JPH05206392A - 半導体集積回路装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置およびその製造方法

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JPH05206392A
JPH05206392A JP4014759A JP1475992A JPH05206392A JP H05206392 A JPH05206392 A JP H05206392A JP 4014759 A JP4014759 A JP 4014759A JP 1475992 A JP1475992 A JP 1475992A JP H05206392 A JPH05206392 A JP H05206392A
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JP
Japan
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well
conductivity type
integrated circuit
circuit device
film
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Application number
JP4014759A
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English (en)
Inventor
Fumio Otsuka
文雄 大塚
Toshiro Takahashi
敏郎 高橋
Kozaburo Kurita
公三郎 栗田
Katsuhiko Ichinose
勝彦 一瀬
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 CMOS LSIのラッチアップ現象を抑制
し、その微細化を促進する。 【構成】 ラッチアップ現象を抑制するためのp型の埋
込み層12をnウエル2の下部に設け、nウエル2に隣
接するpウエル3に形成されたnチャネルMISFET
Qnの一方のn+ 半導体領域7と上記埋込み層12との
接触を防止することにより、n+ 半導体領域7、埋込み
層12間の接合耐圧の低下を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置に
関し、特に、CMOSFET(相補形MISFET)を
有する半導体集積回路装置(CMOS LSI)に適用
して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】nチャネルMISFETとpチャネルM
ISFETとを同一半導体基板上に形成したCMOSF
ETは、低消費電力化が可能であると共に、微細化によ
って高速化も可能となることから、マイクロコンピー
タ、ゲートアレイ、メモリを始めとするほとんど全ての
デバイスに適用されている。
【0003】ところで、周知のように、nチャネルMI
SFETとpチャネルMISFETとの距離が極めて接
近した微細なCMOS LSIにおいては、CMOS構
造特有の寄生サイリスタに起因するラッチアップ現象を
抑制するための対策が不可欠となっている。
【0004】例えば特開昭62−285463号公報に
は、半導体基板にnウエルとpウエルとを形成したダブ
ルウエル構造のCMOSにおいて、前記nウエルの周囲
を前記pウエルとは別個に形成した第二のpウエルで囲
んだ三重ウエル構造とすることでラッチアップ耐性の向
上を図ったCMOS構造が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記公報に
記載されたような三重ウエル構造を有するCMOSの製
造工程では、nウエルの周囲を囲む第二のpウエルを熱
拡散によって形成する際、この第二のpウエルが基板の
横方向にも拡散するため、nウエルに隣接するpウエル
内に形成されるnチャネルMISFETのソース、ドレ
インを構成する半導体領域の端部が第二のpウエルの端
部と接触し、両者間の接合耐圧が低下するという問題が
生じる。
【0006】そこで、本発明の目的は、上記したような
接合耐圧の低下を引き起こすことなく、CMOSのラッ
チアップ耐性を向上させることのできる技術を提供する
ことにある。
【0007】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0008】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。
【0009】本発明の半導体集積回路装置は、所定の導
電型の半導体基板に形成された第一導電型のウエルに第
二導電型のMISFETを形成すると共に、前記第一導
電型のウエルに隣接して形成された第二導電型のウエル
に第一導電型のMISFETを形成し、かつ前記第一導
電型のウエルの下部に第二導電型の埋込み層を設けたC
MOS構造を有している。
【0010】
【作用】上記した手段によれば、第一導電型のウエルに
隣接する第二導電型のウエルに形成された第一導電型の
MISFETの半導体領域(ソース、ドレイン)と第二
導電型の埋込み層とが離間しているため、両者の接触に
よる接合耐圧の低下を防止することができる。
【0011】
【実施例】図1は、本発明の一実施例であるCMOS
LSIを示す半導体基板の要部断面図である。
【0012】例えばn- シリコン単結晶からなる半導体
基板1には、nウエル2、pウエル3が隣接して形成さ
れており、素子分離用のフィールド絶縁膜4によって囲
まれたnウエル2のアクティブ領域には、pチャネルM
ISFETQpが形成されている。また、pウエル3の
アクティブ領域には、nチャネルMISFETQnが形
成されており、pウエル3のフィールド絶縁膜4の下部
には、p型のチャネルストッパ領域5が形成されてい
る。
【0013】nチャネルMISFETQnは、pウエル
3の表面に形成されたn- 半導体領域6およびn+ 半導
体領域7からなるLDD(Lightly Doped Drain) 構造の
ソース、ドレインと、酸化シリコン膜からなるゲート絶
縁膜8と、n+ 形の多結晶シリコン膜からなるゲート電
極9とで構成されている。
【0014】また、pチャネルMISFETQpは、n
ウエル2の表面に形成されたp- 半導体領域10および
+ 半導体領域11からなるLDD構造のソース、ドレ
インと、酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜8と、n
+ 形の多結晶シリコン膜からなるゲート電極9とで構成
されている。
【0015】なお、上記nチャネルMISFETQn、
pチャネルMISFETQpのゲート電極9は、多結晶
シリコン膜の上部にWSiX などのシリサイド膜を積層
したポリサイドなどで構成してもよい。
【0016】本実施例のCMOS LSIは、ラッチア
ップ耐性の向上を図るため、上記pチャネルMISFE
TQpを形成したnウエル2の下部にp型の埋込み層1
2を設けた点に特徴がある。
【0017】上記nチャネルMISFETQn、pチャ
ネルMISFETQpのゲート電極9の側壁には、酸化
シリコン膜からなるサイドウォールスペーサ13が形成
されている。また、ゲート電極9の上部には、酸化シリ
コン膜からなる絶縁膜14が形成されている。
【0018】上記サイドウォールスペーサ13、絶縁膜
14の上部には、BPSG(Boro Phospho Silicate Gla
ss) 膜からなる層間絶縁膜15が形成されており、層間
絶縁膜15の上部には、Al合金膜などからなる配線1
6a,16b,16cが形成されている。
【0019】nウエル2およびpチャネルMISFET
Qpの一方のp+ 半導体領域11は、配線16aを通じ
て回路の電源電位〔VCC〕に接続されている。pチャネ
ルMISFETQpのもう一方のp+ 半導体領域11と
nチャネルMISFETQnの一方のn+ 半導体領域7
とは、配線16bを通じて接続されている。pウエル3
およびnチャネルMISFETQnのもう一方のn+
導体領域7は、配線16cを通じて回路の基準電位〔V
SS〕に接続されている。
【0020】次に、図2〜図10を用いて上記CMOS
LSIの製造方法の一例を説明する。
【0021】まず、図2に示すように、半導体基板1を
熱酸化してその表面に酸化シリコン膜17を形成した
後、CVD法を用いて上記酸化シリコン膜17の上部に
窒化シリコン膜18を堆積する。続いて、pチャネルM
ISFET形成領域を開孔したフォトレジスト膜19を
形成し、これをマスクにしたエッチングでpチャネルM
ISFET形成領域の窒化シリコン膜18を除去した
後、pチャネルMISFET形成領域の基板表面にリン
(P)イオンを125keVのエネルギー、3.0×1013
/cm2のドーズ量でイオン注入する。
【0022】次に、フォトレジスト膜19をアッシング
で除去した後、図3に示すように、基板表面を熱酸化し
て酸化シリコン膜20を形成する。前記窒化シリコン膜
18が酸化のマスクとなるので、酸化シリコン膜20
は、pチャネルMISFET形成領域の基板表面にのみ
形成される。その後、nチャネルMISFET形成領域
の窒化シリコン膜18を熱リン酸によるエッチングで除
去する。
【0023】次に、図4に示すように、BF2 イオンを
60keVのエネルギー、3.0×1013/cm2のドーズ量で
イオン注入する。前記酸化シリコン膜20がイオン注入
のマスクとなるので、このBF2 イオンは、nチャネル
MISFET形成領域の基板表面にのみ注入される。
【0024】次に、図5に示すように、1200℃の窒
素雰囲気中で3時間の熱処理を行い、前記リンイオンお
よびBF2 イオンを引き伸ばし拡散して、nウエル2お
よびpウエル3を形成する。
【0025】次に、図6に示すように、基板表面の酸化
シリコン膜17,20を希フッ酸水溶液によるエッチン
グで除去した後、基板表面を熱酸化して酸化シリコン膜
21を形成し、CVD法を用いて酸化シリコン膜21の
上部に窒化シリコン膜22を堆積する。続いて、素子分
離領域となる部分を開孔したフォトレジスト膜23を形
成し、これをマスクにしたエッチングで素子分離領域の
窒化シリコン膜22を除去する。
【0026】次に、フォトレジスト膜23をアッシング
で除去した後、図7に示すように、pウエル3の一部を
開孔したフォトレジスト膜24を形成し、BF2 イオン
を40keVのエネルギー、7.0×1013/cm2のドーズ量
でイオン注入する。フォトレジスト膜24および窒化シ
リコン膜22がイオン注入のマスクとなるので、BF2
イオンは、pウエル3の素子分離領域にのみ注入され
る。
【0027】次に、フォトレジスト膜24をアッシング
で除去した後、図8に示すように、1200℃の窒素雰
囲気中で30分の熱処理を行い、さらに1000℃のス
チーム雰囲気中で基板表面を熱酸化して酸化シリコン膜
からなるフィールド絶縁膜4を形成する。このとき、p
ウエル3のフィールド絶縁膜4の下部には、p形のチャ
ネルストッパ領域5が形成される。続いて、窒化シリコ
ン膜22を熱リン酸によるエッチングで除去する。
【0028】次に、図9に示すように、nウエル2の上
部を開孔したフォトレジスト膜25を形成し、ホウ素
(B)イオンを1.0×1013/cm2のドーズ量でnウエル
2にイオン注入する。このイオン注入は、ホウ素イオン
がnウエル2の深部に達するよう、400keV程度の高
エネルギーで行う。
【0029】次に、図10に示すように、上記ホウ素イ
オンを引き伸ばし拡散して、nウエル2の下部にp型の
埋込み層12を形成する。
【0030】その後、常法により、nチャネルMISF
ETQn、pチャネルMISFETQpを形成した後、
層間絶縁膜15の上部には、配線16a,16b,16
cを形成することにより、前記図1に示すCMOS L
SIが略完する。
【0031】このように、本実施例によれば、nウエル
2の下部にp型の埋込み層12を設けたことにより、p
ウエル3に形成されたnチャネルMISFETQnの一
方のn+ 半導体領域7と上記埋込み層12との接触を防
止することができる。
【0032】これにより、上記n+ 半導体領域7、埋込
み層12間の接合耐圧の低下を引き起こすことなく、ラ
ッチアップ耐性を向上させることができるので、CMO
SLSIの微細化を促進することができる。
【0033】以上、本発明者によってなされた発明を前
記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実
施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0034】
【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
【0035】本発明によれば、第一導電型のウエルに隣
接する第二導電型のウエルに形成された第一導電型のM
ISFETの半導体領域と、埋込み層との間の接合耐圧
を低下させることなく、CMOSFETのラッチアップ
耐性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である半導体集積回路装置の
を示す半導体基板の要部断面図である。
【図2】図1に示す半導体集積回路装置の製造方法を示
す半導体基板の要部断面図である。
【図3】図1に示す半導体集積回路装置の製造方法を示
す半導体基板の要部断面図である。
【図4】図1に示す半導体集積回路装置の製造方法を示
す半導体基板の要部断面図である。
【図5】図1に示す半導体集積回路装置の製造方法を示
す半導体基板の要部断面図である。
【図6】図1に示す半導体集積回路装置の製造方法を示
す半導体基板の要部断面図である。
【図7】図1に示す半導体集積回路装置の製造方法を示
す半導体基板の要部断面図である。
【図8】図1に示す半導体集積回路装置の製造方法を示
す半導体基板の要部断面図である。
【図9】図1に示す半導体集積回路装置の製造方法を示
す半導体基板の要部断面図である。
【図10】図1に示す半導体集積回路装置の製造方法を
示す半導体基板の要部断面図である。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 nウエル 3 pウエル 4 フィールド絶縁膜 5 チャネルストッパ領域 6 n- 半導体領域 7 n+ 半導体領域 8 ゲート絶縁膜 9 ゲート電極 10 p- 半導体領域 11 p+ 半導体領域 12 埋込み層 13 サイドウォールスペーサ 14 絶縁膜 15 層間絶縁膜 16a 配線 16b 配線 16c 配線 17 酸化シリコン膜 18 窒化シリコン膜 19 フォトレジスト膜 20 酸化シリコン膜 21 酸化シリコン膜 22 窒化シリコン膜 23 フォトレジスト膜 24 フォトレジスト膜 25 フォトレジスト膜 Qn nチャネルMISFET Qp pチャネルMISFET
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一瀬 勝彦 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の導電型の半導体基板に形成された
    第一導電型のウエルに第二導電型のMISFETを形成
    すると共に、前記第一導電型のウエルに隣接して形成さ
    れた第二導電型のウエルに第一導電型のMISFETを
    形成した半導体集積回路装置であって、前記第一導電型
    のウエルの下部に第二導電型の埋込み層を設けたことを
    特徴とする半導体集積回路装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体集積回路装置の製
    造方法であって、半導体基板に第一導電型のウエルおよ
    び第二導電型のウエルをそれぞれ形成した後、前記第一
    導電型のウエルに第二導電型の不純物を高エネルギーで
    イオン注入することにより、前記第一導電型のウエルの
    下部に第二導電型の埋込み層を形成することを特徴とす
    る半導体集積回路装置の製造方法。
JP4014759A 1992-01-30 1992-01-30 半導体集積回路装置およびその製造方法 Pending JPH05206392A (ja)

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