JPH0369184B2 - - Google Patents

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JPH0369184B2
JPH0369184B2 JP59262567A JP26256784A JPH0369184B2 JP H0369184 B2 JPH0369184 B2 JP H0369184B2 JP 59262567 A JP59262567 A JP 59262567A JP 26256784 A JP26256784 A JP 26256784A JP H0369184 B2 JPH0369184 B2 JP H0369184B2
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Hiroshi Kamijo
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Fuji Electric Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
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    • H01L27/092Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate complementary MIS field-effect transistors
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は相補形電界効果トランジスタ集積回路
(CMOSIC)の信号処理部と共存して形成される
出力用Nチヤンネル型MOS素子に信号処理部よ
り高い耐電圧を付与する方法に関する。
〔従来技術とその問題点〕
第3図は従来のCMOSICの基本的な構造の一
例を示した断面図である。第3図において1はN
型半導体基板、2,3はPウエル領域、4はPチ
ヤンネル型素子のN+チヤンネルストツパー、5,
6はP+ソースとドレイン、7はPウエル領域2
に形成されたNチヤンネル型素子のP+チヤンネ
ルストツパー、8,9はN+ソースとドレイン、
10はPウエル領域3に形成されたNチヤンネル
型素子のP+チヤンネルストツパー、11,12
はN+ソースとドレインであり、これら各素子に
は配線金属13およびゲート電極14が設けられ
る。
このような構造においてCMOSICの電源電圧
としては通常5V程度の単一電源が採用されてい
るが、出力素子だけにはさらに高い耐電圧を要求
されることがある。出力用素子にはNチヤンネル
型素子を用いることが多く、第3図において例え
ばPウエル領域3に形成された出力用Nチヤンネ
ル型素子はPウエル領域2に形成された信号処理
部のNチヤンネル型素子より高耐圧にする必要が
ある。第3図から明らかなようにこれら二つのN
チヤンネル型素子は同様の構造をもつており、P
ウエル領域3に形成される出力用Nチヤンネル型
の素子のN+形ソース拡散層11およびN+形ドレ
イン拡散層12はPウエル領域2に形成される信
号処理部のNチヤンネル型素子のN+形ソース拡
散層8およびN+形ドレイン拡散層9と同一製造
工程により設けられるのが一般的である。
しかし、出力用Nチヤンネル型素子に信号処理
部のNチヤンネル型素子より高い耐電圧を付与さ
せるとき、上述のように出力用Nチヤンネル型素
子と信号処理部のNチヤンネル型素子が基本的に
同一構造を有しておりそれぞれのソース、ドレイ
ンが同じ工程で形成されるために次のような不都
合が生ずる。
すなわち、信号処理部のNチヤンネル型素子に
ついては増々微細化が要求され、拡散層の横方向
への拡がりによる占有面積を無視することができ
なくなるためにソース8、ドレイン9の拡散深さ
をより浅く形成しなければならないが、周知のよ
うに浅い拡散層による接合の逆方向耐電圧は低下
するので従来技術によれば同一工程で形成される
出力用Nチヤンネル型素子の耐電圧も必然的に低
下することになる。
第4図は信号処理部のNチヤンネル型素子の要
部を示した平面図であり、第3図と共通部分は同
一符号で表わしてある。第4図においてCMOS
に屡々用いられる選択酸化工程を伴いポリシリコ
ンゲートを備える製造方法の要点を述べるとまず
素子の周囲にチヤンネルストツパー層7を形成し
被拡散領域15を除く(フイールド部分を選択的
に酸化した後、ポリシリコンゲート14を形成
し、次いでフイールド部とゲート電極14をマス
クとして不純物を導入することによりソース8お
よびドレイン9を形成する。13は配線金属、1
6はそのコンタクト孔である。第2図に示したよ
うに微細な信号処理部の形状は方形とするのが占
有面積を低減させるのに有効であるが、この場合
ソース8およびドレイン9の接合面には球形の一
部であるような部分17が形成され、この球形状
接合面を有することも耐電圧低下の一因となる。
第5図は接合の形状について逆方向耐電圧とド
レイン接合深さとの関係を示した線図である。第
5図はPウエルの表面濃度が1×1016cm-3の場合
であるがPウエルの表面濃度が多少変化しても曲
線の傾向は同じであつて拡散深さが1μm近傍で耐
電圧は急激に変化する。第5図から接合の形状に
ついては球面の一部であるような部分をもつた接
合はその部分が円筒形となる接合に比べて10V程
度耐電圧が低下することがわかる。
以上のように従来のCMOSICでは出力用Nチ
ヤンネル型素子に信号処理部より高い耐電圧をも
たせるためには、ソースおよびドレインの拡散深
さとこれらの接合面形状の点が障害となつてい
た。
〔発明の目的〕
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであ
り、その目的はCMOSICにおける信号処理部よ
り高い耐電圧をもつた出力用Nチヤンネル型
MOS素子の製造方法を提供することにある。
〔発明の要点〕
本発明は信号処理部としてNチヤンネル型
MOS素子とPチヤンネル型MOS素子を有する
CMOS構造と出力用Nチヤンネル型MOS素子を
同一半導体基板上に形成するに際して、Pチヤン
ネル型MOS素子のチヤンネルストツパーを形成
するためのN型拡散を出力用Nチヤンネル型素子
の少くともドレイン形成に用いて深い拡散層とす
るとともに出力用Nチヤンネル型素子の深い拡散
層における半導体基板の主表面上の接合面の形状
に丸みを持たせることにより出力用Nチヤンネル
型素子に信号処理部より高い耐電圧をもたせるよ
うにしたものである。
〔発明の実施例〕
以下本発明を実施例に基づき説明する。
はじめに第1図に本発明により得られた
CMOSICの構造断面図を示す。第1図で第3図
と共通する部分は同一符号で表わしてある。
既に述べたようにCMOS回路はPチヤンネル
型素子を含んでおり、特に選択酸化法を用いて製
造する場合、Pチヤンネル型素子の周囲に選択酸
化工程前にN型不純物によるチヤンネルストツパ
ー4を配置するようにしている。このチヤンネル
ストツパー4はこれが形成された後、かなり長時
間の熱処理を受けるため、最終的に到達する拡散
深さは、同じタイプの不純物によるNチヤンネル
型素子のソース8、ドレイン9の拡散層よりも深
くなる。したがつて出力用Nチヤンネル型素子を
共存するとき、Pチヤンネル型素子のチヤンネル
ストツパー4を形成するためのN型不純物拡散工
程を出力用Nチヤンネル型素子のソースおよびド
レインの形成にも適用することにより、第1図に
示したような深い拡散層のソース11aおよびド
レイン12aを得ることができる。なお信号処理
部のNチヤンネル型素子のソース8、ドレイン9
の浅い拡散を行なう工程は出力用Nチヤンネル型
素子のソース11aおよびドレイン12aにも施
され浅いN+拡散層11bおよび12bを形成し、
これらは配線金属13とのコンタクトを良好にす
る役割りを果す。
拡散深さについては前記第5図に示したように
浅い拡散の接合による耐電圧の低下は、接合深さ
1μmの近傍で激しくなるので、出力用Nチヤンネ
ル型素子に適用されるPチヤンネル型素子のチヤ
ンネルストツパー4を形成するN型拡散の深さは
1μm以上とすれば有効であり、その上限の深さは
チヤンネルストツパー4の拡散深さで決まるPチ
ヤンネル型素子の有効面積の許容限界に対応して
μm以下とすべきである。
なお出力用Nチヤンネル型素子のソース11a
は通常Pウエル領域3と同電位とするので、耐電
圧の観点からは深いN型拡散層はドレイン12a
にのみ形成されるようにすれば十分である。しか
し同一素子内に浅い拡散層のソースと深い拡散層
のドレインを別の工程で形成するのは、位置合わ
せの誤差を生じ、チヤンネル長のばらつきが生ず
るため、第1図のようにソースおよびドレインの
双方に深い拡散層11aおよび12aを形成して
もよい。
次に第2図に本発明を適用する出力用Nチヤン
ネル型素子の形状について要部の平面図を示す。
第2図も第4図と共通部分を同一符号で表わす。
前記した第4図、第5図で説明したように素子の
平面形状が方形をなす場合、そのエツジ部に球面
の一部であるような接合面が形成され、この球状
接合面が円筒形接合面に比べて電界集中が大きく
なり耐電圧が低下する。本発明では出力用Nチヤ
ンネル型素子の耐電圧があげるため、少くともド
レイン12aはPチヤンネル型素子のチヤンネル
ストツパー4を形成するとき同時に深い拡散層と
して出力用Nチヤンネル型素子に形成したもので
あるがさらに素子形状の観点からも耐電圧を向上
させるために、この拡散のときパターニングされ
たN型拡散用の窓18を用いて第2図に示す通り
半導体基板1の主表面上のドレイン12aの接合
面(以下、平面接合面という)の形状をエツジ部
を生ずることがないよう矢印で表わした曲率半径
rの丸味を持たせてある。しかもドレイン12a
の平面接合面は後工程で形成される一点鎖線で画
いた被拡散領域15の選択酸化膜との境界および
ゲート電極14をマスクとしてN型拡散した浅い
拡散層12bの拡散前面の外側に位置するように
する。このようにすると浅い拡散層12bのエツ
ジによる曲率半径の小さな球面状接合部17aは
深く拡散されたドレイン12aの接合面より内部
に包含されるようになるから出力用Nチヤンネル
型素子の耐電圧に悪影響を及ぼすことはない。
またドレイン12aの平面接合面に形成される
丸味の曲率半径rの大きさは小さ過ぎると球面状
接合に近づいて耐電圧向上の効果が得られなくら
なるので5μm以上とするのがよく、このような丸
味をもつた接合面による耐電圧は円筒形接合面の
場合とほぼ等しい値が得られる。なお第2図にお
けるソース側に関しては説明を省略するが深い拡
散層11aを設けるときはドレイン12aと全く
同様に行うことができる。
以上のように本発明は出力用Nチヤンネル型素
子の耐電圧をあげるため特別な製造工程を付加す
ることなく、ソースおよびドレインもしくはドレ
イン単独で深いN型拡散層を形成するとともに、
その平面接合面の形状を半径5μm以上の曲率をつ
けてエツジ部をなくすようにしたものである。
〔発明の効果〕
Nチヤンネル型MOS素子とPチヤンネル型
MOS素子を有するCMOS構造と、出力用Nチヤ
ンネル型MOS素子とを同一基板上に形成する
CMOSICの出力用Nチヤンネル型MOS素子の耐
電圧を向上させるに当り、従来、出力用Nチヤン
ネル型MOS素子のソースおよびドレインの拡散
深さが同一工程で形成される信号処理部の微細な
Nチヤンネル型MOS素子のソースおよびドレイ
ンの浅い拡散によつて決定されることと、素子の
平面形状が方形であるために球面状接合部が形成
されることから大きな制約を受けていたのに対し
て、本発明によれば実施例で説明したようにPチ
ヤンネル型MOS素子のチヤンネルストツパーの
N+拡散を行う工程を出力用Nチヤンネル型MOS
素子のソースおよびドレインもしくはドレインの
みを形成する拡散にも同時に適用することによ
り、深い拡散層を得るようにし、またこの際これ
らソース、ドレインの拡散層に球面状接合部が生
ずることのないようエツジ部となる個所の平面接
合面に5μm以上の曲率を持たせるようにしたため
に、深い拡散層と平面接合面に丸味をつけるとい
う二つの点が効果的に作用して出力用Nチヤンネ
ル型MOS素子に信号処理部より高い耐電圧を付
与させることに成功したものである。しかも本発
明は実施に当つて特別な製造工程を取り入れるこ
となく、ただ工程手順の組み変えや、拡散パター
ンを変更するだけで容易に目的が達成されるとい
う利点を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の適用されたCMOSICの構造
断面図、第2図は第1図における出力用Nチヤン
ネル型MOS素子の要部平面図、第3図は従来の
出力用Nチヤンネル型MOS素子を含むCMOSIC
の構造断面図、第4図は第3図における出力用N
チヤンネル型MOS素子の要部平面図、第5図は
球面状接合面と円筒形接合面について接合深さと
耐電圧の関係を示す線図である。 1……N型半導体基板、2,3……Pウエル領
域、4,7,10……チヤンネルストツパー、
5,8,11,11a……ソース、6,9,1
2,12a……ドレイン、11b,12b……浅
い拡散層、13……配線金属、14……ゲート電
極、15……被拡散領域、16……コンタクト
孔、17,17a……球面接合部、18……拡散
用窓。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 Nチヤンネル型MOS素子とPチヤンネル型
    MOS素子からなるCMOS回路と、深い拡散層と
    浅い拡散層の二重拡散からなる出力用Nチヤンネ
    ル型MOS素子とを同一半導体基板の主表面に備
    えた半導体集積回路の製造方法において、前記P
    チヤンネル型MOS素子の周辺に配設するチヤン
    ネルストツパーと前記出力用Nチヤンネル型
    MOS素子のソース、ドレインの前記深い拡散層
    のうち少なくともドレインの深い拡散層とを同時
    に形成し、その際形成される前記深い拡散層の主
    表面上の接合面に丸みを持たせるようにパターニ
    ングすることを特徴とする半導体集積回路の製造
    方法。 2 特許請求の範囲第1項記載の方法において、
    チヤンネルストツパーを形成する深い拡散層の深
    さを1〜5μmとすることを特徴とする半導体集積
    回路の製造方法。 3 特許請求の範囲第1項または第2項に記載の
    方法において、前記深い拡散層の主表面上の接合
    面の丸みの曲率半径を5μm以上とすることを特徴
    とする半導体集積回路の製造方法。
JP59262567A 1984-12-12 1984-12-12 半導体集積回路の製造方法 Granted JPS61140164A (ja)

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JP2548847Y2 (ja) * 1991-12-11 1997-09-24 オーツタイヤ株式会社 エッジライト式導光板装置

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