JPH0936242A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents
Semiconductor integrated circuit deviceInfo
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- JPH0936242A JPH0936242A JP7183941A JP18394195A JPH0936242A JP H0936242 A JPH0936242 A JP H0936242A JP 7183941 A JP7183941 A JP 7183941A JP 18394195 A JP18394195 A JP 18394195A JP H0936242 A JPH0936242 A JP H0936242A
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】低電圧で動作する低閾値電圧論理回路の一層の
高速化を図ると共に、待機時の消費電流が小さい半導体
集積回路装置を提供する。
【解決手段】低閾値電圧の電界効果トランジスタから成
る回路と、高閾値電圧の電界効果トランジスタから成る
回路とが電源線間で直列構成を備える半導体集積回路装
置において、低閾値電圧電界効果トランジスタのゲート
絶縁膜の厚さは高閾値電圧電界効果トランジスタのゲー
ト絶縁膜より薄いこと、もしくは、低閾値電圧電界効果
トランジスタのゲート長は高閾値電圧電界効果トランジ
スタのゲート長より短いこと、もしくは、低閾値電圧電
界効果トランジスタのゲート絶縁膜の厚さは高閾値電圧
電界効果トランジスタのゲート絶縁膜より薄く、低閾値
電圧電界効果トランジスタのゲート長は高閾値電圧電界
効果トランジスタのゲート長より短いことを特徴とす
る。
Kind Code: A1 A semiconductor integrated circuit device is provided which has a low threshold voltage logic circuit which operates at a low voltage and is further increased in speed, and which consumes less current during standby. A gate of a low-threshold-voltage field-effect transistor is provided in a semiconductor integrated circuit device in which a circuit including a low-threshold-voltage field-effect transistor and a circuit including a high-threshold-voltage field-effect transistor are connected in series between power lines. The thickness of the insulating film is thinner than the gate insulating film of the high threshold voltage field effect transistor, or the gate length of the low threshold voltage field effect transistor is shorter than the gate length of the high threshold voltage field effect transistor, or the low threshold voltage. The gate insulating film of the field effect transistor is thinner than the gate insulating film of the high threshold voltage field effect transistor, and the gate length of the low threshold voltage field effect transistor is shorter than the gate length of the high threshold voltage field effect transistor. .
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は低閾値と高閾値の2
レベルの閾値電圧を有する電界効果トランジスタを含む
半導体集積回路装置に係わり、特に電源電圧が2.5V
以下の低電圧で高速動作可能で、かつ、待機時の消費電
流が小さい論理回路を含む半導体集積回路装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device including a field effect transistor having a threshold voltage of a level, and particularly a power supply voltage of 2.5 V.
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device including a logic circuit that can operate at a low voltage at high speed and consumes less current during standby.
【0002】[0002]
【従来の技術】電源電圧が低下しても高速動作が可能
で、待機時の消費電流を低減できる論理回路として、低
閾値と高閾値の2レベルの閾値電圧を有する電界効果ト
ランジスタから成る論理回路が提案されている。この論
理回路は、例えば、米国IEEEのASIC Conferenceで発表
された論文(S.Mutoh,T.Douseki,Y.Matsuya,T.Aoki and
J.Yamada,:1V High-Speed Digital Circuit Technolo
gy with 0.5 μm Multi-Threshold CMOS,IEEE ASIC Con
ference,pp.186〜189,Sept.,1993.)、あるいは電気通
信協会が発行しているNTT R&Dに掲載されている
論文(松谷康之、武藤伸一郎、山田順三、道関隆国:
0.5μm低電圧フルカスタムLSI設計技術、NTT
R&D、43、No.3,pp.273〜282,1
994.)に示されているが、以下に図1の結線図を用
いてその構成を説明する。2. Description of the Related Art As a logic circuit capable of operating at high speed even when the power supply voltage is lowered and reducing current consumption during standby, a logic circuit composed of field effect transistors having two threshold voltages of a low threshold value and a high threshold value. Is proposed. This logic circuit is disclosed in, for example, a paper (S. Mutoh, T. Douseki, Y. Matsuya, T. Aoki and
J.Yamada ,: 1V High-Speed Digital Circuit Technolo
gy with 0.5 μm Multi-Threshold CMOS, IEEE ASIC Con
ference, pp.186-189, Sept., 1993.) or a paper published in NTT R & D published by the Telecommunications Association (Yasuyuki Matsutani, Shinichiro Muto, Junzo Yamada, Takakuni Doseki:
0.5μm low voltage full custom LSI design technology, NTT
R & D, 43, No. 3, pp. 273-282,1
994. ), The configuration will be described below with reference to the connection diagram of FIG.
【0003】図1は、回路としては低閾値電圧の電界効
果トランジスタ(Q3、Q4、Q5、Q6)から成る論
理回路要素を含んだ低閾値電圧論理回路(LLC)の一
方の電源端子に接続される第1の疑似電源線(VDD
V)および第1の疑似電源線と第1の電源線(VDD)
との間に接続される高閾値電圧の第1の電界効果トラン
ジスタ(Q1)とによって構成される第1電源供給回路
と、低閾値電圧論理回路の他方の電源端子に接続される
第2の疑似電源線(GNDV)および第2の疑似電源線
と第2の電源線(GND)との間に配置される高閾値電
圧の第2の電界効果トランジスタ(Q2)とによって構
成される第2電源供給回路との双方あるいは一方を備え
ている。低閾値電圧論理回路(LLC)は、構成する電
界効果トランジスタの閾値電圧が低いため、回路全体に
供給される電源電圧(VDDとGND間の電圧)が低
く、従ってLLCへ供給される電源電圧(VDDVとG
NDV間の電圧)が低くても高速に動作する。待機時に
は電界効果トランジスタ(Q1、Q2)の双方あるいは
一方がオフ状態となり、これらのトランジスタの閾値電
圧は高いため、消費電流は抑えられる。この論理回路に
使われる複数の閾値電圧を有する電界効果トランジスタ
のゲート酸化膜は、同一の工程で形成されるため、全て
の電界効果トランジスタにおいて同じであった。また、
低閾値電圧トランジスタのゲート長は、閾値電圧のゲー
ト長依存性が小さくなるように定められる結果、高閾値
電圧トランジスタのゲート長と同じか大きめであった。
したがって、高閾値電圧電界効果トランジスタと低閾値
電圧電界効果トランジスタの間の閾値電圧の調整は、ウ
ェル領域あるいは半導体基板にチャネルドープイオン注
入で導入する不純物量を変えることで専ら行われてい
た。以下に、低閾値電圧と高閾値電圧の電界効果トラン
ジスタを有する図1の論理回路を含んだ半導体集積回路
装置の従来の製造方法を図を用いて説明する。FIG. 1 is connected to one power supply terminal of a low threshold voltage logic circuit (LLC) including logic circuit elements composed of low threshold voltage field effect transistors (Q3, Q4, Q5, Q6). First pseudo power line (VDD
V) and the first pseudo power line and the first power line (VDD)
A first power supply circuit configured by a first field-effect transistor (Q1) having a high threshold voltage connected between the second pseudo voltage control circuit and the second power supply terminal of the low threshold voltage logic circuit. Second power supply constituted by a power supply line (GNDV) and a second field effect transistor (Q2) having a high threshold voltage arranged between the second pseudo power supply line and the second power supply line (GND) It has both or one of the circuits. The low threshold voltage logic circuit (LLC) has a low threshold voltage of the field effect transistor that constitutes it, so that the power supply voltage (voltage between VDD and GND) supplied to the entire circuit is low, and therefore the power supply voltage supplied to the LLC ( VDDV and G
Even if the voltage between NDV) is low, it operates at high speed. During standby, both or one of the field effect transistors (Q1, Q2) is turned off, and the threshold voltage of these transistors is high, so that current consumption is suppressed. Since the gate oxide film of the field effect transistor having a plurality of threshold voltages used in this logic circuit is formed in the same process, it is the same in all field effect transistors. Also,
The gate length of the low-threshold voltage transistor is set to be the same as or larger than the gate length of the high-threshold voltage transistor as a result of the determination that the gate length dependence of the threshold voltage is reduced.
Therefore, the adjustment of the threshold voltage between the high threshold voltage field effect transistor and the low threshold voltage field effect transistor has been performed exclusively by changing the amount of impurities introduced into the well region or the semiconductor substrate by channel doping ion implantation. A conventional method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device including the logic circuit of FIG. 1 having low threshold voltage and high threshold voltage field effect transistors will be described below with reference to the drawings.
【0004】図32〜図40は低閾値電圧と高閾値電圧
の電界効果トランジスタを含む従来の半導体集積回路装
置の製造方法を工程順に説明した構造断面図である。ま
ずp型シリコン基板51の表面から、nMOS電界効果
トランジスタが形成される領域となるpウェル52とp
MOS電界効果トランジスタが形成される領域となるn
ウェル53を形成する(図32)。アクティブ領域以外
の基板表面を選択的に酸化して素子分離用のLOCOS
酸化膜54を形成する(図33)。ゲート酸化膜55を
形成した後、閾値電圧制御用のチャネルドープイオン注
入を行う。ゲート電極として高濃度燐ドープポリシリコ
ンを使用し、nMOS電界効果トランジスタは表面チャ
ネル形、pMOS電界効果トランジスタは埋め込みチャ
ネル形とした場合、閾値電圧制御用のチャネルドープイ
オン注入は不純物として硼素、加速エネルギーとして5
keV一定とすると、低閾値電圧nMOS電界効果トラ
ンジスタに対するイオン注入量は高閾値電圧nMOS電
界効果トランジスタや高閾値電圧pMOS電界効果トラ
ンジスタ、低閾値電圧pMOS電界効果トランジスタよ
り小さい値とすることができる。そこで、まずイオン注
入量が最も小さい低閾値電圧nMOS電界効果トランジ
スタのチャネルドープ条件で基板表面にレジストマスク
なしで全面イオン注入する(図34)。次に高閾値電圧
nMOS電界効果トランジスタのアクティブ領域のみを
開口するレジストパタン56を通常の写真食刻法で形成
した後、所望の閾値電圧となるようなイオン注入量で硼
素を5keVの加速エネルギーでイオン注入する(図3
5)。レジストパタンを硫酸と過酸化水素水の混合液で
溶解して除去した後、高閾値電圧pMOS電界効果トラ
ンジスタのアクティブ領域のみを開口するレジストパタ
ン57を形成し、所望の閾値電圧となるようなイオン注
入量で硼素を5keVの加速エネルギーでイオン注入す
る(図36)。同様にレジストパタンを硫酸と過酸化水
素水の混合液で溶解して除去した後、低閾値電圧pMO
S電界効果トランジスタのアクティブ領域のみを開口す
るレジストパタン58を形成し、所望の閾値電圧となる
ようなイオン注入量で硼素を5keVの加速エネルギー
でイオン注入する(図37)。チャネルドープ工程が終
了したら高濃度燐ドープポリシリコンを材料とするゲー
ト電極59を形成し、nMOS電界効果トランジスタの
アクティブ領域を開口するレジストパタン60をマスク
にして砒素あるいは燐をイオン注入してソース・ドレイ
ン拡散層61を形成する(図38)。pMOS電界効果
トランジスタも同様にアクティブ領域を開口するレジス
トパタン62をマスクにして硼素をイオン注入してソー
ス・ドレイン拡散層63を形成する(図39)。さら
に、基板表面に常圧CVD酸化膜やBPSG膜等から成
る絶縁膜64を形成した後、コンタクトホールや第1層
配線65を形成する工程を経て製造工程が終了する(図
40)。32 to 40 are structural cross-sectional views for explaining, in the order of steps, a method of manufacturing a conventional semiconductor integrated circuit device including field effect transistors having a low threshold voltage and a high threshold voltage. First, from the surface of the p-type silicon substrate 51, p-well 52 and p
N to be a region where a MOS field effect transistor is formed
Well 53 is formed (FIG. 32). LOCOS for element isolation by selectively oxidizing the substrate surface other than the active region
An oxide film 54 is formed (FIG. 33). After forming the gate oxide film 55, channel dope ion implantation for controlling the threshold voltage is performed. When high-concentration phosphorus-doped polysilicon is used as the gate electrode, the nMOS field-effect transistor is a surface channel type, and the pMOS field-effect transistor is a buried channel type, channel-doped ion implantation for controlling the threshold voltage is boron as an impurity, and acceleration energy is used. As 5
When the keV is constant, the ion implantation amount for the low threshold voltage nMOS field effect transistor can be set to a value smaller than the high threshold voltage nMOS field effect transistor, the high threshold voltage pMOS field effect transistor, and the low threshold voltage pMOS field effect transistor. Therefore, first, the entire surface of the substrate is ion-implanted without a resist mask under the channel doping conditions of the low threshold voltage nMOS field effect transistor with the smallest amount of ion implantation (FIG. 34). Next, a resist pattern 56 for opening only the active region of the high threshold voltage nMOS field effect transistor is formed by a normal photolithography method, and then boron is accelerated with an acceleration energy of 5 keV with an ion implantation amount so as to obtain a desired threshold voltage. Ion implantation (Fig. 3)
5). After removing the resist pattern by dissolving it in a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution, a resist pattern 57 is formed which opens only the active region of the high threshold voltage pMOS field effect transistor, and ions are formed so as to have a desired threshold voltage. Boron is ion-implanted at an acceleration energy of 5 keV with an implantation amount (FIG. 36). Similarly, after removing the resist pattern by dissolving it in a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, the low threshold voltage pMO
A resist pattern 58 that opens only in the active region of the S field effect transistor is formed, and boron is ion-implanted at an acceleration energy of 5 keV with an ion implantation amount that provides a desired threshold voltage (FIG. 37). After the channel doping process is completed, a gate electrode 59 made of high-concentration phosphorus-doped polysilicon is formed, and arsenic or phosphorus is ion-implanted using the resist pattern 60 that opens the active region of the nMOS field effect transistor as a mask. The drain diffusion layer 61 is formed (FIG. 38). Similarly, in the pMOS field effect transistor, boron is ion-implanted using the resist pattern 62 for opening the active region as a mask to form the source / drain diffusion layer 63 (FIG. 39). Further, after the insulating film 64 made of the atmospheric pressure CVD oxide film, the BPSG film or the like is formed on the surface of the substrate, the process of forming the contact hole and the first layer wiring 65 is completed (FIG. 40).
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来の、ゲート酸化膜
厚が同じで複数の閾値電圧を有する電界効果トランジス
タを含む半導体集積回路装置のゲート酸化膜厚は、電源
電圧よりも高い電圧の入出力信号を処理するインターフ
ェイス回路を構成する高閾値電圧電界効果トランジスタ
のゲート酸化膜の信頼性を確保する必要性や、高閾値電
圧の電界効果トランジスタに於いて、後に説明する、ゲ
ート誘起ドレインリーク電流(Gate Induced Drain Lea
kage)やゲート絶縁膜トンネルリーク電流を生じること
なく低いオフ時リーク電流を実現する必要性から選定さ
れた。従って、低い電源電圧しか印加されず、リーク電
流の許容値が高い低閾値電圧の電界効果トランジスタと
しては、ゲート酸化膜厚が信頼性の点からもリーク電流
抑制の点からも必要以上に厚かった。その結果、低閾値
電圧論理回路(LLC)の動作速度が遅いという欠点が
あった。A conventional semiconductor integrated circuit device including field effect transistors having the same gate oxide film thickness and a plurality of threshold voltages has a gate oxide film thickness higher than a power supply voltage. It is necessary to secure the reliability of the gate oxide film of the high threshold voltage field effect transistor which constitutes the interface circuit for processing a signal, and in the case of the high threshold voltage field effect transistor, the gate induced drain leakage current ( Gate Induced Drain Lea
kage) and gate insulating film tunnel leakage current without causing leakage current. Therefore, as a low threshold voltage field effect transistor having a high allowable leakage current because only a low power supply voltage is applied, the gate oxide film thickness was unnecessarily large in terms of both reliability and leakage current suppression. . As a result, there is a drawback that the operation speed of the low threshold voltage logic circuit (LLC) is slow.
【0006】また、従来は、高閾値電圧電界効果トラン
ジスタのゲート長を、ドレイン誘起障壁低下(Drain In
duced Barrier Lowering)によるチャネルリーク電流
(ドレイン電界の影響によるソース・チャネル間障壁の
低下に基因するチャネルリーク電流)を生じることな
く、高い閾値電圧と低いオフ時リーク電流を実現するの
に必要な長さに設定していた。しかも、低閾値電圧電界
効果トランジスタのゲート長は、高閾値電圧電界効果ト
ランジスタのゲート長と同じか大きめにしていた。その
結果として、低閾値電圧論理回路(LLC)の動作速度
が遅いという欠点があった。Further, conventionally, the gate length of a high threshold voltage field effect transistor is reduced by the drain induced barrier reduction (Drain In
The length required to realize a high threshold voltage and a low off-state leakage current without causing a channel leakage current due to duced barrier lowering (channel leakage current due to the reduction of the source-channel barrier due to the influence of the drain electric field). It was set to Moreover, the gate length of the low threshold voltage field effect transistor is the same as or larger than the gate length of the high threshold voltage field effect transistor. As a result, there is a drawback that the operation speed of the low threshold voltage logic circuit (LLC) is slow.
【0007】また、低閾値電圧と高閾値電圧の電界効果
トランジスタのゲート酸化膜厚が等しく、かつ、ゲート
長が等しいか、あるいは低閾値電圧電界効果トランジス
タの方が高閾値電圧電界効果トランジスタより長い場
合、nMOS電界効果トランジスタ、pMOS電界効果
トランジスタに対してそれぞれ2種類の閾値電圧を作り
分けるためには、例えばまずレジストマスクなしでウェ
ハ全面に低閾値電圧nMOS電界効果トランジスタ用チ
ャネルドープの条件でイオン注入を行った後、高閾値電
圧nMOS電界効果トランジスタ用、高閾値電圧pMO
S電界効果トランジスタ用、低閾値電圧pMOS電界効
果トランジスタ用のチャネルドープのためのレジストマ
スク形成とイオン注入を繰り返す必要があり、工程が複
雑であるという欠点があった。Further, the field effect transistors of low threshold voltage and high threshold voltage have the same gate oxide film thickness and the same gate length, or the low threshold voltage field effect transistor is longer than the high threshold voltage field effect transistor. In this case, in order to separately create two types of threshold voltages for the nMOS field effect transistor and the pMOS field effect transistor, for example, first, ion implantation is performed under the conditions of channel doping for a low threshold voltage nMOS field effect transistor on the entire surface of a wafer without using a resist mask. After implantation, for high threshold voltage nMOS field effect transistor, high threshold voltage pMO
It is necessary to repeat the resist mask formation for channel doping and the ion implantation for the S field effect transistor and the low threshold voltage pMOS field effect transistor, and there is a drawback that the process is complicated.
【0008】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たもので、低電圧で動作する低閾値電圧論理回路の一層
の高速化を図るとともに、待機時の消費電流が小さい半
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 in view of the above circumstances, and aims to further increase the speed of a low threshold voltage logic circuit which operates at a low voltage, and to provide a semiconductor integrated circuit device which consumes less current during standby. The purpose is to provide.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、低閾値電圧の電界効果トランジスタから
成る回路と、高閾値電圧の電界効果トランジスタから成
る回路とが電源線間で直列構成を備える半導体集積回路
において、上記低閾値電圧電界効果トランジスタのゲー
ト絶縁膜の厚さは上記高閾値電圧電界効果トランジスタ
のゲート絶縁膜より薄いこと、もしくは、上記低閾値電
圧電界効果トランジスタのゲート長は上記高閾値電圧電
界効果トランジスタのゲート長より短いこと、もしく
は、上記低閾値電圧電界効果トランジスタのゲート絶縁
膜の厚さは上記高閾値電圧電界効果トランジスタのゲー
ト絶縁膜より薄く、上記低閾値電圧電界効果トランジス
タのゲート長は上記高閾値電圧電界効果トランジスタの
ゲート長より短いこと、を最も主要な特徴とする。To achieve the above object, the present invention provides a circuit composed of a field effect transistor having a low threshold voltage and a circuit composed of a field effect transistor having a high threshold voltage in series between power supply lines. In the semiconductor integrated circuit having the configuration, the thickness of the gate insulating film of the low threshold voltage field effect transistor is thinner than the gate insulating film of the high threshold voltage field effect transistor, or the gate length of the low threshold voltage field effect transistor. Is shorter than the gate length of the high threshold voltage field effect transistor, or the thickness of the gate insulating film of the low threshold voltage field effect transistor is thinner than the gate insulating film of the high threshold voltage field effect transistor, The gate length of the field effect transistor must be shorter than that of the high threshold voltage field effect transistor. , The most important feature.
【0010】従来の構造では、低閾値電圧の電界効果ト
ランジスタと高閾値電圧の電界効果トランジスタのゲー
ト酸化膜厚が同じで、且つ、低閾値電圧の電界効果トラ
ンジスタのゲート長が高閾値電圧の電界効果トランジス
タのゲート長と同じか、もしくは長い点が異なる。In the conventional structure, the field-effect transistor of low threshold voltage and the field-effect transistor of high-threshold voltage have the same gate oxide film thickness, and the gate length of the field-effect transistor of low-threshold voltage is the same as that of the high-threshold voltage. The gate length of the effect transistor is the same as or different from that of the gate length.
【0011】低閾値電圧の電界効果トランジスタのゲー
ト酸化膜厚もしくはゲート長を、高閾値電圧の電界効果
トランジスタのゲート酸化膜厚より薄くし、高閾値電圧
の電界効果トランジスタのゲート長より短くしたので、
低閾値電圧の電界効果トランジスタで構成される論理回
路を従来より高速で動作させることが可能になる。そし
て低閾値電圧の電界効果トランジスタで構成される論理
回路と、高閾値電圧の電界効果トランジスタで構成され
る電源供給回路とが電源線に対して直列構成を有するこ
とにより待機時の消費電流は小さく抑制できる。Since the gate oxide film thickness or the gate length of the low threshold voltage field effect transistor is made thinner than the gate oxide film thickness of the high threshold voltage field effect transistor and is made shorter than the gate length of the high threshold voltage field effect transistor. ,
It becomes possible to operate a logic circuit composed of a field effect transistor having a low threshold voltage at a higher speed than before. The standby circuit consumes less current because the logic circuit including the low-threshold voltage field effect transistor and the power supply circuit including the high-threshold voltage field effect transistor are connected in series to the power line. Can be suppressed.
【0012】また、電界効果トランジスタの閾値電圧
は、ウェル領域やチャネル領域の不純物濃度が同じで
も、ゲート酸化膜を薄くすると低下することから、薄い
ゲート酸化膜の電界効果トランジスタは低閾値電圧に、
厚いゲート酸化膜の電界効果トランジスタは高閾値電圧
にすることができる。従って2レベルの閾値電圧を持つ
CMOSでも、ゲート酸化膜厚をそれぞれ最適な値の組
み合わせとすることにより、チャネルドープのレジスト
マスク形成とイオン注入を通常の単一レベルの閾値電圧
を持つCMOSと同様にnMOS電界効果トランジスタ
のチャネルドープ用マスクなし全面イオン注入とpMO
S電界効果トランジスタチャネルドープ用マスク付きイ
オン注入のみで済ませることができる。2種類の膜厚の
ゲート酸化膜を同一ウェハ上に形成するプロセスでは膜
厚を変えるためのレジストマスク形成工程が1回余計に
必要であるが、チャネルドープイオン注入のためのレジ
ストマスク形成工程が少なくて済むため差し引き1回の
レジストマスク形成工程を省略することができ、工程の
短縮を図ることが出来る。また、電界効果トランジスタ
の閾値電圧は、ウェル領域やチャネル領域の不純物濃度
が同じでも、短チャネル化すると低下することから、短
いゲート長の電界効果トランジスタは低閾値電圧に、長
いゲート長の電界効果トランジスタは高閾値電圧にする
ことができる。従って2レベルの閾値電圧を持つCMO
Sでも、ゲート長をそれぞれ最適な値の組み合わせとす
ることにより、チャネルドープのレジストマスク形成と
イオン注入を通常の単一レベルの閾値電圧を持つCMO
Sと同様にnMOS電界効果トランジスタのチャネルド
ープ用マスクなし全面イオン注入とpMOS電界効果ト
ランジスタチャネルドープ用マスク付きイオン注入のみ
で済ませることが出来る。この場合、2レベルの閾値電
圧を得るための新たなレジストマスク形成工程は不要な
ため、従来技術に比べて2回のレジストマスク形成工程
を省略することができ、工程の短縮を図ることが可能に
なる。Further, since the threshold voltage of the field effect transistor decreases when the gate oxide film is thinned even if the impurity concentration in the well region and the channel region is the same, the field effect transistor having a thin gate oxide film has a low threshold voltage.
A thick gate oxide field effect transistor can have a high threshold voltage. Therefore, even in a CMOS having a two-level threshold voltage, by setting the gate oxide film thickness to an optimal combination, the channel mask resist mask formation and the ion implantation are performed in the same manner as a CMOS having a normal single-level threshold voltage. Maskless full-face ion implantation and pMO for channel doping of nMOS field effect transistor
Only ion implantation with a mask for S field effect transistor channel doping can be performed. In the process of forming two types of gate oxide films on the same wafer, a resist mask forming step for changing the film thickness is additionally required, but a resist mask forming step for channel dope ion implantation is required. Since the number of resist masks can be reduced, a single subtraction step of forming the resist mask can be omitted, and the steps can be shortened. Further, the threshold voltage of the field effect transistor decreases when the channel is shortened even if the impurity concentration of the well region and the channel region is the same. Therefore, the field effect transistor with a short gate length has a low threshold voltage and the field effect with a long gate length. The transistor can have a high threshold voltage. Therefore, a CMO having a two-level threshold voltage
Even in S, the CMO having a normal single-level threshold voltage is used for the formation of the channel-doped resist mask and the ion implantation by setting the optimum combination of the gate lengths.
Similar to S, it is possible to perform only ion implantation without mask for channel doping of nMOS field effect transistor and ion implantation with mask for channel doping of pMOS field effect transistor. In this case, since a new resist mask forming step for obtaining the two-level threshold voltage is not necessary, the resist mask forming step can be omitted twice as compared with the conventional technique, and the steps can be shortened. become.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例につ
いて図を用いて説明する。図2〜図11は本発明の請求
項1及び2の実施の形態例を示し、これらの図は、低閾
値電圧と高閾値電圧の電界効果トランジスタを含む半導
体集積回路装置の製造方法を工程順に示した構造断面図
である。まず、p型シリコン基板1の表面から、nMO
S電界効果トランジスタが形成される領域となるpウェ
ル2とpMOS電界効果トランジスタが形成される領域
となるnウェル3を形成する(図2)。アクティブ領域
以外の基板表面を選択的に酸化して素子分離用のLOC
OS酸化膜4を形成する(図3)。全てのアクティブ領
域に膜厚tIのゲート酸化膜5を形成する。但し、膜厚
tIは、高閾値電圧の電界効果トランジスタのゲート酸
化膜厚をtH、低閾値電圧の電界効果トランジスタに対
するゲート酸化膜厚をtL(tL<tH)とした場合、
厚さtLの酸化膜を形成する条件で追加酸化した際に厚
さtIの酸化膜が厚さtHになるように設定する。続い
て低閾値電圧の電界効果トランジスタのアクティブ領域
を開口するレジストパタン6を通常の写真食刻法で形成
する(図4)。レジストパタン6をマスクにして低閾値
電圧電界効果トランジスタのアクティブ領域に形成され
ているゲート酸化膜5を緩衝フッ酸液でエッチングした
後、硫酸と過酸化水素水の混合液でレジストパタン6を
溶解して除去する(図5)。次にシリコン基板が露出し
ている低閾値電圧電界効果トランジスタのアクティブ領
域で酸化膜厚がtLとなるようにゲート酸化膜7を形成
すると、高閾値電圧電界効果トランジスタのゲート酸化
膜8は膜厚がtIからtHに厚くなる(図6)。ゲート
電極として高濃度燐ドープポリシリコンを使用し、nM
OS電界効果トランジスタは表面チャネル形、pMOS
電界効果トランジスタは埋め込みチャネル形とした場
合、閾値電圧制御用のチャネルドープイオン注入は不純
物として硼素、加速エネルギーとして5keV一定とす
ると、nMOS電界効果トランジスタに対するイオン注
入量はpMOS電界効果トランジスタより小さい値とす
ることができる。そこで、まずイオン注入量が小さいn
MOS電界効果トランジスタのチャネルドープ条件で基
板表面にレジストマスクなしで全面イオン注入する(図
7)。次にpMOS電界効果トランジスタのアクティブ
領域を開口するレジストパタン10を通常の写真食刻法
で形成した後、pMOS電界効果トランジスタのチャネ
ルドープイオン注入を行う(図8)。高濃度燐ドープポ
リシリコン11を堆積した後、通常の写真食刻法でゲー
ト電極のレジストパタン12を形成する(図9)。レジ
ストパタン12をマスクにして高濃度燐ドープポリシリ
コン11をエッチングすることにより、ポリシリコンゲ
ート電極13を形成する(図10)。nMOS電界効果
トランジスタのソース・ドレイン拡散層14とpMOS
電界効果トランジスタのソース・ドレイン拡散層15を
形成した後、基板表面に常圧CVD酸化膜やBPSG膜
等から成る絶縁膜16を形成し、コンタクトホールや第
1層配線17を形成する工程を経て製造工程が終了する
(図11)。上記の製造工程においては、従来技術に比
べてレジストマスク形成工程が1回減らされており、工
程の短縮化が図られている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 2 to 11 show the embodiments of claims 1 and 2 of the present invention, and these drawings show a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device including field effect transistors of low threshold voltage and high threshold voltage in the order of steps. It is the structure sectional view shown. First, from the surface of the p-type silicon substrate 1, nMO
A p-well 2 which will be a region where an S field effect transistor will be formed and an n-well 3 which will be a region where a pMOS field effect transistor will be formed are formed (FIG. 2). LOC for element isolation by selectively oxidizing the substrate surface other than the active region
The OS oxide film 4 is formed (FIG. 3). A gate oxide film 5 having a film thickness tI is formed in all active regions. However, when the gate oxide film thickness of the high-threshold voltage field effect transistor is tH and the gate oxide film thickness of the low-threshold voltage field effect transistor is tL (tL <tH),
The oxide film having a thickness tI is set to have a thickness tH when additional oxidation is performed under the condition of forming an oxide film having a thickness tL. Then, a resist pattern 6 for opening the active region of the low-threshold voltage field effect transistor is formed by a normal photolithography method (FIG. 4). After etching the gate oxide film 5 formed in the active region of the low threshold voltage field effect transistor with the resist pattern 6 as a mask with a buffered hydrofluoric acid solution, the resist pattern 6 is dissolved with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution. And remove (FIG. 5). Next, when the gate oxide film 7 is formed so that the oxide film thickness becomes tL in the active region of the low threshold voltage field effect transistor where the silicon substrate is exposed, the gate oxide film 8 of the high threshold voltage field effect transistor has a film thickness. Becomes thicker from tI to tH (FIG. 6). High-concentration phosphorus-doped polysilicon is used as the gate electrode, and nM
OS field effect transistor is a surface channel type, pMOS
When the field-effect transistor is a buried channel type, if the channel-doped ion implantation for controlling the threshold voltage is boron as an impurity and the acceleration energy is constant at 5 keV, the amount of ion implantation into the nMOS field-effect transistor is smaller than that of the pMOS field-effect transistor. can do. Therefore, first, the ion implantation amount is small n
Ion implantation is performed on the entire surface of the substrate without a resist mask under the channel doping conditions of the MOS field effect transistor (FIG. 7). Next, a resist pattern 10 for opening the active region of the pMOS field effect transistor is formed by a normal photolithography method, and then channel dope ion implantation of the pMOS field effect transistor is performed (FIG. 8). After depositing the high-concentration phosphorus-doped polysilicon 11, a resist pattern 12 for the gate electrode is formed by a normal photolithography method (FIG. 9). The high-concentration phosphorus-doped polysilicon 11 is etched using the resist pattern 12 as a mask to form a polysilicon gate electrode 13 (FIG. 10). Source / drain diffusion layer 14 and pMOS of nMOS field effect transistor
After forming the source / drain diffusion layer 15 of the field effect transistor, an insulating film 16 made of a normal pressure CVD oxide film, a BPSG film or the like is formed on the surface of the substrate, and a contact hole or a first layer wiring 17 is formed. The manufacturing process ends (FIG. 11). In the above manufacturing process, the number of resist mask forming processes is reduced once compared with the conventional technique, and the process is shortened.
【0014】図12は本発明の請求項1及び2の半導体
集積回路装置に使用される電界効果トランジスタの電気
特性を示した図である。一般にMOS電界効果トランジ
スタの閾値電圧の絶対値とゲート酸化膜厚の関係は、図
12(a)に示す通り一次曲線で表され、ゲート酸化膜
厚が薄くなると閾値電圧が低下する。本発明は、この傾
向を利用して低閾値電圧電界効果トランジスタの閾値電
圧を下げている。低閾値電圧電界効果トランジスタのゲ
ート絶縁膜厚を薄くしたことにより、相互コンダクタン
スや飽和ドレイン電流は増大し低閾値電圧論理回路(L
LC)の動作速度は向上するが、場合によっては図12
(b)に示すようなゲート絶縁膜トンネルリーク電流や
ゲート誘起ドレインリーク電流(Gate Induced Drain L
eakage)が増大することがある。前者は、ゲート絶縁膜
中を直接トンネル電流やFN(Fowler−Nordheim)トン
ネル電流が流れるものであり、特にトランジスタがオフ
(ゲート・ソース間電圧0)の場合には、ドレイン・ゲ
ート間を流れるリーク電流となる。後者は、ゲートと重
なり合ったドレイン領域の半導体・ゲート絶縁膜界面で
バンド間トンネルが生じドレイン・基板間にリーク電流
が流れるものである。しかし、図1の論理回路では、待
機時はオフ電流(ゲート・ソース間電圧が0Vのソース
・ドレイン間リーク電流)が小さい高閾値電圧の電界効
果トランジスタから成る電源供給回路がオフ状態であ
り、たとえ低閾値電圧電界効果トランジスタのオフ電流
が大きくてもLLCに対しては電源供給回路が直列接続
されているので、論理回路全体の待機時消費電流は小さ
い値に保たれる。FIG. 12 is a diagram showing electric characteristics of the field effect transistor used in the semiconductor integrated circuit device according to the first and second aspects of the present invention. Generally, the relationship between the absolute value of the threshold voltage of the MOS field effect transistor and the gate oxide film thickness is represented by a linear curve as shown in FIG. 12A, and the threshold voltage decreases as the gate oxide film thickness decreases. The present invention utilizes this tendency to reduce the threshold voltage of the low threshold voltage field effect transistor. By reducing the gate insulating film thickness of the low threshold voltage field effect transistor, the transconductance and the saturation drain current are increased, and the low threshold voltage logic circuit (L
The operating speed of LC) is improved, but in some cases, as shown in FIG.
Gate insulating film tunnel leakage current and gate induced drain leakage current (Gate Induced Drain L
eakage) may increase. The former is one in which a tunnel current or an FN (Fowler-Nordheim) tunnel current flows directly in the gate insulating film, and particularly when the transistor is off (gate-source voltage 0), a leak flows between the drain and gate. It becomes an electric current. In the latter, a band-to-band tunnel occurs at the semiconductor / gate insulating film interface in the drain region overlapping with the gate, and a leak current flows between the drain and the substrate. However, in the logic circuit of FIG. 1, the power supply circuit including the field-effect transistor having a high threshold voltage with a small off-current (leakage current between the source and drain with a gate-source voltage of 0 V) is in the off state during standby, Even if the off current of the low threshold voltage field effect transistor is large, the power supply circuit is connected in series to the LLC, so that the standby current consumption of the entire logic circuit is kept at a small value.
【0015】図13〜図19は本発明の請求項3及び4
の実施の形態を示し、低閾値電圧と高閾値電圧の電界効
果トランジスタを含む半導体集積回路装置の製造方法を
工程順に説明した構造断面図である。まずp型シリコン
基板1の表面から、nMOS電界効果トランジスタが形
成される領域となるpウェル2とpMOS電界効果トラ
ンジスタが形成される領域となるnウェル3を形成する
(図13)。アクティブ領域以外の基板表面を選択的に
酸化して素子分離用のLOCOS酸化膜4を形成する
(図14)。ゲート酸化膜18を形成した後、閾値電圧
制御用のチャネルドープイオン注入を行う。ゲート電極
として高濃度燐ドープポリシリコンを使用し、nMOS
電界効果トランジスタは表面チャネル形、pMOS電界
効果トランジスタは埋め込みチャネル形とした場合、閾
値電圧制御用のチャネルドープイオン注入は不純物とし
て硼素、加速エネルギーとして5keV一定とすると、
nMOS電界効果トランジスタに対するイオン注入量は
pMOS電界効果トランジスタより小さい値とすること
ができる。そこで、まずイオン注入量が小さいnMOS
電界効果トランジスタのチャネルドープ条件で基板表面
にレジストマスクなしで全面イオン注入する(図1
5)。次にpMOS電界効果トランジスタのアクティブ
領域を開口するレジストパタン10を通常の写真食刻法
で形成した後、pMOS電界効果トランジスタのチャネ
ルドープイオン注入を行う(図16)。高濃度燐ドープ
ポリシリコン11を堆積した後、通常の写真食刻法でゲ
ート電極のレジストパタン19、20を形成する(図1
7)。写真食刻原版の設計段階で、低閾値電圧の電界効
果トランジスタのゲート長は短く、高閾値電圧の電界効
果トランジスタのゲート長は長くしておくことにより、
低閾値電圧電界効果トランジスタのゲート電極レジスト
パタン20は短く、高閾値電圧電界効果トランジスタの
ゲート電極レジストパタン19は長くなる。レジストパ
タン19、20をマスクにして高濃度燐ドープポリシリ
コン11をエッチングすることにより、ポリシリコンゲ
ート電極21、22を形成する(図18)。この際も、
レジストパタン19、20の長短に対応して、低閾値電
圧電界効果トランジスタのポリシリコンゲート電極22
は短く(長さLL)、高閾値電圧電界効果トランジスタ
のポリシリコンゲート電極21は長く(長さLH)形成
される。なお、LLはpMOSとnMOSで同じである
必要はなく、LHもpMOSとnMOSで同じである必
要はない。すなわち、同一極性の電界効果トランジスタ
(pMOSもしくはnMOS)どうしを比較した場合
に、低閾値電圧電界効果トランジスタのゲート長は短
く、高閾値電圧電界効果トランジスタのゲート長は長く
なっていれば良い。nMOS電界効果トランジスタのソ
ース・ドレイン拡散層14とpMOS電界効果トランジ
スタのソース・ドレイン拡散層15を形成した後、基板
表面に常圧CVD酸化膜やBPSG膜等から成る絶縁膜
16を形成し、コンタクトホールや第1層配線17を形
成する工程を経て製造工程が終了する(図19)。上記
の製造工程においては、従来技術に比べてレジストマス
ク形成工程が2回減らされており、請求項1及び2の実
施の形態より更に工程の短縮化が達成されている。13 to 19 show claims 3 and 4 of the present invention.
FIG. 6 is a structural cross-sectional view showing the embodiment of and a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device including field effect transistors having a low threshold voltage and a high threshold voltage, in the order of steps. First, from the surface of the p-type silicon substrate 1, a p-well 2 serving as a region where an nMOS field effect transistor is formed and an n-well 3 serving as a region where a pMOS field effect transistor is formed are formed (FIG. 13). The surface of the substrate other than the active region is selectively oxidized to form a LOCOS oxide film 4 for element isolation (FIG. 14). After forming the gate oxide film 18, channel dope ion implantation for controlling the threshold voltage is performed. High-concentration phosphorus-doped polysilicon is used as the gate electrode, and nMOS is used.
When the field-effect transistor is a surface channel type and the pMOS field-effect transistor is a buried channel type, assuming that the channel-doped ion implantation for controlling the threshold voltage is boron as an impurity and the acceleration energy is constant at 5 keV,
The ion implantation amount for the nMOS field effect transistor can be set to a value smaller than that for the pMOS field effect transistor. Therefore, first, an nMOS with a small ion implantation amount
Ion implantation is performed on the entire surface of the substrate without a resist mask under the channel doping conditions of the field effect transistor (FIG. 1).
5). Next, a resist pattern 10 for opening the active region of the pMOS field effect transistor is formed by a normal photolithography method, and then channel dope ion implantation of the pMOS field effect transistor is performed (FIG. 16). After depositing the high-concentration phosphorus-doped polysilicon 11, resist patterns 19 and 20 for the gate electrodes are formed by a normal photolithography method (FIG. 1).
7). By setting the gate length of the field effect transistor of low threshold voltage short and the gate length of the field effect transistor of high threshold voltage long at the design stage of the photoetching original plate,
The gate electrode resist pattern 20 of the low threshold voltage field effect transistor is short, and the gate electrode resist pattern 19 of the high threshold voltage field effect transistor is long. The high-concentration phosphorus-doped polysilicon 11 is etched using the resist patterns 19 and 20 as masks to form polysilicon gate electrodes 21 and 22 (FIG. 18). Also at this time,
Corresponding to the length of the resist patterns 19 and 20, the polysilicon gate electrode 22 of the low threshold voltage field effect transistor
Is short (length LL) and the polysilicon gate electrode 21 of the high threshold voltage field effect transistor is long (length LH). Note that LL does not have to be the same for pMOS and nMOS, and LH does not have to be the same for pMOS and nMOS. That is, when comparing field effect transistors (pMOS or nMOS) of the same polarity, the gate length of the low threshold voltage field effect transistor may be short and the gate length of the high threshold voltage field effect transistor may be long. After forming the source / drain diffused layer 14 of the nMOS field effect transistor and the source / drain diffused layer 15 of the pMOS field effect transistor, an insulating film 16 made of a normal pressure CVD oxide film, a BPSG film or the like is formed on the surface of the substrate, and contact is made. The manufacturing process is completed after the process of forming the holes and the first layer wirings 17 (FIG. 19). In the above manufacturing process, the number of resist mask forming processes is reduced twice as compared with the conventional technique, and the process is further shortened as compared with the embodiments of claims 1 and 2.
【0016】図20は本発明の請求項3及び4の半導体
集積回路装置に使用される電界効果トランジスタの電気
特性を示した図である。一般に、電界効果トランジスタ
の閾値電圧の絶対値とゲート長の関係は図20(a)に
示す通りであり、ゲート長が短くなると閾値電圧が低下
する。この現象は「短チャネル効果」と呼ばれている。
本発明は、この傾向を利用して低閾値電圧電界効果トラ
ンジスタの閾値電圧を下げている。低閾値電圧電界効果
トランジスタのゲート長を短くしたことにより、相互コ
ンダクタンスや飽和ドレイン電流は増大しゲート容量は
低下して低閾値電圧論理回路(LLC)の動作速度は向
上する。しかし、場合によっては図20(b)に示す様
なドレイン誘起障壁低下(Drain Induced Barrier Lowe
ring)によるチャネルリーク電流が増大することがあ
る。これは、ドレイン電界の影響によりソース・チャネ
ル間の障壁が低下するために生じるソース・ドレイン間
のリーク電流であり、ID−VG特性の傾きが減少(サ
ブスレッショルドスイング係数が長チャネル時のS2か
らS1へ増大)する結果、単純な閾値電圧低下が生じた
場合に比してオフ電流(ゲート・ソース間電圧が0Vで
のソース・ドレイン間リーク電流)の増大が著しい。し
かし、図1の論理回路では、待機時はオフ電流が小さい
高閾値電圧の電界効果トランジスタから成る電源供給回
路がオフ状態であり、たとえ低閾値電圧電界効果トラン
ジスタのオフ電流が大きくてもLLCに対しては電源供
給回路が直列接続されているので、論理回路全体の待機
時消費電流は小さい値に保たれる。ここで、サブスレッ
ショルドスイング係数とは、閾値電圧より低いゲート電
圧VGの領域において、ドレイン電流IDが1桁変化す
るのに必要なVG変化をいうものである。FIG. 20 is a diagram showing electric characteristics of the field effect transistor used in the semiconductor integrated circuit device according to the third and fourth aspects of the present invention. Generally, the relationship between the absolute value of the threshold voltage of the field effect transistor and the gate length is as shown in FIG. 20A, and the threshold voltage decreases as the gate length decreases. This phenomenon is called the "short channel effect".
The present invention utilizes this tendency to reduce the threshold voltage of the low threshold voltage field effect transistor. By shortening the gate length of the low threshold voltage field effect transistor, the transconductance and the saturated drain current increase, the gate capacitance decreases, and the operating speed of the low threshold voltage logic circuit (LLC) improves. However, in some cases, the drain-induced barrier lowering (Drain Induced Barrier Lowe) as shown in FIG.
channel leakage current due to the ring) may increase. This is a leak current between the source and the drain caused by a decrease in the barrier between the source and the channel due to the influence of the drain electric field, and the slope of the ID-VG characteristic decreases (from S2 when the subthreshold swing coefficient is long channel). As a result, the off-current (source-drain leak current when the gate-source voltage is 0 V) is significantly increased as compared with the case where a simple threshold voltage drop occurs. However, in the logic circuit of FIG. 1, the power supply circuit composed of the field effect transistor having a high threshold voltage with a small off current in the standby state is in the off state, and even if the off current of the low threshold voltage field effect transistor is large, the LLC circuit is turned on. On the other hand, since the power supply circuits are connected in series, the standby current consumption of the entire logic circuit is kept at a small value. Here, the sub-threshold swing coefficient means a VG change necessary for the drain current ID to change by one digit in the region of the gate voltage VG lower than the threshold voltage.
【0017】図21〜図30は本発明の請求項5及び6
の実施の形態を示し、低閾値電圧と高閾値電圧の電界効
果トランジスタを含む半導体集積回路装置の製造方法を
工程順に説明した構造断面図である。まずp型シリコン
基板1の表面から、nMOS電界効果トランジスタが形
成される領域となるpウェル2とpMOS電界効果トラ
ンジスタが形成される領域となるnウェル3を形成する
(図21)。アクティブ領域以外の基板表面を選択的に
酸化して素子分離用のLOCOS酸化膜4を形成する
(図22)。全てのアクティブ領域に膜厚tIのゲート
酸化膜5を形成する。但し、膜厚tIは、高閾値電圧の
電界効果トランジスタのゲート酸化膜厚をtH、低閾値
電圧の電界効果トランジスタに対するゲート酸化膜厚を
tL(tL<tH)とした場合、厚さtLの酸化膜を形
成する条件で追加酸化した際に厚さtIの酸化膜が厚さ
tHになるように設定する。続いて低閾値電圧電界効果
トランジスタのアクティブ領域を開口するレジストパタ
ン6を通常の写真食刻法で形成する(図23)。レジス
トパタン6をマスクにして低閾値電圧電界効果トランジ
スタのアクティブ領域に形成されているゲート酸化膜5
を緩衝フッ酸液でエッチングした後、硫酸と過酸化水素
水の混合液でレジストパタン6を溶解して除去する(図
24)。次にシリコン基板が露出している低閾値電圧電
界効果トランジスタのアクティブ領域での酸化膜厚がt
Lとなるようにゲート酸化膜7を形成すると、高閾値電
圧電界効果トランジスタのゲート酸化膜8はtIからt
Hに厚くなる(図25)。ゲート電極として高濃度燐ド
ープポリシリコンを使用し、nMOS電界効果トランジ
スタは表面チャネル形、pMOS電界効果トランジスタ
は埋め込みチャネル形とした場合、閾値電圧制御用のチ
ャネルドープイオン注入は不純物として硼素、加速エネ
ルギーとして5keV一定とすると、nMOS電界効果
トランジスタに対するイオン注入量はpMOS電界効果
トランジスタより小さい値とすることができる。そこ
で、まずイオン注入量が小さいnMOS電界効果トラン
ジスタのチャネルドープ条件で基板表面にレジストマス
クなしで全面イオン注入する(図26)。次に、pMO
S電界効果トランジスタのアクティブ領域を開口するレ
ジストパタン10を通常の写真食刻法で形成した後、p
MOS電界効果トランジスタのチャネルドープイオン注
入を行う(図27)。高濃度燐ドープポリシリコン11
を堆積した後、通常の写真食刻法でゲート電極のレジス
トパタン19、20を形成する(図28)。写真食刻原
版の設計段階で、低閾値電圧の電界効果トランジスタの
ゲート長は短く、高閾値電圧の電界効果トランジスタの
ゲート長は長くしておくことにより、低閾値電圧電界効
果トランジスタのゲート電極レジストパタン20は短
く、高閾値電圧電界効果トランジスタのゲート電極レジ
ストパタン19は長くなる。レジストパタン19、20
をマスクにして高濃度燐ドープポリシリコン11をエッ
チングするこにより、ポリシリコンゲート電極21、2
2を形成する(図29)。この際も、レジストパタン1
9、20の長短に対応して、低閾値電圧電界効果トラン
ジスタのポリシリコンゲート電極22は短く(長さL
L)、高閾値電圧電界効果トランジスタのポリシリコン
ゲート電極21は長く(長さLH)形成される。なお、
LLはpMOSとnMOSで同じである必要はなく、L
HもpMOSとnMOSで同じである必要はない。すな
わち、同一極性の電界効果トランジスタ(pMOSもし
くはnMOS)どうしを比較した場合に、低閾値電圧電
界効果トランジスタのゲート長は短く、高閾値電圧効果
トランジスタのゲート長は長くなっていれば良い。nM
OS電界効果トランジスタのソース・ドレイン拡散層1
4とpMOS電界効果トランジのソース・ドレイン拡散
層15を形成した後、基板表面に常圧CVD酸化膜やB
PSG膜等から成る絶縁膜16を形成し、コンタクトホ
ールや第1層配線17を形成する工程を経て製造工程が
終了する(図30)。上記の製造工程では、従来技術に
比べてレジストマスク形成工程が1回減らされており、
請求項1及び2の実施の形態と同等の工程短縮化が達成
されている。21 to 30 show claims 5 and 6 of the present invention.
FIG. 6 is a structural cross-sectional view showing the embodiment of and a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device including field effect transistors having a low threshold voltage and a high threshold voltage, in the order of steps. First, from the surface of the p-type silicon substrate 1, a p-well 2 serving as a region where an nMOS field effect transistor is formed and an n-well 3 serving as a region where a pMOS field effect transistor is formed are formed (FIG. 21). The substrate surface other than the active region is selectively oxidized to form a LOCOS oxide film 4 for element isolation (FIG. 22). A gate oxide film 5 having a film thickness tI is formed in all active regions. However, when the gate oxide film thickness of the high-threshold voltage field effect transistor is tH and the gate oxide film thickness of the low-threshold voltage field effect transistor is tL (tL <tH), the film thickness tI is an oxide film having a thickness tL. The oxide film having a thickness tI is set to have a thickness tH when additional oxidation is performed under the conditions for forming the film. Subsequently, a resist pattern 6 for opening the active region of the low threshold voltage field effect transistor is formed by a normal photolithography method (FIG. 23). The gate oxide film 5 formed in the active region of the low threshold voltage field effect transistor by using the resist pattern 6 as a mask.
Is etched with a buffered hydrofluoric acid solution, and then the resist pattern 6 is dissolved and removed with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution (FIG. 24). Next, the oxide film thickness in the active region of the low threshold voltage field effect transistor where the silicon substrate is exposed is t
When the gate oxide film 7 is formed so as to be L, the gate oxide film 8 of the high threshold voltage field effect transistor is tI to t.
It becomes thicker in H (Fig. 25). When high-concentration phosphorus-doped polysilicon is used as the gate electrode, the nMOS field-effect transistor is a surface channel type, and the pMOS field-effect transistor is a buried channel type, channel-doped ion implantation for controlling the threshold voltage is boron as an impurity, and acceleration energy is used. Assuming that 5 keV is constant, the amount of ion implantation into the nMOS field effect transistor can be made smaller than that of the pMOS field effect transistor. Therefore, first, the entire surface of the substrate is ion-implanted without a resist mask under the channel doping conditions of the nMOS field effect transistor with a small amount of ion implantation (FIG. 26). Then pMO
After forming a resist pattern 10 for opening the active region of the S field effect transistor by a normal photolithography method, p
Channel dope ion implantation of a MOS field effect transistor is performed (FIG. 27). High concentration phosphorus-doped polysilicon 11
After depositing, resist patterns 19 and 20 of the gate electrode are formed by a normal photo-etching method (FIG. 28). In the design stage of the photoetching original plate, the gate length of the field effect transistor with low threshold voltage is short, and the gate length of the field effect transistor with high threshold voltage is long. The pattern 20 is short, and the gate electrode resist pattern 19 of the high threshold voltage field effect transistor is long. Resist pattern 19, 20
By etching the high-concentration phosphorus-doped polysilicon 11 using the mask as a mask, the polysilicon gate electrodes 21, 2
2 is formed (FIG. 29). Also in this case, the resist pattern 1
Corresponding to the length of 9 and 20, the polysilicon gate electrode 22 of the low threshold voltage field effect transistor is short (length L
L), the polysilicon gate electrode 21 of the high threshold voltage field effect transistor is formed long (length LH). In addition,
LL does not have to be the same for pMOS and nMOS.
H does not have to be the same in pMOS and nMOS. That is, when comparing field effect transistors (pMOS or nMOS) of the same polarity, the gate length of the low threshold voltage field effect transistor may be short and the gate length of the high threshold voltage effect transistor may be long. nM
Source / drain diffusion layer 1 of OS field effect transistor
4 and pMOS field effect transistor source / drain diffusion layer 15 is formed, and then a normal pressure CVD oxide film or B is formed on the substrate surface.
The manufacturing process is completed after the step of forming the insulating film 16 made of a PSG film or the like and forming the contact hole and the first layer wiring 17 (FIG. 30). In the above manufacturing process, the resist mask forming process is reduced once compared to the conventional technique,
The same process shortening as the embodiments of claims 1 and 2 is achieved.
【0018】本発明の請求項5及び6の半導体集積回路
に使用される低閾値電圧電界効果トランジスタの電気的
特性は、請求項1と2および3と4の半導体集積回路に
使用される低閾値電圧電界効果トランジスタの特性を併
有している。ゲート酸化膜厚を薄くすると同時にゲート
長を短くしたため、MOS電界効果トランジスタの寸法
縮小による性能向上の効果が請求項1と2もしくは3と
4の場合に比して大きく現れ、低閾値電圧論理回路(L
LC)の動作速度は大幅に向上する。一方、低閾値電圧
電界効果トランジスタのオフ電流(ゲート・ソース間電
圧が0Vでのソース・ドレイン間リーク電流)に関して
は、ゲート絶縁膜トンネルリーク電流、ゲート誘起ドレ
インリーク電流(Gate Induced Drain Leakage)、ドレ
イン誘起障壁低下(Drain Induced Barrier Lowering)
によるチャネルリーク電流などが重畳することが考えら
れるが、図1の論理回路では、待機時はオフ電流が小さ
い高閾値電圧の電界効果トランジスタから成る電源供給
回路がオフ状態であり、たとえ低閾値電圧電界効果トラ
ンジスタのオフ電流が大きくてもLLCに対しては電源
供給回路が直列接続されているので、論理回路全体の待
機時消費電流は小さい値に保たれる。The electrical characteristics of the low threshold voltage field effect transistor used in the semiconductor integrated circuit according to claims 5 and 6 of the present invention are the same as those of the low threshold voltage field effect transistors used in the semiconductor integrated circuits according to claims 1 and 2 and 3 and 4. It also has the characteristics of a voltage field effect transistor. Since the gate oxide film thickness is made thin and the gate length is made short at the same time, the effect of performance improvement due to the size reduction of the MOS field effect transistor is greater than that in the case of claims 1 and 2 or 3 and 4, and a low threshold voltage logic circuit is provided. (L
The operating speed of LC) is greatly improved. On the other hand, regarding the off-current of the low threshold voltage field effect transistor (source-drain leakage current when the gate-source voltage is 0 V), the gate insulating film tunnel leakage current, the gate-induced drain leakage current (Gate Induced Drain Leakage), Drain Induced Barrier Lowering
Although it is possible that a channel leak current due to the noise is superimposed, in the logic circuit of FIG. 1, the power supply circuit including the field effect transistor having a high threshold voltage with a small off current in the standby state is in the off state. Even if the off-state current of the field effect transistor is large, since the power supply circuit is connected in series to the LLC, the standby current consumption of the entire logic circuit is kept at a small value.
【0019】以上述べた実施の形態の他、従来技術と本
発明を組み合わせる形態も考えられる。すなわち、レジ
ストマスク形成工程とイオン注入工程を追加して低閾値
電圧と高閾値電圧の電界効果トランジスタのチャネルド
ープ量を独立に調整すると同時に、低閾値電圧電界効果
トランジスタのゲート酸化膜厚を薄くしたり、低閾値電
圧電界効果トランジスタのゲート長を短くすることもあ
りうる。この場合、レジストマスク形成工程等の回数が
増加し、工程が複雑化する欠点があるが、閾値電圧設定
などの自由度が増す利点がある。In addition to the above-described embodiments, a mode in which the present invention and the present invention are combined is also conceivable. That is, a resist mask forming step and an ion implantation step are added to independently adjust the channel doping amount of low-threshold voltage and high-threshold voltage field effect transistors, and at the same time reduce the gate oxide film thickness of the low-threshold voltage field effect transistor. Alternatively, the gate length of the low threshold voltage field effect transistor may be shortened. In this case, the number of resist mask forming steps and the like increase, and the steps are complicated, but there is an advantage that the degree of freedom in setting the threshold voltage increases.
【0020】その他、低閾値電圧電界効果トランジスタ
の寸法を総体的に縮小して低閾値電圧論理回路(LL
C)の動作速度を向上させるために、低閾値電圧電界効
果トランジスタのゲート酸化膜厚を薄くし、ゲート長を
短くする事に加えて、低閾値電圧電界効果トランジスタ
のみのソース・ドレイン接合を浅くする事も考えられ
る。この場合、短チャネル効果が抑えられて更に短いゲ
ート長まで使用できるようになるので、LLCの動作速
度を一層向上させることができる。ソース・ドレイン接
合を浅くしたことにより、ソース・ドレイン拡散層の周
辺領域での接合リーク電流が増し、図31に示す様なオ
フ電流の増大が生じる可能性が考えられる。しかし、図
1の論理回路では、待機時はオフ電流が小さい高閾値電
圧の電界効果トランジスタから成る電源供給回路がオフ
状態であり、たとえ低閾値電圧電界効果トランジスタの
オフ電流が大きくてもLLCに対しては電源供給回路が
直列接続されていてるので、論理回路全体の待機時消費
電流は小さい値に保たれる。In addition, the size of the low threshold voltage field effect transistor is generally reduced to reduce the low threshold voltage logic circuit (LL).
In order to improve the operation speed of C), in addition to thinning the gate oxide film thickness of the low threshold voltage field effect transistor and shortening the gate length, the source / drain junction of only the low threshold voltage field effect transistor is made shallow. It is also possible to do. In this case, the short channel effect is suppressed, and even a shorter gate length can be used, so that the operation speed of the LLC can be further improved. It is conceivable that the shallow source / drain junction may increase the junction leakage current in the peripheral region of the source / drain diffusion layer, resulting in an increase in off current as shown in FIG. However, in the logic circuit of FIG. 1, the power supply circuit composed of the field effect transistor having a high threshold voltage with a small off current in the standby state is in the off state, and even if the off current of the low threshold voltage field effect transistor is large, the LLC circuit is turned on. On the other hand, since the power supply circuits are connected in series, the standby current consumption of the entire logic circuit is kept at a small value.
【0021】以上の実施の形態例では、p型シリコン基
板を用いた場合について述べたがn型シリコン基板を用
いても同じように実施できることはいうまでもない。チ
ャネルドープイオン注入に用いた不純物や加速エネルギ
ー、ゲート電極に用いた材料等も本発明の趣旨に適合す
る範囲内で変更可能なことはいうまでもない。In the above embodiments, the case where the p-type silicon substrate is used has been described, but it goes without saying that the same operation can be performed using the n-type silicon substrate. It goes without saying that the impurities and acceleration energy used for the channel dope ion implantation, the material used for the gate electrode, and the like can be changed within the range that complies with the gist of the present invention.
【0022】[0022]
【発明の効果】以上説明したように、電源線と疑似電源
線の間に挿入された電源供給回路を構成する高閾値電圧
電界効果トランジスタに比して、疑似電源線からの供給
電流で動作する低閾値電圧電界効果トランジスタのゲー
ト酸化膜厚を薄くしゲート長を短くしたことにより、論
理回路全体の待機時消費電流を小さい値に保ちつつ、低
閾値電圧論理回路の動作速度を大幅に向上させることが
できる。As described above, as compared with the high threshold voltage field effect transistor forming the power supply circuit inserted between the power supply line and the pseudo power supply line, it operates with the current supplied from the pseudo power supply line. By reducing the gate oxide film thickness of the low threshold voltage field effect transistor and shortening the gate length, the operating speed of the low threshold voltage logic circuit is significantly improved while keeping the standby current consumption of the entire logic circuit at a small value. be able to.
【図1】本発明の半導体集積回路装置が使用される論理
回路の構成例を示す結線図。FIG. 1 is a connection diagram showing a configuration example of a logic circuit in which a semiconductor integrated circuit device of the present invention is used.
【図2】本発明請求項1及び請求項2の実施の形態を説
明するための一工程図。FIG. 2 is a process chart for explaining an embodiment of claim 1 and claim 2 of the present invention.
【図3】本発明請求項1及び請求項2の実施の形態を説
明するための一工程図。FIG. 3 is a process chart for explaining an embodiment of claim 1 and claim 2 of the present invention.
【図4】本発明請求項1及び請求項2の実施の形態を説
明するための一工程図。FIG. 4 is a process chart for explaining an embodiment of claim 1 and claim 2 of the present invention.
【図5】本発明請求項1及び請求項2の実施の形態を説
明するための一工程図。FIG. 5 is a process chart for explaining an embodiment of claim 1 and claim 2 of the present invention.
【図6】本発明請求項1及び請求項2の実施の形態を説
明するための一工程図。FIG. 6 is a process chart for explaining an embodiment of claim 1 and claim 2 of the present invention.
【図7】本発明請求項1及び請求項2の実施の形態を説
明するための一工程図。FIG. 7 is a process chart for explaining an embodiment of claim 1 and claim 2 of the present invention.
【図8】本発明請求項1及び請求項2の実施の形態を説
明するための一工程図。FIG. 8 is a process chart for explaining an embodiment of claim 1 and claim 2 of the present invention.
【図9】本発明請求項1及び請求項2の実施の形態を説
明するための一工程図。FIG. 9 is a process chart for explaining an embodiment of claim 1 and claim 2 of the present invention.
【図10】本発明請求項1及び請求項2の実施の形態を
説明するための一工程図。FIG. 10 is a process chart for explaining the embodiments of claims 1 and 2 of the present invention.
【図11】本発明請求項1及び請求項2の実施の形態を
説明するための一工程図。FIG. 11 is a process chart for explaining an embodiment of claim 1 and claim 2 of the present invention.
【図12】本発明請求項1及び請求項2の半導体集積回
路装置に使用される電界効果トランジスタの電気的特性
を示す図。FIG. 12 is a diagram showing electrical characteristics of a field effect transistor used in the semiconductor integrated circuit device according to claim 1 and claim 2 of the present invention.
【図13】本発明請求項3及び請求項4の実施の形態を
説明するための一工程図。FIG. 13 is a process chart for explaining an embodiment of claim 3 and claim 4 of the present invention.
【図14】本発明請求項3及び請求項4の実施の形態を
説明するための一工程図。FIG. 14 is a process chart for explaining the embodiments of claims 3 and 4 of the present invention.
【図15】本発明請求項3及び請求項4の実施の形態を
説明するための一工程図。FIG. 15 is a process chart for explaining an embodiment of claims 3 and 4 of the present invention.
【図16】本発明請求項3及び請求項4の実施の形態を
説明するための一工程図。FIG. 16 is a process chart for explaining the embodiments of claims 3 and 4 of the present invention.
【図17】本発明請求項3及び請求項4の実施の形態を
説明するための一工程図。FIG. 17 is a process chart for explaining the embodiments of claims 3 and 4 of the present invention.
【図18】本発明請求項3及び請求項4の実施の形態を
説明するための一工程図。FIG. 18 is a process chart for explaining the embodiments of claims 3 and 4 of the present invention.
【図19】本発明請求項3及び請求項4の実施の形態を
説明するための一工程図。FIG. 19 is a process chart for explaining the embodiments of claims 3 and 4 of the present invention.
【図20】本発明請求項3及び請求項4の半導体集積回
路装置に使用される電界効果トランジスタの電気的特性
を示す図。FIG. 20 is a diagram showing electrical characteristics of the field effect transistor used in the semiconductor integrated circuit device according to claims 3 and 4 of the present invention.
【図21】本発明請求項5及び請求項6の実施の形態を
説明するための一工程図。FIG. 21 is a process chart for explaining the embodiments of claims 5 and 6 of the present invention.
【図22】本発明請求項5及び請求項6の実施の形態を
説明するための一工程図。FIG. 22 is a process chart for explaining the embodiments of claims 5 and 6 of the present invention.
【図23】本発明請求項5及び請求項6の実施の形態を
説明するための一工程図。FIG. 23 is a process chart for explaining an embodiment of claims 5 and 6 of the present invention.
【図24】本発明請求項5及び請求項6の実施の形態を
説明するための一工程図。FIG. 24 is a process chart for explaining the embodiments of claims 5 and 6 of the present invention.
【図25】本発明請求項5及び請求項6の実施の形態を
説明するための一工程図。FIG. 25 is a process chart for explaining an embodiment of claims 5 and 6 of the present invention.
【図26】本発明請求項5及び請求項6の実施の形態を
説明するための一工程図。FIG. 26 is a process chart for explaining an embodiment of claims 5 and 6 of the present invention.
【図27】本発明請求項5及び請求項6の実施の形態を
説明するための一工程図。FIG. 27 is a process chart for explaining the embodiments of claims 5 and 6 of the present invention.
【図28】本発明請求項5及び請求項6の実施の形態を
説明するための一工程図。FIG. 28 is a process drawing for explaining the embodiments of claims 5 and 6 of the present invention.
【図29】本発明請求項5及び請求項6の実施の形態を
説明するための一工程図。FIG. 29 is a process drawing for explaining the embodiments of claims 5 and 6 of the present invention.
【図30】本発明請求項5及び請求項6の実施の形態を
説明するための一工程図。FIG. 30 is a process drawing for explaining the embodiments of claims 5 and 6 of the present invention.
【図31】本発明のその他の実施の形態で得られる電界
効果トランジスタの電気的特性を示す図。FIG. 31 is a diagram showing electric characteristics of a field effect transistor obtained according to another embodiment of the present invention.
【図32】従来技術の一製作工程図。FIG. 32 is a manufacturing process diagram of a conventional technique.
【図33】従来技術の一製作工程図。FIG. 33 is a manufacturing process diagram of a conventional technique.
【図34】従来技術の一製作工程図。FIG. 34 is a manufacturing process diagram of a conventional technique.
【図35】従来技術の一製作工程図。FIG. 35 is a manufacturing process diagram of a conventional technique.
【図36】従来技術の一製作工程図。FIG. 36 is a manufacturing process diagram of a conventional technique.
【図37】従来技術の一製作工程図。FIG. 37 is a manufacturing process diagram of a conventional technique.
【図38】従来技術の一製作工程図。FIG. 38 is a manufacturing process diagram of a conventional technique.
【図39】従来技術の一製作工程図。FIG. 39 is a manufacturing process diagram of a conventional technique.
【図40】従来技術の一製作工程図。FIG. 40 is a manufacturing process diagram of a conventional technique.
Q1…高閾値電圧pMOS電界効果トランジスタ Q2…高閾値電圧nMOS電界効果トランジスタ Q3、Q4…低閾値電圧pMOS電界効果トランジスタ Q5、Q6…低閾値電圧nMOS電界効果トランジスタ SL、SLB…制御信号 LLC…低閾値電圧論
理回路 VDD、GND…電源線 VDDV、GNDV…
疑似電源線 1、51…p型シリコン基板 2、52…pウェル 3、53…nウェル 4、54…LOCOS
酸化膜 5、7、8、18、55…ゲート酸化膜 6、10、12、19、20、56、57、58、6
0、62…レジストパタン 11…高濃度燐ドープポリシリコン 13、21、22、59…ポリシリコンゲート電極 14、61…nMOS電界効果トランジスタのソース・
ドレイン拡散層 15、63…pMOS電界効果トランジスタのソース・
ドレイン拡散層 16、64…絶縁膜 17、65…第1層配
線Q1 ... High threshold voltage pMOS field effect transistor Q2 ... High threshold voltage nMOS field effect transistor Q3, Q4 ... Low threshold voltage pMOS field effect transistor Q5, Q6 ... Low threshold voltage nMOS field effect transistor SL, SLB ... Control signal LLC ... Low threshold Voltage logic circuit VDD, GND ... Power supply line VDDV, GNDV ...
Pseudo power line 1, 51 ... P-type silicon substrate 2, 52 ... P-well 3, 53 ... N-well 4, 54 ... LOCOS
Oxide film 5, 7, 8, 18, 55 ... Gate oxide film 6, 10, 12, 19, 20, 56, 57, 58, 6
0, 62 ... Resist pattern 11 ... High concentration phosphorus-doped polysilicon 13, 21, 22, 59 ... Polysilicon gate electrode 14, 61 ... Source of nMOS field effect transistor
Drain diffusion layer 15, 63 ... Source of pMOS field effect transistor
Drain diffusion layer 16, 64 ... Insulating film 17, 65 ... First layer wiring
Claims (6)
る低閾値電圧論理回路と、高閾値電圧の電界効果トラン
ジスタからなる高閾値電圧回路とが電源線間に直列に接
続された構成を有する半導体集積回路装置において、 上記低閾値電圧電界効果トランジスタのゲート絶縁膜の
厚さが、上記高閾値電圧電界効果トランジスタのゲート
絶縁膜の厚さより薄いことを特徴とする半導体集積回路
装置。1. A semiconductor integrated device having a structure in which a low threshold voltage logic circuit including a low threshold voltage field effect transistor and a high threshold voltage circuit including a high threshold voltage field effect transistor are connected in series between power supply lines. In the circuit device, the thickness of the gate insulating film of the low threshold voltage field effect transistor is smaller than the thickness of the gate insulating film of the high threshold voltage field effect transistor.
る低閾値電圧論理回路と、該低閾値電圧論理回路への電
力供給源となる第1および第2の電源線からなる電源線
対と、上記低閾値電圧論理回路に電源を供給する電源供
給回路とを備え、該電源供給回路は、上記低閾値電圧論
理回路の一方の電源端子に接続される第1の疑似電源線
および該第1の疑似電源線と第1の電源線との間に接続
される高閾値電圧の第1の電界効果トランジスタによっ
て構成される第1電源供給回路と、上記低閾値電圧論理
回路の他方の電源端子に接続される第2の疑似電源線お
よび該第2の疑似電源線と第2の電源線との間に接続さ
れる高閾値電圧の第2の電界効果トランジスタによって
構成される第2電源供給回路との双方あるいは一方から
構成される半導体集積回路装置において、 上記低閾値電圧電界効果トランジスタのゲート絶縁膜の
厚さは上記高閾値電圧電界効果トランジスタのゲート絶
縁膜の厚さより薄いことを特徴とする半導体集積回路装
置。2. A low threshold voltage logic circuit including a low threshold voltage field effect transistor, a power supply line pair including first and second power supply lines serving as a power supply source to the low threshold voltage logic circuit, and A power supply circuit for supplying power to the low threshold voltage logic circuit, the power supply circuit including a first pseudo power supply line connected to one power supply terminal of the low threshold voltage logic circuit and the first pseudo power supply line. A first power supply circuit configured by a first field effect transistor having a high threshold voltage connected between a power supply line and a first power supply line, and connected to the other power supply terminal of the low threshold voltage logic circuit. And a second power supply circuit constituted by a second field effect transistor having a high threshold voltage connected between the second pseudo power line and the second pseudo power line. Or a semiconductor composed of either In the AND circuit device, the thickness of the gate insulating film of the low threshold voltage field effect transistor is a semiconductor integrated circuit device, characterized in that less than the thickness of the gate insulating film of the high threshold voltage field effect transistor.
る低閾値電圧論理回路と、高閾値電圧の電界効果トラン
ジスタからなる高閾値電圧回路とが電源線間に直列に接
続された構成を有する半導体集積回路装置において、 上記低閾値電圧電界効果トランジスタのゲート長が、上
記高閾値電圧電界効果トランジスタのゲート長より短い
ことを特徴とする半導体集積回路装置。3. A semiconductor integrated circuit having a structure in which a low-threshold voltage logic circuit including a low-threshold voltage field effect transistor and a high-threshold voltage circuit including a high-threshold voltage field-effect transistor are connected in series between power supply lines. In the circuit device, the gate length of the low threshold voltage field effect transistor is shorter than the gate length of the high threshold voltage field effect transistor.
る低閾値電圧論理回路と、該低閾値電圧論理回路への電
力供給源となる第1および第2の電源線からなる電源線
対と、上記低閾値電圧論理回路に電源を供給する電源供
給回路とを備え、該電源供給回路は、上記低閾値電圧論
理回路の一方の電源端子に接続される第1の疑似電源線
および該第1の疑似電源線と第1の電源線との間に接続
される高閾値電圧の第1の電界効果トランジスタによっ
て構成される第1電源供給回路と、上記低閾値電圧論理
回路の他方の電源端子に接続される第2の疑似電源線お
よび該第2の疑似電源線と第2の電源線との間に接続さ
れる高閾値電圧の第2の電界効果トランジスタによって
構成される第2電源供給回路との双方あるいは一方から
構成される半導体集積回路装置において、 上記低閾値電圧電界効果トランジスタのゲート長が上記
高閾値電圧電界効果トランジスタのゲート長より短いこ
とを特徴とする半導体集積回路装置。4. A low threshold voltage logic circuit including field effect transistors having a low threshold voltage, a power supply line pair including first and second power supply lines serving as a power supply source for the low threshold voltage logic circuit, and A power supply circuit for supplying power to the low threshold voltage logic circuit, the power supply circuit including a first pseudo power supply line connected to one power supply terminal of the low threshold voltage logic circuit and the first pseudo power supply line. A first power supply circuit configured by a first field effect transistor having a high threshold voltage connected between a power supply line and a first power supply line, and connected to the other power supply terminal of the low threshold voltage logic circuit. And a second power supply circuit constituted by a second field effect transistor having a high threshold voltage connected between the second pseudo power line and the second pseudo power line. Or a semiconductor composed of either In the AND circuit device, a semiconductor integrated circuit device having a gate length of the low threshold voltage field effect transistor is characterized in that the shorter than the gate length of the high threshold voltage field effect transistor.
る低閾値電圧論理回路と、高閾値電圧の電界効果トラン
ジスタからなる高閾値電圧回路とが電源線間に直列に接
続された構成を有する半導体集積回路装置において、 上記低閾値電圧電界効果トランジスタのゲート絶縁膜の
厚さは、上記高閾値電圧電界効果トランジスタのゲート
絶縁膜の厚さより薄く、また、上記低閾値電圧電界効果
トランジスタのゲート長が、上記高閾値電圧電界効果ト
ランジスタのゲート長より短いことを特徴とする半導体
集積回路装置。5. A semiconductor integrated circuit having a structure in which a low threshold voltage logic circuit including a low threshold voltage field effect transistor and a high threshold voltage circuit including a high threshold voltage field effect transistor are connected in series between power supply lines. In the circuit device, the thickness of the gate insulating film of the low threshold voltage field effect transistor is thinner than the thickness of the gate insulating film of the high threshold voltage field effect transistor, and the gate length of the low threshold voltage field effect transistor is A semiconductor integrated circuit device characterized by being shorter than the gate length of the high threshold voltage field effect transistor.
る低閾値電圧論理回路と、該低閾値電圧論理回路への電
力供給源となる第1および第2の電源線からなる電源線
対と、上記低閾値電圧論理回路に電源を供給する電源供
給回路とを備え、該電源供給回路は、上記低閾値電圧論
理回路の一方の電源端子に接続される第1の疑似電源線
および該第1の疑似電源線と第1の電源線との間に接続
される高閾値電圧の第1の電界効果トランジスタによっ
て構成される第1電源供給回路と、上記低閾値電圧論理
回路の他方の電源端子に接続される第2の疑似電源線お
よび該第2の疑似電源線と第2の電源線との間に接続さ
れる高閾値電圧の第2の電界効果トランジスタによって
構成される第2電源供給回路との双方あるいは一方から
構成される半導体集積回路装置において、 上記低閾値電圧電界効果トランジスタのゲート絶縁膜の
厚さは、上記高閾値電圧電界効果トランジスタのゲート
絶縁膜の厚さより薄く、また、上記低閾値電圧電界効果
トランジスタのゲート長が、上記高閾値電圧電界効果ト
ランジスタのゲート長より短いことを特徴とする半導体
集積回路装置。6. A low threshold voltage logic circuit including a field effect transistor having a low threshold voltage, a power supply line pair including first and second power supply lines serving as a power supply source to the low threshold voltage logic circuit, and A power supply circuit for supplying power to the low threshold voltage logic circuit, the power supply circuit including a first pseudo power supply line connected to one power supply terminal of the low threshold voltage logic circuit and the first pseudo power supply line. A first power supply circuit configured by a first field effect transistor having a high threshold voltage connected between a power supply line and a first power supply line, and connected to the other power supply terminal of the low threshold voltage logic circuit. And a second power supply circuit constituted by a second field effect transistor having a high threshold voltage connected between the second pseudo power line and the second pseudo power line. Or a semiconductor composed of either In the integrated circuit device, the thickness of the gate insulating film of the low threshold voltage field effect transistor is smaller than the thickness of the gate insulating film of the high threshold voltage field effect transistor, and the gate length of the low threshold voltage field effect transistor is A semiconductor integrated circuit device characterized by being shorter than the gate length of the high threshold voltage field effect transistor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7183941A JPH0936242A (en) | 1995-07-20 | 1995-07-20 | Semiconductor integrated circuit device |
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|---|---|---|---|
| JP7183941A JPH0936242A (en) | 1995-07-20 | 1995-07-20 | Semiconductor integrated circuit device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0936242A true JPH0936242A (en) | 1997-02-07 |
Family
ID=16144495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7183941A Pending JPH0936242A (en) | 1995-07-20 | 1995-07-20 | Semiconductor integrated circuit device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0936242A (en) |
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