JPH0214575A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は半導体装置に関するものであり、特に、MO
S電界効果トランジスタを含む半導体装置に関するもの
である。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention relates to a semiconductor device, and in particular to a MO
The present invention relates to a semiconductor device including an S field effect transistor.
[従来の技術]
第2図は、従来のNMOS、すなわち、nチャネルMO
3構造の電界効果トランジスタの断面構造である。電極
は、図の左から順に、ソース、ゲート、ドレイン用に3
個存在する。また、MOSという名が示すとおり、ゲー
ト部は、ゲート電極5、ゲート酸化膜4、p型シリコン
基板1の積層構造である。[Prior Art] FIG. 2 shows a conventional NMOS, that is, an n-channel MO
This is a cross-sectional structure of a three-structure field effect transistor. There are 3 electrodes for the source, gate, and drain from the left in the figure.
Individuals exist. Further, as the name MOS indicates, the gate portion has a stacked structure of a gate electrode 5, a gate oxide film 4, and a p-type silicon substrate 1.
ゲート電極5と引出配線7は層間絶縁膜6で絶縁されて
いる。図中、参照符号3で示したものは、素子間分離用
のフィールド酸化膜を表わしている。The gate electrode 5 and the lead wire 7 are insulated by an interlayer insulating film 6. In the figure, reference numeral 3 represents a field oxide film for isolation between elements.
なお、この装置は表面保護膜層を備えているが、図面を
簡単化するために、その図示を省略している。Although this device is equipped with a surface protective film layer, its illustration is omitted to simplify the drawing.
従来のMO6%界効果トランジスタでは、チャネル領域
のしきい値電圧(VT H)は1踵のみである。ここに
、しきい値電圧とは、MOSキャパシタでシリコン表面
に反転層を形成させるゲート電圧をいう(香山編、超高
速MOSデバイス(昭和61年培風館発行)、11.9
頁フ照)。そして、このしきい値電圧を決定する不純物
濃度、ゲート酸化膜の膜厚、界面電荷等は一定に保たれ
ており、通常MO3電界効果トランジスタ特性を示す。In a conventional MO6% field effect transistor, the threshold voltage (VTH) of the channel region is only one heel. Here, the threshold voltage refers to the gate voltage that causes an inversion layer to be formed on the silicon surface of a MOS capacitor (Koyama ed., Ultra High Speed MOS Devices (published by Baifukan in 1988), 11.9
(see page). The impurity concentration, gate oxide film thickness, interface charge, etc. that determine this threshold voltage are kept constant, and the MO3 field effect transistor exhibits normal characteristics.
[発明が解決しようとする課題]
従来のMO5?li界効果トランジスタは以上のように
構成されており、チャネル領域が1種であるため、以下
のような問題点が生じていた。すなわち、第3図を参照
して、上記のようなNチャネルMOS電界効果トランジ
スタのチップ8を外部リード10と接続し、樹脂9にパ
ッケージした場合、樹脂9からチップ8に圧縮応力がか
かる。この圧縮応力により、チップ8が不均一な歪を受
けた場合、最大応力を受けるチャネル領域のしきい値電
圧が変化し、チャネルリークという特性劣化が発生する
、という問題点があった。[Problem to be solved by the invention] Conventional MO5? Since the Li field effect transistor is configured as described above and has only one type of channel region, the following problems have arisen. That is, referring to FIG. 3, when chip 8 of the N-channel MOS field effect transistor as described above is connected to external leads 10 and packaged in resin 9, compressive stress is applied to chip 8 from resin 9. When the chip 8 is subjected to non-uniform strain due to this compressive stress, there is a problem in that the threshold voltage of the channel region receiving the maximum stress changes, resulting in characteristic deterioration called channel leakage.
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、内部および外部からの応力を受けても、特性
劣化を引き起こさない、MOS電界効果トランジスタを
含む半導体装置を提供することを目的とする。This invention was made to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a semiconductor device including a MOS field effect transistor that does not cause characteristic deterioration even when subjected to internal or external stress. shall be.
[課題を解決するための手段]
この発明は、MOS電界効果トランジスタを含む半導体
装置にかかるものである。そして、前記問題点を解決す
るために、上記MOSri界効果トランジスタは複数の
しきい値電圧を有するゲート領域を含み、それによって
、応力を受けやすいチャネル領域のしきい値電圧が予め
調整変更されている。[Means for Solving the Problems] The present invention relates to a semiconductor device including a MOS field effect transistor. In order to solve the above problem, the MOS Ri field effect transistor includes a gate region having a plurality of threshold voltages, whereby the threshold voltage of the stress-prone channel region is adjusted in advance. There is.
[作用]
MO3’J界効果トランジスタが複数のしきい値電圧を
有するゲート領域を含み、それによって、応力を受けや
すいチャネル領域のしきい値電圧が予め調整変更されて
いるので、たとえ応力による界面電荷の増加があって、
しきい値電圧の低下が生じても、チャネルリークを発生
させないようにできる。[Operation] Since the MO3'J field effect transistor includes a gate region with multiple threshold voltages, the threshold voltage of the stress-sensitive channel region is pre-adjusted, so that even if the stress-induced interface There is an increase in charge,
Even if the threshold voltage decreases, channel leakage can be prevented from occurring.
[実施例] 以下、この発明の実施例を図について説明する。[Example] Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は、この発明の一実施例を説明するための図であ
る。第1図を参照して、参照符号2で示された部分はn
十型拡散領域であり、参照符号5で示されたものはゲー
ト電極である。実施例にかかるMO3?IS界効果トラ
ンジスタは、図中、AとBで示す、複数のしきい値電圧
を有するゲート領域を含んでいる。FIG. 1 is a diagram for explaining one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the portion designated by reference numeral 2 is n
The ten-shaped diffusion region, designated by reference numeral 5, is the gate electrode. MO3 required for the example? The IS field effect transistor includes a gate region, labeled A and B in the figure, with multiple threshold voltages.
第1図を参照して、たとえば、A領域に応力が大き(か
かるとする。この場合、MOS電界効果トランジスタで
は、界面電荷の増加等の原因により、しきい値電圧が低
下する。しかしながら、この場合に、このA領域のp型
基板不純物濃度を予めB領域よりも高くしておき(通常
のチャネルドープ法等によって可能である。)、シきい
値電圧を上げておくと、応力によるしきい値電圧の低下
分を補償することができる。Referring to FIG. 1, for example, assume that a large stress is applied to region A. In this case, in a MOS field effect transistor, the threshold voltage decreases due to factors such as an increase in interfacial charge. In this case, if the p-type substrate impurity concentration in the A region is made higher than that in the B region in advance (this can be done by a normal channel doping method, etc.) and the threshold voltage is increased, the threshold voltage due to stress can be reduced. It is possible to compensate for the drop in value voltage.
また、第3図を参照して、Nチャネル領域 5ftt界
効果トランジスタのチップ8を樹脂ってパッケージした
場合、チップ8の外周部の応力が他より高まることが知
られている。このような場合、上記応力により、Nチャ
ネルMOS電界効果トランジスタのしきい値電圧が、チ
ップ外周部に近いチャネル領域部で低下するということ
が起こる。しかしながら、本発明に従って、しきい値電
圧が低下すると思われる部分の基板不純物濃度を高め、
予めその部分のしきい値電圧を上げておくと、応力によ
るしきい値電圧の低下分を補償できる。Further, referring to FIG. 3, it is known that when a chip 8 of a 5 ftt N-channel field effect transistor is packaged with resin, the stress at the outer periphery of the chip 8 is higher than at other parts. In such a case, the stress causes the threshold voltage of the N-channel MOS field effect transistor to decrease in the channel region near the outer periphery of the chip. However, according to the present invention, the substrate impurity concentration is increased in the portion where the threshold voltage is expected to decrease;
By raising the threshold voltage of that portion in advance, it is possible to compensate for the drop in threshold voltage due to stress.
なお、上記実施例では電界効果トランジスタがNチャネ
ルMOS電界効果トランジスタである場合について説明
したが、この発明はこれに限られるものでなく、Pチャ
ネルMO3電界効果トランジスタであっても実施例と同
様の効果を実現する。In the above embodiment, the case where the field effect transistor is an N-channel MOS field effect transistor has been described, but the present invention is not limited to this, and even if it is a P-channel MO3 field effect transistor, the same method as in the embodiment can be applied. Realize the effect.
また、複数のしきい値電圧を有するゲート領域を作成す
る方法について、上記実施例では、基板不純物濃度を変
更する方法を例示して説明したが、この発明はこれに限
られるものでなく、ゲート酸化膜の膜厚を変更するとい
う方法であっても、実施例と同様の効果を実現する。Further, in the above embodiment, a method of creating a gate region having a plurality of threshold voltages is explained by exemplifying a method of changing the substrate impurity concentration, but the present invention is not limited to this. Even by changing the thickness of the oxide film, the same effects as in the embodiment can be achieved.
以上、具体的な実施例を挙げて、この発明の半導体装置
について説明したか、本発明は、その精神または主要な
特徴から逸脱することなく、他の色々な形で実施するこ
とができる。それゆえ、前述の実施例はあらゆる点でI
tなる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本
発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであっ
て、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、特許請
求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、すべて本発
明の範囲内のものである。Although the semiconductor device of the present invention has been described above with reference to specific embodiments, the present invention can be implemented in various other forms without departing from its spirit or main characteristics. Therefore, the embodiments described above are in all respects I
This is only an example and should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is indicated by the claims, and is not restricted in any way by the main text of the specification. Furthermore, all modifications and changes that come within the scope of equivalents of the claims are intended to be within the scope of the present invention.
[発明の効果〕
以上説明したとおり、この発明によれば、MO8電界効
果トランジスタが複数のしきい値電圧を有するゲート領
域を含み、それによって、応力を受けやすいチャネル領
域のしきい値電圧が予め調整変更されているので、たと
え、応力による界面電荷の増加があって、しきい値電圧
の低下が起こっても、応力によるしきい値電圧の低下分
を補償することができる。それゆえ、しきい値電圧の変
動に起因する、チャネルリークという特性劣化を防止す
ることができる。その結果、安定して長期間にわたって
、信頼性の高い動作をさせることができる半導体装置が
得られるという効果を奏する。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, an MO8 field effect transistor includes a gate region having a plurality of threshold voltages, whereby the threshold voltage of a channel region susceptible to stress is set in advance. Since the adjustment is changed, even if an increase in interfacial charge due to stress causes a decrease in threshold voltage, the decrease in threshold voltage due to stress can be compensated for. Therefore, it is possible to prevent characteristic deterioration called channel leakage caused by fluctuations in threshold voltage. As a result, it is possible to obtain a semiconductor device that can operate stably and with high reliability over a long period of time.
第1図はこの発明の一実施例を説明するための図である
。第2図は、8MO8構造の電界効果トランジスタの断
面構造の図である。第3図は、NMO3m界効果トラン
ジスタのチップを樹脂にパッケージしたときの図である
。
図において、5はゲート電極、Aはしきい値電圧を高め
た部分、Bは通常のしきい値電圧を有する部分である。
なお、各図中、同一符号は同一またはトu当部分を示す
。FIG. 1 is a diagram for explaining one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram of a cross-sectional structure of a field effect transistor having an 8MO8 structure. FIG. 3 is a diagram of a NMO3m field effect transistor chip packaged in resin. In the figure, 5 is a gate electrode, A is a portion with a raised threshold voltage, and B is a portion with a normal threshold voltage. In each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
、 前記MOS電界効果トランジスタは複数のしきい値電圧
を有するゲート領域を含み、 それによって、応力を受けやすいチャネル領域のしきい
値電圧が予め調整変更されている、半導体装置。[Claims] A semiconductor device including a MOS field effect transistor, wherein the MOS field effect transistor includes a gate region having a plurality of threshold voltages, whereby the threshold voltage of a channel region susceptible to stress is adjusted. A semiconductor device that has been adjusted in advance.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16563288A JPH0214575A (en) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP16563288A JPH0214575A (en) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | Semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0214575A true JPH0214575A (en) | 1990-01-18 |
Family
ID=15816052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16563288A Pending JPH0214575A (en) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | Semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0214575A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012151287A (en) * | 2011-01-19 | 2012-08-09 | Mitsubishi Electric Corp | Insulation gate type semiconductor device |
DE102012203928A1 (en) | 2011-06-01 | 2012-12-06 | Mitsubishi Electric Corporation | Method for producing a semiconductor device |
US9970715B2 (en) | 2012-04-23 | 2018-05-15 | Energy Technologies Institute Llp | Thermal energy storage apparatus |
JP2018182311A (en) * | 2017-04-11 | 2018-11-15 | 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. | Nonvolatile memory device |
-
1988
- 1988-06-30 JP JP16563288A patent/JPH0214575A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012151287A (en) * | 2011-01-19 | 2012-08-09 | Mitsubishi Electric Corp | Insulation gate type semiconductor device |
DE102012203928A1 (en) | 2011-06-01 | 2012-12-06 | Mitsubishi Electric Corporation | Method for producing a semiconductor device |
US9970715B2 (en) | 2012-04-23 | 2018-05-15 | Energy Technologies Institute Llp | Thermal energy storage apparatus |
JP2018182311A (en) * | 2017-04-11 | 2018-11-15 | 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. | Nonvolatile memory device |
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