JPS59121965A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS59121965A
JPS59121965A JP57228713A JP22871382A JPS59121965A JP S59121965 A JPS59121965 A JP S59121965A JP 57228713 A JP57228713 A JP 57228713A JP 22871382 A JP22871382 A JP 22871382A JP S59121965 A JPS59121965 A JP S59121965A
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JP
Japan
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impurity
region
high dielectric
resistance element
regions
Prior art date
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Pending
Application number
JP57228713A
Other languages
English (en)
Inventor
Takehide Shirato
猛英 白土
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPS59121965A publication Critical patent/JPS59121965A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]

Landscapes

  • Element Separation (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く1) 発明の技術分野 本発明は半導体基板上に設けられた不純物拡散層からな
る高耐圧抵抗素子に係り、特に集積回路内に微細バクー
ンで形成可能な高耐圧抵抗素子に関する。
(2)技術の背景 従来から半導体基板上に不純物拡散層を形成して抵抗体
を構成させる種々の抵抗素子が提案さhているが抵抗値
は一般的には±20%程度の誤差で100Ω〜30にΩ
程度のものが用いられている。
一般に高抵抗を得るには割り込み型抵抗を用t、qいる
。すなわちp型ベース拡散層中にn+エミ・ツタ拡散層
を作ってベース拡散層の厚さを減少させて高濃度のベー
ス拡散層の大部分にエミ・ツタ拡散層を重畳させること
で高抵抗値を得たものが知られているが許容誤差が大き
い等の欠点を持ってし)た。
このような抵抗素子の他にMO3抵抗も知られている。
これらは大きな面積を必要とするのでMO3抵抗を負荷
抵抗として用い例えばMO3負荷抵抗としてはMOSF
ETのゲートとドレインをAN電極で短絡したものなど
が用いられているが一般的なMOS型の抵抗素子構造を
以下に詳記する。
(3) 従来技術と問題点 第1図は従来のMO3抵抗の断面図、第2図は本出願人
が先に提案した従来の不純物拡散層を基板上に形成した
抵抗体の断面図である。
第1図において1は例えばシリコン等のn型基板で該基
板上にフィルド酸化膜2と酸化膜3が形成され、P+の
不純物高濃度拡散領域4が酸化膜3下に形成されている
上記酸化膜3には電極窓5a、5bが形成され酸化膜3
とフィルド酸化膜2上にはPSG (リン・シリカグラ
ス)等の絶縁層6を形成し、電極窓5a、5b上にAβ
よりなる電極7a、7bをパターニングして電極7a、
7b間に抵抗を構成したものである。
第2図は本出願人が提案した抵抗であり2M03FET
のドレイン及びソースに対応する電極窓5a、5bの下
端にはP+の不純物高濃度拡散領域8.10があり、該
不純物高濃度拡散領域間にP−の不純物低濃度拡散領域
9を設けたもので不純物低濃度拡散領域9のドーズ量は
10’λ〜11013Ato/c++1であり、不純物
高濃度拡散領域8.10のドーズ量ばIOA tom/
 crA程度である。なお、11はチャンネルストッパ
で不純物高濃度拡散領域8.10に対接している。他の
構成は第1図と同一であるので重複説明は省略する。こ
のような構成では高耐圧の抵抗が得られない欠点がある
。現在高耐圧集積回路として例えば螢光表示管等の高電
圧装置を駆動する第3図に示すような表示回路が用いら
れているが、このような回路に高耐圧の抵抗I7が用い
られる。すなわち第3図で集積回路部にはP−MO31
3とN−MO314から構成された相補型MOSインバ
ータと駆動部となる例えばP−MOSからなる出力駆動
トランジスタとよりなり、該トランジスタは高耐圧素子
 15構成となされ、咳高耐圧素子に接続されたバッド
16を通して螢光表示管20のグリツドGに「オン」「
オフ」の電圧を供給して螢光表示管 20を好酸させて
いる。
上記螢光表示管20のカソードCには例えば−35V位
の電圧源18からツェナ19を通して一30V程度の電
圧が与えられ電圧源18とグリッド0間に10OKΩ程
度の高耐圧抵抗器17を接続することで点滅時のチラッ
キ等を防止している。
このような高耐圧抵抗器17は1つの螢光表示管に1つ
づつ外付けするためコスト的には抵抗器1個の値は廉価
であるが多数の螢光表示管を有するシステムにおいては
、実装面積が増大してシステムのコンパクト化には大き
な弊害となっていた。
(4) 発明の目的 本発明は上記従来の欠点に鑑み高耐圧素子を含む集積回
路内に不純物拡散層からなる高抵抗素子を集積化するこ
とを第1の目的とするものである。
本発明の第2の目的は高耐圧抵抗を集積化することにあ
る。
本発明の第3の目的は極めて微小な面積内(W/L=1
0μ/100μ程度)で−40V以上の耐圧を有する高
耐圧抵抗を提供することにある。
本発明の更に他の目的は高耐圧トランジスタまたは高耐
圧保護素子等の高耐圧素子と同時に高耐圧抵抗の得られ
る製作方法を提供することにある。
(5)発明の構成 この目的は本発明によれば半導体基体の厚い絶縁膜によ
り分離された活性化領域内に該基体と逆導電型の二つの
不純物高濃度領域を上記厚い絶縁膜に接して形成すると
共に該不純物高濃度領域間に該不純物高濃度領域と同一
導電型の不純物低濃度領域を設け、該不純物高濃度Vi
域と離間した位置にチャンネルストッパ領域を形成して
なる高耐圧抵抗素子を含むことを特徴とする半導体装置
によって達成される。
(6) 発明の実施例 以下1本発明の一実施例を第4図乃至第6図について詳
記する。
第4図(al 、 (blは本発明に係る高耐圧抵抗の
断面図と平面図であり2二つの不純物高濃度拡散領域8
.10間に形成した不純物低濃度拡散領域9は上記不純
物高濃度拡散領域と同導電型であり、厚い絶縁膜である
フィルド酸化膜2の下端のチャンネルストッパ11と上
記高濃度拡散領域8.10間には空隙部22を設けたも
ので、第2図に本出願人が提案した不純物高濃度拡散領
域8,10にチャンネルカットストッパが衝突している
場合に比べて格段に耐圧が向上して一40V以上の耐圧
を持つ高耐圧抵抗を得ることができた。上述の如き半導
体基板に拡散領域を形成して、外付は用の抵抗器17を
第3図に示すように接続する代りに点線で示したように
高耐圧抵抗17′を集積回路12内に高耐圧素子15で
ある駆動用出力MO5FETと同時に基板上に形成する
工程を第5図について説明する。
なお、第5図において図面の左側には高耐圧素子15の
製造工程を図面の右側には高耐圧抵抗17′の製造工程
を同時に併設して示す。
第5図[8)において、基板1はシリコンで濃度5×1
019cm−2のn型であり、該基板1上に酸化膜40
(SiO2)を500人厚定形成後に、該SiO2より
なる絶縁膜40上に窒化膜23 (Si3Na)を10
00人厚に形成して、活性領域を決めるマスクによって
レジスト24を露光して該窒化膜23を第5図(b)の
ように選択的にエツチングする。
第5図(blはチャンネルカット用のレジスト25を窒
化膜23と絶縁膜40上に塗布してマスクでパターニン
グして窓開きを行った後に窓開き部26より燐(P)を
イオン注入27する。ドーズ量は6 X 10”’Cm
−’で80K eVで打ち込むことでチャンネルストッ
パ領域11.11が基板1に形成される。
次にレジスト膜25を除去して窒化膜23をマスクとし
て熱酸化するとフィルド酸化膜、すなわち厚い絶縁膜2
が形成される。(第5図(C))ここで窒化膜23及び
窒化膜23の下側に形成されていた酸化膜40は除去さ
れる。
次に第5図(diに示すようにゲート酸化膜30が厚い
絶縁膜2,2間に形成される。該ゲート酸化膜30の厚
さは700人程度である。
第5図(d)の左側に示す高耐圧素子15のゲート酸化
膜′30上からイオン注入29によってボロン(B+)
を10// cm−1程度注入することでスレーショル
ドコントロールN31が形成される。厚G〜絶縁膜2上
の層はレジスト層28である。
第5図(dlの右側に示した高耐圧抵抗17′は必要に
応じてスレーショルドコントロール層31を形成しても
不純物のドーズ量がl Q //cm−’のオーダであ
るため特に問題はないがデー11化膜30及び厚い絶縁
膜2上に全面にレジスト層28を形成してボロン注入を
行なわないようにしでもよい。
次に第5図(e)のようにレジスト層28を除去して高
耐圧素子15は左側に示すようにゲート酸化膜30上に
ポリシリコンを塗布してパターニングしてゲート32部
分を形成する。
次に高耐圧素子15側はポリシリコンのゲート32の下
のゲート酸化膜30のみ残して活性領域内のゲート酸化
膜30を除去する。その際、高耐圧抵抗17′側のゲー
ト酸化膜30も除去される。
そして5第5図(flのように新たに酸化膜33を50
0人厚定形成してレジスト層34を塗布してソース36
及びドレイン37領域を除去するようなパターニングを
行ってドーズ量10” cm−’のボロンをイオン注入
35する。
高耐圧抵抗17′側は不純物高濃度拡散領域8.10を
形成するようなパターニングするためにレジスト層34
が形成され、ボロンが101ゝcm−’のドーズ量でイ
オン注入35される。
次に第5図(glに示すようにレジスト層34を除去し
た後に高耐圧素子15も高耐圧抵抗17′も共に全面に
ドーズ量がl Q ” cm−’程度のボロンをイオン
注入38して基板1中に拡散させ高耐圧素子15のドレ
イン領域37の周囲に不純物低濃度拡散領域39を形成
する。
次に第5図fh)の如< PSG6をCVD等で厚い酸
化膜2及び酸化膜33上に形成する。
次に高耐圧素子15ではソース、ドレイン、及びゲート
の電極窓用の孔明けを行ない一方、高耐圧抵抗17′で
は二つの不純物高濃度拡散領域8.10に窓開きをする
。 次にPSG膜6からのリンのアウト拡散を抑えるた
め薄い酸化膜を成長させる。次に高耐圧素子15部のソ
ース、ドレイン拡散領域36.37及び高耐圧抵抗17
′部の高濃度拡散領域8.10の拡散層深さを制御する
ための熱処理を行い電極窓部に形成した薄い酸化膜を全
面エンチングすることにより除去して後、A7!電極7
a、7b、7cをパターニングし高耐圧素子を形成し、
またAβ電極7a、7bをパターニングすることで不純
物高濃度拡散領域8゜10間に高耐圧抵抗素子器が構成
される。
上述の如き製造工程によって第4図(al 、 (bl
に示した高耐圧抵抗が構成される。
上記実施例では高耐圧素子15及び高耐圧抵抗17をn
型導電型基板に形成した場合を説明したが第6図(al
〜(ilに示すように高耐圧素子15aと高耐圧抵抗1
7a′をp型の導電型基板内にn型ウェルを作り、該ウ
ェル内にp型のソースドレイン領域或いは低高濃度拡散
領域を形成したり、n型基板内にP型ウェルを作り該ウ
ェル内にn型のソース、トレイン領域或いは低高濃度拡
散領域を形成してもよい。
第6図GこはP型基板内にn型のウェルを作ってp型の
低濃度或いは高濃度領域を形成した高耐圧素子並びに高
耐圧抵抗器の製作工程を説明する。
第6図で左側には高耐圧素子15aを右側には高耐圧抵
抗17a′を同時に製作する工程を示す。
第6図(alにおいて基板1はp型20ΩcITlのシ
リコンであり、該基板上は酸化膜(SiO2)40を5
00人厚定形成後に、該5tO2上に窒化膜23(St
3Na)を1000人厚に形成して活性領域を決めるマ
スクによって窒化膜23をパターニングすることでレジ
スト膜24の下側の窒化膜23のみが残される。次に第
6図(blのように窓開きを行ってNウェル形成のため
に燐(P+)をドーズ量4 X 10” cm −’ 
、  250K eVでイオン注入422次に1200
℃のN2零囲気中360分程度のランニングが行なわれ
てn型ウェル43がp型基板内に形成される。
次に第6図(C)に示すように、チャンネルカット用の
レジスト25を窒化1%23と絶縁膜40上に形成して
通常のフォトリソグラフィによって窓開き部26を形成
し燐(P)をイオン注入27する。
この場合のドーズ量は6 X 10” cm−’で80
K eVで打ち込むことでNウェル43内にチャンネル
カット領域のn+が形成される。以後第6図(dl乃至
01までの製作工程は第5図(C)乃至fhlまでの製
作工程と同様でありNウェル43内にドレイン領域37
゜ソース領域36.ゲート電極32及び高濃度拡散領域
8.10低濃度拡散領域9が形成されているのみで他は
同様であるので重複説明は省略する。
なお、第6図(gl乃至(1)はNウェル43部分を拡
大して示している。
以上、説明は高耐圧素子15 (15a )並びに高耐
圧抵抗17 ′(17a’)のみの製造プロセスに限り
行ってきたが、実際には集積回路12はC−MO3構成
であり、逆チヤンネル側は上記製造中はマスクされてい
る。また逆チヤンネル側を製造する場合は上記高耐圧素
子15(15a)及び高耐圧抵抗17′(17a ’)
はマスクされていると考えればよい。
(7) 発明の効果 以上、詳細に説明したように本発明の高耐圧抵抗によれ
ば不純物高濃度領域8,10よりの空乏層の拡りば通常
では基板側だけであるが本発明の場合は不純物高濃度領
域8.10を囲繞して形成したチャンネルカット領域が
第4図で明らかなように離間22しているために空乏層
はこの部分も拡がっていくために耐圧をより増加させる
ことが出来る。第4図の場合は耐圧を一40V以上に高
めることがてきた。
このときの値は二つの高濃度領域8,10間の低濃度領
域9の幅を10μ、長さを100μ離間距離を3μに選
択した値である。
また、高抵抗値も不純物低濃度拡散領域のドーズ量を任
意に選択して高抵抗を微細パターンで形成できるので高
耐圧集積回路のコンパクト化に寄与するところが大きい
なお、上記実施例では螢光表示管の高電圧装置に通用し
た例を説明したがこれに限定されることなく高耐圧を必
要とする高電圧回路に本発明の高耐圧抵抗を適用し得る
ことは明らかである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のMO3抵抗器の断面図、第2図は従来の
不純物高低濃度拡散層を基板上に形成した抵抗体の断面
図5第3図は従来の高耐圧集積回路(螢光表示管の高電
圧装置)に高耐圧抵抗器を利用した場合を説明するため
の回路図、第4図(a)。 (blは本発明の高耐圧抵抗の側断面図と平面図、第5
図(a)乃至(h)は本発明の高耐圧抵抗を高耐圧素子
(MOS)ランジスタ)と同時に形成する工程を示す各
々の側断面図、第6図(al乃至(ilは本発明の他の
実施例を示す高耐圧抵抗を高耐圧素子と同時に形成する
工程を示す各々の側断面図である。 1・・・基板、  2・・・厚い絶縁膜、3.33.4
0・・・酸化膜、  4. 8. 10・・・不純物高
濃度拡散領域、  5a、5b・・・電極窓、6・・・
PSG等の絶縁層、7a。 7b・・・電極、   9.39・・・不純物低濃度拡
散領域、−11・・・チャンネルストッパ、12・・・
集積回路、  15,152・・・高耐圧素子、   
17.17’、11a’−−−高耐圧抵抗、  20・
・・螢光表示管、23・・・窒化膜、   24,25
,28.34・・・レジスト、  30・・・ゲート酸
化膜、  32・・・ケート電極  36・・・ソース
領域、37・ ・ ・トレイン領域、   43・ ・
 ・n型ウェル領域 t+1 第 Il、¥1 らh 第2図 一

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体基体の厚い絶縁膜により分離された活性化領域内
    に該基体と逆導電型の二つの不純物高濃度領域を上記厚
    い絶縁膜に接して形成すると共に該不純物高濃度領域間
    に該不純物高濃度領域と同一導電型の不純物低濃度領域
    を設け、該不純物高濃度領域と離間した位置にチャンネ
    ルストッパ領域を形成してなる高耐圧抵抗素子を含むこ
    とを特徴とする半導体装置。
JP57228713A 1982-12-28 1982-12-28 半導体装置 Pending JPS59121965A (ja)

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JP57228713A JPS59121965A (ja) 1982-12-28 1982-12-28 半導体装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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