JPS61168254A - 高耐圧mos電界効果半導体装置 - Google Patents
高耐圧mos電界効果半導体装置Info
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- JPS61168254A JPS61168254A JP60007777A JP777785A JPS61168254A JP S61168254 A JPS61168254 A JP S61168254A JP 60007777 A JP60007777 A JP 60007777A JP 777785 A JP777785 A JP 777785A JP S61168254 A JPS61168254 A JP S61168254A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices 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 potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices 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 potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
- H01L27/08—Devices 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 potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
- H01L27/085—Devices 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 potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only
- H01L27/088—Devices 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 potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers 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
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、高耐圧MOS電界効果トランジスターとそれ
を駆動する為の通常の低耐圧MOS電界効果トランジス
タで構成されたロジック回路が同一半導体基板上に形成
された半導体装置(以下高耐圧M OS−I Cと略す
)に関するものである。
を駆動する為の通常の低耐圧MOS電界効果トランジス
タで構成されたロジック回路が同一半導体基板上に形成
された半導体装置(以下高耐圧M OS−I Cと略す
)に関するものである。
〈発明の概要〉
本発明は、高耐圧MOS−FETと低耐圧電界効果トラ
ンジスタを同一半導体基板に作成した半導体装置におい
て、高耐圧MOS−FETの耐圧特性等を改善するだめ
に、高耐圧MOS−FETのチャンネル領域及びソース
領域と低耐圧MOS電界効果トランジスタのドレイン、
チャンネル及びソースの全領域を基板濃度よりも低い不
純物濃度の領域で囲んで半導体装置を構成する。
ンジスタを同一半導体基板に作成した半導体装置におい
て、高耐圧MOS−FETの耐圧特性等を改善するだめ
に、高耐圧MOS−FETのチャンネル領域及びソース
領域と低耐圧MOS電界効果トランジスタのドレイン、
チャンネル及びソースの全領域を基板濃度よりも低い不
純物濃度の領域で囲んで半導体装置を構成する。
〈従来の技術〉
従来から知られている高及び低耐圧MOS−FETが同
一基板に形成された高耐圧MOS−ICの1例の断面図
を第3図に示す。第3図に於いてlはP型基板で、該基
板1にN+ソース領域2及び2′及びN+ドレイン領域
3及び3′が夫々形成されているが、高耐圧MOS−F
ET側のソース領域2の周囲には、自己整合プロセスに
よってゲート・チャンネルのためのP+領域4が設けら
れ、寸だドレイン領域3に接続した同一導電型の高抵抗
層5が設けられている。
一基板に形成された高耐圧MOS−ICの1例の断面図
を第3図に示す。第3図に於いてlはP型基板で、該基
板1にN+ソース領域2及び2′及びN+ドレイン領域
3及び3′が夫々形成されているが、高耐圧MOS−F
ET側のソース領域2の周囲には、自己整合プロセスに
よってゲート・チャンネルのためのP+領域4が設けら
れ、寸だドレイン領域3に接続した同一導電型の高抵抗
層5が設けられている。
上記のような高耐圧MOS−ICに於いて基板Iは高耐
圧MOS−FETのドレインと基板間の接合耐圧を高く
する為に低不純物濃度のものを使う必要がある。その場
合高抵抗層5とノース領域2の間でパンチ・スルー現象
による耐圧低下を伴うことがあり、これを防ぐ為にソー
ス領域2を囲むYうにその周囲に自己整合プロセスによ
って高不純物濃度層4を設けている。
圧MOS−FETのドレインと基板間の接合耐圧を高く
する為に低不純物濃度のものを使う必要がある。その場
合高抵抗層5とノース領域2の間でパンチ・スルー現象
による耐圧低下を伴うことがあり、これを防ぐ為にソー
ス領域2を囲むYうにその周囲に自己整合プロセスによ
って高不純物濃度層4を設けている。
〈発明が解決しようとする問題点〉
しかし上記のように自己整合プロセスで作られた構造に
於いては、閾値電圧値(VTH)の制御が困難であると
いう宿命的な欠点を持っている。〕一方、高抵抗層5の
不純物濃度(d高耐圧MOS・FETのオン抵抗(RO
N)及び耐圧の特性を決める一ヒで極めて重要かファク
ターであり、その不純物濃度が高いとオン抵抗(ROM
)は小さくなるものの高抵抗層5のチャンネル端での空
乏層の拡がりが充分で々く、高い耐圧が得られない。逆
にその不純物濃度が小さいとオン抵抗(RON)が大き
くなりすぎるとともに、高抵抗層5とドレイン領域3の
境界付近の電界が高捷り耐圧も低下するという欠点があ
る。高耐圧MOS−FETのオン抵抗を小さくし、且つ
高耐圧を得るよう改善を図るには、高抵抗層5はドレイ
ン領域3よりチャンネル領域に向けて徐々に濃度が小さ
くなるように横方向に濃度分布を持たせる必要がある。
於いては、閾値電圧値(VTH)の制御が困難であると
いう宿命的な欠点を持っている。〕一方、高抵抗層5の
不純物濃度(d高耐圧MOS・FETのオン抵抗(RO
N)及び耐圧の特性を決める一ヒで極めて重要かファク
ターであり、その不純物濃度が高いとオン抵抗(ROM
)は小さくなるものの高抵抗層5のチャンネル端での空
乏層の拡がりが充分で々く、高い耐圧が得られない。逆
にその不純物濃度が小さいとオン抵抗(RON)が大き
くなりすぎるとともに、高抵抗層5とドレイン領域3の
境界付近の電界が高捷り耐圧も低下するという欠点があ
る。高耐圧MOS−FETのオン抵抗を小さくし、且つ
高耐圧を得るよう改善を図るには、高抵抗層5はドレイ
ン領域3よりチャンネル領域に向けて徐々に濃度が小さ
くなるように横方向に濃度分布を持たせる必要がある。
その為に第4図(C)〜(d)に示すように、基板1に
対してマスク25の位置を順次ずらせて高抵抗層5の領
域に複数回のイオン注入を施し、階段状の濃度分布5
、5’、 5″を形成する方法が考案されている。しか
しこの場合も工程数が増えるという欠点がある。
対してマスク25の位置を順次ずらせて高抵抗層5の領
域に複数回のイオン注入を施し、階段状の濃度分布5
、5’、 5″を形成する方法が考案されている。しか
しこの場合も工程数が増えるという欠点がある。
く問題点を解決するだめの手段〉
本発明は上記のような欠点をなく L、閾値電圧値の制
御を容易にし、且つ工程数を増やすことなく高抵抗層5
の横方向の不純物濃度を2段階にし、オン抵抗(ROM
)の低下と耐圧特性の改善を図った高耐圧MOS電界効
果半導体装置を提供するものである。
御を容易にし、且つ工程数を増やすことなく高抵抗層5
の横方向の不純物濃度を2段階にし、オン抵抗(ROM
)の低下と耐圧特性の改善を図った高耐圧MOS電界効
果半導体装置を提供するものである。
第1図は本発明の半導体構造を示す断面図で、基板左側
領域に高耐圧MOS−FETが、右側領域に低耐圧MO
S−FETが形成されるものとする。
領域に高耐圧MOS−FETが、右側領域に低耐圧MO
S−FETが形成されるものとする。
1はP型基板で、該基板1にN+ソース領域2及びN+
ドレイン領域3が夫々形成されているが、高耐圧MOS
−FETのソース領域とロジック回路を構成する低耐圧
MOS電界効果トランジスタのドレイン領域・チャンネ
ル領域・ソース領域の全域の囲むようにその周囲にP+
領域4及び4′が設けられ、またドレイン領域3に接続
した同一導電型の高抵抗層5及びそれより不純物濃度の
低い高抵抗層領域5′が設けられている。高抵抗層領域
5′は高抵抗層領域5に上記P+領域4を重ね合わせて
不純物を補償することによって形成する。
ドレイン領域3が夫々形成されているが、高耐圧MOS
−FETのソース領域とロジック回路を構成する低耐圧
MOS電界効果トランジスタのドレイン領域・チャンネ
ル領域・ソース領域の全域の囲むようにその周囲にP+
領域4及び4′が設けられ、またドレイン領域3に接続
した同一導電型の高抵抗層5及びそれより不純物濃度の
低い高抵抗層領域5′が設けられている。高抵抗層領域
5′は高抵抗層領域5に上記P+領域4を重ね合わせて
不純物を補償することによって形成する。
く作 用〉
このよう力構造にすることによって、
(1)高耐圧MOS−FETの耐圧を高くする為に低不
純物濃度基板を用いても、高抵抗層とソース領域2及び
低耐圧MOS電界効果トランジスタのドレイン・ソース
間で発生スるパンチ・スルー現象による耐圧の低下を防
ぐ。
純物濃度基板を用いても、高抵抗層とソース領域2及び
低耐圧MOS電界効果トランジスタのドレイン・ソース
間で発生スるパンチ・スルー現象による耐圧の低下を防
ぐ。
(2)高抵抗層の不純物濃度を2段階にし、チャンネル
領域に接する高抵抗層5′は濃度を低くしているため、
空乏層が充分拡がって高耐圧が得られるとともに、ドレ
イン領域側の高抵抗層5は比較的不純物濃度か高い為、
その境界近傍に於ける電界強度を緩和1〜且つオン抵抗
(RON)の低減を図る。
領域に接する高抵抗層5′は濃度を低くしているため、
空乏層が充分拡がって高耐圧が得られるとともに、ドレ
イン領域側の高抵抗層5は比較的不純物濃度か高い為、
その境界近傍に於ける電界強度を緩和1〜且つオン抵抗
(RON)の低減を図る。
(3)第3図の従来構造による自己整合プロセスを用い
た場合よりも、耐パンチ・スルー現象に対[7て強く々
る為チャンネル長を更に縮めるこ々ができ、相互コンダ
クタンスqmのアップを図れる こと等、高性能な高耐圧MOS”ICを安定的に作製す
ることができる。
た場合よりも、耐パンチ・スルー現象に対[7て強く々
る為チャンネル長を更に縮めるこ々ができ、相互コンダ
クタンスqmのアップを図れる こと等、高性能な高耐圧MOS”ICを安定的に作製す
ることができる。
〈実施例〉
第2図(a)〜(g)を用いて本発明の詳細な説明する
0 半導体基板1には低不純物濃度のP型基板を用いその表
面に薄い酸化膜18を介して P イオンをレジスト1
9をマスクとしてイオン注入した後、拡散を行なって高
抵抗層5を形成する(第2図(a))。
0 半導体基板1には低不純物濃度のP型基板を用いその表
面に薄い酸化膜18を介して P イオンをレジスト1
9をマスクとしてイオン注入した後、拡散を行なって高
抵抗層5を形成する(第2図(a))。
次に上記拡散工程で成長した酸化膜を1度エツチングで
剥っだ後再び薄い酸化膜20を成長させ、レジスト21
をマスクにして B イオンをイオン注入して拡散を行
ない、ビ領域4と4′及び高抵抗層5の領域に重ね合わ
せてイオン注入した領域5′を形成する(第2図(+)
))。この時領域5′はP型にならないように上記 P
イオン注入量及び11B+イオン注入量を選ぶ必要が
ある。父上記11B+ イオンの注入量は閾値電圧が最
終的に目標の値になるように選ぶのが閾値電圧値を調整
する為のチャンネル・ドーピング工程を省く上で好まし
い。
剥っだ後再び薄い酸化膜20を成長させ、レジスト21
をマスクにして B イオンをイオン注入して拡散を行
ない、ビ領域4と4′及び高抵抗層5の領域に重ね合わ
せてイオン注入した領域5′を形成する(第2図(+)
))。この時領域5′はP型にならないように上記 P
イオン注入量及び11B+イオン注入量を選ぶ必要が
ある。父上記11B+ イオンの注入量は閾値電圧が最
終的に目標の値になるように選ぶのが閾値電圧値を調整
する為のチャンネル・ドーピング工程を省く上で好まし
い。
次に再び、レジスト22を部分的に覆い、Bイオン注入
をしてP+のフィールド・ドープ領域6を形成する(第
2図(C))。
をしてP+のフィールド・ドープ領域6を形成する(第
2図(C))。
次に拡散によって成長した厚い酸化膜10を写真食刻技
術を用いて窓開けし、薄い酸化膜24を成長させた上で
レジスト23を部分的に覆い、31P+をイオン注入し
てディプレッション型トランジスタ閾値電圧を調整する
為 P イオンをイオン注入する(第2図(d))。
術を用いて窓開けし、薄い酸化膜24を成長させた上で
レジスト23を部分的に覆い、31P+をイオン注入し
てディプレッション型トランジスタ閾値電圧を調整する
為 P イオンをイオン注入する(第2図(d))。
その後多結晶シリコンを気相成長法によりディポジショ
ンし、エンチングによってその不要部分を除去してゲー
ト電極9及び9′、フローティング導電体14を形成す
る。更にリンを自己整合的に拡散又はイオン注入によっ
て基板内にドーピングしンース領域2及び2′、ドレイ
ン領域3及び3′を形成する(第2図(e))。
ンし、エンチングによってその不要部分を除去してゲー
ト電極9及び9′、フローティング導電体14を形成す
る。更にリンを自己整合的に拡散又はイオン注入によっ
て基板内にドーピングしンース領域2及び2′、ドレイ
ン領域3及び3′を形成する(第2図(e))。
次に気相成長法により厚い絶縁膜11をディポジション
し、ドレイン・コンタクl”FJ トソース・コンタク
ト部をエツチングによって開口する。その後全面にAI
等の導電体を蒸着又はスパッタ或いはその他の方法でデ
ィポジションし、その不要な部分を除去して、ノース電
極8及び8′、ドレイン電極7及び7′、フローティン
グ導電体14′を構成する(第2図(f))。
し、ドレイン・コンタクl”FJ トソース・コンタク
ト部をエツチングによって開口する。その後全面にAI
等の導電体を蒸着又はスパッタ或いはその他の方法でデ
ィポジションし、その不要な部分を除去して、ノース電
極8及び8′、ドレイン電極7及び7′、フローティン
グ導電体14′を構成する(第2図(f))。
更に気相成長法により厚い絶縁膜I2をディポジション
し、高耐圧MOS−FETのドレイン電極部1ソース電
極部等にスルー・ホールを開口しだ後再びA1等の導電
体を全面にディポジションし、不要な部分を除去してソ
ース電極より延展したフィールド・プレート8″及びド
レイン電極より延展しだフィールド・プレート7″又ロ
ジツク回路を電位的て遮蔽するシールド・プレート17
を構成する。
し、高耐圧MOS−FETのドレイン電極部1ソース電
極部等にスルー・ホールを開口しだ後再びA1等の導電
体を全面にディポジションし、不要な部分を除去してソ
ース電極より延展したフィールド・プレート8″及びド
レイン電極より延展しだフィールド・プレート7″又ロ
ジツク回路を電位的て遮蔽するシールド・プレート17
を構成する。
最後に保護膜13を形成して当高耐圧MOS・ICのプ
ロセスは完了する(第2図(g))。
ロセスは完了する(第2図(g))。
本発明の他の実施例として例えば厚い酸化膜10を形成
する上に於いて選択酸化法を採用してもよいし又気相成
長法による絶縁膜を用いてもよい。
する上に於いて選択酸化法を採用してもよいし又気相成
長法による絶縁膜を用いてもよい。
本発明は主にシリコン基板内の不純物のドーピングの構
成にあり、高耐圧MOS−FET、低剛圧MOS電界効
果トランジスタの素子構造は本実施例に限られるもので
はなく、その他の構造のものに於いても採用できること
は言うまでもない。
成にあり、高耐圧MOS−FET、低剛圧MOS電界効
果トランジスタの素子構造は本実施例に限られるもので
はなく、その他の構造のものに於いても採用できること
は言うまでもない。
又更に高抵抗層5を形成する工程と同じ工程でP−チャ
ンネル低耐圧電界効果トランジスタを構成する為のNw
ellを形成し、ロジック回路をC−MOS (相補形
MOS)構成にすることもでき、ロジック回路の低消費
電力化を図ることも可能である。
ンネル低耐圧電界効果トランジスタを構成する為のNw
ellを形成し、ロジック回路をC−MOS (相補形
MOS)構成にすることもでき、ロジック回路の低消費
電力化を図ることも可能である。
〈発明の効果〉
以上のように本発明によればこれまでに述べてきたよう
に特別工程数を増すことなく、■ ICを構成する各々
のトランジスタの閾値電圧の制御が容易になること ■ 高耐圧MOS−FETの耐圧特性を改善しオン抵抗
(R,ON)の低減化が図れること■ ゲート長の縮小
化が図れること ■ 更に低電圧ロジック回路をC−MOS構成にできそ
の低消費電力化が図れること 等積々の特徴を有し、高性能な高耐圧MOS・ICを安
定的に作成することができる。
に特別工程数を増すことなく、■ ICを構成する各々
のトランジスタの閾値電圧の制御が容易になること ■ 高耐圧MOS−FETの耐圧特性を改善しオン抵抗
(R,ON)の低減化が図れること■ ゲート長の縮小
化が図れること ■ 更に低電圧ロジック回路をC−MOS構成にできそ
の低消費電力化が図れること 等積々の特徴を有し、高性能な高耐圧MOS・ICを安
定的に作成することができる。
第1図は本発明による一実施例の高耐圧MOS−ICの
基板断面図、第2図(a)乃至り)は同実施例の製造工
程を説明するだめの基板断面図、第3図は従来の高耐圧
MOS−ICの基板断面図、第4図(a)乃至(d)は
従来の高耐圧MOS−FETの高抵抗層の作成工程を説
明するための基板断面図である。 1:半導体基板 2.2’:ソース領域 3.37:ド
レイン領域 4:基板より高濃度でソース・ドレインよ
り低濃度の不純物領域 5:高抵抗層−署人 弁理士
福 士 愛 彦(他2名)0】)
基板断面図、第2図(a)乃至り)は同実施例の製造工
程を説明するだめの基板断面図、第3図は従来の高耐圧
MOS−ICの基板断面図、第4図(a)乃至(d)は
従来の高耐圧MOS−FETの高抵抗層の作成工程を説
明するための基板断面図である。 1:半導体基板 2.2’:ソース領域 3.37:ド
レイン領域 4:基板より高濃度でソース・ドレインよ
り低濃度の不純物領域 5:高抵抗層−署人 弁理士
福 士 愛 彦(他2名)0】)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)a、高耐圧MOS電界効果トランジスタと該高耐圧
MOS電界効果トランジスタより低い耐圧特性をもつ低
耐圧MOS電界効果トランジスタとを同一半導体基板に
形成してなる半導体装置において、 b、高耐圧MOS電界効果トランジスタのチャンネル領
域及びソース領域と低耐圧電界効果トランジスタのドレ
イン、チャンネル及びソースの全領域を囲むように基板
の濃度よりも不純物濃度が高く、且つソース及びドレイ
ン領域よりも濃度の低い基板自体と同じ導電型の不純物
領域を設けたことを特徴とする高耐圧MOS電界効果半
導体装置。 2)前記基板自体と同じ導電型の不純物領域は、高耐圧
MOS電界効果トランジスタに形成された高抵抗層のソ
ース側に、該高抵抗層の濃度より低い高抵抗層と同一導
電型の不純物領域が一部重ね合せされて形成されたこと
を特徴とする請求の範囲第1項記載の高耐圧MOS電界
効果半導体装置。 3)前記低耐圧電界効果トランジスタはCMOS回路を
なし、前記高耐圧MOS電界効果トランジスタが含む高
抵抗層と、低耐圧電界効果トランジスタのためのウェル
とが同一工程で形成されてなることを特徴とする請求の
範囲第1項記載の高耐圧MOS電界効果半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60007777A JPH0644605B2 (ja) | 1985-01-19 | 1985-01-19 | 高耐圧mos電界効界半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60007777A JPH0644605B2 (ja) | 1985-01-19 | 1985-01-19 | 高耐圧mos電界効界半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61168254A true JPS61168254A (ja) | 1986-07-29 |
JPH0644605B2 JPH0644605B2 (ja) | 1994-06-08 |
Family
ID=11675102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60007777A Expired - Fee Related JPH0644605B2 (ja) | 1985-01-19 | 1985-01-19 | 高耐圧mos電界効界半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0644605B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001274390A (ja) * | 2000-01-18 | 2001-10-05 | Fuji Electric Co Ltd | 高耐圧デバイスおよびその製造方法、不純物拡散領域の形成方法 |
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WO2012120802A1 (ja) * | 2011-03-09 | 2012-09-13 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置 |
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JPS5368987A (en) * | 1976-12-02 | 1978-06-19 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
JPS59215766A (ja) * | 1983-05-24 | 1984-12-05 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Mos集積回路装置 |
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1985
- 1985-01-19 JP JP60007777A patent/JPH0644605B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH0644605B2 (ja) | 1994-06-08 |
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