JP2953915B2 - 半導体集積回路装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置及びその製造方法

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JP2953915B2
JP2953915B2 JP5199778A JP19977893A JP2953915B2 JP 2953915 B2 JP2953915 B2 JP 2953915B2 JP 5199778 A JP5199778 A JP 5199778A JP 19977893 A JP19977893 A JP 19977893A JP 2953915 B2 JP2953915 B2 JP 2953915B2
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村 尚 郎 吉
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CMOS構造トランジ
スタを有する半導体集積回路装置の構造およびその製造
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、ICやLSIなどの半導体装置の
高密度化、高集積化が著しく進み、それに対応した半導
体素子の微細化構造の開発も進められている。高集積化
を追求する上でMOS型電界効果トランジスタ(MOSFE
T: Metal-Oxide-SemiconductorField Effect Transisto
r )が有利であるが、これを有する半導体集積回路装置
の集積度が高まるに連れてチップ内での消費電力が増加
する。したがって、高集積化とともに低消費電力を求め
るならば、CMOS(Complementary MOS)構造を有する
CMOSデバイスが適している。
【0003】さらに、半導体素子を微細化構造に適する
ようにするために図16の様な構造のMOSFETが知
られている(特願平3−198282号、特開平5ー2
1730号参照)。これは、例えば、CMOS半導体集
積回路などに好適なものであり、不純物濃度が2×10
15cm-3程度のN型シリコン半導体基板1に形成される。
MOSFETは、この半導体基板に形成された2重の不
純物拡散領域(以下、ウエルという)ウエル内に配置さ
れる。そして、図示されていないが、他の素子は、半導
体基板内に直接設けたり、他のウエルや2重ウエル等の
中に形成する。
【0004】この半導体装置の製造方法を次に説明す
る。
【0005】まず、この半導体基板1に、マスク(図示
せず)を用いてボロンをイオン注入し、約1190℃の
熱処理を数時間行って、半導体基板表面からの深さが約
5μm 程度でピーク不純物濃度が6×1016cm-3程度の
深いPウエル6を形成する。ついで、リンをイオン注入
し、熱処理を数時間行ってこのウエルの中に接合深さ
(Xj )、すなわち、半導体基板表面からの深さが約
1.0μm で、ピーク不純物濃度が1×1017cm-3程度
の浅いNウエル2を形成する。半導体基板1とNウエル
2およびPウエル6の表面界面には、LOCOS法など
の選択酸化技術で素子分離領域(図示せず)を形成す
る。次に、Nウエル2表面の中央にゲート酸化膜(Si
2 )4を40〜50nm程度堆積させる。この酸化膜
を通して半導体基板1中に閾値電圧(Vth)を制御する
ためにボロンをイオン注入する。ゲート酸化膜4上に
は、例えば、多結晶シリコン(以下、ポリシリコンとい
う)を堆積し、この中にリンを拡散した後パターニング
を行ってゲート電極5を得る。さらに、ゲート電極5の
両側から半導体基板1にボロンなどをイオン注入し、熱
拡散を行って不純物濃度が1×1021cm-3程度のP+
ース/ドレイン領域3を形成する。
【0006】このようにして形成されたMOSFETで
は、Nウエル2には4Vの内部電源電圧(Vint )が印
加されており、Pウエル6には一定の電圧Vbb(−2
V)が加えられ、ゲート電極5にゲート電圧Vが印加
される。また、ウエル領域に形成されたPN接合に加わ
る逆バイアス容量をMOSFETの制御に利用するた
め、ウエル領域に外部から逆バイアス加えられる。
【0007】従来のCMOS構造の半導体集積回路装置
が形成される半導体基板内のウエル領域の深さはNウエ
ルでもPウエルでもその半導体基板表面からの深さは2
μm以上あり、通常は、4〜5μm 程度の深さのものを
用いる。しかし、図16に示されたような浅いウエルを
有する構造では、従来例に比較してドレイン電流量がか
なり多くなるとともに、チャネル領域下の空乏層容量と
Nウエル−Pウエル間の逆バイアス容量とが結合するの
で、空乏層が印加されるゲート電圧で得られる空乏層よ
り大きくなり、実質的に低電圧で動作する事になる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、半導体集積回
路装置の微細化に対応して単にウエルを浅くした図16
に示す構造のMOSFETでは、このMOSFETが形
成されているウエル領域とこのウエル領域と接合を形成
する半導体基板あるいはこのウエル領域を囲む他のウエ
ル領域とに外部から電位を固定するための外部電極を設
けなければならない。ところが、図16のような2重ウ
エル構造のウエルでは、可能な限り狭くして微細化を進
める必要がある。したがって、外側のウエル6は、限り
なく内側のウエルに接近し、実質的に外側のウエル6は
半導体基板1の表面に露出しないようになるので、例え
ば、外側のウエル6には外部電極を形成する余地がなく
なるという問題がある。
【0009】
【課題を解決するための手段】したがって、本発明の目
的は、MOSFETのチャネル直下のウエルの半導体基
板表面からの深さを浅くして、そのウエル領域に印加さ
れるバイアスによってMOSFETの動作特性を調整
し、そのときのバイアスが印加される外部電極の位置を
適正化することのでき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である。
【0010】本発明にかかる半導体装置によれば、第1
導電型の半導体基板と、前記半導体基板に形成された第
2導電型の第1のウエル領域と、前記半導体基板に形成
され、前記第1のウエル領域を囲む第1導電型の第2の
ウエル領域と、前記半導体基板に形成された第1導電型
の第3のウエル領域と、前記半導体基板に形成され、前
記第3のウエル領域を囲む第2導電型の第4のウエル領
域と、前記第1のウエル領域に形成され、ゲート絶縁膜
の上にゲート電極を有する第1導電型MOS型電界効果
トランジスタと、前記第3のウエル領域に形成され、ゲ
ート絶縁膜の上にゲート電極を有する第2導電型MOS
型電界効果トランジスタと、前記第1のウエル領域上及
び前記第3のウエル領域上のそれぞれに形成されたバイ
アスを印加する手段とを備え、前記第1のウエル領域と
前記第4のウエル領域とは隣接しており、かつ、前記第
1のウエル領域の、前記第1導電型MOS型電界効果ト
ランジスタのゲート電極下の前記半導体基板表面からの
深さは、前記第1のウエル領域とゲート絶縁膜間の界面
から延びる空乏層と前記第1のウエル領域と第2のウエ
ル領域の界面で形成される空乏層とが接触する深さとな
っており、前記第3のウエル領域の、前記第2導電型M
OS型電界効果トランジスタのゲート電極下の前記半導
体基板表面からの深さは、前記第3のウエル領域とゲー
ト絶縁膜間の界面から延びる空乏層と前記第3のウエル
と第4のウエルの界面で形成される空乏層とが接触する
深さとなっていることを特徴とする。
【0011】また、本発明にかかる半導体装置によれ
ば、第1導電型の半導体基板と、前記半導体基板に形成
された第2導電型の第1のウエル領域と、前記第1のウ
エル領域上に形成された素子分離用のフィールド酸化膜
と、前記半導体基板に形成された第1導電型の第2のウ
エル領域と、前記半導体基板に形成され、前記第2のウ
エル領域を囲む第2導電型の第3のウエル領域と、前記
第1のウエル領域に形成され、ゲート絶縁膜上に形成さ
れたゲート電極を有する第1導電型MOS型電界効果ト
ランジスタと、前記第2のウエル領域に形成され、ゲー
ト絶縁膜上に形成されたゲート電極を有する第2導電型
MOS型電界効果トランジスタと、前記フィールド酸化
膜下の前記第1のウエル領域に形成された第2導電型の
チャネルストッパ領域と、前記第1のウエル領域上及び
前記第2のウエル領域上のそれぞれに形成されたバイア
スを印加する手段とを備え、前記第1のウエル領域に形
成された第2導電型のチャネルストッパ領域は、前記第
3のウエル領域と接続しており、かつ、前記第1のウエ
ル領域の、前記第1導電型MOS型電界効果トランジス
タのゲート電極下の前記半導体基板表面からの深さは、
前記第1のウエル領域とゲート絶縁膜間の界面から延び
る空乏層と前記第1のウエル領域と基板の界面で形成さ
れる空乏層とが接触する深さとなっており、前記第2の
ウエル領域の、前記第2導電型MOS型電界効果トラン
ジスタのゲート電極下の前記半導体基板表面からの深さ
は、前記第2のウエル領域とゲート絶縁膜間の界面から
延びる空乏層と前記第2のウエル領域と第3のウエル領
域の界面で形成される空乏層とが接触する深さとなって
いることを特徴とする。また、本発明にかかる半導体装
置によれば、第1導電型の半導体基板と、前記半導体基
板に形成された第2導電型の第1のウエル領域と、前記
第1のウエル領域上に形成された素子分離用のフィール
ド酸化膜と、前記半導体基板に形成された第1導電型の
第2のウエル領域と、前記半導体基板に形成され、前記
第2のウエル領域を囲む第2導電型の第3のウエル領域
と、前記第1のウエル領域に形成され、ゲート絶縁膜上
に形成されたゲート電極を有する第1導電型MOS型電
界効果トランジスタと、前記第2のウエル領域に形成さ
れ、ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極を有する第
2導電型MOS型電界効果トランジスタと、前記フィー
ルド酸化膜下の前記第1のウエル領域に形成された第2
導電型の第1のチャネルストッパ領域と、前記第1のチ
ャネルストッパ領域に隣接して前記第2のウエル領域に
形成された第1導電型の第2のチャネルストッパ領域
と、前記第1のウエル領域上及び前記第2のウエル領域
上のそれぞれに形成されたバイアスを印加する手段とを
備え、前記第2のチャネルストッパ領域の前記半導体基
板表面からの深さは、前記第1のチャネルストッパ領域
の前記半導体基板表面からの深さよりも浅く形成されて
前記第1のチャネルストッパ領域は、前記第3のウエル
領域と接続しており、かつ、前記第1のウエル領域の、
前記第1導電型MOS型電界効果トランジスタのゲート
電極下の前記半導体基板表面からの深さは、前記第1の
ウエル領域とゲート絶縁膜間の界面から延びる空乏層と
前記第1のウエル領域と基板の界面で形成される空乏層
とが接触する深さとなっており、前記第2のウエル領域
の、前記第2導電型MOS型電界効果トランジスタのゲ
ート電極下の前記半導体基板表面からの深さは、前記第
2のウエル領域とゲート絶縁膜間の界面から延びる空乏
層と前記第2のウエル領域と第3のウエル領域の界面で
形成される空乏層とが接触する深さとなっていることを
特徴とする。
【0012】さらに、本発明にかかる半導体装置の製造
方法によれば、第1導電型の半導体基板に、第1導電型
の第2のウエル領域を形成する工程と、前記半導体基板
に、前記第2のウエル領域に隣接して第2導電型の第4
のウエル領域を形成する工程と、前記第2のウエル領域
内に、第2導電型の第1のウエル領域を形成する工程と
前記第4のウエル領域に、前記第1のウエル領域に隣接
し、前記第1のウエル領域との境界部分において、前記
半導体基板表面からの深さが前記第1のウエル領域の前
記半導体基板表面からの深さより浅い第1導電型の第3
のウエル領域を形成する工程と、前記第1のウエル領域
に、第1導電型のMOS型電界効果トランジスタを形成
する工程と、前記第3のウエル領域に、第2導電型のM
OS型電界効果トランジスタを形成する工程と、前記第
1のウエル領域上及び前記第3のウエル領域上のそれぞ
れにバイアスを印加する手段を形成する工程とを備え、
前記第1のウエル領域の、前記第1導電型MOS型電界
効果トランジスタのゲート電極下の前記半導体基板表面
からの深さは、前記第1のウエル領域とゲート絶縁膜間
の界面から延びる空乏層と前記第1のウエル領域と第2
のウエル領域の界面で形成される空乏層とが接触する深
さとなっており、前記第3のウエル領域の、前記第2導
電型MOS型電界効果トランジスタのゲート電極下の前
記半導体基板表面からの深さは、前記第3のウエル領域
とゲート絶縁膜間の界面から延びる空乏層と前記第3の
ウエルと第4のウエルの界面で形成される空乏層とが接
触する深さとすることを特徴とする。
【0013】
【作用】半導体基板に形成されたCMOS構造の半導体
装置はゲート電極直下のウエルの深さがゲート絶縁膜と
ウエルの界面から延びる空乏層とゲート電極直下のウエ
ルとその下のウエルとの界面から延びる空乏層とが接触
する深さ、典型的には0.5μm 以下となっている。
【0014】この様な構造により、ゲート電極直下のウ
エルは、通常のゲート電圧の範囲で空乏化している。し
たがって、空乏層の実効的な容量が低減され、サブスレ
ッショルド特性が改善される。したがって、低電圧電源
においても、リーク電流を低いレベルに設定したまま、
閾値電圧を低く設定することができるので、低電圧、低
消費電力で高速のCMOS回路を得ることができる。さ
らに、半導体基板の裏面に設けた第3の電極によりMO
SFETのソース/ドレイン領域の接合容量の低下、ド
レイン電流の増大を図ることができる。
【0015】また、本発明にかかる半導体装置の第1の
態様によれば、CMOS構造の一方のMOSFETのチ
ャネル領域直下の第1のウエル領域を浅くしこの第1の
ウエル領域を囲む第2のウエルを形成して2重ウエルと
し、同様にして、他方のMOSFETのチャネル領域直
下の第3のウエル領域を浅くしてこの第3のウエル領域
を囲む第4のウエルを形成して2重ウエルとし、さら
に、第1のウエル領域と、浅くされた隣接の第4のウエ
ル領域と、を1領域にすることを特徴としている。浅い
第1のウエル領域と、浅い第3のウエル領域を囲む第4
のウエル領域とを接続することにより、第3のウエル領
域と第4のウエル領域との接合部に逆バイアスを印加す
る外部電極を半導体基板の第1のウエル領域が形成され
ている表面に形成することができるので、すなわち、浅
いウエルが他の浅いウエルの下に延びる構造になってい
るので、上記第3のウエル領域に外部電極を設けなくて
も逆バイアスを印加する手段を確保することができる。
したがって、電極を半導体基板上に有効に配置すること
ができる。また、本発明にかかる半導体装置の第2の態
様によれば、CMOS構造の一方のMOSFETのチャ
ネル領域直下の第1のウエル領域を浅くし、また、他方
のMOSFETのチャネル領域直下の第2のウエル領域
を浅くしてこの第2のウエル領域を囲む第3のウエルを
形成して2重ウエルとし、さらに、この第3のウエル領
域と、浅くされた隣接の第1のウエル領域と、を1領域
にすることを特徴としている。浅い第1のウエル領域
と、浅い第2のウエル領域を囲む第3のウエル領域とを
接続することにより、第2のウエル領域と第3のウエル
領域との接合部に逆バイアスを印加する外部電極を半導
体基板の第1のウエル領域が形成されている表面に形成
することができるので、すなわち、浅いウエルが他の浅
いウエルの下に延びる構造になっているので、上記第2
のウエル領域に外部電極を設けなくても逆バイアスを印
加する手段を確保することができる。したがって、電極
を半導体基板上に有効に配置することができる。
【0016】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
【0017】図1は、本発明にかかるCMOS構造を有
する半導体集積回路装置の第1の実施例の素子断面図で
ある。本実施例においては、N型が第1導電型に相当す
る。比抵抗が1〜2Ωcm程度のN型シリコン半導体基板
10には、第1のウエル領域11、第2のウエル領域1
2、第3のウエル領域13及び第4のウエル領域14が
形成されている。第1及び第3のウエル領域は、それぞ
れPウエル11及びNウエル13であり、Pウエル11
には、NMOSFETが形成され、Nウエル13には、
PMOSFETが形成されている。第2のウエル領域1
2は、Nウエルであり、Pウエル11を囲んでいるが、
半導体基板10の表面に露出する領域はない。同じく、
第4のウエル領域は、Pウエルであり、Nウエル13を
囲んでいるが、半導体基板10の表面に露出する領域は
ない。
【0018】NMOSFETは、フィールド酸化膜7に
囲まれたPウエル11の活性領域に形成されている。こ
のFETは、N型ソース/ドレイン領域30を備え、こ
の領域間のチャネル領域の上に、ゲート酸化膜(SiO
2 )40及びそのゲート酸化膜40の上にゲート電極5
0が形成されている。Pウエル11には、NMOSFE
Tと離れてP型高濃度コンタクト領域16が設けられて
おり、そこに外部電極Vpwが形成される。
【0019】PMOSFETは、フィールド酸化膜7に
囲まれたNウエル13の活性領域に形成されている。こ
のFETは、P型ソース/ドレイン領域3を備え、この
領域間のチャネル領域の上に、ゲート酸化膜(Si
2 )4及びそのゲート酸化膜4の上にゲート電極5を
形成する。Nウエル13にはNMOSFETと離れてN
型高濃度コンタクト領域15が設けられており、そこに
外部電極Vnwが形成される。
【0020】Pウエル11及びNウエル13は、共に浅
いウエルとなっている。即ち、この実施例においては、
浅いPウエル11及び浅いNウエル13のNMOSFE
T及びPMOSFETのチャネル領域下の半導体基板表
面からの深さは約0.4μmである。本発明では、浅い
ウエルの半導体基板表面からの深さは0.5μm 以下に
している。ここで、浅い第1のウエル領域11と第4の
ウエル領域14は、ともにP型領域であり、両者は、互
いに電気的に接続されている。
【0021】この浅いPウエル11のゲート電極50下
の半導体基板10の表面からの深さは、Pウエル11と
ゲート絶縁膜40間の界面から延びる空乏層と、Pウエ
ル11とNウエル12との界面で形成される空乏層とが
接触する深さとなっている。
【0022】同様に、浅いNウエル13のゲート電極5
下の半導体基板10の表面からの深さは、Nウエル13
とゲート絶縁膜4間の界面から延びる空乏層と、Nウエ
ル13とPウエル14との界面で形成される空乏層とが
接触する深さとなっている。
【0023】この浅いウエルを有するMOSFETは、
さらに、半導体基板に電位を与える事によって半導体装
置の高速化を図ることができる。例えば、図1のように
半導体基板10表面の外部電極Vpw、Vnwに電圧を印加
するのみでなく、NMOS領域直下の半導体基板10及
びNウエル12にも電位を与えることでNMOSFET
の接合容量を低減して半導体装置の高速化を図ることが
できる。このような構成を従来のCMOS構造の半導体
集積回路と比較すると、従来のCMOS構造の半導体集
積回路では、PウエルとNウエルにしかウエルをバイア
スすることは出来ない。この時、PウエルもしくはNウ
エルに逆バイアス電圧を印加してもバックゲート効果の
ためにMOSFETの閾値電圧が増加し、回路の動作速
度が向上しない。
【0024】しかし、本発明に係る半導体装置では、例
えば、半導体基板の裏面に電極を形成し、その電極を介
して半導体基板に逆バイアス電圧を印加すると、NMO
SFETのドレイン電流が向上し、さらにNMOSFE
Tのソース/ドレインの接合容量が減少する。その結果
CMOS回路の動作速度がさらに向上するようになる。
【0025】図13は、例えば、CMOSリング発振器
のゲート遅延時間の基板バイアス依存性を示す特性図で
あり、縦軸にゲート遅延時間(ps)をとり、横軸に基
板バイアス電圧(V)をとっている。図13によれば基
板バイアスを印加することによりゲート遅延時間が減少
している。なお、この特性図に用いたMOSFETのゲ
ート長は0.35μm であり、電源電圧は2.5Vであ
る。
【0026】本発明においては、ゲート電極直下のウエ
ル領域は、完全に空乏化するように浅くなっていること
を特徴としている。そして、ゲート電極直下のウエル領
域の半導体基板表面からの深さは0.5μm 以下にされ
る。これを以下に詳細に説明する。
【0027】図14はゲート電極50近傍の半導体基板
の構成を説明する部分断面図である。ゲート酸化膜40
直下の空乏層とウエル11−ウエル12(または基板)
間の空乏層が接続されるためには、浅いPウエル11の
基板表面からの深さXpwが、ゲート酸化膜40直下の空
乏層幅Wd と、浅いPウエル側に伸びた部分のPウエル
11およびNウエル12間の空乏層幅Wpwの和より小さ
くなければならない。すなわち、Xpw≦Wd +Wpwであ
る。
【0028】ところで、ゲート直下の空乏層幅Wd は、
この空乏層幅の不純物濃度依存性を示す特性図である図
15に示すように、Pウエルの不純物濃度に依存してい
る。本発明においては、ゲート直下のウエル領域の不純
物濃度は、1×1016cm-3以上であるので、このウエル
領域の基板表面からの深さXpwはマージンも考慮して
0.5μm 以下であることが必要である。図15 の縦
軸はゲート直下の空乏層幅Wd (μm )で、横軸はゲー
ト直下のウエル領域の不純物濃度(cm-3)である。
【0029】次に、本発明の第1の実施例の半導体集積
回路装置の製造方法について図2〜図6に示す製造工程
別素子断面図を参照して説明する。
【0030】まず、N型(本実施例において第1導電
型)で比抵抗が1〜2Ωcmのシリコン半導体基板10を
約1000℃の酸化性雰囲気中で酸化することにより、
半導体基板の表面に保護膜としての膜厚15nm程度の
シリコン酸化膜22を形成する。次に写真蝕刻法により
レジストパターン23を形成し、これをマスクとしてP
MOSトランジスタ形成領域にボロン24を加速電圧1
60KeV、ドーズ量4×1013cm−2程度でイオ
ン注入する(図2)。
【0031】次に、レジストパターン23を除去した後
に、約1190℃、窒素雰囲気中でアニールし、厚さ約
3μm の第4のP型不純物拡散領域14を形成する。P
型不純物拡散領域14は、深いPウエル14として用い
られる。この後、深いPウエル14に隣接して、厚さ約
3μm の第2のN型不純物拡散領域12を形成し、これ
を深いNウエル12とする。深いNウエル12は、前述
のPウエル14の形成法と同様の工程により、リンなど
の不純物をイオン注入し、この不純物を熱拡散して形成
する(図3)。続いて、シリコン酸化膜22を弗酸系溶
液で取り除いた後に、半導体基板10の表面を約900
℃の酸化性雰囲気中で約500オングストローム酸化し
て第2のシリコン酸化膜26を形成する。
【0032】その上に、例えば、化学気相成長法により
シリコン窒化膜(Si3 4 )27を約150nm堆積
する。続いて、写真蝕刻法により、第2のレジストパタ
ーン28を形成する(図4)。
【0033】そして、これをマスクとして、異方性エッ
チング、例えば、RIE法(反応性イオンエッチング
法)により素子分離領域を形成する部分のシリコン窒化
膜26を選択的に取り除く。続いて、レジストパターン
28を取り除いた後、新たにレジストパターン(図示せ
ず)を形成し、NMOS形成領域の素子分離形成領域下
にボロンをドーズ量約1×1013〜1×1014cm-2、加
速電圧約160KeVでイオン注入する。次にレジスト
パターンを剥離後、新たにレジストパターン(図示せ
ず)を形成し、リンをPMOS形成領域の素子分離形成
領域下に加速電圧約150KeV、ドーズ量約5×10
12〜2.5×1013cm-2でイオン注入する。続いてレジ
ストパターンを取り除いた後に、酸化性雰囲気中で10
00℃で酸化することにより、素子分離領域形成部分に
フィールド酸化膜となる厚さ約600nmのシリコン酸
化膜7を形成すると同時にNMOS形成領域の素子分離
領域(フィールド酸化膜7)下にイオン注入されたボロ
ン及びPMOS形成領域の素子分離領域下にイオン注入
されたリンが活性化され、それぞれイオンを打込んだ領
域に、厚さ0.2〜2μm 程度のP型不純物拡散領域2
9及び厚さ約0.1μm以上のN型不純物拡散領域31
を形成する。
【0034】これらP型不純物拡散領域29及びN型不
純物拡散領域31は、フィールド酸化膜7の下に形成さ
れ、トランジスタのチャネルストッパとして用いられ
る。続いて、シリコン窒化膜27、第2のシリコン酸化
膜26を取り除く(図5)。このとき、N型不純物拡散
領域31の厚さは、P型不純物拡散領域29の厚さに比
して薄くなっている。そのためP型不純物拡散領域29
と深いPウエル14は、接続されて一体化される。フィ
ールド酸化膜7の厚さは、0.2〜0.7μm 程度であ
り、この実施例では、0.3μm にしている。
【0035】続いて、酸化性雰囲気中850℃の温度
で、半導体基板10の素子領域表面に10nmの第3の
シリコン酸化膜32を熱酸化した後、化学的気相成長
(CVD)法によって、多結晶シリコン膜を300nm
程度堆積し、その上にタングステンシリサイドなどのシ
リサイド膜を堆積してポリサイド膜を形成する。続い
て、写真蝕刻法によって、パターニングされたレジスト
をマスク(図示せず)にして、反応性エッチング法によ
り、シリコン酸化膜32およびポリサイド膜を選択的に
エッチングして、Nウエル12に、ゲート酸化膜40及
びゲート酸化膜40上にポリサイドゲート電極50を形
成し、Pウエル14に、ゲート酸化膜4及びゲート酸化
膜4上にポリサイドゲート電極5を形成する。ゲート電
極は、ポリサイドに限らず多結晶シリコン、タングステ
ンなどの高融点金属、多結晶シリコンと高融点金属との
積層体、シリサイドなどの素材を利用することができ
る。ゲート電極の厚さは0.1〜0.4μm 程度であ
る。
【0036】ついで、写真蝕刻法によるレジストパター
ンをマスク(図示せず)に、NMOS形成領域にボロン
を加速電圧60KeV〜200KeV、ドーズ量1×1
12〜1×1013cm-2程度でゲート酸化膜を介してイオ
ン注入する。また、レジストパターンを取り除いた後、
再び写真蝕刻法によるレジストパターンをマスク(図示
せず)にしてPMOS形成領域にリンを加速電圧100
KeV〜400KeV、ドーズ量1×1012〜1×10
13cm-2程度でゲート酸化膜を介してイオン注入する。そ
の後、マスクを取除いてから、イオン注入したボロン及
びリンを電気的に活性化させ、深いNウエル12内に、
ゲート電極40下の半導体基板からの深さが約0.4μ
m の浅いPウエル34を形成し、深いPウエル14に、
ゲート電極4下の半導体基板からの深さが約0.4μm
の浅いNウエル35を形成する。続いて、酸化性雰囲気
中において、900℃で熱酸化を行い、基板表面に10
nmのシリコン酸化膜を成長後、写真蝕刻法によるレジ
ストパターンによってNMOSトランジスタのソース/
ドレイン領域とPMOS領域のウエルの電位を取るため
の高濃度不純物拡散領域となるべき部分にヒ素を加速電
圧50KeV、5×1015cm-2程度でイオン注入する。
【0037】つぎに不活性ガス雰囲気中で850℃の温
度で10分間アニールすることによってイオン注入した
ヒ素を電気的に活性化させてN型不純物拡散領域を形成
し、深いNウエル12内に、NMOSトランジスタのソ
ース/ドレイン領域30及び深いPウエル14内にN型
不純物拡散領域37が形成される。続いて、写真蝕刻法
によるレジストパターンを形成し、PMOSトランジス
タのソース/ドレイン領域と、NMOS領域のウエルに
電位を取るための高濃度不純物拡散領域となるべき部分
に2フッ化ボロンを加速電圧40KeV、3×1015cm
-2程度でイオン注入する。続いて、不活性ガス雰囲気中
で850℃の温度で10分間アニールすることによっ
て、イオン注入したボロンを電気的に活性化させてP型
不純物拡散領域を形成し、深いPウエル14内にPMO
Sトランジスタのソース/ドレイン領域3及び深いNウ
エル領域12にP型不純物拡散領域36が形成される。
【0038】以上がパンチスルーを抑制するイオン注入
を必要としない半導体集積回路装置の第1の方法であ
り、次にパンチスルーを抑制する層を形成する第2の方
法について説明する。
【0039】ダミーゲート酸化後、ゲート酸化をする前
に、Nウエル12にボロンを10〜100KeV、1×
1012〜2×1013cm-2でイオン注入し、Pウエル14
にリンを20〜200KeV、1×1012〜2×1013
cm-2でイオン注入する。続いて、酸化性雰囲気中850
℃の温度で、半導体基板10の素子領域表面に10nm
の第3のシリコン酸化膜32を熱酸化した後化学的気相
成長法によって、多結晶シリコン膜を300nm程度堆
積し、その上にタングステンシリサイドなどのシリサイ
ド膜を堆積してポリサイド膜を形成する。続いて、写真
蝕刻法によって、パターニングされたレジストをマスク
(図示せず)にして、反応性エッチング法により、シリ
コン酸化膜32およびポリサイド膜を選択的にエッチン
グして、Nウエル12に、ゲート酸化膜40及びゲート
酸化膜40上にポリサイドゲート電極50を形成し、P
ウエル14内に、ゲート酸化膜4及びゲート酸化膜4上
にポリサイドゲート電極5を形成する。
【0040】ゲート電極は、ポリサイドに限らず、多結
晶シリコン、タングステンなどの高融点金属、多結晶シ
リコンと高融点金属との積層体、シリサイドなどの素材
を利用することができる。ゲート電極の厚さは、0.1
〜0.4μm 程度である。その後、マスクを取除いてか
ら、イオン注入したボロン及びリンを電気的に活性化さ
せ、深いNウエル12に、ゲート電極40下の半導体基
板からの深さが約0.4μm の浅いPウエル34を形成
し、深いPウエル14に、ゲート電極4下の半導体基板
からの深さが約0.4μm の浅いNウエル35を形成す
る。続いて、酸化性雰囲気中において、900℃で熱酸
化を行い、基板表面に10nmのシリコン酸化膜を成長
後、写真蝕刻法によるレジストパターンをマスクにNM
OSトランジスタのソース/ドレイン領域にボロンを1
00〜200KeVの加速電圧、2×1012〜1.5×
1013cm-2程度のドーズ量でイオン注入する。また、P
MOSトランジスタのソース/ドレイン領域にリンを8
0〜180KeVの加速電圧、2×1012〜1.5×1
13cm-2のドーズ量でイオン注入し、P型不純物拡散領
域38及びN型不純物拡散領域39を形成する(図
6)。
【0041】これらP型不純物拡散領域38及びN型不
純物拡散領域39は、それぞれ、ソース/ドレインと半
導体基板、ソース/ドレインと第1のN型不純物拡散領
域とのパンチスルーを抑制する事ができる。写真蝕刻法
によるレジストパターンによってNMOSトランジスタ
のソース/ドレイン領域とPMOS領域のウエルの電位
を取るための高濃度不純物拡散領域となるべき部分にヒ
素を加速電圧50KeV、5×1015cm-2程度でイオン
注入する。続いて、不活性ガス雰囲気中で850℃の温
度で10分間アニールすることによってイオン注入した
ヒ素を電気的に活性化させて、N型不純物拡散領域を形
成し、深いNウエル12内に、NMOSトランジスタの
ソース/ドレイン領域30及び深いPウエル14内にN
型不純物拡散領域37が形成される。続いて、写真蝕刻
法によるレジストパターンを形成し、PMOSトランジ
スタのソース/ドレイン領域と、NMOS領域のウエル
に電位を取るための高濃度不純物拡散領域となるべき部
分に2フッ化ボロンを加速電圧40KeV、3×1015
cm-2程度でイオン注入する。続いて、不活性ガス雰囲気
中で850℃の温度で10分間アニールすることによっ
て、イオン注入したボロンを電気的に活性化させてP型
不純物拡散領域を形成し、深いPウエル14内に、PM
OSトランジスタのソース/ドレイン領域3及び深いN
ウエル領域12にP型不純物拡散領域36が形成され
る。
【0042】図6に示す浅いPウエル34、P型不純物
拡散領域36、38及びP型不純物拡散領域29は、図
1に示す浅いPウエル11である第1のウエル領域とし
て1つの領域になる。またこの第1のウエル領域は、第
4のウエル領域(深いNウエル)14と合体して実質的
に1つの領域を形成する。浅いNウエル35、N型不純
物拡散領域37、39及びN型不純物拡散領域31は、
図に示す浅いNウエル13である第3のウエル領域とし
て1つの領域になる。P型不純物拡散領域36内に形成
された浅いPウエル34は、第1のウエル領域11のP
型高濃度コンタクト領域16となり、N型不純物拡散領
域37内に形成された浅いNウエル35は、第3のウエ
ル領域13のN型高濃度コンタクト領域15となる(図
1参照)。以上の工程より後の工程は、周知の技術によ
り層間絶縁膜、リード電極、パッシベーション膜などを
形成して必要とするCMOS構造の半導体集積回路装置
を完成させる。
【0043】この実施例では、素子分離領域には、LO
COS法による酸化膜を用いたが、本発明は、これに限
定されることなく他の既存の素子分離構造を用いること
ができる。例えば、トレンチ構造の素子分離も採用する
ことができるが、このトレンチの下に形成される浅いウ
エル領域は、トレンチ内部を通して不純物拡散を行うこ
とが困難なので、浅いウエル領域となる不純物拡散領域
を形成してからトレンチを形成する方法が有利である。
前述した第1の実施例では、比抵抗1〜2ΩcmのN型シ
リコン半導体基板を用いたが、N型又はP型エピタキシ
ャル成長層を有するN型半導体基板やN型又はP型エピ
タキシャル成長層を有するP型半導体基板を用いること
もできる。
【0044】次に、図7〜図10を参照して第2の実施
例を説明する。第1の実施例ではN型を第1導電型と
し、N型シリコン半導体基板を用いたが、この第2の実
施例では、P型を第1導電型としてP型シリコン半導体
基板10を用いる。まず、半導体基板10のNMOS領
域形成部分に厚さ5μm 程度のNウエル41(第3のウ
エル領域)を形成する。これは、まず、写真蝕刻法によ
りレジストパターンを形成した後、これをマスク(図示
せず)として、NMOS形成領域にリンを加速電圧15
0KeV、ドーズ量3×1013cm−2程度でイオン
注入し、約1190℃で窒素雰囲気中で10時間拡散す
ることにより形成する。続いて、第1の実施例と同様の
方法で、厚さ50nmのシリコン酸化膜26及び厚さ1
50nmのシリコン窒化膜27を形成した後、写真蝕刻
法によるレジストパターンをマスク(図示せず)とし
て、異方エッチング法により、素子分離領域を形成する
部分のシリコン窒化膜27を選択的に取り除く(図
7)。
【0045】続いて、レジストパターンを取り除いた後
に、新たにレジストパターンを形成し、NMOS形成領
域の素子分離領域にボロンを加速電圧100KeV、ド
ーズ量1×1014cm-2程度でイオン注入し、また、PM
OS形成領域の素子分離領域に、リンを加速電圧360
KeV、ドーズ量5×1013cm-2程度でイオン注入し、
この後レジストパターンを取り除いてから酸化性雰囲気
中で1000℃で酸化することにより、素子分離領域形
成部分にフィールド酸化膜7を形成する。
【0046】その時に、NMOS領域の素子分離領域に
イオン注入されたボロン及びPMOS素子分離領域にイ
オン注入されたリンが活性化され、P型不純物拡散領域
43とN型不純物拡散領域42が形成される。これらP
型不純物拡散領域43及びN型不純物拡散領域42は、
フィールド酸化膜7の下に形成され、それぞれトランジ
スタの第2及び第1のチャネルストッパとして用いられ
る。P型不純物拡散領域43よりも、N型不純物拡散領
域42の方を深くしてあるために、Nウエル41とN型
不純物拡散領域42は接続する事が出来る(図8)。
【0047】これ以降の工程は、前述の第1の実施例と
同様の方法を用い、深いNウエル41中には、フィール
ド酸化膜7下に形成されたP型不純物拡散領域43、P
型ソース/ドレイン領域3と同時に形成されたP型不純
物拡散領域49、浅いPウエル47、パンチスルーを抑
制するP型不純物拡散領域45、N型ソース/ドレイン
領域30とその上のゲート酸化膜40及びゲート電極5
0を備えたNMOSトランジスタが形成され、半導体基
板10中には、フィールド酸化膜7下のN型不純物拡散
領域42、浅いNウエル46、パンチスルーを抑制する
N型不純物拡散領域44、N型ソース/ドレイン領域3
0と同時に形成されたN型不純物拡散領域48、P型ソ
ース/ドレイン領域3とその上のゲート酸化膜4及びゲ
ート電極5を備えたPMOSトランジスタが形成される
(図9)。
【0048】浅いNウエル46、及びN型不純物拡散領
域42、44、48は、浅いNウエルである第1のウエ
ル領域13として1つの領域になる。また、浅いPウエ
ル47、及びP型不純物拡散領域43、45、49は、
浅いPウエルである第2のウエル領域11として1つの
領域になる。第1のウエル領域13は、また、第3のウ
エル領域(深いNウエル)12と合体して実質的に1つ
の領域を形成する。Nウエル41は、深いNウエルで、
図1で示した第2のウエル領域12と同じである。図9
のP型不純物拡散領域49内に形成された浅いPウエル
47は、図1と同じP型高濃度コンタクト領域16とな
る。同じく、N型不純物拡散領域48内に形成された浅
いNウエル46は、N型高濃度コンタクト領域15とな
る(図10)。
【0049】これより後の工程は、周知の技術により層
間絶縁膜、リード電極、パッシベーション膜などを形成
して必要とするCMOS構造の半導体集積回路装置を完
成させる。前述した実施例で、例えば、図1において、
第1の領域11と第4の領域14は、1領域を構成して
いるが、第1の領域(浅いPウエル)11が形成されて
いる第2の領域(深いNウエル)12と、この第2の領
域12と隣接し、第3の領域(浅いNウエル)13が形
成されている第4の領域(深いPウエル)14との境界
領域に形成されたP型及びN型の不純物拡散領域29、
31の2つの拡散領域の半導体基板表面からの深さに差
をつけることによって(図5参照)、この構成は、可能
になっている。この隣接する2つの不純物拡散領域2
9、31は、フィールド酸化膜7の下に形成され、チャ
ネルストッパ領域として形成されるものであり、両者の
深さの差は、約0.1〜0.5μm 程度が適当である。
【0050】また第1の実施例では素子分離法として
は、LOCOS法を用いたが、埋め込み素子分離法を用
いた場合にも、同様の構造を得ることができる。
【0051】図11および図12は本発明のような浅い
ウエルを有するMOSFETの特性を従来の浅いウエル
を有しないMOSFETと比較したものである。両図に
おいて、破線は従来のMOSFET、実線は半導体基板
表面からの深さが約0.5μm 以下の浅いウエルを有す
る本発明にかかるMOSFETを示す。図11はゲート
電圧Vg として、−0.5V、−1V、−2V、−3V
および−4Vをゲート電極5に印加し、そのときのドレ
イン電圧Vd を横軸(V)にとり、ドレイン電流Id を
縦軸(mA)にとったときのドレイン電流−ドレイン電
圧(Id −Vd)特性を表わしたグラフである。
【0052】これら両曲線を比較すると、浅いウエルを
有するMOSFETでは浅いウエルのない従来例に比較
してドレイン電流量がかなり多くなっている。また、浅
いウエルを有する場合の閾値電圧は約0.5Vであっ
て、従来例の閾値電圧の約1.0Vより減少している。
【0053】また、図12は、サブスレッショルド電流
特性を示すグラフであり、縦軸にドレイン電流(μA)
をとり、横軸にゲート電圧(V)をとっている。この図
からわかるように、浅いウエルを有するMOSFETの
サブスレッショルド係数は、浅いウエルを持っていない
従来のウエルを有するMOSFETよりも向上してい
る。したがって、閾値電圧を低減してもゼロバイアス電
圧でのリーク電流を抑制することができるので、閾値電
圧を低く設定できる。そのためには、本願発明のよう
に、MOSFETが形成されているウエル領域のゲート
電極下の接合深さを十分浅くすることが有効である。
【0054】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、MOS
FETが形成されているウエル領域のゲート電極下の接
合深さをゲート絶縁膜とウエルの界面から延びる空乏層
とゲート電極直下のウエルとその下のウエルとの界面か
ら延びる空乏層とが接触する深さ、典型的には0.5μ
m 以下に十分浅くしており、ゲート電極直下のウエル
は、通常のゲート電圧の範囲で空乏化しているので空乏
層の実効的な容量が低減され、サブスレッショルド特性
が改善される。したがって、低電圧電源においても、リ
ーク電流を低いレベルに設定したまま、閾値電圧を低く
設定することができるので、低電圧、低消費電力で高速
のCMOS回路を得ることができる。さらに、半導体基
板の裏面に設けた第3の電極によりMOSFETのソー
ス/ドレイン領域の接合容量の低下、ドレイン電流の増
大を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるCMOS構造を有する半導体集
積回路装置の第1の実施例の素子断面図である。
【図2】本発明の第1の実施例にかかる半導体集積回路
装置の製造工程の一を示す素子断面図である。
【図3】本発明の第1の実施例にかかる半導体集積回路
装置の製造工程の一を示す素子断面図である。
【図4】本発明の第1の実施例にかかる半導体集積回路
装置の製造工程の一を示す素子断面図である。
【図5】本発明の第1の実施例にかかる半導体集積回路
装置の製造工程の一を示す素子断面図である。
【図6】本発明の第1の実施例にかかる半導体集積回路
装置の製造工程の一を示す素子断面図である。
【図7】本発明の第2の実施例にかかる半導体集積回路
装置の製造工程の一を示す素子断面図である。
【図8】本発明の第2の実施例にかかる半導体集積回路
装置の製造工程の一を示す素子断面図である。
【図9】本発明の第2の実施例にかかる半導体集積回路
装置の製造工程の一を示す素子断面図である。
【図10】本発明の第2の実施例にかかる半導体集積回
路装置の製造工程の一を示す素子断面図である。
【図11】本発明の効果を説明する、本発明にかかる浅
いウエルを有するMOSFETの特性を従来の浅いウエ
ルを有しないMOSFETと比較したId −Vd 特性図
である。
【図12】本発明の効果を説明する、本発明にかかる浅
いウエルを有するMOSFETの特性を従来の浅いウエ
ルを有しないMOSFETと比較した、ドレイン電流−
ゲート電圧特性図である。
【図13】本発明の効果を説明するCMOSリング発振
器のゲート遅延時間の基板バイアス依存性を示す特性図
である。
【図14】本発明の作用を説明する、ゲート近傍を中心
にした半導体基板の構成を説明する部分断面図である。
【図15】ゲート直下の空乏層幅の不純物濃度依存性を
示す特性図である。
【図16】従来の提案されている半導体集積回路のMO
S構造を示す素子断面図である。
【符号の説明】
3 ソース/ドレイン領域 4 ゲート酸化膜 5 ゲート電極 7 フィールド酸化膜 10 半導体基板 11,14 P型ウエル領域 12,13 N型ウエル領域 15 コンタクト領域 30 ソース/ドレイン領域 40 ゲート酸化膜 50 ゲート電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−94667(JP,A) 特開 平2−77153(JP,A) 特開 昭60−57661(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/8234 - 21/8238 H01L 21/8249 H01L 27/06 H01L 27/08 331 H01L 27/088 - 27/092

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1導電型の半導体基板と、 前記半導体基板に形成された第2導電型の第1のウエル
    領域と、 前記半導体基板に形成され、前記第1のウエル領域を囲
    む第1導電型の第2のウエル領域と、 前記半導体基板に形成された第1導電型の第3のウエル
    領域と、 前記半導体基板に形成され、前記第3のウエル領域を囲
    む第2導電型の第4のウエル領域と、 前記第1のウエル領域に形成され、ゲート絶縁膜の上に
    ゲート電極を有する第1導電型MOS型電界効果トラン
    ジスタと、 前記第3のウエル領域に形成され、ゲート絶縁膜の上に
    ゲート電極を有する第2導電型MOS型電界効果トラン
    ジスタと、 前記第1のウエル領域上及び前記第3のウエル領域上の
    それぞれに形成されたバイアスを印加する手段とを備
    え、 前記第1のウエル領域と前記第4のウエル領域とは隣接
    しており、かつ、前記第1のウエル領域の、前記第1導
    電型MOS型電界効果トランジスタのゲート電極下の前
    記半導体基板表面からの深さは、前記第1のウエル領域
    とゲート絶縁膜間の界面から延びる空乏層と前記第1の
    ウエル領域と第2のウエル領域の界面で形成される空乏
    層とが接触する深さとなっており、前記第3のウエル領
    域の、前記第2導電型MOS型電界効果トランジスタの
    ゲート電極下の前記半導体基板表面からの深さは、前記
    第3のウエル領域とゲート絶縁膜間の界面から延びる空
    乏層と前記第3のウエルと第4のウエルの界面で形成さ
    れる空乏層とが接触する深さとなっていることを特徴と
    する半導体集積回路装置。
  2. 【請求項2】前記半導体基板上には、前記第1のウエル
    領域上に素子分離用のフィールド酸化膜が形成され、そ
    のフィールド酸化膜下の前記第1のウエル領域には、第
    2導電型のチャネルストッパ領域が形成されており、こ
    のチャネルストッパ領域が、前記第4のウエル領域と接
    続し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】前記第1のウエル領域に形成されたチャネ
    ルストッパ領域に隣接して前記第3のウエル領域に第1
    導電型のチャネルストッパ領域が形成されており、この
    第3のウエル領域に形成されたチャネルストッパ領域の
    前記半導体基板表面からの深さは、前記第1のウエル領
    域に形成されたチャネルストッパ領域の前記半導体基板
    表面からの深さより浅い事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】第1導電型の半導体基板と、 前記半導体基板に形成された第2導電型の第1のウエル
    領域と、 前記第1のウエル領域上に形成された素子分離用のフィ
    ールド酸化膜と、 前記半導体基板に形成された第1導電型の第2のウエル
    領域と、 前記半導体基板に形成され、前記第2のウエル領域を囲
    む第2導電型の第3のウエル領域と、 前記第1のウエル領域に形成され、ゲート絶縁膜上に形
    成されたゲート電極を有する第1導電型MOS型電界効
    果トランジスタと、 前記第2のウエル領域に形成され、ゲート絶縁膜上に形
    成されたゲート電極を有する第2導電型MOS型電界効
    果トランジスタと、 前記フィールド酸化膜下の前記第1のウエル領域に形成
    された第2導電型のチャネルストッパ領域と、 前記第1のウエル領域上及び前記第2のウエル領域上の
    それぞれに形成されたバイアスを印加する手段とを備
    え、 前記第1のウエル領域に形成された第2導電型のチャネ
    ルストッパ領域は、前記第3のウエル領域と接続してお
    り、かつ、前記第1のウエル領域の、前記第1導電型M
    OS型電界効果トランジスタのゲート電極下の前記半導
    体基板表面からの深さは、前記第1のウエル領域とゲー
    ト絶縁膜間の界面から延びる空乏層と前記第1のウエル
    領域と基板の界面で形成される空乏層とが接触する深さ
    となっており、前記第2のウエル領域の、前記第2導電
    型MOS型電界効果トランジスタのゲート電極下の前記
    半導体基板表面からの深さは、前記第2のウエル領域と
    ゲート絶縁膜間の界面から延びる空乏層と前記第2のウ
    エル領域と第3のウエル領域の界面で形成される空乏層
    とが接触する深さとなっていることを特徴とする半導体
    集積回路装置。
  5. 【請求項5】第1導電型の半導体基板と、 前記半導体基板に形成された第2導電型の第1のウエル
    領域と、 前記第1のウエル領域上に形成された素子分離用のフィ
    ールド酸化膜と、 前記半導体基板に形成された第1導電型の第2のウエル
    領域と、 前記半導体基板に形成され、前記第2のウエル領域を囲
    む第2導電型の第3のウエル領域と、 前記第1のウエル領域に形成され、ゲート絶縁膜上に形
    成されたゲート電極を有する第1導電型MOS型電界効
    果トランジスタと、 前記第2のウエル領域に形成され、ゲート絶縁膜上に形
    成されたゲート電極を有する第2導電型MOS型電界効
    果トランジスタと、 前記フィールド酸化膜下の前記第1のウエル領域に形成
    された第2導電型の第1のチャネルストッパ領域と、 前記第1のチャネルストッパ領域に隣接して前記第2の
    ウエル領域に形成された第1導電型の第2のチャネルス
    トッパ領域と、 前記第1のウエル領域上及び前記第2のウエル領域上の
    それぞれに形成されたバイアスを印加する手段とを備
    え、 前記第2のチャネルストッパ領域の前記半導体基板表面
    からの深さは、前記第1のチャネルストッパ領域の前記
    半導体基板表面からの深さよりも浅く形成されて前記第
    1のチャネルストッパ領域は、前記第3のウエル領域と
    接続しており、かつ、前記第1のウエル領域の、前記第
    1導電型MOS型電界効果トランジスタのゲート電極下
    の前記半導体基板表面からの深さは、前記第1のウエル
    領域とゲート絶縁膜間の界面から延びる空乏層と前記第
    1のウエル領域と基板の界面で形成される空乏層とが接
    触する深さとなっており、前記第2のウエル領域の、前
    記第2導電型MOS型電界効果トランジスタのゲート電
    極下の前記半導体基板表面からの深さは、前記第2のウ
    エル領域とゲート絶縁膜間の界面から延びる空乏層と前
    記第2のウエル領域と第3のウエル領域の界面で形成さ
    れる空乏層とが接触する深さとなっていることを特徴と
    する半導体集積回路装置。
  6. 【請求項6】第1導電型の半導体基板に、第1導電型の
    第2のウエル領域を形成する工程と、 前記半導体基板に、前記第2のウエル領域に隣接して第
    2導電型の第4のウエル領域を形成する工程と、 前記第2のウエル領域内に、第2導電型の第1のウエル
    領域を形成する工程と前記第4のウエル領域に、前記第
    1のウエル領域に隣接し、前記第1のウエル領域との境
    界部分において、前記半導体基板表面からの深さが前記
    第1のウエル領域の前記半導体基板表面からの深さより
    浅い第1導電型の第3のウエル領域を形成する工程と、 前記第1のウエル領域に、第1導電型のMOS型電界効
    果トランジスタを形成する工程と、 前記第3のウエル領域に、第2導電型のMOS型電界効
    果トランジスタを形成する工程と、 前記第1のウエル領域上及び前記第3のウエル領域上の
    それぞれにバイアスを印加する手段を形成する工程とを
    備え、 前記第1のウエル領域の、前記第1導電型MOS型電界
    効果トランジスタのゲート電極下の前記半導体基板表面
    からの深さは、前記第1のウエル領域とゲート絶縁膜間
    の界面から延びる空乏層と前記第1のウエル領域と第2
    のウエル領域の界面で形成される空乏層とが接触する深
    さとなっており、前記第3のウエル領域の、前記第2導
    電型MOS型電界効果トランジスタのゲート電極下の前
    記半導体基板表面からの深さは、前記第3のウエル領域
    とゲート絶縁膜間の界面から延びる空乏層と前記第3の
    ウエルと第4のウエルの界面で形成される空乏層とが接
    触する深さとすることを特徴とする集積回路装置の製造
    方法。
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