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JPS5950226B2 - 相補型mis集積回路装置 - Google Patents

相補型mis集積回路装置

Info

Publication number
JPS5950226B2
JPS5950226B2 JP54045355A JP4535579A JPS5950226B2 JP S5950226 B2 JPS5950226 B2 JP S5950226B2 JP 54045355 A JP54045355 A JP 54045355A JP 4535579 A JP4535579 A JP 4535579A JP S5950226 B2 JPS5950226 B2 JP S5950226B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
well region
resistor
type
oxide film
conductivity type
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
Application number
JP54045355A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS551179A (en
Inventor
一夫 湯田坂
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP54045355A priority Critical patent/JPS5950226B2/ja
Publication of JPS551179A publication Critical patent/JPS551179A/ja
Publication of JPS5950226B2 publication Critical patent/JPS5950226B2/ja
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/80Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs
    • H10D84/82Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components
    • H10D84/83Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components of only insulated-gate FETs [IGFET]
    • H10D84/85Complementary IGFETs, e.g. CMOS
    • H10D84/858Complementary IGFETs, e.g. CMOS comprising a P-type well but not an N-type well

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電界効果を利用した可変抵抗部を有する相補型
の金属−絶縁物−半導体(以下MISもしくはMOSと
称する)集積回路装置に関する。
時計用の相補型MOSトランジスタ回路において、その
発振回路に発振の安定を行わせる目的で入力部と出力部
との間に高抵抗を入れることが考えられている。この抵
抗を半導体集積回路(IC)のチップに組込む場合に多
結晶Siの薄膜抵抗体として使用することが考えられた
このようなICのチップ基板にバイアス電圧を加えたと
ころ前記薄膜抵抗体の抵抗値が変化すること力絆リ明し
た。上記のような可変抵抗は、一定のバイアス電圧のも
とでは抵抗の端子間電圧の広い範囲にわたつて抵抗値の
良好なリニアリティを示した、なお、従来からある半導
体ICにおける負荷MOS抵抗は可変抵抗の一つと考え
られるが、これはトランジスタの電流一電圧特性を利用
したものであり、抵抗のリニアリティをそのままに抵抗
値のみを変化させるものではないと思われる。本発明の
他の目的は、相補型MIS集積回路装置に適する薄膜抵
抗を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、以下の説明および図面から明
らかとなるであろう。
本発明に従うと、多結晶Si(シリコン)からなる抵抗
体が、1つの導電型のMOSFET(絶縁ゲート型電界
効果トランジスタ)を形成するために半導体基板主面に
形成されたウェル領域と同時に形成されたウェル領域上
に絶縁膜を介して抵抗体とすべき多結晶層が形成される
以下、本発明を実施例について具体的に説明する。
第1図は実施例のMIS集積回路装置の断面図である。
同図において、1はn型Si基板である。上記n型Si
基板1の主面にはP型ソース領域10、jP型ドレイン
領域11が形成され、上記ソース、ドレイン領域間の基
板1主面にはゲート酸化膜7bを介してP型多結晶Si
層8bからなるゲート電極が形成されている。上記ソー
ス、ドレイン領域1O、ILゲート酸化膜76及びゲー
ト電極8’)bによつてPチャンネルMOSFETが構
成されている。Si基板1の主面にはまたP型ウェル領
域6が形成されており、このP型ウエル領域6にはn型
ソース領域14、n型ドレイン領域15が形成されてい
る。
上記ソース、ドレイン領域14,15間のウエル領域6
の表面にはゲート酸化膜7aを介してn型多結晶Si層
8aからなるゲート電極が形成されている。上記ソース
、ドレイン領域14,15、ゲート酸化膜7a及びゲー
ト電極8aによつてnチヤンネルMOSFETが構成さ
れる。上記Si基板1の主面にはまたP型ウエル領域2
3が形成されており、このP型ウエル領域23上には熱
酸化膜7Cを介して多結晶Si層8C1ないし8C3が
形成されている。上記多結晶Si層8C2は抵抗体とし
て構成され、不純物イオン打ち込み法によりP型不純物
が比較的低濃度に導入されたP型とされ、上記Si層8
C1及び8C3は上記Si層8C2の端子部として構成
され、P型不純物が比較的高濃度に導入されたP型とさ
れている。上記P型ウエル領域23は、上記多結晶Si
層8C1ないし8C3からなる抵抗体に対するバイアス
電極を構成する。
なお、第1図において、25はCVD (ChemicalVapOrDepOsitiOn)
法等によつて被着されたSiO2からなる絶縁膜であり
、16ないし21はアルミニウムからなる電極である。
第2図は上記MOS−1C装置における可変抵抗体部の
動作態様を説明するための図面である。第1図第2図に
示したような可変抵抗体において、絶縁膜7。を介して
バイアス電極としてのP型ウエル領域23から多結晶S
i抵抗体8。2に電圧V1による電界が加えられる。
抵抗体8。2の導電型がP型であるので、ここに(+)
の電界をかけると絶縁膜7。
側から抵抗体に空乏層が拡がリキヤリア数が減少してそ
の抵抗値が増大する。逆に(−)の電界をかけるとキヤ
リアが増加し抵抗値が減少することになる。第3図はバ
イアス電圧V/,0V,V17によつて変化する上記抵
抗体のI。
−VO特性の一例を示している。上記構造の相補型MI
S集積回路装置は次のようにして製造することができる
以下、製造工程にそつた断面を示した第4図aないしb
を使用して説明する。(a) n型Si基板(ウエハ)
1を用意し、表面に熱酸化膜(SlO2)2を1000
〜2000人の厚さに覆つた状態で上記酸化膜の一部を
ホトレジスト膜3でマスクし、酸化膜を通してB(ボロ
ン)イオンを打込み(B:1X1013/CIn2、1
00KeV)、上記ホトレジスト膜3で覆われていない
酸化膜下のSi基板の一部にB打込層4,4″をつくる
))上記ホトレジスト膜3をマスクとして、エツチング
により打込み層4上の酸化膜を除去する。
これによつて酸化膜2に(d)の工程のマスク位置合わ
せ段差をつくる。ニ)前記ホトレジストマスク3を除去
し、新たに熱酸化により酸化膜5(厚さ1200人)を
形成し、同時にボロンを拡散してP型ウエル領域6及び
23(深さ5〜6μ)を形成する。
1)酸化膜5のホトエツチングを行い、基板およびウエ
ルの各アタテイブ領域1a,6b及び23aを露出する
→ 熱酸化により上記露出表面にゲート酸化膜7a,7
b及び7C(厚さ1250人)を形成し、この上にモノ
シラン(SiH4)の熱分解による多結晶Si層(厚さ
:5000人)を形成し、次いで上記多結晶Si層をホ
トエツチングし、ゲートおよび可変抵抗部とする部分8
a,8b及び8Cを残して不要部を除去する。
前記可変抵抗部8Cに所望の抵抗値が得られるように抵
抗のイオン打込みを行なう。
例えばボロンイオンを50KeVのエネルギーでアクセ
プタ不純物濃度1014〜1015/d打込む。このボ
ロンイオン打込みは、マスクを使用せずに半導体基板全
面に行なうことができ、また可変抵抗部8Cのみを露出
するようなレジスト等のマスクを使用して行うこともで
きる。「)多結晶シリコン8a,8b及び゛8Cをマス
タとして、nチヤネルMOSFET形成用のソース及び
ドレイン領域部分の酸化膜7a.PチヤネルMOSFE
T形成用のソース及びドレイン領域部分の酸化膜7b及
びp型ウエル領域23上の酸化膜7Cをフツ酸と硝酸の
混合エツチ液でエツチング除去する。
z)半導体基板表面にCVD法により (VapOnD
epOsitiOn)SiO29を被着させ、次にpチ
ヤネルMOSFET形成部、すなわち多結晶シリコン8
bをゲート電極とする部分および抵抗の両端すなわち抵
抗の電極引き出し部分のCVDSiO29を選択的にエ
ツチングを行なう。
次にボロンナイトライドを不純物源とする拡散によつて
pチヤネルMOS形成部のソース領域10、ドレイン領
域ILP型ウエル領域23の電極取出し部24、及び可
変抵抗部8Cの両端部8c,,8c,をp型の高濃度不
純物領域とする。
(h)上記CVDSiO。
9をエツチング除去し、第2のCVDSiO。
l3をつけ、nチヤネルMOSFET形成部上のCVD
SiO。l3を選択エツチする。次にリン拡散によりn
チヤネルMOSFET形成部のソース領域14及びドレ
イン領域15形成し、同時に多結晶シリコン8aをNf
型にする。しかる後、第1図のように、上記CVDSi
O。l3を除去し、さらに全面に新らたなCVDSiO
。等の絶縁膜25を形成し、上記絶縁膜25をコンタク
トエツチし、次いで真空Al(アルミニウム)蒸着法及
びホトエツチ法により、ソース、ドレイン領域および抵
抗体のコンタクト部に接続する電極16,17,18,
19,20,21を設けると共に、電極取り出し部24
に電極22を設けることにより相補型MOS− IC装
置を完成する。上記実施例によると、以下の理由でその
目的を達成することができる。1 相補型MOSFET
を形成する半導体基板上にこの基板とは絶縁された状態
の抵抗体を構成することができる。
2nチャネルMOSFETのためのウエル領域6と同時
に形成されたウエル領域23を用いることができ、さら
にそのウエル領域23から抵抗体8c。
に適当なバイアス電圧を与えることにより上記抵抗体8
c。の抵抗値を所定の値と成すことができる。38c。
を形成する部分の絶縁膜7cをウエル領域23表面を酸
化した酸化膜とすることによつてその厚さ制御が容易と
なる。酸化膜7cの厚さが比較的正確になるので、領域
23から抵抗体8c。に加わるバイアス電圧を装置の製
造バラツキにかかわらずほぼ一定にすることができる。
4 不純物の導入を比較的高精度にできるイオン打ち込
み法によつて行なつた構成であるので、抵抗体8c。
の抵抗値を比較的正確に設定できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のICの断面図、第2図は上
記一実施例のICの要部断面図、第3図はV1をパラメ
ータにした抵抗体のID−VD特性曲線図、第4図a乃
至hは上記第1図のICの一部製造工程における断面図
である。 1 ・・・・・・ n型Si基板、5 ・・・・・・熱
酸化膜、6,23・・・・・・ P型ウエル領域、7a
,7b・・・・・・ゲート酸化膜、7c・・・・・・可
変抵抗部の熱酸化膜、8 ・・・・・・多結晶Si、8
a,8b・・・・・・多結晶Siゲート、8c。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 第1導電型の半導体基板の主面に形成された第2導
    電型の絶縁ゲート電界効果トランジスタと、上記半導体
    基板の主面に形成された第2導電型ウェル領域に形成さ
    れた第1導電型の絶縁ゲート電界効果トランジスタと、
    上記第2導電型ウェル領域と同時に形成され所定電位が
    与えられるウェル領域上に絶縁膜を介して形成された多
    結晶シリコン層とを含み、上記ウェル領域上の多結晶シ
    リコン層には、上記絶縁ゲート電界効果トランジスタの
    ソースもしくはドレイン領域の形成と同時に形成された
    高不純物濃度の端部領域が形成されてなり、上記ウェル
    領域上の多結晶シリコン層が上記ウェル領域に与えられ
    る所定電位により制御される抵抗素子とされてなること
    を特徴とする相補型MIS集積回路装置。
JP54045355A 1979-04-16 1979-04-16 相補型mis集積回路装置 Expired JPS5950226B2 (ja)

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JPS551179A JPS551179A (en) 1980-01-07
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