JP2002252289A - 半導体集積回路装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置およびその製造方法

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JP2002252289A
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明夫 北村
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    • H01L21/77Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
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    • H01L21/822Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
    • H01L21/8232Field-effect technology
    • H01L21/8234MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
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    • H01L21/82385Complementary field-effect transistors, e.g. CMOS with a particular manufacturing method of the gate conductors, e.g. particular materials, shapes gate conductors with different shapes, lengths or dimensions

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 デプレッション形MISトランジスタのプロ
セス工数をできるだけ増やさずに、デプレッション形M
ISトランジスタとともに、マスクROMを構成するト
ランジスタ、さらにはサブミクロンCMOSを同一半導
体基板上に混載すること。 【解決手段】 エンハンスメント形のトランジスタをデ
プレッション形のトランジスタ101にするためにおこ
なうイオン注入の際に、マスクROMを構成するトラン
ジスタ102を抵抗化するために不純物イオンを注入す
ることによって、デプレッション形のトランジスタ10
1とともに、マスクROMを構成するトランジスタ10
2、さらにはサブミクロンCMOSを同一半導体基板1
上に集積する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置およびその製造方法に関し、特にデプレッション形M
ISトランジスタと、マスクROMを構成するトランジ
スタ、およびそれらとさらにサブミクロンCMOSとを
混載する半導体集積回路装置に適用して好適な技術に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、デプレッション形MOSトランジ
スタは、出力電圧精度が高い基準電圧発生回路などに使
用されている。デプレッション形MOSトランジスタ
は、エンハンスメント形MOSトランジスタに不純物イ
オンを注入することによって、ゲート−ソース間電圧が
ゼロのときでも通電するようにしたデバイスである。ま
た、マスクROMは、マトリクス状に配置されたMOS
トランジスタ群の一部を不純物イオンの注入によって抵
抗化したデバイスである。従来、携帯機器等のパワーマ
ネージメント関係の装置では、マスクROMを備えたデ
ィジタル回路と、そのディジタル回路に電力を供給する
基準電圧発生回路とは別々のICチップに搭載されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、部品点
数の削減やプロセスの簡略化にともなうコスト低減など
の観点から、携帯機器等のパワーマネージメント装置に
おいて、マスクROMを備えたディジタル回路と、デプ
レッション形MOSトランジスタにより構成される基準
電圧発生回路とを、デプレッション形MOSトランジス
タのプロセス工数をできるだけ増やさずに、同じICチ
ップに搭載するのが好ましい。
【0004】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であって、デプレッション形MISトランジスタのプロ
セス工数をできるだけ増やさずに、デプレッション形M
ISトランジスタとともに、マスクROMを構成するト
ランジスタ、さらにはサブミクロンCMOSを同一半導
体基板上に混載してなる半導体集積回路装置およびその
製造方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明にかかる半導体集積回路装置は、エンハンス
メント形のトランジスタをデプレッション形のトランジ
スタにするためにおこなうイオン注入の際に、マスクR
OMを構成するトランジスタを抵抗化するために不純物
イオンを注入することによって、デプレッション形MI
Sトランジスタとともに、マスクROMを構成するトラ
ンジスタ、さらにはサブミクロンCMOSを同一半導体
基板上に集積することを特徴とする。
【0006】この発明によれば、エンハンスメント形の
トランジスタをデプレッション形のトランジスタにする
ための不純物イオンの注入と、マスクROMを構成する
トランジスタを抵抗化するための不純物イオンの注入と
が、同一のイオン注入工程によっておこなわれる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の説明で
は、第1導電型をP型、第2導電型をN型として説明す
るが、本発明はその逆の場合にも適用できる。
【0008】実施の形態1.図1は、本発明の実施の形
態1にかかる半導体集積回路装置の要部を示す縦断面図
である。この半導体集積回路装置は、同一の半導体基板
1上に、たとえば基準電圧発生回路などに用いられるデ
プレッション形のMISトランジスタとしてのNMOS
トランジスタ(以下、デプレッションMOSトランジス
タとする)101と、マスクROMを構成するNMOS
トランジスタ(以下、マスクROMトランジスタとす
る)102とが形成されたものである。
【0009】P型の半導体基板1の主面側にはP型のウ
ェル領域2が形成されている。ウェル領域2の表面には
素子分離のためのフィールド酸化膜3が形成されてい
る。デプレッションMOSトランジスタ101とマスク
ROMトランジスタ102とはこのフィールド酸化膜3
により分離されている。
【0010】デプレッションMOSトランジスタ101
は、N+ソース領域11、N+ドレイン領域12、N+
ース領域11とN+ドレイン領域12とに挟まれたチャ
ネル領域13、チャネル領域13上に形成されたゲート
絶縁膜14およびゲート電極15を備えている。チャネ
ル領域13は、当該領域にP-チャネル領域を形成する
ためのイオン注入と、そのP-チャネル領域をデプレッ
ション化してN-デプレッション領域とするためのイオ
ン注入とにより形成される。
【0011】ここで、P-チャネル領域を形成するため
のイオン注入は、この半導体基板1にデプレッションM
OSトランジスタ101とともに集積された図示しない
他のトランジスタのしきい値電圧を調整するためにおこ
なわれる。また、N-デプレッション領域は、1×10
12〜5×1012/cm2のドーズ量で形成される。特に
限定しないが、たとえばP-チャネル領域を形成する際
のドーズ量は1.2×1012/cm2程度であり、N-
プレッション領域を形成する際のドーズ量は3×1012
/cm2程度である。この場合には、チャネル領域13
の総体的なドーズ量は1.8×1012/cm2程度とな
る。このデプレッションMOSトランジスタ101を基
準電圧発生回路に用いた場合の出力電圧のばらつき精度
は±0.5%以内である。
【0012】マスクROMトランジスタ102は、N+
ソース領域21、N+ドレイン領域22、N+ソース領域
21とN+ドレイン領域22とに挟まれたチャネル領域
23、チャネル領域23上に形成されたゲート絶縁膜2
4およびゲート電極25を備えている。チャネル領域2
3は、図示しない他のトランジスタのしきい値電圧を調
整するためのイオン注入時に同時に当該領域に形成され
るP-チャネル領域を、さらにイオン注入により抵抗化
することにより形成される。
【0013】この抵抗化する際のドーズ量は1×1012
〜5×1012/cm2であり、したがってこの抵抗化す
るためのイオン注入は、デプレッションMOSトランジ
スタ101のチャネル領域13をデプレッション化する
ためのイオン注入と同時におこなわれ得る。また、たと
えばマスクROMトランジスタ102のチャネル長は
1.6μm程度であり、チャネル幅は2μm程度であ
る。この場合のマスクROMトランジスタ102のオン
抵抗は100kΩ程度である。
【0014】マスクROMを構成するトランジスタ群の
うち、上述したマスクROMトランジスタ102のよう
に抵抗化されるのは、マスクROMの所望のアドレスに
対応するトランジスタのみである。それ以外のマスクR
OMを構成するトランジスタは、抵抗化するためのイオ
ン注入時にマスクにより遮蔽され、抵抗化のための不純
物イオンが注入されない。なお、図1において、層間絶
縁膜、ソース電極、ドレイン電極、配線およびパッシベ
ーション膜等については図示省略した(他の図も同
じ)。
【0015】つぎに、実施の形態1にかかる半導体集積
回路装置の製造プロセスについて説明する。図2〜図4
は、実施の形態1にかかる半導体集積回路装置の製造段
階における要部を示す縦断面図である。まず、図2に示
すように、半導体基板1の主面側にウェル領域2および
フィールド酸化膜3をそれぞれ公知の方法により形成す
る。
【0016】つづいて、基板全面にイオン注入法により
BF2イオンをドーズ量1.2×1012/cm2程度で注
入してP-チャネル領域を形成する。しかる後、デプレ
ッションMOSトランジスタ101の形成領域とマスク
ROMトランジスタ102の形成領域を開口させたマス
クを用いて、デプレッションMOSトランジスタ101
の形成領域とマスクROMトランジスタ102の形成領
域にイオン注入法によりPイオンをドーズ量3×1012
/cm2程度で注入する。ここで、Pイオンの注入をお
こなわない領域については、マスクにより遮蔽する。
【0017】これらの注入イオンが熱処理により活性化
されることによって、チャネル領域13,23が形成さ
れる。つまり、BF2イオンの注入につづいてPイオン
の注入をおこなうことにより、デプレッションMOSト
ランジスタ101ではチャネル領域13が形成され、一
方、マスクROMトランジスタ102ではチャネル領域
23が形成される。その後、各素子形成領域の表面の薄
い酸化膜を除去する。ここまでの状態が図3に示されて
いる。
【0018】つづいて、図4に示すように、ゲート絶縁
膜14,24,およびゲート電極15,25をそれぞれ
公知の方法により形成する。そして、ゲート電極15,
25をマスクとしたセルフアラインにてN+ソース領域
11,21およびN+ドレイン領域12,22を形成す
る。この状態が図1に示す状態である。なお、各不純物
拡散領域は熱処理により活性化される。つづいて、図示
省略するが、基板全面に層間絶縁膜を積層し、コンタク
ト穴を開口する。そして、ソース電極、ドレイン電極、
配線およびパッシベーション膜等を形成し、半導体集積
回路装置ができあがる。
【0019】上述した実施の形態1によれば、デプレッ
ションMOSトランジスタ101のチャネル領域13を
形成するためのPイオンのドーズ量と、マスクROMト
ランジスタ102のチャネル領域23を形成するための
Pイオンのドーズ量とが同じであるため、Pイオンを同
一のイオン注入工程によりそれぞれの領域に注入するこ
とができる。したがって、デプレッションMOSトラン
ジスタ101のプロセス工数をできるだけ増やさずに、
デプレッションMOSトランジスタ101とマスクRO
Mトランジスタ102とを同一半導体基板1上に集積す
ることができる。
【0020】実施の形態2.図5は、本発明の実施の形
態2にかかる半導体集積回路装置の要部を示す縦断面図
である。実施の形態2の半導体集積回路装置は、実施の
形態1において、デプレッションMOSトランジスタ2
01のN+ソース領域11およびN+ドレイン領域12と
チャネル領域13との間、並びにマスクROMトランジ
スタ202のN+ソース領域21およびN+ドレイン領域
22とチャネル領域23との間に、それぞれN+ソース
領域11,21およびN+ドレイン領域12,22より
も不純物濃度が低いN-LDD領域16,26を設けた
ものである。また、ゲート電極15,25の側部にはス
ペーサ膜17,27が設けられている。その他の構成は
実施の形態1と同じである。したがって、実施の形態2
において実施の形態1と同じ構成については実施の形態
1と同一の符号を付して説明を省略する。
【0021】実施の形態2では、デプレッションMOS
トランジスタ201を基準電圧発生回路に用いた場合の
出力電圧のばらつき精度は±0.5%以内である。ま
た、たとえばマスクROMトランジスタ202のチャネ
ル長は1μm程度であり、チャネル幅は2μm程度であ
る。マスクROMトランジスタ202のオン抵抗は10
0kΩ程度である。
【0022】つぎに、実施の形態2にかかる半導体集積
回路装置の製造プロセスについて説明する。図6は、実
施の形態2にかかる半導体集積回路装置の製造段階にお
ける要部を示す縦断面図である。まず、実施の形態1と
同様にして、ウェル領域2およびフィールド酸化膜3を
形成し(図2参照)、BF2イオンの注入およびPイオ
ンの注入をおこなってチャネル領域13,23を形成
し、表面酸化膜を除去する(図3参照)。
【0023】つづいて、図6に示すように、ゲート絶縁
膜14,24、およびゲート電極15,25をそれぞれ
公知の方法により形成し、ゲート電極15,25をマス
クとしたセルフアラインにてN-LDD領域16,26
を形成する。そして、スペーサ膜17,27を形成し、
スペーサ膜17,27をマスクとしたセルフアラインに
てN+ソース領域11,21およびN+ドレイン領域1
2,22を形成する。この状態が図5に示す状態であ
る。なお、各不純物拡散領域は熱処理により活性化され
る。つづいて、図示省略するが、基板全面に層間絶縁膜
を積層し、コンタクト穴を開口する。そして、ソース電
極、ドレイン電極、配線およびパッシベーション膜等を
形成し、半導体集積回路装置ができあがる。
【0024】上述した実施の形態2によれば、実施の形
態1と同様に、チャネル領域13,23を形成するため
のPイオンの注入を同一のイオン注入工程にておこなう
ことができるので、デプレッションMOSトランジスタ
201のプロセス工数をできるだけ増やさずに、デプレ
ッションMOSトランジスタ201とマスクROMトラ
ンジスタ202とを同一半導体基板1上に集積すること
ができる。
【0025】実施の形態3.図7は、本発明の実施の形
態3にかかる半導体集積回路装置の要部を示す縦断面図
である。実施の形態3の半導体集積回路装置は、実施の
形態2において、デプレッションMOSトランジスタ3
01のN+ソース領域11とN+ドレイン領域12との
間、およびマスクROMトランジスタ302のN+ソー
ス領域21とドレイン領域22との間に、P-パンチス
ルーストッパー領域4を設けたものである。その他の構
成は実施の形態2と同じである。したがって、実施の形
態3において実施の形態2と同じ構成については、実施
の形態2と同一の符号を付して説明を省略する。
【0026】実施の形態3では、デプレッションMOS
トランジスタ301を基準電圧発生回路に用いた場合の
出力電圧のばらつき精度は±0.5%以内である。ま
た、たとえばマスクROMトランジスタ302のチャネ
ル長は0.6μm程度であり、チャネル幅は1μm程度
である。マスクROMトランジスタ302のオン抵抗は
100kΩ程度である。
【0027】つぎに、実施の形態3にかかる半導体集積
回路装置の製造プロセスについて説明する。図8〜図1
0は、実施の形態3にかかる半導体集積回路装置の製造
段階における要部を示す縦断面図である。まず、図8に
示すように、半導体基板1の主面側にウェル領域2を形
成し、その後P-パンチスルーストッパー領域4を公知
の方法により形成し、さらにフィールド酸化膜3を形成
する。つづいて、図9に示すように、BF2イオンの注
入およびPイオンの注入をおこなってチャネル領域1
3,23を形成し、表面酸化膜を除去する。
【0028】つづいて、図10に示すように、ゲート絶
縁膜14,24、ゲート電極15,25、N-LDD領
域16,26を形成し、さらにスペーサ膜17,27を
形成してN+ソース領域11,21およびN+ドレイン領
域12,22を形成する。この状態が図7に示す状態で
ある。なお、各不純物拡散領域は熱処理により活性化さ
れる。つづいて、図示省略するが、基板全面に層間絶縁
膜を積層し、コンタクト穴を開口する。そして、ソース
電極、ドレイン電極、配線およびパッシベーション膜等
を形成し、半導体集積回路装置ができあがる。
【0029】上述した実施の形態3によれば、実施の形
態1および実施の形態2と同様に、チャネル領域13,
23を形成するためのPイオンの注入を同一のイオン注
入工程にておこなうことができるので、デプレッション
MOSトランジスタ301のプロセス工数をできるだけ
増やさずに、デプレッションMOSトランジスタ301
とマスクROMトランジスタ302とを同一半導体基板
1上に集積することができる。
【0030】実施の形態4.図11は、本発明の実施の
形態4にかかる半導体集積回路装置の要部を示す縦断面
図である。実施の形態4の半導体集積回路装置は、実施
の形態3において、デプレッションMOSトランジスタ
301およびマスクROMトランジスタ302ととも
に、サブミクロンCMOSデバイスを構成するNMOS
トランジスタ303およびPMOSトランジスタ304
が同一半導体基板1上に集積されているものである。
【0031】NMOSトランジスタ303およびPMO
Sトランジスタ304はそれぞれ一般的な構成のもので
あるため、これらについては詳細な説明を省略する。な
お、図11において、符号31、32、33、34、3
5、36および37はそれぞれNMOSトランジスタ3
03のN+ソース領域、N+ドレイン領域、チャネル領
域、ゲート絶縁膜、ゲート電極、N-LDD領域および
スペーサ膜である。また、図11において、符号41、
42、43、44、45、46および47はそれぞれP
MOSトランジスタ304のP+ソース領域、P+ドレイ
ン領域、チャネル領域、ゲート絶縁膜、ゲート電極、P
-LDD領域およびスペーサ膜である。
【0032】NMOSトランジスタ303はP型のウェ
ル領域2内に形成されており、そのN+ソース領域31
とN+ドレイン領域32との間にはP-パンチスルースト
ッパー領域4が設けられている。PMOSトランジスタ
304は、半導体基板1の主面側に設けられたN型のウ
ェル領域5内に形成されている。PMOSトランジスタ
304のP+ソース領域41とN+ドレイン領域42との
間にはN-パンチスルーストッパー領域6が設けられて
いる。その他の構成は実施の形態3と同じである。した
がって、実施の形態4において実施の形態3と同じ構成
については実施の形態3と同一の符号を付して説明を省
略する。
【0033】実施の形態4では、デプレッションMOS
トランジスタ301を基準電圧発生回路に用いた場合の
出力電圧のばらつき精度は±0.5%以内である。ま
た、たとえばマスクROMトランジスタ302のチャネ
ル長は0.6μm程度であり、チャネル幅は1μm程度
である。マスクROMトランジスタ302のオン抵抗は
100kΩ程度である。
【0034】つぎに、実施の形態4にかかる半導体集積
回路装置の製造プロセスについて説明する。図12〜図
14は、実施の形態4にかかる半導体集積回路装置の製
造段階における要部を示す縦断面図である。まず、図1
2に示すように、半導体基板1の主面側にN型のウェル
領域5を形成し、ついでP型のウェル領域2を形成し、
その後P-パンチスルーストッパー領域4およびN-パン
チスルーストッパー領域6を順に公知の方法により形成
し、さらにフィールド酸化膜3を形成する。
【0035】つづいて、図13に示すように、BF2
オンの注入をおこなってP-チャネル領域33,43を
形成する。その際、BF2イオンはデプレッションMO
Sトランジスタ301およびマスクROMトランジスタ
302の各チャネル領域13,23にも注入される。つ
いで、NMOSトランジスタ303、PMOSトランジ
スタ304およびマスクROMを構成するトランジスタ
のうちの一部をマスクにより遮蔽してPイオンの注入を
おこない、チャネル領域13,23を形成する。そし
て、表面酸化膜を除去する。
【0036】つづいて、図14に示すように、ゲート絶
縁膜14,24,34,44、ゲート電極15,25,
35,45を形成し、N-LDD領域16,26,36
およびP-LDD領域46を順に形成する。さらに、ス
ペーサ膜17,27,37,47を形成してN+ソース
領域11,21,31およびN+ドレイン領域12,2
2,32を形成し、またP+ソース領域41およびP+
レイン領域42を形成する。この状態が図11に示す状
態である。なお、各不純物拡散領域は熱処理により活性
化される。つづいて、図示省略するが、基板全面に層間
絶縁膜を積層し、コンタクト穴を開口する。そして、ソ
ース電極、ドレイン電極、配線およびパッシベーション
膜等を形成し、半導体集積回路装置ができあがる。
【0037】上述した実施の形態4によれば、実施の形
態1〜実施の形態3と同様に、チャネル領域13,23
を形成するためのPイオンの注入を同一のイオン注入工
程にておこなうことができるので、デプレッションMO
Sトランジスタ301のプロセス工数をできるだけ増や
さずに、デプレッションMOSトランジスタ301とマ
スクROMトランジスタ302とを同一半導体基板1上
に集積することができる。また、デプレッションMOS
トランジスタ301およびマスクROMトランジスタ3
02とサブミクロンCMOSデバイス(303,30
4)とを同一半導体基板1上に集積することができる。
【0038】実施の形態5.図15は、本発明の実施の
形態5にかかる半導体集積回路装置の要部を示す縦断面
図である。実施の形態5の半導体集積回路装置は、図5
に示す実施の形態2において、デプレッションMOSト
ランジスタ201およびマスクROMトランジスタ20
2とともに、サブミクロンCMOSデバイスを構成する
NMOSトランジスタ303およびPMOSトランジス
タ304が同一半導体基板1上に集積されているもので
ある。
【0039】つまり、実施の形態5は、実施の形態4に
おいてデプレッションMOSトランジスタとマスクRO
MトランジスタにP-パンチスルーストッパー領域4が
設けられていない構成のものである。その他の構成は実
施の形態2または実施の形態4と同じである。したがっ
て、実施の形態5において実施の形態2または実施の形
態4と同じ構成についてはそれらと同一の符号を付して
説明を省略する。
【0040】この実施の形態5のように、デプレッショ
ンMOSトランジスタ201に対してP-パンチスルー
ストッパー領域4を設けない場合には、マスクROMト
ランジスタ202に対してもP-パンチスルーストッパ
ー領域4を設けない構成とする必要がある。その理由
は、デプレッションMOSトランジスタ201にP-
ンチスルーストッパー領域4がないとチャネル領域1
3,23の不純物濃度の最適値が低濃度方向にシフトす
るが、その場合にマスクROMトランジスタ202にP
-パンチスルーストッパー領域4があるとROMの抵抗
が非常に大きくなり、応答速度が遅くなってしまうから
である。
【0041】つぎに、実施の形態5にかかる半導体集積
回路装置の製造プロセスについて説明する。図16〜図
18は、実施の形態5にかかる半導体集積回路装置の製
造段階における要部を示す縦断面図である。まず、図1
6に示すように、半導体基板1の主面側にN型のウェル
領域5を形成し、ついでP型のウェル領域2を形成す
る。その後、デプレッションMOSトランジスタ201
の形成領域、マスクROMトランジスタ202の形成領
域およびPMOSトランジスタ304の形成領域をマス
クにより遮蔽して、NMOSトランジスタ303の形成
領域にP-パンチスルーストッパー領域4を公知の方法
により形成する。
【0042】また、デプレッションMOSトランジスタ
201の形成領域、マスクROMトランジスタ202の
形成領域およびNMOSトランジスタ303の形成領域
をマスクにより遮蔽して、PMOSトランジスタ304
の形成領域にN-パンチスルーストッパー領域6を公知
の方法により形成する。そして、フィールド酸化膜3を
形成する。
【0043】つづいて、図17に示すように、BF2
オンの注入によりP-チャネル領域33,43を形成
し、さらにNMOSトランジスタ303、PMOSトラ
ンジスタ304およびマスクROMを構成するトランジ
スタのうちの一部をマスクにより遮蔽してPイオンの注
入によりチャネル領域13,23を形成する。そして、
表面酸化膜を除去する。
【0044】つづいて、図18に示すように、ゲート絶
縁膜14,24,34,44の形成、ゲート電極15,
25,35,45の形成、N-LDD領域16,26,
36の形成およびP-LDD領域46の形成を順におこ
なう。そして、スペーサ膜17,27,37,47の形
成、N+ソース領域11,21,31とN+ドレイン領域
12,22,32の形成、およびP+ソース領域41と
+ドレイン領域42の形成を順におこなう。この状態
が図15に示す状態である。なお、各不純物拡散領域は
熱処理により活性化される。つづいて、図示省略する
が、基板全面に層間絶縁膜を積層し、コンタクト穴を開
口する。そして、ソース電極、ドレイン電極、配線およ
びパッシベーション膜等を形成し、半導体集積回路装置
ができあがる。
【0045】上述した実施の形態5によれば、実施の形
態1〜実施の形態4と同様に、チャネル領域13,23
を形成するためのPイオンの注入を同一のイオン注入工
程にておこなうことができるので、デプレッションMO
Sトランジスタ201のプロセス工数をできるだけ増や
さずに、デプレッションMOSトランジスタ201とマ
スクROMトランジスタ202とを同一半導体基板1上
に集積することができる。また、デプレッションMOS
トランジスタ201およびマスクROMトランジスタ2
02とサブミクロンCMOSデバイス(303,30
4)とを同一半導体基板1上に集積することができる。
【0046】さらには、実施の形態5によれば、デプレ
ッションMOSトランジスタ201にP-パンチスルー
ストッパー領域4が設けられていないため、実施の形態
4と比較して、デプレッションMOSトランジスタ20
1のしきい値電圧を決定する拡散層が一層分少ないの
で、しきい値電圧のばらつきが抑制され、デプレッショ
ンMOSトランジスタ201を基準電圧発生回路に用い
た場合の出力電圧のばらつき精度がより高くなる。
【0047】実施の形態6.図19は、本発明の実施の
形態6にかかる半導体集積回路装置の要部を示す縦断面
図である。実施の形態6の半導体集積回路装置は、図5
に示す実施の形態2において、デプレッションMOSト
ランジスタ201およびマスクROMトランジスタ20
2とともに、サブミクロンCMOSデバイスを構成する
NMOSトランジスタ403およびPMOSトランジス
タ404が同一半導体基板1上に集積されているもので
ある。NMOSトランジスタ403はポケット構造のP
-パンチスルーストッパー領域4を有し、一方、PMO
Sトランジスタ404はポケット構造のN-パンチスル
ーストッパー領域6を有する。
【0048】つまり、実施の形態6は、実施の形態5に
おいてP-パンチスルーストッパー領域4およびN-パン
チスルーストッパー領域6がともにポケット構造となっ
ているものである。その他の構成は実施の形態5と同じ
である。したがって、実施の形態6において実施の形態
5と同じ構成については実施の形態5と同一の符号を付
して説明を省略する。
【0049】つぎに、実施の形態6にかかる半導体集積
回路装置の製造プロセスについて説明する。図20〜図
22は、実施の形態6にかかる半導体集積回路装置の製
造段階における要部を示す縦断面図である。まず、図2
0に示すように、半導体基板1の主面側にN型のウェル
領域5を形成し、ついでP型のウェル領域2を形成した
後、フィールド酸化膜3を形成する。
【0050】つづいて、図21に示すように、BF2
オンの注入によりP-チャネル領域33,43を形成
し、さらにNMOSトランジスタ403、PMOSトラ
ンジスタ404およびマスクROMを構成するトランジ
スタのうちの一部をマスクにより遮蔽してPイオンの注
入によりチャネル領域13,23を形成する。そして、
表面酸化膜を除去する。
【0051】つづいて、図22に示すように、ゲート絶
縁膜14,24,34,44およびゲート電極15,2
5,35,45を形成する。その後、デプレッションM
OSトランジスタ201の形成領域、マスクROMトラ
ンジスタ202の形成領域およびPMOSトランジスタ
404の形成領域をマスクにより遮蔽し、NMOSトラ
ンジスタ403の形成領域に、ゲート電極35をマスク
にしたセルフアラインによるイオン注入法によりP-
ンチスルーストッパー領域4を形成する。
【0052】また、デプレッションMOSトランジスタ
201の形成領域、マスクROMトランジスタ202の
形成領域およびNMOSトランジスタ403の形成領域
をマスクにより遮蔽して、PMOSトランジスタ404
の形成領域に、ゲート電極45をマスクにしたセルフア
ラインによるイオン注入法によりN-パンチスルースト
ッパー領域6を公知の方法により形成する。しかる後、
-LDD領域16,26,36の形成およびP-LDD
領域46の形成を順におこなう。ここまでの状態が図2
2に示されている。
【0053】そして、スペーサ膜17,27,37,4
7の形成、N+ソース領域11,21,31とN+ドレイ
ン領域12,22,32の形成、およびP+ソース領域
41とP+ドレイン領域42の形成を順におこなう。こ
の状態が図19に示す状態である。なお、各不純物拡散
領域は熱処理により活性化される。つづいて、図示省略
するが、基板全面に層間絶縁膜を積層し、コンタクト穴
を開口する。そして、ソース電極、ドレイン電極、配線
およびパッシベーション膜等を形成し、半導体集積回路
装置ができあがる。
【0054】上述した実施の形態6によれば、実施の形
態1〜実施の形態5と同様に、チャネル領域13,23
を形成するためのPイオンの注入を同一のイオン注入工
程にておこなうことができるので、デプレッションMO
Sトランジスタ201のプロセス工数をできるだけ増や
さずに、デプレッションMOSトランジスタ201とマ
スクROMトランジスタ202とを同一半導体基板1上
に集積することができる。また、デプレッションMOS
トランジスタ201およびマスクROMトランジスタ2
02とサブミクロンCMOSデバイス(403,40
4)とを同一半導体基板1上に集積することができる。
【0055】さらには、実施の形態6によれば、デプレ
ッションMOSトランジスタ201にP-パンチスルー
ストッパー領域4が設けられていないため、実施の形態
4と比較して、デプレッションMOSトランジスタ20
1のしきい値電圧を決定する拡散層が一層分少ないの
で、しきい値電圧のばらつきが抑制され、デプレッショ
ンMOSトランジスタ201を基準電圧発生回路に用い
た場合の出力電圧のばらつき精度がより高くなる。
【0056】実施の形態7.図23は、本発明の実施の
形態7にかかる半導体集積回路装置の要部を示す縦断面
図である。実施の形態7の半導体集積回路装置は、図7
に示す実施の形態3のデプレッションMOSトランジス
タ301と、図5に示す実施の形態2のマスクROMト
ランジスタ202と、サブミクロンCMOSデバイスを
構成するNMOSトランジスタ303およびPMOSト
ランジスタ304とが同一半導体基板1上に集積されて
いるものである。
【0057】つまり、実施の形態7は、実施の形態4に
おいてマスクROMトランジスタにP-パンチスルース
トッパー領域4が設けられていない構成、換言すれば実
施の形態5または実施の形態6においてデプレッション
MOSトランジスタにP-パンチスルーストッパー領域
4が設けられている構成のものである。なお、実施の形
態7において他の実施の形態と同じ構成についてはそれ
らと同一の符号を付して説明を省略する。
【0058】つぎに、実施の形態7にかかる半導体集積
回路装置の製造プロセスについて説明する。図24〜図
26は、実施の形態7にかかる半導体集積回路装置の製
造段階における要部を示す縦断面図である。まず、図2
4に示すように、半導体基板1の主面側にN型のウェル
領域5を形成し、ついでP型のウェル領域2を形成す
る。その後、マスクROMトランジスタ202の形成領
域およびPMOSトランジスタ304の形成領域をマス
クにより遮蔽して、デプレッションMOSトランジスタ
301の形成領域およびNMOSトランジスタ303の
形成領域にP-パンチスルーストッパー領域4を公知の
方法により形成する。
【0059】また、デプレッションMOSトランジスタ
301の形成領域、マスクROMトランジスタ202の
形成領域およびNMOSトランジスタ303の形成領域
をマスクにより遮蔽して、PMOSトランジスタ304
の形成領域にN-パンチスルーストッパー領域6を公知
の方法により形成する。そして、フィールド酸化膜3を
形成する。
【0060】つづいて、図25に示すように、BF2
オンの注入によりP-チャネル領域33,43を形成
し、さらにNMOSトランジスタ303、PMOSトラ
ンジスタ304およびマスクROMを構成するトランジ
スタのうちの一部をマスクにより遮蔽してPイオンの注
入によりチャネル領域13,23を形成する。そして、
表面酸化膜を除去する。
【0061】つづいて、図26に示すように、ゲート絶
縁膜14,24,34,44、ゲート電極15,25,
35,45、N-LDD領域16,26,36およびP-
LDD領域46を順に形成する。そして、スペーサ膜1
7,27,37,47、N+ソース領域11,21,3
1とN+ドレイン領域12,22,32、およびP+ソー
ス領域41とP+ドレイン領域42を順に形成する。こ
の状態が図23に示す状態である。なお、各不純物拡散
領域は熱処理により活性化される。つづいて、図示省略
するが、基板全面に層間絶縁膜を積層し、コンタクト穴
を開口する。そして、ソース電極、ドレイン電極、配線
およびパッシベーション膜等を形成し、半導体集積回路
装置ができあがる。
【0062】上述した実施の形態7によれば、実施の形
態1〜実施の形態6と同様に、チャネル領域13,23
を形成するためのPイオンの注入を同一のイオン注入工
程にておこなうことができるので、デプレッションMO
Sトランジスタ301のプロセス工数をできるだけ増や
さずに、デプレッションMOSトランジスタ301とマ
スクROMトランジスタ202とを同一半導体基板1上
に集積することができる。また、デプレッションMOS
トランジスタ301およびマスクROMトランジスタ2
02とサブミクロンCMOSデバイス(303,30
4)とを同一半導体基板1上に集積することができる。
【0063】さらには、実施の形態7によれば、デプレ
ッションMOSトランジスタ301にP-パンチスルー
ストッパー領域4が設けられているため、実施の形態5
または実施の形態6と比べてデプレッションMOSトラ
ンジスタ301のしきい値電圧のばらつきが増えるおそ
れがあるが、チャネル領域13,23の不純物濃度がP
-パンチスルーストッパー領域4の不純物濃度に見合う
ように高濃度方向にシフトするため、ROMの抵抗が小
さくなり、応答速度が向上する。
【0064】以上において本発明は、上述した各実施の
形態に限らず、種々変更可能である。また、上述した各
実施の形態の半導体集積回路装置によれば、マスクRO
Mを備えたディジタル回路と、デプレッション形MOS
トランジスタにより構成される基準電圧発生回路とを同
一ICチップに搭載することが可能となる。
【0065】図27は、本発明にかかる半導体集積回路
装置を適用したICチップの一例を示す概略図である。
このICチップは、半導体基板7上にたとえばROM7
1、RAM72、CPU73、アナログ−ディジタル変
換回路(A/D)74および基準電圧発生回路(Pow
er Supply)75などが集積され、その周辺領
域に入出回路領域(I/O)76およびボンディングパ
ッド77などが配置された1チップ・マイコンである。
上述した各実施の形態において、たとえば、デプレッシ
ョンMOSトランジスタ101,201,301は基準
電圧発生回路75に使用され、マスクROMトランジス
タ102,202,302はROM71を構成し、NM
OSトランジスタ303,403およびPMOSトラン
ジスタ304,404はCPU73などに使用される。
CPU73等の動作速度は1〜数MHz程度であるのが
適当である。
【0066】
【発明の効果】本発明によれば、エンハンスメント形の
トランジスタをデプレッション形のトランジスタにする
ための不純物イオンの注入と、マスクROMを構成する
トランジスタを抵抗化するための不純物イオンの注入と
が、同一のイオン注入工程によっておこなわれるので、
デプレッション形のトランジスタのプロセス工数をでき
るだけ増やさずに、デプレッション形MISトランジス
タとともに、マスクROMを構成するトランジスタ、さ
らにはサブミクロンCMOSを同一半導体基板上に集積
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1にかかる半導体集積回路
装置の要部を示す縦断面図である。
【図2】本発明の実施の形態1にかかる半導体集積回路
装置の製造段階における要部を示す縦断面図である。
【図3】本発明の実施の形態1にかかる半導体集積回路
装置の製造段階における要部を示す縦断面図である。
【図4】本発明の実施の形態1にかかる半導体集積回路
装置の製造段階における要部を示す縦断面図である。
【図5】本発明の実施の形態2にかかる半導体集積回路
装置の要部を示す縦断面図である。
【図6】本発明の実施の形態2にかかる半導体集積回路
装置の製造段階における要部を示す縦断面図である。
【図7】本発明の実施の形態3にかかる半導体集積回路
装置の要部を示す縦断面図である。
【図8】本発明の実施の形態3にかかる半導体集積回路
装置の製造段階における要部を示す縦断面図である。
【図9】本発明の実施の形態3にかかる半導体集積回路
装置の製造段階における要部を示す縦断面図である。
【図10】本発明の実施の形態3にかかる半導体集積回
路装置の製造段階における要部を示す縦断面図である。
【図11】本発明の実施の形態4にかかる半導体集積回
路装置の要部を示す縦断面図である。
【図12】本発明の実施の形態4にかかる半導体集積回
路装置の製造段階における要部を示す縦断面図である。
【図13】本発明の実施の形態4にかかる半導体集積回
路装置の製造段階における要部を示す縦断面図である。
【図14】本発明の実施の形態4にかかる半導体集積回
路装置の製造段階における要部を示す縦断面図である。
【図15】本発明の実施の形態5にかかる半導体集積回
路装置の要部を示す縦断面図である。
【図16】本発明の実施の形態5にかかる半導体集積回
路装置の製造段階における要部を示す縦断面図である。
【図17】本発明の実施の形態5にかかる半導体集積回
路装置の製造段階における要部を示す縦断面図である。
【図18】本発明の実施の形態5にかかる半導体集積回
路装置の製造段階における要部を示す縦断面図である。
【図19】本発明の実施の形態6にかかる半導体集積回
路装置の要部を示す縦断面図である。
【図20】本発明の実施の形態6にかかる半導体集積回
路装置の製造段階における要部を示す縦断面図である。
【図21】本発明の実施の形態6にかかる半導体集積回
路装置の製造段階における要部を示す縦断面図である。
【図22】本発明の実施の形態6にかかる半導体集積回
路装置の製造段階における要部を示す縦断面図である。
【図23】本発明の実施の形態7にかかる半導体集積回
路装置の要部を示す縦断面図である。
【図24】本発明の実施の形態7にかかる半導体集積回
路装置の製造段階における要部を示す縦断面図である。
【図25】本発明の実施の形態7にかかる半導体集積回
路装置の製造段階における要部を示す縦断面図である。
【図26】本発明の実施の形態7にかかる半導体集積回
路装置の製造段階における要部を示す縦断面図である。
【図27】本発明にかかる半導体集積回路装置を適用し
たICチップの一例を示す概略図である。
【符号の説明】
101,201,301 デプレッションMOSトラン
ジスタ(デプレッション形MISトランジスタ) 102,202,302 マスクROMトランジスタ
(マスクROMの一部を構成するトランジスタ) 303,403 NMOSトランジスタ(エンハンスメ
ント形のNMOSトランジスタ) 304,404 PMOSトランジスタ(エンハンスメ
ント形のPMOSトランジスタ) 1 半導体基板 2 Pウェル領域 3 フィールド酸化膜 4 P-パンチスルーストッパー領域 5 Nウェル領域 6 N-パンチスルーストッパー領域 11,21,31 N+ソース領域 12,22,32 N+ドレイン領域 13,23,33,43 チャネル領域 14,24,34,44 ゲート絶縁膜 15,25,35,45 ゲート電極 16,26,36 N-LDD領域 41 P+ソース領域 42 P+ドレイン領域 46 P-LDD領域
───────────────────────────────────────────────────── 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 27/092 27/10 481

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板の主面側に第1導電型のウェ
    ル領域が形成され、該ウェル領域内にチャネル領域を挟
    んで第2導電型のソース領域および第2導電型のドレイ
    ン領域が形成され、前記チャネル領域上にゲート絶縁膜
    を介してゲート電極が形成されてなり、前記チャネル領
    域が、ゲート−ソース間電圧がゼロのときに通電するよ
    うな不純物濃度を有するデプレッション形MISトラン
    ジスタと、 前記半導体基板の主面側に第1導電型のウェル領域が形
    成され、該ウェル領域内に、前記デプレッション形MI
    Sトランジスタのチャネル領域と同じ不純物濃度を有す
    るチャネル領域が形成され、該チャネル領域の両側に第
    2導電型のソース領域および第2導電型のドレイン領域
    が形成され、当該チャネル領域上にゲート絶縁膜を介し
    てゲート電極が形成されてなり、かつマスクROMの一
    部を構成するトランジスタと、 を具備することを特徴とする半導体集積回路装置。
  2. 【請求項2】 前記デプレッション形MISトランジス
    タおよび前記マスクROMの一部を構成するトランジス
    タのいずれも、それぞれ、チャネル領域とソース領域と
    の間、およびチャネル領域とドレイン領域との間に、そ
    れぞれのソース領域またはドレイン領域よりも不純物濃
    度が低い第2導電型のLDD領域を備えていることを特
    徴とする請求項1に記載の半導体集積回路装置。
  3. 【請求項3】 前記デプレッション形MISトランジス
    タおよび前記マスクROMの一部を構成するトランジス
    タのいずれも、それぞれのソース領域とドレイン領域と
    の間に第1導電型のパンチスルーストッパー領域を備え
    ていることを特徴とする請求項2に記載の半導体集積回
    路装置。
  4. 【請求項4】 前記半導体基板の主面側にP型のウェル
    領域が形成され、該ウェル領域内にチャネル領域を挟ん
    でN型のソース領域およびN型のドレイン領域が形成さ
    れ、該チャネル領域とソース領域との間、および該チャ
    ネル領域とドレイン領域との間に、それらソース領域ま
    たはドレイン領域よりも不純物濃度が低いN型のLDD
    領域が形成され、前記チャネル領域上にゲート絶縁膜を
    介してゲート電極が形成され、前記ソース領域とドレイ
    ン領域との間にP型のパンチスルーストッパー領域を有
    するエンハンスメント形のNMOSトランジスタと、 前記半導体基板の主面側にN型のウェル領域が形成さ
    れ、該ウェル領域内にチャネル領域を挟んでP型のソー
    ス領域およびP型のドレイン領域が形成され、該チャネ
    ル領域とソース領域との間、および該チャネル領域とド
    レイン領域との間に、それらソース領域またはドレイン
    領域よりも不純物濃度が低いP型のLDD領域が形成さ
    れ、前記チャネル領域上にゲート絶縁膜を介してゲート
    電極が形成され、前記ソース領域とドレイン領域との間
    にN型のパンチスルーストッパー領域を有するエンハン
    スメント形のPMOSトランジスタと、 をさらに具備することを特徴とする請求項2に記載の半
    導体集積回路装置。
  5. 【請求項5】 前記デプレッション形MISトランジス
    タのソース領域とドレイン領域との間に第1導電型のパ
    ンチスルーストッパー領域を備えていることを特徴とす
    る請求項4に記載の半導体集積回路装置。
  6. 【請求項6】 前記マスクROMの一部を構成するトラ
    ンジスタのソース領域とドレイン領域との間に第1導電
    型のパンチスルーストッパー領域を備えていることを特
    徴とする請求項5に記載の半導体集積回路装置。
  7. 【請求項7】デプレッション形MISトランジスタと、
    マスクROMの一部を構成するトランジスタと、を同一
    半導体基板上に形成するにあたり、 前記デプレッション形MISトランジスタおよび前記マ
    スクROMの一部を構成するトランジスタの各形成領域
    に第1導電型のウェル領域を形成するとともに、選択酸
    化により前記デプレッション形MISトランジスタおよ
    び前記マスクROMの一部を構成するトランジスタの各
    形成領域を形成する工程と、 前記デプレッション形MISトランジスタの形成領域お
    よび前記マスクROMの一部を構成するトランジスタの
    形成領域に第1導電型の不純物イオンを注入する工程
    と、 前記デプレッション形MISトランジスタの形成領域お
    よび前記マスクROMの一部を構成するトランジスタの
    形成領域に、前記デプレッション形MISトランジスタ
    のゲート−ソース間電圧がゼロのときに通電するように
    第2導電型の不純物イオンを注入する工程と、 前記デプレッション形MISトランジスタおよび前記マ
    スクROMの一部を構成するトランジスタのそれぞれに
    ついて、ゲート絶縁膜、ゲート電極、第2導電型のソー
    ス領域および第2導電型のドレイン領域を形成する工程
    と、 を含むことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
    法。
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