JPS5943828B2 - Mos形集積回路の製造方法 - Google Patents

Mos形集積回路の製造方法

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JPS5943828B2
JPS5943828B2 JP52068216A JP6821677A JPS5943828B2 JP S5943828 B2 JPS5943828 B2 JP S5943828B2 JP 52068216 A JP52068216 A JP 52068216A JP 6821677 A JP6821677 A JP 6821677A JP S5943828 B2 JPS5943828 B2 JP S5943828B2
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oxide film
gate
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manufacturing
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JP52068216A
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JPS542682A (en
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安治 長山
和博 下酉
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明はMOS形集積回路の製造方法に係り、特に電
流の抑制が必要なMOSトランジスタを含むMOS形集
積回路の製造方法の改良に関するものである。
MOSトランジスタの集積回路の製造方法については各
種目的に応じて種々開発されている。
最近では、特に単位面積当りのコンダクタンスを上昇さ
せる方法が研究され、成果を上げてきたが、逆に電流を
制限する必要のあるトランジスタを含む集積回路ではそ
のトランジスタのゲート面積を大きくせねばならず、チ
ップサイズが大きくなるという不都合があつた。集積回
路においては、チップサイズの縮小化は歩留りの向上、
理論チップ数の増大によつて製造単価を低下させるもの
であり、その設計に当つてはチップサイズは重要な要素
である。以下、この発明をエンハンスメント形MOSト
ランジスタをドライバトランジスタとし、デプレツシヨ
ン形MOSトランジスタをロードトランジスタとするE
/D構成のインバータの製造方法に例をとつて説明する
第1図a−eは従来のE/D構成のインバータの製造方
法の一例を説明するための各工程役者での断面図である
まず、p形シリコン基板1の主表面上に酸化シリコン膜
2を形成し、その上に窒化シリコン膜3を形成し、更に
その上にホトレジスト膜(図示省略)を被着する0、そ
して、このホトレジスト膜上に位置合わせして配置した
マスク(これも図示せず)を用いてホトレジスト膜およ
び窒化シリコン膜3を選択除去して穴4を形成した後、
この穴4を介して基板1内に同一伝導形のp形不純物を
イオン注入法などで導入して分離領域5を形成し、窒化
シリコン膜3上に残留したホトレジスト膜を一旦除去す
る(第1図a)。次に、窒化シリコン膜3がシリコン基
板1の熱酸化工程に対してマスクとなる性質を利用して
、穴4の部分の半導体表面に分離用の厚い酸化膜6を形
成し、窒化シリコン膜3および酸化シリコン膜2を除去
する(第1図b)。つづいて、基板1の表面にゲート酸
化膜7を形成した後、基板1と同じ伝導形のp形イオン
の注入などの方法で領域8を形成しまた、反対の伝導形
のn形領域9をイオン注入法などで形成する(第1図c
)。しかる後、ゲート酸化膜7を介してp形領域8の所
要部分の上に第1のゲート金属10、n形領域9の上に
第2のゲート金属11を形成し、両ゲート金属10,1
1の下にそれぞれ第1および第2のゲート絶縁膜7a,
7bを残して他の部分のゲート酸化膜7を除去する(第
1図d)。次に、第1および第2のゲート金属10,1
1および分離用酸化膜6以外の基板1の表面に基板1と
反対伝導形のn形領域12,13および14をイオン注
入法もしくは熱拡散法で形成した後に、この装置の全表
面を保護するため、全面にシリコン酸化膜15を形成す
る(第1図e)。このようにして得られた装置に外部接
続の配線を行うために、シリコン酸化膜15の第1およ
び第2のゲート金属10,11ならびにn形領域13の
部分に穴を穿ち、第1ののゲート金属10につながる第
1の金属電極16および第2のゲート金属11とn形領
域13とにまたがる第2の金属電極17を形成して第2
図に示すようにこの装置は完成していた。この装置はn
形領域14を正の電源電位に、n形領域12を接地電位
に接続し、第1の金属電極16を信号入力端子、第2の
金属電極17を信号出力端子とすることによつてMOS
形E/Dインバータとして動作する。すなわち、第2図
の構成において、第1のゲート金属10をゲートとし、
n形領域13をドレイン、n形領域12をソースとして
エンハンスメント形トランジスタが形成され、一方、第
2のゲート金属11をゲートとし、n形領域14をドレ
イン、n形領域13をソースとして形成されるデプレツ
シヨン形トランジスタが上記エンハンスメント形トラン
ジスタの負荷となり、MOS形E/Dインバータを構成
している。そして、このようなMOS形E/Dインバー
タは例えば,MOS形スタテイツクメモリ装置を構成す
る基本回路として広く用いられている。特に、このMO
S形スタテイツクメモリ装置の周辺回路部に用いられる
インバータ回路のドライバトランジスタおよびロードト
ランジスタの単位面積当りのコンダクタンスが大きいほ
どメモリ装置のアクセス時間を短くできる。一方、メモ
リ容量が大きくなる程、数多くのメモリセルを有してい
るので、消費電力を低く保つため、メモリセル1個当り
の電流は小さく保持せねばならない。すなわち、これに
用いるインバータのロードトランジスタは単位面積当り
のコンダクタンスを小さくする必要がある。単位面積当
りのコンダクタンスの大きいトランジスタで電流を制限
しようとすれば、チヤンネル長を長くせねばならず、メ
モリセルの面積が大きくなり、集積化したチツプサイズ
も大きくなる。一般に、五極管特性領域で動作するMO
S形トランジスタの電流1は次式で与えられる。
である。
従つて、MOS形トランジスタの電流を抑制する方法に
は土式から判るように、(イ)W/Lの値を小さくする
(ロ)COx値を小さくする。
(ハ)VTHの値を大きくする。
の3つの方法がある。
ところで、上述のメモリ装置で云えば、(イ)の方法は
前にも述べたように集積度を低下させるので採用できな
い。
また、(ハ)の方法は上式からもある程度予想できるよ
うに、電流値の抑制への効果が余り大きくない。例えば
、他のパラメータが等しいとして、ゲート電圧VGS=
5Vのとき、しきい値電圧VTHが−4vと−2vとの
場合を比較すると電流値は約2対1程度しか変化しない
。従つて、上述の3つの方法の中で(!の方法がメモリ
セルの面積を増大させずに電流を抑制する最良の方法で
ある。単位面積当りの容量COxを変えるには第1図C
,dの工程において示したゲート酸化膜8,9の形成と
同じ方法で厚い酸化膜を形成する製造工程を追加してゲ
ート酸化膜9に厚い酸化膜を使用する方法が考えられる
が、工程が増加して複雑になり、更に質の良い厚い酸化
膜を形成するには長時間を要し製造コストの上昇を招く
。この発明は以上のような点に鑑みてなされたもので、
通常分離用として用いられている厚い酸化膜と同じで同
時に形成した厚い酸化膜をゲート酸化膜として用いるこ
とによつて、集積度を低下させることなく電流を抑制さ
れたMOSトランジスタを効率よく製造する方法を提供
せんとするものである。第3図a−fはこの発明の一実
施例としてのE/D構成インバータの製造方法を説明す
るための各工程段階での断面図である。
やず、p形シリコン基板1の主表面上に酸化シリコン膜
2を形成し、その上に窒化シリコン膜3を形成し、更に
その上にホトレジスト膜(図示省略)を被着する。そし
て、このホトレジスト膜上に位置合わせして配置したマ
スク(これも図示せず)を用いてホトレジスト膜および
窒化シリコン膜3を選択除去して穴4を形成した後、こ
の穴4を介して基板1内に同一伝導形のp形不純物をイ
オン注入法などで導入して分離領域5を形成する(第3
図a)。その後デプレツシヨン形負荷MOSトランジス
タのゲートを形成すべき位置に、再び写真蝕刻法によつ
てホトレジスト膜および窒化シリコン膜3を選択除去し
て穴18を形成し、この穴18を介して基板1内に基板
1と反対の伝導形のn形の不純物をイオン注入法で導入
して領域19を形成した後、一旦残留したホトレジスト
膜を除去する(第3図b)。次に、窒化シリコン膜3が
シリコン基板1の熱酸化工程に対してマスクとなる性質
を利用して、窒化シリコン膜3が除去されている穴4お
よび18の部分の半導体表面にそれぞれ厚い酸化膜6お
よび20を形成し、しかる後に窒化シリコン膜3および
酸化シリコン膜2を除去する(第3図c)。つマいて、
基板1の表面にゲート酸化膜7を形成した後、基板1と
同じ伝導形のp形領域8をイオン注入法で形成する(第
3図d)。しかる後、ゲート酸化膜7を介してp形領域
8の所要部分の上に第1のゲート金属10を、厚い酸化
膜20を介してn形領域19の上に第2のゲート金属1
1を形成し、第1のゲート金属10の下のゲート絶縁膜
7aを残して他の部分のゲート酸化膜7を除去する(第
3図e)。以下n形領域12,13および14を形成し
、全上面に保護用シリコン酸化膜15を形成する第3図
fの工程は第1図eで説明した工程と同一であり、これ
に第2図において説明したと同様の工程で第1および第
2の金属電極16,17を形成することによつて、第4
図に示すようにこの実施例装置は完成する。この装置は
第2図の従来装置と同様、n形領域14および12をそ
れぞれ正の電源電位および接地電位に接続し、第1およ
び第2の金属電位16,17をそれぞれ信号入力および
出力端子とすることによつてMOS形インバータとして
動作する。エンハンスメント形ドライバトランジスタは
第1のゲート金属10をゲートとし、n形領域12およ
び13をそれぞれソースおよびドレインとして構成され
、デプレツシヨン形ロードトランジスタは第2のゲート
金属11をゲートとし、n形領域13をソース、n形領
域14をドレインとして構成される。このようにして構
成されたE/D構成のインバータではロードトランジス
タのゲート絶縁膜が厚いので電流を制限することができ
、しかもセル面積は従来装置と全く変らない。
更にこの実施例工程で必要とされるマスク枚数は5枚で
あつて、従来の方法の場合と変らない。第5図はこの発
明の他の適用例を示す断面図で、E/E構成(ドライバ
トランジスタ、ロードトランジスタともにエンハンスメ
ント形)のインバータである。
第4図に示した例と異なる点はロードトランジスタの厚
いゲート酸化膜20の下に基板1と反対の伝導形のn形
領域19が形成されていず、第2のゲート金属11は金
属電極21を介してn形領域14に接続され且つn形領
域13からは独立の金属電極22が設けられている点で
ある。この適用例では金属電極21を正の電源電位に、
n形領域12を接地電位に保ち、また、金属電極16を
信号入力端子に、金属電極22を信号出力端子にするこ
とによつてE/E構成のインバータとして動作する。こ
のとき、ドライバトランジスタは第1のゲート金属10
をゲート、n形領域12をソース、n形領域13をドレ
インとして構成され、ロードトランジスタは第2のゲー
ト金属11をゲート、n形領域13をソース、n形領域
14をドレインとして構成される。以上、この発明をE
/D構成、およびE/E構成のインバータの製造に適用
した例について述べたが、この発明の方法はMOSロジ
ツク回路、MOSメモリ装置などMOS形集積回路にお
いて集積度を損なうことなく特定のトランジスタの電流
を制限したい時に広く適用できるものである。
以上詳述したように、この発明では電流を抑制すべきM
OSトランジスタを含む集積回路を製造するに当つて、
そのMOSトランジスタの厚いゲート酸化膜を隣接領域
との間の分離域の厚い分離酸化膜と同時に形成するので
、製造工程に特別な工程を追加することなく、またその
製造工程に使用するマスク数を増加することなく、極め
て容易にこのような電流抑制を要するMOSトランジス
タを含む集積回路をチツプ面積を増大せずに製造できる
ものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来方法を説明するための各工程段呻での断面
図、第2図はこの従来方法で製造された通常のMOS形
集積回路の一例を示す断面図、第3図はこの発明の一実
施例を説明するための各工程段階での断面図、第4図は
この実施例によつて製造されたこの発明の一適用例を示
す断面図、第5図はこの発明の他の適用例を示す断面図
である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 半導体基板内に形成されるとともに電流を抑制され
    るべきMOSトランジスタの厚いゲート酸化膜を上記半
    導体基板内の上記MOSトランジスタを含む領域とこれ
    に隣接する領域とを分離するための分離域の厚い酸化膜
    と同一工程で形成することを特徴とするMOS形集積回
    路の製造方法。 2 半導体基板の分離域を形成すべき位置に第1の孔を
    有するマスクを上記半導体基板の表面に形成する工程、
    上記第1の孔を通じて不純物を導入し上記半導体基板と
    同じ伝導形を有する領域を形成する工程、電流を抑制さ
    れるべきMOSトランジスタのゲート位置に対応する上
    記マスクの位置に第2の孔を穿つ工程、および上記第1
    および第2の孔を通じて上記半導体基板の表面領域に厚
    い酸化膜を形成する工程を備えた特許請求の範囲第1項
    記載のMOS形集積回路の製造方法。
JP52068216A 1977-06-08 1977-06-08 Mos形集積回路の製造方法 Expired JPS5943828B2 (ja)

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JPS542682A JPS542682A (en) 1979-01-10
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0545390U (ja) * 1991-11-19 1993-06-18 東洋化学株式会社 空調用室外機の載置台

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JPS54127289A (en) * 1978-03-27 1979-10-03 Fujitsu Ltd Semiconductor integrated circuit device and its manufacture
JPS562650A (en) * 1979-06-20 1981-01-12 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device
JPS56112740A (en) * 1980-02-08 1981-09-05 Nec Corp Manufacture of semiconductor device

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