JPH0955437A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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JPH0955437A
JPH0955437A JP7227093A JP22709395A JPH0955437A JP H0955437 A JPH0955437 A JP H0955437A JP 7227093 A JP7227093 A JP 7227093A JP 22709395 A JP22709395 A JP 22709395A JP H0955437 A JPH0955437 A JP H0955437A
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】素子分離特性にすぐれた分離トランジスタを含
む集積回路を実現する。 【解決手段】nMOS側にはn型の能動ゲート4nと、
p型の分離ゲート5nを、pMOS側にはp型の能動ゲ
ート4pと、n型の分離ゲート5pを用いたCMOS集
積回路。これらの能動ゲート、分離ゲートを、ゲート電
極の加工前に不純物を導入することにより形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は半導体装置およびそ
の製造方法に関し、特にMOSトランジスタを常時オフ
状態となるようにバイアスして用いてなる所謂「分離ト
ランジスタ」を含む半導体集積回路およびその製造方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の分離トランジスタを含む従来の
CMOS集積回路の断面構成を図4に模式的に示す。な
お、分離トランジスタは、半導体集積回路において素子
分離に通常用いられるフィールド酸化膜に代わって2個
のトランジスタの拡散領域間にゲート領域が配置されて
なるもので、そのゲート(「分離ゲート」ともいう)は
分離トランジスタがオフ状態(非導通状態)となるよう
にバイアスされる。
【0003】図4を参照して、p型シリコン基板7の中
にはn型ウエル8が形成されており、p型シリコン基板
7とn型ウエル8の表面にはフィールド酸化膜9が形成
されている。そして、p型シリコン基板7の表面にはゲ
ート酸化膜12を介してn型の能動ゲート4nとn型の
分離ゲート11nが、これらを挟む形のn型のソース、
ドレイン10nと共に形成されており、nMOSトラン
ジスタを構成している。
【0004】また、n型ウエル8の表面にはゲート酸化
膜12を介してp型の能動ゲート4pとp型の分離ゲー
ト11pが、これらを挟む形のp型のソース、ドレイン
10pと共に形成されており、pMOSトランジスタを
構成している。
【0005】図4に示すように、nMOS側の分離ゲー
ト11nは接地線GNDに、pMOS側の分離ゲート1
1pは電源線Vddに接続されており、分離トランジス
タは共に常にオフ状態になるようにバイアスされてい
る。このようにして、ゲート長と同じ分離幅の素子分離
が実現されることになる。
【0006】図5(A)〜図5(C)は従来例の分離ト
ランジスタを含むCMOS集積回路の製造方法の主要工
程を工程順に説明するための平面図である。なお、図4
は、図5(C)のa−a′線に沿った断面を示してい
る。
【0007】まず、図5(A)に示すように、nMOS
側の活性領域1n、およびpMOS側の活性領域1p、
nMOS側の能動ゲート4n、分離ゲート11n、およ
びpMOS側の能動ゲート4p、分離ゲート11pが形
成される。
【0008】この時点では、いずれの能動ゲート、分離
ゲートにも不純物は導入されていない。
【0009】次に、図5(B)に示すように、nMOS
側のソース、ドレイン注入領域6nに選択的にn型不純
物がイオン注入されて、nMOS側のソース、ドレイン
10nが形成され、同時にnMOS側の能動ゲート4n
と分離ゲート11nにもn型不純物が導入される。
【0010】さらに、図5(C)に示すように、pMO
S側のソース、ドレイン注入領域6pに選択的にp型不
純物がイオン注入されて、pMOS側のソース、ドレイ
ン10pが形成され、同時にpMOS側の能動ゲート4
pと分離ゲート11pにもp型不純物が導入される。
【0011】このようにして、図4で説明した分離トラ
ンジスタを含む従来のCMOS集積回路が形成される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例に係る分離
トランジスタは、能動トランジスタと同じ導電型のゲー
ト電極を有しており、分離トランジスタのしきい値電圧
と能動トランジスタのしきい値電圧は互いに等しい。
【0013】このため、低電圧化に伴って能動トランジ
スタのしきい値電圧を下げたとき、同時に、分離トラン
ジスタのしきい値電圧も下がることになる。しかしなが
ら、トランジスタのオフ電流はしきい値電圧の低下と共
に指数関数的に増大するため、分離トランジスタのしき
い値電圧の低下により、素子分離特性が劣化することに
なる。
【0014】これは、分離トランジスタと能動トランジ
スタが、同じ導電型のゲート電極を有していることに起
因する問題であり、上記従来例のような製造方法を採用
する限り避けられないものである。
【0015】従って、本発明は上記従来技術の問題点を
解消し、素子分離特性にすぐれた分離トランジスタを含
む集積回路を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、第一導電型の半導体基板表面に形成さ
れ、ゲート絶縁膜を介して形成された第二導電型のゲー
ト電極と、前記第二導電型のゲート電極を挟んで形成さ
れた第二導電型のソース及びドレインとにより構成され
る能動素子と、前記第一導電型の半導体基板表面に、前
記ゲート絶縁膜を介して形成された第一導電型のゲート
電極と、前記第一導電型のゲート電極を挟んで形成され
た第二導電型のソース及びドレインとにより構成される
分離素子と、を備えたことを特徴とする半導体装置を提
供する。
【0017】また、本発明は、第一導電型の半導体基板
表面にゲート絶縁膜を介して半導体膜を形成した後、能
動素子形成領域には第二導電型の不純物を、分離素子形
成領域には第一導電型の不純物を導入し、この後前記半
導体膜を加工して第一導電型および第二導電型のゲート
電極を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法
を提供する。
【0018】本発明によれば、半導体基板の素子分離に
用いられる分離トランジスタのゲート(分離ゲート)の
導電型が能動ゲートの導電型と逆に設定されているた
め、分離ゲートのしきい値電圧が能動ゲートのしきい値
電圧に比べて、これらの仕事関数差に相当する1V程高
くなっている。これは10桁以上のオフ電流の低減に対
応し、素子分離特性が大幅に改善する。
【0019】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して以下に説明する。
【0020】図1は、本発明の一実施形態に係る分離ト
ランジスタを含むCMOS集積回路の構成を説明するた
めの断面図である。
【0021】図1を参照して、p型シリコン基板7の中
にはn型ウエル8が形成され、p型シリコン基板7とn
型ウエル8の表面にはフィールド酸化膜9が形成されて
いる。そして、p型シリコン基板7の表面にはゲート酸
化膜12を介してn型の能動ゲート4nとp型の分離ゲ
ート5nが、これらを挟む形のn型のソース、ドレイン
10nと共に形成されており、nMOSトランジスタを
構成している。
【0022】また、n型ウエル8の表面にはゲート酸化
膜12を介してp型の能動ゲート4pとn型の分離ゲー
ト5pが、これらを挟む形のp型のソース、ドレイン1
0pと共に形成されており、pMOSトランジスタを構
成している。ここで、nMOS側の分離ゲート5nは接
地線GNDに、pMOS側の分離ゲート5pは電源線V
ddに接続されており、分離トランジスタは共に常にオ
フ状態になるようにバイアスされている。
【0023】本実施形態においては、図4を参照して説
明した前記従来例と相違して、nMOS側、pMOS側
共に、分離ゲートの導電型が能動ゲートの導電型と逆導
電型とされており、すなわちnMOS側の分離ゲート5
nの導電型はp型、pMOS側の分離ゲート5pの導電
型はn型とされている。
【0024】したがって、nMOS側、pMOS側共
に、分離ゲートのしきい値電圧は能動ゲートのしきい値
電圧に比べて、これらの仕事関数の差に相当する約1V
高くなっている。これは10桁以上のオフ電流の低減に
対応し、素子分離特性が大幅に改善されることになる。
【0025】図2(A)〜図3(E)は本発明の一実施
形態に係る分離トランジスタを含むCMOS集積回路の
製造方法の主要工程を工程順に説明するための平面図で
ある。なお、図1は、図3(E)のa−a′線に沿った
断面を示す図である。
【0026】まず、図2(A)に示すように、nMOS
側の活性領域1n、およびpMOS側の活性領域1pが
形成され、ゲート酸化膜を介して、多結晶シリコン膜を
一様に被着させた後、nMOS側の能動ゲート注入領域
2nとpMOS側の分離ゲート注入領域3pにn型の不
純物がイオン注入される。
【0027】同様にして、図2(B)に示すように、p
MOS側の能動ゲート注入領域2pとnMOS側の分離
ゲート注入領域3nにp型の不純物がイオン注入され
る。
【0028】次に、図2(C)に示すように、多結晶シ
リコン膜を加工して、nMOS側の能動ゲート4nと分
離ゲート5n、pMOS側の能動ゲート4pと分離ゲー
ト5pが形成される。この時点で全ての能動ゲート、及
び分離ゲートに不純物が導入されている。
【0029】次に、図3(D)に示すように、nMOS
側のソース、ドレイン注入領域6nに選択的にn型不純
物がイオン注入されて、nMOS側のソース、ドレイン
10nが形成され、同時にnMOS側の能動ゲート4n
と分離ゲート5nにもn型不純物が導入される。
【0030】同様にして、図3(E)に示すように、p
MOS側のソース、ドレイン注入領域6pに選択的にp
型不純物がイオン注入されて、pMOS側のソース、ド
レイン10pが形成され、同時にpMOS側の能動ゲー
ト4pと分離ゲート5pにもp型不純物が導入される。
【0031】ここで、nMOS側の分離ゲート5nをp
型に、pMOS側の分離ゲート5pをn型に保つために
は、図2(B)、図2(A)に示す工程において分離ゲ
ート注入領域3n、3pへ導入する不純物は、それぞれ
図3(D)、図3(E)に示す工程においてソース、ド
レイン注入領域6n、6pへ導入する不純物を上回る量
でなければならない。
【0032】このようにして、図1に示す本実施形態に
係る分離トランジスタを含むCMOS集積回路が形成さ
れる。すなわち、本実施形態に係る分離トランジスタを
含むCMOS集積回路は、ゲート電極のパターン形成前
に高々2回のフォトリソグラフィ(PR)工程を追加す
るだけで製造可能とされ、nMOS側の分離ゲートには
p型不純物を導入し、pMOS側の分離ゲートにはn型
不純物を導入することにより、例えばnMOSではn+
ポリシリコン(能動ゲート4n)とp+ポリシリコン
(分離ゲート5n)の仕事関数の差(ポリシリコンのバ
ンドギャップの大きさ)だけ分離ゲート5nのしきい値
電圧が能動ゲート4nよりも高くなり、最小分離幅で分
離能力の高い素子分離を実現するとともに、製造工程の
複雑化、コストの増大を抑制している。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の集積回路
によれば、分離ゲートの導電型が能動ゲートの導電型と
逆に設定されている(すなわちnMOS側の分離ゲート
の導電型がp型、pMOS側の分離ゲートの導電型がn
型とされている)ため、分離ゲートのしきい値電圧が能
動ゲートのしきい値電圧に比べて、これらの仕事関数差
に相当する1V程高くなっている。これは10桁以上の
オフ電流の低減に対応し、本発明によれば、素子分離特
性が大幅に改善されることになる。また、本発明の集積
回路によれば、能動ゲート及び分離ゲートに、ゲート電
極の加工前に不純物を導入することによって実現され、
最小分離幅で分離能力の高い素子分離を実現するという
効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る半導体集積回路を説
明するための断面図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る半導体集積回路の製
造方法を工程順に説明するための平面図である。
【図3】本発明の一実施形態に係る半導体集積回路の製
造方法を工程順に説明するための平面図である。
【図4】従来の分離トランジスタを含むCMOS集積回
路を説明するための断面図である。
【図5】従来の分離トランジスタを含むCMOS集積回
路の製造方法を工程順に説明するための平面図である。
【符号の説明】
1n nMOS側活性領域 1p pMOS側活性領域 2n nMOS側能動ゲート注入領域 2p pMOS側能動ゲート注入領域 3n nMOS側分離ゲート注入領域 3p pMOS側分離ゲート注入領域 4n nMOS側能動ゲート 4p pMOS側能動ゲート 5n nMOS側分離ゲート 5p pMOS側分離ゲート 6n nMOS側ソース、ドレイン注入領域 6p pMOS側ソース、ドレイン注入領域 7 p型シリコン基板 8 n型ウエル 9 フィールド酸化膜 10n nMOS側ソース、ドレイン 10p pMOS側ソース、ドレイン 11n nMOS側分離ゲート 11p pMOS側分離ゲート 12 ゲート酸化膜

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第一導電型の半導体基板表面に形成され、
    ゲート絶縁膜を介して形成された第二導電型のゲート電
    極と、前記第二導電型のゲート電極を挟んで形成された
    第二導電型のソース及びドレインとにより構成される能
    動素子と、 前記第一導電型の半導体基板表面に、前記ゲート絶縁膜
    を介して形成された第一導電型のゲート電極と、前記第
    一導電型のゲート電極を挟んで形成された第二導電型の
    ソース及びドレインとにより構成される分離素子と、 を備えたことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】第一導電型の半導体基板表面にゲート絶縁
    膜を介して半導体膜を形成した後、能動素子形成領域に
    は第二導電型の不純物を、分離素子形成領域には第一導
    電型の不純物をそれぞれ導入し、 この後前記半導体膜を加工して第一導電型および第二導
    電型のゲート電極を形成することを特徴とする半導体装
    置の製造方法。
  3. 【請求項3】半導体基板の表面又は前記半導体基板に形
    成されたウエルの表面に形成される能動素子を分離する
    ための分離素子における半導体膜からなるゲート電極の
    形成領域に前記半導体基板又は前記ウエルの導電型と同
    一導電型の不純物を導入し、 前記分離素子のゲート電極に導入された前記半導体基板
    又は前記ウエルの導電型と同一導電型の前記不純物が、
    前記能動素子のソース及びドレイン領域に導入される不
    純物(前記半導体基板又はウエルの導電型と逆導電型)
    を上回る量とされ、 前記分離素子のしきい値電圧を前記能動素子のしきい値
    電圧よりも所定電位高めるようにしたことを特徴とする
    半導体装置。
  4. 【請求項4】第一導電型の半導体基板表面と前記半導体
    基板に形成される第二導電型のウエル表面にゲート絶縁
    膜を介して半導体膜を形成した後、 前記ウエル上の前記半導体膜の能動素子のゲート形成領
    域と、前記半導体基板上の前記半導体膜の分離素子のゲ
    ート形成領域に第一導電型の不純物を導入し、 前記半導体基板上の前記半導体膜の能動素子のゲート形
    成領域と前記ウエル上の前記半導体膜の分離素子のゲー
    ト形成領域に第二導電型の不純物を導入し、 前記半導体膜をパターン形成した後、 前記半導体基板表面、及び前記ウエル表面の前記能動素
    子のソース・ドレイン形成領域に第二導電型、及び第一
    導電型の不純物をそれぞれ導入し、 前記半導体基板表面、及び前記ウエル表面における前記
    分離素子のゲート領域をそれぞれ第一、第二の導電型に
    保つように前記不純物の導入量を制御したことを特徴と
    する半導体装置の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016516301A (ja) * 2013-03-13 2016-06-02 クアルコム,インコーポレイテッド ダミーゲートで分割された連続活性領域を有する金属酸化物半導体(mos)分離方式および関連する方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60169163A (ja) * 1984-02-13 1985-09-02 Hitachi Ltd 半導体装置
JPS61248459A (ja) * 1985-04-25 1986-11-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 相補形mis半導体集積回路
JPH022666A (ja) * 1987-12-23 1990-01-08 Texas Instr Inc <Ti> 分離能力を高めたmosトランジスタ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60169163A (ja) * 1984-02-13 1985-09-02 Hitachi Ltd 半導体装置
JPS61248459A (ja) * 1985-04-25 1986-11-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 相補形mis半導体集積回路
JPH022666A (ja) * 1987-12-23 1990-01-08 Texas Instr Inc <Ti> 分離能力を高めたmosトランジスタ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016516301A (ja) * 2013-03-13 2016-06-02 クアルコム,インコーポレイテッド ダミーゲートで分割された連続活性領域を有する金属酸化物半導体(mos)分離方式および関連する方法
US9997617B2 (en) 2013-03-13 2018-06-12 Qualcomm Incorporated Metal oxide semiconductor (MOS) isolation schemes with continuous active areas separated by dummy gates and related methods

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