JPS58201353A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS58201353A
JPS58201353A JP57085221A JP8522182A JPS58201353A JP S58201353 A JPS58201353 A JP S58201353A JP 57085221 A JP57085221 A JP 57085221A JP 8522182 A JP8522182 A JP 8522182A JP S58201353 A JPS58201353 A JP S58201353A
Authority
JP
Japan
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region
transistor
drain
type
well region
Prior art date
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Pending
Application number
JP57085221A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Iwasaki
博 岩崎
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS58201353A publication Critical patent/JPS58201353A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/08Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
    • H01L27/085Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only
    • H01L27/088Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate
    • H01L27/092Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate complementary MIS field-effect transistors
    • H01L27/0921Means for preventing a bipolar, e.g. thyristor, action between the different transistor regions, e.g. Latchup prevention

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発flit)技術分針〕 本発明は半導体装置に関し、特に相補MIP3縁ゲート
電界効果トランジスタの改良に係わるものである。
一般に相補型絶縁ゲート電界効果トランジスタ(以下C
MOBと称す)は導電型の異なる2つの絶縁ゲート電界
幼果トランジスタ(以下MO8と称す)を組み合せ九半
導体装置である。
このcuoaインバータ回路は第1声に示す回wI構成
をなし、ま九この回路を形成する通常の半導体装置は1
s2図に示すような構造をなしている。こC)CMO8
半導体装置は、N盛牛導体暴411に、P臘不純物を導
入してPウェル領域2を形成し、このPウェル領域2内
に、ソース3とドレイン4を形成し、この間の上部にゲ
ート電憔5を設けて、NチャネルM086が形成されて
いる。またこれと−像するH型牛導体基板1の土山には
同様にソースSとドレイン4を形成し、この間の上部に
ゲート電億5を設けてPチャネルMOF17が形成され
ている。なお図中に奇生トラシジスタQBeQ臆を書き
入れである。
この場合、通常の工程で作られる寄生トランジスタQ1
は、Nチャネルu086のソース3およびドレイン4と
、Pウェル領域J、Nfi牛尋体基板JK基づくパーテ
ィカルのnpn トランジスタで規定され、このトラン
ジスタのtLtIt増#A率β雪は10〜1000の大
きなwkt手す。
−万、奇生トランジスタQ、はPチャネルUo81のソ
ース3およびドレイン4とNu半尋体4叡1、Pウェル
領域2に基づく、2チラルOp n p )ランジスタ
として規定され、このトランジスタ0@流壇1隅廖β1
は0.001〜5機直の比較的小さな櫨である。
このように〉チラルトランジスタがバーディカルトラン
ジスタに比べて電流増幅率が小さい原因としては、第3
図に承すように、P+ドーグ4ilo拡散全面積8は、
左右N面積81%前後11自積ao*jliEllkJ
積8vとすると8=2(Sj+8o)+87として貞わ
され、ベースのコレクタとの対向画棟(Illk積SZ
)が拡赦全面横8に比べて少なiため、この8tに比列
するコレクタ電流工Cが、5−Stに比的するベース電
波IBに比べてとれにくいからである。
このようなCMO1iインパルス的にノイズが加わると
VDD −Was関に’tlLf&(D異常電比が流れ
、このノイズを取り隊いても現象が継続される。
これは崗優生トランジスタQs−Q雪に基づ〈pnpn
サイリスタ構造におけるツツチアツノ(Lazch u
p) 梅&&として6つかわれるもので、第4図に示す
等価&gl路で示される。このラッチアップ現象の発生
条件は奇生トランジスタQ1の1lIcFL増暢卓β1
、奇生トランジスタQ!の電流増幅率β3の積、β、β
雪〉1の場合である。
しかしながら従来のcuosl路では、奇生トランジス
タQtが、パーティカルなnpnバイボー2トランジス
タでめシ亀流増暢率β雪が大き−丸め、ラッチアップ現
象を抑制することがで龜ずcuos回路における誤作動
の原因となってい友。特にCMOB@路の微細化に伴っ
てこのラッチアップ現象が誤作動の致命的な原因となっ
ていた。
〔発明の目的) 本発明は、01408回路においてラッチアップ現象の
発生を抑えて、誤作動の原因を取シ沫き、信頼性を向上
させると共に、素子の微細化を可能にして高缶匿集積化
を図つ死生導体装置を提供するものである。
〔発明のa豐) 本発明は半導体基板の主面に形成されたウェル領域の下
部に、ウェル電域と同導亀型の素置にの埋込み領域を形
成し、ウェル領域内に形成される奇生トランジスタを実
質的にラテラル4造にして%丸増暢率゛を/J%さくし
ラッチアップ現象の尭生t−仰・制すると共に、ウェル
電域の崗縁から、この両側に配(Illされた第1およ
び第2導電型MO8のソースh゛よびドレインの@縁ま
でC)距離を1.5〜3.0声票に規定して、両奇生ト
ランジスタの111L流増#A率の積を1以下に抑えて
素子011m化を図ったこと′Ik特偵とするものであ
る。
本発明においてウェル電域の周縁(冶缶字的接合1iQ
)から、この内胸に配置さ゛れた第1および第2導篭型
u08のソースとドレインの周縁(接合面)までの船離
を上記範囲に規定した理由は、1.5μm未満でFi奇
生トランジスタの電流増幅率が増大し、両寄生トランジ
スタの電流増lll1sの積メ1 #β雪が1以上とな
ってラッチアップ現象を生じ易(なシ、また3、0μm
tpaえても電流増幅率低下の効果は武らず重子間距離
が大龜〈なって素子の微細化を達成することかで龜ない
からである。
箇た本発明は0M08[gl路装置と共存するあらゆる
半導体装置に適用でき、バイポーラICと共存し九〇M
OB回路装置にも広く適用することがで右る。
(発明の夾S的〕 以下、本発明の一実!IIA列を第5図乃至第7凶を奈
照してp # tc説明する。
PMシリコン域根板8上に選択的に高1lIfON城不
純物を101〜101(至)−1に拡散して埋め込み領
域9を厚さ3〜5μmに形成する。次にP形シリコン属
板8と、埋め込み領域9の表面にPfiのエピタキシャ
ル層10を堆積6せた彼、これに選択的にN温不純物を
拡散して、埋め込み領域9の上部にこれと電気的に[t
して、Nウェル領域1)を厚さ5μm以下に形成する。
次に第6図に小すようにフィールド領域にボロンとヒ本
を10” 1)#−” m度イオンイングクンテーショ
ンにより圧入してチャネルカット12゜12t−設けた
依、フィールド酸化MA13・・・を形成して本子分騙
し、次いで蕗出したエピタキシャルIdjlOとNウェ
ル領域11の表面を酸化してゲート酸化機14.14會
形成する。
この波、ゲート酸化Jig 14 、14上にゲート電
他6,6t−形成した後、このゲート電極50両l14
1IOゲート酸化膜下に、ボロンとヒ素のイオンインブ
ランデージョンにより拡散深さ1.0μ菖以下のソース
3とドレイン4を形成し、P皺エピタキシャル@10&
CNチャネルMO861i−1Nウェル@城11内にP
チャネル1itoi37を形成する。このときNチャネ
ルMQB6の)J+鉱数層で形成されたソース3と、こ
れと対向するPチャネルμ081のP+鉱紋層で形成さ
れ九ドレイン4との間隔を6μ瓜以下とし、1友これら
対向するソース3νよびドレイン40拡奴端から、この
中間に位置するNウェル領域11の拡紋端筐での距離l
を夫々1.5〜3. Qμ嵐に形成する。
次に第7図に小すように、全IIIIIVcパツシベー
Vヨン膜15を液層した彼、コンタクトホールな開孔し
、しかる後、AI配籾16を行なってcuos回路装置
を作成する。
従って上記afiのc uo sy路装置によれはNウ
ェル狽@11内に形成δれた優生のパーティカルpn 
p)ランジスタは、ベース部分が坤め込み領域gによp
I%i*iで且つベース暢が厚(形成δれた構造となっ
ているので、この奇生トランジスタは、実質的にPチャ
ネルMO87のドレイン4t−エミッタとし、Nウェル
領域11t″ベースとし、P型エピタキシャル@xOを
コレクタとする2テ2ル灘のpnp)ランジスタとみら
れ、この1#を増Ill!率を愼めて小さくすることが
できる。
上記作用を実験的に′5A証した結末を第8図に示す。
この場合Nウェル領域11のm表は表向濃IJjlX1
0QIs、深さ1.7Cm、チャネルカット12のボロ
ン濃度がIXIQ”Os  で6C,またN 埋め込み
領域90輪はNウェル領域110衆而拡収端と等しくシ
、この闘面拡紋端は、Nウェル領域11内に形成場れた
Pチャネルu087のドレイン4の拡散端と、P型エピ
タキシャル−10に形成されたソース3の拡散端との中
間に立直するように形成し、史にPチャネルV・087
の実効的なチャネル長を1.3μ諷とした場合である。
従ってNウェル領域11の内外の膏生トランジスタ些、
ラブツル構造となり、しかもソース1およびドレイン4
の拡散−が1.0μ稟以下と薄い上、ペース部分はチャ
ネルカット12゜72がIQ”マ311のII&幽度で
あるため棋8図のグラフから明らかなように、ドレイン
4の拡散端から、Nウェル領域11の拡敵端普での距離
11即ちベース部分の幅t1.5μm橿度まで狭くして
一1両寄生トランジスタの電流増幅率の槓βs  e/
’冨 を1以下に抑えてラッチアップ視歇の発生を防止
することができる。また距離lを3.0μm以上として
も電訛増@単低下の幼果は跋らず、むしろソース3とド
レイン4同の距離が大きくなって菓子の値軸化の妨げと
なる。
〔発明の幼果」 以上説明した如く本発明に、係わる牛導体装置によれは
0108回路内に形成される両全生トランジスタを2f
ラル傳造としてラッチアップ1!4zを抑えて誤作動の
原因00除き、信頼性を向上させると共に、ラッチアッ
プ曳康を生じない#1囲で素子間の間隔を狭く形成して
微細化を可匪し、1%密政巣横化を達成することができ
るものである。
【図面の簡単な説明】
纂1図はcMosインバータOf!l路凶、第2図は従
来のCMOBインバータの構造と、これに形成基れる奇
生トランジスタを示す構成因、第3図線ラテラル構造の
pnpバイポーラトランジスタを説明する模式凶、第4
囚はpnpnテイリスタの回路図、第5凶乃至第7凶は
本発明の一実m例VCよるCMO8回路f7I7&置を
1根に従って示す断面因、第8図FipチャネルMO8
のドレインからNウェル顎域拡散端までの距離lと電流
増4@軍との関係を示すグラフでるる。 1−N鍼牛導体篇板、2・・・Pウェル領域、3・・・
ソース、4・・・ドレイン、5・・・ゲート111m、
6・−NチャネルMO817・・・PチャネルMO8゜
8・・・P型シリコン4板、9・・・埋め込み領域、l
O−・エピタキシャル+@、XZ・・・Nウェル領域、
12チヤネルカツト、13・・・フィールド酸化臓、1
4・−ゲ−)M化膜、J s・・・パッシベーション縞
、1g−AI記纏。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. sgi導電製の半導体4板に選択的に形成され丸亀3導
    電型の^aIII匿の第1半導体領域と、前記半導体基
    板および第1#P4体懺域上に形成され九紺1導電型の
    第2千尋体領域と、このWIJ2半都体領域主面よシ選
    択的に第2尋電型不純物を導入し、llr配第1半尋体
    領域と電気的に結合して形成されたウェル領械となる第
    24%型の第3半導体領域と、この第3半導体慣坂に形
    成され九第1導電型の絶縁ゲート電界幼果トランジスタ
    と、前記第2半導体執域に形成避れた第aaIIIt型
    の絶縁ゲート電界効果トランジスタとから成る相補m杷
    縁ゲート亀界効来トランジスタを形成し九半尋体装置に
    おいて、ウェル領域となる第3半導体饋域のm+++縁
    から、この両側に配置された第1および第2導電型の絶
    縁ゲート電界効果トランジスタのソースおよびドレイン
    omenでの距lIKを1.5〜Loμmにし九ことを
    特徴とする半導体装置。
JP57085221A 1982-05-20 1982-05-20 半導体装置 Pending JPS58201353A (ja)

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JP57085221A JPS58201353A (ja) 1982-05-20 1982-05-20 半導体装置

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JPS58201353A true JPS58201353A (ja) 1983-11-24

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5969391A (en) * 1996-06-03 1999-10-19 Nissan Motor Co., Ltd. Complementary insulated-gate field-effect transistors having improved anti-latchup characteristic
US6413808B1 (en) 1999-07-22 2002-07-02 Nec Corporation Semiconductor device and process for production thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5969391A (en) * 1996-06-03 1999-10-19 Nissan Motor Co., Ltd. Complementary insulated-gate field-effect transistors having improved anti-latchup characteristic
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