JPH0199251A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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JPH0199251A
JPH0199251A JP62258617A JP25861787A JPH0199251A JP H0199251 A JPH0199251 A JP H0199251A JP 62258617 A JP62258617 A JP 62258617A JP 25861787 A JP25861787 A JP 25861787A JP H0199251 A JPH0199251 A JP H0199251A
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JP
Japan
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substrate
transistor
semiconductor substrate
semiconductor
type
Prior art date
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Application number
JP62258617A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaki Kumanotani
正樹 熊野谷
Yoshikazu Obayashi
大林 由和
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the rapidity, margin of an operation by respectively applying threshold voltages having different substrate effect coefficients to transistors. CONSTITUTION:A field oxide film 2 is formed on the main face of a p-type semiconductor substrate 1 made of a silicon substrate, and transistors TrA, TrB are formed on two active regions. The TrA is formed of n<+> type impurity regions 6a, 6b to become source, drain regions, n<-> type impurity regions 7a, 7b for connecting thereto, a gate oxide film 5a on the main face of the substrate 1, and a gate electrode 4a thereon. On the other hand, the TrB is formed of the same configuration as that of the TrA, but its gate length is shorter, and further formed in a p<+> type well 3 formed on the main face of the substrate 1. That is, the concentration of the channel of the TrA is the concentration p-type of the substrate 1, and the concentration of the channel of the TrB becomes p<+> type.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用骨、!] この発明は半導体集積回路装置に関し、特にLDD構造
よりなるドレイン電界を緩和する構造のトランジスタに
よって構成される半導体集積回路装置に関するものであ
る。
[Detailed description of the invention] [Industrial use bone,! ] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a semiconductor integrated circuit device constituted by a transistor having an LDD structure for relaxing a drain electric field.

[従来の技術] 近年、MOS型電界効果トランジスタの高性能化を図る
試みは目覚しく、ゲート長の短チャンネル化が益々進め
られている。この短チャンネル化によってチャンネル長
が1.5μm程度以下になってくると比例縮小剤が働き
、ゲート酸化膜の膜厚が200〜300八程度に薄膜化
される。この結果チャンネル領域は高電界となり、ホッ
トキャリアが発生してホットキャリアのゲート酸化膜へ
の注入現象やブレークダウン電圧の低下が生じる。
[Prior Art] In recent years, there have been remarkable attempts to improve the performance of MOS field effect transistors, and efforts are being made to reduce the gate length and channel length. When the channel length is reduced to about 1.5 μm or less by this shortening of the channel, the proportional reducing agent works, and the thickness of the gate oxide film is reduced to about 200 to 300 μm. As a result, a high electric field is created in the channel region, hot carriers are generated, and hot carrier injection into the gate oxide film and breakdown voltage drop occur.

ホットキャリアの注入現象は経時的なしきい値電圧の変
動や、相互コンダクタンスの低下などの特性劣化をもた
らす。このような短チャンネル化に伴なうトランジスタ
の特性劣化を防止するため、LDD(Lightly 
 Doped  Drain−3ource)構造より
なるトランジスタが開発された。
The hot carrier injection phenomenon causes characteristic deterioration such as a change in threshold voltage over time and a decrease in mutual conductance. In order to prevent the deterioration of transistor characteristics due to such short channels, LDD (Lightly
A transistor having a doped drain-3source structure has been developed.

第3図はLDD構造よりなるMO3型トランジスタの概
略構成図である。
FIG. 3 is a schematic diagram of an MO3 type transistor having an LDD structure.

図において、シリコン基板等よりなるp形の半導体基板
1の主面に形成されたフィールド酸化膜2によって囲ま
れた活性領域にソースまたはドレイン領域となるn+形
不純物領域6a、6bが形成される。n+形不純物領域
6a、6bに挾まれた1も導体基板1の主面上にゲート
酸化膜5を介してゲート電極4が形成され、ゲート電極
4およびゲート酸化膜5の両側面にはサイドウオール8
が形成される。サイドウオール8下の半導体基板1の領
域には濃度の低いn−形不純物領域7a、7bがn+形
不純物領域6a、6bに接するように形成されLDD構
造をなしている。このn−形不純物領域7a、7bによ
ってドレイン領域をn−/n+層に分け、n−層がドレ
イン電界を緩和しブレークダウン電圧を上げ、さらにホ
ットキャリアの注入現象を防止している。
In the figure, n+ type impurity regions 6a and 6b, which become source or drain regions, are formed in an active region surrounded by a field oxide film 2 formed on the main surface of a p-type semiconductor substrate 1 made of a silicon substrate or the like. A gate electrode 4 is formed on the main surface of the conductive substrate 1 sandwiched between the n+ type impurity regions 6a and 6b via a gate oxide film 5, and side walls are formed on both sides of the gate electrode 4 and the gate oxide film 5. 8
is formed. In the region of the semiconductor substrate 1 under the sidewall 8, low concentration n- type impurity regions 7a and 7b are formed so as to be in contact with the n+ type impurity regions 6a and 6b, forming an LDD structure. The drain region is divided into n-/n+ layers by the n- type impurity regions 7a and 7b, and the n- layer relaxes the drain electric field, increases the breakdown voltage, and further prevents hot carrier injection.

一方、ゲート長を短くしていくとソースおよびドレイン
領域各々に電圧印加時に生じる空乏層が互いに接近する
ことになり、遂にはこれらの空乏層が重なり合うように
なる。すなわち、ソースおよびドレイン領域間にパンチ
スルー現象が生じ、大きなリーク電流が流れてしまいト
ランジスタの動作特性り大きな問題となる、いわゆる短
チャンネル効果が発生する。空乏層の拡がりは基板の濃
度が低ければ低いほど大きいので、パンチスルー現象を
防止するためには半導体基板の濃度を高くすることが短
チャンネル化を目指すトランジスタにとっては重要であ
る。
On the other hand, as the gate length is shortened, the depletion layers generated when voltage is applied to each of the source and drain regions come closer to each other, and eventually these depletion layers overlap. That is, a punch-through phenomenon occurs between the source and drain regions, causing a large leakage current to flow, resulting in a so-called short channel effect, which poses a serious problem to the operating characteristics of the transistor. The lower the concentration of the substrate, the greater the spread of the depletion layer, so increasing the concentration of the semiconductor substrate is important for transistors aiming for short channels in order to prevent the punch-through phenomenon.

このような背景からLDD構造よりなるトランジスタに
あっては、上記の短チャンネル効果を抑制するために従
来より半導体基板の濃度を高くすることが通常行なわれ
ている。
Against this background, in transistors having an LDD structure, it has been conventional practice to increase the concentration of the semiconductor substrate in order to suppress the above-mentioned short channel effect.

[発明が解決しようとする問題点] 一般にn形MOSトランジスタのしきい値電圧vTHは
次式で表わされる。
[Problems to be Solved by the Invention] Generally, the threshold voltage vTH of an n-type MOS transistor is expressed by the following equation.

T14 −VF a +2+ilp P +BK  2<6F 
P +lvB al・・・(1) ここで、 vFa:フラットバンド電圧(ゲート金属の仕事関数φ
1とシリコンの仕事関数φ、との差)φ、P ;フェル
ミポテンシャル(シリコンのフェルミレベルと真性フェ
ルミレベルとの差)B、二基板効果係数 VaB:半導体基板のバイアス電圧 また、基板効果係数Bには次式で表わされる。
T14 −VF a +2+ilp P +BK 2<6F
P + lvB al... (1) where, vFa: flat band voltage (work function φ of gate metal
1 and the work function φ of silicon) φ, P; Fermi potential (difference between the Fermi level of silicon and the intrinsic Fermi level) B, two-substrate effect coefficient VaB: bias voltage of the semiconductor substrate, and substrate effect coefficient B is expressed by the following formula.

BK−tOx/ε。xm曹NA −(2)ここで、 tox:ゲート酸化膜の膜厚 ε。X =ゲート酸化膜の誘電率 q:電荷嵩量 εS+’シリコンの誘電率 NA :半導体基板の不純物濃度 (1)、(2)式から明白なように、vTHは基板効果
係数Bにが大きくなればなるほど大きくなる。すなわち
半導体基板の不純物濃度NAが高くなるにつれてトラン
ジスタのしきい値電圧が上昇することを意味する。
BK-tOx/ε. xmNA−(2) where, tox: thickness ε of the gate oxide film. X = dielectric constant q of gate oxide film: charge bulk εS+' dielectric constant NA of silicon: impurity concentration of semiconductor substrate As is clear from equations (1) and (2), vTH increases as substrate effect coefficient B increases. The more it gets, the bigger it gets. That is, it means that the threshold voltage of the transistor increases as the impurity concentration NA of the semiconductor substrate increases.

以上のことからLDD構造よりなるトランジスタを有す
る半導体集積回路においては、その短チャンネル効果を
抑制するために半導体基板の不純物濃麿を高くせざるを
得ず、その結果その半導体集積回路に含まれるトランジ
スタのしきい値電圧はすべて従来より上昇してしまうの
である。しかしながら、半導体集積回路は多くの機能を
分担するトランジスタによって構成されており、しきい
値電圧の上昇によって不具合を生じるトランジスタが存
在するのである。
From the above, in a semiconductor integrated circuit having a transistor with an LDD structure, it is necessary to increase the impurity concentration of the semiconductor substrate in order to suppress the short channel effect, and as a result, the transistor included in the semiconductor integrated circuit The threshold voltages of all of them are higher than conventional ones. However, semiconductor integrated circuits are composed of transistors that share many functions, and there are some transistors that cause problems due to an increase in threshold voltage.

第4図はゲートに入力信号が印加されるインバータ回路
である。
FIG. 4 shows an inverter circuit to which an input signal is applied to the gate.

図において、電源電圧VCCと出力信号v01に接続す
るノードN1との間にP形MoSトランジスタQ+、Q
2が接続され、トランジスタQ。
In the figure, P-type MoS transistors Q+ and Q are connected between power supply voltage VCC and node N1 connected to output signal v01.
2 is connected to the transistor Q.

のゲートは接地される。ノードN、の他方には一方の導
通端子を接地するN形MOS)ランジスタQ3が接続さ
れ、トランジスタQ2およびトランジスタQ、のゲート
に入力信号V、が分岐されて接続される。入力信号■、
が低レベル時にあっては、トランジスタQ1.Q2がオ
ンされるのでノードN、はVCCとなっている。次に入
力信号V、が高レベルに変化したときトランジスタQ2
はオフされ、またトランジスタQ、はオンされてノード
N、の電位はvcc→0となる。ところがトランジスタ
Q、のしきい値電圧vT8が高すぎるとトランジスタQ
、をオンさせるためのゲート電圧、すなわち入力信号V
、の高レベルでの電圧値がより高べなってしまうのであ
る。そのため、トランジスタQ、のしきい値電圧が低け
れば、入力信号V、がトランジスタQ、をオンさせるた
めの最低電圧値に対して本来有していたマージンがトラ
ンジスタQ、のしきい値の増加のため低下してしまうの
である。
The gate of is grounded. An N-type MOS transistor Q3 having one conduction terminal grounded is connected to the other side of the node N, and an input signal V is branched and connected to the gates of the transistor Q2 and the transistor Q. Input signal■,
is at a low level, transistor Q1. Since Q2 is turned on, node N is at VCC. Next, when the input signal V changes to high level, the transistor Q2
is turned off, transistor Q is turned on, and the potential of node N changes from vcc to 0. However, if the threshold voltage vT8 of transistor Q is too high, transistor Q
, the gate voltage for turning on, that is, the input signal V
The voltage value at the high level of , becomes even higher. Therefore, if the threshold voltage of transistor Q, is low, the margin that input signal V, originally had with respect to the minimum voltage value for turning on transistor Q, will increase as the threshold voltage of transistor Q, increases. Therefore, it decreases.

一方、一般にMOS型半導体集積回路においては、入力
端子または出力端子に接続するMOSトランジスタ、す
なわち本図における人力信号V。
On the other hand, generally in a MOS type semiconductor integrated circuit, a MOS transistor connected to an input terminal or an output terminal, that is, a human input signal V in this figure.

に接続するN形MOS)ランジスタQ、にはそのリーク
電流の規定があるため、製造上のばらつきを考慮してト
ランジスタQ、のゲート長が比較的長く形成される。し
たがって本図における破線に囲われたトランジスタQ3
はもともとソースおよびドレイン領域に生じる空乏層の
拡大によるパンチスルー現象は生じにくく、しきい値電
圧の増大は回路動作上極めて不利益を呈するのである。
Since the leakage current of transistor Q (an N-type MOS connected to transistor Q) is specified, the gate length of transistor Q is formed to be relatively long in consideration of manufacturing variations. Therefore, the transistor Q3 surrounded by the broken line in this figure
Originally, the punch-through phenomenon due to the expansion of the depletion layer occurring in the source and drain regions is difficult to occur, and an increase in the threshold voltage is extremely disadvantageous in terms of circuit operation.

第5図はソースフォロワとして働く負荷トランジスタを
含んだ回路である。
FIG. 5 shows a circuit including a load transistor acting as a source follower.

図において、電源電圧VCCと出力信号v02に接続す
るノードN2との間にN形MO8)ランジスタQ4が接
続され、ノードN2と接地電源との間にN形MOS)ラ
ンジスタQsが接続される。
In the figure, an N-type MOS transistor Q4 is connected between the power supply voltage VCC and a node N2 connected to the output signal v02, and an N-type MOS transistor Qs is connected between the node N2 and the ground power supply.

トランジスタQ*、Qsのゲートにはそれぞれハイレベ
ルの制御信号vHとローレベルの制御信号vLとが接続
する。この場合、ハイレベル制御信号vHが印加される
とトランジスタQ、がオンとなり、電源電圧VCCはト
ランジスタQ4を介して出力信号v02となって出力さ
れるが、トランジスタQ4がオンし続けるにはノードN
2の電位に対してハイレベル制御信号vHがトランジス
タQ4のしきい値電圧vTM分だけ高くなければならな
い。すなわち、ハイレベル制御信号vHが一定であると
すれば、出力信号v02の“H”レベルがしきい値電圧
分だけ低くなるのである。したかって本図における破線
で囲まれたトランジスタQ4のしきい値電圧は、出力信
号vo2の“H”レベルを低下させないためにより小さ
い値が望まれるのである。さらに、本図においてはトラ
ンジスタQ、がオンのとき、ソース電位すなわちノード
N2の電位V、が上昇するので、接地電源すなわち基板
に対するバイアス電圧がトランジスタQ4にとって上昇
することになる。したがって(1)式における基板バイ
アス電圧IVaalは実効的にはIVaal+Vsが相
当することになり、しきい値電圧VTIIはますます増
大することになるのである。
A high level control signal vH and a low level control signal vL are connected to the gates of the transistors Q* and Qs, respectively. In this case, when the high-level control signal vH is applied, the transistor Q turns on, and the power supply voltage VCC is output as the output signal v02 via the transistor Q4, but in order for the transistor Q4 to remain on, the node N
The high level control signal vH must be higher than the potential of the transistor Q4 by the threshold voltage vTM of the transistor Q4. That is, if the high level control signal vH is constant, the "H" level of the output signal v02 is lowered by the threshold voltage. Therefore, the threshold voltage of the transistor Q4 surrounded by the broken line in the figure is desired to have a smaller value so as not to lower the "H" level of the output signal vo2. Furthermore, in this figure, when transistor Q is on, the source potential, ie, the potential V of node N2, increases, so that the bias voltage to the ground power supply, ie, the substrate, increases for transistor Q4. Therefore, the substrate bias voltage IVaal in equation (1) effectively corresponds to IVaal+Vs, and the threshold voltage VTII increases more and more.

第6図は昇圧された信号の制御回路である。FIG. 6 shows a control circuit for the boosted signal.

図において、電源電圧以上に昇圧された昇圧信号vH9
を制御昇圧信号vH2に制御するため、N形M’OS)
ランクスタQ7が昇圧信号V。、と制御昇圧信号Vll
 2との間に接続される。また制御信号vcはN形MO
SトランジスタQ6を介してトランジスタQ7のゲート
に接続する。トランジスタQ6のゲートには電源電圧V
CCが接続すこの場合、電源電圧VCCがトランジスタ
Q6のゲートに印加されてトランジスタQ6がオンされ
、トランジスタQフのゲートに制御信号VCが印加され
ることによってトランジスタQ7がオンする。しかしこ
のトランジスタQ7のしきい値電圧が高いとトランジス
タQ、のソース電位の上昇が抑えられることになって、
制御昇圧信号Vjl 2の昇圧信号VH+に対するコン
ダクタンスが低下してしまうのである。したがって、本
図における破線で囲まれたトランジスタQ7のしきい値
電圧は低い値が望ましいのである。
In the figure, the boosted signal vH9 is boosted to a level higher than the power supply voltage.
to control boost signal vH2, N-type M'OS)
Rankstar Q7 is boosted signal V. , and the control boost signal Vll
2. Also, the control signal vc is an N-type MO
Connected to the gate of transistor Q7 via S transistor Q6. Power supply voltage V is applied to the gate of transistor Q6.
When CC is connected, power supply voltage VCC is applied to the gate of transistor Q6 to turn on transistor Q6, and control signal VC is applied to the gate of transistor Q to turn on transistor Q7. However, if the threshold voltage of transistor Q7 is high, the rise in the source potential of transistor Q will be suppressed.
The conductance of the control boost signal Vjl2 with respect to the boost signal VH+ is reduced. Therefore, it is desirable that the threshold voltage of the transistor Q7 surrounded by the broken line in the figure has a low value.

第7図はデコーダ出力部の回路である。FIG. 7 shows the circuit of the decoder output section.

図において、電源電圧Vccと接地電源との間にP形M
OSトランジスタQ8およびN形MOSトランジスタQ
s、Q+。、Qllが直列に接続される。トランジスタ
Q8のゲートにはプリチャージ信号VPが接続され、ト
ランジスタQ9.Q+o、Q++のゲートにはそれぞれ
アドレス1信号VA++ アドレス2信号VA2および
アドレス3信号VA3が接続される。トランジスタQ8
とトランジスタQ9との間のノードN、はデコード出力
Vpに接続する。
In the figure, a P-type M is connected between the power supply voltage Vcc and the ground power supply.
OS transistor Q8 and N-type MOS transistor Q
s, Q+. , Qll are connected in series. A precharge signal VP is connected to the gate of transistor Q8, and transistor Q9. Address 1 signal VA++, address 2 signal VA2, and address 3 signal VA3 are connected to the gates of Q+o and Q++, respectively. transistor Q8
A node N between the transistor Q9 and the transistor Q9 is connected to the decode output Vp.

この場合、アドレス信号VA、〜vA、が入力される前
のノードN、の電位は電源電圧VCCとなっているため
、トランジスタQ91QIOのしきい値電圧が高いとこ
れらをオンさせるためのゲート電圧、すなわちアドレス
信号VA I +  vA 2として必要とされる電圧
はさらに高くなる。トランジスタQ9.Q、。、Q、1
がすべてオンされた後はソース電位、すなわちノードN
、の電位は接地電位となるため上記の問題は解消する。
In this case, the potential of the node N before the address signal VA, ~vA, is inputted is the power supply voltage VCC, so if the threshold voltage of the transistor Q91QIO is high, the gate voltage for turning them on, That is, the voltage required as the address signal VA I + vA 2 becomes even higher. Transistor Q9. Q. ,Q,1
After all are turned on, the source potential, that is, node N
Since the potential of , becomes the ground potential, the above problem is solved.

したがって作動開始時において、破線で囲まれたトラン
ジスタのしきい値電圧が高いと動作上不利となるのであ
る。
Therefore, at the start of operation, if the threshold voltage of the transistor surrounded by the broken line is high, it will be disadvantageous in terms of operation.

第8図はダイナミックRAMのメモリセル部の回路図で
ある。
FIG. 8 is a circuit diagram of the memory cell portion of the dynamic RAM.

図においてビット線BLとセルプレート電源V、との間
にN形MO3)ランジスタQ1□とキャパシタCが直列
に接続され、トランジスタQ1□のゲートはワード線W
Lに接続される。書込時にはワード線WLに所定電圧が
印加されることよってトランジスタQ12がオンされ、
ビット線BLの電位がトランジスタQ+2を介してキャ
パシタCに蓄積される。読比時には、キャパシタCに蓄
積された電荷をトランジスタQI2のオンによってビッ
ト線BLに取出されることから、蓄積される電荷量は大
きいほどメモリとしての信新性が高い。ところがトラン
ジスタQ+2のしきい値電圧が高ければその分だけキャ
パシタCに付加される電位レベルがビット線BLの電位
レベルに比して低下する。この電位レベルの低下はキャ
パシタCの蓄積電荷量の低下となるので、破線で囲われ
たトランジスタQI2のしきい値電圧は低い値が望まし
いのである。
In the figure, an N-type MO3) transistor Q1□ and a capacitor C are connected in series between the bit line BL and the cell plate power supply V, and the gate of the transistor Q1□ is connected to the word line W.
Connected to L. During writing, the transistor Q12 is turned on by applying a predetermined voltage to the word line WL,
The potential of the bit line BL is stored in the capacitor C via the transistor Q+2. At the time of read ratio, the charges accumulated in the capacitor C are taken out to the bit line BL by turning on the transistor QI2, so that the larger the amount of accumulated charges, the higher the reliability of the memory. However, if the threshold voltage of transistor Q+2 is high, the potential level applied to capacitor C is lowered by that amount compared to the potential level of bit line BL. Since this decrease in potential level results in a decrease in the amount of charge stored in the capacitor C, it is desirable that the threshold voltage of the transistor QI2 surrounded by the broken line has a low value.

以上のような回路の例において明白なように、半導体集
積回路において種々の機能や役割を受持つトランジスタ
があり、その中にはしきいm電圧の上昇を避けねばなら
ないトランジスタも多く存在するのである。
As is clear from the circuit examples above, there are transistors that perform various functions and roles in semiconductor integrated circuits, and among them there are many transistors whose threshold m voltage must be prevented from increasing. .

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、トランジスタの機能に応じてトランジスタのしきい
値電圧を異ならせる半導体集積回路装置を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made to solve these problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device in which the threshold voltages of transistors are varied depending on the functions of the transistors.

[問題点を解決するための手段] この発明に係る半導体集積回路装置は、第1の基板効果
係数を有し、かつ第1の主面を有する第1の半導体基板
と、第1の半導体基板の第1の主面に形成されたLDD
構造よりなる第1のトランジスタと、第1の基板効果係
数と異なる第2の基板効果係数を有し、かつ第2の主面
を有する第2の半導体基板と、第2の半導体基板の第2
の主面に形成されたLDD構造よりなる第2のトランジ
スタとを備えたものである。
[Means for Solving the Problems] A semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes: a first semiconductor substrate having a first substrate effect coefficient and a first main surface; LDD formed on the first main surface of
a second semiconductor substrate having a second substrate effect coefficient different from the first substrate effect coefficient and a second principal surface;
and a second transistor having an LDD structure formed on the main surface of the transistor.

[作用] この発明においては、異なった基板効果係数が異なった
しきい値電圧を各々のトランジスタに与える。
[Operation] In the present invention, different substrate effect coefficients provide different threshold voltages to each transistor.

[実施例] 第1図はこの発明の一実施例を示す概略断面図である。[Example] FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of the present invention.

図において、シリコン基板よりなるp形の半導体基板1
の主面にフィールド酸化膜2が形成されて2つの活性領
域が確保され、各々の活性領域にトランジスタTr、A
およびトランジスタTr。
In the figure, a p-type semiconductor substrate 1 made of a silicon substrate
A field oxide film 2 is formed on the main surface of the field to secure two active regions, and transistors Tr and A are provided in each active region.
and transistor Tr.

Bが形成される。トランジスタTr、Aはソースまたは
ドレイン領域となるn+形不純物領域6a。
B is formed. The transistor Tr, A has an n+ type impurity region 6a which becomes a source or drain region.

6bと、n+形不純物領域6a、6bに接続するn−形
不純物領域7a、7bと、n−形不純物領域7a、7b
に挾まれた半導体基板1の主面上のゲート酸化膜5aと
、ゲート酸化膜5a上のゲート電極4aとからなる。ゲ
ート電極4aおよびゲート酸化膜5aの両側面に形成さ
れたサイドウオール8a、8bは、n+形不純物領域6
a、 6bを形成するための不純物注入時にマスクとし
て働いたものである。一方、トランジスタTr、Bはト
ランジスタTr、Aと同様の構成よりなるが、そのゲー
ト長はより短くさらにp形の半導体基板1の主面に形成
されたp+形ウェル3内に形成されている。すなわち、
トランジスタTr、Aのチャンネル部の濃度は半導体基
板1の濃度pであるが、トランジスタTr、Bのチャン
ネル部の濃度はp+となる。したがってトランジスタT
r、Bはゲート長を短くすることから問題となるバンチ
スルー現象を基板の濃度を上げることによって空乏層の
拡がりを抑えて防止し、トランジスタTr。
6b, n-type impurity regions 7a and 7b connected to n+-type impurity regions 6a and 6b, and n-type impurity regions 7a and 7b.
It consists of a gate oxide film 5a on the main surface of the semiconductor substrate 1 sandwiched between the two, and a gate electrode 4a on the gate oxide film 5a. Sidewalls 8a and 8b formed on both sides of the gate electrode 4a and the gate oxide film 5a form the n+ type impurity region 6.
This served as a mask during impurity implantation to form portions a and 6b. On the other hand, the transistors Tr and B have the same structure as the transistors Tr and A, but have a shorter gate length and are formed in a p+ type well 3 formed on the main surface of the p type semiconductor substrate 1. That is,
The concentration of the channel portions of the transistors Tr and A is the concentration p of the semiconductor substrate 1, but the concentration of the channel portions of the transistors Tr and B is p+. Therefore the transistor T
r and B suppress the expansion of the depletion layer by increasing the concentration of the substrate to prevent the bunch-through phenomenon, which is a problem due to the shortening of the gate length, and the transistor Tr.

Aは基板の濃度を上げないことによってしきい値電圧の
上昇を防止しているのである。よってこのような構成の
トランジスタTr、Aを第4図〜第8図における破線で
囲われたトランジスタに適用すれば無用なしきい値電圧
の増加による種々の問題を解決し得るのである。
A prevents the threshold voltage from increasing by not increasing the concentration of the substrate. Therefore, if the transistors Tr and A having such a configuration are applied to the transistors surrounded by broken lines in FIGS. 4 to 8, various problems caused by an unnecessary increase in threshold voltage can be solved.

第2図はこの発明の他の実施例を示す概略断面図である
。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing another embodiment of the invention.

図において、トランジスタTr、Aおよびトランジスタ
Tr、Bの構成については、第1図と同様であるが本図
においてはトランジスタTr、A。
In the figure, the configurations of transistors Tr, A and transistors Tr, B are the same as in FIG. 1, but in this figure, transistors Tr, A.

Tr、Bともp形の半導体基板1の主面に形成されたp
+十形ウェルに設けられ、さらにトランジスタTr、A
はp+十形ウェル9内形成されたp形つェル10に設け
られている。したがってトランジスタTr、Aの基板濃
度はpであり、トランジスタTr、Bの基板濃度はp+
となって第1図でのトランジスタTr、A、Tr、Bと
同様の効果を奏する。
Both Tr and B are formed on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1.
+ Provided in the 10-shaped well, and further transistors Tr, A
is provided in a p-type well 10 formed within the p+ ten-shaped well 9. Therefore, the substrate concentration of transistors Tr, A is p, and the substrate concentration of transistors Tr, B is p+
Thus, the same effect as the transistors Tr, A, Tr, and B in FIG. 1 is achieved.

なお、上記両実施例では、ウェルの組合わせを特定して
いるがこれらに特定するものではなく、たとえばトラン
ジスタTr、 A、 Tr、  Bとも半導体基板1内
に形成された別々のウェル内に設けても同様の効果を奏
することは言うまでもない。
Note that in both of the above embodiments, the combination of wells is specified, but the combination is not limited to these. For example, the transistors Tr, A, Tr, and B may be provided in separate wells formed in the semiconductor substrate 1. Needless to say, the same effect can be achieved.

また、上記両実施例では、N形のMOS)ランジスタを
用いた場合について説明しているが、P形のMOSトラ
ンジスタにも適用でき半導体基板の導電形式や印加電位
を適宜選択することによって同様の効果を奏する。
Furthermore, in both of the above embodiments, the case where an N-type MOS transistor is used is explained, but it can also be applied to a P-type MOS transistor by appropriately selecting the conductivity type of the semiconductor substrate and the applied potential. be effective.

[発明の効果] この発明は以上説明したとおり、異なるしきい値電圧で
の動作が要求されるLDD構造よりなるトランジスタの
各々の基板に異なった基板効果係数を与えたので、各ト
ランジスタを適切なしきい値電圧で動作させることがで
き、動作の高速性や動作マージンの向上に寄与できる効
果がある。
[Effects of the Invention] As explained above, the present invention provides different substrate effect coefficients to the respective substrates of transistors having an LDD structure that are required to operate at different threshold voltages. It can be operated at a threshold voltage, and has the effect of contributing to high-speed operation and improvement of operating margin.

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

第1図はこの発明の一実施例を示す概略断面図、第2図
はこの発明の他の実施例を示す概略断面図、第3図はL
DD構造よりなるMO5型トランジスタの概略構成図、
第4図はゲートに人力信号が印加されるインバータ回路
を示す図、第5図はソースフォロワとして働く負荷トラ
ンジスタを含んだ回路を示す図、第6図は昇圧された信
号の制御回路を示す図、第7図はデコーダ出力部の回路
を示す図、第8図はダイナミックRAMのメモリセル部
の回路を示した図である。 図において、1は半導体基板、3はp十形ウェル、4a
、4bはゲート電極、5a、5bはゲート酸化膜、6a
〜6dはn+形不純物領域、7a〜7dはn−形不純物
領域、9はp十形ウェル、10はp形つェルである。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 晃 10 IQ  9升うウシバー 第3の め4圀 L 昭和  年  月  日 特許庁長官殿                ゛弼]
′1、事件の表示   特願昭 62−258617 
号2、発明の名称 半導体集積回路装置 3、補正をする者 代表者志岐守哉 4、代理人 5、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄および発明の詳細な説明の
欄 6、補正の内容 (1) 明細書の特許請求の範囲を別紙のとおり。 (2) 明細書第14頁第6行ないし第14頁第14行
を下記の文章に訂正する。 記 この発明に係る半導体集積回路装置は、主面を有し、か
つ第1の基板効果係数を有する第1の半導体領域と、前
記第1の半導体領域の主面に形成されたLDD構造より
なる第1のトランジスタと、主面を有し、かつ第1の基
板効果係数と異なる第2の基板効果係数を有する第2の
半導体領域と、第2の半導体領域の主面に形成されたL
DD構造よりなる第2のトランジスタとを備え、第1お
よび第2の半導体領域は同一半導体基板上に形成される
ものである。 (3) 明細書の第17頁第19行の「各々の基板」を
「各々の半導体領域」に訂正する。 以上 2、特許請求の範囲 (1) 主面を有し、かつ第1の基板効果係数を有する
第1の半導体11 Mと、 前記第1の半導体領域の主面に形成されたLDD(軽度
ドープのドレイン/ソース)構造よりなる第1のトラン
ジスタと、 域と、 前記第2の半導体領域の主面に形成されたLDD構造よ
りなる第2のトランジスタとを備え。 前記第1および第2の半導体領域は同一半導体基板上に
形成される、半導体集積回路装置。 (2) 前記第1の半導体領域は第1の基板濃度を有し
、前記第2の半導体色棹は第2の基板濃度を有し、前記
第1の基板濃度と前記第2の基板濃度とが異なることに
よって前記第1および第2の基板効果係数の値が異なる
、特許請求の範囲第1項記載の半導体集積回路装置。 (3) 前記第1の半導体領域は、前記第2の半導体領
域に形成される第1のウェルである、特許請求の範囲第
2項記載の半導体集積回路装置。 (4) 前記第1の半導体領域は、第3の半導体領域に
形成された第2のウェルであり、前記第2の半導体領域
は、前記第2のウェルに形成された第3のウェルである
、特許請求の範囲第2項記載の半導体集積回路装置。 (5) 前記第1の半導体領域は、第4の半導体領域に
形成された第4のウェルであり、前記第2の半導体領域
は、前記第4の半導体領域に形成された第5のウェルで
ある、特許請求の範囲第2項記載の半導体集積回路装置
。
Fig. 1 is a schematic sectional view showing one embodiment of the present invention, Fig. 2 is a schematic sectional view showing another embodiment of the invention, and Fig. 3 is a schematic sectional view showing an embodiment of the present invention.
A schematic configuration diagram of an MO5 type transistor having a DD structure,
Fig. 4 shows an inverter circuit to which a human input signal is applied to the gate, Fig. 5 shows a circuit including a load transistor acting as a source follower, and Fig. 6 shows a boosted signal control circuit. , FIG. 7 is a diagram showing a circuit of a decoder output section, and FIG. 8 is a diagram showing a circuit of a memory cell section of a dynamic RAM. In the figure, 1 is a semiconductor substrate, 3 is a p-type well, 4a
, 4b is a gate electrode, 5a and 5b are gate oxide films, 6a
6d are n+ type impurity regions, 7a to 7d are n− type impurity regions, 9 is a p-type well, and 10 is a p-type well. In each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts. Akira 10 IQ 9 volumes Ushibar No. 3, 4th section L Date of Showa Year, Month, Day, Mr. Commissioner of the Patent Office ゛弼]
'1, Indication of the incident Patent application No. 62-258617
No. 2, Name of the invention Semiconductor integrated circuit device 3, Person making the amendment Representative Moriya Shiki 4, Agent 5, Scope of claims and Detailed description of the invention column 6 of the specification to be amended, Amendment Contents (1) The scope of claims in the specification is as attached. (2) The text from page 14, line 6 to page 14, line 14 of the specification is corrected as follows. A semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes a first semiconductor region having a main surface and a first substrate effect coefficient, and an LDD structure formed on the main surface of the first semiconductor region. a first transistor; a second semiconductor region having a main surface and a second substrate effect coefficient different from the first substrate effect coefficient; and an L formed on the main surface of the second semiconductor region.
and a second transistor having a DD structure, and the first and second semiconductor regions are formed on the same semiconductor substrate. (3) "Each substrate" on page 17, line 19 of the specification is corrected to "each semiconductor region." 2, Claim (1) A first semiconductor 11M having a main surface and a first substrate effect coefficient, and an LDD (lightly doped) formed on the main surface of the first semiconductor region. a first transistor having a drain/source (drain/source) structure; and a second transistor having an LDD structure formed on the main surface of the second semiconductor region. A semiconductor integrated circuit device, wherein the first and second semiconductor regions are formed on the same semiconductor substrate. (2) The first semiconductor region has a first substrate concentration, the second semiconductor color bar has a second substrate concentration, and the first substrate concentration and the second substrate concentration are different from each other. 2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the first and second substrate effect coefficients have different values due to different values. (3) The semiconductor integrated circuit device according to claim 2, wherein the first semiconductor region is a first well formed in the second semiconductor region. (4) The first semiconductor region is a second well formed in a third semiconductor region, and the second semiconductor region is a third well formed in the second well. , a semiconductor integrated circuit device according to claim 2. (5) The first semiconductor region is a fourth well formed in the fourth semiconductor region, and the second semiconductor region is a fifth well formed in the fourth semiconductor region. A semiconductor integrated circuit device according to claim 2.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)第1の基板効果係数を有し、かつ第1の主面を有
する第1の半導体基板と、前記第1の半導体基板の前記
第1の主面に形成されたLDD(軽度ドープのドレイン
/ソース)構造よりなる第1のトランジスタと、前記第
1の基板効果係数と異なる第2の基板効果係数を有し、
かつ第2の主面を有する第2の半導体基板と、前記第2
の半導体基板の前記第2の主面に形成されたLDD構造
よりなる第2のトランジスタとを備えた、半導体集積回
路装置。
(1) A first semiconductor substrate having a first substrate effect coefficient and a first main surface, and an LDD (lightly doped) formed on the first main surface of the first semiconductor substrate. a first transistor having a drain/source structure, and a second substrate effect coefficient different from the first substrate effect coefficient,
and a second semiconductor substrate having a second main surface;
and a second transistor having an LDD structure formed on the second main surface of the semiconductor substrate.
(2)前記第1の半導体基板は第1の基板濃度を有し、
前記第2の半導体基板は第2の基板濃度を有し、前記第
1の基板濃度と前記第2の基板濃度とが異なることによ
って前記第1および第2の基板効果係数の値が異なる、
特許請求の範囲第1項記載の半導体集積回路装置。
(2) the first semiconductor substrate has a first substrate concentration;
The second semiconductor substrate has a second substrate concentration, and the first and second substrate effect coefficients have different values because the first substrate concentration and the second substrate concentration are different.
A semiconductor integrated circuit device according to claim 1.
(3)前記第1の半導体基板は、前記第2の半導体基板
に形成される第1のウェルである、特許請求の範囲第2
項記載の半導体集積回路装置。
(3) The first semiconductor substrate is a first well formed in the second semiconductor substrate.
The semiconductor integrated circuit device described in .
(4)前記第1の半導体基板は、第3の半導体基板に形
成された第2のウェルであり、前記第2の半導体基板は
、前記第2のウェルに形成された第3のウェルである、
特許請求の範囲第2項記載の半導体集積回路装置。
(4) The first semiconductor substrate is a second well formed in a third semiconductor substrate, and the second semiconductor substrate is a third well formed in the second well. ,
A semiconductor integrated circuit device according to claim 2.
(5)前記第1の半導体基板は、第4の半導体基板に形
成された第4のウェルであり、前記第2の半導体基板は
、前記第4の半導体基板に形成された第5のウェルであ
る、特許請求の範囲第2項記載の半導体集積回路装置。
(5) The first semiconductor substrate is a fourth well formed in a fourth semiconductor substrate, and the second semiconductor substrate is a fifth well formed in the fourth semiconductor substrate. A semiconductor integrated circuit device according to claim 2.
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