[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP3259395B2 - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

Info

Publication number
JP3259395B2
JP3259395B2 JP02018893A JP2018893A JP3259395B2 JP 3259395 B2 JP3259395 B2 JP 3259395B2 JP 02018893 A JP02018893 A JP 02018893A JP 2018893 A JP2018893 A JP 2018893A JP 3259395 B2 JP3259395 B2 JP 3259395B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
integrated circuit
insulating film
semiconductor integrated
silicon substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP02018893A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06236998A (ja
Inventor
雅典 大沢
和弘 鶴田
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.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP02018893A priority Critical patent/JP3259395B2/ja
Publication of JPH06236998A publication Critical patent/JPH06236998A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3259395B2 publication Critical patent/JP3259395B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体集積回路に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】CMOSインバータ回路を図13に示す
とともに、薄膜SOI構造を図14に示す。図14にお
いて、N型シリコン基板40上には絶縁膜41が配置さ
れ、絶縁膜41上にPチャネルMOSFET42とNチ
ャネルMOSFET43と配線44とが配置されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
薄膜SOI構造ではMOSFETのソース45a,46
a,ドレイン45b,46b及び配線44直下の基板4
0に空乏層47が形成され、回路動作に影響を与える。
そして、回路の安定化には、この空乏層(電気的には容
量)を制御する必要がある つまり、薄膜SOIではMOSFET42,43と配線
44直下のシリコン基板に空乏層47が形成され、この
空乏層47は電気的に容量として回路動作に影響を与え
環境(温度、電源電圧)や素子の配置等により変化する
ため、回路特性が安定せず正確な設計が困難になるとい
う問題が生じる。
【0004】そこで、この発明の目的は、空乏層による
悪影響を極力すくなくすることができる半導体集積回路
を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、シリコン
基板上に絶縁膜を形成し、その絶縁膜上にMOSFET
を集積化して配置した半導体集積回路において、少なく
とも前記MOSFETのソース・ドレイン領域及び半導
体集積回路の配線の直下での前記シリコン基板の絶縁膜
と接する領域に空乏層厚み調整用低濃度層を配置すると
ともに、当該低濃度層の回りにシリコン基板と同一導電
型の空乏層抑制用高濃度層を配置した半導体集積回路を
その要旨とするものである。
【0006】
【0007】
【作用】第1の発明は、シリコン基板の絶縁膜側に低濃
度層を配置するとともに、当該低濃度層の回りに高濃度
層を配置し、低濃度層の厚みで空乏層幅が最適化され
る。
【0008】
【0009】
【実施例】(参考例)最初に参考例を図面に従って説明する。
【0010】本参考例の半導体集積回路は、図13に示
すように、CMOSインバータ回路をなしている。図1
には、本参考例のSOI構造を用いたMOSFETを有
する半導体集積回路の断面図を示す。
【0011】図1において、N型シリコン基板1には、
その下面に不純物が高濃度にドープされたN+ 高濃度層
2が形成されているとともに、N型シリコン基板1の上
面全面に不純物が高濃度にドープされたN+ 高濃度層3
が形成されいる。このN+ 高濃度層3が空乏層抑制用高
濃度層となる。又、N+ 高濃度層3の上面には、絶縁膜
4が配置されている。この絶縁膜4上にPチャネルMO
SFET5,NチャネルMOSFET6が集積化して配
置されている。
【0012】PチャネルMOSFET5,NチャネルM
OSFET6は各々、絶縁膜4で周囲を囲まれ他の素子
と絶縁されている、いわゆる、薄膜SOIMOSFET
である。
【0013】PチャネルMOSFET5は、チャネル形
成領域8、P型のソース・ドレイン領域9,10、ゲー
ト電極11により構成されている。又、NチャネルMO
SFET6は同様に、チャネル形成領域12、N型のソ
ース・ドレイン領域14,13、ゲート電極15により
構成されている。
【0014】又、絶縁膜4上には半導体集積回路の配線
7が延設されている。本参考例においては、絶縁膜4側
のN型シリコン基板1をN+ 高濃度層3としているの
で、MOSFET5,6及び配線7直下のN型シリコン
基板1に形成される空乏層を抑制できる。これにより、
容量として電気的に回路動作に影響を与える空乏層を無
視できるので、正確な回路設計が行える。
【0015】このように本参考例では、N型シリコン基
板1上に絶縁膜4を形成し、その絶縁膜4上にMOSF
ET5,6を集積化して配置した半導体集積回路におい
て、少なくともMOSFET5,6のソース・ドレイン
領域9,10,14,13及び半導体集積回路の配線7
の直下でのN型シリコン基板1の絶縁膜4と接する領域
にN型シリコン基板1と同一導電型の空乏層抑制用高濃
度層3を配置したので、空乏層の発生が抑制され、電気
的に空乏層容量を無視できる。つまり、温度・電源電圧
の変動等による空乏層幅の変化を無視でき、回路の安定
化が可能となる。このようにして、空乏層による悪影響
を極力すくなくすることができることとなる。
【0016】尚、この参考例の応用例としては、図2に
示すように、空乏層の発生するMOSFET5,6のソ
ース・ドレイン領域9,10,14,13と配線7直下
のN型シリコン基板1のみをN+ 高濃度層3にしてもよ
い。
【0017】又、図3に示すように、図1のN型シリコ
ン基板をP型シリコン基板に変えてもよい。さらに、図
4に示すように、空乏層の発生するMOSFET5,6
のソース・ドレイン領域9,10,14,13と配線7
直下のP型シリコン基板1のみをP+ 高濃度層3にして
もよい。(実 施例) 次に、本発明を具体化した一実施例を以下に説明する。
【0018】本実施例の半導体集積回路は、図13に示
すように、CMOSインバータ回路をなしている。図5
には、本実施例のSOI構造を用いたMOSFETを有
する半導体集積回路の断面図を示す。
【0019】図5において、N型シリコン基板18の下
面には不純物が高濃度にドープされたN+ 高濃度層19
が形成されるとともに、N型シリコン基板18の上面全
面には不純物が高濃度にドープされたN+ 高濃度層20
が形成されている。このN+高濃度層20が空乏層抑制
用高濃度層となる。さらに、N+ 高濃度層20の上面に
おける所定領域にはN- 低濃度層21a,21b,21
cが形成されている。このN- 低濃度層21a,21
b,21cが空乏層厚み調整用低濃度層となる。
【0020】N- 低濃度層21a,21b,21c上を
含めたN+ 高濃度層20上には、絶縁膜22が配置され
ている。この絶縁膜22上にPチャネルMOSFET2
3,NチャネルMOSFET24が集積化して配置され
ている。
【0021】PチャネルMOSFET23,Nチャネル
MOSFET24は各々、絶縁膜22で周囲を囲まれ他
の素子と絶縁されている、いわゆる薄膜SOIMOSF
ETである。PチャネルMOSFET23は、チャネル
形成領域26、P型のソース・ドレイン領域27,2
8、ゲート電極29とにより構成されている。Nチャネ
ルMOSFET24は同様に、チャネル形成領域30、
N型のソース・ドレイン領域32,31、ゲート電極3
3により構成されている。
【0022】又、絶縁膜22上には半導体集積回路の配
線25が延設されている。そして、PチャネルMOSF
ET23,NチャネルMOSFET24及び配線25直
下のN型シリコン基板18の絶縁膜22側のみをN-
濃度層21a,21b,21cとしている。
【0023】本実施例においては、空乏層の発生するM
OSFET23,24及び配線25直下の絶縁膜22側
のN型シリコン基板18をN- 低濃度層21a,21
b,21cとすることで、空乏層の幅をN- 低濃度層2
1a,21b,21cの厚みで制御できる。これによ
り、容量として電気的に回路動作に影響を与える空乏層
を最適化できるので、正確な回路設計が行える。特に、
配線25の寄生容量は、電気的に絶縁膜22の容量とN
- 低濃度層21a,21b,21cの空乏層容量との直
列となるため、N- 低濃度層21a,21b,21cが
ない場合に比べて小さくなる。従って、配線容量負荷を
小さくできるため動作速度を向上することができる。
【0024】このように、N型シリコン基板18の絶縁
膜22側をN- 低濃度層21a,21b,21c、その
下層をN+ 高濃度層20とし、このN- 低濃度層21
a,21b,21cの厚みで空乏層幅が最適化できる。
配線25直下の空乏層は配線25による負荷容量を低減
し回路の高速化に効果がある。又、MOSFET23,
24のソース、ドレイン直下の空乏層も同様の効果があ
る。さらに、環境変化に対する空乏層幅をN- 低濃度層
21a,21b,21cの厚みで最適化することによ
り、回路の高速化と安定化が可能となる。
【0025】このように本実施例では、N型シリコン基
板18上に絶縁膜22を形成し、その絶縁膜22上にM
OSFET23,24を集積化して配置した半導体集積
回路において、少なくともMOSFET23,24のソ
ース・ドレイン領域27,28,3231及び半導体
集積回路の配線25の直下でのN型シリコン基板18の
絶縁膜22と接する領域に空乏層厚み調整用低濃度層2
1a,21b,21cを配置するとともに、この低濃度
層21a,21b,21cの回りにN型シリコン基板1
8と同一導電型の空乏層抑制用高濃度層20を配置し、
低濃度層21a,21b,21cの厚みで空乏層幅が最
適化される。このようにして、空乏層による悪影響を極
力すくなくすることができることとなる。
【0026】尚、この実施例の応用例としては、図6に
示すように、図5のようにN-低濃度層21a,21
b,21cをMOSFET23,24と配線25の直下
だけに形成するのではなく、絶縁膜22直下全体をN-
低濃度層21としてもよい。
【0027】又、図7に示すように、空乏層の発生する
MOSFET23,24と配線25直下のシリコン基板
18のみにP- 低濃度層34a,34b,34cを形成
し、その周囲をN+ 高濃度層20にしてもよい。このと
き、絶縁膜22直下のP- 低濃度層34a,34b,3
4cとN+ 型高濃度層20とのPN接合部分には空乏層
が形成される。空乏層はほとんど低濃度のP- 低濃度層
34a,34b,34c側に延びるため、高濃度のN+
型高濃度層20の空乏層幅は無視できる。このため、M
OSFET23,24及び配線25の電位に関係なく、
- 低濃度層34a,34b,34cの厚みを制御する
ことにより空乏層幅を最適化することも可能となる。
【0028】さらに、図8に示すように、図7のように
- 低濃度層34a,34b,34cをMOSFET2
3,24と配線25の直下だけに形成するのではなく、
絶縁膜22直下全体をP- 低濃度層34としてもよい。
【0029】さらには、図9に示すように、図5のN型
シリコン基板をP型シリコン基板に変えてもよい。この
とき、空乏層の幅をP- 低濃度層35a,35b,35
cの厚みで制御する。
【0030】又、図10に示すように、図7の基板不純
物の極性を変えてもよい。このとき、N- 低濃度層36
a,36b,36cの厚みを制御することにより空乏層
幅を最適化する。
【0031】さらに、図11に示すように、図9のよう
にP-低濃度層35a,35b,35cをMOSFET
23,24と配線25の直下だけに形成するのではな
く、絶縁膜22直下全体をP-低濃度層35としてもよ
い。
【0032】さらには、図12に示すように、図10の
ようにN- 低濃度層36a,36b,36cをMOSF
ET23,24と配線25の直下だけに形成するのでは
なく、絶縁膜22直下全体をN- 低濃度層36としても
よい。
【0033】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
空乏層による悪影響を極力すくなくすることができる優
れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】参考例の半導体集積回路の断面図である。
【図2】参考例の応用例の半導体集積回路の断面図であ
る。
【図3】参考例の応用例の半導体集積回路の断面図であ
る。
【図4】参考例の応用例の半導体集積回路の断面図であ
る。
【図5】施例の半導体集積回路の断面図である。
【図6】施例の応用例の半導体集積回路の断面図であ
る。
【図7】施例の応用例の半導体集積回路の断面図であ
る。
【図8】施例の応用例の半導体集積回路の断面図であ
る。
【図9】施例の応用例の半導体集積回路の断面図であ
る。
【図10】施例の応用例の半導体集積回路の断面図で
ある。
【図11】施例の応用例の半導体集積回路の断面図で
ある。
【図12】施例の応用例の半導体集積回路の断面図で
ある。
【図13】CMOSインバータ回路を示す回路図であ
る。
【図14】従来の半導体集積回路の断面図である。
【符号の説明】
1 N型シリコン基板 3 N+ 高濃度層(空乏層抑制用高濃度層) 4 絶縁膜 5 PチャネルMOSFET 6 NチャネルMOSFET 7 配線 9,10,14,13 ソース・ドレイン領域 18 N型シリコン基板 20 N+ 高濃度層(空乏層抑制用高濃度層) 21a,21b,21c N- 低濃度層(空乏層厚み調
整用低濃度層) 22 絶縁膜 23 PチャネルMOSFET 24 NチャネルMOSFET 25 配線 27,28,32,31 ソース・ドレイン領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/786 H01L 21/8238 H01L 27/08 331 H01L 27/092

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリコン基板上に絶縁膜を形成し、その
    絶縁膜上にMOSFETを集積化して配置した半導体集
    積回路において、 少なくとも前記MOSFETのソース・ドレイン領域及
    び半導体集積回路の配線の直下での前記シリコン基板の
    絶縁膜と接する領域に空乏層厚み調整用低濃度層を配置
    するとともに、当該低濃度層の回りにシリコン基板と同
    一導電型の空乏層抑制用高濃度層を配置したことを特徴
    とする半導体集積回路。
JP02018893A 1993-02-08 1993-02-08 半導体集積回路 Expired - Fee Related JP3259395B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02018893A JP3259395B2 (ja) 1993-02-08 1993-02-08 半導体集積回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02018893A JP3259395B2 (ja) 1993-02-08 1993-02-08 半導体集積回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06236998A JPH06236998A (ja) 1994-08-23
JP3259395B2 true JP3259395B2 (ja) 2002-02-25

Family

ID=12020205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP02018893A Expired - Fee Related JP3259395B2 (ja) 1993-02-08 1993-02-08 半導体集積回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3259395B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6215190B1 (en) * 1998-05-12 2001-04-10 International Business Machines Corporation Borderless contact to diffusion with respect to gate conductor and methods for fabricating
US6362507B1 (en) * 1999-04-20 2002-03-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electro-optical devices in which pixel section and the driver circuit are disposed over the same substrate
US7589007B2 (en) 1999-06-02 2009-09-15 Arizona Board Of Regents For And On Behalf Of Arizona State University MESFETs integrated with MOSFETs on common substrate and methods of forming the same
DE60006529T2 (de) * 1999-06-02 2004-09-23 Arizona State University, Tempe Stromgesteuerter feldeffekttransistor

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06236998A (ja) 1994-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6414353B1 (en) TFT with partially depleted body
US4969023A (en) SOS transistor structure
US20010015461A1 (en) SOI-structure MIS field-effect transistor and method of manufacturing the same
JPH07183469A (ja) 半導体装置及び半導体装置のオペレーティング方法
JP2800702B2 (ja) 半導体装置
US7816212B2 (en) Method of high voltage operation of a field effect transistor
US5128739A (en) MIS type semiconductor device formed in a semiconductor substrate having a well region
JP3259395B2 (ja) 半導体集積回路
JP2001345376A (ja) 半導体装置
JP2002134752A (ja) 半導体装置
JPH0738447B2 (ja) Mos型半導体装置
JP3105815B2 (ja) 半導体集積回路装置
JP2825038B2 (ja) 半導体装置
US6429490B2 (en) Protection device and protection method for semiconductor device
JP2598446B2 (ja) Mis−fet
JP3248791B2 (ja) 半導体装置
US5289029A (en) Semiconductor integrated circuit device having wells biased with different voltage levels
JPH04280474A (ja) Mos型トランジスタ
JP4577948B2 (ja) オフセットゲート型電界効果トランジスタ
JPH06209106A (ja) 半導体装置
JP2864499B2 (ja) 電界効果型薄膜トランジスタ
KR950003238B1 (ko) 다중-전극을 이용한 논리소자의 구조
JP2555884B2 (ja) 半導体装置の動作方法及び半導体装置
JPH0344425B2 (ja)
EP0478123B1 (en) Low voltage device in a high voltage substrate

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071214

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101214

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees