JPH05218317A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPH05218317A
JPH05218317A JP4018055A JP1805592A JPH05218317A JP H05218317 A JPH05218317 A JP H05218317A JP 4018055 A JP4018055 A JP 4018055A JP 1805592 A JP1805592 A JP 1805592A JP H05218317 A JPH05218317 A JP H05218317A
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JP
Japan
Prior art keywords
polycrystalline silicon
silicon film
semiconductor substrate
diffusion layer
gate electrode
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Withdrawn
Application number
JP4018055A
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English (en)
Inventor
Motohiro Isawa
基寛 石和
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】MOS・ICのラッチアップ及びソフトエラー
防止対策を素子寸法を増大させることなく行なう。 【構成】N型半導体基板1上の素子分離領域に半導体基
板と同型の導電性の不純物をドープした第1多結晶シリ
コン膜3を半導体基板に直接配置し、それを熱処理する
ことによって第1多結晶シリコン膜3の持つ不純物を半
導体基板中に拡散させて、ウエルコン(サブコン)拡散
層4を形成する。次に、半導体基板と逆導電性不純物を
ドープした第2多結晶シリコン膜10をソース・ドレイ
ン拡散膜12領域の半導体基板面には直接、第1多結晶
シリコン3及びゲート電極7上には薄くかつ誘電率の高
い絶縁膜8を間に介して形成する。

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MOS型電界効果トランジスタのラッチアップ
及びソフトエラー現象の抑圧を図った半導体集積回路装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3及び図4に示すNチャネルMOS型
電界効果トランジスタを例とし、従来の半導体集積回路
装置について説明する。
【0003】図3は従来の半導体集積回路装置の平面
図、図4は図3のB−B線縦断面図である。
【0004】N型半導体基板1上にP型ウェル2が形成
され、P型ウェル2の所定部分に形成された厚い酸化膜
13により素子領域(ウエルコン拡散層領域を含む)が
画定される。
【0005】素子領域上に形成されたゲート絶縁膜20
上にN型多結晶シリコン膜からなるゲート電極18が形
成される。
【0006】ゲート電極18の両側のP型ウエル2に、
酸化膜13及びゲート電極18をマスクとしてN型イオ
ンを注入することにより、ソース拡散層15a及びドレ
イン拡散層15bによるソース・ドレイン拡散層15が
形成される。尚、このイオン注入時、ウエルコン拡散層
14領域のP型ウエル2は、適当な材質でマスクされ
る。
【0007】同様に、ウエルコン拡散層14領域のP型
ウエル2に酸化膜13をマスクとしてP型イオンを注入
することにより、ウエルコン拡散層14が形成される。
尚、このイオン注入時、ソース拡散層15a及びドレイ
ン拡散層15b領域は、適当な材質でマスクされてい
る。
【0008】ゲート電極18,ウエルコン拡散層14,
ソース拡散層15a,ドレイン拡散層15b及び酸化膜
13上に絶縁膜17が形成される。
【0009】ウエルコン拡散層14,ソース拡散層15
a及びドレイン拡散層15bに電位及び電流を供給する
ため、それらの上部の絶縁膜17の一部に開口させたコ
ンタクト19を通して電極配線16が接続される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
集積回路装置において、ラッチアップ及びソフトエラー
現象に対する抑圧対策は次のようなものが用いられてい
る。 (1)ラッチアップ対策 ソース及びドレイン拡散層に近接した周囲を、できるだ
けウエルコン拡散層領域で囲み、かつ、ウエルコン拡散
層にできるだけ大きな面積(小さなコンタクト抵抗)で
電極配線をコンタクトさせる。 (2)ソフトエラー対策 (a)ノード容量を大きくする。
【0011】(b)ドレイン拡散層領域の面積を小さく
し、P−Nジャンクションによる空乏層の面積を小さく
する。
【0012】上述した従来の半導体集積回路装置におけ
るラッチアップ,ソフトエラー抑圧には、次のような問
題点がある。 (1)ラッチアップ対策に関する問題点 ウエルコン拡散層領域の面積を含む素子寸法を増大させ
ることとなり、素子の微細化及び大容量化を阻む要因と
なる。 (2)ソフトエラー対策に関する問題点 (a)ノード容量を大きくすることについて ノード容量には、主にゲート絶縁膜を間に介したゲート
電極ウエル間の層間容量(ゲート容量)と、ドレイン拡
散層〜ウエル間のジャンクション容量(拡散層容量)の
2つがあるが、単位面積当りの容量としては、ゲート容
量が拡散層容量に較べ1桁以上大きいため、ほぼゲート
容量でノード容量が決定される。従ってノード容量を増
大させるには、ゲート面積を拡大せざるを得ず、このこ
とも素子の微細化を阻む要因となる。
【0013】(b)ドレイン拡散層面積を小さくするこ
とについて ソース及びドレイン拡散層面積は、本来トランジスタの
ゲート電極直下のチャネル領域と接続できる程度の面積
があれば十分なので、従来技術のように、ソース及びド
レイン拡散層への電位及び電流の供給を、コンタクトを
通した電極配線によって行なう場合、コンタクト寸法の
他に、コンタクト〜ゲート電極及びコンタクト〜酸化膜
間にそれぞれ適当な間隔(製造上の位置合せ能力で決ま
る間隔)をとる必要があるため、その分ドレイン拡散層
面積の増大をもたらすこととなる。
【0014】本発明の目的は上述した欠点を除去しラッ
チアップ対策におけるウエルコン拡散層領域の面積を含
む素子寸法の増大を抑圧して素子の微細化及び大容量化
を容易とし、かつソフトエラー対策におけるゲート面積
の拡大とドレイン拡散層面積の増大を抑圧して素子の微
細化を容易とした半導体集積回路装置を提供することに
ある。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体集積回路
装置は、半導体基板上のMOS型電界効果トランジスタ
のゲート電極と、このゲート電極から後でソース及びド
レイン拡散層を形成するに必要な最小限の間隔とを除い
た残り領域の全面に半導体基板と同型の導電性の不純物
をドープした第1多結晶シリコン膜を直接形成するとと
もに、前記第1多結晶シリコン膜を熱処理してその不純
物を半導体基板中に拡散させて半導体基板の電位及び電
流を供給するウエルコン拡散層を形成し、また、半導体
基板と逆型の導電性不純物をドープした第2の多結晶シ
リコン膜を前記ソース及びドレイン拡散層に対しては直
接、前記第1多結晶シリコン膜及び前記ゲート電極に対
しては薄くかつ誘導率の高い絶縁膜を介し、さらに前記
ソース拡散層とドレイン拡散層を互いに電気的に分離で
きる間隔を設けて形成し、かつこれらソース及びドレイ
ン拡散層は、前記第2多結晶シリコン膜を熱処理し、そ
の不純物を接している半導体基板中に拡散させて形成す
るか、もしくは前記第2多結晶シリコンを形成する以前
に、半導体基板のソース及びドレイン拡散層を形成する
領域に、半導体基板と逆型のイオンを前記第1多結晶シ
リコン膜及びゲート電極を含む不要領域をマスクして注
入することによって形成する構成を有する。
【0016】また、本発明の半導体集積回路装置は、前
記ゲート電極上に形成した前記絶縁膜に開口,配設した
コンタクトを通して電気配線を前記ゲート電極に接続
し、前記ウエルコン拡散層では前記第1多結晶シリコン
膜から電位及び電流を供給し、前記ソース及びドレイン
拡散層では前記第2多結晶シリコン膜から電位及び電流
の供給を行なうものとし、かつ前記第1及び第2多結晶
膜を低抵抗性物質で形成した構成を有する。
【0017】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0018】図1は、本発明の一実施例の半導体集積回
路装置の平面図,図2は図1のA−A線縦断面図であ
る。本実施例はNチャネルMOS型電界効果トランジス
タを利用した場合を例として示し、次のようにして形成
される。
【0019】N型半導体基板1上にP型ウエル2が形成
され、P型ウエル2上の所定位置にゲート絶縁膜6を間
に介してゲート電極7を設ける。
【0020】P型不純物をドープしたポリサイド等の低
抵抗物質による第1多結晶シリコン膜3を後でソース・
ドレイン拡散層12を形成するに必要な最低限の間隔を
ゲート電極7から設け、かつP型ウエル2に直接設け、
この第1多結晶シリコン膜3を熱処理することによっ
て、不純物をP型ウエル2に拡散させてウエルコン拡散
層4を形成する。
【0021】第1多結晶シリコン膜3及びゲート電極7
上に薄くかつ誘電率の高い絶縁膜8を形成する。この絶
縁膜8は、第1多結晶シリコン膜3及びゲート電極7に
酸化又は窒化等の処理を施すか、又は適当な膜をCVD
等によって成長させることによって形成する。
【0022】N型不純物をドープした抵抵抗物質による
第2多結晶シリコン膜10をソース・ドレイン拡散層1
2領域に対しては半導体基板と接するように、また第1
多結晶シリコン膜3及びゲート電極7上に対しては絶縁
膜8を間に介して配置する。
【0023】ソース・ドレイン拡散層12は、第2多結
晶シリコン膜10を熱処理することによって、その不純
物を接しているPウエル2中に拡散させるが、もしくは
同個所にN型イオンを注入することによって形成するこ
とができる。
【0024】尚、N型イオンの注入によりソース・ドレ
イン拡散層12を形成する場合、イオン注入は第2多結
晶シリコン膜10の形成前に第1多結晶シリコン膜3,
ゲート電板7及びその他をマスクとして行なう。
【0025】ゲート電板7及び第1多結晶シリコン膜3
上の絶縁膜8の一部をコンタクト9により開口させその
開口部に電極配線11を形成する。なお、上述したゲー
ト電極7と第1多結晶シリコン層は、同一の膜で同時に
形成,もしくは別の膜で別個に形成してもよい。
【0026】図1および図2において、各電極への電位
及び電流の供給は次の経路で行なっている。
【0027】ゲート電極7へは、コンタクト9を介して
電極配線11で供給。
【0028】ドレイン拡散層5bへは、第2多結晶シリ
コン膜10から供給。
【0029】ウエルコン拡散層4へは、第1多結晶シリ
コン3から供給。
【0030】ソース拡散層5aへは、第1多結晶シリコ
ン膜3とコンタクト9を介して接続した電極配線11、
及び電極配線11と接続された第2多結晶シリコン膜1
0を経由して供給。
【0031】以上、NチャネルMOS型電界効果トラン
ジスタに用いた場合の例で示したが、Pチャネル型電界
効果トランジスタ4の場合は、上述した逆内容でそのま
ま適用できる。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ラッチア
ップ及びソフトエラー現象の抑制対策において、次の3
点の改善効果を得ている。
【0033】(1)ウエルコン拡散層領域確保における
素子寸法の増加抑圧(ラッチアップ対策)。
【0034】ウエルコン拡散層をゲート電極と、後にソ
ース及びドレイン拡散層を形成するに必要な最低限の間
隔をゲート電極からあけた領域とを除く残り全ての半導
体基板領域に形成でき、かつ、その全ての面積がウエル
コン(又はサブコン)拡散層への電位及び電流供給のた
めの接触面(ウエルコン拡散層〜第1多結晶シリコン)
でもあるため、極めて低抵抗でウエルコン拡散層への電
位及び電流の供給が可能であり、また、このウエルコン
拡散層領域は従来素子間分離領域として利用されていた
領域をそのまま利用しているため、従来構造のように別
途ウエルコン(又はサブコン)拡散層領域を設ける必要
がないため素子の微細化が可能となり、さらにウエルコ
ン拡散層をソース・ドレイン拡散層と接して形成できる
という効果がある。
【0035】(2)ノード容量確保における素子寸法の
増大抑圧(ソフトエラー対策)。
【0036】従来のゲート絶縁膜を間に介したゲート電
極〜ウエル間の層間容量の他、単位面積当りの容量の大
きな層間容量が、薄くかつ誘電率の高い絶縁膜を間に介
した第1多結晶シリコン膜〜ゲート電極間、及び第1多
結晶シリコン膜〜第2多結晶シリコン膜間に形成できる
ため、ゲート面積を大きくする必要がない。従って、素
子の微細化が可能となるという効果がある。
【0037】(3)ドレイン拡散層を小さくする場合の
限界抑圧(ソフトエラー対策)。
【0038】ソース及びドレイン拡散層への電位及び電
流の供給を第2多結晶シリコンによって行なっているた
め従来構造のソース及びドレイン拡散層へ電極配線から
電位及び電流を供給するために必要としたコンタクトに
係わるソース及びドレイン拡散層領域面積の増加が不要
となり、最低限の面積で良いこととなるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の半導体集積回路装置の平面
図である。
【図2】図1のA−A線縦断面図である。
【図3】従来の半導体集積回路装置の平面図である。
【図4】図3のB−B線縦断面図である。
【符号の説明】
1 N型半導体基板 2 P型ウエル 3 第1多結晶シリコン膜 4,14 ウエルコン拡散層 5a,15a ソース拡散層 5b,15b ドレイン拡散層 6,20 ゲート絶縁膜 7,18 ゲート電極 8,17 絶縁膜 9,19 コンタクト 10 第2多結晶シリコン膜 11,16 電極配線 12,15 ソース・ドレイン拡散層 13 酸化膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上のMOS型電界効果トラン
    ジスタのゲート電極と、このゲート電極から後でソース
    及びドレイン拡散層を形成するに必要な最小限の間隔と
    を除いた残り領域の全面に半導体基板と同型の導電性の
    不純物をドープした第1多結晶シリコン膜を直接形成す
    るとともに、前記第1多結晶シリコン膜を熱処理してそ
    の不純物を半導体基板中に拡散させて半導体基板の電位
    及び電流を供給するウエルコン拡散層を形成し、また、
    半導体基板と逆型の導電性不純物をドープした第2の多
    結晶シリコン膜を前記ソース及びドレイン拡散層に対し
    ては直接、前記第1多結晶シリコン膜及び前記ゲート電
    極に対しては薄くかつ誘導率の高い絶縁膜を介し、さら
    に前記ソース拡散層とドレイン拡散層を互いに電気的に
    分離できる間隔を設けて形成し、かつこれらソース及び
    ドレイン拡散層は、前記第2多結晶シリコン膜を熱処理
    し、その不純物を接している半導体基板中に拡散させて
    形成するか、もしくは前記第2多結晶シリコンを形成す
    る以前に、半導体基板のソース及びドレイン拡散層を形
    成する領域に、半導体基板と逆型のイオンを前記第1多
    結晶シリコン膜及びゲート電極を含む不要領域をマスク
    して注入することによって形成することを特徴とする半
    導体集積回路。
  2. 【請求項2】 前記ゲート電極上に形成した前記絶縁膜
    に開口,配設したコンタクトを通して電気配線を前記ゲ
    ート電極に接続し、前記ウエルコン拡散層では前記第1
    多結晶シリコン膜から電位及び電流を供給し、前記ソー
    ス及びドレイン拡散層では前記第2多結晶シリコン膜か
    ら電位及び電流の供給を行なうものとし、かつ前記第1
    及び第2多結晶膜を低抵抗性物質で形成したことを特徴
    とする請求項1記載の半導体集積回路装置。
JP4018055A 1992-02-04 1992-02-04 半導体集積回路装置 Withdrawn JPH05218317A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010004019A (ja) * 2008-05-22 2010-01-07 Nec Electronics Corp 半導体集積回路

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010004019A (ja) * 2008-05-22 2010-01-07 Nec Electronics Corp 半導体集積回路
JP4609907B2 (ja) * 2008-05-22 2011-01-12 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体集積回路

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Effective date: 19990518