JPS5837697B2 - MIS - Google Patents

MIS

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JPS5837697B2
JPS5837697B2 JP48049756A JP4975673A JPS5837697B2 JP S5837697 B2 JPS5837697 B2 JP S5837697B2 JP 48049756 A JP48049756 A JP 48049756A JP 4975673 A JP4975673 A JP 4975673A JP S5837697 B2 JPS5837697 B2 JP S5837697B2
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JP
Japan
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silicon layer
polycrystalline silicon
insulating film
gate
semiconductor substrate
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JP48049756A
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Japanese (ja)
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JPS501693A (en
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実 藤田
怜 目黒
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はMIS型半導体IC(集積回路装置)に関する
もので、主として時計用発振器に使用するMIS・IC
を対象とする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an MIS type semiconductor IC (integrated circuit device), and mainly relates to a MIS type semiconductor IC (integrated circuit device) used in a clock oscillator.
The target is

時計用発振器として同一半導体基体にpチャンネルMO
S電界効果トランジスタ(FET)とnチャンネルMO
SFETとを形成したタイプのいわゆるコンブリメンタ
リMOS型半導体ICがある。
P-channel MO on the same semiconductor substrate as a clock oscillator
S field effect transistor (FET) and n-channel MO
There is a so-called complementary MOS semiconductor IC of the type in which SFET is formed.

かかる電子回路装置で安定な発振をさせるためには入力
側と出力側とを直流的に短絡し、交流的には絶縁するた
めの高抵抗体が必要とされるそして、かかる、抵抗体を
コンブリメンタリMOS・ICとともに一つの半導体基
体に形成し集積度を高める考えがある。
In order to achieve stable oscillation in such an electronic circuit device, a high-resistance element is required to short-circuit the input side and output side for direct current and insulate them for alternating current. There is an idea to increase the degree of integration by forming it on one semiconductor substrate together with a bimentary MOS/IC.

その具体的方法として半導体基体の一部に該基体と逆導
電型の不純物をドープして作くったMOS型FETを前
述の高抵抗体として使用する方法がある。
A specific method is to use a MOS type FET made by doping a portion of a semiconductor substrate with an impurity having a conductivity type opposite to that of the substrate as the above-mentioned high-resistance body.

しかし、このようなMOS型FETの抵抗体は、抵抗値
が電圧に依存し、かつ半導体基板と容量的に結合し、そ
の結果発振周波数に変動をきたし、回路の動作領域が変
化し、延いては時計の精度を低下させることが本願発明
者によって明らかにされた。
However, the resistance value of the resistor of such a MOS FET depends on the voltage and is capacitively coupled to the semiconductor substrate, resulting in fluctuations in the oscillation frequency, changes in the operating range of the circuit, and The inventor of the present application has revealed that this reduces the precision of a clock.

そこで本願発明者は,MOS型IC表崩上に絶縁膜を介
して抵抗体を形成することを考えたが、抵抗体をシリコ
ン膜に不純物を拡散する方法によれば抵抗値が低くがっ
バラッキが大きいので、シリコン膜に不純物をイオン打
込みにより担抗値を高精度にすることを考え到った。
Therefore, the inventor of this application considered forming a resistor through an insulating film on the surface of a MOS IC, but if the resistor was formed by diffusing impurities into a silicon film, the resistance value would be low and uneven. Since the resistance value is large, we came up with the idea of increasing the precision of the resistance value by ion-implanting impurities into the silicon film.

本発明はこのような経過を経た結果として生まれたもの
で、その一つの目的はMOS型半導体装置の製造工程を
大幅に変更することなく高抵抗体をつくることができる
ようにすることにあり、他の目的は高抵抗体の電気的特
性を改良することにある。
The present invention was born as a result of such a process, and one of its purposes is to make it possible to produce a high-resistance element without significantly changing the manufacturing process of MOS type semiconductor devices. Another purpose is to improve the electrical properties of high-resistance materials.

上記目的を達成するための本発明の要旨は、半導体基体
の主面の抵抗領域を設ける部分に厚い絶縁膜を、上記主
面のMIS型トランジスタのゲートを設ける部分に上記
厚い絶縁膜より薄いゲート絶縁膜をそれぞれ形成する工
程、上記厚い絶縁膜およびゲート絶縁膜上に多結晶シリ
コン層を形成しこの多結晶シリコン層に抵抗値調整用不
純物を導入する工程、上記抵抗値調整用不純物が導入さ
れた多結晶シリコン層を選択的に除去して上記厚い絶縁
膜上に抵抗領域用多結晶シリコン層を、および上記ゲー
ト絶縁膜上にゲート電極用多結晶シリコン層をそれぞれ
形成する工程、上記抵抗領域用多結晶シリコン層を第2
の絶縁膜で被覆した状態で上記ゲート電極用多結晶シリ
コン層をマスクとして上記ゲート電極用多結晶シリコン
層の両側部の半導体基体にソースおよびドレイ/領域形
成のために不純物を導入すると同時に、上記ゲート電極
用多結晶シリコン層に不純物を導入する工程を有するこ
とを特徴とするMIS型半導体集積回路装置の製造方法
にある。
The gist of the present invention for achieving the above object is to provide a thick insulating film in a portion of the main surface of a semiconductor substrate where a resistance region is provided, and a gate thinner than the thick insulating film in a portion of the main surface where a gate of an MIS type transistor is provided. a step of forming an insulating film, a step of forming a polycrystalline silicon layer on the thick insulating film and a gate insulating film, and introducing an impurity for adjusting a resistance value into the polycrystalline silicon layer; a step of selectively removing the polycrystalline silicon layer and forming a polycrystalline silicon layer for a resistance region on the thick insulating film and a polycrystalline silicon layer for a gate electrode on the gate insulating film; A second polycrystalline silicon layer
Using the polycrystalline silicon layer for gate electrode as a mask, impurities are introduced into the semiconductor substrate on both sides of the polycrystalline silicon layer for gate electrode in order to form a source and a drain/region. A method of manufacturing an MIS type semiconductor integrated circuit device includes a step of introducing impurities into a polycrystalline silicon layer for a gate electrode.

以下本発明を実施例により説明する。The present invention will be explained below with reference to Examples.

第1図は本発明の一実施例を工程順に示すものである。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention in the order of steps.

(a) n型半導体基体1に対して選択的にホウ素等
のアクセプタを拡散して、nチャンネルMOSFET動
作領域2を形或する。
(a) An acceptor such as boron is selectively diffused into an n-type semiconductor substrate 1 to form an n-channel MOSFET operating region 2.

(b) 次いで半導体基体1表面にSi02膜3を全
面的に形或し、その後各MOSFETのソース、ドレイ
ン、およびゲートに対応する部分を選択的に除去し、さ
らに基体1表面を薄く加熱酸化してゲート絶縁膜形成用
Si02膜4をつくる。
(b) Next, a Si02 film 3 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1, and then the portions corresponding to the source, drain, and gate of each MOSFET are selectively removed, and the surface of the substrate 1 is further heated and oxidized to a thin layer. Then, a Si02 film 4 for forming a gate insulating film is formed.

(c)Si02膜3,4上に多結晶シリコン層5を形成
する。
(c) A polycrystalline silicon layer 5 is formed on the Si02 films 3 and 4.

次いでこのシリコン層に対して導電性イオンを打込んで
、この実質的に絶縁性のシリコン層を一定の抵抗率を有
するものにする。
The silicon layer is then implanted with conductive ions to cause the substantially insulating silicon layer to have a resistivity.

(a) 多結晶シリコン層5を選択的にエッチングす
ることによりシリコンゲート電極6および高抵抗体膜7
を形成し、半導体表面のソースおよびドレイン領域を露
出させる。
(a) By selectively etching the polycrystalline silicon layer 5, a silicon gate electrode 6 and a high resistance film 7 are formed.
to expose the source and drain regions on the semiconductor surface.

(e) 半導体基体1表面に気相成長法にょりSi0
2膜3を形或し、Si02膜のpチャンネルMOSFE
T素子部を被う部分のみを選択的に除去して、その素子
のソース、ドレイン部を露出させる。
(e) Si0 is deposited on the surface of the semiconductor substrate 1 by vapor phase growth.
2 film 3, Si02 film p-channel MOSFE
Only the portion covering the T element portion is selectively removed to expose the source and drain portions of the element.

そして部分的に形成されたSi02膜をマスクとして半
導体表面にホウ素等のアクセプタを拡散してpチャンネ
ルMOSFETのソース8およびドレイン領域9を形成
する。
Then, using the partially formed Si02 film as a mask, an acceptor such as boron is diffused into the semiconductor surface to form source 8 and drain region 9 of the p-channel MOSFET.

(f) 次いで、高抵抗体膜7およびpチャンネルM
OSFETををSi02膜で被い、nチャンネルMOS
FET部のソース、ドレイン部のみを露出させる。
(f) Next, the high-resistance film 7 and the p-channel M
OSFET is covered with Si02 film, and n-channel MOS
Only the source and drain parts of the FET part are exposed.

そして部分的に形成されたSi02膜をマスクとして半
導体表面にリン等のドナを拡散してnチャンネルMOS
FETのソース10およびドレイン領域11を形成して
、高抵゛抗体膜7のあるコンブリメンタリMOSICを
つくる。
Then, using the partially formed Si02 film as a mask, a donor such as phosphorus is diffused onto the semiconductor surface to form an n-channel MOS.
A source 10 and drain region 11 of the FET are formed to create a complementary MOSIC with a high resistance film 7.

なお、イオン打込後のアニール処理は、拡散のための加
熱処理、具体的にはボロン拡散の場合、1050℃で1
0分、1100℃で7分、リンの場合、1100℃で2
0分、1050℃で10分の加熱処理によって行われる
ので特別に工程の付加を要しない。
Note that the annealing treatment after ion implantation is a heat treatment for diffusion, specifically, in the case of boron diffusion, annealing treatment at 1050 ° C.
0 minutes, 7 minutes at 1100℃, 2 minutes at 1100℃ for phosphorus
Since the heat treatment is performed at 1050° C. for 10 minutes, no special process is required.

本実施例は、不純物の添加されないシリコンが実質的に
絶縁体であり、イオン打込法を使用した不純物ドープに
よって任意の抵抗にすることができることを利用し、イ
オン打込法によって形成されたシリコン主体の抵抗体の
抵抗値が、ソース、ドレイン拡散によって変化しないよ
うに、拡散にあたって少なくとも当該シリコン膜をマス
クしておくものである。
This example utilizes the fact that silicon to which no impurities are added is substantially an insulator and can be made to have any resistance by doping with impurities using the ion implantation method. At least the silicon film is masked during diffusion so that the resistance value of the main resistor does not change due to source and drain diffusion.

本実施例によれば、コンブリメンタリ MO S FE Tと同一基体上に抵抗体が形或される
のでICの高集積化が可能となるだけでなく、抵抗素子
がシリコン半導体基体から絶縁されているので、MOS
型FET構造の抵抗体の場合のようなリーク電流が流れ
ないこと、半導体基板と容量的に結合しないこと、およ
び抵抗値が電圧に依存しないこと等によって従来の場合
より極めて安定に回路を動作させることができる。
According to this embodiment, since the resistor is formed on the same substrate as the complementary MOSFET, not only high integration of the IC is possible, but also the resistor is insulated from the silicon semiconductor substrate. Because there is, MOS
The circuit operates much more stably than in conventional cases due to the fact that leakage current does not flow as in the case of resistors with type FET structure, there is no capacitive coupling with the semiconductor substrate, and the resistance value does not depend on voltage. be able to.

また、イオン打込法によって不純物をシリコンにドープ
して高抵抗体膜を形成するので、拡散による場合より抵
抗値を高くしかも高精度にできる。
Furthermore, since a high resistance film is formed by doping silicon with impurities by ion implantation, the resistance value can be higher and more precise than when using diffusion.

さらに、イオン打込後必要とされるアニール処理も拡散
のための加熱処理によって行えるので特別にアニール処
理工程を要せず、工程が繁雑となることがない 本発明によれば、その実施態様の如何に係らず、イオン
打込法により抵抗体の抵抗値を高精度にでき、回路を正
確且つ安定に動作させることができるものである。
Furthermore, since the annealing treatment required after ion implantation can be performed by heat treatment for diffusion, there is no need for a special annealing treatment process and the process does not become complicated. Regardless of the method, the resistance value of the resistor can be made highly accurate by the ion implantation method, and the circuit can be operated accurately and stably.

本発明は、抵抗体のあるMIS型半導体装置に広く適用
できるものである。
The present invention can be widely applied to MIS type semiconductor devices having resistors.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図a−fはそれぞれ本発明の実施例を工程順に示す
IC素子の断面図である。 1・・・・・・n型半導体基体、2・・・・・・nチャ
ンネルMOSFET形或用p型半導体領域、3・・・・
・・Si02膜、4・・・・・・ゲート絶縁用Si02
膜、5・・・・・・多結晶シリコン層、6・・・・・・
シリコンゲート電極、7・・・・・・抵抗体、8〜11
・・・・・・ソース又はドレイン。
FIGS. 1a to 1f are cross-sectional views of an IC device showing embodiments of the present invention in the order of steps. 1... N-type semiconductor substrate, 2... P-type semiconductor region for n-channel MOSFET type, 3...
...Si02 film, 4...Si02 for gate insulation
Film, 5... Polycrystalline silicon layer, 6...
Silicon gate electrode, 7...Resistor, 8-11
...source or drain.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 半導体基体の主面の抵抗領域を設ける部分に厚い絶
縁膜を上記主面のMIS型トランジスタのゲートを設け
る部分に上記厚い絶縁膜より薄いゲート絶縁膜をそれぞ
れ形成する工程、上記厚い絶縁膜およびゲート絶縁膜上
に多結晶シリコン層を形成しこの多結晶シリコン層に抵
抗値調整用不純物を導入する工程、上記抵抗値調整用不
純物が導入された多結晶シリコン層を選択的に除去して
上記厚い絶縁膜上に抵抗領域用多結晶シリコン層を、お
よび上記ゲート絶縁膜上にゲート電極用多結晶シリコン
層ヲ廿縫レ形成する工程、上記抵抗領域用多結晶シリコ
ン層を第2の絶縁膜で被覆した状態で上記ゲート電極用
多結晶シリコン層をマスクとして上記ゲート電極用多結
晶シリコン層の両側部の半導体基体にソースおよびドレ
イン領域形成のために不純物を導入すると同時に、上記
ゲート電極用多結晶シリコン層に不純物を導入する工程
を有することを特徴とするMIS型半導体集積回路装置
の製造方法。
1. Forming a thick insulating film on a portion of the main surface of the semiconductor substrate where a resistance region is to be provided and a gate insulating film thinner than the thick insulating film on a portion of the main surface where a gate of an MIS type transistor is to be provided, the thick insulating film and A step of forming a polycrystalline silicon layer on the gate insulating film and introducing a resistance adjustment impurity into the polycrystalline silicon layer, selectively removing the polycrystalline silicon layer into which the resistance adjustment impurity has been introduced, and performing the above steps. A step of forming a polycrystalline silicon layer for a resistance region on a thick insulating film and a polycrystalline silicon layer for a gate electrode on the gate insulating film; Using the polycrystalline silicon layer for gate electrode as a mask, impurities are introduced into the semiconductor substrate on both sides of the polycrystalline silicon layer for gate electrode to form source and drain regions. A method for manufacturing an MIS semiconductor integrated circuit device, comprising the step of introducing impurities into a crystalline silicon layer.
JP48049756A 1973-05-07 1973-05-07 MIS Expired JPS5837697B2 (en)

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JP57179861A Division JPS58116761A (en) 1982-10-15 1982-10-15 Manufacture of mis type semiconductor integrated circuit device

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JPS501693A JPS501693A (en) 1975-01-09
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59158540U (en) * 1983-04-11 1984-10-24 本田技研工業株式会社 Afterglow room lamp for vehicles

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