JPS6230363A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS6230363A
JPS6230363A JP60169115A JP16911585A JPS6230363A JP S6230363 A JPS6230363 A JP S6230363A JP 60169115 A JP60169115 A JP 60169115A JP 16911585 A JP16911585 A JP 16911585A JP S6230363 A JPS6230363 A JP S6230363A
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JP
Japan
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conductivity type
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well
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JP60169115A
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English (en)
Inventor
Tomohisa Mizuno
智久 水野
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPS6230363A publication Critical patent/JPS6230363A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
    • H01L21/822Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
    • H01L21/8232Field-effect technology
    • H01L21/8234MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
    • H01L21/8238Complementary field-effect transistors, e.g. CMOS

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  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は半導体装置に係り、特に微細化の可能な半導体
装置に関する。
〔発明の技術的背型〕
潤費電力の小さいトランジスタとして相補型MO8(C
−MOS)I−ランジスタが多用されている。このC−
M OS l−ランジスタのうIう、n−ウェルを有す
るものの断面構造を第2図を参照して説明づ−る。
これによれば、p型シリコン阜板1内に「〕型ウェル領
域2が形成されており、n型領域とn型領域の境界部に
は素子分離のためのフィールド酸化膜3が形成されてn
′f−ヤネル1ヘランジスタ形成領域(p主情性領域)
とpチ↑・ネルトランジスタ形底領域(n型活性領域)
とが分離されている。nウェル2内のp f−pネル1
〜ランジスタ形成領域にはヂt・ネル領域を隔ててp型
不純物が高i!i5度に拡散されたp゛領域6および7
がそれぞれソース領域J3よびドレイン領域として設(
)られ、チ1ノネル領域上にはゲート酸化膜4を介して
多結晶シリコンからなるグー1〜電極5が形成されてい
てこれらがpヂVネルMO8FETを構成している。ま
た、p型シリコン基板1のr)ブー17ネルトランジス
タ形成領域にはブレネル領域を隔てて「]゛領域6′J
3よび7′がそれぞれソース領域およびドレイン領域と
して設けられ、チャネル領域上にはゲート酸化膜4を介
して多結晶シリコンからなるゲート″tti極5′が形
成されていてこれらがnチャネルMO8FETを構成し
てい□る。さらに、nウェル2内のp“領域6に隣接し
てn′領域9が形成されてr)ウェル2とコンタクトが
とられており、同様にn”領域6′に隣接してp゛領l
1i8が形成されて基板1とコンタクトがとられている
このよう<t C−M OS  F E Tを用いてイ
ンバータ回路を構成J−るに(よ第2図に示り°ように
pチャネルMO8FETのソース6とnつ1ルのコンタ
クト9を電源V。0に、pチ1?ネルMO8F E T
のゲート5とnチャネルMO3FE’l−のゲート5′
を入力Dinに、pチャネルMO8FETのドレイン7
とnチVネルMO8FETのドレイン7′を出力D  
に、pチトネルOu[ MOS  FETのソース6′と基板1のコンタクト8
を電源■88にそれぞれ接続する。このJ:う4ヱイン
バ一タ回路は単一導電型トランジスタを用いて構成した
インバータ回路にりも消′P!電力が小さく高速である
というすぐれた特徴を有している。
〔背m技術の問題点) しかしながら、このようなC−MOS l−ランリスク
回路では第2図に承りようにpチシネルMO8FETの
 4領域6、nウェル2、p型基板1がPNP型の寄生
トランジスタTr1を、nウェル2、p型基板1、nチ
セネルトランジスクがNPN型の奇生トランジスタを形
成することになり、その等価回路は第3図の回路図に示
1J:うなちのとなる。すなわら、寄生1−ランジスタ
Tr1のエミッタは電源VDDに接続され、そのベース
はウール抵抗Rを介して■。0に接続されると共に阿 寄生トランジスタTr2の]レクタに接続され、寄生[
−ランリスク]−r2のエミッタは電源V33に接続さ
れ、イのベース【よ寄生トランジスター’−rlのコレ
クタに接続されると共にIJ板低抵抗<8を介して電源
Vssに接続された構成となっでいる。したかってこれ
らの奇生(ヘランジスタTr1.Tr2はpnpn構造
のサイリスクを構成りる。
この奇/l: 1ナイリスタはC−M OS  F [
E Tの通常のf)を作状態で・はfiノ作しないが、
例えばパルス状の外部刹11ニー等に起因ザる電流が流
れると、ウール抵抗において電圧が発生して奇生1〜ラ
ンジスクlr1のベースに印加されることから奇生]−
ランジスタTrlがAンどなり、これにJ:って基板抵
抗R8に電圧が発生して奇生l−ランリスク1−r2の
ベースに印加されることから一’、i 1.11”ラン
ジスタ王r2もAンどなって、vDDとvss間に、l
i: :常人電流が流れるラッチアップ現象が起こる。
このラッチアップ現象は回路の誤動作や破壊をひぎ起す
ため、フィールド酸化膜3の下にヂャネルストツパを設
ける等の対策をとって防止づる必要があるが十分ではな
く、また、半導体装置の微細化に伴ってラッチアップ現
象が起りA5すいため、微細化の障害となっている。
(発明の目的) 本発明はこのような問題を解決するため<rされたもの
で、ラッチアップ現象を効果的に防止でさ、微細化が可
能なC−MO3半導体装置を提供することを目的とする
〔発明の概要〕
上記目的達成のため、本発明にかかる半導体装置におい
では、一導電型半導体基板中に形成された通導m型MO
8トランジスタと、そのトランジスタ領域の下方に形成
されたーパ7電4(2不純物の高濃度押込拡散層と、一
導電型半導体基板中に設【jられた逆導電型不純物拡散
領域中に形成されたー導電MOSトランジスタと、その
一導電型MOSトランジスタ領域の下方に形成された逆
導電望不純物の高cJIσ押込拡散層とを値1えてJj
す、寄生l・ランジスクにおけるつIル抵抗J3よび基
板抵抗の抵抗値を下げることによりラッチアップ現采を
生じにくいという特徴を有覆る。
〔発明の実施例) 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例を詳細に説
明する。
第1図は本発明にかかる半導体装置の+3A造工稈を示
づ工程別素子断面図であって、第1図(C)はその完成
状(尿を示している。
これによれば、第2図に示した従来のC−MO8O8半
導体装量様にp型シリコン基根1内にn型つ1ル2が形
成され、このn型ウェル2内にソースJ5よびドレイン
をなすp+領域6 a3よび7、これらの間のヂpネル
領域上にゲート酸化膜4を介してグーミル電l4i5が
形成されてpf11ネルMO3FETを構成し、基板1
のトランジスタ形成領域にはソースおよびドレインをな
1n+領域6および7、これらの間のチャネル領域上に
ゲート酸化膜4を介してゲート電・極5′が形成されて
nチ17ネルMO3FE’rを構成している。両導電型
トランリスタ形成領域の境界部には素子分離のためのフ
ィールド酸化膜3が形成されている他、nウェル2内の
pチャネルMO8FETの下方にはn型不純物が高濃度
に拡j夕したn+埋込層10が、基板1のnチャネルM
O3FETl7)■ζ方にはn型不純物が高濃度に拡散
したp1埋込層11がそれぞれ形成されている。
このにうな高濃度不純物拡散理込層10および11は低
い抵抗値を有しているため、第3図におけるウール抵抗
Rおよび基板抵抗R8は小さくなり、外部よりの雑&電
流が流れてもこれらの抵抗における電圧降下は奇生サイ
リスタをターンオンさせるには至らない!こめラッチア
ップが起りにくい。言い換えればう・ツチアップに対す
る耐外部雑音電流(電圧)が数10倍に向上りることに
なる。
このような半導体装置は第1図を参照して次のように製
迄される。
まず、p型シリコン基板1上のnウェル形成領域外の部
分をマスキングしておき、リンを選択的にドーピングし
てnウェル2を形成し、ざらにこのnつIル2内にリン
を例えば500keV以−トの高加速エネルギーで高ド
ーズ吊にイオン注入を行うと、rlつ■ル2内の表面か
ら約4μの深さ位置にrl ”埋込拡散層10が形成さ
れる。この埋込拡散層の深さはM OS l−・ランリ
スタの空乏層と接触しない深さであることが必要で、一
般的には工、L板表面から2μ以上の深さに選1f<さ
れる。同様にjl(板1のn f−pネルMO3FET
形成領域にス1して選択的に高加速エネルギー高ドーズ
吊のホウ素イオン注入を行うと[)”埋込拡散層とほぼ
同じ深さにpl埋込拡拡散層1が形成される(第1図(
a))。
次にシリコン窒化I19等を用いた選択酸化法にJ、−
)でJツいフィールド酸化膜3を形成して「)つ1ル領
域2内のpヂVネルMO8FET形成1れ域とその外側
のn f−+・ネルM OS  l= IE T形成領
域を分前する。さらにそれぞれの1〜ランジスタ形成領
域(話セF領域)上に熱酸化にJ、るグー1−酸(ヒ膜
4J3よび4′を形成し、続いて多結晶シリコン膜を全
面に形成し、これを写真食刻法(PEP)等によってバ
ターニングすることによりグー1〜電極5および5′並
びに配線(図示せず)を形成づる(第1図(b))。
次にnチャネルMO3FET形成領域を被うようにレジ
ストをPEP技術を用いてバターニングし、nウェル内
に形成されたゲート電極5をマスクとしてホウ素等のn
型不純物をイオン注入し、熱拡散を行うとソース領域お
よびトレイン領域となるp+領域6および7が形成され
てpチャネルMO8FETが形成される。次いでnチ1
7ネルMO8FET形成領域上のレジストを除去し、p
 f−pネルMO8FETが形成されているnウェル領
域2を被うようにF) E lD技(Jjを用いてレジ
ストパターンを形成し、グー1〜電極5′をマスクとし
てリン等の[1型不純物をイオン注入して熱拡散を行う
とソース領域およびドレイン領域となるn゛領域6’J
5にび7′が形成されてnヂVネルMO3FETが形成
される(第1図(C))。
以上の実施例においてはnウェルを右するC−M OS
 IM Tiどf、rつているが、本発明はnウェルを
右するC−MO3O3半導体装置適用て゛きる。
また、本発明の中心をなす、抵抗(「1を下げるための
高濃度押込拡散層は、自活性領域で同じ深さに形成され
ていることが望ましいが、必らずしも絶対条例ではなく
、多少の高さの差はr[容される。
さらに、フィールド酸化膜はその下にヂi・ネルストッ
パとなる不純物拡散層を11′うようにしでしよい。
〔発明の効果〕
以上のJ、うに、本発明によれば両導電xMosi・ラ
ンジスクのThにそれぞれ逆の導電型の不純物の高濃度
押込拡散層を設りてJ′3す、自活III領域内での抵
抗値を低下さけている′lこめ、奇生りイリスタがター
ンオンしにくくなり、雑晶電流等によるラッチアップを
防止できて信頼性が向上りる他、微細化を達成すること
ができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明にかかる半導体装置の構成および+14
J造工稈を示す工程別断面図、第2図は従来のC−MO
8半導体装置の構成を示す断面図、第3図は奇生サイリ
スタを示す回路図である。 1・・・p型基板、2・・・nS7.Tル、3・・・フ
ィールド酸化膜、4,4′・・・ゲート酸化膜、5,5
′・・・ゲート電流、6,7・・・p+領領域6’ 、
7’ ・・・n1領域、10.11・・・高濃度埋込拡
散層。 出願人代理人  佐  藤  −雄 (bン (C) 第1図 第2図 nn 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一導電型半導体基板中に形成された逆導電型MOS
    トランジスタと、 この逆導電型MOSトランジスタ領域の下方に形成され
    た一導電型不純物の高濃度埋込拡散層と、前記一導電型
    半導体基板中に設けられた逆導電型不純物拡散領域中に
    形成された一導電型MOSトランジスタと、 この一導電型MOSトランジスタ領域の下方に形成され
    た逆導電型不純物の高濃度埋込拡散層と、を備えた半導
    体装置。 2、一導電型不純物の高濃度埋込拡散層および逆導電型
    不純物の高濃度埋込拡散層が高エネルギーによるイオン
    注入で形成されたものである特許請求の範囲第1項記載
    の半導体装置。 3、一導電型不純物の高濃度埋込拡散層および逆導電型
    不純物の高濃度埋込拡散層が半導体基板表面からほぼ同
    じ深さに形成されたものである特許請求の範囲第1項ま
    たは第2項記載の半導体装置。
JP60169115A 1985-07-31 1985-07-31 半導体装置 Pending JPS6230363A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01209756A (ja) * 1988-02-17 1989-08-23 Sony Corp 半導体装置
JPH01211962A (ja) * 1988-02-18 1989-08-25 Nec Ic Microcomput Syst Ltd Cmos型集積回路の製造方法
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