JPS62287668A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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JPS62287668A
JPS62287668A JP61130168A JP13016886A JPS62287668A JP S62287668 A JPS62287668 A JP S62287668A JP 61130168 A JP61130168 A JP 61130168A JP 13016886 A JP13016886 A JP 13016886A JP S62287668 A JPS62287668 A JP S62287668A
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region
semiconductor
impurity concentration
semiconductor region
drain region
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Kenichi Kuroda
謙一 黒田
Kosuke Okuyama
幸祐 奥山
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Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To improve breakdown strength of a field-effect transistor, and to enable reduction of the area thereof by a method wherein the drain region of the field effect transistor is provided in the main surface part of a semiconductor region of the same conductive type with the drain region and having impurity concentration lower than the drain region. CONSTITUTION:A p-type buried semiconductor region 11 is formed in the main surface part of the semiconductor substrate 1 of an MISFET Qw forming region. The semiconductor region 11 is formed by introducing p-type impurities (boron, for example) according to ion implantation using a photo resist mask covering other MISFET forming regions and a field insulating film 2. After then, at the drain region forming region of the MISFET Qw, a semiconductor region 12 is formed to one side part of a gate electrode 7B by selfalignment in relation thereto. Accordingly, because impurity concentration of the drain region can be reduced by stages, and the peak of the electric field of the drain region part can be reduced, the breakdown strength of the field-effect transistor can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体集積回路装置に関し、特に、高耐圧用
の電界効果トランジスタを有する半導体集積回路装置に
適用して有効な技術に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] 3. Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and is particularly applicable to a semiconductor integrated circuit device having a high voltage field effect transistor. It is about effective techniques.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

紫外線消去型の不揮発性記憶機能を備えた半導本集積回
路装置!!(以下、EPROMという)が知られている
。EPROMのメモリセルは、フローティングゲート電
極とコントロールゲート電極とを有する電界効果トラン
ジスタで構成されている。
A semiconductor integrated circuit device with ultraviolet erasable non-volatile memory function! ! (hereinafter referred to as EPROM) is known. An EPROM memory cell is composed of a field effect transistor having a floating gate electrode and a control gate electrode.

電界効果トランジスタ(メモリセル)には、LDD(L
ightly Doped Drain)構造が採用さ
れる傾向にある。この電界効果トランジスタは、高不純
物濃度の半導体領域と、高不純物濃度の半導体領域とチ
ャネル形成領域との間に設けた同一導電型の低不純物濃
度の半導体領域(LDD部)とでドレイン領域を構成し
たものである。LDD構造の電界効果トランジスタは、
チャネル形成領域側へのドレイン領域の拡散距離(回り
込み)を低減し、実効チャネル長を確保することができ
る。つまり、LDD構造の電界効果トランジスタは、短
チヤネル効果を防止し、高集積化を図ることができる特
徴がある。
Field effect transistors (memory cells) include LDD (L
There is a tendency for a highly doped drain structure to be adopted. In this field effect transistor, a drain region is composed of a semiconductor region with a high impurity concentration and a semiconductor region with a low impurity concentration of the same conductivity type (LDD region) provided between the semiconductor region with a high impurity concentration and a channel formation region. This is what I did. The field effect transistor with LDD structure is
The diffusion distance (wrapping) of the drain region toward the channel forming region side can be reduced, and the effective channel length can be ensured. In other words, a field effect transistor having an LDD structure has a feature that it can prevent short channel effects and can achieve high integration.

LDD構造は、同一製造工程で形成できるので、メモリ
セルを構成する電界効果トランジスタの他に、周辺回路
を構成する読出系、書込系の夫々のM I S FET
にも採用される。
Since the LDD structure can be formed in the same manufacturing process, in addition to the field effect transistors that make up the memory cell, the M I S FETs of the read system and write system that make up the peripheral circuit
It will also be adopted.

なお、LDD構造が採用された電界効果トランジスタを
有するEPROMについては、例えば、特願昭60−1
84141号に記載されている。
Regarding EPROMs having field effect transistors employing an LDD structure, for example, Japanese Patent Application No. 1986-1
No. 84141.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

本発明者は、前述のEPROMにおける電気的特性試験
ならびにその検討の結果、次の問題点が生じることを見
出した。
The inventor of the present invention discovered the following problem as a result of the electrical characteristic test and study on the above-mentioned EPROM.

前記電界効果トランジスタ(メモリセル)及び読出系M
ISFETと、書込系MISFETとは。
The field effect transistor (memory cell) and read system M
What is ISFET and writing MISFET?

動作電圧が異なる。前者は、ドレイン、ソース間電圧が
例えば5.0 [V] 、後者は、ドレイン、ソース間
電圧が例えば12.5 [V] (書込電圧)である。
Different operating voltages. The former has a drain-source voltage of, for example, 5.0 [V], and the latter has a drain-source voltage of, for example, 12.5 [V] (write voltage).

EFROMにおいては、情報の読出動作速度の高速化を
図るため、LDD構造は、電界効果トランジスタ(メモ
リセル)及び読出系M I S FETを最適化するよ
うに構成される。このため、書込系MISFETの耐圧
を確保することができない。書込系M I S FET
は、Xデコーダ回路にワード線の本数に対応して設けら
れている。
In an EFROM, in order to increase the speed of information read operation, the LDD structure is configured to optimize field effect transistors (memory cells) and read system M I S FETs. Therefore, the withstand voltage of the write system MISFET cannot be ensured. Writing system M I S FET
are provided in the X decoder circuit in correspondence with the number of word lines.

そこで、書込系M I S FETには1本質的な耐圧
の向上ではないが、耐圧を確保するために、ドレイン領
域のLDD部を長く形成する所謂オフセット構造を採用
することが考えられる。
Therefore, it is conceivable to adopt a so-called offset structure in which the LDD portion of the drain region is formed long in order to ensure the breakdown voltage, although this is not an essential improvement in breakdown voltage, for the write-in MIS FET.

しかしながら、オフセット構造は、書込系MISFET
のチャネル長方向の寸法を増大し、しかもLDD部を長
く形成するマスクの合せ余裕度が必要となる。このため
、Xデコーダ回路の面積が増大するので、EPROMの
集積度が低下する。
However, the offset structure is
In addition, it is necessary to increase the dimension in the channel length direction and to provide a margin for mask alignment that allows the LDD portion to be made long. Therefore, the area of the X decoder circuit increases, and the degree of integration of the EPROM decreases.

また、書込系MISFET間隔と、ワード線間隔とが一
致しないので、メモリセルアレイとXデコーダ回路との
レイアウトが難しくなる。
Furthermore, since the write system MISFET interval and the word line interval do not match, the layout of the memory cell array and the X-decoder circuit becomes difficult.

本発明の目的は、電界効果トランジスタを有する半導体
集積回路装置において、電界効果トランジスタの耐圧を
向上すると共に、その面積を低減することが可能な技術
を提供することにある6本発明の他の目的は、記憶機能
を有する半導体集積回路装置において、電気的信頼性を
向上すると共に、集積度を向上することが可能な技術を
提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a technique capable of improving the withstand voltage of a field effect transistor and reducing its area in a semiconductor integrated circuit device having a field effect transistor.6.Other objects of the present invention An object of the present invention is to provide a technology that can improve the electrical reliability and the degree of integration in a semiconductor integrated circuit device having a memory function.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は1本
明細杏の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

電界効果トランジスタを有する半導体集積回路装置にお
いて、前記電界効果トランジスタのドレイン領域を、ゲ
ート電極の一側部にそれに対して自己整合的に形成され
た、ドレイン領域と同一導電型でかつそれよりも低い不
純物濃度の半導体領域の主面部に設ける。
In a semiconductor integrated circuit device having a field effect transistor, the drain region of the field effect transistor is formed on one side of the gate electrode in a self-aligned manner with respect to the drain region, and has the same conductivity type as the drain region and has a lower conductivity than that. Provided on the main surface of the semiconductor region with impurity concentration.

〔作 用〕[For production]

前述の手段によれば、前記ドレイン領域からチャネル形
成領域の方向に1段階的にドレイン領域の不純物濃度を
低減し、ドレイン領域部分の電界のピークを低減するこ
とができるので、電界効果トランジスタの耐圧を向上す
ることができる。しかも、前記半導体領域をゲート電極
に対して自己整合的に形成し、製造工程におけるマスク
合せ余裕を低減することができるので、電界効果トラン
ジスタの面積を縮小することができる。
According to the above-mentioned means, the impurity concentration in the drain region can be reduced step by step in the direction from the drain region to the channel forming region, and the peak of the electric field in the drain region can be reduced, so that the withstand voltage of the field effect transistor can be reduced. can be improved. Furthermore, since the semiconductor region can be formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode, and mask alignment margins in the manufacturing process can be reduced, the area of the field effect transistor can be reduced.

以下1本発明の構成について1本発明をEPROMに適
用した一実施例とともに説明する。
The configuration of the present invention will be described below along with an embodiment in which the present invention is applied to an EPROM.

なお、実施例の企図において、同一機能を有するものは
同一符号を付け、そのくり返しの説明は省略する。
In addition, in the planning of the embodiment, parts having the same functions are given the same reference numerals, and repeated explanations thereof will be omitted.

〔実施例■〕[Example ■]

本発明の実施例IであるEPROMを第1図(要部断面
図)で示す、第1図は、左側にメモリセルを構成する電
界効果トランジスタ、中央に読出系のnチャネルMIS
FET、右側に書込系のnチャネルM I S FET
を示している。
Embodiment I of the present invention is shown in FIG. 1 (cross-sectional view of main parts) of an EPROM. In FIG.
FET, writing type n-channel MIS FET on the right side
It shows.

第1図において、1は単結晶シリコンからなるp−型の
半導体基板(又はウェル領域)である6図示されていな
いが、半導体基板1の所定の主面部には、相補型MIS
FETのpチャネルMISFETを構成するi型のウェ
ル領域が設けられている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a p-type semiconductor substrate (or well region) made of single-crystal silicon. 6 Although not shown in the figure, a complementary MIS
An i-type well region that constitutes a p-channel MISFET is provided.

2はフィールド絶縁膜、3はp型のチャネルストッパ領
域であり、これらは、半導体素子間を電気的に分離する
ように構成されている。
Reference numeral 2 represents a field insulating film, and reference numeral 3 represents a p-type channel stopper region, which are configured to electrically isolate semiconductor elements.

メモリセルを構成する電界効果トランジスタQmは、半
導体基板1.ゲート絶縁膜4、フローティングゲート電
極5、ゲート絶縁膜6A、コントロールゲート電極7A
、一対のn型の半導体領域8A、一対のn°型の半導体
領域10で構成されている。ゲート電極7Aは、所定方
向の他の電界効果トランジスタQmのゲート電極7Aと
一体に構成され、ワード線を構成するようになっている
The field effect transistor Qm constituting the memory cell is formed on a semiconductor substrate 1. Gate insulating film 4, floating gate electrode 5, gate insulating film 6A, control gate electrode 7A
, a pair of n-type semiconductor regions 8A, and a pair of n°-type semiconductor regions 10. The gate electrode 7A is configured integrally with the gate electrode 7A of another field effect transistor Qm in a predetermined direction, and constitutes a word line.

このワード線は、図示していないが、Xデコーダ回路を
構成する書込系MISFETQwのソース領域に接続さ
れている。
Although not shown, this word line is connected to the source region of the write system MISFETQw that constitutes the X decoder circuit.

ゲート電極5及びワード線は1例えば、多結晶シリコン
膜で構成する。
The gate electrode 5 and the word line 1 are made of, for example, a polycrystalline silicon film.

ゲート電極7Aは、ゲート電極5と同様に、多結晶シリ
コン膜で構成する。また、ゲート電117Aは、単層の
高融点金属(M o 、 T a 、 T i 、 W
 )膜若しくは高融点金属シリサイド(MoSi2.T
a5i2eTiSiz 、WSi2)膜で構成してもよ
い。また。
Like the gate electrode 5, the gate electrode 7A is made of a polycrystalline silicon film. Further, the gate electrode 117A is made of a single layer of high melting point metals (Mo, Ta, Ti, W
) film or refractory metal silicide (MoSi2.T
It may be composed of a5i2eTiSiz, WSi2) film. Also.

ゲート電極7Aは、多結晶シリコン膜の上部に高融点金
属膜若しくは高融点金属シリサイド膜を設けた複合膜で
構成してもよい。
The gate electrode 7A may be formed of a composite film in which a high melting point metal film or a high melting point metal silicide film is provided on top of a polycrystalline silicon film.

高不純物濃度の半導体領域10は、ソース領域若しくは
ドレイン領域として使用される。
The semiconductor region 10 with high impurity concentration is used as a source region or a drain region.

低不純物濃度の半導体領域(LDD部)8Aは、高不純
物濃度の半導体領域10とチャネル形成領域との間の半
導体基板1の主面部に設けられている。半導体領域8A
は、LDD構造の電界効果トランジスタQmを構成する
。この電界効果トランジスタQmのソース、ドレイン領
域間電圧は5.0[V]程度の低電圧である。
The low impurity concentration semiconductor region (LDD section) 8A is provided on the main surface of the semiconductor substrate 1 between the high impurity concentration semiconductor region 10 and the channel formation region. Semiconductor area 8A
constitutes a field effect transistor Qm having an LDD structure. The voltage between the source and drain regions of this field effect transistor Qm is a low voltage of about 5.0 [V].

周辺回路を構成する読出系のnチャネルMISFETQ
rは、半導体基板1.ゲート絶縁膜6B。
Read-out n-channel MISFETQ that constitutes the peripheral circuit
r is the semiconductor substrate 1. Gate insulating film 6B.

ゲート*t!7B、n型の一対の半導体領域8B及び一
対のn゛型の半導体領域10で構成されている。
Gate*t! 7B, a pair of n-type semiconductor regions 8B, and a pair of n-type semiconductor regions 10.

ゲート絶縁膜6Bは前記ゲート絶縁膜6Aと、ゲート電
極7Bは、前記ゲート電極7Aと同一製造工程で構成さ
れる。半導体領域(LDD部)自Bは、前記半導体領域
8Aと同一製造工程で形成するか、若しくは別の製造工
程で半導体領域8Aよりも低い不純物濃度で構成する。
The gate insulating film 6B and the gate insulating film 6A, and the gate electrode 7B and the gate electrode 7A are formed in the same manufacturing process. The semiconductor region (LDD section) B is formed in the same manufacturing process as the semiconductor region 8A, or is formed in a separate manufacturing process with an impurity concentration lower than that of the semiconductor region 8A.

このMISFETQrのソース、ドレイン間電圧は5.
0[V]程度の低電圧である。
The voltage between the source and drain of this MISFETQr is 5.
It is a low voltage of about 0 [V].

周辺回路を構成する書込系のnチャネルMISF E 
T Q wは、半導体基板1、ゲート絶縁膜6B、ゲー
ト電極7B、一対のn型の半導体領域8B。
Write-related n-channel MISF E that constitutes the peripheral circuit
TQw is a semiconductor substrate 1, a gate insulating film 6B, a gate electrode 7B, and a pair of n-type semiconductor regions 8B.

一対のn1型の半導体領域10及びn−型の半導体領域
12で構成されている。
It is composed of a pair of n1 type semiconductor region 10 and n- type semiconductor region 12.

低不純物濃度の半導体領域12は、ドレイン領域側のゲ
ート電極7Bの一側部に、ゲートfIi極7Bに対して
自己整合的に形成されている。この半導体領域12は、
半導体領域8B、10の夫々よりも低不純物濃度でしか
も夫々よりも深い接合深さで構成されている。つまり、
ドレイン領域である半導体領域8B及び10は、半導体
領域12の主面部に設けられている。
The semiconductor region 12 with a low impurity concentration is formed on one side of the gate electrode 7B on the drain region side in a self-aligned manner with respect to the gate fIi electrode 7B. This semiconductor region 12 is
It has a lower impurity concentration than each of the semiconductor regions 8B and 10, and a deeper junction depth than each of the semiconductor regions 8B and 10. In other words,
Semiconductor regions 8B and 10, which are drain regions, are provided on the main surface of semiconductor region 12.

MISFETQWのソース、ドレイン間電圧は12.0
〜IS、O[V]程度の高電圧(書込電圧)であり。
The voltage between the source and drain of MISFETQW is 12.0
~IS, is a high voltage (write voltage) of about O[V].

前記半導体領域12は、第2図乃至第4図に示すように
、高電圧を使用するM I SFETQwの耐圧を向上
するように構成されている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the semiconductor region 12 is configured to improve the withstand voltage of the M I SFET Qw that uses a high voltage.

第2図は、M I SFETQwに設けられた半導体領
域の不純物濃度のドーズ量を示す模式図である。第3図
は、オフセット構造を採用したLDD構造のM I S
 F E T Q oの模式図である。第4図は、前記
MISFETQw、MISFETQoの夫々において、
基板表面の電界強度Exを示す図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the dose amount of the impurity concentration of the semiconductor region provided in the M I SFET Qw. Figure 3 shows an M I S with an LDD structure that employs an offset structure.
It is a schematic diagram of FETQo. FIG. 4 shows that in each of the MISFETQw and MISFETQo,
FIG. 3 is a diagram showing the electric field strength Ex on the substrate surface.

第2図に示す半導体領域10は、 i、oxto” ’
[atoms/c+++”コ程度のヒ素を80[KeV
]の二不ルギのイオン打込みで導入して形成している。
The semiconductor region 10 shown in FIG.
[atoms/c+++” of arsenic at 80[KeV
] It is introduced and formed by Nifurugi's ion implantation.

半導体領域10は、 10” ’  [at、ots/
cm3]程度の表面濃度と、0.20〜0.25 Cμ
mコ程度の接合深さで構成される。
The semiconductor region 10 is 10''' [at, ots/
cm3] and a surface concentration of 0.20 to 0.25 Cμ.
It is constructed with a bonding depth of about m.

半導体領域8Bは、1.0XIO”  [at、o+*
s/cm’コ程度のリンを50[KeV]のニネルギの
イオン打込みで導入して形成している。半導体領域8B
は、10”−1019[aLo@s/am3コ程度の表
面濃度と。
The semiconductor region 8B is 1.0XIO” [at, o+*
It is formed by introducing phosphorus of approximately s/cm' by ion implantation of 50 [KeV] energy. Semiconductor area 8B
has a surface concentration of about 10''-1019[aLo@s/am3].

0.20 [μm]程度の接合深さで構成される。The junction depth is approximately 0.20 [μm].

半導体領域12Aは1.0XIO” ’  [ajom
s/cmJコ程度、半導体領域12Bは3.OX 10
” 3[at、oms/am”]程度、半導体領域12
Cは5.0XLO”  [:at−orms/as” 
]程度のリンを50[KeVコの工不ルキのイオン打込
みで夫々導入して形成している。半導体領域12A乃至
12Gの夫々は、約toL i[aシoss/am3]
程度の表面濃度と、0.7−1.4 [ttm]程度の
接合深さで構成される。
The semiconductor region 12A is 1.0XIO"' [ajom
s/cmJ, and the semiconductor region 12B is 3. OX10
"3[at, oms/am"] degree, semiconductor region 12
C is 5.0XLO” [:at-orms/as”
] about 50 [KeV] by ion implantation. Each of the semiconductor regions 12A to 12G is approximately toLi[a ss/am3]
It has a surface concentration of about 0.7 to 1.4 [ttm] and a junction depth of about 0.7 to 1.4 [ttm].

第3図に示すMIS)’ETQoの半導体領域8B、半
導体領域10の夫々の条件は、MISFET Q wと
同等である。所定のオフセット長○■−を有する半導体
領域8Cは、半導体領域8Bと同等の条件で形成される
The conditions of the semiconductor region 8B and the semiconductor region 10 of the MIS)'ETQo shown in FIG. 3 are the same as those of the MISFET Qw. The semiconductor region 8C having a predetermined offset length ○■- is formed under the same conditions as the semiconductor region 8B.

第4図に符号8Cで示すように、MISFETQoのド
レイン領域側の半導体領域8C(LDD部又はオフセッ
ト部)部分には、ゲート?t[7B端部の電界の影響が
顕著に表われるため、6X107〜7xlO’  [V
/m1程度のピーク性の電界が表われる。これに対して
、第4図に符号12A乃至12Gで示すように、MIS
FETQwのドレイン領域側の半導体領域8B部分の電
界は、半導体領域12を設けているので、5 X 10
7[V / mコ程度以下に緩和(低減)される。半導
体領域12は不純物濃度を高くすると電界のピークを低
減することができるが、その不純物濃度をあまり高(す
るとチャネル形成領域側への空乏領域の伸びが大きくな
り、短チヤネル効果が生じるので、半導体領域12の不
純物濃度は適宜選択する。なお、MI SFETQwに
設けられた半導体領域12は、半導体領域(LDD部)
8Bの存在、非存在にかがわらず、電界のピークを低減
することができる。
As shown by reference numeral 8C in FIG. 4, a semiconductor region 8C (LDD section or offset section) on the drain region side of MISFETQo has a gate? t[7B Because the influence of the electric field at the end is noticeable, 6X107~7xlO' [V
A peak electric field of about /m1 appears. On the other hand, as shown by reference numerals 12A to 12G in FIG.
Since the semiconductor region 12 is provided, the electric field in the semiconductor region 8B on the drain region side of FETQw is 5×10
It is relaxed (reduced) to about 7[V/m] or less. The peak of the electric field can be reduced by increasing the impurity concentration in the semiconductor region 12, but if the impurity concentration is too high (this will increase the extension of the depletion region toward the channel formation region and cause a short channel effect, The impurity concentration of the region 12 is appropriately selected.The semiconductor region 12 provided in the MI SFETQw is a semiconductor region (LDD section).
Regardless of the presence or absence of 8B, the peak of the electric field can be reduced.

また、半導体領域12は、基本的にバイアスが加わる側
に設けられる。
Furthermore, the semiconductor region 12 is basically provided on the side to which a bias is applied.

このように、高耐圧素子として使用するMlSFETQ
Wのドレイン領域(半導体領域8B、10)を、ゲート
電極7Bの一側部にそれに対して自己整合的に形成され
た半導体領域12の主面部に設けることにより、ドレイ
ン領域からチャネル形成領域の方向に、段階的にドレイ
ン領域の不純物濃度を低減し、ドレイン領域部分の電界
のピークを低減することができるので、MISFETQ
Wの耐圧を向上することができる。
In this way, MlSFETQ used as a high voltage element
By providing a W drain region (semiconductor regions 8B, 10) on the main surface of the semiconductor region 12 formed on one side of the gate electrode 7B in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 7B, the direction from the drain region to the channel formation region is In addition, the impurity concentration in the drain region can be reduced in stages, and the peak of the electric field in the drain region can be reduced.
The breakdown voltage of W can be improved.

しかも、半導体領域12を形成するために余分な領域を
増加することがなく、又半導体領域12をゲート電極7
Bに対して自己整合的に形成し、製造工程におけるマス
ク合せ余裕を低減できるので、M I S F E T
 Q wの面積を縮小することができる。
Moreover, there is no need to increase an extra region to form the semiconductor region 12, and the semiconductor region 12 can be connected to the gate electrode 7.
Since it is formed in a self-aligned manner with respect to B, and the mask alignment margin in the manufacturing process can be reduced, M
The area of Q w can be reduced.

また、半導体領域12をドレイン領域側だけに設けるこ
とにより、半導体領域12からチャネル形成領域側へ形
成される空乏領域と、ソース領域である半導体領域10
からチャネル形成領域側へ形成される空乏領域との結合
、所謂パンチスルーを防止することができるので、実効
チャネル長を充分に確保することができる。つまり、短
チヤネル効果を防止し、M I S F E T Q 
wの面積を縮小することができるので、集積度を向上す
ることができる。
Further, by providing the semiconductor region 12 only on the drain region side, a depletion region formed from the semiconductor region 12 toward the channel forming region side and the semiconductor region 10 serving as the source region
Since coupling with the depletion region formed toward the channel forming region side, so-called punch-through, can be prevented, so that a sufficient effective channel length can be ensured. In other words, it prevents the short channel effect and M I S F E T Q
Since the area of w can be reduced, the degree of integration can be improved.

また、前記第1図に示すように、MISFETQwのソ
ース領域である半導体領域10と半導体領域12との間
にp型の埋込型半導体領域11を設けることにより、ド
レイン領域からチャネル形成領域側へ形成される空乏領
域の伸びを低減することができるので、パンチスルーを
より防止することができる。
In addition, as shown in FIG. 1, by providing a p-type buried semiconductor region 11 between the semiconductor region 10 and the semiconductor region 12, which are the source regions of the MISFET Qw, from the drain region to the channel forming region side. Since the extension of the formed depletion region can be reduced, punch-through can be further prevented.

また1MZSFETQwのソース領域である半導体領域
10の下部に沿ってp型の埋込型半導体領域を設けるこ
とにより、ソース領域をエミッタ領域、半導体基板1を
ベース領域、ドレイン領域をコレクタ領域とする寄生バ
イポーラトランジスタの電流増幅率(h fe)を低減
することができる。
In addition, by providing a p-type buried semiconductor region along the lower part of the semiconductor region 10, which is the source region of the 1MZSFETQw, a parasitic bipolar structure is created in which the source region is the emitter region, the semiconductor substrate 1 is the base region, and the drain region is the collector region. The current amplification factor (h fe) of the transistor can be reduced.

これは、ラッチアップ現象を防止することができる。This can prevent latch-up phenomena.

したがって、EPROMにおいては、書込系MISFE
TQwの耐圧の向上及び集積度の向上を図ることができ
るので、Xデコーダ回路の電気的信頼性の向上及び集積
度の向上を図ることができる。
Therefore, in EPROM, the writing system MISFE
Since it is possible to improve the withstand voltage of TQw and the degree of integration, it is possible to improve the electrical reliability and degree of integration of the X-decoder circuit.

前記電界効果トランジスタQmの半導体領域10には、
層間絶81113に設けられた接続孔14を通して、配
線(データ線又はソース線)15が接続されている。同
様に、MISFETQr及びQWの半導体領域lOには
!1間絶縁wA13に設けられた接続孔14を通して、
配線15が接続されている。
In the semiconductor region 10 of the field effect transistor Qm,
A wiring (data line or source line) 15 is connected through the connection hole 14 provided in the layer interlayer 81113. Similarly, in the semiconductor regions IO of MISFETQr and QW! Through the connection hole 14 provided in the insulation wA13,
Wiring 15 is connected.

次に、このように構成されるEPROMの製造方法につ
いて、第5図乃至第7図(各製造工程毎に示すEPRO
Mの要部断面図)を用いて簡単に説明する。
Next, regarding the manufacturing method of the EPROM configured as described above, FIGS. 5 to 7 (EPRO
This will be briefly explained using a cross-sectional view of the main part of M.

まず、半導体素子形成領域間の半導体基@1の主面に、
フィールド絶a膜2.P型のチャネルストッパ領域3を
夫々形成する。
First, on the main surface of the semiconductor substrate @1 between the semiconductor element forming regions,
Field atom membrane 2. P-type channel stopper regions 3 are respectively formed.

この後、第5図に示すように、半導体素子形成−領域の
半導体基板の1主面上にゲート絶縁膜4を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 5, a gate insulating film 4 is formed on one main surface of the semiconductor substrate in the semiconductor element formation region.

次に、MISFETQw形成領域の半導体基板1の主面
部に、p型の埋込型半導体領域11を形成する。半導体
領域11は、他のん4 I S FET形成領域を覆う
フォトレジストマスクと、フィールド絶縁rm2とを用
い、イオン打込みによりp型不純物(例えば、ボロン)
を導入して形成できる。なお、半導体領域11は、ゲー
ト電極5を形成した後に形成してもよい。
Next, a p-type buried semiconductor region 11 is formed on the main surface of the semiconductor substrate 1 in the MISFETQw formation region. The semiconductor region 11 is injected with p-type impurities (for example, boron) by ion implantation using a photoresist mask covering the I S FET formation region and field insulation rm2.
can be formed by introducing Note that the semiconductor region 11 may be formed after the gate electrode 5 is formed.

この後、電界効果トランジスタQm形成領域にゲート電
極5.ゲート絶縁膜6A及びゲート1!極7Aを順次形
成すると共に、MISFETQr、Qwの夫々の形成領
域に新たにゲート絶縁fi16Bを形成し、この後、ゲ
ート電極7Bを形成する。
After this, the gate electrode 5. is applied to the field effect transistor Qm formation region. Gate insulating film 6A and gate 1! While forming the poles 7A one after another, gate insulation fi16B is newly formed in each formation region of MISFETQr and Qw, and then the gate electrode 7B is formed.

そして、符号を付けないが1MISFETQm。And 1MISFETQm without a sign.

Qr、Qwの夫々のソース領域及びドレイン領域形成領
域の半導体基板1の主面上を少なくとも覆う絶縁膜(バ
ッファ層又は汚染のゲッタリング層)を形成する。
An insulating film (buffer layer or contamination gettering layer) is formed to cover at least the main surface of the semiconductor substrate 1 in the source region and drain region formation regions of Qr and Qw.

この後、第6図に示すように、MISFETQWのドレ
イン領域形成領域において、ゲート電極7Bの一側部に
それに対して自己整合的に半導体領域12を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 6, in the drain region formation region of MISFETQW, a semiconductor region 12 is formed on one side of the gate electrode 7B in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 7B.

半導体領域12は、他の領域を覆うフォトレジスト膜を
用い、前述の条件で形成する。
The semiconductor region 12 is formed using a photoresist film covering other regions under the conditions described above.

次に、MISFETQm形成領域において、ゲート1!
極5及び7Aの両側部の半導体基板1の主面部に、n型
の半導体領域8Aを形成し、MISFETQr、Qwの
夫々の形成領域において、ゲート電極7Bの両側部の半
導体基板1及び半導体領域12の主面部に、n型の半導
体領域8Bを形成する。
Next, in the MISFETQm formation region, gate 1!
An n-type semiconductor region 8A is formed on the main surface of the semiconductor substrate 1 on both sides of the poles 5 and 7A, and the semiconductor substrate 1 and the semiconductor region 12 on both sides of the gate electrode 7B are formed in the formation regions of MISFETQr and Qw. An n-type semiconductor region 8B is formed on the main surface.

この後、ゲート電極5.7A、7Bの夫々の側部に不純
物導入用マスク(サイドウオールスペーサ)9を形成す
る。
Thereafter, impurity introduction masks (sidewall spacers) 9 are formed on each side of gate electrodes 5.7A and 7B.

そして、不純物導入用マスク9を用い、第7図に示すよ
うに、電界効果トランジスタQm1MISFETQr、
Qwの夫々の形成領域に、ソース領域又はドレイン領域
であるn゛型の半導体領域10を形成する。この半導体
領域10を形成する工程により、1a界効果トランジス
タQm1M L S l’ETQr、Qwの夫々が形成
される。
Then, using the impurity introduction mask 9, as shown in FIG.
An n-type semiconductor region 10, which is a source region or a drain region, is formed in each formation region of Qw. Through this step of forming the semiconductor region 10, field effect transistors 1a Qm1MLSl'ETQr and Qw are formed, respectively.

次に、前記第1図に示すように、層間絶縁膜13、接続
孔14及び配線15を順次形成することにより1本実施
例のEFROMは完成する。
Next, as shown in FIG. 1, the interlayer insulating film 13, connection hole 14 and wiring 15 are sequentially formed to complete the EFROM of this embodiment.

〔実施例■〕[Example ■]

本実施例■は、前記実施例Iの書込系MISFETをウ
ェル領域に設けた本発明の他の実施例である。
Embodiment 2 is another embodiment of the present invention in which the write MISFET of Embodiment I is provided in the well region.

本発明の実施例■であるEFROMを第8図(要部断面
図)で示す。
An EFROM which is an embodiment (2) of the present invention is shown in FIG. 8 (a sectional view of the main part).

本実施例■のEPROMの書込系M I S FETQ
wは、第8図に示すように構成されている。つまり、M
ISFETQwは、n−型のウェル領域12Aに設けら
れており、ソース領域である半導体領域8B及び10が
p型の半導体領域11Aの主面部に設けられている。
EPROM writing system MIS FETQ of this embodiment (■)
w is constructed as shown in FIG. In other words, M
ISFETQw is provided in the n-type well region 12A, and semiconductor regions 8B and 10, which are source regions, are provided in the main surface of the p-type semiconductor region 11A.

半導体領域11Aは、ソース側のゲート電極7Bの一側
部にそれに対して自己整合的に形成されており、前記実
施例Iの埋込型半導体領域11と略同等の機能を有して
いる。
The semiconductor region 11A is formed on one side of the gate electrode 7B on the source side in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 7B, and has substantially the same function as the buried semiconductor region 11 of Example I.

ウェル領域12Aは、前記実施例■の半導体領域12と
略同等の機能を有している。ウェル領域12Aは、チャ
ネル形成領域において、半導体領域11Aとドレイン領
域側の半導体領域8Bとの間の寸法が、ドレイン領域側
のゲート電極7Bの一側部に対して自己整合的に形成さ
れている。つまり、半導体領域11Aが自己整合的に形
成されているので、結果的に、ウェル領域12Aは自己
整合的に形成される。
The well region 12A has substantially the same function as the semiconductor region 12 of the embodiment (2). The well region 12A is formed in the channel formation region so that the dimension between the semiconductor region 11A and the semiconductor region 8B on the drain region side is self-aligned with one side of the gate electrode 7B on the drain region side. . That is, since the semiconductor region 11A is formed in a self-aligned manner, the well region 12A is formed in a self-aligned manner as a result.

このように構成されるM I S F E T Q w
は、前記実施例1と略同様の効果を得ることができる。
M I S F E T Q w configured like this
In this case, substantially the same effect as in the first embodiment can be obtained.

以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に
基づき具体的に説明したが1本発明は。
In the above, the invention made by the present inventor has been specifically explained based on the above embodiments, but one aspect of the present invention is as follows.

前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲において、種々変形し得ることは勿論である
It goes without saying that the invention is not limited to the embodiments described above, and that various modifications may be made without departing from the spirit thereof.

例えば1本発明は、LDD構造のM I S FETに
代えて、高不純物濃度の領域の下部に沿って低不純物濃
度の領域を設けてドレイン領域を構成した所謂ダブルド
レイン構造のM I S FETに適用することができ
る。
For example, one aspect of the present invention is to replace an LDD structure MIS FET with a so-called double drain structure MIS FET in which a drain region is formed by providing a low impurity concentration region along the lower part of a high impurity concentration region. Can be applied.

また、本発明は、高不純物濃度の領域だけでドレイン領
域を構成し′た所謂シングルドレイン構造のM I S
 FETに適用することができる。
Further, the present invention provides an MIS with a so-called single drain structure in which the drain region is formed only from a region with high impurity concentration.
It can be applied to FET.

また1本発明は、MISFETに限定されず。Furthermore, the present invention is not limited to MISFETs.

フローティングゲート電極を有する電界効果トランジス
タに適用することができる。
It can be applied to field effect transistors with floating gate electrodes.

また、本発明は、 E P ROMに限定されず、電気
的消去型の不揮発性記憶機能を有する半導体集積回路装
置(EEPROM)等、高耐圧用M、 I S FET
を有する半導体集積回路装置に適用することかできる。
Furthermore, the present invention is not limited to E P ROM, but also applies to high voltage M, IS FETs, such as semiconductor integrated circuit devices (EEPROM) having an electrically erasable non-volatile memory function.
The present invention can be applied to a semiconductor integrated circuit device having.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本願において開示される発明のうち1代表的なものによ
って得ることができる効果を簡単に説明すれば、次のと
おりである。
A brief explanation of the effects that can be obtained by one representative invention among the inventions disclosed in this application is as follows.

電界効果トランジスタを有する半導体集積回路装置にお
いて、前記電界効果トランジスタのドレイン領域を、ゲ
ート電極の一側部にそれに対して自己整合的に形成され
た。ドレイン領域と同一導電型でかつそれよりも低い不
純物濃度の半導体領域の主面部に設けることにより、前
記ドレイン領域からチャネル形成領域の方向に、段階的
にドレイン領域の不純物濃度を低減し、ドレイン領域部
分の電界のピークを低減することができるので、電界効
果トランジスタの耐圧を向上することができる。しかも
、前記半導体領域をゲート電極に対して自己整合的に形
成し、製造工程におけるマスク合せ余裕を低減すること
ができるので、電界効果トランジスタの面積を縮小する
ことができる。
In a semiconductor integrated circuit device having a field effect transistor, a drain region of the field effect transistor is formed on one side of a gate electrode in a self-aligned manner thereto. By providing the impurity concentration in the main surface of a semiconductor region that is of the same conductivity type as the drain region and has a lower impurity concentration than that of the drain region, the impurity concentration of the drain region is gradually reduced in the direction from the drain region to the channel formation region. Since the peak of the electric field can be reduced, the withstand voltage of the field effect transistor can be improved. Furthermore, since the semiconductor region can be formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode, and mask alignment margins in the manufacturing process can be reduced, the area of the field effect transistor can be reduced.

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

第1図は、本発明の実施例1であるEPROMの要部断
面図。 第2図は、前記第1図に示すM I S FETに設け
られた半導体領域のドーズ量を示す模式図、第3図は、
オフセット構造を採用したLDD構造のMISFETの
模式図。 第4図は、前記第2図及び第3図に示すMISFETの
電界強度を示す図、 第5図乃至第7図は、本発明の実施例IであるEFRO
Mを製造工程毎に示す要部断面図、第8図は、本発明の
実施例■であるEPROMの要部断面図である。 図中、1・・・半導体基板、2・・・フィールド絶縁膜
、3・・・チャネルストッパ領域、4+6A、6B・・
・ゲ−ト絶縁膜、5,7A、7B・・・ゲート1!極、
8A。 8B、8G、10.11,12A・・・半導体領域。 12・・・埋込型半導体領域、12A・・・ウェル領域
、Qm・・・電界効果トランジスタ、Qr、Qw・・・
MISFETである。 へ  I−ゝ ま   匁 ■寥械暢C吐顆・般べ 葡2
FIG. 1 is a sectional view of a main part of an EPROM which is Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing the dose amount of the semiconductor region provided in the M I S FET shown in FIG. 1, and FIG.
A schematic diagram of a MISFET with an LDD structure that employs an offset structure. 4 is a diagram showing the electric field strength of the MISFET shown in FIGS. 2 and 3, and FIGS. 5 to 7 are diagrams showing the electric field strength of the MISFET shown in FIGS.
FIG. 8 is a cross-sectional view of the main part of an EPROM which is Embodiment (2) of the present invention. In the figure, 1... semiconductor substrate, 2... field insulating film, 3... channel stopper region, 4+6A, 6B...
・Gate insulating film, 5, 7A, 7B...Gate 1! very,
8A. 8B, 8G, 10.11, 12A... semiconductor region. 12...Buried semiconductor region, 12A...Well region, Qm...Field effect transistor, Qr, Qw...
It is MISFET. To I-ゝma 匁■寥MACHINO C tate condyle/general beo 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、電界効果トランジスタを有する半導体集積回路装置
において、前記電界効果トランジスタのドレイン領域を
、ゲート電極の一側部にそれに対して自己整合的に形成
された、ドレイン領域と同一導電型でかつそれよりも低
い不純物濃度の半導体領域の主面部に設けたことを特徴
とする半導体集積回路装置。 2、前記ドレイン領域は、高不純物濃度領域と、該高不
純物濃度領域とチャネル形成領域との間の前記半導体領
域の主面部に設けられた、前記半導体領域よりも高い不
純物濃度の低不純物濃度領域とで構成されていることを
特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の半導体集積回
路装置。 3、前記ドレイン領域は、高不純物濃度領域と、該高不
純物濃度領域の下部に沿って前記半導体領域の主面部に
設けられた、前記半導体領域よりも高い不純物濃度の低
不純物濃度領域とで構成されていることを特徴とする特
許請求の範囲第1項に記載の半導体集積回路装置。 4、前記電界効果トランジスタのソース領域と前記半導
体領域との間、又はソース領域の下部に沿った基板若し
くはウェル領域の主面部には、基板若しくはウェル領域
と同一導電型で、かつそれよりも高い不純物濃度の半導
体領域が設けられていることを特徴とする特許請求の範
囲第1項乃至第3項の夫々に記載の半導体集積回路装置
[Claims] 1. In a semiconductor integrated circuit device having a field effect transistor, the drain region of the field effect transistor is formed on one side of a gate electrode in a self-aligned manner and is the same as the drain region. 1. A semiconductor integrated circuit device, characterized in that the semiconductor integrated circuit device is provided on the main surface of a semiconductor region of a conductive type and with a lower impurity concentration. 2. The drain region includes a high impurity concentration region and a low impurity concentration region with a higher impurity concentration than the semiconductor region, which is provided on the main surface of the semiconductor region between the high impurity concentration region and the channel formation region. A semiconductor integrated circuit device according to claim 1, characterized in that it is comprised of: 3. The drain region is composed of a high impurity concentration region and a low impurity concentration region with a higher impurity concentration than the semiconductor region, which is provided on the main surface of the semiconductor region along the lower part of the high impurity concentration region. A semiconductor integrated circuit device according to claim 1, characterized in that: 4. Between the source region of the field effect transistor and the semiconductor region, or on the main surface of the substrate or well region along the lower part of the source region, there is a conductivity type that is the same as that of the substrate or well region, and has a higher conductivity than that of the substrate or well region. A semiconductor integrated circuit device according to any of claims 1 to 3, characterized in that a semiconductor region with an impurity concentration is provided.
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