JPH0442946A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH0442946A
JPH0442946A JP14806590A JP14806590A JPH0442946A JP H0442946 A JPH0442946 A JP H0442946A JP 14806590 A JP14806590 A JP 14806590A JP 14806590 A JP14806590 A JP 14806590A JP H0442946 A JPH0442946 A JP H0442946A
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JP
Japan
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type
substrate
electrode terminal
electrode
gate electrode
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JP14806590A
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English (en)
Inventor
Yukiharu Kobayashi
幸春 小林
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 1M業上の利用分野1 本発明は半導体集積回路の製造に際して、同一の半導体
基板上に集積回路とは別に集積回路で用いているのもの
と同様な構成のトランジスタを単独に一つあるいは複数
個同時作製し製造]二程終了後に該トランジスタの特性
を−り定し、製造工程の管理を行なう目的で設ける半導
体装置に関する。
[従来の技術1 従来の半導体集積回路の製造工程の管理を行なう目的で
設ける半導体装置は、例えばN型半導体基板を用いてP
チャネル型トランジスタの特性を測定する場合は第2図
(a)、(b)、(c)の様に構成し、Nヂャネル型ト
ランジスタの特性を測定する場合は第2図(d)、(e
)、(f)の様に構成する。PおよびNヂャネル型MO
3t−ランジスタ19.20.24.25のソース電接
端子15は2つずつそれぞれ第2図(b)、(e)の様
に共通とする。グーl−電極端子14も同様にそれぞれ
共通とする。基板端子16はPチャネルトランジスタの
場合は濃いN型拡散層23を介して取り出し、Nチャネ
ルトランジスタの場合は基板が薄いP型拡散層12とな
るので濃いP型拡散層30を介して取り出す、ドレイン
電極端子エフ、18はPおよびNチャネル型トランジス
タ19.20.24.25に対応して取り出す、ここで
ゲート電極端子14はN型半導体基板11とは接続され
ておらず電位的に浮いた状態となっている。
別の方法としてPチャネル型トランジスタの場合は第3
図(a)、(b)、(c)の様に構成しNチャネル型ト
ランジスタの場合は第3図(d)、(e)、(f)の様
に構成する。ソース電極端子15、基板電極端子16、
ドレイン電極端子17および18の構成は第2図の場合
と同一である。ゲート電極端子14はPチャネル型トラ
ンジスタの場合濃いP拡散層33と接続され、Nチャネ
ル型トランジスタの場合薄いP型拡散層12の内側に設
けられた濃いN型拡散層34と接続される。Pチャネル
トランジスタの場合はゲート電極端子14と基板電極端
子16の間にPN接合ダイオード31が形成される。N
チャネル型トランジスタの場合もゲート電極端子14と
基板電極端子16との間には同様にPN接合ダイオード
32が形成される。Pチャネル型トランジスタおよびN
チャネル型トランジスタの場合共エンハンスメント型ト
ランジスタを測定する場合はPN接合ダイオード31.
32は逆バイアス状態となり、閾値電圧の測定時にはゲ
ート電極端子14と基板電極端子16間は導通しない、 これまではN型基板について述べたがP型基板について
は、前述の説明および図面でPとNを入れ換えることに
より全く同一に説明できる。
[発明が解決しようとする課題] 第2図の様な半導体集積回路の製造工程の管理を行なう
目的で設ける半導体装置は、ゲート電極形成以後の工程
でドライエツチング工程やプラズマCVD工程でゲート
電極28にイオンや電子の衝撃を受は電荷がゲート絶縁
膜と半導体基板界面に蓄積しやすい、この電荷によりM
ISトランジスタの重要なパラメータである閾値電圧が
変化して工程管理ができなくなる。この閾値電圧の変化
を防ぐために第3図の様にゲート電極28を該MISI
−ランジスタ領域以外の分離した拡散層33および34
に接続して半導体基板側に電荷を逃がす、つまりこの場
合はゲート電極端子14と基板電極端子の間にPN接合
ダイオード31および32が入り該M工Sトランジスタ
がエンハンスメント型の時は閾値電圧が測定できるがデ
プレッション型の時はPN接合ダイオード31および3
2が順方向バイアスとなりゲート電極から基板へ電流が
流れて閾値電圧が測定できなくなるという問題点を有す
る。
本発明はこれらの様な従来の方法によると製造工程中に
発生する電荷による影響で閾値電圧が変化するあるいは
デプレッション型MISトランジスタの閾値電圧が測定
できないといった欠点を取り除き、電荷の影響を受けな
いエンハンスメント型もデプレッション型も同時に特性
測定ができかつ半導体基板上の占有面積が小さい半導体
集積回路の製造工程の管理性なう目的で設ける半導体装
置を提供することを目的とする。
[ff!朋を解決するための手段] 本発明の半導体装置は前述の課題を解決するためM工S
トランジスタのソース電極、ドレイン電極、ゲート電極
、基板電極より端子を引き出した半導体装置において、
ゲート電極と基板電極の間に順方向電極の流れる方向が
互いに逆の2つ以上のPN接合ダイオードを入れて両電
極間を接続したことを特徴とする。更に該半導体装置の
半導体基板上の占有面積を小さくするために複数のMI
Sトランジスタにおいて、ソース電極、ドレイン電極、
ゲート電極、基板電極のうち同種の電極をゲート電極を
含む少なくとも1種類以上の同種の電極を接続し共通端
子として取り出したことを特徴とする。
〔作 用〕
第1図(a)の場合のPチャネルエンハンスメント型M
OS)ランジスタ19の閾値電圧を測定する時はソース
電極端子15と基板電極端子16を接続して接地し、ド
レイン電極端子17とゲート電極端子14を接続して負
電圧を印加して電流を測定する。この時PN接合ダイオ
ード21は順方向バイアスとなるがPN接合ダイオード
22が逆方向バイアスとなるためにゲート電極端子】4
と基板電極端子16の間にはほとんど電流は流れない。
Pチャネルラブ1ノツシヨン型Mo5t−ランンスタ2
0の場合(′iミド1ツイン電端子18とゲート電極端
子14を接緒して正電圧を印加するがPN接合ダイオー
ド21が逆方向バイアスとなるためグーl−電極端子1
4と基板電極端子16間にはほとんど電流は流れない。
またこの2つのPN接合ダイオードは製造工程中で形成
された段階以降で、ドライエツチング工程やプラズマC
VD工程中にイオンや電子の衝撃を受しづて電極にたま
る電荷をPN接合の空乏層中に貯えたり、その電荷を半
導体基板側へ逃がす動ぎをする、 第1図(d)のNチャネルエンハンスメント型M OS
 トランジスタ24とNチャネルアブ1ノツシヨン型M
 OS hランラスタ25のゲート電極端子14と基板
1に極端子16間にある2つのPN接合ダイオード26
.27も前述のPチャネルの場合と全く同一の働きをす
る。
[実 施 例] 本発明による半導体装置の構成をN型半導体基板を例と
して説明する。第1図(a)、(b)、(C)はPチャ
ネル型MO3I−ランジスタの場合でまずN型半導体基
板11に不純物濃度がI×101″cm″′3台のP型
拡散層12を形成する。このP型拡散層内部に不純物濃
度がI×101*c m −2台の濃いN型拡散層13
をN型基板の端子引き出しに用いる濃いN型拡散層23
と同時に形成する。これに加えてPチャネルエンハンス
メント型MO3)ランジスタ19とPチャネルアブ1ノ
ツシヨン型M OS hランジスタ20を作成しこれら
のゲート電極28をN型拡散層13に接続する様にゲー
ト電極の材料であるりんドープポリシリコンを加工する
。更にアルミニウム配線でゲート電極28より端子を引
き出しゲート電極端子14を形成すると共に各トランジ
スタの拡散層および基板の濃いN型拡歓M23より端子
を引き出しソース電極端子15、ドレイン電極端子17
.18、基板電極端子16を形成する。2つのMOS1
−ランジスタのソース電極は接続して共通端子とする。
この様にしてゲート電極端子14と基板電極端子16間
に順方向電流の流れる方向が互いに逆の2つのPN接合
ダイオード2m 22が形成される、 第1図(d)、(e)、(f)はNチャネル型Mo5t
−ランジスタの場合でまずN型半導体基鈑11に不純物
濃度がI X 101″cm−”台のP型拡散層12を
形成するにのP型拡散層外部の分離した場所に不純物濃
度がI X 10 ”Cm−”台のP型拡散1!29を
P型拡散N12の基板としての端子引き出しに用いる濃
いP型拡数層30と同時に形成する7これに加えてP型
拡散層12内部にNチャネルエンハンスメント型MO5
)−ランジスタ24とNチャネルデプレッション型MO
Shランジスタ25を作成しこれらのゲート電極28を
濃いP型拡散層29に接続してグー1−電極材料である
りんドープポリシリコンを加工する。更にアルミニウム
配線でグー111極端子14を形成すると共に各1−ラ
ンジスタの拡散Nおよび基板としての濃いP型拡散層3
0より端子を引き出しソース電極端子15、ドレインW
極端子17.18、基板電極16を形成する。2つのM
 OS hランジスクのソース電極は接続して共)!l
端子とする。Pチャネル型の時と同様に順方向電流の流
れる方向が互いに逆の2つのPN接合ダイオード26.
27が形成される。
前述のMO5I−ランジスタの数は1つの場合でも適用
できまた3つ以上の場合でもゲート電極、ソース電極お
よび基板W棒を共通端子として取り出すことで適用でき
る。
P型半導体基板の場合にも前述の説明でPとNをすべて
入れ換えることにより同様な構成を実理できる。
[発明の効果] 本発明の半導体装置を半導体集積回路の製造の際の製造
工程の管理を行なう目的で設けるモニターとして用いれ
ば、製造工程中でゲート電極にたまる電荷の影響をほと
んどなくしてM工Sトランジスタの特性が測定できると
共にエンハンスメント型トランジスタとデプレッション
型トランジスタの特性もゲート電極の配線を共通にして
測定することができる。更にゲート電極、ソース電極、
基板電極の配線が共通端子として取り出せることから各
端子の面積が不用になり半導体基板上に占める面積が小
さ(なる、また相補型MOS集積回路製造工程において
も何ら付加する工程がなく所望の構成を実現できるので
より安価な集積回路を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の半導体装置の例でPチャネル型MO3
I−ランジスタを2つ並列に結線した時の回路図(a)
と平面図(b)と深さ方向の構造を示す断面図(C)お
よびNチャネル型トランジスタを2つ並列に結線した時
の回路図(d)と平面図(e)と深さ方向の構造を示す
断面図(f)。 第2図は従来の半導体装置の例でPチャネル型MOSト
ランジスタを2つ並列に結線した時の回路図(a)と平
面図(b)と深さ方向の構造を示す断面図(C)および
Nチャネル型トランジスタを2つ並列に結線した時の回
路図(d)と平面図(e)と深さ方向の構造を示す断面
図(f)。 第3図はもう一つの従来の半導体装置の例でPチャネル
型MOS)ランジスタを2つ並列に結線した時の回路図
(a)と平面図(b)と深さ方向の構造を示す断面図(
C)およびNチャネル型トランジスタを2つ並列に結線
した時の回路図(d)と平面図(e)と深さ方向の構造
を示す断面図(f)。 N型半導体基板 P型拡散層 濃いN型拡散層 ゲート電極端子 ソース電極端子 基板電極端子 ドレイン電極端子 ドレイン電極端子 Pチャネルエンハンスメント型MO Sトランジスタ 20・・・Pチャネルデプレッション型MOSトランジ
スタ PN接合ダイオード PN接合ダイオード 濃いN型拡散層 Nチャネルエンハンスメント型MO Sトランジスタ 25・・・Nチャネルデプレッション型MOSトランジ
スタ PN接合ダイオード PN接合ダイオード ゲート電極 濃いP型拡散層 濃いP型拡散層 PN接合ダイオード 26 ・ 27 ・ 2B ・ 29 ・ 30 ・ 3 l ・ 32 ・ 33 ・ 34 ・ ・・PN接合ダイオード ・濃いP型拡散層 ・・濃いN型拡散層 以 上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 鈴 木 喜三部(他1名)15゛/−
スミ植iム引 第 一 図 第 霞 第 ■ 図 第 第 回 篤

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板上に1つあるいは複数のMISトラン
    ジスタを形成し、該MISトランジスタのソース電極、
    ドレイン電極、ゲート電極、基板電極より端子を引き出
    した半導体装置において、ゲート電極と基板電極の間に
    順方向電流の流れる方向が互いに逆の2つ以上のPN接
    合ダイオードを入れて両電極間を接続したことを特徴と
    する半導体装置。
  2. (2)請求項1の複数のMISトランジスタにおいて、
    ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極、基板電極のう
    ち同種の電極をゲート電極を含む少なくとも1種類以上
    の同種の電極を接続し共通端子として取り出したことを
    特徴とする半導体装置。
JP14806590A 1990-06-06 1990-06-06 半導体装置 Pending JPH0442946A (ja)

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