JPH10335658A - Mosfet - Google Patents

Mosfet

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JPH10335658A
JPH10335658A JP14648197A JP14648197A JPH10335658A JP H10335658 A JPH10335658 A JP H10335658A JP 14648197 A JP14648197 A JP 14648197A JP 14648197 A JP14648197 A JP 14648197A JP H10335658 A JPH10335658 A JP H10335658A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
substrate
source
drain
mosfet
Prior art date
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Pending
Application number
JP14648197A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Tanabe
昭 田邊
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP14648197A priority Critical patent/JPH10335658A/ja
Publication of JPH10335658A publication Critical patent/JPH10335658A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、基板電圧の変動によるドレインや
ゲート電圧の変動、即ち基板伝達ノイズの小さいMOS
FETを提供することを目的とする。 【解決手段】 第1導電型の基板と、この基板内に第2
導電型の不純物をドープして形成された第2導電型のソ
ースおよびドレイン領域と、ソースおよびドレイン領域
間に設けられたチャネル領域と、チャネル領域の上部に
設けられたゲート絶縁膜およびゲート電極とを有するM
OSFETにおいて、第1導電型不純物の高濃度領域
を、前記ソース領域底部の接合領域付近に設け、前記チ
ャネル領域の下部には動作時の空乏層の領域よりも深い
部分に設けるかまたは全く設けないこととし、ドレイン
領域底部の接合領域の付近には設けなかったことを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はMOSFET(メタ
ル−オキサイド−セミコンダクター電界効果型トランジ
スタ)の構造に関し、特にMOSFETのノイズを防止
する構造に関する。
【0002】
【従来の技術】MOSFETの製造方法では、ゲート絶
縁膜下のチャネル領域を形成するために、ソース・ドレ
イン領域の形成前に基板と同一導電型の不純物の注入を
行う。従来、チャネル注入は素子領域の全面または図8
に示すようにソース・ドレイン部を除いたチャネル領域
のみに行われていた。通常のCMOS回路ではソース電
極はグラウンドまたは電源に接続されて一定電位である
ことが多い。しかし、チャネル領域のみに注入を行う場
合はソース電極と基板との間の容量が小さくなるため
に、基板の電位が変動した場合にソース電極と基板との
カップリングによって基板電位の変動を抑える効果が小
さいという問題があった。
【0003】また、特開平7−45818号公報には、
チャネル部に加えソース部にも高濃度のイオン注入する
ことで、ソースと基板間の容量を増大させ回路動作時に
ソース電極の電圧を安定化し高速動作を可能にすること
が記載されている。しかしこの場合、図9のようにチャ
ネルの浅い部分にも高濃度の注入が行われていたため、
基板とゲート電極との間のカップリングが大きくなって
ゲート電極が大きなノイズを受けるという問題があっ
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、基板電圧の
変動によるドレインやゲート電圧の変動、即ち基板伝達
ノイズの小さいMOSFETを提供することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、第1導電型の
基板と、この基板内に第2導電型の不純物をドープして
形成された第2導電型のソースおよびドレイン領域と、
ソースおよびドレイン領域間に設けられたチャネル領域
と、チャネル領域の上部に設けられたゲート絶縁膜およ
びゲート電極とを有するMOSFETにおいて、第1導
電型不純物の高濃度領域を、前記ソース領域底部の接合
領域付近、および前記チャネル領域の下部であってトラ
ンジスタ動作時のチャネルの空乏層の領域よりも深い部
分に設け、ドレイン領域底部の接合領域の付近には設け
なかったことを特徴とするMOSFETに関する。
【0006】また本発明は、第1導電型の基板と、この
基板内に第2導電型の不純物をドープして形成された第
2導電型のソースおよびドレイン領域と、ソースおよび
ドレイン領域間に設けられたチャネル領域と、チャネル
領域の上部に設けられたゲート絶縁膜およびゲート電極
とを有するMOSFETにおいて、第1導電型不純物の
高濃度領域を、前記ソース領域底部の接合領域の付近に
設け、前記チャネル領域の下部およびドレイン領域底部
の接合領域の付近には設けなかったことを特徴とするM
OSFETに関する。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は本発明の第1の実施形態で
ある。第1導電型の基板16に、第2導電型のソース領
域1・ドレイン領域2、チャネル領域6、ゲート絶縁膜
10が形成されている。本発明では図のように、ソース
領域1の底部の接合領域付近とチャネル領域6の深い部
分に第1導電型の不純物の高濃度領域5が存在し、少な
くともチャネル領域の浅い部分には第1導電型の不純物
を低濃度でドープした低濃度領域4が存在する。
【0008】このようにすると、ソースと基板の間の容
量は大きく、ドレインと基板の間の容量は小さくなる。
CMOSロジックではMOSFETのソース側はグラウ
ンドまたは電源に固定されているため、基板とのカップ
リングが大きければ基板電位の変動を小さくすることが
できる。また、この高濃度領域はチャネルからの空乏層
の伸びよりも深い部分に形成されるので、空乏層の伸び
が高濃度領域にさまたげられることがなく、ゲートと基
板との間の容量が小さくなり、基板からのノイズを受け
にくくなる。
【0009】図2は本発明の第2の実施形態である。こ
の形態においては、ソース領域1の底部の接合領域付近
にのみ第1導電型不純物の高濃度領域が存在し、チャネ
ル領域6の深い部分にも高濃度領域を設けていない。
【0010】このようにすると、ソースと基板の間の容
量は大きく、ドレインと基板およびゲートと基板の間の
容量は小さくなる。このため、ソースがグラウンドまた
は電源に固定されていれば、基板の電位変動が抑制さ
れ、さらにゲートやドレインが基板から受けるノイズが
小さくなる。
【0011】
【実施例】次に実施例を示して本発明をさらに具体的に
説明する。
【0012】[実施例1]図1に示したMOSFETの
製造方法を図3を用いて説明する。以下の例はnMOS
の場合である。
【0013】(1)図3(a)に示すように、p型シリ
コン基板上にpウェルを形成し、LOCOS法によって
LOCOS領域7と素子領域8を形成する。
【0014】(2)図3(b)に示すように、ソース領
域とチャネル領域部分に対して開口したマスク9を用い
てエネルギー1〜50keVで1×1011〜1×1013
cm -2の量のボロンまたはBF2注入を行い低濃度領域
4を形成し、さらにエネルギー50〜100keVで1
×1013〜1×1014cm-2の量のボロンまたはBF 2
注入を行い高濃度領域5を形成する。
【0015】(3)図3(c)に示すように、ゲート酸
化膜10、ゲートポリシリコン11の堆積を行い、マス
クを用いた選択的ドライエッチングによりゲート電極を
形成する。
【0016】(4)図3(d)に示すように、素子領域
全面にエネルギー30〜80keVで1×1015〜1×
1016cm-2の量のヒ素またはリン注入を行いソース領
域1、ドレイン領域2を形成する。
【0017】pMOSの場合には(1)でn型基板、
(2)でヒ素またはリン注入、(4)でボロンまたはB
2注入を行う。
【0018】以上の工程によって素子領域の不純物分布
は図1のようにソースとチャネル領域の深い部分に高濃
度領域があるような分布となる。
【0019】図3の工程で例えば(2)でボロンBを3
0keVで3×1012cm-2と60keVで3×1013
cm-2注入し、(4)でヒ素Asを80keVで3×1
15cm-2注入した場合の深さ方向不純物分布が図4で
ある。図で実線はボロンの分布、点線はヒ素の分布であ
る。図のように深い領域の高濃度注入によって深さ0.
2μm付近のp−n接合付近の濃度は60keVで3×
1013cm-2の注入を行うことで5×1017cm-3程度
と高い不純物濃度が得られる。また、この深い注入によ
って0.1μm以下の浅い領域の不純物濃度はほとんど
変化しない。
【0020】[実施例2]図2に示したMOSFETの
製造方法を図5を用いて説明する。以下の例はnMOS
の場合である。
【0021】(1)図5(a)に示すように、p型シリ
コン基板上にpウェルを形成し、LOCOS法によって
LOCOS領域7と素子領域8を形成する。
【0022】(2)図5(b)に示すように、素子領域
全面の開口したマスクを用いてエネルギー1〜50ke
Vで1×1011〜1×1013cm-2の量のボロンまたは
BF 2注入を行い低濃度領域4を形成する。
【0023】(3)図5(c)に示すように、ゲート酸
化膜10、ゲートポリシリコン11の堆積を行い、マス
クを用いた選択的ドライエッチングによりゲート電極を
形成する。
【0024】(4)図5(d)に示すように、ソース領
域とゲート領域のソース側半分程度が開口したマスクを
用いてエネルギー50〜100keVで1×1013〜1
×1014cm-2の量のボロンまたはBF2注入を行い高
濃度領域5を形成する。
【0025】(5)図5(e)に示すように、素子領域
全面にエネルギー30〜80keVで1×1015〜1×
1016cm-2の量のヒ素またはリン注入を行いソース領
域1、ドレイン領域2を形成する。
【0026】pMOSの場合には(1)でn型基板、
(2)、(4)でヒ素またはリン注入、(5)でボロン
またはBF2注入を行う。
【0027】以上の工程によって素子領域の不純物分布
は図2のようにソースとチャネル領域の深い部分に高濃
度領域があるような分布となる。
【0028】[実施例3、比較例1、比較例2、比較例
3]次に基板からの伝達ノイズをpMOSを用いて調べ
た。
【0029】図6はMOSFETにおける基板伝達ノイ
ズ電力の測定値である。図で横軸はノイズ源の周波数、
縦軸は入力される正弦波の電力と出力される正弦波の電
力の比をデシベルであらわしたものであり、0に近づく
ほどノイズが大きいことになる。このとき用いた測定パ
ターンの平面図を図7に示す。2個のFETを用いて、
FET1のドレインから信号を入力して、直接接続され
ていないFET2のドレインから出力されるノイズを測
定した。2つのドレイン間にはFET1のソースがあ
る。このソースはFET2のソースであっても同じ結果
が得られる。ウェルはnウェルで、ソース・ドレイン領
域はp+、ウェルコンタクトはn+で構成されている。
【0030】実施例3、比較例1および比較例2のソー
ス領域、ドレイン領域およびチャネル領域に低濃度の浅
い不純物注入(リンを80keVで5×1012cm-2
入)を行った。実施例3の場合だけソース領域底部の接
合領域付近に、高濃度の深い不純物注入(リンを160
keVで3×1013cm-2)を行った。ソース・ドレイ
ン領域の形成のための注入にはBF2を30keVで3
×1015cm-2注入した。
【0031】図6中(a)(比較例1)のグラフは、従
来のソース領域の底部の接合領域に不純物の高濃度領域
を設けていないFET構造で、ソースを接地していない
ものである。
【0032】図6中(b)(比較例2)のグラフは、比
較例1でソースを接地したものである。これにより高周
波領域でごくわずかのノイズ低下が見られる。
【0033】図6中(c)(実施例3)のグラフは、ソ
ース領域底部の接合領域付近に、不純物の高濃度領域が
形成され、かつFET1のソースを接地したものであ
る。この結果から、本発明によれば従来の構造に比べて
伝達ノイズが小さく、その差は周波数が大きくなるほど
広がり、例えば10GHzでは、比較例2に比べて約5
dB低ノイズ化できることがわかる。
【0034】次に、FET1のドレインから入力された
信号について、FET1のゲート電極から出てくるノイ
ズを測定した。比較例3として、図9のようにゲート下
部のチャネル領域にも不純物を高濃度注入したFETを
製造し、実施例3と比較した。その結果、ゲートで受け
るノイズは、ゲート下部のチャネル領域の不純物濃度の
1/2乗にほぼ比例し、チャネル領域に不純物が高濃度
注入されていない実施例3の方がノイズが小さいことが
わかった。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、基板電圧の変動による
ドレインやゲート電圧の変動、即ち基板伝達ノイズの小
さいMOSFETを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のMOSFET構造の1例である。
【図2】本発明のMOSFET構造の異なる例である。
【図3】本発明のMOSFETの製造方法の1例であ
る。
【図4】本発明のMOSFETの深さ方向の不純物分布
を示す図である。
【図5】本発明のMOSFETの製造方法の1例であ
る。
【図6】伝達ノイズと周波数の関係を示す図である。
【図7】図6の測定に用いたFETのパターンである。
【図8】従来のMOSFETの構造であり、高濃度の不
純物注入をチャネル領域に行った場合である。
【図9】従来のMOSFETの構造であり、高濃度の不
純物注入をチャネル部領域とソース領域全体に行った場
合である。
【符号の説明】
1 ソース領域 2 ゲート 3 ドレイン領域 4 低濃度領域 5 高濃度領域 6 チャネル領域 7 LOCOS 8 素子領域 9 マスク 10 ゲート絶縁膜(ゲート酸化膜) 11 ゲートポリシリコン 12 マスク 13 マスク 16 基板

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1導電型の基板と、この基板内に第2
    導電型の不純物をドープして形成された第2導電型のソ
    ースおよびドレイン領域と、ソースおよびドレイン領域
    間に設けられたチャネル領域と、チャネル領域の上部に
    設けられたゲート絶縁膜およびゲート電極とを有するM
    OSFETにおいて、 第1導電型不純物の高濃度領域を、前記ソース領域底部
    の接合領域付近、および前記チャネル領域の下部であっ
    てトランジスタ動作時のチャネルの空乏層の領域よりも
    深い部分に設け、ドレイン領域底部の接合領域の付近に
    は設けなかったことを特徴とするMOSFET。
  2. 【請求項2】 第1導電型の基板と、この基板内に第2
    導電型の不純物をドープして形成された第2導電型のソ
    ースおよびドレイン領域と、ソースおよびドレイン領域
    間に設けられたチャネル領域と、チャネル領域の上部に
    設けられたゲート絶縁膜およびゲート電極とを有するM
    OSFETにおいて、 第1導電型不純物の高濃度領域を、前記ソース領域底部
    の接合領域の付近に設け、前記チャネル領域の下部およ
    びドレイン領域底部の接合領域の付近には設けなかった
    ことを特徴とするMOSFET。
JP14648197A 1997-06-04 1997-06-04 Mosfet Pending JPH10335658A (ja)

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JP14648197A JPH10335658A (ja) 1997-06-04 1997-06-04 Mosfet

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010087149A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Nec Electronics Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2010157759A (ja) * 2001-09-28 2010-07-15 Agere Systems Guardian Corp 所望のドーパント濃度を実現するためのイオン注入法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010157759A (ja) * 2001-09-28 2010-07-15 Agere Systems Guardian Corp 所望のドーパント濃度を実現するためのイオン注入法
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