JPS62117359A - 相補形mos集積回路 - Google Patents
相補形mos集積回路Info
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- JPS62117359A JPS62117359A JP60258216A JP25821685A JPS62117359A JP S62117359 A JPS62117359 A JP S62117359A JP 60258216 A JP60258216 A JP 60258216A JP 25821685 A JP25821685 A JP 25821685A JP S62117359 A JPS62117359 A JP S62117359A
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- 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
- H01L27/06—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 a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
- H01L27/0688—Integrated circuits having a three-dimensional layout
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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】
〔概要〕
相補型MOS集積回路において、
一導電型チャネル形成領域に蓄積モードで形成されたm
m電型チャネルのMOSトランジスタを導入することに
より、 相補形を構成する二つのトランジスタのチャネル形成領
域を同一導電型にしたものである。
m電型チャネルのMOSトランジスタを導入することに
より、 相補形を構成する二つのトランジスタのチャネル形成領
域を同一導電型にしたものである。
本発明は、相補形MOS集積回路に関す。
相補形MOS集積回路(CMOS)は、インバータを形
成するものとして論理集積回路に多用されている。
成するものとして論理集積回路に多用されている。
このCMOSは、nチャネルとnチャネルとの二つのM
OSトランジスタを組合4!たものであり、従来の構成
では製造工程が複雑になるなどの難点を有するためその
難点の緩和が望まれる。
OSトランジスタを組合4!たものであり、従来の構成
では製造工程が複雑になるなどの難点を有するためその
難点の緩和が望まれる。
第3図は従来の0M08例の模式側断面図である。
同図におい°ζ、11はp型のシリコン基板、12はn
型のウェル、13はフィールド絶縁膜、14aと15a
ばp+型のソースとドレイン、14bと1.5bはn+
型のソースとドレイン、17a と17bはゲート、1
8はゲート絶縁膜、Vddは電源電圧、Vssは基板電
圧、である。
型のウェル、13はフィールド絶縁膜、14aと15a
ばp+型のソースとドレイン、14bと1.5bはn+
型のソースとドレイン、17a と17bはゲート、1
8はゲート絶縁膜、Vddは電源電圧、Vssは基板電
圧、である。
ソース14a、ドレイン15aおよびゲート17aは、
ウェル12をチャネル形成領域にしてトランジスタTl
a(エンハンスメント形pチャネルMOSトランジスタ
))を形成し、また、ソース14IT、ドレイン15h
およびゲート17bは、基板11をチャネル形成領域に
してトランジスタTlb (エンノhンスメント形nチ
ャネルMOSI−ランジスタ)を形成しζいる。
ウェル12をチャネル形成領域にしてトランジスタTl
a(エンハンスメント形pチャネルMOSトランジスタ
))を形成し、また、ソース14IT、ドレイン15h
およびゲート17bは、基板11をチャネル形成領域に
してトランジスタTlb (エンノhンスメント形nチ
ャネルMOSI−ランジスタ)を形成しζいる。
従ってこのCMOSは、回路図が第4図の如くまた動作
が表1に示す如くになり、低消費電力のインバータを形
成している。
が表1に示す如くになり、低消費電力のインバータを形
成している。
なお従来の他のCMOSとして各゛4屯導体領域を反対
の導電型にi−2、電源型(Fvaaと基板電圧Vss
の極性を逆にしたたものがある。それはpチャネルと+
1チヤネルが人?+換わって上記CM OSと同様にな
る。
の導電型にi−2、電源型(Fvaaと基板電圧Vss
の極性を逆にしたたものがある。それはpチャネルと+
1チヤネルが人?+換わって上記CM OSと同様にな
る。
表1−iL来cri c、−MOSの動作入力 Tl
aの状態 ’I”lbの状態 出力11
OFF ON
L。
aの状態 ’I”lbの状態 出力11
OFF ON
L。
夏、0NOFFH
但し、 Il:ハイレベル
1、: L’l−1/ヘルツ
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら上記構成のCM O3は、トランジスタT
laのソース14aおよびドレイン15aの導電型が、
トランジスタ1゛1bのソース14bおよびドレイン1
5bの導電型と反対になるため、ゲート17a117b
、ソース14a 、+4b 、トレイン15a 、
+5bの形成をトランジスタT 1 a (1’lとト
ランジスタT 1 b ll11とで別々にすることに
なり、製造が複雑になる雌点がある。
laのソース14aおよびドレイン15aの導電型が、
トランジスタ1゛1bのソース14bおよびドレイン1
5bの導電型と反対になるため、ゲート17a117b
、ソース14a 、+4b 、トレイン15a 、
+5bの形成をトランジスタT 1 a (1’lとト
ランジスタT 1 b ll11とで別々にすることに
なり、製造が複雑になる雌点がある。
また、基板11とウェル12とのP−N接合を含むN−
P−N−P 接合の存在のためサイリスタ動作によるラ
ンチアンプを起こし易く、ために図示されないラッチア
ップ対策が必要になる問題もある。
P−N−P 接合の存在のためサイリスタ動作によるラ
ンチアンプを起こし易く、ために図示されないラッチア
ップ対策が必要になる問題もある。
−1−記問題点は、第一の一導電型チャネル形成領域に
蓄積モードで形成された一導電型チャネルのMOS!−
ランジスタと、第二の一導電型チ中ネル形成領域に反転
モードで形成された反対導電型チャネルのMOSトラン
ジスタとにより、相補形構成を形成してなる本発明のC
MOSによって解決される。
蓄積モードで形成された一導電型チャネルのMOS!−
ランジスタと、第二の一導電型チ中ネル形成領域に反転
モードで形成された反対導電型チャネルのMOSトラン
ジスタとにより、相補形構成を形成してなる本発明のC
MOSによって解決される。
従来のCMOSは、二つのトランジスタT la。
Tlbの両方がエンハンスメント形即ち反転モードでチ
ャネル形成するMOSトランジスタであるため、チャネ
ル形成領域がそれぞれn型とp型になり、それぞれのソ
ースとドレインがチャネル形成領域に対して反対導電型
のp型またはn型にな−2て、前述の雌点ないし問題に
繋がった。
ャネル形成するMOSトランジスタであるため、チャネ
ル形成領域がそれぞれn型とp型になり、それぞれのソ
ースとドレインがチャネル形成領域に対して反対導電型
のp型またはn型にな−2て、前述の雌点ないし問題に
繋がった。
そこで、一方のトランジスタを蓄積モード(アキュムレ
ーションモード)でチャネル形成する即ちアキュムレー
ション形のMOSトランジスタにしたCMOSにすれば
、両トランジスタは共に、チャネル形成領域が一導電型
に、ソースとド【・インが反対導電型になる。
ーションモード)でチャネル形成する即ちアキュムレー
ション形のMOSトランジスタにしたCMOSにすれば
、両トランジスタは共に、チャネル形成領域が一導電型
に、ソースとド【・インが反対導電型になる。
そしてこれは、ゲート、ソース、ドレインの形成をそれ
ぞれのトランジスタ側で別々にすることを不要にし、ラ
ッチアップを起こさせるN、、、P−N−P接合も消失
さセる。
ぞれのトランジスタ側で別々にすることを不要にし、ラ
ッチアップを起こさせるN、、、P−N−P接合も消失
さセる。
この際に記アキ工ムレーション型MOSトランジスタは
、ONになるゲートへの入力電圧が従来の相当する入力
電圧と変わってくるが、チャネル形成領域のキャリア濃
度を高め且つ要すれば後述するように容量を介してエン
ハンスメント型MOSトランジスタのチャネル形成領域
と異なる電位を与えることにより、その変化を低減させ
ることが出来る。
、ONになるゲートへの入力電圧が従来の相当する入力
電圧と変わってくるが、チャネル形成領域のキャリア濃
度を高め且つ要すれば後述するように容量を介してエン
ハンスメント型MOSトランジスタのチャネル形成領域
と異なる電位を与えることにより、その変化を低減させ
ることが出来る。
かくして本CMOSは、従来のCMOSと同様にインバ
ータとして動作するものでありながら、製造が単純化さ
れ口つラッチアップ発生の恐れのないものとなる。
ータとして動作するものでありながら、製造が単純化さ
れ口つラッチアップ発生の恐れのないものとなる。
以下本発明によるCMOSの一実施例について第1図の
模式fil+断面図および第2図の回路図により説明す
る。
模式fil+断面図および第2図の回路図により説明す
る。
第1図に示す実施例は、S OI (Silicon
On In5ulator)構造を利用したものである
。
On In5ulator)構造を利用したものである
。
第1図において、21はp型のシリコン基板、22は基
板21に形成したp型のウェル、23はM J& 2
] 上の二酸化シリコン(Si02)絶縁膜、24a
と24bはn1型のソース、25はn+型のドレイン、
26a と26)lはp型のチャネル形成領域、27a
と27bはゲート、28はゲート絶縁膜、Vddは電
源電圧、Vssは基板電圧、である。
板21に形成したp型のウェル、23はM J& 2
] 上の二酸化シリコン(Si02)絶縁膜、24a
と24bはn1型のソース、25はn+型のドレイン、
26a と26)lはp型のチャネル形成領域、27a
と27bはゲート、28はゲート絶縁膜、Vddは電
源電圧、Vssは基板電圧、である。
ソース24a 、24bとドレイン25とチャネル形成
領域26a 、26bは、一つのシリコンの島から形成
されている。チャネル形成領域26aのキャリア濃度番
4チャネル形成領1426bより高< L、てあり、そ
れぞれのイオン?F人に1台げる硼素(13)のドーズ
9は、約2 X1013/(IIJ(!: 2 XIO
”/cIac加速エネルギーは何れも約35Keν)で
ある。
領域26a 、26bは、一つのシリコンの島から形成
されている。チャネル形成領域26aのキャリア濃度番
4チャネル形成領1426bより高< L、てあり、そ
れぞれのイオン?F人に1台げる硼素(13)のドーズ
9は、約2 X1013/(IIJ(!: 2 XIO
”/cIac加速エネルギーは何れも約35Keν)で
ある。
そして、ソース24aとド1/イン25とチャネル形成
領域26aとゲー1□27+iでアキュムレーション形
のpチャネルMOS)うンジスタT2aを形成し、ソー
ス241)とl〜レイン25とチャネル形成領域26b
とゲート27bでエンハンスメント形のnチャネルMO
8I−ランジスタ]゛2bを形成している。
領域26aとゲー1□27+iでアキュムレーション形
のpチャネルMOS)うンジスタT2aを形成し、ソー
ス241)とl〜レイン25とチャネル形成領域26b
とゲート27bでエンハンスメント形のnチャネルMO
8I−ランジスタ]゛2bを形成している。
また、トランジスタT2aとT21〕は、絶縁膜23を
介してそれぞれウェル22と基板21十にあるため、そ
の部分に容量が形成されるので、両トランジスタTia
、 Tlbが形成する回路は第2図に示す如くになる。
介してそれぞれウェル22と基板21十にあるため、そ
の部分に容量が形成されるので、両トランジスタTia
、 Tlbが形成する回路は第2図に示す如くになる。
ここで、Caとcbは上記容量である。
チャネル形成領域26aは容量Caを介し”ζ電源電圧
Vddの電位がり−えられ、チャネル形成領域26hは
容量cbを介して基板電圧Vssの電位が与えられてい
る。
Vddの電位がり−えられ、チャネル形成領域26hは
容量cbを介して基板電圧Vssの電位が与えられてい
る。
この実施例が第3図図示従来のCMOSと大きく相違す
るところは、エンハンスメント形MOSトランジスタT
eaがアキュムレーション形MOSトランジスタ]゛2
aに変才)ったことである。
るところは、エンハンスメント形MOSトランジスタT
eaがアキュムレーション形MOSトランジスタ]゛2
aに変才)ったことである。
トランジスタT2aは、先に述べたようにチャネル形成
領域26aをp型にして蓄積モードでpチャネルを形成
するが、入力レベルがHの際に叶Fになり、I7の際に
ONになる必要がある。ソース24.]とドレイン25
が04型に形成されていることがら、チャネル形成領域
26aとドレイン25のP−N接合は順方向であるのに
対して、チャネル形成領域26aとソース24aのI’
−N接合は逆方向である。従って、チャネル形成領域2
6aに形成されるpチャネルとソース24aとの間が、
上記ONとOFFに合わせてブレークダミシンの有りと
無しになれば良い。
領域26aをp型にして蓄積モードでpチャネルを形成
するが、入力レベルがHの際に叶Fになり、I7の際に
ONになる必要がある。ソース24.]とドレイン25
が04型に形成されていることがら、チャネル形成領域
26aとドレイン25のP−N接合は順方向であるのに
対して、チャネル形成領域26aとソース24aのI’
−N接合は逆方向である。従って、チャネル形成領域2
6aに形成されるpチャネルとソース24aとの間が、
上記ONとOFFに合わせてブレークダミシンの有りと
無しになれば良い。
このブレークダウンの有りと無しば、pチャネル部の正
孔密度の大小により切り分けられる。そして上記正孔密
度は、ゲート−27aの作用により入力レベルが17の
際に11の際より大きくなる。従って、入力レベルの■
、とHによる上記正孔密度の差が上記ブレークダウンの
有りと無しとの切り分けに合致するように、pチャネル
部の正孔密度の設定がなされておれば良い。
孔密度の大小により切り分けられる。そして上記正孔密
度は、ゲート−27aの作用により入力レベルが17の
際に11の際より大きくなる。従って、入力レベルの■
、とHによる上記正孔密度の差が上記ブレークダウンの
有りと無しとの切り分けに合致するように、pチャネル
部の正孔密度の設定がなされておれば良い。
トランジスタ’T゛2aにおいては、チャネル形成領域
26aに対して、先に述べた如くBのドーズ量をトラン
ジスタ1′2bのチャネル形成領域26bより高くする
ことと、容量Cδを介して電源電圧Vddの電位を与え
ることにより、上記正孔密度の設定がなされている。そ
してこの設定は、入力レベルがflとなった際にチャネ
ル形成ff4域26aに反転モードのチャネルが形成さ
れてトランジスタ1゛2aがONになるのを防止する作
用をもなしている。
26aに対して、先に述べた如くBのドーズ量をトラン
ジスタ1′2bのチャネル形成領域26bより高くする
ことと、容量Cδを介して電源電圧Vddの電位を与え
ることにより、上記正孔密度の設定がなされている。そ
してこの設定は、入力レベルがflとなった際にチャネ
ル形成ff4域26aに反転モードのチャネルが形成さ
れてトランジスタ1゛2aがONになるのを防止する作
用をもなしている。
か<シーここの実施例は、表2に示す如く動作して第3
図図示従来のCMOSと同様に低消費電力のインバータ
を形成する。
図図示従来のCMOSと同様に低消費電力のインバータ
を形成する。
表−?−−実施例の動−作−
人力 T2aの状態 T2bの状態 出力HOFF
ON l−L ON
OFF H然も、ソース24a 、
24bおよびドレイン25の何れもがn+型であるた
め、ゲート27aと271)の形成およびソース24a
、24bとドレイン25の形成をそれぞれ一括しで行
うことが出来て、従来のCM (ISより製造が単純化
され、同時にう、千ア・ノブを起こさせるN−P−N−
P接合が形成されない(ソース24a ・チャネル形
成領bi26a ・iルイン25・チャネル形成領域
261) ・ソース24I+が形成するN −P N
−P−N接合は、ドレイン25がn+型であるため問題
にならない)ものとなる。
ON l−L ON
OFF H然も、ソース24a 、
24bおよびドレイン25の何れもがn+型であるた
め、ゲート27aと271)の形成およびソース24a
、24bとドレイン25の形成をそれぞれ一括しで行
うことが出来て、従来のCM (ISより製造が単純化
され、同時にう、千ア・ノブを起こさせるN−P−N−
P接合が形成されない(ソース24a ・チャネル形
成領bi26a ・iルイン25・チャネル形成領域
261) ・ソース24I+が形成するN −P N
−P−N接合は、ドレイン25がn+型であるため問題
にならない)ものとなる。
なお上に述べた説明から次のことが理解出来る。
即ち、
■ 容1cbは、実施例を501構造にしまたためたま
たま形成されたもので、機能上では無くとも良い。
たま形成されたもので、機能上では無くとも良い。
■ ウェル22と容量Caを設けたのは、チャネル形成
領域26aに対する先に説明した正孔密度の設定の一助
としたもので、この設定のためにウェル22に与える電
位を電源電圧Vddと異なら七でも良い。またBのドー
ズ量の加減によりこの設定が可能になれば、ウェル22
と容量Caは不要である。
領域26aに対する先に説明した正孔密度の設定の一助
としたもので、この設定のためにウェル22に与える電
位を電源電圧Vddと異なら七でも良い。またBのドー
ズ量の加減によりこの設定が可能になれば、ウェル22
と容量Caは不要である。
そしてその場合、製造が更に単純化される。
■ ウェル22は、容量Caの−・電極であるので、基
板21から絶縁された他の導電体電極に置換されても良
い。
板21から絶縁された他の導電体電極に置換されても良
い。
■ ソース、ドレインおよびチャネル形成領域など全て
の半導体領域が、実施例と反対導電型であっても良い。
の半導体領域が、実施例と反対導電型であっても良い。
この場合、電源電圧Vddと基板電圧Vssの極性が逆
になる。
になる。
以−1−説明したように本発明の構成によれば、相補型
MOSO3目積回路いて、相補形を構成する二つのトラ
ンジスタのチャネル形成領域を同一導電型にすることが
出来て、製造の単純化とラッチアップの無発生化を可能
にさセる効果がある。
MOSO3目積回路いて、相補形を構成する二つのトラ
ンジスタのチャネル形成領域を同一導電型にすることが
出来て、製造の単純化とラッチアップの無発生化を可能
にさセる効果がある。
第1図は本発明実施例の模式側断面図、第2図はその回
路図、 第3図は従来のCMO8例の模式側断面図、第4図はそ
の回路図、 である。 図において、 11.21は基板、 12.22はウェル、 13はフィールド絶縁膜、 23は絶縁膜、 14a 、 14b 、 24a 、 24bはソース
、15a 、 15b 、 25はドレイン、26a
、 26bはチャネル形成領域、17a 、 17b
、 27a 、 27bはゲート、18.2Bはゲート
絶縁膜、 Tlaはエンハンスメント形 pチャネルMOSトランジスタ、 T2aはアキュムレーシッン形 pチャネルMOSLランジスタ、 T1b= T2bはエンハンスメント形nチャネルMO
Sトランジスタ、 Ca、Chは容量、 Vddは電源電圧、 Vssは基板電圧、 である。 11す・(の回路D )よ つ 11へ ■d S5 斗牛1辺 ′X″ − ンi/ l し
路図、 第3図は従来のCMO8例の模式側断面図、第4図はそ
の回路図、 である。 図において、 11.21は基板、 12.22はウェル、 13はフィールド絶縁膜、 23は絶縁膜、 14a 、 14b 、 24a 、 24bはソース
、15a 、 15b 、 25はドレイン、26a
、 26bはチャネル形成領域、17a 、 17b
、 27a 、 27bはゲート、18.2Bはゲート
絶縁膜、 Tlaはエンハンスメント形 pチャネルMOSトランジスタ、 T2aはアキュムレーシッン形 pチャネルMOSLランジスタ、 T1b= T2bはエンハンスメント形nチャネルMO
Sトランジスタ、 Ca、Chは容量、 Vddは電源電圧、 Vssは基板電圧、 である。 11す・(の回路D )よ つ 11へ ■d S5 斗牛1辺 ′X″ − ンi/ l し
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)第一の一導電型チャネル形成領域に蓄積モードで形
成された一導電型チャネルのMOSトランジスタと、第
二の一導電型チャネル形成領域に反転モードで形成され
た反対導電型チャネルのMOSトランジスタとにより、
相補形構成を形成してなることを特徴とする相補形MO
S集積回路。 2)上記第一の一導電型チャネル形成領域は、上記第二
の一導電型チャネル形成領域よりキャリア濃度が高いこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の相補形MO
S集積回路。 3)上記第一の一導電型チャネル領域は、容量を介して
上記第二の一導電型チャネル領域と異なる電位が与えら
れていることを特徴とする特許請求の範囲第1項または
第2項記載の相補形MOS集積回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60258216A JPH0680799B2 (ja) | 1985-11-18 | 1985-11-18 | 相補形mos集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60258216A JPH0680799B2 (ja) | 1985-11-18 | 1985-11-18 | 相補形mos集積回路 |
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JPH0680799B2 JPH0680799B2 (ja) | 1994-10-12 |
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1985
- 1985-11-18 JP JP60258216A patent/JPH0680799B2/ja not_active Expired - Lifetime
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US8643015B2 (en) | 1998-12-28 | 2014-02-04 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device having a pixel matrix circuit that includes a pixel TFT and a storage capacitor |
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Publication number | Publication date |
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JPH0680799B2 (ja) | 1994-10-12 |
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