JPH05129533A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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JPH05129533A
JPH05129533A JP31133191A JP31133191A JPH05129533A JP H05129533 A JPH05129533 A JP H05129533A JP 31133191 A JP31133191 A JP 31133191A JP 31133191 A JP31133191 A JP 31133191A JP H05129533 A JPH05129533 A JP H05129533A
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JP
Japan
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type
region
pmos
threshold voltage
conductivity type
Prior art date
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Pending
Application number
JP31133191A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazue Sato
和重 佐藤
Tokuo Watanabe
篤雄 渡辺
Masataka Minami
正隆 南
Takahiro Nagano
隆洋 長野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a semiconductor integrated circuit device wherein its high integration is achieved by shortening a gate length, its high speed is achieved by lowering a threshold voltage and its mass production is achieved simultaneously by forming a gate electrode composed of polysilicon of the same conductivity type without lowering the reliability of a MOS transistor. CONSTITUTION:In a PMOS region, a PMOS is constituted of the following on the surface of an N-well 4: a P-type source 16s and a P-type drain 16d; a P-type impurity layer (a threshold-voltage control layer) 10; a gate insulating film 11; and a gate electrode 12b composed of N-type polysilicon. In an NMOS region, an NMOS is constituted of the following on the surface of a P-well 5: an N-type source 15s and an N-type drain 15d; a P-type impurity layer (a threshold-voltage control layer) 9; the gate insulating film 11; and a gate electrode 12a composed of N-type polysilicon.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】 本発明は、半導体集積回路装置
に係り、特に、PMOSとNMOSとを相補的に接続し
たCMOSにバイポーラトランジスタ回路を組合せた、
いわゆるBiCMOSに好適な半導体集積回路装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a combination of a bipolar transistor circuit and a CMOS in which PMOS and NMOS are complementarily connected.
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device suitable for so-called BiCMOS.

【0002】[0002]

【従来の技術】 近年、半導体集積回路の更なる高集積
化、高速化、低消費電力化などを実現するために各種の
研究が進められている。MOSトランジスタ(以下、M
OSと略する)を含む集積回路に関しては、チャネル長
すなわちゲート長を短くすることによる高集積化、しき
い電圧を下げることによる高速化、低消費電力化、さら
にはPMOSおよびNMOSのゲート電極を同一導電型
のポリシリコンで形成することによる量産化の研究が進
められている。
2. Description of the Related Art In recent years, various studies have been conducted in order to realize higher integration, higher speed, lower power consumption and the like of semiconductor integrated circuits. MOS transistor (hereinafter M
For an integrated circuit including an abbreviated OS, high integration is achieved by shortening the channel length, that is, gate length, high speed is achieved by lowering the threshold voltage, low power consumption, and further, gate electrodes of PMOS and NMOS are provided. Research on mass production by forming the same conductivity type polysilicon is underway.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、ゲート長
を短くすることによる高集積化、しきい電圧を下げる
ことによる高速化、低消費電力化、およびゲート電極
を同一導電型ポリシリコンで形成することによる量産化
は、これらを同時に達成することが困難であった。以
下、その理由を詳細に説明する。
However, high integration by shortening the gate length, high speed by lowering the threshold voltage, low power consumption, and forming the gate electrode with the same conductivity type polysilicon. It has been difficult to achieve these in mass production at the same time. The reason will be described in detail below.

【0004】図18、19は、それぞれPMOSおよび
NMOSの、ゲート長としきい電圧との関係を示した図
である。
18 and 19 are diagrams showing the relationship between the gate length and the threshold voltage of PMOS and NMOS, respectively.

【0005】PMOSおよびNMOSのゲート電極を共
にN型ポリシリコンで形成すると、NMOS側では、図
19に示したように、ゲート長としきい電圧との関係を
比較的容易に設計範囲(図中、枠で囲った範囲:ゲート
長Lg=0.3±0.05μm、しきい電圧|Vth|=
0.4±0.1V)に収めることができる。
If both the gate electrodes of the PMOS and the NMOS are formed of N-type polysilicon, the relationship between the gate length and the threshold voltage on the NMOS side is relatively easy to design as shown in FIG. Area surrounded by a frame: gate length Lg = 0.3 ± 0.05 μm, threshold voltage | Vth | =
0.4 ± 0.1 V).

【0006】これに対してPMOS側では、ゲート絶縁
膜を介してN型ポリシリコンとNウエルとが対向する
[図20参照]構成となり、両者の仕事関数差が小さく
なる。この結果、図18に点線で示したように、ゲート
長に対するしきい電圧が設計範囲を高くはずれてしま
い、PMOSとNMOSのしきい電圧を一致させること
が難しい。
On the other hand, on the PMOS side, the N-type polysilicon and the N well are opposed to each other with the gate insulating film interposed therebetween (see FIG. 20), and the work function difference between the two becomes small. As a result, as shown by the dotted line in FIG. 18, the threshold voltage with respect to the gate length deviates from the designed range, and it is difficult to match the threshold voltages of the PMOS and NMOS.

【0007】そこで、PMOSとNMOSのしきい電圧
を一致させる手段として、図20に示したように、PM
OSのチャネル領域にしきい電圧制御層としてNウエル
と反対導電型のP型不純物層10をイオン注入により形
成する埋込チャネル構造が提案されている。埋込チャネ
ル構造を適用すれば、仕事関数差が大きくなるので、図
18に一点鎖線で示したように、PMOSのしきい電圧
が全体的に下がり、P型不純物層10の不純物濃度を適
宜に設定することにより、PMOSとNMOSのしきい
電圧を一致させることができるようになる。
Therefore, as a means for making the threshold voltages of the PMOS and the NMOS match, as shown in FIG.
A buried channel structure has been proposed in which a P-type impurity layer 10 having a conductivity type opposite to that of the N well is formed by ion implantation as a threshold voltage control layer in the OS channel region. If the buried channel structure is applied, the work function difference becomes large, so that the threshold voltage of the PMOS is entirely lowered and the impurity concentration of the P-type impurity layer 10 is appropriately adjusted as shown by the chain line in FIG. By setting it, it becomes possible to match the threshold voltages of the PMOS and the NMOS.

【0008】ところが、埋込チャネル構造を適用する
と、ゲート長が長い部分(>0.6μm)では、しきい
電圧がそのまま低めにシフトするものの、ゲート長が短
い部分では、しきい電圧が急速に低下(以下、短チャネ
ル効果と表現する)し、設計範囲を下回ってしまう。
However, when the buried channel structure is applied, the threshold voltage shifts to a lower level as it is in a portion having a long gate length (> 0.6 μm), but the threshold voltage rapidly increases in a portion having a short gate length. It falls (hereinafter referred to as the short channel effect) and falls below the design range.

【0009】これは、埋込チャネル構造ではゲート絶縁
膜下でのチャネル構造がP+ (ソース)−P(不純物層
10)−P+ (ドレイン)となり、埋込チャネル構造を
適用しない場合と比較して、ソース/ドレイン間のキャ
リアに対する電位障壁が低くなることにより、埋込チャ
ネル構造に特有の多数キャリアこぼれの現象(ソール、
ドレインより多数キャリアが拡散してくる現象)が生ず
るためである。
This is because in the buried channel structure, the channel structure under the gate insulating film is P + (source) -P (impurity layer 10) -P + (drain), which is compared with the case where the buried channel structure is not applied. As a result, the potential barrier against carriers between the source and the drain is lowered, so that the phenomenon of majority carrier spillage (sole,
This is because a phenomenon in which majority carriers diffuse from the drain) occurs.

【0010】このように、これまでは、チャネル長が短
く、かつしきい電圧が低いPMOSを実現することが困
難であったため、MOSトランジスタを含む集積回路に
おいて、ゲート長を短くすることによる高集積化、
しきい電圧を下げることによる高速化、低消費電力化、
およびゲート電極を同一導電型ポリシリコンで形成す
ることによる量産化を同時に達成することは困難であっ
た。
As described above, it has been difficult to realize a PMOS having a short channel length and a low threshold voltage. Therefore, in an integrated circuit including a MOS transistor, high integration by shortening the gate length is achieved. Becoming
Higher speed by lowering the threshold voltage, lower power consumption,
It was difficult to achieve mass production by forming the gate electrode with the same conductivity type polysilicon at the same time.

【0011】一方、最近では、PMOSとNMOSとを
相補的に接続したCMOS回路に、NPNトランジスタ
(以下、単にNPNと略する)やPNPトランジスタ
(以下、単にPNPと略する)といったバイポーラトラ
ンジスタを組合せた、いわゆるBiCMOS回路が研究
されている。そして、上記した問題は、このBiCMO
S回路において特に顕著であった。以下、その理由を詳
細に説明する。
On the other hand, recently, a bipolar transistor such as an NPN transistor (hereinafter simply referred to as NPN) or a PNP transistor (hereinafter simply referred to as PNP) is combined with a CMOS circuit in which a PMOS and an NMOS are connected in a complementary manner. Also, so-called BiCMOS circuits have been studied. And the problem mentioned above is this BiCMO
It was particularly remarkable in the S circuit. The reason will be described in detail below.

【0012】BiCMOSに関しては、例えば図21に
示した構造が、1986年アイ・ディー・イー・エムの
テクニカル・ダイジェスト第408〜411頁(1986 IE
DM,TECHNICAL DIGEST,PP408-411) に記載されている。
Regarding the BiCMOS, for example, the structure shown in FIG. 21 is the technical digest of 1986 IDM in 1986, pages 408 to 411 (1986 IE).
DM, TECHNICAL DIGEST, PP408-411).

【0013】同図において、NPN領域では、P型基板
1上に高濃度のN+ 型埋込層2a、浅いNウエル4aが
積層され、Nウエル4aをコレクタ、P層17をベー
ス、N層19をエミッタとするNPNが形成されてい
る。
In the figure, in the NPN region, a high-concentration N + type buried layer 2a and a shallow N well 4a are stacked on the P type substrate 1, the N well 4a is the collector, the P layer 17 is the base, and the N layer is the N layer. An NPN having 19 as an emitter is formed.

【0014】PMOS領域では、P型基板1上に高濃度
のN+ 型埋込層2b、浅いNウエル4bが積層され、N
ウエル4bの表面をチャネル、P+ 層16をソース/ド
レインとするPMOSが形成されている。
In the PMOS region, a high concentration N + type buried layer 2b and a shallow N well 4b are stacked on the P type substrate 1,
A PMOS is formed in which the surface of the well 4b serves as a channel and the P + layer 16 serves as a source / drain.

【0015】NMOS領域では、P型基板1上にP型埋
込層3、浅いPウエル5が形成され、Pウエル5の表面
をチャネル、N+ 層15をソース/ドレインとするNM
OSが形成されている。
In the NMOS region, the P-type buried layer 3 and the shallow P-well 5 are formed on the P-type substrate 1, the surface of the P-well 5 is a channel, and the N + layer 15 is a source / drain NM.
OS is formed.

【0016】図22(a),(b) は、PMOS、NMOSの
チャネル表面から基板直前にいたるウエルの深さ方向の
不純物濃度分布を示した図であり、特に、実線は前記図
21に示したようなBiCMOS素子のMOS領域にお
ける分布を示し、一点鎖線は、MOSのみで構成されて
バイポーラトランジスタを含まない素子(以下、CMO
Sと表現する)における分布を示している。
22 (a) and 22 (b) are diagrams showing the impurity concentration distribution in the depth direction of the well from the channel surface of the PMOS / NMOS to immediately before the substrate. In particular, the solid line is shown in FIG. The distribution of the BiCMOS device in the MOS region as described above is shown, and the alternate long and short dash line represents a device that is composed of only MOS and does not include a bipolar transistor (hereinafter, referred to as CMO
(Expressed as S).

【0017】CMOSでは、前記図20に示したよう
に、基板上にウエルが形成され、ウエル表面に素子が形
成されるので、PMOS領域のウエル濃度は深さにかか
わらず一定であった。
In the CMOS, as shown in FIG. 20, since the well is formed on the substrate and the element is formed on the surface of the well, the well concentration in the PMOS region is constant regardless of the depth.

【0018】これに対してBiCMOSでは、バイポー
ラの高速動作を実現するため、前記図21に示したよう
に、Nウエル(4b)と基板(1)との間に高濃度のN
+ 埋込層(2b)が形成され、Nウエル(4b)および
+ 埋込層(2b)が実際のウエルとして機能する。
On the other hand, in the BiCMOS, in order to realize a high-speed bipolar operation, as shown in FIG. 21, there is a high concentration of N between the N well (4b) and the substrate (1).
The + buried layer (2b) is formed, and the N well (4b) and the N + buried layer (2b) function as actual wells.

【0019】したがって、BiCMOSのPMOS領域
では、ウエルを形成後に熱処理を加えると埋込層2b内
の不純物がNウエル4b内にわきだすため十分な熱処理
を施すことができず、PMOS領域、NMOS領域のチ
ャネル部分(X1,Y1 )から基板直前(X2,Y2 )まで
のウエル濃度は、それぞれ図示したような傾斜を有する
分布を示し、BiCMOSのNMOS及びPMOS領域
の表面付近の不純物濃度は、CMOSのNMOS及びP
MOS領域のそれよりも高くなっていた。
Therefore, in the PMOS region of BiCMOS, if the heat treatment is applied after the well is formed, the impurities in the buried layer 2b are exposed into the N well 4b, so that the heat treatment cannot be sufficiently performed, and the PMOS region and the NMOS region are not formed. The well concentration from the channel portion (X1, Y1) to the substrate (X2, Y2) immediately before the substrate shows a distribution having a slope as shown in the figure, and the impurity concentration near the surface of the NMOS and PMOS regions of BiCMOS is NMOS and P
It was higher than that of the MOS region.

【0020】この結果、BiCMOSのPMOSのしき
い電圧は、CMOSのPMOSのしきい電圧と比較して
高くなる傾向にあるので、BiCMOSにおいてPMO
SおよびNMOSのしきい電圧を一致させることは更に
困難であった。
As a result, the threshold voltage of the PMOS of BiCMOS tends to be higher than the threshold voltage of the PMOS of CMOS, so that the PMO of BiCMOS is increased.
It was more difficult to match the threshold voltage of S and NMOS.

【0021】PMOSのしきい電圧を下げる一つの手段
として、ゲート絶縁膜の薄膜化があり、例えば、199
0年アイ・イー・ディー・エム・のテクニカル・ダイジ
ェスト493 ページから496 ページ(1990,IEDM,TECHNICAL
DIGEST,PP493-496)に記載された従来例では、ゲート酸
化膜を3.5nmの薄膜とし、ソース/ドレインの接合
深さを浅接合化することにより、ゲート長0.25μm
以下の微細CMOSを実現している。
As one means for lowering the threshold voltage of PMOS, there is thinning of the gate insulating film. For example, 199
Year 0 IE DM Technical Digest page 493 to page 496 (1990, IEDM, TECHNICAL
In the conventional example described in DIGEST, PP493-496), the gate oxide film is a thin film of 3.5 nm, and the source / drain junction depth is made shallow so that the gate length is 0.25 μm.
The following fine CMOS is realized.

【0022】ところが、ゲート酸化膜の膜厚を3.5n
m程度とすると、MOSトランジスタの信頼性の点から
ゲートに印加される電圧が2V程度に制限されるので、
利用範囲が限定されると共に、動作速度が低下するとい
った問題が生じる。
However, the thickness of the gate oxide film is 3.5n.
If it is set to about m, the voltage applied to the gate is limited to about 2 V from the viewpoint of reliability of the MOS transistor.
There is a problem that the use range is limited and the operation speed is reduced.

【0023】また、前記埋込チャネルを適用してPMO
Sのしきい電圧を下げようとすると、BiCMOSで
は、PMOS領域の表面付近の不純物濃度がCMOSの
PMOS領域のそれに比べて高くなるので、埋込チャネ
ル(不純物層10;図20参照)の不純物濃度をさらに
高くしなければならない。この結果、ゲート長が短い
(<0.6μm)領域でのしきい電圧の落ち込みがさら
に急峻になってしまい、短チャネル効果を抑えつつPM
OSおよびNMOSのしきい電圧を一致させることが更
に困難になるという問題があった。
In addition, the embedded channel is applied to the PMO.
When the threshold voltage of S is lowered, the impurity concentration near the surface of the PMOS region in BiCMOS becomes higher than that in the PMOS region of CMOS, so that the impurity concentration of the buried channel (impurity layer 10; see FIG. 20) is increased. Must be higher. As a result, the threshold voltage drop becomes steeper in the region where the gate length is short (<0.6 μm), and PM is suppressed while suppressing the short channel effect.
There is a problem that it becomes more difficult to match the threshold voltages of the OS and the NMOS.

【0024】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解決し、MOSトランジスタの信頼性を低下させる
ことなく、ゲート長を短くすることによる高集積化、
しきい電圧を下げることによる高速化、およびゲー
ト電極を同一導電型ポリシリコンで形成することによる
量産化を同時に達成した半導体集積回路装置を提供する
ことにある。
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to achieve high integration by shortening the gate length without lowering the reliability of the MOS transistor.
It is an object of the present invention to provide a semiconductor integrated circuit device that simultaneously achieves high speed by lowering a threshold voltage and mass production by forming a gate electrode of the same conductivity type polysilicon.

【0025】さらに具体的にいえば、しきい電圧の絶対
値が0.5V以下、駆動電圧3.3V前後で、ゲート長
が0.5μm以下の微細CMOSを含むBiCMOS構
造の半導体集積回路装置を提供することにある。
More specifically, a semiconductor integrated circuit device having a BiCMOS structure including a fine CMOS having an absolute value of a threshold voltage of 0.5 V or less, a driving voltage of about 3.3 V and a gate length of 0.5 μm or less. To provide.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明では、第1導電型半導体から成るソース
領域およびドレイン領域、ならびに第2導電型半導体か
ら成るゲート電極を有し、チャネル部分に第1導電型半
導体しきい電圧制御層を有する第1のMOSトランジス
タと、第2導電型半導体から成るソース領域およびドレ
イン領域、ならびに第2導電型半導体から成るゲート電
極を有する第2のMOSトランジスタとを同一基板上に
有する半導体集積回路装置において、第1のMOSトラ
ンジスタのチャネル領域には、その一部がチャネル表面
に露出し、ソース領域、しきい電圧制御層、およびドレ
イン領域の少なくとも1つと接合を形成する第2導電型
半導体領域を設けた点に特徴がある。
In order to achieve the above object, the present invention has a channel having a source region and a drain region made of a first conductivity type semiconductor and a gate electrode made of a second conductivity type semiconductor. A first MOS transistor having a first conductivity type semiconductor threshold voltage control layer in a portion thereof, a source region and a drain region made of a second conductivity type semiconductor, and a second MOS having a gate electrode made of a second conductivity type semiconductor. In a semiconductor integrated circuit device having a transistor on the same substrate, a part of a channel region of a first MOS transistor is exposed on a channel surface, and at least one of a source region, a threshold voltage control layer, and a drain region is formed. It is characterized in that a second conductivity type semiconductor region which forms a junction with the contact is provided.

【0027】[0027]

【作用】上記した構成によれば、ゲート酸化膜下のチャ
ネル部分に形成される接合がキャリアに対して電位障壁
として作用する(多数キャリアこぼれの現象を抑える)
ので、第1のMOSトランジスタのしきい値の低下が抑
制され、ゲート長を短くすることによる高集積化、
しきい電圧を下げることによる高速化、およびゲート
電極を同一導電型ポリシリコンで形成することによる量
産化が同時に達成されるようになる。
According to the above structure, the junction formed in the channel portion under the gate oxide film acts as a potential barrier for carriers (suppresses the phenomenon of majority carrier spill).
Therefore, lowering of the threshold value of the first MOS transistor is suppressed, and high integration is achieved by shortening the gate length.
Higher speed by lowering the threshold voltage and mass production by forming the gate electrode with the same conductivity type polysilicon can be achieved at the same time.

【0028】[0028]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0029】図1は、本発明の一実施例であるBiCM
OS素子の断面図、図2は図1のPMOS領域の拡大断
面図、図3はPMOS領域のチャネル方向Z1−Z2 の
不純物濃度分布を示した図であり、前記と同一の符号は
同一または同等部分を表している。
FIG. 1 is a BiCM which is an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of the OS element, FIG. 2 is an enlarged sectional view of the PMOS region of FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing an impurity concentration distribution of the PMOS region in the channel direction Z1-Z2. It represents a part.

【0030】P基板1のNPN領域およびPMOS領域
にはN+ 埋込層2が形成され、NMOS領域にはP埋込
層3が形成されている。N+埋込層2上にはNウエル4
が形成され、P埋込層3上にはPウエル5が形成されて
いる。
An N + buried layer 2 is formed in the NPN region and the PMOS region of the P substrate 1, and a P buried layer 3 is formed in the NMOS region. N well 4 on N + buried layer 2
And a P well 5 is formed on the P buried layer 3.

【0031】Nウエル4表面の、フィールド酸化膜7で
仕切られたNPN領域には、P型ベース層17、P型外
部ベース層18、およびN型エミッタ層19が形成さ
れ、Nウエル4をコレクタとするNPNバイポーラトラ
ンジスタが構成されている。
A P-type base layer 17, a P-type external base layer 18, and an N-type emitter layer 19 are formed in the NPN region on the surface of the N well 4 which is partitioned by the field oxide film 7, and the N well 4 is collected. And an NPN bipolar transistor is constructed.

【0032】PMOS領域では、Nウエル4表面にP型
ソース/ドレイン16s、16d、P型不純物層(しき
い電圧制御層)10、ゲート絶縁膜11、およびN型ポ
リシリコンから成るゲート電極12によってPMOSが
構成され、NMOS領域では、Pウエル5表面にN型ソ
ース/ドレイン15s、15d、P型不純物層9、ゲー
ト絶縁膜11、およびN型ポリシリコンから成るゲート
電極12によってNMOSが構成されている。
In the PMOS region, P type source / drains 16s and 16d, a P type impurity layer (threshold voltage control layer) 10, a gate insulating film 11 and a gate electrode 12 made of N type polysilicon are formed on the surface of the N well 4. In the NMOS region, the N-type source / drain 15s, 15d, the P-type impurity layer 9, the gate insulating film 11, and the gate electrode 12 made of N-type polysilicon form the NMOS in the NMOS region. There is.

【0033】N型ソース/ドレイン層15s、15d、
P型ソース/ドレイン層16s、16d、P型外部ベー
ス層18、N型エミッタ層19、およびN+ 引上層8の
露出表面には、酸化膜20の開口部において電極21が
接続されている。
N-type source / drain layers 15s, 15d,
An electrode 21 is connected to the exposed surface of the P-type source / drain layers 16s and 16d, the P-type external base layer 18, the N-type emitter layer 19 and the N + pull-up layer 8 at the opening of the oxide film 20.

【0034】本実施例でも、高性能のバイポーラトラン
ジスタを実現するために高濃度のN + 型埋込層2をコレ
クタとして利用しており、PMOSのウエルは浅いNウ
エル4とN+ 型埋込層2との積層構造となり、NMOS
のウエルは浅いpウエル5とp型埋込層3との積層構造
となっている。この結果、前記図22に関して説明した
ように、浅いNウエル4とPウエル5は、基板表面の不
純物濃度が高い傾斜型となっている。
Also in this embodiment, a high performance bipolar transistor is used.
High concentration N to realize the transistor +Mold embedding layer 2
The PMOS well has a shallow N
L4 and N+It has a layered structure with the type buried layer 2 and is an NMOS.
Is a shallow p-well 5 and p-type buried layer 3 having a laminated structure
Has become. As a result, the explanation with reference to FIG.
The shallow N well 4 and P well 5 are
It is an inclined type with a high concentration of pure substances.

【0035】しかしながら、本実施例ではPMOSのゲ
ート酸化膜11下のチャネル部に、P型ソース/ドレイ
ン層16s、16dおよびP型不純物層10と接合を形
成するN型半導体領域13s、13dが形成されてい
る。
However, in this embodiment, N-type semiconductor regions 13s and 13d for forming a junction with the P-type source / drain layers 16s and 16d and the P-type impurity layer 10 are formed in the channel portion under the gate oxide film 11 of the PMOS. Has been done.

【0036】この接合は、ソース側からドレイン側へ移
動するキャリアに対して電位障壁として作用するので、
多数キャリアこぼれの現象が抑えられ、図18に実線で
示したように、ゲート酸化膜が厚い場合でも、ゲート長
が短いところでのしきい電圧の急激な低下が抑制され
る。
Since this junction acts as a potential barrier for carriers moving from the source side to the drain side,
The phenomenon of majority carrier spillage is suppressed, and as shown by the solid line in FIG. 18, even if the gate oxide film is thick, a sharp drop in the threshold voltage at a short gate length is suppressed.

【0037】また、N型領域13を設けたことにより、
しきい電圧制御のためのP型不純物層10の不純物濃度
を自由に高くできるので、NMOSのしきい電圧と合わ
せることができる。
Since the N-type region 13 is provided,
Since the impurity concentration of the P-type impurity layer 10 for controlling the threshold voltage can be freely increased, it can be matched with the threshold voltage of the NMOS.

【0038】この結果、本実施例によれば、電圧3.3
Vでも、NMOSとPMOSのゲート電極の導電型が同
一でしきい電圧の絶対値が0.5V以下の、微細CMO
Sとバイポーラトランジスタとを共存させたBiCMO
S構造を提供することができる。
As a result, according to the present embodiment, the voltage 3.3.
Even with V, a fine CMO in which the conductivity types of the gate electrodes of the NMOS and PMOS are the same and the absolute value of the threshold voltage is 0.5 V or less.
BiCMO in which S and bipolar transistors coexist
An S structure can be provided.

【0039】図2において、符号a、bはそれぞれN型
領域13の幅と深さである。幅a、深さbを大きくする
としきい電圧も高くなるため、短チャネル効果が抑えら
れる範囲で、幅a、深さbを狭く浅くするのが望まし
い。また、チャネル方向Z1 −Z2 の不純物濃度分布
は、図3に示したように、P+ −N−P−N−P+ とな
る。N型領域13の不純物濃度については、濃度が高く
なると短チャネル効果は改善されるが、しきい電圧も高
くなるのでP型不純物層10より少し高めの濃度に設定
することが望ましい。
In FIG. 2, symbols a and b are the width and depth of the N-type region 13, respectively. Since the threshold voltage increases as the width a and the depth b increase, it is desirable that the width a and the depth b be narrow and shallow within a range in which the short channel effect can be suppressed. Further, the impurity concentration distribution in the channel direction Z1 -Z2 is P + -N-P-N-P + , as shown in FIG. Regarding the impurity concentration of the N-type region 13, the higher the concentration is, the more the short channel effect is improved, but the threshold voltage also becomes higher. Therefore, it is desirable to set the impurity concentration to a little higher than that of the P-type impurity layer 10.

【0040】図4ないし図6は、本実施例の製造方法を
示した断面図である。 (a) 比抵抗10Ωcm程度のP型シリコン基板1の主表面
のうち、NMOS領域にはP型埋込層3、PMOS領域
およびNPN領域には高濃度のN+ 型埋込層2を形成す
る。 (b) 前記P基板1上に、既存のエピタキシャル技術によ
りN型エピタキシャル層を形成した後、イオン注入技術
を用いて不純物濃度が1017cm3 前後のNウエル4、P
ウエル5を、それぞれN+ 型埋込層2、P型埋込層3の
上に形成する。 (c) 個々のデバイスを電気的に分離するため、公知の選
択酸化法によりフィールド酸化膜7を300〜500n
mの膜厚で形成する。このとき、Nチャネル寄生MOS
の動作を防ぐため、高濃度のP型領域6が形成される。
次いで、NPNのN+ 埋込層2と接続されるN型引上層
8をフォトリソグラフィ技術とイオン注入技術を用いて
形成する。
4 to 6 are sectional views showing the manufacturing method of this embodiment. (a) A P-type buried layer 3 is formed in the NMOS region and a high-concentration N + -type buried layer 2 is formed in the PMOS region and the NPN region of the main surface of the P-type silicon substrate 1 having a specific resistance of about 10 Ωcm. .. (b) After the N-type epitaxial layer is formed on the P substrate 1 by the existing epitaxial technique, the N well 4 and P having the impurity concentration of about 10 17 cm 3 are formed by the ion implantation technique.
Wells 5 are formed on the N + type buried layer 2 and the P type buried layer 3, respectively. (c) In order to electrically separate individual devices, a field oxide film 7 of 300 to 500 n is formed by a known selective oxidation method.
It is formed with a film thickness of m. At this time, N-channel parasitic MOS
In order to prevent the above operation, the high concentration P-type region 6 is formed.
Next, the N-type pull-up layer 8 connected to the N + buried layer 2 of NPN is formed by using the photolithography technique and the ion implantation technique.

【0041】次いで、公知のフォトリソグラフィ技術に
より、NMOS領域のPウエル5の表面に、P型の不純
物であるボロンを1011〜1013cm2 程度注入し、NM
OSのしきい電圧を制御するためのP型不純物層9を形
成する。
Then, by a well-known photolithography technique, about 10 11 to 10 13 cm 2 of boron, which is a P-type impurity, is implanted into the surface of the P well 5 in the NMOS region, and NM is implanted.
A P-type impurity layer 9 for controlling the threshold voltage of OS is formed.

【0042】同様に、PMOS領域のNウエル4の表面
にボロンを1011〜1013cm2 程度注入し、PMOSの
しきい電圧を制御するためのP型不純物層10を形成す
る。
Similarly, boron is implanted into the surface of the N well 4 in the PMOS region to about 10 11 to 10 13 cm 2 to form the P-type impurity layer 10 for controlling the threshold voltage of the PMOS.

【0043】本実施例では、Nウエル4を高濃度とする
必要がないので、P型不純物層9とP型不純物層10は
共通化することが可能である。 (d) Nウエル4及びPウエル5の表面に、膜厚9nm程
度のゲート酸化膜11を形成し、その上に、リンが添加
された多結晶シリコン膜12を50〜200nmの膜厚
で堆積する。 (e) フォトリソグラフィ技術及び従来のドライエッチン
グ技術を使って所望のゲート寸法に多結晶シリコン膜1
2を加工してゲート電極12a、12bを得る。 (f) フォトリソグラフィ技術により、PMOS領域にN
型不純物であるリンあるいはヒソをイオン注入技術を使
って基板表面に浅く1012〜1014cm2 程度注入してN
型領域13s、13dを形成する。なお、PMOSがL
DD構造の場合には、N型領域13s、13dを斜めイ
オン注入技術により形成することが望ましい。 (g) フォトリソグラフィ技術を使って、NMOS領域に
リンをイオン注入技術を使って1013〜1014cm2 程度
注入してN型領域14を形成する。このN型領域14は
ドレイン近傍の電界を弱め、ホットキャリアの発生を低
減させる。
In this embodiment, since it is not necessary to make the N well 4 have a high concentration, the P-type impurity layer 9 and the P-type impurity layer 10 can be shared. (d) A gate oxide film 11 having a film thickness of about 9 nm is formed on the surfaces of the N well 4 and the P well 5, and a polycrystalline silicon film 12 containing phosphorus is deposited thereon with a film thickness of 50 to 200 nm. To do. (e) A polycrystalline silicon film 1 having a desired gate size is formed by using photolithography technology and conventional dry etching technology.
2 is processed to obtain gate electrodes 12a and 12b. (f) By photolithography technology, N
-Type impurities such as phosphorus or helium are shallowly implanted to the substrate surface by an ion implantation technique to a depth of about 10 12 to 10 14 cm 2 and N
The mold regions 13s and 13d are formed. The PMOS is L
In the case of the DD structure, it is desirable to form the N-type regions 13s and 13d by the oblique ion implantation technique. (g) Using photolithography, phosphorus is implanted into the NMOS region by ion implantation to about 10 13 to 10 14 cm 2 to form the N-type region 14. The N-type region 14 weakens the electric field in the vicinity of the drain and reduces the generation of hot carriers.

【0044】次いで、既存のCMOSプロセス技術を進
め、N+ 型ソース15s、N+ 型ドレイン15d、P+
型ソース16s、P+ 型ドレイン16d、P+ 外部ベー
ス18、Pベース領域17を形成する。 (h) NPNのエミッタを形成するため絶縁膜23を設け
てエミッタ部を開口し、多結晶シリコン膜を堆積した
後、イオン注入技術を使ってヒソを1015〜1016cm2
程度を注入し、熱処理してN+ 型化する。このとき、N
+ エミッタ領域19も同時に形成される。次に、多結晶
シリコン膜を加工してエミッタ電極38を得る。
Next, the existing CMOS process technology is advanced to N + type source 15s, N + type drain 15d, P +
A type source 16s, a P + type drain 16d, a P + external base 18 and a P base region 17 are formed. (h) with an insulating film 23 for forming the NPN emitter is provided to open the emitter section, after depositing a polycrystalline silicon film, 10 15 arsenic using an ion implantation technique to 10 16 cm 2
Inject a certain amount and heat-treat to make it N + type. At this time, N
The + emitter region 19 is also formed at the same time. Next, the polycrystalline silicon film is processed to obtain the emitter electrode 38.

【0045】次いで、300〜1000nmの層間絶縁
膜20を設け、フォトリソグラフィ技術により金属配線
とコンタクトしたい部分のレジストを開口し、ドライエ
ッチング技術により層間絶縁膜20を開口する。最後
に、金属配線膜を500〜1500nm程度蒸着し、フ
ォトリソグラフィ技術により金属配線膜を残したいとこ
ろにレジストを残し、ドライエッチング技術により金属
配線膜を加工し金属電極21を得る[図1]。
Next, an interlayer insulating film 20 having a thickness of 300 to 1000 nm is provided, the resist in the portion to be contacted with the metal wiring is opened by the photolithography technique, and the interlayer insulating film 20 is opened by the dry etching technique. Finally, a metal wiring film is evaporated to a thickness of about 500 to 1500 nm, a resist is left where the metal wiring film is to be left by a photolithography technique, and the metal wiring film is processed by a dry etching technique to obtain a metal electrode 21 [FIG. 1].

【0046】なお、上記した実施例では、N型領域13
s、13dがP型不純物層10よりも深い位置まで形成
されるものとして説明したが、図23に示したように、
N型領域13s、13dをP型不純物層10内に形成
し、P+ 型ソース16s、ドレイン16dとP型不純物
層10との一部が直接接続されるようにしても良い。
In the above embodiment, the N-type region 13 is used.
Although it has been described that s and 13d are formed to a position deeper than the P-type impurity layer 10, as shown in FIG.
The N-type regions 13s and 13d may be formed in the P-type impurity layer 10 so that the P + -type source 16s, the drain 16d and a part of the P-type impurity layer 10 are directly connected.

【0047】図7は、図1に断面構造を示したBiCM
OSデバイスを2NANDのBiCMOSゲート回路に
適用した実施例の回路図である。このゲート回路は、C
MOSのゲート回路に比べてゲート回路にかかる負荷が
大きいときに高速に動作することができる。
FIG. 7 is a BiCM whose sectional structure is shown in FIG.
It is a circuit diagram of an example which applied an OS device to a 2NAND BiCMOS gate circuit. This gate circuit is C
It can operate at high speed when the load applied to the gate circuit is larger than that of the MOS gate circuit.

【0048】図8は、図3に示したゲート回路の平面図
の概略を示す。本実施例では、NMOSおよびPMOS
のゲート電極12を同じ導電型で同じゲート長とするこ
とができるので、NMOS、PMOS、およびNPNを
図示したように配置すれば、ゲート回路のレイアウトを
高密度にすることができる。
FIG. 8 shows a schematic plan view of the gate circuit shown in FIG. In this embodiment, NMOS and PMOS
Since the gate electrodes 12 can have the same conductivity type and the same gate length, the layout of the gate circuit can be increased by arranging the NMOS, the PMOS, and the NPN as illustrated.

【0049】図9ないし図13は、本発明を適用したP
MOSの他の実施例の断面構造であり、前記と同一の符
号は同一または同等部分を表している。
9 to 13 show P to which the present invention is applied.
It is a cross-sectional structure of another embodiment of the MOS, and the same symbols as those used above represent the same or equivalent portions.

【0050】図9、10に示した実施例では、チャネル
方向の構造がソース側よりP+ (16s)−N(13)
−P(10)−P+ (16d)となっている。ソース/
ドレイン16s、16dが非対称であるため、ゲート回
路等には適用しにくいが、図1に示した実施例と比べて
ドレイン電流が多く、短チャネル効果を抑制する作用は
変わらない。なお、図11ないし図13に示した実施例
によっても、前記と同等の効果が達成される。
In the embodiment shown in FIGS. 9 and 10, the structure in the channel direction is P + (16s) -N (13) from the source side.
It becomes -P (10) -P + (16d). Source/
Since the drains 16s and 16d are asymmetrical, it is difficult to apply it to a gate circuit or the like, but the drain current is larger than that of the embodiment shown in FIG. 1 and the action of suppressing the short channel effect remains the same. It should be noted that the same effects as the above can be achieved by the embodiments shown in FIGS. 11 to 13.

【0051】なお、上記した各実施例では、ゲート電極
がN+ 型である場合を説明したが、ゲート電極がP+
の場合にはNMOSが埋込チャネル型となり、PMOS
と同様にしてNMOSのチャネル領域にN型不純物層を
設ければよい。
In each of the above embodiments, the case where the gate electrode is the N + type has been described. However, when the gate electrode is the P + type, the NMOS is the buried channel type and the PMOS is the PMOS.
Similarly to the above, an N-type impurity layer may be provided in the channel region of the NMOS.

【0052】また、上記した実施例ではBiCMOSを
対象に説明したが、本発明はこれのみに限定されず、M
OSトランジスタのみが形成されるCMOSデバイスに
適用しても同等の効果が達成される。
In the above-mentioned embodiment, the BiCMOS is explained, but the present invention is not limited to this.
Even when applied to a CMOS device in which only OS transistors are formed, the same effect can be achieved.

【0053】図14は、PNPおよびNPNを備えたB
iCMOSの断面図、図15は、このデバイス構造を適
用したゲート回路の一例であり、前記と同一の符号は同
一または同等部分を表している。
FIG. 14 shows a B with PNP and NPN.
FIG. 15 is a sectional view of an iCMOS, showing an example of a gate circuit to which this device structure is applied, and the same reference numerals as those used above denote the same or equivalent portions.

【0054】本実施例によれば、前記と同様にして短チ
ャネル効果が抑制されるので、印加電圧3.3V近くで
高速に動作することができる。
According to this embodiment, since the short channel effect is suppressed in the same manner as described above, it is possible to operate at a high speed at an applied voltage of around 3.3V.

【0055】図16は本発明を適用したマイクロプロセ
ッサの構成を示した図である。
FIG. 16 is a diagram showing the configuration of a microprocessor to which the present invention is applied.

【0056】マイクロプロセッサは、周知のように、命
令受取用のCキャシュメモリ401、デコーダ部40
4、デコーダ部の出力信号にもとずいて演算処理を実行
して出力するデータ・ストラクチャ・マクロセル(DS
マクロセル)405、演算結果を格納するDキャシュメ
モリ402、演算後の次の命令をキャシュメモリ401
から読みだすためのアドレスを指定するコード・トラン
スレイション・ルック・アサイド・バッファ(C−TL
B)403b、演算結果の論理アドレスをDキャッシュ
の物理アドレスに変換してデータ格納アドレスを指定す
るD−TLB403aによって構成されている。
As is well known, the microprocessor has a C cache memory 401 for receiving instructions and a decoder section 40.
4. The data structure macrocell (DS which executes and outputs arithmetic processing based on the output signal of the decoder section
Macro cell) 405, D cache memory 402 for storing the operation result, and cache memory 401 for the next instruction after the operation.
Code translation lookaside buffer (C-TL) that specifies the address to read from
B) 403b, which is composed of a D-TLB 403a for converting the logical address of the operation result into the physical address of the D cache and designating the data storage address.

【0057】近年のマイクロプロセッサでは、メモリセ
ル以外の演算を実行する部分にはCMOSあるいはBi
CMOS論理ゲート回路が用いられているので、該当部
分に本発明のデバイス構造を使った前記のBiCMOS
論理ゲート回路等を適用すれば、高速に動作するプロセ
ッサを実現できる。
In a recent microprocessor, CMOS or Bi is used for a portion other than a memory cell that executes an operation.
Since the CMOS logic gate circuit is used, the BiCMOS using the device structure of the present invention in the corresponding portion.
A high-speed processor can be realized by applying a logic gate circuit or the like.

【0058】図17は本発明のデバイス構造を使った論
理ゲート回路を適用したSRAMの一実施例の構成図で
ある。
FIG. 17 is a block diagram of an embodiment of an SRAM to which a logic gate circuit using the device structure of the present invention is applied.

【0059】SRAMはアドレス信号を入力する入力パ
ッド901、アドレス信号を受け入れる入力バッファ9
02、入力バッファからの信号にもとずいてアドレスを
選択するデコーダ部903、固有のアドレスを有して情
報を保持するメモリセル904、メモリセルの情報を増
幅するセンスアンプ905、センスアンプ905の出力
信号を後段の回路に出力する出力バッファ906、およ
び信号出力パッド907によって構成されている。
The SRAM has an input pad 901 for inputting an address signal and an input buffer 9 for receiving the address signal.
02, a decoder unit 903 that selects an address based on a signal from an input buffer, a memory cell 904 that holds information with a unique address, a sense amplifier 905 that amplifies information in the memory cell, and a sense amplifier 905. It is composed of an output buffer 906 that outputs an output signal to a circuit in the subsequent stage, and a signal output pad 907.

【0060】本発明のデバイス構造を使った論理ゲート
回路を入力バッファ902、デコーダ回路903に適用
すれば、電源電圧が下がっても高速に動作するSRAM
を実現できる。
If the logic gate circuit using the device structure of the present invention is applied to the input buffer 902 and the decoder circuit 903, the SRAM operates at high speed even if the power supply voltage is lowered.
Can be realized.

【0061】なお、上記した説明では本発明をSRAM
に適用して説明したがDRAMやROMに適用しても同
様の効果が得られる。
In the above description, the present invention is applied to the SRAM.
However, the same effect can be obtained by applying it to a DRAM or a ROM.

【0062】[0062]

【発明の効果】本発明によれば、埋込チャネル型MOS
のゲート酸化膜下のチャネル部分に接合を設けたことに
より、短チャネル効果が抑えられ、その結果、以下のよ
うな効果が達成される。 (1) NMOSとPMOSのゲート電極を同じ導電型とす
ることができ、かつ短いゲート長とすることができるの
で、量産化が容易で集積度の高い半導体集積回路装置が
得られる。 (2) ゲート酸化膜を厚くしても短チャネル効果が抑制さ
れるので、信頼性の高い半導体集積回路装置が得られ
る。 (3) 埋込チャネル型MOSのしきい電圧の絶対値を0.
5V以下にでき、表面チャネル型MOSとしきい電圧を
合わせることができるので、回路設計を容易にすると共
に埋込チャネル型MOSのドレイン電流が増えより高速
な半導体集積回路装置が得られる。
According to the present invention, a buried channel type MOS is provided.
By providing the junction in the channel portion under the gate oxide film of, the short channel effect is suppressed, and as a result, the following effects are achieved. (1) Since the gate electrodes of the NMOS and the PMOS can have the same conductivity type and can have a short gate length, a semiconductor integrated circuit device which can be easily mass-produced and has a high degree of integration can be obtained. (2) Since the short channel effect is suppressed even if the gate oxide film is thickened, a highly reliable semiconductor integrated circuit device can be obtained. (3) Set the absolute value of the threshold voltage of the buried channel MOS to 0.
Since the voltage can be set to 5 V or less and the threshold voltage can be matched with that of the surface channel MOS, the circuit design can be facilitated and the drain current of the buried channel MOS can be increased to obtain a faster semiconductor integrated circuit device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の一実施例であるBiCMOS素子の
断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a BiCMOS device that is an embodiment of the present invention.

【図2】 図1の部分拡大断面図である。FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of FIG.

【図3】 ウエルの深さと不純物濃度との関係を示した
図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a well depth and an impurity concentration.

【図4】 図1の製造方法を示した断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing method of FIG.

【図5】 図1の製造方法を示した断面図である。5 is a cross-sectional view showing the manufacturing method of FIG.

【図6】 図1の製造方法を示した断面図である。6 is a cross-sectional view showing the manufacturing method of FIG.

【図7】 本発明を適用した2NAND回路の回路図で
ある。
FIG. 7 is a circuit diagram of a 2NAND circuit to which the present invention is applied.

【図8】 本発明を適用した2NAND回路の平面図で
ある。
FIG. 8 is a plan view of a 2NAND circuit to which the present invention is applied.

【図9】 本発明の他の実施例であるPMOSの断面図
である。
FIG. 9 is a sectional view of a PMOS which is another embodiment of the present invention.

【図10】 本発明の他の実施例であるPMOSの断面
図である。
FIG. 10 is a sectional view of a PMOS which is another embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の他の実施例であるPMOSの断面
図である。
FIG. 11 is a sectional view of a PMOS which is another embodiment of the present invention.

【図12】 本発明の他の実施例であるPMOSの断面
図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view of a PMOS which is another embodiment of the present invention.

【図13】 本発明の他の実施例であるPMOSの断面
図である。
FIG. 13 is a sectional view of a PMOS which is another embodiment of the present invention.

【図14】 本発明の他の実施例であるBiCMOSの
断面図である。
FIG. 14 is a sectional view of a BiCMOS according to another embodiment of the present invention.

【図15】 図14に示したBiCMOSの回路図であ
る。
15 is a circuit diagram of the BiCMOS shown in FIG.

【図16】 本発明を適用したマイクロプロセッサの構
成図である。
FIG. 16 is a configuration diagram of a microprocessor to which the present invention is applied.

【図17】 本発明を適用したSRAMの平面図であ
る。
FIG. 17 is a plan view of an SRAM to which the present invention has been applied.

【図18】 MOSのゲート長としきい電圧との関係を
示した図である。
FIG. 18 is a diagram showing the relationship between the MOS gate length and the threshold voltage.

【図19】 MOSのゲート長としきい電圧との関係を
示した図である。
FIG. 19 is a diagram showing the relationship between the MOS gate length and the threshold voltage.

【図20】 従来のMOSの不純物濃度分布を示した図
である。
FIG. 20 is a diagram showing an impurity concentration distribution of a conventional MOS.

【図21】 従来のBiCMOS素子の断面図である。FIG. 21 is a cross-sectional view of a conventional BiCMOS device.

【図22】 従来のMOSの不純物濃度分布を示した図
である。
FIG. 22 is a diagram showing an impurity concentration distribution of a conventional MOS.

【図23】 本発明の他の実施例であるPMOSの断面
図である。
FIG. 23 is a sectional view of a PMOS which is another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…シリコン基板、2…N+ 型埋込層、3…P型埋込
層、4…Nウエル、5…Pウエル、7…フィールド酸化
膜、8…引上層、9、10…P型不純物層(しきい電圧
制御層)、11…ゲート酸化膜、12…ゲート電極、1
3…N型領域、14…N- 領域、15…N+ ソース/ド
レイン領域、16…P+ ソース/ドレイン領域、17…
P型ベース領域、18…P型外部ベース領域、19…N
+ 型エミッタ領域、20…層間絶縁膜、21…電極
1 ... Silicon substrate, 2 ... N + type buried layer, 3 ... P type buried layer, 4 ... N well, 5 ... P well, 7 ... Field oxide film, 8 ... Pull-up layer, 9, 10 ... P type impurity Layer (threshold voltage control layer), 11 ... Gate oxide film, 12 ... Gate electrode, 1
3 ... N-type region, 14 ... N - region, 15 ... N + source / drain region, 16 ... P + source / drain region, 17 ...
P-type base region, 18 ... P-type external base region, 19 ... N
+ Type emitter region, 20 ... Interlayer insulating film, 21 ... Electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長野 隆洋 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takahiro Nagano 4026 Kuji Town, Hitachi City, Hitachi, Ibaraki Prefecture Hitachi Research Laboratory, Nitate Manufacturing Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1導電型半導体から成るソース領域お
よびドレイン領域、ならびに第2導電型半導体から成る
ゲート電極を有し、チャネル部分に第1導電型半導体し
きい電圧制御層を有する第1のMOSトランジスタと、 第2導電型半導体から成るソース領域およびドレイン領
域、ならびに第2導電型半導体から成るゲート電極を有
する第2のMOSトランジスタとを同一基板上に有する
半導体集積回路装置において、 前記第1のMOSトランジスタのチャネル領域には、そ
の一部がチャネル表面に露出し、ソース領域、しきい電
圧制御層、およびドレイン領域の少なくとも1つと共
に、キャリアに対して電位障壁として作用する接合を形
成する第2導電型半導体領域を設けたことを特徴とする
半導体集積回路装置。
1. A first region having a source region and a drain region made of a first conductivity type semiconductor, and a gate electrode made of a second conductivity type semiconductor, and a first conductivity type semiconductor threshold voltage control layer in a channel portion. A semiconductor integrated circuit device having a MOS transistor, a source region and a drain region made of a second conductivity type semiconductor, and a second MOS transistor having a gate electrode made of a second conductivity type semiconductor on the same substrate. A part of the channel region of the MOS transistor is exposed at the channel surface, and forms a junction that acts as a potential barrier against carriers together with at least one of the source region, the threshold voltage control layer, and the drain region. A semiconductor integrated circuit device comprising a second conductivity type semiconductor region.
【請求項2】 前記第2のMOSトランジスタのチャネ
ル部分には、第1導電型半導体しきい電圧制御層が形成
されたことを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路
装置。
2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein a first conductivity type semiconductor threshold voltage control layer is formed in a channel portion of the second MOS transistor.
【請求項3】 前記第2導電型半導体領域の不純物濃度
は、第1導電型半導体しきい電圧制御層の不純物濃度よ
りも高いことを特徴とする請求項1または請求項2記載
の半導体集積回路装置。
3. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the impurity concentration of the second conductivity type semiconductor region is higher than the impurity concentration of the first conductivity type semiconductor threshold voltage control layer. apparatus.
【請求項4】 バイポーラトランジスタが同一基板上に
形成されたことを特徴とする請求項1ないし請求項3の
いずれかに記載の半導体集積回路装置。
4. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the bipolar transistors are formed on the same substrate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7910957B2 (en) 2007-12-28 2011-03-22 Fujitsu Semiconductor Limited Semiconductor device

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