. 3 has a so-called polycide structure in which a high melting point metal silicide 116 such as tungsten silicide, molybdenum silicide, titanium silicide or platinum silicide is formed on P + polycrystalline silicon 107. The laser beam irradiation region 502 for cutting the fuse has a structure in which the high melting point metal silicide 116 such as tungsten silicide, molybdenum silicide, titanium silicide, or platinum silicide formed on the P + polycrystalline silicon 107 is removed.

【0058】この構造をとることにより、レーザービー
ムによるヒューズの切断が容易になり、切れ残りなどの
危険性を大幅に減少させることができる。一方、レーザ
ービーム照射領域502以外の部分は、高融点金属シリ
サイド116を載せたままの形としてあるため、低抵抗
化が実現できる。
By adopting this structure, the fuse can be easily cut by the laser beam, and the danger such as uncut portions can be greatly reduced. On the other hand, since the portion other than the laser beam irradiation region 502 is in a state in which the high-melting-point metal silicide 116 is mounted, the resistance can be reduced.

【0059】図4は本発明のCMOS半導体装置の別の実施
例を示す模式的断面図である。P+多結晶シリコン単極C
MOS構造は図1の実施例に示した構造と同じであり、図
1に示した実施例と同様な低電圧動作、低消費電力、低
コストの効果を有するが、図1に示した実施例との違い
は多結晶シリコンからなる抵抗体を比較的高不純物濃度
で低抵抗であるP+抵抗体117とN+抵抗体118とし
ている点にある。分圧回路のように比較的高いシート抵
抗値で比精度が重要な抵抗回路においては図1の実施例
に示したP−抵抗体やN−抵抗体が有効であるが、時定数
を決定するためのCR回路のように絶対値精度が重要な抵
抗体や温度係数の小さいことが要求される抵抗体におい
ては、不純物濃度を濃くして比較的低抵抗とした方が絶
対値精度ならびに温度係数は改善されるためである。
FIG. 4 is a schematic sectional view showing another embodiment of the CMOS semiconductor device of the present invention. P + Polycrystalline silicon monopolar C
The MOS structure is the same as the structure shown in the embodiment of FIG. 1, and has the same effects of low voltage operation, low power consumption, and low cost as in the embodiment shown in FIG. 1, but the embodiment shown in FIG. The difference is that the resistors made of polycrystalline silicon are a P + resistor 117 and an N + resistor 118 having a relatively high impurity concentration and low resistance. In a resistor circuit in which relative accuracy is important with a relatively high sheet resistance value such as a voltage dividing circuit, the P-resistor and the N-resistor shown in the embodiment of FIG. 1 are effective, but determine the time constant. For resistors that require absolute value accuracy such as CR circuits and resistors that require a low temperature coefficient, it is better to increase the impurity concentration and make the resistance relatively low, so that the absolute value accuracy and temperature coefficient Is to be improved.

【0060】P+抵抗体117とN+抵抗体118の形成
は例えば通常のCMOS形成におけるNMOSとPMOSのソースと
ドレイン形成の際の不純物ドーピングを多結晶シリコン
にも同時に行うことにより達成される。この場合P+抵
抗体117はボロンないしBF2を不純物とし、濃度は1
×1019atoms/cm3程度以上でシート抵抗値は数百Ω/
□から1kΩ/□前後のシート抵抗値であり、温度係数
は数百ppm/℃から千ppm/℃前後程度となる。 N+抵抗
体118はリンないし砒素を不純物とし、濃度は1×1
19atoms/c m3程度以上でシート抵抗値は百Ω/□前
後から数百Ω/□程度のシート抵抗値であり、温度係数
は数百ppm/℃から千ppm/℃前後程度となる。図4の実
施例に示したCMOSはゲート電極が多結晶シリコン単層の
場合を示しているが、図3に示したゲート電極がポリサ
イド構造であるCMOSの抵抗体として本実施例の比較的高
濃度な抵抗体を適用してもその効果は同等、もしくは多
結晶シリコンが薄膜化して高抵抗化できる分、性能の向
上となる。また図4において、N+抵抗体118とP+抵
抗体117の両方を示しているが、半導体装置に要求さ
れる特性とそれらの抵抗体の特徴を考慮し工程数やコス
ト削減の目的でどちらかの抵抗体だけで半導体装置を構
成してももちろんかまわない。その他の説明について
は、図1と同一の符号を付記することで説明に代える。
The formation of the P + resistor 117 and the N + resistor 118 can be achieved, for example, by simultaneously doping impurities in polycrystalline silicon when forming the source and drain of the NMOS and PMOS in a normal CMOS formation. In this case, the P + resistor 117 contains boron or BF 2 as an impurity and has a concentration of 1
At about × 10 19 atoms / cm 3 or more, the sheet resistance is several hundred Ω / cm 3.
The sheet resistance value is from about □ to about 1 kΩ / □, and the temperature coefficient is about several hundred ppm / ° C. to about 1,000 ppm / ° C. The N + resistor 118 contains phosphorus or arsenic as an impurity and has a concentration of 1 × 1.
At about 0 19 atoms / cm 3 or more, the sheet resistance is about 100 Ω / □ to about several hundred Ω / □, and the temperature coefficient is about several hundred ppm / ° C. to about 1000 ppm / ° C. The CMOS shown in the embodiment of FIG. 4 shows a case where the gate electrode is a single layer of polycrystalline silicon. However, the CMOS resistor in which the gate electrode shown in FIG. Even if a resistor having a high concentration is applied, the effect is the same, or the performance is improved because the polycrystalline silicon can be made thinner to increase the resistance. In FIG. 4, both the N + resistor 118 and the P + resistor 117 are shown. However, in consideration of the characteristics required for the semiconductor device and the characteristics of those resistors, either one of them is used for the purpose of reducing the number of steps and cost. Of course, the semiconductor device may be constituted only by the resistor. The other description is replaced by the same reference numeral as in FIG.

【0061】図5は本発明のCMOS半導体装置の別の実施
例を示す模式的断面図である。ゲート電極は本発明の根
幹であるP+多結晶シリコン107単極のCMOSであり、
図1に示した実施例と同様な低電圧動作、低消費電力、
低コストの効果を有するが、さらにアナログ回路におけ
るチャネル長変調の改善やホットキャリアーによる信頼
性低下の抑制およびドレイン耐圧の向上を目的としてソ
ースとドレインもしくはドレインだけを不純物濃度の薄
い拡散層N−119、P−120とし、ソースとドレイン
もしくはドレインだけをゲート電極から距離をおいて設
けた不純物濃度の濃い拡散層N+103、P+104とし
たMOSトランジスター構造としている。入力電圧の高いV
DやVRおよび出力電圧の高い昇圧型のSWRなどに対応する
ためである。図5に示す構造は例えば低不純物濃度の拡
散層を選択的に形成した後、レジストマスクとイオン注
入技術により選択的に高不純物濃度の拡散層を半導体中
に設けることで形成される。
FIG. 5 is a schematic sectional view showing another embodiment of the CMOS semiconductor device of the present invention. The gate electrode is a P + polycrystalline silicon 107 monopolar CMOS which is the basis of the present invention,
Low voltage operation, low power consumption, and the same as in the embodiment shown in FIG.
Although it has a low cost effect, a diffusion layer N-119 having a low impurity concentration is formed only on the source and the drain or only the drain for the purpose of improving channel length modulation in an analog circuit, suppressing reduction in reliability due to hot carriers, and improving drain withstand voltage. , P-120, and a diffusion layer N + 103 and P + 104 having a high impurity concentration provided with a source and a drain or only the drain at a distance from the gate electrode. High input voltage V
This is to support D, VR, and boost type SWR with high output voltage. The structure shown in FIG. 5 is formed, for example, by selectively forming a low impurity concentration diffusion layer and then selectively providing a high impurity concentration diffusion layer in a semiconductor by using a resist mask and an ion implantation technique.

【0062】低不純物濃度の拡散層は、PMOS112のP
−120の場合には不純物としてボロンないしはBF2
用い濃度が1×1016〜1×1018atoms/cm3程度であ
り、NMOS113のN−119の場合には不純物としてリ
ンないしは砒素を用い濃度が1×1016〜1×1018at
oms/cm3程度である。高不純物濃度の拡散層は、PMOS1
12のP+104の場合には不純物としてボロンないし
はBF2を用い濃度が1×1019atoms/cm3以上であり、N
MOS113のN+103場合には不純物としてリンないし
は砒素を用い濃度が1×1019atoms/cm3以上である。
The diffusion layer having a low impurity concentration is
In the case of −120, boron or BF 2 is used as an impurity, and the concentration is about 1 × 10 16 to 1 × 10 18 atoms / cm 3. In the case of N-119 of the NMOS 113, the concentration of phosphorus or arsenic is used. Is 1 × 10 16 to 1 × 10 18 at
oms / cm 3 . The diffusion layer with high impurity concentration is PMOS1
In the case of P + 104, boron or BF 2 is used as an impurity, the concentration is 1 × 10 19 atoms / cm 3 or more,
In the case of N + 103 of the MOS 113, phosphorus or arsenic is used as an impurity, and the concentration is 1 × 10 19 atoms / cm 3 or more.

【0063】ゲート電極から離れて形成されているゲー
ト電極から高不純物濃度拡散までの距離、いわゆるオフ
セット長は半導体装置に入力される電圧にもよるが通常
は0.5μmから数μmである。図5においてはPMOS1
12の片側だけがオフセット構造であり、NMOS113は
両側がオフセット構造となっているが、素子の回路での
使用方法によりその回路において適切な構造をMOSトラ
ンジスターの導電型に関わらず選択することができる。
標準的には電流方向が双方向でソースとドレインがケー
スバイケースで入れ替わる両方向に耐圧が必要な場合は
ソースとドレインの両方をオフセット構造とし、電流方
向が単方向でソースとドレインが固定しているような場
合には寄生抵抗の削減のため片側すなわちドレイン側だ
けをオフセット構造とする。また図5にはゲート電極と
してP+多結晶シリコン単層の例を示しているが、図3
に示したP+ポリサイド構造をゲート電極として使用す
ることも可能である。同様に抵抗体も図5にはP−抵抗
体しか示していないが、図1や図4で示したN−抵抗
体、P+抵抗体、N+抵抗体を必要に応じて選択適用して
かまわない。その他の説明については、図1と同一の符
号を付記することで説明に代える。
The distance from the gate electrode formed apart from the gate electrode to the high impurity concentration diffusion, the so-called offset length, is usually 0.5 μm to several μm, depending on the voltage inputted to the semiconductor device. In FIG. 5, PMOS1
12 has an offset structure only on one side, and the NMOS 113 has an offset structure on both sides. Depending on how the element is used in a circuit, an appropriate structure in the circuit can be selected regardless of the conductivity type of the MOS transistor. .
Normally, the current direction is bidirectional, and the source and drain are switched on a case-by-case basis.If withstand voltage is required in both directions, both the source and drain have an offset structure, the current direction is unidirectional, and the source and drain are fixed. In such a case, only one side, that is, the drain side has an offset structure to reduce parasitic resistance. FIG. 5 shows an example of a P + polycrystalline silicon single layer as a gate electrode.
Can be used as the gate electrode. Similarly, only the P-resistor is shown in FIG. 5 for the resistor, but the N-resistor, P + resistor, and N + resistor shown in FIGS. 1 and 4 may be selectively applied as necessary. . The other description is replaced by the same reference numeral as in FIG.

【0064】図6は本発明のCMOS半導体装置の別の実施
例を示す模式的断面図である。ゲート電極は本発明の根
幹であるP+多結晶シリコン107単極のCMOSであり、
図1に示した実施例と同様な低電圧動作、低消費電力、
低コストの効果を有するが、さらにソースとドレインの
両方にゲート電極とオーバーラップして不純物濃度の濃
い拡散層N+103、P+104を配し、ソースとドレイ
ンもしくはドレインだけにゲート電極とオーバーラップ
して不純物濃度の薄い拡散層N−119、P−120を配
したいわゆるDouble Diffused Drain(DDD)構造から
なるMOSトランジスター構造としている。図5に示した
構造と同等な効果を目的とするが、図5に示した実施例
との違いは、高不純物濃度の拡散層がゲート電極とオー
バラップしており、その分MOSの動作時の寄生抵抗を小
さくできるというメリットがある。しかしゲートとドレ
インのオーバラップ、すなわちミラー容量が大きいため
高周波動作には不向きという欠点ももつ。
FIG. 6 is a schematic sectional view showing another embodiment of the CMOS semiconductor device of the present invention. The gate electrode is a P + polycrystalline silicon 107 monopolar CMOS which is the basis of the present invention,
Low voltage operation, low power consumption, and the same as in the embodiment shown in FIG.
Although it has an effect of low cost, diffusion layers N + 103 and P + 104 having a high impurity concentration are arranged on both the source and the drain so as to overlap with the gate electrode, and only the source and the drain or the drain overlap the gate electrode. The MOS transistor structure has a so-called Double Diffused Drain (DDD) structure in which diffusion layers N-119 and P-120 with low concentration are arranged. The purpose is to achieve the same effect as the structure shown in FIG. 5, but the difference from the embodiment shown in FIG. 5 is that the diffusion layer having a high impurity concentration overlaps with the gate electrode, so that the MOS There is an advantage that the parasitic resistance of the device can be reduced. However, there is also a drawback that the overlap between the gate and the drain, that is, a large mirror capacitance, is not suitable for high-frequency operation.

【0065】図6に示す構造は例えば低不純物濃度の拡
散層をイオン注入法と熱処理により選択的に形成した
後、高不純物濃度の拡散層を設けることで形成される。
低不純物濃度の拡散層は、PMOS112のP−120の場
合には不純物としてボロンないしはBF2を用い濃度が1
×1016〜1×1018atoms/cm3程度であり、NMOS11
3のN−119の場合には不純物としてリンないしは砒
素を用い濃度が1×101 6〜1×1018atoms/cm3程度
である。高不純物濃度の拡散層は、PMOS112のP+1
04の場合には不純物としてボロンないしはBF2を用い
濃度が1×1019atoms/cm3以上であり、NMOS113の
N+103場合には不純物としてリンないしは砒素を用
い濃度が1×1019atoms/cm3以上である。
The structure shown in FIG. 6 is formed, for example, by selectively forming a diffusion layer having a low impurity concentration by ion implantation and heat treatment and then providing a diffusion layer having a high impurity concentration.
In the case of the P-120 of the PMOS 112, the diffusion layer having a low impurity concentration uses boron or BF 2 as an impurity and has a concentration of 1%.
About × 10 16 to 1 × 10 18 atoms / cm 3 ,
In the case of 3 of the N-119 has a concentration with phosphorus or arsenic as an impurity is about 1 × 10 1 6 ~1 × 10 18 atoms / cm 3. The diffusion layer having a high impurity concentration is the P + 1 of the PMOS 112.
In the case of No. 04, boron or BF 2 is used as an impurity, the concentration is 1 × 10 19 atoms / cm 3 or more.
In the case of N + 103, phosphorus or arsenic is used as an impurity, and the concentration is 1 × 10 19 atoms / cm 3 or more.

【0066】薄い拡散層N−119、P−120と濃い拡
散層N+103、P+104のチャネル側への横方向拡散
量の差は通常は0.2μmから1μm程度である。図6
においてはPMOS112の片側だけがDDD構造であり、NMO
S113は両側がDDD構造となっているが、素子の回路で
の使用方法によりMOSトランジスターの導電型に関わら
ず選択することができる。標準的には電流方向が双方向
でソースとドレインがケースバイケースで入れ替わる両
方向に耐圧が必要な場合はソースとドレインの両方をDD
D構造とし、電流方向が単方向でソースとドレインが固
定しているような場合には実効チャネル長の縮小のため
片側すなわちドレイン側だけをDDD構造とする。図6に
はゲート電極としてP+多結晶シリコン単層の例を示し
ているが、図3に示したP+ポリサイド構造をゲート電
極として使用することも可能である。同様に抵抗体も図
6にはP−抵抗体しか示していないが、図1や図4で示
したN−抵抗体、P+抵抗体、N+抵抗体を必要に応じて
選択適用してかまわない。その他の説明については、図
1と同一の符号を付記することで説明に代える。
The difference between the lateral diffusion amounts of the thin diffusion layers N-119 and P-120 and the deep diffusion layers N + 103 and P + 104 to the channel side is usually about 0.2 μm to 1 μm. FIG.
, Only one side of the PMOS 112 has a DDD structure,
Although S113 has a DDD structure on both sides, it can be selected irrespective of the conductivity type of the MOS transistor depending on how the element is used in the circuit of the element. Normally, the current direction is bidirectional and the source and drain are switched on a case-by-case basis.
If the current direction is unidirectional and the source and drain are fixed, the DDD structure is used on only one side, that is, the drain side, in order to reduce the effective channel length. FIG. 6 shows an example of a P + polycrystalline silicon single layer as the gate electrode, but the P + polycide structure shown in FIG. 3 can be used as the gate electrode. Similarly, FIG. 6 shows only the P-resistor, but the N-resistor, the P + resistor, and the N + resistor shown in FIGS. 1 and 4 may be selectively applied as necessary. . The other description is replaced by the same reference numeral as in FIG.

【0067】図7は本発明のCMOS半導体装置の別の実施
例を示す模式的断面図である。ゲート電極は本発明の根
幹であるP+多結晶シリコン107単極のCMOSであり、
図1に示した実施例と同様な低電圧動作、低消費電力、
低コストの効果を有するが、さらにソースとドレインを
不純物濃度の薄い拡散層N−119、P−120とゲート
電極からサイドスペーサの距離だけゲート電極から離れ
て設けた不純物濃度の濃い拡散層N+103、P+104
のいわゆるLightly Doped Drain(LDD)構造からなるM
OSトランジスター構造としている。図5、図6に示した
構造と同等な効果を目的とするが、図5や図6に示した
実施例との違いは、高不純物濃度拡散層が自己整合的に
形成されるため微細化に有利な構造である反面、耐圧の
向上に制限があるというデメリットも有している。
FIG. 7 is a schematic sectional view showing another embodiment of the CMOS semiconductor device of the present invention. The gate electrode is a P + polycrystalline silicon 107 monopolar CMOS which is the basis of the present invention,
Low voltage operation, low power consumption, and the same as in the embodiment shown in FIG.
Although it has the effect of low cost, the source and the drain are further provided with diffusion layers N-119 having a low impurity concentration, and the diffusion layer N + 103 having a high impurity concentration provided at a distance of a side spacer from the gate electrode P-120 and the gate electrode. P + 104
M with so-called Lightly Doped Drain (LDD) structure
OS transistor structure. The purpose is to achieve the same effect as the structure shown in FIGS. 5 and 6, but the difference from the embodiment shown in FIGS. 5 and 6 is that the high impurity concentration diffusion layer is formed in a self-aligned manner, so that the miniaturization is achieved. Although this is an advantageous structure, it also has a demerit that there is a limitation on the improvement of the withstand voltage.

【0068】図7に示す構造は例えば低不純物濃度の拡
散層をイオン注入法と熱処理により形成した後、CVD法
(化学気相成長法)により絶縁膜被着し異方性ドライエ
ッチングを行うことでサイドスペーサを形成し、自己整
合的に高不純物濃度の拡散層をイオン注入法により設け
ることで形成される。低不純物濃度の拡散層は、PMOS1
12のP−120の場合には不純物としてボロンないし
はBF2を用い濃度が1×1016〜1×1018atoms/cm3
程度であり、NMOS113のN−119の場合には不純物
としてリンないしは砒素を用い濃度が1×1016〜1×
1018atoms/cm3程度である。高不純物濃度の拡散層
は、PMOS112のP+104の場合には不純物としてボ
ロンないしはBF2を用い濃度が1×1019atoms/cm3
上であり、NMOS113のN+103場合には不純物とし
てリンないしは砒素を用い濃度が1×1019atoms/cm3
以上である。
In the structure shown in FIG. 7, for example, after forming a diffusion layer having a low impurity concentration by ion implantation and heat treatment, an insulating film is deposited by CVD (chemical vapor deposition) and anisotropic dry etching is performed. Is formed by providing a diffusion layer having a high impurity concentration in a self-aligned manner by an ion implantation method. The diffusion layer with low impurity concentration is PMOS1
In the case of 12 P-120, boron or BF 2 is used as an impurity, and the concentration is 1 × 10 16 to 1 × 10 18 atoms / cm 3.
In the case of N-119 of the NMOS 113, phosphorus or arsenic is used as an impurity and the concentration is 1 × 10 16 to 1 ×.
It is about 10 18 atoms / cm 3 . The diffusion layer having a high impurity concentration uses boron or BF 2 as an impurity in the case of P + 104 of the PMOS 112 and has a concentration of 1 × 10 19 atoms / cm 3 or more, and uses phosphorus or arsenic as an impurity in the case of N + 103 of the NMOS 113. Concentration is 1 × 10 19 atoms / cm 3
That is all.

【0069】サイドスペーサ121の幅は通常は0.2
μmから0.5μm程度である。図7にはゲート電極と
してP+多結晶シリコン単層の例を示しているが、図3
に示したP+ポリサイド構造をゲート電極として使用す
ることも可能である。同様に抵抗体も図7にはP−抵抗
体しか示していないが、図1や図4で示したN−抵抗
体、P+抵抗体、N+抵抗体を必要に応じて選択適用して
かまわない。その他の説明については、図1と同一の符
号を付記することで説明に代える。
The width of the side spacer 121 is usually 0.2
It is about 0.5 μm to 0.5 μm. FIG. 7 shows an example of a P + polycrystalline silicon single layer as a gate electrode.
Can be used as the gate electrode. Similarly, only the P-resistor is shown in FIG. 7 for the resistor, but the N-resistor, P + resistor, and N + resistor shown in FIGS. 1 and 4 may be selectively applied as necessary. . The other description is replaced by the same reference numeral as in FIG.

【0070】図8は本発明のCMOS半導体装置の別の実施
例を示す模式的断面図である。ゲート電極は本発明の根
幹であるP+多結晶シリコン107単極のCMOSであり、
図1に示した実施例と同様な低電圧動作、低消費電力、
低コストの効果を有するが、さらにソースとドレインも
しくはドレインだけを不純物濃度の薄い拡散層N−11
9、P−120とし、ソースとドレインもしくはドレイ
ンだけをゲート電極から距離をおいてかつその間に厚い
絶縁膜122を設けて形成された不純物濃度の濃い拡散
層N+103、P+104としたMOSトランジスター構造
としている。図5に示した構造と同等な効果を目的とす
るが、図5に示した実施例との違いは、高不純物濃度拡
散層とゲート電極の間に厚い絶縁膜が設けられているこ
とから電界緩和の効果は大きく高耐圧動作、例えば数十
Vから数百Vの動作に対応できるというメリットがあ
る。しかし素子サイズを小さくできないという欠点もも
つ。
FIG. 8 is a schematic sectional view showing another embodiment of the CMOS semiconductor device of the present invention. The gate electrode is a P + polycrystalline silicon 107 monopolar CMOS which is the basis of the present invention,
Low voltage operation, low power consumption, and the same as in the embodiment shown in FIG.
Although it has a low cost effect, the source and drain or only the drain is formed of a diffusion layer N-11 having a low impurity concentration.
9, P-120, and a MOS transistor structure in which the source and the drain or only the drain are spaced apart from the gate electrode and the diffusion layer N + 103 and P + 104 with a high impurity concentration are formed by providing a thick insulating film 122 therebetween. . The purpose is the same as that of the structure shown in FIG. 5, but the difference from the embodiment shown in FIG. 5 is that a thick insulating film is provided between the high impurity concentration diffusion layer and the gate electrode. The effect of the relaxation is large, and there is an advantage that it can cope with a high withstand voltage operation, for example, an operation of several tens V to several hundreds V. However, there is a disadvantage that the element size cannot be reduced.

【0071】図8に示す構造は例えば低不純物濃度の拡
散層を選択的に形成した後、素子分離のためのいわゆる
LOCOS形成と同時にゲート電極とソースとドレインもし
くはゲート電極とドレインの間となる部分に厚い絶縁膜
を形成し、ゲート電極を形成後、高不純物濃度の拡散層
を設けることで形成される。低不純物濃度の拡散層は、
PMOS112のP−120の場合には不純物としてボロン
ないしはBF2を用い濃度が1×1016〜1×1018atoms
/cm3程度であり、NMOS113のN−119の場合には不
純物としてリンないしは砒素を用い濃度が1×1016
1×1018atoms/cm3程度である。高不純物濃度の拡散
層は、PMOS112のP+104の場合には不純物として
ボロンないしはBF2を用い濃度が1×1019atoms/cm3
以上であり、NMOS113のN+103場合には不純物と
してリンないしは砒素を用い濃度が1×1019atoms/c
m3以上である。
In the structure shown in FIG. 8, for example, after a diffusion layer having a low impurity concentration is selectively formed, a so-called so-called
Simultaneously with the formation of the LOCOS, a thick insulating film is formed in a portion between the gate electrode and the source and the drain or between the gate electrode and the drain, and after forming the gate electrode, a diffusion layer having a high impurity concentration is provided. The diffusion layer with low impurity concentration
In the case of P-120 of the PMOS 112, boron or BF 2 is used as an impurity and the concentration is 1 × 10 16 to 1 × 10 18 atoms.
/ Cm 3 , and in the case of N-119 of the NMOS 113, phosphorus or arsenic is used as an impurity and the concentration is 1 × 10 16 to
It is about 1 × 10 18 atoms / cm 3 . Diffusion layer of a high impurity concentration, PMOS112 of P + 104 boron or BF 2 was used concentration of 1 × 10 19 atoms / cm 3 as an impurity in the case of
In the case of N + 103 of the NMOS 113, phosphorus or arsenic is used as an impurity and the concentration is 1 × 10 19 atoms / c.
m 3 or more.

【0072】ゲート電極とドレインの間に形成されてい
る絶縁膜の厚さは通常は素子分離用のフィールド酸化膜
と同じ数千Åから1μm前後の厚みであり、ゲート電極
から高不純物濃度拡散までの距離は半導体装置に入力さ
れる電圧にもよるが通常は1μm前後から数μmであ
る。図8においてはPMOS112の片側だけが高耐圧構造
であり、NMOS113は両側が高耐圧構造となっている
が、素子の回路での使用方法によりMOSトランジスター
の導電型に関わらずその回路において適切な構造を選択
することができる。標準的には電流方向が双方向でソー
スとドレインがケースバイケースで入れ替わる両方向に
耐圧が必要な場合はソースとドレインの両方を高耐圧構
造とし、電流方向が単方向でソースとドレインが固定し
ているような場合には寄生抵抗の削減のため片側すなわ
ちドレイン側だけを高耐圧構造とする。また図8にはゲ
ート電極としてP+多結晶シリコン単層の例を示してい
るが、図3に示したP+ポリサイド構造をゲート電極と
して使用することも可能である。同様に抵抗体も図8に
はP−抵抗体しか示していないが、図1や図4で示したN
−抵抗体、P+抵抗体、N+抵抗体を必要に応じて選択適
用してかまわない。その他の説明については、図1と同
一の符号を付記することで説明に代える。
The thickness of the insulating film formed between the gate electrode and the drain is usually the same as the thickness of the field oxide film for element isolation, about several thousand to about 1 μm. Is usually about 1 μm to several μm depending on the voltage input to the semiconductor device. In FIG. 8, only one side of the PMOS 112 has a high withstand voltage structure, and the NMOS 113 has a high withstand voltage structure on both sides. However, depending on how the element is used in the circuit, an appropriate structure in the circuit regardless of the conductivity type of the MOS transistor. Can be selected. Normally, if the current direction is bidirectional and the source and drain are switched on a case-by-case basis and if a withstand voltage is required in both directions, both the source and drain have a high withstand voltage structure, and the current direction is unidirectional and the source and drain are fixed. In such a case, only one side, that is, the drain side has a high breakdown voltage structure in order to reduce the parasitic resistance. Although FIG. 8 shows an example of a P + polycrystalline silicon single layer as the gate electrode, the P + polycide structure shown in FIG. 3 can be used as the gate electrode. Similarly, only the P-resistor is shown in FIG. 8 for the resistor, but the N-type resistor shown in FIGS.
-A resistor, a P + resistor, and an N + resistor may be selected and applied as needed. The other description is replaced by the same reference numeral as in FIG.

【0073】図1および図3から図8の実施例において
様々な構造のMOSトランジスターや抵抗体を示したが、
半導体装置に要求される仕様と各素子構造の特徴を考慮
して適切な組み合わせによりパフォーマンスの高い半導
体装置を形成することも可能である。例えば電源系統が
2系統以上あるような半導体装置においては、必要に応
じゲート酸化膜厚も含め電圧帯に応じて以上に示してき
た素子構造のなかから適切な構造の選択と組み合わせ行
うといった取り組みである。
In the embodiments shown in FIGS. 1 and 3 to 8, MOS transistors and resistors having various structures are shown.
It is also possible to form a high-performance semiconductor device by an appropriate combination in consideration of the specifications required for the semiconductor device and the characteristics of each element structure. For example, in a semiconductor device having two or more power supply systems, an appropriate structure is selected and combined from the element structures described above according to the voltage band, including the gate oxide film thickness, if necessary. is there.

【0074】以上本発明の実施の形態をP型半導体基板
を用いた実施例により説明してきたが、基板の極性を逆
にしてN型の半導体基板を用いたN基板Pウェル型のP+
単極ゲートCMOSによっても以上に説明してきた内容と原
理に同じく低電圧動作、低消費電力、低コストである半
導体装置の提供は可能である。
Although the embodiment of the present invention has been described with reference to the example using the P-type semiconductor substrate, the polarity of the substrate is reversed, and the N-type substrate P-type P + using the N-type semiconductor substrate is used.
It is also possible to provide a semiconductor device with low voltage operation, low power consumption, and low cost in the same manner as described above using a single-pole gate CMOS.

【0075】[0075]

【発明の効果】上述したように、本発明はCMOSと抵抗体
とレーザートリミング用ヒューズを含むパワーマネージ
メント半導体装置やアナログ半導体装置において、CMOS
のゲート電極の導電型をNMOS、PMOSともにP型単極の多
結晶シリコンないしはP型多結晶シリコンと高融点金属
シリサイドの積層構造であるP型ポリサイド構造とし、P
MOSは表面チャネル型であるため短チャネル化や低しき
い値電圧化が可能であり、また埋込みチャネル型である
NMOSもしきい値制御用の不純物として拡散係数の小さい
砒素を使えるため極めて浅い埋込みチャネルとなり短チ
ャネル化や低しきい値電圧化が容易となり、さらに分圧
回路やCR回路に用いられる抵抗体およびレーザートリミ
ング用ヒューズをゲート電極と同一層の多結晶シリコン
とすることで、従来のN+多結晶シリコンゲート単極のC
MOSやチャネルとゲート電極の極性が同じ同極ゲートCMO
Sに比べ、コスト、工期、素子の性能の面で有利である
パワーマネージメント半導体装置やアナログ半導体装置
の実現を可能とする。
As described above, the present invention relates to a CMOS, a power management semiconductor device including a resistor and a fuse for laser trimming, and an analog semiconductor device.
The conductivity type of the gate electrode of both NMOS and PMOS is P-type monopolar polycrystalline silicon or P-type polycide structure which is a laminated structure of P-type polycrystalline silicon and refractory metal silicide.
MOS is a surface channel type, so it is possible to shorten the channel and lower the threshold voltage, and it is a buried channel type
Since NMOS can use arsenic with a small diffusion coefficient as an impurity for controlling the threshold, it becomes an extremely shallow buried channel, which makes it easy to shorten the channel and lower the threshold voltage, and furthermore, a resistor and a laser used in a voltage dividing circuit and a CR circuit. By making the fuse for trimming the same layer of polycrystalline silicon as the gate electrode, the conventional N + polycrystalline silicon gate monopolar C
Unipolar gate CMO with the same polarity of the gate electrode as the MOS and the channel
It is possible to realize a power management semiconductor device and an analog semiconductor device which are more advantageous in terms of cost, construction time, and element performance than S.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のCMOS半導体装置の一実施例を示す模式
的断面図。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing one embodiment of a CMOS semiconductor device of the present invention.

【図2】半導体装置による正型VR構成概要。FIG. 2 is an outline of a regular VR configuration using a semiconductor device.

【図3】本発明のCMOS半導体装置の別の実施例を示す模
式的断面図。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing another embodiment of the CMOS semiconductor device of the present invention.

【図4】本発明のCMOS半導体装置の別の実施例を示す模
式的断面図。
FIG. 4 is a schematic sectional view showing another embodiment of the CMOS semiconductor device of the present invention.

【図5】本発明のCMOS半導体装置の別の実施例を示す模
式的断面図。
FIG. 5 is a schematic sectional view showing another embodiment of the CMOS semiconductor device of the present invention.

【図6】本発明のCMOS半導体装置の別の実施例を示す模
式的断面図。
FIG. 6 is a schematic sectional view showing another embodiment of the CMOS semiconductor device of the present invention.

【図7】本発明のCMOS半導体装置の別の実施例を示す模
式的断面図。
FIG. 7 is a schematic sectional view showing another embodiment of the CMOS semiconductor device of the present invention.

【図8】本発明のCMOS半導体装置の別の実施例を示す模
式的断面図。
FIG. 8 is a schematic sectional view showing another embodiment of the CMOS semiconductor device of the present invention.

【図9】従来のCMOS半導体装置の模式的断面図。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a conventional CMOS semiconductor device.

【図10】従来のCMOS半導体装置の模式的断面図。FIG. 10 is a schematic sectional view of a conventional CMOS semiconductor device.

【図11】従来のCMOS半導体装置の模式的断面図。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a conventional CMOS semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101、201 P型半導体基板 102、202 Nウェル 103、203 N+ 104、204 P+ 105、205 ゲート絶縁膜 106、206 フィールド絶縁膜 107 P+多結晶シリコン 108 P+多結晶シリコン 109、209 N+多結晶シリコン 110 P−多結晶シリコン 111、211N−多結晶シリコン 112、212 PMOS 113、213 NMOS 114 P−抵抗体 115、215 N−抵抗体 116、216 高融点金属シリサイド 117 P+抵抗体 118 N+抵抗体 119 N− 120 P− 121 サイドスペーサー 122 絶縁膜 123 基準電圧回路 124 エラーアンプ 125 PMOS出力素子 126 入力端子 127 グラウンド端子 128 出力端子 129 抵抗 130 分圧回路 231 N+多結晶シリコン 232 P+多結晶シリコン 401 レーザートリミング用ヒューズ 501 レーザートリミング用ヒューズ 502 レーザービーム照射領域 101, 201 P-type semiconductor substrate 102, 202 N well 103, 203 N + 104, 204 P + 105, 205 Gate insulating film 106, 206 Field insulating film 107 P + polycrystalline silicon 108 P + polycrystalline silicon 109, 209 N + polycrystalline silicon 110 P-polysilicon 111, 211N-polycrystalline silicon 112, 212 PMOS 113, 213 NMOS 114 P-resistor 115, 215N-resistor 116, 216 Refractory metal silicide 117 P + resistor 118N + resistor 119N- Reference Signs List 120 P− 121 Side spacer 122 Insulating film 123 Reference voltage circuit 124 Error amplifier 125 PMOS output element 126 Input terminal 127 Ground terminal 128 Output terminal 129 Resistor 130 Voltage dividing circuit 231 N + polycrystalline silicon 232 P + polycrystalline silicon 4 01 Fuse for laser trimming 501 Fuse for laser trimming 502 Laser beam irradiation area

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 27/04 H01L 27/04 V 21/822 B 21/8234 27/06 102A 27/06 27/08 321E 29/43 29/62 G Fターム(参考) 4M104 BB01 CC05 DD04 DD26 EE09 FF13 FF14 GG09 GG10 GG19 HH16 HH20 5F038 AR09 AR10 AR28 AV02 AV06 AV15 BB04 BB05 EZ20 5F048 AA05 AA07 AB08 AB10 AC02 AC03 AC10 BB07 BB08 BB09 BB12 BB14 BB16 BC03 BC06 BC07 BC18 BD05 BE03 BG12 5F064 CC12 CC22 FF27 FF30 FF42──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 27/04 H01L 27/04 V 21/822 B 21/8234 27/06 102A 27/06 27/08 321E 29/43 29/62 GF term (reference) 4M104 BB01 CC05 DD04 DD26 EE09 FF13 FF14 GG09 GG10 GG19 HH16 HH20 5F038 AR09 AR10 AR28 AV02 AV06 AV15 BB04 BB05 EZ20 5F048 AA05 AA07 AB08 AB10 AC02 AC03 BB08BB10 BB BC06 BC07 BC18 BD05 BE03 BG12 5F064 CC12 CC22 FF27 FF30 FF42

Claims (30)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Nチャネル型MOSトランジスターとPチャ
ネル型MOSトランジスターと抵抗体とレーザートリミン
グ用ヒューズとを有する相補型MOS半導体装置におい
て、前記Nチャネル型MOSトランジスターのゲート電極の
導電型がP型であり、前記Pチャネル型MOSトランジスタ
ーのゲート電極の導電型がP型であることを特徴とする
相補型MOS半導体装置。
1. A complementary MOS semiconductor device having an N-channel MOS transistor, a P-channel MOS transistor, a resistor, and a laser trimming fuse, wherein the conductivity type of a gate electrode of the N-channel MOS transistor is P-type. A complementary MOS semiconductor device, wherein a conductivity type of a gate electrode of the P-channel MOS transistor is P-type.
【請求項2】 前記Nチャネル型MOSトランジスターのP
型ゲート電極および前記Pチャネル型MOSトランジスター
のP型ゲート電極が第一の多結晶シリコンからなること
を特徴とする請求項1記載の相補型MOS半導体装置。
2. An N-channel MOS transistor having a P
2. The complementary MOS semiconductor device according to claim 1, wherein the P-type gate electrode of the P-channel MOS transistor and the P-type gate electrode of the P-channel MOS transistor are made of first polycrystalline silicon.
【請求項3】 前記Nチャネル型MOSトランジスターのP
型ゲート電極および前記Pチャネル型MOSトランジスター
のP型ゲート電極が第一の多結晶シリコンと第一の高融
点金属シリサイドとの積層からなるポリサイド構造であ
ることを特徴とする請求項1記載の相補型MOS半導体装
置。
3. The P-channel MOS transistor of the N-channel type MOS transistor.
2. The complementary structure according to claim 1, wherein the P-type gate electrode of the P-channel MOS transistor and the P-type gate electrode of the P-channel MOS transistor have a polycide structure composed of a stack of first polycrystalline silicon and a first refractory metal silicide. Type MOS semiconductor device.
【請求項4】 前記抵抗体が前記第一の多結晶シリコン
であることを特徴とする請求項1、2、3に記載の相補
型MOS半導体装置。
4. The complementary MOS semiconductor device according to claim 1, wherein said resistor is said first polycrystalline silicon.
【請求項5】 前記第一の多結晶シリコンからなる前記
抵抗体は、比較的低濃度な第一のN型抵抗体を含むこと
を特徴とする請求項1、2、3、4に記載の相補型MOS
半導体装置。
5. The device according to claim 1, wherein the resistor made of the first polycrystalline silicon includes a first N-type resistor having a relatively low concentration. Complementary MOS
Semiconductor device.
【請求項6】 前記第一の多結晶シリコンからなる前記
抵抗体は、比較的高濃度な第二のN型抵抗体を含むこと
を特徴とする請求項1、2、3、4に記載の相補型MOS
半導体装置。
6. The device according to claim 1, wherein the resistor made of the first polycrystalline silicon includes a second N-type resistor having a relatively high concentration. Complementary MOS
Semiconductor device.
【請求項7】 前記第一の多結晶シリコンからなる前記
抵抗体は、比較的低濃度な第一のP型抵抗体を含むこと
を特徴とする請求項1、2、3、4に記載の相補型MOS
半導体装置。
7. The device according to claim 1, wherein the resistor made of the first polycrystalline silicon includes a relatively low-concentration first P-type resistor. Complementary MOS
Semiconductor device.
【請求項8】 前記第一の多結晶シリコンからなる前記
抵抗体は、比較的高濃度な第二のP型抵抗体を含むこと
を特徴とする請求項1、2、3、4に記載の相補型MOS
半導体装置。
8. The device according to claim 1, wherein the resistor made of the first polycrystalline silicon includes a second P-type resistor having a relatively high concentration. Complementary MOS
Semiconductor device.
【請求項9】 前記第一の多結晶シリコン単層からなる
前記P型ゲート電極の膜厚は2000Åから6000Å
の範囲であることを特徴とする請求項1、2記載の相補
型MOS半導体装置。
9. The film thickness of the P-type gate electrode comprising the first polycrystalline silicon single layer is from 2000 to 6000 °.
3. The complementary MOS semiconductor device according to claim 1, wherein
【請求項10】 前記第一の多結晶シリコンと前記第一
の高融点金属シリサイドとの積層である前記ポリサイド
構造からなる前記P型ゲート電極において、前記第一の
多結晶シリコンの膜厚が500Åから2500Åの範囲
であり、前記第一の高融点金属シリサイドの膜厚が50
0Åから2500Åの範囲であることを特徴とする請求
項1、3に記載の相補型MOS半導体装置。
10. The P-type gate electrode having the polycide structure, which is a laminate of the first polycrystalline silicon and the first refractory metal silicide, has a thickness of 500 °. And 2500 °, and the first refractory metal silicide has a thickness of 50
4. The complementary MOS semiconductor device according to claim 1, wherein the angle is in a range from 0 [deg.] To 2500 [deg.].
【請求項11】 前記Nチャネル型MOSトランジスターお
よび前記Pチャネル型MOSトランジスターの前記P型ゲー
ト電極が前記第一の多結晶シリコン単層からなる場合の
前記第一の多結晶シリコンからなる前記抵抗体の膜厚は
2000Åから6000Åの範囲であり、前記Nチャネ
ル型MOSトランジスターおよび前記Pチャネル型MOSトラ
ンジスターの前記P型ゲート電極が前記第一の多結晶シ
リコンと前記第一の高融点金属シリサイドとの積層であ
る前記ポリサイド構造からなる場合の前記第一の多結晶
シリコンの前記抵抗体の膜厚は500Åから2500Å
の範囲であることを特徴とする請求項1、2、3、4、
5、6、7、8、9、10に記載の相補型MOS半導体装
置。
11. The resistor made of the first polysilicon when the P-type gate electrode of the N-channel MOS transistor and the P-channel MOS transistor is made of the first polysilicon single layer. Has a thickness in the range of 2000 to 6000, and the P-type gate electrodes of the N-channel MOS transistor and the P-channel MOS transistor are formed of the first polycrystalline silicon and the first refractory metal silicide. The film thickness of the resistor of the first polycrystalline silicon in the case of the laminated polycide structure is from 500 ° to 2500 °.
Claims 1, 2, 3, 4,
5. The complementary MOS semiconductor device according to 5, 6, 7, 8, 9, 10.
【請求項12】 前記比較的低濃度な第一のN型抵抗体
は不純物濃度が1×1014〜9×1018atoms/cm3であ
るリンまたは砒素を含み、シート抵抗値が数kΩ/□か
ら数十kΩ/□程度であることを特徴とする請求項1、
4、5に記載の相補型MOS半導体装置。
12. The first N-type resistor having a relatively low concentration contains phosphorus or arsenic having an impurity concentration of 1 × 10 14 to 9 × 10 18 atoms / cm 3 , and has a sheet resistance of several kΩ / cm 2. 2. The method according to claim 1, wherein the value is from □ to several tens kΩ / □.
6. The complementary MOS semiconductor device according to claim 4.
【請求項13】 前記比較的高濃度な第二のN型抵抗体
は不純物濃度が1×1019atoms/cm3以上であるリンま
たは砒素を含み、シート抵抗値が100Ω/□前後から
数百Ω/□程度であり、温度係数が数百ppm/℃から千p
pm/℃前後程度であることを特徴とする請求項1、4、
6に記載の相補型MOS半導体装置。
13. The relatively high-concentration second N-type resistor contains phosphorus or arsenic having an impurity concentration of 1 × 10 19 atoms / cm 3 or more, and has a sheet resistance of about 100Ω / □ to several hundreds. Ω / □, temperature coefficient is several hundred ppm / ℃ to 1,000p
5. The method according to claim 1, wherein the temperature is about pm / ° C.
7. The complementary MOS semiconductor device according to 6.
【請求項14】 前記比較的低濃度な第一のP型抵抗体
は不純物濃度が1×1014〜9×1018atoms/cm3であ
るボロンまたはBF2を含み、シート抵抗値が数kΩ/□
から数十kΩ/□程度であることを特徴とする請求項
1、4、7に記載の相補型MOS半導体装置。
14. The relatively low-concentration first P-type resistor contains boron or BF 2 having an impurity concentration of 1 × 10 14 to 9 × 10 18 atoms / cm 3 , and has a sheet resistance of several kΩ. / □
8. The complementary MOS semiconductor device according to claim 1, wherein the resistance is about tens kΩ / square.
【請求項15】 前記比較的高濃度な第二のP型抵抗体
は不純物濃度が1×1019atoms/cm3以上であるボロン
またはBF2を含み、シート抵抗値が数百Ω/□から1k
Ω/□前後であり、温度係数が数百ppm/℃から千ppm/
℃前後程度であることを特徴とする請求項1、4、8に
記載の相補型MOS半導体装置。
15. The relatively high-concentration second P-type resistor contains boron or BF 2 having an impurity concentration of 1 × 10 19 atoms / cm 3 or more, and has a sheet resistance of several hundred Ω / □. 1k
Ω / □ and temperature coefficient of several hundred ppm / ℃ to 1,000 ppm /
9. The complementary MOS semiconductor device according to claim 1, wherein the temperature is around about ° C.
【請求項16】 前記第一の高融点金属シリサイドがタ
ングステンシリサイドもしくはモリブデンシリサイドも
しくチタンシリサイドもしくはプラチナシリサイドであ
ることを特徴とする請求項1、3、10、11に記載の
相補型MOS半導体装置。
16. The complementary MOS semiconductor device according to claim 1, wherein said first refractory metal silicide is tungsten silicide, molybdenum silicide, titanium silicide or platinum silicide. .
【請求項17】 前記Nチャネル型MOSトランジスターの
P型ゲート電極および前記Pチャネル型MOSトランジスタ
ーのP型ゲート電極を構成する前記第一の多結晶シリコ
ンは不純物濃度が1×1018atoms/cm3以上のボロンま
たはBF2を含むことを特徴とする請求項1、2、3記載
の相補型MOS半導体装置。
17. The N-channel MOS transistor
The first polycrystalline silicon constituting the P-type gate electrode and the P-type gate electrode of the P-channel type MOS transistor contains boron or BF 2 having an impurity concentration of 1 × 10 18 atoms / cm 3 or more. 4. The complementary MOS semiconductor device according to claim 1, 2 or 3.
【請求項18】 前記Nチャネル型MOSトランジスターお
よび前記Pチャネル型MOSトランジスターは、ソースとド
レインが前記P型ゲート電極と平面的にオーバーラップ
している高不純物濃度の拡散層からなるシングルドレイ
ン構造である第一の構造のMOSトランジスターを含むこ
とを特徴とする請求項1、2、3に記載の相補型MOS半
導体装置。
18. The N-channel MOS transistor and the P-channel MOS transistor have a single drain structure including a high impurity concentration diffusion layer whose source and drain overlap with the P-type gate electrode in a plane. 4. The complementary MOS semiconductor device according to claim 1, further comprising a MOS transistor having a certain first structure.
【請求項19】 前記Nチャネル型MOSトランジスターお
よび前記Pチャネル型MOSトランジスターは、ドレイン側
だけが前記P型ゲート電極と平面的にオーバーラップし
ているかもしくはソースとドレインの両方が前記P型ゲ
ート電極と平面的にオーバーラップしている低不純物濃
度の拡散層と、ドレイン側だけが前記P型ゲート電極と
平面的にオーバーラップしないかもしくはソースとドレ
インの両方が前記P型ゲート電極と平面的にオーバーラ
ップしない高不純物濃度の拡散層とからなる第二の構造
のMOSトランジスターを含むことを特徴とする請求項
1、2、3に記載の相補型MOS半導体装置。
19. The N-channel MOS transistor and the P-channel MOS transistor, wherein only the drain side overlaps the P-type gate electrode in a plane or both the source and the drain are the P-type gate electrode. And a low-impurity-concentration diffusion layer that planarly overlaps, and only the drain side does not planarly overlap with the P-type gate electrode, or both the source and the drain planarly overlap with the P-type gate electrode. 4. The complementary MOS semiconductor device according to claim 1, further comprising a MOS transistor having a second structure comprising a diffusion layer having a high impurity concentration that does not overlap.
【請求項20】 前記Nチャネル型MOSトランジスターお
よび前記Pチャネル型MOSトランジスターは、ドレイン側
だけが前記P型ゲート電極と平面的にオーバーラップし
ているかもしくはソースとドレインの両方が前記P型ゲ
ート電極と平面的にオーバーラップしている低不純物濃
度の拡散層と、ドレイン側だけが前記P型ゲート電極と
平面的にオーバーラップしないかもしくはソースとドレ
インの両方が前記P型ゲート電極と平面的にオーバーラ
ップしない高不純物濃度の拡散層とからなり、さらに前
記高不純物濃度の拡散層と前記P型ゲート電極の間の絶
縁膜がゲート絶縁膜よりも膜厚が厚い第三の構造のMOS
トランジスターを含むことを特徴とする請求項1、2、
3に記載の相補型MOS半導体装置。
20. The N-channel MOS transistor and the P-channel MOS transistor, wherein only the drain side overlaps the P-type gate electrode in a plane or both the source and the drain have the P-type gate electrode. And a low-impurity-concentration diffusion layer that planarly overlaps, and only the drain side does not planarly overlap with the P-type gate electrode, or both the source and the drain planarly overlap with the P-type gate electrode. A MOS transistor having a third structure, comprising a diffusion layer having a high impurity concentration that does not overlap, and an insulating film between the diffusion layer having a high impurity concentration and the P-type gate electrode having a thickness greater than a gate insulating film.
3. The method according to claim 1, further comprising a transistor.
4. The complementary MOS semiconductor device according to 3.
【請求項21】 前記Nチャネル型MOSトランジスターお
よび前記Pチャネル型MOSトランジスターは、ソースとド
レインが前記P型ゲート電極と平面的にオーバーラップ
している高不純物濃度の拡散層と、ドレイン側のみもし
くはソースとドレインの両方が前記高濃度拡散層よりさ
らにチャネル側に拡散して前記P型ゲート電極と平面的
にオーバラップしている低不純物濃度の拡散層とからな
る第四の構造のMOSトランジスターを含むことを特徴と
する請求項1、2、3に記載の相補型MOS半導体装置。
21. The N-channel MOS transistor and the P-channel MOS transistor each include a high impurity concentration diffusion layer whose source and drain overlap the P-type gate electrode in a plane, A MOS transistor having a fourth structure including a low-impurity-concentration diffusion layer in which both the source and the drain further diffuse to the channel side than the high-concentration diffusion layer and overlap with the P-type gate electrode in plan view. 4. The complementary MOS semiconductor device according to claim 1, wherein the complementary MOS semiconductor device is included.
【請求項22】 前記第二の構造のMOSトランジスター
および前記第三の構造のMOSトランジスターおよび前記
第四の構造のMOSトランジスターにおける前記低不純物
濃度拡散層の不純物濃度が1×1016〜1×1018atom
s/cm3であり、前記第一の構造のMO Sトランジスターお
よび前記第二の構造のMOSトランジスターおよび前記第
三の構造のMOSトランジスターおよび前記第四の構造のM
OSトランジスターにおける前記高不純物濃度拡散層の不
純物濃度が1×1019atoms/cm3以上であることを特徴
とする請求項18、19、20、21に記載の相補型MO
S半導体装置。
22. The low-impurity-concentration diffusion layer of the MOS transistor having the second structure, the MOS transistor having the third structure, and the MOS transistor having the fourth structure has an impurity concentration of 1 × 10 16 to 1 × 10. 18 atom
s / cm 3 , the MOS transistor having the first structure, the MOS transistor having the second structure, the MOS transistor having the third structure, and the M transistor having the fourth structure.
22. The complementary MO according to claim 18, wherein an impurity concentration of the high impurity concentration diffusion layer in the OS transistor is 1 × 10 19 atoms / cm 3 or more.
S semiconductor device.
【請求項23】 前記Nチャネル型MOSトランジスターの
前記第二の構造のMOSトランジスターおよび前記第三の
構造のMOSトランジスターおよび前記第四の構造のMOSト
ランジスターにおける前記低不純物濃度拡散層の不純物
が砒素またはリンであり、前記Nチャネル型MOSトランジ
スターの前記第一の構造のMOSトランジスターおよび前
記第二の構造のMOSトランジスターおよび前記第三の構
造のMOSトランジスターおよび前記第四の構造のMOSトラ
ンジスターにおける前記高不純物濃度拡散層の不純物が
砒素またはリンであることを特徴とする請求項18、1
9、20、21に記載の相補型MOS半導体装置。
23. The low-concentration impurity diffusion layer of the N-channel MOS transistor of the second structure MOS transistor, the third structure MOS transistor, and the fourth structure MOS transistor, wherein the impurity in the low impurity concentration diffusion layer is arsenic or Phosphorus, and the high impurity in the MOS transistor of the first structure, the MOS transistor of the second structure, the MOS transistor of the third structure, and the MOS transistor of the fourth structure of the N-channel MOS transistor. 18. The method according to claim 18, wherein the impurity in the concentration diffusion layer is arsenic or phosphorus.
22. The complementary MOS semiconductor device according to 9, 20, 21.
【請求項24】 前記Pチャネル型MOSトランジスターの
前記第二の構造のMOSトランジスターおよび前記第三の
構造のMOSトランジスターおよび前記第四の構造のMOSト
ランジスターにおける前記低不純物濃度拡散層の不純物
がボロンまたはBF2であり、前記Pチャネル型MOSトラン
ジスターの前記第一の構造のMOSトランジスターおよび
前記第二の構造のMOSトランジスターおよび前記第三の
構造のMOSトランジスターおよび前記第四の構造のMOSト
ランジスターにおける前記高不純物濃度拡散層の不純物
がボロンまたはBF2であることを特徴とする請求項1
8、19、20、21に記載の相補型MOS半導体装置。
24. The low-impurity-concentration diffusion layer of the P-channel MOS transistor of the second structure MOS transistor, the third structure MOS transistor, and the fourth structure MOS transistor, wherein the impurity is boron or It is BF 2, the high in the MOS transistor of the P-channel type MOS transistor the first MOS transistor and said second MOS transistor and a MOS transistor and said fourth structure of the third structure of the structure of structure claim impurity of the impurity concentration diffusion layer is characterized in that it is a boron or BF 2 1
22. The complementary MOS semiconductor device according to 8, 19, 20, or 21.
【請求項25】 前記Nチャネル型MOSトランジスター
は、しきい値電圧が埋込みチャネル型のエンハンスメン
ト型である第一のNチャネル型MOSトランジスターを含む
ことを特徴とする請求項1、2、3に記載の相補型MOS
半導体装置。
25. The N-channel MOS transistor according to claim 1, wherein the N-channel MOS transistor includes a first N-channel MOS transistor whose threshold voltage is a buried channel type enhancement type. Complementary MOS
Semiconductor device.
【請求項26】 前記Nチャネル型MOSトランジスター
は、しきい値電圧が埋込みチャネル型のディプリーショ
ン型である第二のNチャネル型MOSトランジスターを含む
ことを特徴とする請求項1、2、3に記載の相補型MOS
半導体装置。
26. The N-channel MOS transistor according to claim 1, wherein the N-channel MOS transistor includes a second N-channel MOS transistor whose threshold voltage is a buried channel type depletion type. Complementary MOS described in
Semiconductor device.
【請求項27】 前記Pチャネル型MOSトランジスター
は、しきい値電圧が表面チャネル型のエンハンスメント
型である第一のPチャネル型MOSトランジスターを含むこ
とを特徴とする請求項1、2、3に記載の相補型MOS半
導体装置。
27. The P-channel MOS transistor according to claim 1, wherein the P-channel MOS transistor includes a first P-channel MOS transistor whose threshold voltage is an enhancement type of a surface channel type. Complementary MOS semiconductor device.
【請求項28】 前記Pチャネル型MOSトランジスター
は、しきい値電圧が埋込みチャネル型のディプリーショ
ン型である第二のPチャネル型MOSトランジスターを含む
ことを特徴とする請求項1、2、3に記載の相補型MOS
半導体装置。
28. The P-channel MOS transistor according to claim 1, wherein the P-channel MOS transistor includes a second P-channel MOS transistor whose threshold voltage is a buried channel type depletion type. Complementary MOS described in
Semiconductor device.
【請求項29】 前記レーザートリミング用ヒューズの
導電型がP型である請求項1記載の相補型MOS半導体装
置。
29. The complementary MOS semiconductor device according to claim 1, wherein the conductivity type of the laser trimming fuse is P-type.
【請求項30】 前記Nチャネル型MOSトランジスターの
P型ゲート電極および前記Pチャネル型MOSトランジスタ
ーのP型ゲート電極が第一の多結晶シリコンと第一の高
融点金属シリサイドとの積層からなるポリサイド構造で
ある相補型MOS半導体装置において、前期レーザートリ
ミング用ヒューズの、レーザービームの照射される領域
の第一の高融点金属シリサイドが除去された構造である
請求項3記載の相補型MOS半導体装置。
30. The N-channel MOS transistor
In the complementary MOS semiconductor device in which the P-type gate electrode and the P-type gate electrode of the P-channel MOS transistor have a polycide structure composed of a stack of a first polycrystalline silicon and a first refractory metal silicide, 4. The complementary MOS semiconductor device according to claim 3, wherein said first fuse has a structure in which a first refractory metal silicide in a region irradiated with a laser beam is removed.
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