JPS6244820B2 - - Google Patents
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- JPS6244820B2 JPS6244820B2 JP56105877A JP10587781A JPS6244820B2 JP S6244820 B2 JPS6244820 B2 JP S6244820B2 JP 56105877 A JP56105877 A JP 56105877A JP 10587781 A JP10587781 A JP 10587781A JP S6244820 B2 JPS6244820 B2 JP S6244820B2
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/80—FETs having rectifying junction gate electrodes
Landscapes
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電界効果半導体装置に係り、特に絶縁
ゲート電界効果トランジスタを用いた集積回路内
に実現可能な、接合型電界効果トランジスタに関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to field effect semiconductor devices, and more particularly to junction field effect transistors that can be implemented in integrated circuits using insulated gate field effect transistors.
近年、デイジタル信号処理技術が急速に進歩し
ているが、多くの物理量及び人間の知覚可能な情
報はアナログ量であるため、信号処理の入出力部
分においてはアナログ回路及びアナログ−デイジ
タル変換回路が必要になる。デイジタル信号処理
回路は、膨大な数のトランジスタが必要なため、
集積度の高い絶縁ゲート電界効果半導体集積回路
(以下、MOS集積回路と称す)によつて実現する
ことが適当である。一方、アナログ回路は、今ま
でバイポーラ集積回路によつて可能であつた。し
かし、最近MOSアナログ回路技術が進歩した結
果、アナログ回路もMOS集積回路で実現できる
様になつた。そして、同一半導体チツプ上にアナ
ログ回路とデイジタル回路とを混在させたMOS
集積回路が実用化されつつある。しかしながら、
アナログ回路をMOSデバイスで実現する場合、
多くの問題が存在する。その一つに、スレシヨル
ド電圧の不安定性がある。スレシヨルド電圧の経
時変化は、アナログ回路の精度に関する信頼性を
低下させる。又、MOSトランジスタは一般にゲ
ート破壊に弱い。これは、トランジスタのゲート
を直接外部端子に接続することの多いアナログ回
路にとつて不利である。さらに、MOSトランジ
スタは1/f雑音が著しく大きく、一般にマイク
ロボルトオーダの低周波信号を取扱うことができ
ない。 Digital signal processing technology has progressed rapidly in recent years, but since many physical quantities and information that humans can perceive are analog quantities, analog circuits and analog-to-digital conversion circuits are required in the input/output part of signal processing. become. Digital signal processing circuits require a huge number of transistors, so
It is appropriate to realize this using a highly integrated insulated gate field effect semiconductor integrated circuit (hereinafter referred to as a MOS integrated circuit). On the other hand, analog circuits have hitherto been possible with bipolar integrated circuits. However, as a result of recent advances in MOS analog circuit technology, it has become possible to implement analog circuits using MOS integrated circuits. MOS that mixes analog and digital circuits on the same semiconductor chip
Integrated circuits are being put into practical use. however,
When realizing analog circuits with MOS devices,
There are many problems. One of them is the instability of the threshold voltage. Changes in threshold voltage over time reduce confidence in the accuracy of analog circuits. Furthermore, MOS transistors are generally susceptible to gate breakdown. This is disadvantageous for analog circuits in which the gate of a transistor is often directly connected to an external terminal. Furthermore, MOS transistors have extremely large 1/f noise and generally cannot handle low frequency signals on the order of microvolts.
本発明の目的は、この上記の欠点がない電界効
果半導体装置を提供することにある。すなわち、
本発明の目的は、アナログ回路の入力端子として
優れている接合型電界効果トランジスタ(以下、
JFETと称す)をMOS集積回路に作り込んだ電界
効果半導体装置の提供にある。 It is an object of the present invention to provide a field effect semiconductor device which is free from the above-mentioned drawbacks. That is,
An object of the present invention is to provide a junction field effect transistor (hereinafter referred to as
The purpose of the present invention is to provide a field-effect semiconductor device in which a MOS integrated circuit (JFET) is built into a MOS integrated circuit.
本発明の特徴は、一導電型の半導体基板の一主
面に複数の逆導電型領域が形成され、少なくとも
隣接する2個のこれら逆導電型領域が各々隣接す
る部分で重なり合い、この重なり合つた部分は他
の部分より浅く形成され、この重なり合つた部分
に前記一導電型の半導体基板に達しない深さの一
導電型高濃度不純物領域が形成されている電界効
果半導体装置にある。そして、隣接する2個の逆
導電型領域内に逆導電型高濃度不純物領域が形成
されており、この領域を各々ソース及びドレイ
ン、一導電型高濃度不純物領域をゲートとして用
いることが好ましい。すなわち本発明の特徴は、
例えば、相補型MOS集積回路において、第1導
電型(n型)のMOSトランジスタを実現するた
めに、第1導電型(n型)の半導体基板の一主面
に設けられた第2導電型の拡散層(Pウエル)が
形成されていることと、複数個からなるそれらの
拡散層が、それらの拡散層接合深さの2倍よりも
狭い間隔で配置されていることと、それらの複数
個の拡散層が、押込み拡散時における横方向拡散
によつて部分的に重なり合い、それらの拡散層接
合深さよりも浅い接合がその重なり合つた領域に
形成されていることと、この浅い接合上に、この
浅い接合よりも浅い第1導電型の高濃度拡散層
(n+SD拡散層)が形成されていることと、この浅
い第1導電型の高濃度拡散層をはさみ、それらの
第2導電型拡散層(Pウエル)内に、これらの第
2導電型拡散層接合よりも浅い第2導電型高濃度
拡散層(P+SD拡散層)が少くとも2個形成され
ていることを含み、この第1導電型高濃度拡散層
(n+SD拡散層)をゲート、第2導電型高濃度拡散
層(P+SD拡散層)をソース又はドレインとして
用いる接合型電界効果トランジスタにある。 A feature of the present invention is that a plurality of regions of opposite conductivity type are formed on one main surface of a semiconductor substrate of one conductivity type, and at least two adjacent regions of opposite conductivity type overlap each other in adjacent portions, and this overlapping In the field effect semiconductor device, one part is formed shallower than another part, and a high concentration impurity region of one conductivity type is formed in this overlapping part to a depth that does not reach the semiconductor substrate of one conductivity type. It is preferable that opposite conductivity type high concentration impurity regions are formed in two adjacent opposite conductivity type regions, and these regions are used as a source and drain, respectively, and one conductivity type high concentration impurity region is used as a gate. In other words, the features of the present invention are:
For example, in a complementary MOS integrated circuit, in order to realize a first conductivity type (n type) MOS transistor, a second conductivity type MOS transistor provided on one principal surface of a first conductivity type (n type) semiconductor substrate is used. A diffusion layer (P-well) is formed, a plurality of these diffusion layers are arranged at an interval narrower than twice the junction depth of those diffusion layers, and The diffusion layers of partially overlap each other due to lateral diffusion during indentation diffusion, and a junction shallower than the junction depth of these diffusion layers is formed in the overlapping region, and on this shallow junction, A first conductivity type high concentration diffusion layer (n + SD diffusion layer) shallower than this shallow junction is formed, and a second conductivity type At least two second conductivity type high concentration diffusion layers (P + SD diffusion layers) shallower than these second conductivity type diffusion layer junctions are formed in the diffusion layer (P well), and this A junction field effect transistor uses a first conductivity type high concentration diffusion layer (n + SD diffusion layer) as a gate and a second conductivity type high concentration diffusion layer (P + SD diffusion layer) as a source or drain.
以下、本発明の一実施例について、図面を用い
て説明する。本発明は、特に相補型MOS(以
下、CMOSと称す)プロセスと適合するため、以
下、CMOS集積回路内にJFETを実現する例につ
いて述べる。CMOS製造プロセスにも色々ある
が、ここでは標準的なn型シリコン基板にPウエ
ルを作る方式のシリコンゲートプロセスを例に説
明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Since the present invention is particularly compatible with complementary MOS (hereinafter referred to as CMOS) processes, an example of implementing a JFET in a CMOS integrated circuit will be described below. There are various CMOS manufacturing processes, but here we will use a silicon gate process that creates a P-well on a standard n-type silicon substrate as an example.
第1図は、n型シリコン基板1に形成されたP
ウエル2内に作られているJFETを示す。こここ
に3及び5は、PチヤンネルMOSトランジタの
ソース・ドレイン領域を形成するP+型拡散層
で、4はnチヤンネルMOSトランジスタのソー
ス・ドレイン領域を形成するn+型拡散層であ
る。JFETとして動作するためには、P+型拡散層
3及び5をソース及びドレインとし、n+型拡散
層4をゲートとして用いる。チヤンネル領域は
n+拡散層4の下部6の部分である。第1図の構
造のJFETは、CMOSプロセスに何の変更を与え
ることなく実現できるが、良好な電気的特性を得
ることはできない。それは、Pウエルの接合深さ
が数μm乃至10μm程度と大きく、しかもn+拡
散層深さが0.5μm乃至1μm程度である為、チ
ヤンネル深さが大きくなつてしまうからである。 FIG. 1 shows P formed on an n-type silicon substrate 1.
The JFET fabricated in well 2 is shown. Here, 3 and 5 are P + -type diffusion layers forming the source/drain regions of the P-channel MOS transistor, and 4 is an n + -type diffusion layer forming the source/drain regions of the N-channel MOS transistor. In order to operate as a JFET, the P + type diffusion layers 3 and 5 are used as the source and the drain, and the N + type diffusion layer 4 is used as the gate. The channel area is
This is the lower part 6 of the n + diffusion layer 4. Although the JFET having the structure shown in FIG. 1 can be realized without making any changes to the CMOS process, good electrical characteristics cannot be obtained. This is because the junction depth of the P well is large, on the order of several μm to 10 μm, and the depth of the n + diffusion layer is on the order of 0.5 μm to 1 μm, resulting in a large channel depth.
そこで、チヤンネル深さを浅くするために、P
ウエル押込み拡散における横方向拡散を利用す
る。すなわち、複数個のPウエルを近接させて置
き、横方向拡散で部分的に重なり合う様にする。
この様子を第2図に示す。ここに7はPウエルの
拡散窓である。横方向拡散によつて8の部分で二
つのPウエル2,2′が重なる。Pウエルの重な
り部分8ではPウエルの接合が浅くなつており、
もしこの部分をJFETのチヤンネルとして用いる
ならば、深いPウエルを用いても浅いチヤンネル
深さを実現することができる。 Therefore, in order to reduce the channel depth, P
Utilizes lateral diffusion in well-pushing diffusion. That is, a plurality of P-wells are placed close to each other and partially overlapped by lateral diffusion.
This situation is shown in FIG. Here, 7 is the diffusion window of the P-well. The two P-wells 2, 2' overlap at a portion 8 due to lateral diffusion. In the P-well overlap part 8, the P-well junction becomes shallower.
If this part is used as a JFET channel, a shallow channel depth can be achieved even if a deep P-well is used.
第3図は、第2図に示した原理を用いて実現さ
れたJFETの構造を示す。Pウエエル2,2′が
重なる部分9がチヤンネル領域となる様にゲート
領域11を形成する。ゲート領域11は、nチヤ
ンネルMOSトランジスタのソース、ドレイン領
域と同時に作ることができる。JFETのソース及
びドレイン領域10,12は、Pチヤンネル
MOSトランジスタのソース、ドレイン領域と同
時に作ることができる。この様に、本実施例によ
るJFETは、通常のCMOSプロセスに何一つ付け
加えることなく、CMOS LSI中に作ることがで
きる。 FIG. 3 shows the structure of a JFET realized using the principle shown in FIG. A gate region 11 is formed so that a portion 9 where the P wells 2 and 2' overlap becomes a channel region. The gate region 11 can be formed at the same time as the source and drain regions of the n-channel MOS transistor. The source and drain regions 10 and 12 of the JFET are P channel
It can be made at the same time as the source and drain regions of a MOS transistor. In this way, the JFET according to this embodiment can be fabricated in a CMOS LSI without adding anything to the normal CMOS process.
本実施例におけるチヤンネル深さは、第2図の
Pウエル拡散用窓7,7′の間隔と、Pウエルの
接合深さによつて一義的に決定される。Pウエル
の間隔はフオトリソグラフイーの精度で決まる
が、今日の技術レベルでは+0.5μm程度の精度
を実現することは容易である。又、Pウエル拡散
はイオン注入と高温押込み拡散とで行なわれる
が、接合深さの再現性はきわめて良い。従つて、
浅いチヤンネル深さを再現性良く実現できる。 The channel depth in this embodiment is uniquely determined by the interval between the P-well diffusion windows 7 and 7' shown in FIG. 2 and the junction depth of the P-well. The spacing between the P-wells is determined by the accuracy of photolithography, and with today's technological level it is easy to achieve an accuracy of about +0.5 μm. Further, although P-well diffusion is performed by ion implantation and high-temperature indentation diffusion, the reproducibility of the junction depth is extremely good. Therefore,
Shallow channel depth can be achieved with good reproducibility.
第1図は従来のJFETの構造を示す断面図、第
2図は本発明実施例の製造工程を説明するための
断面図、第3図は本発明実施例によるJFETを説
明するための素子断面図である。
なお、図において、1……n型シリコン基板、
2,2′……Pウエル、3……P+ソース(ドレイ
ン)領域、4……n+ゲート領域、5……P+ドレ
イン(ソース)領域、6……チヤンネル領域、
7,7′……Pウエル拡散用窓、8……Pウエル
の重なり部分、9……浅いチヤンネル領域、10
……P+ソース(ドレイン)領域、11……n+ゲ
ート領域、12……P+ドレイン(ソース)領
域、である。
Fig. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional JFET, Fig. 2 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of an embodiment of the present invention, and Fig. 3 is a cross-sectional view of a JFET according to an embodiment of the present invention. It is a diagram. In addition, in the figure, 1... n-type silicon substrate,
2, 2'...P well, 3...P + source (drain) region, 4...n + gate region, 5...P + drain (source) region, 6...channel region,
7, 7'...P-well diffusion window, 8...P-well overlapping portion, 9...shallow channel region, 10
...P + source (drain) region, 11 ... n + gate region, 12 ... P + drain (source) region.
Claims (1)
チヤネル領域を有する第1の絶縁ゲート型トラン
ジスタが形成され、前記半導体基板の前記一主面
に同じ深さを有する複数の逆導電型領域が形成さ
れ、前記逆導電型領域の所定のものに前記一導電
型のチヤネル領域を有する第2の絶縁ゲート型ト
ランジスタが形成され、前記逆導電型領域のうち
他の2個は互いに隣接し、この隣接した部分で重
なり合い、該重なり合つた部分は他の部分より浅
く形成され、該重なり合つた部分に前記一導電型
の半導体基板に達しない深さの一導電型高濃度不
純物領域が形成されており、前記2個の逆導電型
領域と前記一導電型高濃度不純物領域とで接合型
トランジスタを構成していることを特徴とする電
界効果半導体装置。1. A first insulated gate transistor having a channel region of an opposite conductivity type is formed on one main surface of a semiconductor substrate of one conductivity type, and a plurality of opposite conductivity types having the same depth are formed on the one main surface of the semiconductor substrate. a second insulated gate transistor having a channel region of one conductivity type is formed in a predetermined one of the opposite conductivity type regions, and the other two of the opposite conductivity type regions are adjacent to each other. , the adjacent portions overlap, the overlapping portion is formed shallower than the other portions, and a high concentration impurity region of one conductivity type is formed in the overlapping portion to a depth that does not reach the semiconductor substrate of the one conductivity type. A field effect semiconductor device characterized in that the two regions of opposite conductivity type and the high concentration impurity region of one conductivity type constitute a junction transistor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56105877A JPS587880A (en) | 1981-07-07 | 1981-07-07 | Field effect semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56105877A JPS587880A (en) | 1981-07-07 | 1981-07-07 | Field effect semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS587880A JPS587880A (en) | 1983-01-17 |
| JPS6244820B2 true JPS6244820B2 (en) | 1987-09-22 |
Family
ID=14419159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56105877A Granted JPS587880A (en) | 1981-07-07 | 1981-07-07 | Field effect semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS587880A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0356734Y2 (en) * | 1985-12-09 | 1991-12-20 | ||
| KR100451758B1 (en) * | 1998-11-05 | 2004-12-17 | 주식회사 하이닉스반도체 | Pattern for testing soi device and method forming the same |
| JP2022065976A (en) * | 2020-10-16 | 2022-04-28 | ローム株式会社 | Semiconductor device and manufacturing method for the same |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57128979A (en) * | 1981-02-02 | 1982-08-10 | Jido Keisoku Gijutsu Kenkiyuukumiai | Manufacture of junction type field-effect transistor |
-
1981
- 1981-07-07 JP JP56105877A patent/JPS587880A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS587880A (en) | 1983-01-17 |
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