JPS633448A - 相補型mosデバイスとその製造方法 - Google Patents
相補型mosデバイスとその製造方法Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L21/70—Manufacture 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
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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)
本発明は相補型MOSデバイスおよびその製造方法に関
するものである。
するものである。
(従来の技術)
半導体基板上にpMOSトランジスタおよびnMOSト
ランジスタを作成して相補型MOSデバイスを構成する
ためには、どちらか−方のトランジスタはウェル中に作
成されなければならない。例えば、p型基枢を用いて相
補型MOSデバイスを製造する場合を考えると、p型基
板上にnMOSトランジスタがn型ウェル中にpMOS
トランジスタが形成される。
ランジスタを作成して相補型MOSデバイスを構成する
ためには、どちらか−方のトランジスタはウェル中に作
成されなければならない。例えば、p型基枢を用いて相
補型MOSデバイスを製造する場合を考えると、p型基
板上にnMOSトランジスタがn型ウェル中にpMOS
トランジスタが形成される。
従来、相補型MOSデバイスは、(1)p型基板表面に
リンをイオン打ち込みした後、押込み拡散を行なうこと
によって形成したn型ウェル中にpMOSトランジスタ
を、p型基板上にnMOSトランジスタを形成する構造
や、(2)高濃度n型基板上にn型エピタキシャル層を
堆積させ、そのn型エピタキシャル層にホウ素をイオン
打込みした後、押込み拡散を行うことによって形成した
p型中エル中にnMOSトランジスタを、n型エピタキ
シャル層上にpMOSトランジスタを形成する構造等が
用いられてきた。
リンをイオン打ち込みした後、押込み拡散を行なうこと
によって形成したn型ウェル中にpMOSトランジスタ
を、p型基板上にnMOSトランジスタを形成する構造
や、(2)高濃度n型基板上にn型エピタキシャル層を
堆積させ、そのn型エピタキシャル層にホウ素をイオン
打込みした後、押込み拡散を行うことによって形成した
p型中エル中にnMOSトランジスタを、n型エピタキ
シャル層上にpMOSトランジスタを形成する構造等が
用いられてきた。
(発明が解決しようとする問題点)
第2図は上記(1)の従来例を示している。p型シリコ
ン基板1表面にリンをイオン打込みした後、押込み拡散
を行うことによって形成したn型ウェル51中にpMO
Sトランジスタフを、p型基板1上にnMOSトランジ
スタ8を形成した構造である。
ン基板1表面にリンをイオン打込みした後、押込み拡散
を行うことによって形成したn型ウェル51中にpMO
Sトランジスタフを、p型基板1上にnMOSトランジ
スタ8を形成した構造である。
第2図のようなn型ウェル51では、ウェル中の不純物
分布は第4図に示すように、ウェル表面のn型不純物濃
度が高く、基板内はど不純物濃度が低くなっている。そ
のため、ウェル中のpMOSトランジスタフについて考
えた場合、p型基板1とn型ウェル51との界面からの
空乏層が拡がりやすくなり、p型基板1とpMOSトラ
ンジスタフがパンチスルーしやすいという欠点や、表面
濃度が高くなるためpMOSトランジスタフの閾値電圧
が制御しにくい等の欠点がある。また、第2図のような
構造では、微細化の際に、いわゆるラッチアップ現象を
起こしやすいという欠点がある。
分布は第4図に示すように、ウェル表面のn型不純物濃
度が高く、基板内はど不純物濃度が低くなっている。そ
のため、ウェル中のpMOSトランジスタフについて考
えた場合、p型基板1とn型ウェル51との界面からの
空乏層が拡がりやすくなり、p型基板1とpMOSトラ
ンジスタフがパンチスルーしやすいという欠点や、表面
濃度が高くなるためpMOSトランジスタフの閾値電圧
が制御しにくい等の欠点がある。また、第2図のような
構造では、微細化の際に、いわゆるラッチアップ現象を
起こしやすいという欠点がある。
一方、第3図は上記(2)の従来例を示している。
n十型シリコン基板11上にn型エピタキシャル層41
を、 堆積させ、そのn型エピタキシャル層41にホウ
素をイオン打込みした後、押込み拡散を行なうことによ
って形成したp型ウェル61中にnMO8)ランジス・
り8を、n型エピタキシャル層41上にpMOSトラン
ジスタを形成する構造である。
を、 堆積させ、そのn型エピタキシャル層41にホウ
素をイオン打込みした後、押込み拡散を行なうことによ
って形成したp型ウェル61中にnMO8)ランジス・
り8を、n型エピタキシャル層41上にpMOSトラン
ジスタを形成する構造である。
第3図の相補型MOSデバイスでは、低抵抗のn型シリ
コン基板11を用いているため、ラッチアップ耐量は第
2図の相補型MOSデバイスに比較すれば大きいものの
、p型ウェル61中のnMOSトランジスタ8について
は第2図のpMOSトランジスタフと同様の欠点を有す
る。
コン基板11を用いているため、ラッチアップ耐量は第
2図の相補型MOSデバイスに比較すれば大きいものの
、p型ウェル61中のnMOSトランジスタ8について
は第2図のpMOSトランジスタフと同様の欠点を有す
る。
本発明の目的は、上述の欠点を解消して、閾値電圧等の
設計が容易でパンチスルーを起こしに(くラッチアップ
耐量の大きな相補型MOSデバイスとその製造方法を提
供することにある。
設計が容易でパンチスルーを起こしに(くラッチアップ
耐量の大きな相補型MOSデバイスとその製造方法を提
供することにある。
(問題点を解決するための手段)
前述の問題点を解決するための本願第1の発明が提供す
る相補型MOSデバイスは、(1)第1導電型基板上に
第1導電型エピタキシャル層を有し、第1導電型不純物
を導入した第1導電型領域上に第2導電型MOSトラン
ジスタを有し、第2導電型不純物を導入した第2導電型
ウェル領域上に第1導電型MOSトランジスタを有する
相補型MOSデバイスにおいて、前記第1導電型領域が
、前記第1導電型基板と前記第1導電型エピタキシャル
層界面に不純物のピークをもつガウス分布様の第1導電
型不純物分布を有し、前記第2導電型ウェル領域が同じ
く前記界面に不純物のピークを有するガウス分布様の第
2導電型不純物分布を有することを特徴とする相補型M
OSデバイスである。
る相補型MOSデバイスは、(1)第1導電型基板上に
第1導電型エピタキシャル層を有し、第1導電型不純物
を導入した第1導電型領域上に第2導電型MOSトラン
ジスタを有し、第2導電型不純物を導入した第2導電型
ウェル領域上に第1導電型MOSトランジスタを有する
相補型MOSデバイスにおいて、前記第1導電型領域が
、前記第1導電型基板と前記第1導電型エピタキシャル
層界面に不純物のピークをもつガウス分布様の第1導電
型不純物分布を有し、前記第2導電型ウェル領域が同じ
く前記界面に不純物のピークを有するガウス分布様の第
2導電型不純物分布を有することを特徴とする相補型M
OSデバイスである。
また、前述の問題点を解決するために本願の第2の発明
が提供する相補型MO8の製造方法は、(3)第1導電
型半導体基板上に、あらかじめ第1導電型不純物を高濃
度に導入した埋め込み領域と、第2導電型不純物を高濃
度に導入した埋め込み領域を形成し、ついで該第1導電
型半導体基板上に第1導電型エピタキシャル層を堆積さ
せ、該第2導電型不純物を高濃度に導入した埋め込み領
域から該第1導電型エピタキシャル層中に第2導電型不
純物を熱拡散させて第2導電型ウェル領域を形成し、該
第2導電型ラエル領域中に第1導電型MOSトランジス
タを、第1導電型不純物を高濃度に導入した埋め込み領
域上に第2導電型MOSトランジスタを形成することを
特徴とする相補型MOSデバイスの製造方法である。
が提供する相補型MO8の製造方法は、(3)第1導電
型半導体基板上に、あらかじめ第1導電型不純物を高濃
度に導入した埋め込み領域と、第2導電型不純物を高濃
度に導入した埋め込み領域を形成し、ついで該第1導電
型半導体基板上に第1導電型エピタキシャル層を堆積さ
せ、該第2導電型不純物を高濃度に導入した埋め込み領
域から該第1導電型エピタキシャル層中に第2導電型不
純物を熱拡散させて第2導電型ウェル領域を形成し、該
第2導電型ラエル領域中に第1導電型MOSトランジス
タを、第1導電型不純物を高濃度に導入した埋め込み領
域上に第2導電型MOSトランジスタを形成することを
特徴とする相補型MOSデバイスの製造方法である。
(作用)
第1図は本発明の実施例を工程順に示す図である。本発
明の作用を第1図を用いて説明する。ここでは第1導電
型基板としてp型シリコン基板を用いた場合を示す。p
型拡散領域2とn型拡散領域3を形成したp型シリコン
基板1上にp型エピタキシャル層4を成長させ、熱拡散
を行なうことにより、半導体基板1とエピタキシャル層
4界面の不純物濃度が高いp壁領域6および半導体基板
1とエピタキシャル層4界面の不純物濃度の高いn型ウ
ェル5が形成される。このp壁領域6の上にnMOSト
ランジスタ8を、n型ウェル5内にpMOSトランジス
タフを形成する。
明の作用を第1図を用いて説明する。ここでは第1導電
型基板としてp型シリコン基板を用いた場合を示す。p
型拡散領域2とn型拡散領域3を形成したp型シリコン
基板1上にp型エピタキシャル層4を成長させ、熱拡散
を行なうことにより、半導体基板1とエピタキシャル層
4界面の不純物濃度が高いp壁領域6および半導体基板
1とエピタキシャル層4界面の不純物濃度の高いn型ウ
ェル5が形成される。このp壁領域6の上にnMOSト
ランジスタ8を、n型ウェル5内にpMOSトランジス
タフを形成する。
n型ウェル5中のpMOSトランジスタフに5いては、
pMOSトランジスタフと基板1がバンチスルーしにく
くなり、ラッチアップにも強い、また、ウェルの表面濃
度は低くなっているためにトランジスタの閾値電圧の制
御も容易に行なうことができる。また、nMOSトラン
ジスタ8も半導体基板1とエピタキシャル層4界面の不
純物濃度の高いp壁領域6の上に形成するため、ラッチ
アップ等の寄生現象に強い。
pMOSトランジスタフと基板1がバンチスルーしにく
くなり、ラッチアップにも強い、また、ウェルの表面濃
度は低くなっているためにトランジスタの閾値電圧の制
御も容易に行なうことができる。また、nMOSトラン
ジスタ8も半導体基板1とエピタキシャル層4界面の不
純物濃度の高いp壁領域6の上に形成するため、ラッチ
アップ等の寄生現象に強い。
(実施例)
以下に本発明の実施例について、図面を参照しながら詳
細に説明する。第1図は本発明の実施例を工程順に示す
断面図である。第1図(a)において、まず6×101
4/cm3のホウ素を含むp型シリコン基板1にイオン
打込みによりドーズ量6×10151cm2のリンを導
入してn十拡散領域2を、ドーズ量2×1015/cm
2のホウ素を導入してp十拡散領域3を形成する。
細に説明する。第1図は本発明の実施例を工程順に示す
断面図である。第1図(a)において、まず6×101
4/cm3のホウ素を含むp型シリコン基板1にイオン
打込みによりドーズ量6×10151cm2のリンを導
入してn十拡散領域2を、ドーズ量2×1015/cm
2のホウ素を導入してp十拡散領域3を形成する。
次に第1図(b)に示すように、不純物濃度6X101
4/am3のp型エピタキシャル層4を低温で611m
成長させる。この後1200°Cで3時間の熱処理を行
ない。不純物をエピタキシャル層4中に熱拡散させる。
4/am3のp型エピタキシャル層4を低温で611m
成長させる。この後1200°Cで3時間の熱処理を行
ない。不純物をエピタキシャル層4中に熱拡散させる。
その結果、第1図(C)に示すようなn型ウェル領域5
およびp壁領域6が形成される。
およびp壁領域6が形成される。
しかる後、通常のシリコンプレーナ技術を用いて、n型
ウェル領域5内にpMOSトランジスタフを形成して、
また、p壁領域6内にnMOSトランジスタ8を形成し
て、第1図(d)に示すような相補型MOSデバイスが
構成できる。
ウェル領域5内にpMOSトランジスタフを形成して、
また、p壁領域6内にnMOSトランジスタ8を形成し
て、第1図(d)に示すような相補型MOSデバイスが
構成できる。
第5図は、n型ウェル領域5の熱拡散後の不純物分布を
、第6図は同じくp壁領域6の熱拡散後の不純物分布を
示している。
、第6図は同じくp壁領域6の熱拡散後の不純物分布を
示している。
本発明の他の実施例を以下に説明する。
第1図(a)におけるp型シリコン基板1の代わりに6
X 10’/cm3のリンを含むn型シリコン基板を
用い、その基板上にイオン打込みによりドーズ量4X1
015cm2のリンを導入してn十拡散領域2を、ドー
ズ量1×10151cm2のホウ素を導入してp十拡散
領域3を形成する。
X 10’/cm3のリンを含むn型シリコン基板を
用い、その基板上にイオン打込みによりドーズ量4X1
015cm2のリンを導入してn十拡散領域2を、ドー
ズ量1×10151cm2のホウ素を導入してp十拡散
領域3を形成する。
次に第1図(b)に示したp型エピタキシャル層4の代
わりに不純物濃度6×10141cm3のn型エピタキ
シャル層を低温で4pm成長させる。この後1100°
Cで12時間の熱処理を行ない、不純物をエピタキシャ
ル層中に熱拡散させる。
わりに不純物濃度6×10141cm3のn型エピタキ
シャル層を低温で4pm成長させる。この後1100°
Cで12時間の熱処理を行ない、不純物をエピタキシャ
ル層中に熱拡散させる。
その結果、第1図(c)に示したようなn型ウェル領域
およびp型ウェル領域が形成される。このようにして形
成されたn型ウェル領域は第5図と同様の不純物分布に
、p型ウェル領域は第6図と同様の不純物分布になる。
およびp型ウェル領域が形成される。このようにして形
成されたn型ウェル領域は第5図と同様の不純物分布に
、p型ウェル領域は第6図と同様の不純物分布になる。
しかる後、通常のシリコンプレーナ技術を用いて、n型
ウェル領域内にpMOSトランジスタを形成し、また、
p型ウェル領域内にnMOSトランジスタを形成して相
補型MOSデバイスが構成できる。
ウェル領域内にpMOSトランジスタを形成し、また、
p型ウェル領域内にnMOSトランジスタを形成して相
補型MOSデバイスが構成できる。
このようにして作成された相補型MOSデバイスは、例
えばpMOSトランジスタに注目した場合、n型ウェル
領域5の不純物分布は第5図に示されるように、シリコ
ン基板1とエピタキシャル層4の界面付近で不純物濃度
が高く、表面近傍では低くなり、前記界面にピークをも
つガウス分布のような不純物分布となる。このような構
造では、pMOSトランジスタフと基板1がパンチスル
ーしにくくなり、また、表面近傍の不純物濃度が、低い
ために閾値電圧の制御も容易に行なうことができる。
えばpMOSトランジスタに注目した場合、n型ウェル
領域5の不純物分布は第5図に示されるように、シリコ
ン基板1とエピタキシャル層4の界面付近で不純物濃度
が高く、表面近傍では低くなり、前記界面にピークをも
つガウス分布のような不純物分布となる。このような構
造では、pMOSトランジスタフと基板1がパンチスル
ーしにくくなり、また、表面近傍の不純物濃度が、低い
ために閾値電圧の制御も容易に行なうことができる。
また、nMOSトランジスタについても、第6図に示さ
れたような埋込み高濃度層上に形成されているために、
ラッチアップ等の寄生降愚現象に強い。
れたような埋込み高濃度層上に形成されているために、
ラッチアップ等の寄生降愚現象に強い。
(発明の効果)
以上詳細に説明したように本願第1の発明によれば、不
純物分布が表面で低く基板内部で高いウェル中、および
、高濃度埋め込み層の上にMOSデバイスを形成するた
めに、パンチスルーに強く、ラッチアップ耐量が大きい
、閾値電圧の制御の容易なトランジスタがら成る相補型
MO8が得られる。
純物分布が表面で低く基板内部で高いウェル中、および
、高濃度埋め込み層の上にMOSデバイスを形成するた
めに、パンチスルーに強く、ラッチアップ耐量が大きい
、閾値電圧の制御の容易なトランジスタがら成る相補型
MO8が得られる。
従って、本発明によれば、高信頼性を持つ微細高集積密
度の高速相補型MOSデバイスが得らえる。
度の高速相補型MOSデバイスが得らえる。
本願第2の発明によれば、上述の相補型MOSデバイス
が簡単なプロセスで形成できる。
が簡単なプロセスで形成できる。
第1図(a)〜(d)は本発明の一実施例の各工程の構
造を示す断面図、第2図は従来のp型基板上に形成した
n型ウェル中にpMOSトランジスタを、p型基板上に
nMOSトランジスタを形成した構造の相補型MO8を
示す断面図、第3図は従来のエピタキシャル層を用いた
場合の相補型MO3を示す断面図、第4図は第2図に示
したn型ウェルの不純物分布を示す図、第5図は本発明
の相補型MO8に用いられるn型ウェル領域の不純物分
布を示す図、第6図は本発明の相補型MO8に用いられ
るp壁領域の不純物分布を示す図である。 1・・・p型シリコン基板、2・・・n十拡散領域、3
・・・p十拡散領域、4・・・p型エピタキシャル層、
5・・・n型ウェル領域、6・・・p壁領域、7・・、
pMOSトランジスタ、8・・・nMOSトランジスタ
、11・・・n型シリコン基板、41・・・n型エピタ
キシャル層、51・・・n型ウェル、61・・・p型ウ
ェル。 $ 1 回 多 2 図 茅 3’i 第 5 図 シリゴン順ン しd〕 第 乙 図 シリボン牒−) [Pれ〕
造を示す断面図、第2図は従来のp型基板上に形成した
n型ウェル中にpMOSトランジスタを、p型基板上に
nMOSトランジスタを形成した構造の相補型MO8を
示す断面図、第3図は従来のエピタキシャル層を用いた
場合の相補型MO3を示す断面図、第4図は第2図に示
したn型ウェルの不純物分布を示す図、第5図は本発明
の相補型MO8に用いられるn型ウェル領域の不純物分
布を示す図、第6図は本発明の相補型MO8に用いられ
るp壁領域の不純物分布を示す図である。 1・・・p型シリコン基板、2・・・n十拡散領域、3
・・・p十拡散領域、4・・・p型エピタキシャル層、
5・・・n型ウェル領域、6・・・p壁領域、7・・、
pMOSトランジスタ、8・・・nMOSトランジスタ
、11・・・n型シリコン基板、41・・・n型エピタ
キシャル層、51・・・n型ウェル、61・・・p型ウ
ェル。 $ 1 回 多 2 図 茅 3’i 第 5 図 シリゴン順ン しd〕 第 乙 図 シリボン牒−) [Pれ〕
Claims (4)
- (1)第1導電型基板上に第1導電型エピタキシャル層
を有し、第1導電型不純物を導入した第1導電型領域上
に第2導電型MOSトランジスタを有し、第2導電型不
純物を導入した第2導電型ウェル領域上に第1導電型M
OSトランジスタを有する相補型MOSデバイスにおい
て、前記第1導電型領域が、前記第1導電型基板と前記
第1導電型エピタキシャル層界面に不純物のピークをも
つガウス分布様の第1導電型不純物分布を有し、前記第
2導電型ウェル領域が同じく前記界面に不純物のピーク
を有するガウス分布様の第2導電型不純物分布を有する
ことを特徴とする相補型MOSデバイス。 - (2)半導体基板としてシリコンを、n型不純物として
リンを、p型不純物としてはアルミニウム、又は、ホウ
素を用いることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記
載の相補型MOSデバイス。 - (3)第1導電型半導体基板上に、あらかじめ第1導電
型不純物を高濃度に導入した埋め込み領域と、第2導電
型不純物を高濃度に導入した埋め込み領域を形成し、つ
いで該第1導電型半導体基板上に第1導電型エピタキシ
ャル層を堆積させ、該第2導電型不純物を高濃度に導入
した埋め込み領域から該第1導電型エピタキシャル層中
に第2導電型不純物を熱拡散させて第2導電型ウェル領
域を形成し、該第2導電型ウェル領域中に第1導電型M
OSトランジスタを、第1導電型不純物を高濃度に導入
した埋め込み領域上に第2導電型MOSトランジスタを
形成することを特徴とする相補型MOSデバイスの製造
方法。 - (4)半導体基板としてシリコンを、n型不純物として
リンを、p型不純物としてはアルミニウム、又は、ホウ
素を用いることを特徴とする特許請求の範囲第3項に記
載の相補型MOSデバイスの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61147517A JPS633448A (ja) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | 相補型mosデバイスとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61147517A JPS633448A (ja) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | 相補型mosデバイスとその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS633448A true JPS633448A (ja) | 1988-01-08 |
Family
ID=15432123
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61147517A Pending JPS633448A (ja) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | 相補型mosデバイスとその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS633448A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0287665A (ja) * | 1988-09-26 | 1990-03-28 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
EP0697740A2 (en) * | 1994-08-18 | 1996-02-21 | Sun Microsystems, Inc. | Low threshold voltage, high performance junction transistor |
JP2015002329A (ja) * | 2013-06-18 | 2015-01-05 | シャープ株式会社 | エピタキシャルウェハおよびその製造方法並びに窒化物半導体装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60101965A (ja) * | 1983-11-08 | 1985-06-06 | Iwatsu Electric Co Ltd | 相補型電界効果トランジスタを有する集積回路 |
-
1986
- 1986-06-23 JP JP61147517A patent/JPS633448A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60101965A (ja) * | 1983-11-08 | 1985-06-06 | Iwatsu Electric Co Ltd | 相補型電界効果トランジスタを有する集積回路 |
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JP2015002329A (ja) * | 2013-06-18 | 2015-01-05 | シャープ株式会社 | エピタキシャルウェハおよびその製造方法並びに窒化物半導体装置 |
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