JP2004014633A - Locos offset type transistor and reference voltage generating circuit using the same - Google Patents

Locos offset type transistor and reference voltage generating circuit using the same Download PDF

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JP2004014633A
JP2004014633A JP2002163250A JP2002163250A JP2004014633A JP 2004014633 A JP2004014633 A JP 2004014633A JP 2002163250 A JP2002163250 A JP 2002163250A JP 2002163250 A JP2002163250 A JP 2002163250A JP 2004014633 A JP2004014633 A JP 2004014633A
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gate
diffusion region
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voltage
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Japanese (ja)
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Hideyuki Aota
青田 秀幸
Hirobumi Watanabe
渡辺 博文
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To overcome a problem that an impurity concentration is not the same within a gate depending on a position since an impurity is doped into the neighboring end of a gate also when the impurity is doped into a source region. <P>SOLUTION: Offsets are arranged by forming LOCOS regions 9 between the ends of an electrode of the gate G and a first diffusion region 8 to be the source/drain region. When the impurity is doped into the gate G, due to the offsets, the impurity can be doped only into the gate G. Since the offsets are arranged, the channel region under the electrode of the electrically isolated gate G is connected with the first diffusion region 8 through a second diffusion region 10. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基準電圧や所望の温度係数を有する電圧を発生するための回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
特開20001−284464号公報にゲートの仕事関数差の原理を応用した基準電圧発生回路が開示されており、その回路を図10に再掲する。
【0003】
図10において、n型チャンネルの電界効果トランジスタ(以下単にトランジスタと記す)M1,M2,M5および抵抗R1,R2からなるブロックについて説明する。トランジスタM1,M2は、基板やチャンネルドープの不純物濃度は等しく、共にn型基板のPウェル内に形成される。そして両トランジスタM1,M2の基板電位はソース電位と等しく(基板端子Wをソースに接続)、かつゲートのチャンネル幅Wとチャンネ長Lの比(W/L)も互いに等しい。一方、トランジスタM1は高濃度n型ゲートを持ち、トランジスタM2は高濃度p型ゲートを持つ。このように、両トランジスタM1,M2はゲートの導電型のみが異なるペアのトランジスタである。
【0004】
トランジスタM1は、ゲートをソースを結線することで定電流源としている。トランジスタM2のゲートには、n型チャンネルのトランジスタM5と抵抗R1と抵抗R2からなるソース・フォロア回路によりの出力が与えられる。ペアトランジスタM1とM2を直列的に接続して同一電流を流すことにより、電界効果トランジスタM2のゲート・ソース間電圧V1には、負の温度係数を有する電圧Vpnが得られる。
【0005】
次に、n型チャンネルのトランジスタM3,M4からなるブロックについて説明する。このトランジスタM3,M4も、基板やチャンルドープの不純物濃度は等しく、共にn型基板のPウェル内に形成される。そして各トランジスタM3,M4の基板電位はソース電位と等しく、かつ、ゲートのチャンネル幅Wとチャンネル長Lの比(W/L)も互いに等しい。一方、トランジスタM3は高濃度n型ゲートを持ち、トランジスタM4は低濃度n型ゲートを持つ。このように、両トランジスタM3,M4は、ゲートの不純物濃度のみが異なるペアのトランジスタである。
【0006】
トランジスタM3は、ゲート電圧としてV2(=R2/(R1+R2)*Vpn)が入力される。トランジスタM4は、ゲートをソースに結線することで定電流源としている。これらのペアのトランジスタM3とM4を直列的に接続して両トランジスタに同一電流を流すことにより、トランジスタM3のゲート・ソース間電圧Vgsには、正の温度係数を有する電圧−Vnnが得られる。
【0007】
したがってトランジスタM3のソース電位V3は、
V3=V2−Vgs=R2/(R1+R2)*Vpn−(−Vnn)
=R2/(R1+R2)*Vpn+Vnn
となり、R1とR2の抵抗を調整することで、温度係数をもたない基準電源を得ることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
図7は、図10で使用した高濃度n型(n+)ゲートを持つトランジスタ(M1,M3)と低濃度n型(n−)ゲートを持つトランジスタ(M4)の作成プロセスを示す。図7(A)に示すように、Pウェル領域1の上面にポリシリコン2を堆積し、そしてマスク3を用い、そのポリシリコン2をゲートGにする部分にのみリン注入を行なう。リン注入の濃度の違いによってゲートGを高濃度n型(n+)ゲートか、低濃度n型(n−)ゲートかに作り分ける。
【0009】
次に図7(B)に示すように、ゲートG以外のポリシリコン2を除去し、そしてゲートGをマスク5で覆ってから、リン注入を行ない、Pウェル1にソース領域6およびドレイン領域7を作成する。その際、マスク5の位置ずれにより、ソース・ドレイン領域の作成が妨げられないように、マスク5のサイズを本来のチャンネル長Lより小さくしてリン注入を行なう。そのため、ゲートGの両端部にもリンが注入されていまい、ゲートGの両端部で高濃度n型(n+)になってしまう。
【0010】
トランジスタM1およびM3のごとく、ゲートGが高濃度n型(n+)の場合は、ゲート全体で高濃度n型(n+)となり、その濃度がソース/ドレイン領域(n+)と同濃度なので問題はない。しかし、トランジスタM4のごとく、ゲートGが低濃度n型(n−)の場合には、両端部のみ高濃度n型(n+)で、ゲート全体で均一な濃度にはならない。
【0011】
図8は、図10で使用した高濃度p型(p+)ゲートのトランジスタ(M2)の作成プロセスを示す。図8(A)は、図7(B)と同じプロセスである。この時点では、ゲートG以外のポリシリコン2は既に除去されている。また、ゲートG自体には何も注入されていないがその両端部は、リン注入により高濃度n型(n+)になっている。
【0012】
次に、図8(B)で、基板上に形成する本基準電源発生回路以外に存在する他のp型チャンネルの電界効果トランジスタのソース領域およびドレイン領域を作成するため、ボロン注入を行なうが、このボロン注入により、同時にトランジスタM2のゲートGを高濃度p型(p+)にする。
【0013】
ところが、トランジスタM2のソース領域6、ドレイン領城7が既に作成されており、それらの領域にボロンが注入されないようにマスク3で覆うが、その位置ずれを考慮して、マスク3のサイズを大き目にするか、あるいはボロン注入を本来のチャンル長Lより狭く行なう必要がある。そのため、ゲートGの両端部はボロン注入されないため、n+のままで、トランジスタM2では、ゲートG全体が高濃度p型(p+)ゲートになっていない。
【0014】
図9(A)および(B)は、このように作製された従来のペア電界効果トランジスタM1、M2と、ペア電界効果トランジスタM3、M4とにおける出力Vpn、出力Vnnを示した実験結果である。チャンネル長Lがそれぞれ40μm以下では出力が一定しない理由は、チャンネル長Lが小さくなると、トランジスタM2およびM4のゲート端部による影響が顕著となり、トランジスタM1とM2とで、およびトランジスタM3とM4とでペア性が保たれなくなるためと推察される。
【0015】
そのため安定したVpnおよびVnnの出力を得るためには、つまり、安定したV3(基準電圧)を得るためには、チャンネル長Lはそれぞれ40μm以上となるように設計する必要があり、レイアウト面積が増大化した。
【0016】
本発明の目的は、レイアウト面積の小型化のためにチャンネル長をより小さくしても、安定した出力が得られる電界効果トランジスタを得ることである。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明の電界効果トランジスタにおいては、図1の断面構造で示すように、ゲートGの電極端とソース/ドレインとなる第1の拡散領域8の間に、酸化領域であるLOCOS領域9を形成して、ゲート領域Gとソース/ドレインとの間にオフセット(LOCOSオフセット)を設ける。
【0018】
このようなオフセットがあることにより、第1の拡散領域8に不純物を注入する時は、その第1の拡散領域8にのみ不純物を注入でき、又、ゲートGに不純物を注入する時は、そのゲートGにのみ不純物を注入できる。
【0019】
オフセットを設けたことにより、ゲートGと第1の拡散領域8とは電気的に分断されてしまい、トランジスタとして機能しなくなる。そこで、両者の電気的な結合を保つために、ゲートGの電極下のチャンネル領域と第1の拡散領域8とを、それらの下方に位置する第2の拡散領域10で接続する構造をとる。Zは基板上面を示す。
【0020】
【発明の実施の形態】
図2の(A)、(B)、(C)、図3(D)に図1の電界効果トランジスタの構成を実現するための作成プロセスを示す。この実施形態では、N型基板内のPウェルに、高濃度n型(n+)ゲートおよび低濃度n型(n−)ゲートを作成する。
【0021】
まず、トランジスタM1およびM3のごとき高濃度n型(n+)ゲート、およびトランジスタM4のごとき低濃度n型(n−)ゲートを作製する場合は、図2(A)に示すように、Pウェル1の形成後、マスク3、5を用いて、リン注入を行ない、第2の拡散領域7を形成する。この第2の拡散領域7は、図7(B)のソース領域6およびドレイン領域7より大き目とし、後で形成するゲートGの下方に位置するようにする。
【0022】
次に、図2(B)に示すように、形成しようとするLOCOS領域9の以外を窒化膜11で覆い、その領域にフィールド酸化を行なってLOCOS領域9を形成する。このLOCOS領域9は、後で形成するゲートGとソース領域6およびドレイン領域7との間に位置し、酸化絶縁層であるため不純物が注入されても導電性を持つことはない。
【0023】
次に、図2(C)に示すように、LOCOS領域9を含むデバイス全面にポリシリコン2を堆積し、そしてマスク3を用い、ゲートGにする部分のポリシリコン2にのみリン注入を行なう。リン注入の濃度でゲートGを、高濃度n型(n+)ゲートか低濃度n型ゲート(n−)かに作り分ける。
【0024】
最後に、図3(D)に示すように、ゲートG以外のポリシリコン2を除去し、そのゲートGをマスク5で覆ってからリン注入を行ない、第2の拡散領域10内に、第1の拡散領域8を作成し、これがソース領域6、ドレイン領域7となる。
【0025】
その際、注入したリンがゲートGの両端部に注入されないように、▲1▼マスク5のサイズを、ゲートGのチャンネル長より大き目とし、かつ、▲2▼ソース領域6、ドレインか領域7の作成が妨げられない程度にその大きさを制限する必要がある。
【0026】
従来の構造では、ゲートGの端部と、ソース/ドレイン領域とが隣接していたため、一方にリンを注入すると、その一部が他方にも注入されてしまったが、本発明のように、ゲートGの両端部と、ソース/ドレイン領域との間にLOCOS領域9が介在するため、▲1▼、▲2▼の要求を満たすことのできるマスク5のサイズは容易に設定できる。この結果、トランジスタM1、M3のゲートG全体を高濃度n型(n+)ゲートにでき、また、トランジスタM4のゲートG全体を低濃度n型(n−)ゲートにすることができる。
【0027】
LOCOS領域9を設けたことにより、ソース領域6/ドレイン領域7とゲートGとが電気的に絶縁されてしまうので、第2の拡散領域10によって両者を電気的に結合させている。第1の拡散領域と第の拡散領域は実質的に同一のものであり、従って、ソース領域6(第1の拡散領域)は、第2の拡散領域10と一体となって機能する。ドレイン領域7についても同様である。
【0028】
又、図2(C)のプロセスにおいて、ゲートGの作製のために、n+(高濃度)またはn−(低濃度)のリンを注入する時、その一部がn+の第2の拡散領域10に注入されても影響は無いと考えられるが、本発明ではLOCOS領域9があるために、他方への注入を完全に無くすことができる。
【0029】
次に、N型基板のPウェル内に、トランジスタM2のごとき、高濃度p型(p+)ゲートを作成する場合を述べる。LOCOS領域9を形成するまでは、図2(A)、(B)と同じプロセスで行ない、第2の拡散領域10およびLOCOS領域9を形成する。
【0030】
次に、図3(E)に示すように、ゲートGになるポリシリコン2以外を除去して、そしてゲートGになる領域のポリシリコン2をマスク5で覆ってからリン注入を行ない、ソース/ドレイン領域となる第1の拡散領域8を作成する。ただし、この時、ゲートGとなる領域のポリシリコン自体はまだ高濃度p型(p+)ゲートになっていない。
【0031】
最後に、図3(F)に示すように、基板上に形成する本基準電源発生回路以外に存在する他のp型チャンネルの電界効果トランジスタのソース/ドレイン領域を作成するため、ボロン注入を行なうが、そのボロン注入時に同時に、マスク3でソース領域6、ドレイン領域7を覆ってから、本トランジスタM2のゲートを高濃度p型(p+)にする。
【0032】
この場合も、図3(E)のプロセスにて、ソース/ドレイン領域を形成するためのリン注入の際、ゲートGとなる領域の両端部にリンが注入されないように、マスク5のサイズを適切に選択することができ、又、図3(F)のプロセスにて、ゲートGを形成するためのボロン注入の際、ソース/ドレイン領域にボロンが注入されないように、マスク3のサイズを適切に選択することができる。これにより、トランジスタM2のゲートG全体を高濃度p型にできる。
【0033】
図4に、チャンネル長Lの変化に対し、本発明の構造をもつ電界効果トランジスタM1、M2の出力Vpnと、ペア電界効果トランジスタM3、M4の出力Vnnを示した実験結果である。上述のようにして作製すれば、トランジスタM1とM2で、およびトランジスタM3とM4でペア性が維持されるため、ペア性で問題のあった従来ではチャンネル長Lの限界が40μmであったのに対し、本発明では半分の20μmにまで小さくでき、レイアウト面積を縮小することができる。
【0034】
尚、図2および図3のでは、n型チャンネル電界効果トランジスタの作成例をあげたが、p型チャンネル電界効果トランジスタでも同様の方法でLOCOSオフセットタイプの電界効果トランジスタを得ることができる。
【0035】
図5は、図10の回路から負の温度係数を有する電圧Vpnを出力する回路を取り出しものであり、図6は、図5における高濃度p型ゲートのトランジスタM2を、低濃度n型ゲートのトランジスタM4’に置き換えたものであり、正の温度係数を有する電圧Vnnを出力する。
【0036】
これら図5、図6の回路においても、本発明に係わる電界効果トランジスタを用いれば、ゲートのチャンネル長を小さくしても安定した温度係数の電圧を出力できる。
【0037】
本発明に係わるトランジスタは、図10、図5および図6のみならず、ペア性が要求される他の回路に対しても適用できる。
【0038】
又、ゲートGと、ソース領域6/ドレイン領域7とを電気的に分離するために本発明では、LOCOS領域9を形成したが、両者を分離できるものであればよい。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、ゲートとソース/ドレイン領域の間に、LOCOS領域9を形成してオフセットを設けたので、ソースおよびドレインに不純物を注入する時、ゲートに注入されないようにできるため、ゲートの不純物濃度を一様にでき、ペア性の高いトランジスタを形成できる。これにより、基準電圧発生回路のようにペアトランジスタが要求される回路において、サイズを小型化しても安定性の高い基準電圧を出力できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる電界効果トランジスタの断面構造図
【図2】図1の電界効果トランジスタを作製例を示したプロセス図
【図3】図1の電界効果トランジスタを作製例を示したプロセス図
【図4】本発明の構造をもつ電界効果トランジスタを用いた第1の電圧源回路の出力Vpnと、第2の電圧源回路の出力Vnnを示した図
【図5】本発明に係わる電界効果トランジスタを用いた負の温度係数を有する電圧を出力する回路図
【図6】本発明に係わる電界効果トランジスタを用いた正の温度係数を有する電圧を出力する回路図
【図7】従来の電界効果トランジスタを作製例を示したプロセス図
【図8】従来の電界効果トランジスタを作製例を示したプロセス図
【図9】従来の電界効果トランジスタを用いた第1の電圧源回路の出力Vpnと、第2の電圧源回路の出力Vnnを示した図
【図10】基準電圧発生回路の図
【符号の説明】
1 ウェル領域
3 マスク
5 マスク
6 ソース領域
7 ドレイン領域
8 第1の拡散領域
9 LOCOS領域
10 第2の拡散領域
G ゲート
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a circuit for generating a reference voltage and a voltage having a desired temperature coefficient.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 20001-228464 discloses a reference voltage generation circuit to which the principle of the work function difference between gates is applied, and the circuit is shown again in FIG.
[0003]
Referring to FIG. 10, a block composed of n-type channel field effect transistors (hereinafter simply referred to as transistors) M1, M2, M5 and resistors R1, R2 will be described. The transistors M1 and M2 have the same impurity concentration in the substrate and channel doping, and are both formed in the P well of the n-type substrate. The substrate potential of both transistors M1 and M2 is equal to the source potential (substrate terminal W is connected to the source), and the ratio (W / L) of gate channel width W to channel length L is also equal to each other. On the other hand, the transistor M1 has a high-concentration n-type gate, and the transistor M2 has a high-concentration p-type gate. Thus, both transistors M1 and M2 are a pair of transistors that differ only in the conductivity type of the gate.
[0004]
The transistor M1 has a constant current source by connecting the gate to the source. An output from a source follower circuit including an n-channel transistor M5, a resistor R1, and a resistor R2 is supplied to the gate of the transistor M2. By connecting the pair transistors M1 and M2 in series and flowing the same current, a voltage Vpn having a negative temperature coefficient is obtained as the gate-source voltage V1 of the field-effect transistor M2.
[0005]
Next, a block including n-channel transistors M3 and M4 will be described. The transistors M3 and M4 also have the same impurity concentration of the substrate and channel doping, and are both formed in the P well of the n-type substrate. The substrate potential of each of the transistors M3 and M4 is equal to the source potential, and the ratio (W / L) of the gate channel width W to the channel length L is also equal to each other. On the other hand, the transistor M3 has a high-concentration n-type gate, and the transistor M4 has a low-concentration n-type gate. As described above, the transistors M3 and M4 are a pair of transistors that differ only in the impurity concentration of the gate.
[0006]
The transistor M3 receives V2 (= R2 / (R1 + R2) * Vpn) as a gate voltage. The transistor M4 serves as a constant current source by connecting the gate to the source. By connecting the pair of transistors M3 and M4 in series and passing the same current to both transistors, a voltage -Vnn having a positive temperature coefficient is obtained as the gate-source voltage Vgs of the transistor M3.
[0007]
Therefore, the source potential V3 of the transistor M3 becomes
V3 = V2-Vgs = R2 / (R1 + R2) * Vpn-(-Vnn)
= R2 / (R1 + R2) * Vpn + Vnn
By adjusting the resistances of R1 and R2, a reference power supply having no temperature coefficient can be obtained.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 7 shows a process of forming the transistor (M1, M3) having a high-concentration n-type (n +) gate and the transistor (M4) having a low-concentration n-type (n-) gate used in FIG. As shown in FIG. 7A, polysilicon 2 is deposited on the upper surface of P well region 1, and phosphorus is implanted only into a portion where polysilicon 2 is used as gate G using mask 3. The gate G is formed as a high-concentration n-type (n +) gate or a low-concentration n-type (n−) gate depending on the difference in the concentration of phosphorus implantation.
[0009]
Next, as shown in FIG. 7 (B), the polysilicon 2 other than the gate G is removed, and the gate G is covered with a mask 5 and then phosphorus implantation is performed, and the source region 6 and the drain region 7 are formed in the P well 1. Create At this time, phosphorus implantation is performed with the size of the mask 5 smaller than the original channel length L so that the formation of the source / drain regions is not hindered by the displacement of the mask 5. For this reason, phosphorus is implanted into both ends of the gate G, and high-concentration n-type (n +) is formed at both ends of the gate G.
[0010]
When the gate G is of a high concentration n-type (n +) as in the transistors M1 and M3, there is no problem because the entire gate becomes a high-concentration n-type (n +) and its concentration is the same as that of the source / drain region (n +). . However, when the gate G is a low-concentration n-type (n−) like the transistor M4, only the both ends are high-concentration n-type (n +), and the entire gate does not have a uniform concentration.
[0011]
FIG. 8 shows a process for forming the high-concentration p-type (p +) gate transistor (M2) used in FIG. FIG. 8A is the same process as FIG. 7B. At this point, the polysilicon 2 other than the gate G has already been removed. Although nothing is implanted into the gate G itself, both ends are made to be a high concentration n-type (n +) by phosphorus implantation.
[0012]
Next, in FIG. 8B, boron is implanted in order to form source and drain regions of another p-type channel field-effect transistor present on the substrate other than the reference power supply generating circuit. By this boron implantation, the gate G of the transistor M2 is made high-concentration p-type (p +) at the same time.
[0013]
However, the source region 6 and the drain region 7 of the transistor M2 have already been formed, and the region is covered with the mask 3 so that boron is not implanted into these regions. Or boron implantation must be performed narrower than the original channel length L. Therefore, since both ends of the gate G are not implanted with boron, the gate G remains n + and the entire gate G of the transistor M2 is not a high-concentration p-type (p +) gate.
[0014]
FIGS. 9A and 9B are experimental results showing the output Vpn and the output Vnn of the conventional paired field effect transistors M1 and M2 and the paired field effect transistors M3 and M4 manufactured as described above. The reason why the output is not constant when the channel length L is 40 μm or less is that when the channel length L is small, the influence of the gate ends of the transistors M2 and M4 becomes remarkable, and the transistors M1 and M2 and the transistors M3 and M4 do not. It is presumed that the pairing is not maintained.
[0015]
Therefore, in order to obtain stable outputs of Vpn and Vnn, that is, in order to obtain stable V3 (reference voltage), it is necessary to design each of the channel lengths L to be 40 μm or more, and the layout area increases. It has become.
[0016]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a field effect transistor capable of obtaining a stable output even if the channel length is made smaller in order to reduce the layout area.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In the field effect transistor of the present invention, as shown in the sectional structure of FIG. 1, a LOCOS region 9 as an oxide region is formed between an electrode end of a gate G and a first diffusion region 8 serving as a source / drain. Thus, an offset (LOCOS offset) is provided between the gate region G and the source / drain.
[0018]
Due to such an offset, when the impurity is implanted into the first diffusion region 8, the impurity can be implanted only into the first diffusion region 8. Impurities can be implanted only in the gate G.
[0019]
By providing the offset, the gate G and the first diffusion region 8 are electrically separated from each other, and do not function as a transistor. Therefore, in order to maintain the electrical connection between the two, a structure is adopted in which the channel region below the electrode of the gate G and the first diffusion region 8 are connected by the second diffusion region 10 located below them. Z indicates the upper surface of the substrate.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIGS. 2A, 2B, 3C, and 3D show a production process for realizing the configuration of the field-effect transistor in FIG. In this embodiment, a high-concentration n-type (n +) gate and a low-concentration n-type (n−) gate are formed in a P well in an N-type substrate.
[0021]
First, when fabricating a high-concentration n-type (n +) gate such as the transistors M1 and M3 and a low-concentration n-type (n−) gate such as the transistor M4, as shown in FIG. Is formed, phosphorus implantation is performed using the masks 3 and 5 to form the second diffusion region 7. The second diffusion region 7 is larger than the source region 6 and the drain region 7 in FIG. 7B, and is located below a gate G to be formed later.
[0022]
Next, as shown in FIG. 2B, the portion other than the LOCOS region 9 to be formed is covered with a nitride film 11, and the region is subjected to field oxidation to form the LOCOS region 9. The LOCOS region 9 is located between the gate G to be formed later and the source region 6 and the drain region 7, and has no conductivity even if impurities are implanted because it is an oxide insulating layer.
[0023]
Next, as shown in FIG. 2C, polysilicon 2 is deposited on the entire surface of the device including the LOCOS region 9, and phosphorus is implanted only into the portion of the polysilicon 2 to be the gate G using the mask 3. The gate G is formed as a high-concentration n-type (n +) gate or a low-concentration n-type gate (n−) depending on the concentration of phosphorus implantation.
[0024]
Finally, as shown in FIG. 3 (D), the polysilicon 2 other than the gate G is removed, the gate G is covered with a mask 5 and then phosphorus implantation is performed. Are formed, and these become the source region 6 and the drain region 7.
[0025]
At this time, (1) the size of the mask 5 is made larger than the channel length of the gate G, and (2) the size of the source region 6 and the drain or the region 7 so that the implanted phosphorus is not injected into both ends of the gate G. It is necessary to limit its size to such an extent that creation is not hindered.
[0026]
In the conventional structure, since the end of the gate G and the source / drain region are adjacent to each other, when phosphorus is implanted into one, a part thereof is also implanted into the other, but as in the present invention, Since the LOCOS region 9 is interposed between both ends of the gate G and the source / drain regions, the size of the mask 5 that can satisfy the requirements (1) and (2) can be easily set. As a result, the entire gate G of the transistors M1 and M3 can be a high-concentration n-type (n +) gate, and the entire gate G of the transistor M4 can be a low-concentration n-type (n−) gate.
[0027]
By providing the LOCOS region 9, the source region 6 / drain region 7 and the gate G are electrically insulated. Therefore, the second diffusion region 10 electrically connects them. The first diffusion region and the first diffusion region are substantially the same, so that the source region 6 (first diffusion region) functions integrally with the second diffusion region 10. The same applies to the drain region 7.
[0028]
In the process of FIG. 2C, when n + (high concentration) or n− (low concentration) phosphorus is implanted to form the gate G, a part of the second diffusion region 10 is n +. Although it is considered that there is no effect even if the GaAs is implanted into the other region, the LOCOS region 9 in the present invention makes it possible to completely eliminate the implantation into the other region.
[0029]
Next, a case where a high-concentration p-type (p +) gate such as a transistor M2 is formed in a P-well of an N-type substrate will be described. Until the LOCOS region 9 is formed, the same process as in FIGS. 2A and 2B is performed to form the second diffusion region 10 and the LOCOS region 9.
[0030]
Next, as shown in FIG. 3 (E), the portions other than the polysilicon 2 serving as the gate G are removed, and the polysilicon 2 in the region serving as the gate G is covered with a mask 5 and then phosphorus implantation is performed. A first diffusion region 8 serving as a drain region is created. However, at this time, the polysilicon itself in the region to be the gate G is not yet a high-concentration p-type (p +) gate.
[0031]
Finally, as shown in FIG. 3F, boron is implanted to form source / drain regions of other p-type channel field-effect transistors existing on the substrate other than the reference power supply generating circuit. However, at the same time when the boron is implanted, the source region 6 and the drain region 7 are covered with the mask 3, and then the gate of the transistor M2 is made high-concentration p-type (p +).
[0032]
Also in this case, in the process of FIG. 3E, when the phosphorus is implanted to form the source / drain regions, the size of the mask 5 is appropriately adjusted so that phosphorus is not implanted into both ends of the region serving as the gate G. The size of the mask 3 is appropriately adjusted so that boron is not implanted into the source / drain regions when boron is implanted to form the gate G in the process of FIG. You can choose. This makes it possible to make the entire gate G of the transistor M2 highly p-type.
[0033]
FIG. 4 is an experimental result showing the output Vpn of the field effect transistors M1 and M2 having the structure of the present invention and the output Vnn of the paired field effect transistors M3 and M4 with respect to the change of the channel length L. When fabricated as described above, the pairing is maintained between the transistors M1 and M2 and between the transistors M3 and M4. On the other hand, in the present invention, the size can be reduced to half, that is, 20 μm, and the layout area can be reduced.
[0034]
Although FIGS. 2 and 3 show an example in which an n-type channel field-effect transistor is formed, a LOCOS offset-type field-effect transistor can be obtained in the same manner with a p-type channel field-effect transistor.
[0035]
FIG. 5 shows a circuit that outputs a voltage Vpn having a negative temperature coefficient from the circuit of FIG. 10. FIG. 6 shows that the transistor M2 of a high-concentration p-type gate in FIG. It is replaced with a transistor M4 'and outputs a voltage Vnn having a positive temperature coefficient.
[0036]
Also in these circuits of FIGS. 5 and 6, if the field effect transistor according to the present invention is used, a voltage having a stable temperature coefficient can be output even if the gate channel length is reduced.
[0037]
The transistor according to the present invention can be applied not only to FIGS. 10, 5, and 6, but also to other circuits that require pairing.
[0038]
In the present invention, the LOCOS region 9 is formed in order to electrically separate the gate G from the source region 6 / drain region 7. However, any material can be used as long as the two can be separated.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the LOCOS region 9 is formed between the gate and the source / drain region to provide an offset, when the impurity is implanted into the source and the drain, the impurity can be prevented from being implanted into the gate. Therefore, the impurity concentration of the gate can be made uniform, and a transistor having high pairability can be formed. As a result, in a circuit such as a reference voltage generating circuit that requires a pair transistor, a highly stable reference voltage can be output even if the size is reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a field-effect transistor according to the present invention. FIG. 2 is a process diagram showing an example of manufacturing the field-effect transistor of FIG. 1. FIG. 3 is a process showing an example of manufacturing the field-effect transistor of FIG. FIG. 4 is a diagram showing an output Vpn of a first voltage source circuit and an output Vnn of a second voltage source circuit using a field effect transistor having the structure of the present invention. FIG. 5 is an electric field according to the present invention. FIG. 6 is a circuit diagram for outputting a voltage having a negative temperature coefficient using a field effect transistor. FIG. 6 is a circuit diagram for outputting a voltage having a positive temperature coefficient using a field effect transistor according to the present invention. FIG. 8 is a process diagram showing a production example of a conventional field-effect transistor. FIG. 9 is a process diagram showing a production example of a conventional field-effect transistor. FIG. 9 is an output Vp of a first voltage source circuit using a conventional field-effect transistor. When, the diagram of FIG 10 shows a reference voltage generating circuit showing the output Vnn of the second voltage source circuit EXPLANATION OF REFERENCE NUMERALS
1 well region 3 mask 5 mask 6 source region 7 drain region 8 first diffusion region 9 LOCOS region 10 second diffusion region G gate

Claims (6)

異種導電型のゲートをもつ電界効果トランジスタペアにより負の温度係数の電圧を出力する第1の電圧源回路と、
同一の導電型で不純物濃度の異なるゲートをもつ電界効果トランジスタペアにより正の温度係数の電圧を出力する第2の電圧源回路と、
前記両出力を所定の比で合成する合成回路とを備えた基準電圧発生回路において、
これらの電界効果トランジスタは、ゲート電極端と第1の拡散領域端の間にLOCOS領域をもち、ゲート電極下のチャンネル領域と第1の拡散領域とを第2の拡散領域で接続することを特徴とする基準電圧発生回路。
A first voltage source circuit for outputting a voltage having a negative temperature coefficient by a field effect transistor pair having gates of different conductivity types;
A second voltage source circuit for outputting a voltage having a positive temperature coefficient by a pair of field effect transistors having gates of the same conductivity type and different impurity concentrations;
A reference voltage generating circuit comprising: a combining circuit that combines the two outputs at a predetermined ratio.
These field-effect transistors have a LOCOS region between a gate electrode end and a first diffusion region end, and a channel region below the gate electrode and the first diffusion region are connected by a second diffusion region. Reference voltage generation circuit.
異種導電型のゲートをもつ電界効果トランジスタペアにより負の温度係数の電圧を出力する電圧発生回路において、
これらの電界効果トランジスタは、ゲート電極端と第1の拡散領域端の間にLOCOS領域をもち、ゲート電極下のチャンネル領域と第1の拡散領域とを第2の拡散領域で接続することを特徴とする電圧発生回路。
In a voltage generation circuit that outputs a voltage having a negative temperature coefficient by a field effect transistor pair having gates of different conductivity types,
These field-effect transistors have a LOCOS region between a gate electrode end and a first diffusion region end, and a channel region below the gate electrode and the first diffusion region are connected by a second diffusion region. Voltage generating circuit.
同一の導電型で不純物濃度の異なるゲートをもつ電界効果トランジスタペアにより正の温度係数の電圧を出力する電圧発生回路において、
これらの電界効果トランジスタは、ゲート電極端と第1の拡散領域端の間にLOCOS領域をもち、ゲート電極下のチャンネル領域と第1の拡散領域とを第2の拡散領域で接続することを特徴とする電圧発生回路。
In a voltage generating circuit that outputs a voltage having a positive temperature coefficient by a pair of field effect transistors having gates of the same conductivity type and different impurity concentrations,
These field effect transistors have a LOCOS region between a gate electrode end and a first diffusion region end, and connect a channel region below the gate electrode and the first diffusion region with a second diffusion region. Voltage generating circuit.
高濃度p型ゲートを持つ電界効果トランジスタにおいて、
前記電界効果トランジスタは、ゲート電極端と第1の拡散領域端の間にLOCOS領域をもち、ゲート電極下のチャンネル領域と第1の拡散領域とを第2の拡散領域で接続することを特徴とする電界効果トランジスタ。
In a field effect transistor having a high concentration p-type gate,
The field effect transistor has a LOCOS region between a gate electrode end and a first diffusion region end, and connects a channel region below the gate electrode and the first diffusion region with a second diffusion region. Field effect transistor.
低濃度n型ゲートを持つ電界効果トランジスタにおいて、
前記電界効果トランジスタは、ゲート電極端と第1の拡散領域端の間にLOCOS領域をもち、ゲート電極下のチャンネル領域と第1の拡散領域とを第2の拡散領域で接続することを特徴とする電界効果トランジスタ。
In a field effect transistor having a low concentration n-type gate,
The field effect transistor has a LOCOS region between a gate electrode end and a first diffusion region end, and connects a channel region below the gate electrode and the first diffusion region with a second diffusion region. Field effect transistor.
異種導電型のゲートをもつ電界効果トランジスタペアにより負の温度係数の電圧を出力する第1の電圧源回路と、
同一の導電型で不純物濃度の異なるゲートをもつ電界効果トランジスタペアにより正の温度係数の電圧を出力する第2の電圧源回路と、
前記両出力を所定の比で合成する合成回路とを備えた基準電圧発生回路において、
これらの電界効果トランジスタは、ソース領域とゲートとの間と、ドレイン領域とゲート領域との間にそれぞれLOCOS領域を形成し、そして、ゲート電極下のチャンネル領域とソース領域との間、およびゲート電極下のチャンネル領域とドレイン領域との間をそれぞれ電気的に接続できるように、ソース領域およびドレイン領域の下方に第2の拡散領域を形成したことを特徴とする基準電圧発生回路。
A first voltage source circuit for outputting a voltage having a negative temperature coefficient by a field effect transistor pair having gates of different conductivity types;
A second voltage source circuit for outputting a voltage having a positive temperature coefficient by a pair of field effect transistors having gates of the same conductivity type and different impurity concentrations;
A reference voltage generating circuit comprising: a combining circuit that combines the two outputs at a predetermined ratio.
In these field-effect transistors, a LOCOS region is formed between a source region and a gate, and between a drain region and a gate region, respectively, and between a channel region below a gate electrode and a source region, and a gate electrode. A reference voltage generating circuit, wherein a second diffusion region is formed below a source region and a drain region so that a lower channel region and a drain region can be electrically connected to each other.
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