JPH0346372A - Mos type transistor - Google Patents
Mos type transistorInfo
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- JPH0346372A JPH0346372A JP18294789A JP18294789A JPH0346372A JP H0346372 A JPH0346372 A JP H0346372A JP 18294789 A JP18294789 A JP 18294789A JP 18294789 A JP18294789 A JP 18294789A JP H0346372 A JPH0346372 A JP H0346372A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、微細化された半導体装置に用いるLDD(L
ightly Doped Drain )構造
のMO8型トランジスタに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to an LDD (LDD) used in a miniaturized semiconductor device.
The present invention relates to an MO8 type transistor with an extremely doped drain structure.
従来の技術
半導体集積回路に要求される性能として、小型化及び消
費電流の低減化等がある。前者を達成するために、個々
を構成するトランジスタの縮小化がなされている。また
、後者のためには、相補型MO8)ランジスタを用いて
いる。トランジスタを縮小化すると、ドレイン近傍の電
界が強められ、特性変動を引き起こす原因となるホット
キャリアが発生し易くなる。そこで、LDD構造をもつ
MOS型トランジスタが一般的となってきている。又、
相補型MOSトランジスタを形成すると、寄生NPN構
造のトランジスタ或いは、寄生PNP構造のトランジス
タが一方の導電型トランジスタのソースもしくはドレイ
ンとなる不純物拡散層と隣接する他方の導電型トランジ
スタのウェル領域間で、形成されることになる。そこで
、雑音が、不純物拡散層若しくは、ウェル領域にががる
と、あたかもバイポーラトランジスタのように、一方の
導電型トランジスタの不純物拡散層と他方の導電型トラ
ンジスタのウェル領域間を電流が流れる。2. Description of the Related Art Performance requirements for conventional semiconductor integrated circuits include miniaturization and reduction in current consumption. In order to achieve the former, individual transistors are being downsized. For the latter, complementary MO8) transistors are used. When a transistor is downsized, the electric field near the drain is strengthened, making it easier to generate hot carriers that cause characteristic fluctuations. Therefore, MOS type transistors having an LDD structure have become common. or,
When a complementary MOS transistor is formed, a transistor with a parasitic NPN structure or a transistor with a parasitic PNP structure is formed between an impurity diffusion layer serving as the source or drain of one conductivity type transistor and an adjacent well region of the other conductivity type transistor. will be done. Therefore, when the noise spreads to the impurity diffusion layer or the well region, a current flows between the impurity diffusion layer of one conductivity type transistor and the well region of the other conductivity type transistor, just like a bipolar transistor.
その結果として、ウェル領域の抵抗のため、ウェル領域
電位が変動し、さらにバイポーラ電流が増大し、最終的
にはトランジスタを破壊に至らせるラッチアップ現象が
起こる。そこで、ラッチアップ現象を抑制するためには
、ウェル領域の抵抗をできるだけ低くし、ウェル領域電
位の変動を小さくおさえる必要がある。As a result, the well region potential fluctuates due to the resistance of the well region, further increasing the bipolar current, and eventually causing a latch-up phenomenon that leads to destruction of the transistor. Therefore, in order to suppress the latch-up phenomenon, it is necessary to lower the resistance of the well region as much as possible and suppress fluctuations in the well region potential.
以上より、従来の技術としては、第2図に示すような構
造のMO8型トランジスタとなる。From the above, the conventional technique is an MO8 type transistor having a structure as shown in FIG.
この構造は、p形シリコン基板11の中に、後工程を考
慮して可能な限り抵抗が小さくなるように不純物を注入
してp形のウェル領域12が形成され、ウェル領域12
の表面にゲート酸化膜13とポリシリコンからなるゲー
ト電極14とが積層され、ゲート酸化11113の近傍
のウェル領域12内にn形の低濃度の不純物拡散層15
が形成され、ゲート酸化M13とゲート電極14の側壁
に注入マスクとしてのサイドウオール16が形成され、
低濃度の不純物拡散層15に接してn形で、高濃度の不
純物拡散層17がウェル領域12内に形成されたもので
ある。In this structure, a p-type well region 12 is formed by implanting impurities into a p-type silicon substrate 11 so that the resistance is as low as possible in consideration of the subsequent process.
A gate oxide film 13 and a gate electrode 14 made of polysilicon are stacked on the surface of the gate oxide film 1113, and an n-type low concentration impurity diffusion layer 15 is formed in the well region 12 near the gate oxide film 11113.
is formed, a sidewall 16 as an implantation mask is formed on the sidewall of the gate oxide M13 and the gate electrode 14,
An n-type, high concentration impurity diffusion layer 17 is formed in the well region 12 in contact with the low concentration impurity diffusion layer 15 .
発明が解決しようとする課題
ホットキャリアを抑制するため、即ちドレイン近傍の電
界を抑えるためには低濃度の不純物拡散層15とウェル
領域12の間の接合層での空乏層の幅を拡げる必要があ
る。これを実現するには、低濃度の不純物拡散層15と
ウェル領域12の不純物濃度を低くしなければならない
。しかし、方で、ラッチアップの問題があり、ウェル領
域12の抵抗を下げるために、ウェル領域12の不純物
濃度は、できるだけ高くしなければならないという相反
するものがあり、相方を満足するには、現在の構造では
不可能である。Problems to be Solved by the Invention In order to suppress hot carriers, that is, to suppress the electric field near the drain, it is necessary to widen the width of the depletion layer in the junction layer between the low concentration impurity diffusion layer 15 and the well region 12. be. To achieve this, the impurity concentration of the low concentration impurity diffusion layer 15 and the well region 12 must be lowered. However, there is a problem of latch-up, and in order to lower the resistance of the well region 12, the impurity concentration of the well region 12 must be made as high as possible. This is not possible with the current structure.
課題を解決するための手段
従来のように、ウェル領域を全面に形成せず、一部に不
純物注入することにより、部分ウェル領域を形成する。Means for Solving the Problems Unlike conventional methods, a well region is not formed over the entire surface, but by implanting impurities into a portion, a partial well region is formed.
即ち、ドレイン近傍のホットキャリアの発生に関与する
低濃度の不純物拡散層に接する領域にはウェル領域が形
成されない構造にする。That is, the structure is such that a well region is not formed in a region in contact with a low concentration impurity diffusion layer that is involved in the generation of hot carriers near the drain.
作用
本発明のMOS型トランジスタによれば、サイドウオー
ル下の低濃度の不純物拡散層がウェル領域よりも低不純
物濃度の半導体基板中に形成されるため空乏層がより大
きく拡がって電界がより小さくなり、ホットキャリアの
発生を抑制することができる。又、寄生バイポーラトラ
ンジスタによるバイポーラ電流は、不純物濃度が高く、
低抵抗のウェル領域中を流れるため、電位の変動を抑え
ラッチアップの発生をおさえることができる。According to the MOS transistor of the present invention, the low concentration impurity diffusion layer under the sidewall is formed in the semiconductor substrate with a lower impurity concentration than the well region, so the depletion layer expands more and the electric field becomes smaller. , generation of hot carriers can be suppressed. In addition, the bipolar current due to the parasitic bipolar transistor has a high impurity concentration,
Since it flows through the low-resistance well region, it is possible to suppress potential fluctuations and suppress the occurrence of latch-up.
よって、ホットキャリア及びラッチアップの相方を抑制
する効果が得られる。Therefore, the effect of suppressing hot carriers and latch-up can be obtained.
実施例
本発明の実施例の一例として、nチャンネル(以後n−
chと記す)MO8型トランジスタの段面を第1図に示
し、これを参照して説明する。Embodiment As an example of an embodiment of the present invention, an n-channel (hereinafter n-
A step surface of an MO8 type transistor (denoted as ch) is shown in FIG. 1, and will be described with reference to this.
この構造はp型シリコン基板1に、チャネルが形成され
る領域を除いて、ポロンをドーズ量がI X 10 l
3cta−2でエネルギーが50keVで注入を行ない
、アニールとドライブインの熱処理を経て、P型のウェ
ル領域2を形成し、次にシリコン基板1の表面に酸化を
行ない、200へのゲート酸化膜3を形成した後、電極
としてのポリシリコンを4000Aの厚さに成長させ、
バターニングおよびエツチング工程によりゲート電極4
を形成し、このゲート電極4を注入のマスクにして、リ
ンを2 X 1013cm−2のドーズ量で注入し、n
型の低濃度の不純物拡散層5を形成し、さらに、気相成
長法により酸化膜を成長させ、異方性エツチングを行な
うことによりゲート電極4とゲート酸化膜3の側壁にサ
イドウオール6′を形成し、この後に砒素を5 X 1
0I5cm ”のドーズ量で注入して、n型の高濃度の
不純物拡散層7を形成する過程を経ることにより得られ
る。In this structure, the p-type silicon substrate 1 is doped with poron at a dose of I x 10 l, except for the region where the channel is formed.
3 cta-2 and an energy of 50 keV, and through annealing and drive-in heat treatment, a P-type well region 2 is formed. Next, the surface of the silicon substrate 1 is oxidized, and a gate oxide film 3 to 200 is formed. After forming, polysilicon as an electrode is grown to a thickness of 4000A,
Gate electrode 4 is formed by buttering and etching processes.
was formed, and using this gate electrode 4 as an implantation mask, phosphorus was implanted at a dose of 2 x 1013 cm-2.
A low-concentration impurity diffusion layer 5 is formed, and an oxide film is grown by vapor phase growth, and sidewalls 6' are formed on the side walls of the gate electrode 4 and gate oxide film 3 by anisotropic etching. After this, arsenic is added 5×1
This can be obtained by performing a process of forming an n-type high concentration impurity diffusion layer 7 by implanting at a dose of 0I5 cm 2 .
このL D D (L ightly Doped
Drain )構造のMO8型トランジスタによれば
p型のウェル領域は高濃度の不純物拡散層7には接する
が低濃度の不純物拡散層5とは接しない構造となる。な
お、実施例ではp型シリコン基板でのn−chトランジ
スタについて説明したがn型シリコン基板でのp−ch
トランジスタについても本発明が適用できるのは言うま
でもない。This L D D (Lightly Doped
According to the MO8 type transistor having the drain) structure, the p-type well region is in contact with the high concentration impurity diffusion layer 7 but not with the low concentration impurity diffusion layer 5. In addition, in the embodiment, an n-ch transistor on a p-type silicon substrate was explained, but a p-ch transistor on an n-type silicon substrate was explained.
It goes without saying that the present invention is also applicable to transistors.
発明の効果
本発明のMOS型トランジスタによれば、サイドウオー
ル下の低濃度の不純物拡散層がウェル領域よりも低不純
物濃度の半導体基板中に形成されるため空乏層がより大
きく拡がって電界がより小さくなり、ホットキャリアの
発生を抑制することができる。Effects of the Invention According to the MOS transistor of the present invention, the low concentration impurity diffusion layer under the sidewall is formed in the semiconductor substrate with a lower impurity concentration than the well region, so the depletion layer expands more and the electric field becomes stronger. This makes it possible to suppress the generation of hot carriers.
また、寄生バイポーラトランジスタによるバイポーラ電
流は、不純物濃度が高く、低抵抗のウェル領域中を流れ
るため、電位の変動を抑えラッチアップの発生を抑える
ことができる。この結果、デバイスの信頼性を向上させ
ることができる。Furthermore, since the bipolar current generated by the parasitic bipolar transistor flows through the well region with high impurity concentration and low resistance, it is possible to suppress fluctuations in potential and suppress the occurrence of latch-up. As a result, the reliability of the device can be improved.
第1図は本発明のMO8型トランジスタの一実施例を示
す断面図、第2図は従来のMOS型トランジスタの断面
図である。
1.11・・・・・・シリコン基板、2,12・・・・
・・ウェル領域、3,13・・・・・・ゲート酸化膜、
4,14・・・・・・ゲート電極、5,15・・・・・
・低濃度の不純物拡散層、6,16・・・・・・サイド
ウオール、7,17・・・・・・高濃度の不純物拡散層
。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the MO8 type transistor of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a conventional MOS type transistor. 1.11...Silicon substrate, 2,12...
...well region, 3,13... gate oxide film,
4, 14... Gate electrode, 5, 15...
-Low concentration impurity diffusion layer, 6, 16... side wall, 7, 17... high concentration impurity diffusion layer.
Claims (1)
が順次形成され、同ゲート絶縁膜とゲート電極の側壁に
絶縁膜によるサイドウォールが形成され、同サイドウォ
ールの下の前記半導体基板中に半導体基板と逆導電形の
第1の不純物拡散層が形成され、同第1の不純物拡散層
と同一導電形で、これよりも高濃度な第2の不純物拡散
層が前記第1の不純物拡散層に接して形成され、前記第
2の不純物拡散層の下に前記半導体基板と同一導電形の
ウェル領域が形成されたことを特徴とするMOS型トラ
ンジスタ。A gate insulating film and a gate electrode are sequentially formed on the surface of a semiconductor substrate of one conductivity type, a sidewall of an insulating film is formed on the sidewalls of the gate insulating film and the gate electrode, and a semiconductor is formed in the semiconductor substrate below the sidewall. A first impurity diffusion layer having a conductivity type opposite to that of the substrate is formed, and a second impurity diffusion layer having the same conductivity type as the first impurity diffusion layer and having a higher concentration than the first impurity diffusion layer is formed in the first impurity diffusion layer. A MOS type transistor, characterized in that a well region is formed in contact with the semiconductor substrate and has the same conductivity type as the semiconductor substrate under the second impurity diffusion layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18294789A JPH0346372A (en) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | Mos type transistor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18294789A JPH0346372A (en) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | Mos type transistor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0346372A true JPH0346372A (en) | 1991-02-27 |
Family
ID=16127142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18294789A Pending JPH0346372A (en) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | Mos type transistor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0346372A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6278162B1 (en) * | 1993-06-30 | 2001-08-21 | Integrated Device Technology, Inc. | ESD protection for LDD devices |
-
1989
- 1989-07-14 JP JP18294789A patent/JPH0346372A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6278162B1 (en) * | 1993-06-30 | 2001-08-21 | Integrated Device Technology, Inc. | ESD protection for LDD devices |
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