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JP2000012789A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

Info

Publication number
JP2000012789A
JP2000012789A JP10170413A JP17041398A JP2000012789A JP 2000012789 A JP2000012789 A JP 2000012789A JP 10170413 A JP10170413 A JP 10170413A JP 17041398 A JP17041398 A JP 17041398A JP 2000012789 A JP2000012789 A JP 2000012789A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diffusion layer
conductivity type
well
type
type well
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.)
Pending
Application number
JP10170413A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Inoue
征宏 井上
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics 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 Matsushita Electronics Corp filed Critical Matsushita Electronics Corp
Priority to JP10170413A priority Critical patent/JP2000012789A/en
Publication of JP2000012789A publication Critical patent/JP2000012789A/en
Pending legal-status Critical Current

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a well boundary, where a high breakdown voltage CMOSFET is formed, to be improved in breakdown voltage. SOLUTION: At least either of an N-type diffused layer 61 and a P-type diffused layer 74 which are formed at the same time with the offset source/drain diffused layers of a high breakdown voltage FET is formed apart from a boundary between an N-type well 2 and a P-type well 3 in a high-breakdown voltage CMOS semiconductor integrated circuit. With this setup, an electric field is restrained from concentrating on a well boundary, whereby a well boundary can be enhanced in the breakdown voltage.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関す
るものであり、特に、高耐圧素子が形成される半導体基
板部分の構造に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a structure of a semiconductor substrate on which a high breakdown voltage element is formed.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置(半導体集積回路装置)にお
いては、その高集積化および高速化とともに、その用途
の多様化が進んでいる。そして、同一の半導体チップ上
に一般論理回路に使用される電圧で駆動するCMOSト
ランジスタ(以下FETと記述する)と高耐圧MOSF
ETとを並設する大規模半導体集積回路装置が実用化さ
れている。たとえば、液晶の駆動に用いられる半導体装
置では、半導体チップから外部への出力端子に接続する
周辺回路に高耐圧MOSFETが用いられ、半導体チッ
プ内部領域にこの高耐圧MOSFETを制御する低電圧
動作の集積度の高い回路を構成するCMOSFETが形
成される。
2. Description of the Related Art Semiconductor devices (semiconductor integrated circuit devices) have been diversified in use as their integration and speed have increased. A CMOS transistor (hereinafter referred to as an FET) driven by a voltage used for a general logic circuit and a high voltage MOSF on the same semiconductor chip.
A large-scale semiconductor integrated circuit device in which an ET and a ET are juxtaposed has been put to practical use. For example, in a semiconductor device used for driving a liquid crystal, a high breakdown voltage MOSFET is used in a peripheral circuit connected to an output terminal from a semiconductor chip to the outside, and a low voltage operation integrated to control the high breakdown voltage MOSFET is provided in an area inside the semiconductor chip. A CMOSFET forming a high-level circuit is formed.

【0003】このような半導体装置に使用される高耐圧
CMOSFET形成領域の構造について、図5に基づい
て説明する。ここで、図5(a)は、高耐圧CMOSF
ETを形成した部分のパターンレイアウトを示す平面図
であり、図5(b)は、図5(a)に示すA−Bで切断
した断面図である。左半分に高耐圧のPチャンネルMO
SFET、右半分に同じく高耐圧のNチャンネルMOS
FETが形成されている。
The structure of a high breakdown voltage CMOSFET forming region used in such a semiconductor device will be described with reference to FIG. Here, FIG. 5A shows a high breakdown voltage CMOSF.
FIG. 5B is a plan view showing a pattern layout of a portion where the ET is formed, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along a line AB shown in FIG. High breakdown voltage P channel MO on left half
SFET, N-channel MOS with high breakdown voltage on the right half
An FET is formed.

【0004】図5において、1は導電型がP型のシリコ
ン基板、2はP型シリコン基板1に形成されたN型ウエ
ル、3はP型シリコン基板1に形成されたP型ウエルで
あり、P型シリコン基板1の表面には、いわゆるLOC
OS法によって素子分離を兼ねる厚いLOCOS酸化膜
8が形成されている。
In FIG. 5, reference numeral 1 denotes a P-type silicon substrate, 2 denotes an N-type well formed on a P-type silicon substrate 1, 3 denotes a P-type well formed on a P-type silicon substrate 1, The surface of the P-type silicon substrate 1 has a so-called LOC
A thick LOCOS oxide film 8 also serving as element isolation is formed by the OS method.

【0005】PチャンネルMOSFET部分において、
14はN型ウエル2の表面に形成されたゲート絶縁膜で
あり、このゲート絶縁膜14上にゲート電極15が形成
されている。またN型ウエル2の表面のゲート電極15
の両側には、P型ドレイン拡散層18とP型ソース拡散
層19が形成されている。これら拡散層18,19はい
ずれも高不純物濃度である。また7はP型オフセット拡
散層であり、高耐圧PチャンネルMOSFETではこの
P型オフセット拡散層7を通じてソース・ドレイン間に
電流が流れるようになっている。
In the P-channel MOSFET part,
Reference numeral 14 denotes a gate insulating film formed on the surface of the N-type well 2, and a gate electrode 15 is formed on the gate insulating film 14. The gate electrode 15 on the surface of the N-type well 2
A P-type drain diffusion layer 18 and a P-type source diffusion layer 19 are formed on both sides. Each of these diffusion layers 18 and 19 has a high impurity concentration. Reference numeral 7 denotes a P-type offset diffusion layer, and a current flows between a source and a drain through the P-type offset diffusion layer 7 in a high-breakdown-voltage P-channel MOSFET.

【0006】また、高耐圧のNチャンネルMOSFET
も同様の構造である。すなわち、16はN型ドレイン拡
散層、17はN型ソース拡散層、6はN型オフセット拡
散層であって、このN型オフセット拡散層6を通じてソ
ース・ドレイン間に電流が流れるようになっている。
Also, a high breakdown voltage N-channel MOSFET
Has a similar structure. That is, 16 is an N-type drain diffusion layer, 17 is an N-type source diffusion layer, 6 is an N-type offset diffusion layer, and a current flows between the source and the drain through the N-type offset diffusion layer 6. .

【0007】また、PチャンネルMOSFETの周囲を
囲むようにN型ガードバンド拡散層4がN型ウエル2の
表面に形成され、NチャンネルMOSFETの周囲を囲
むようにP型ガードバンド拡散層5がP型ウエル3の表
面に形成されており、これらガードバンド拡散層4,5
は、このCMOSFET領域でのラッチアップを防止す
るとともに各ウエル電位を与えるための電極ともなって
いる。そしてLOCOS酸化膜8の下には、N型オフセ
ット拡散層6の工程を用いて同時に形成される拡散層6
1、62、63およびP型オフセット拡散層7の工程を
用いて同時に形成される拡散層71、72、73が存在
する。特に拡散層61、71は両ウエル境界に形成され
接合を形成している。これら拡散層61〜63および7
1〜73は、LOCOS酸化膜8下にチャンネルがで
き、各MOSFETのソース・ドレイン間リークやMO
SFET間リークを防止するチャンネルストップの役目
を果たしている。図5には示していないが、完成した高
耐圧CMOSFETには、LOCOS酸化膜8上を跨い
でソース・ゲート・ドレインなどに接続するアルミニウ
ム(AL)配線が配置され、このAL配線には数十Vの
電圧が印加されるので、チャンネルストップがないと極
めて容易にLOCOS酸化膜8下のシリコン基板表面が
反転し、リーク電流が流れることになる。このような理
由で高耐圧素子にはチャンネルストップは必要不可欠な
ものである。
An N-type guard band diffusion layer 4 is formed on the surface of the N-type well 2 so as to surround the periphery of the P-channel MOSFET, and a P-type guard band diffusion layer 5 is formed so as to surround the periphery of the N-channel MOSFET. The guard band diffusion layers 4 and 5 are formed on the surface of the mold well 3.
Are also electrodes for preventing latch-up in the CMOSFET region and for applying each well potential. Under the LOCOS oxide film 8, a diffusion layer 6 formed simultaneously using the process of the N-type offset diffusion layer 6 is formed.
There are diffusion layers 71, 72, 73 formed simultaneously using the steps of 1, 62, 63 and the P-type offset diffusion layer 7. Particularly, the diffusion layers 61 and 71 are formed at the boundary between both wells to form a junction. These diffusion layers 61 to 63 and 7
Channels 1 to 73 have a channel under the LOCOS oxide film 8 and have a leak between the source and drain of each MOSFET and MO.
It serves as a channel stop for preventing leakage between SFETs. Although not shown in FIG. 5, in the completed high breakdown voltage CMOSFET, an aluminum (AL) wiring connecting to the source, gate, drain and the like over the LOCOS oxide film 8 is arranged. Since a voltage of V is applied, the surface of the silicon substrate under the LOCOS oxide film 8 is very easily inverted without a channel stop, and a leak current flows. For these reasons, a channel stop is indispensable for a high breakdown voltage element.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高耐圧
CMOSFETではソース・ドレインに数十V〜100
V前後の電圧を印加して駆動するのが普通であって、C
MOSFETを用いた回路構成によっては、このために
ウエル電位を与えるN型ガードバンド拡散層4あるいは
P型ガードバンド拡散層5にも同程度の高電圧を印加す
ることがほとんどである。
However, in a high breakdown voltage CMOSFET, several tens of volts to 100
It is normal to drive by applying a voltage of about V, and C
Depending on the circuit configuration using MOSFETs, almost the same high voltage is applied to the N-type guard band diffusion layer 4 or the P-type guard band diffusion layer 5 that gives a well potential.

【0009】従来の高耐圧CMOSFETを有する半導
体装置のウエル境界構造ではN型ガードバンド拡散層
4、もしくはP型ガードバンド拡散層5のいずれかに高
電圧が印加された場合、表面濃度は、通常N型ウエル2
が1.5×1015/cm3、P型ウエル3が1.0×1
15/cm3程度であるが、両ウエルと境界を接する拡
散層61が約4.0×1016/cm3、拡散層が71が
4.0×1016/cm3と濃度が高いために、拡散層6
1と拡散層71の接合部に電界が集中し高電界部がで
き、ウエル2,3間の耐圧は実使用上十分余裕を持って
対応できるものではなかった。拡散層61,71の不純
物濃度は上記したチャンネルリークを防止するという理
由で必要であり低減させることはできない。以上のよう
に従来の技術では課題が存在する。
In the well boundary structure of a conventional semiconductor device having a high breakdown voltage CMOSFET, when a high voltage is applied to either the N-type guard band diffusion layer 4 or the P-type guard band diffusion layer 5, the surface concentration is usually N-type well 2
1.5 × 10 15 / cm 3 , P-type well 3 1.0 × 1
It is about 0 15 / cm 3 , but the diffusion layer 61 bordering both wells has a high concentration of about 4.0 × 10 16 / cm 3 and the diffusion layer 71 has a high concentration of 4.0 × 10 16 / cm 3. And the diffusion layer 6
The electric field is concentrated at the junction between the first layer and the diffusion layer 71 to form a high electric field portion, and the breakdown voltage between the wells 2 and 3 cannot be handled with sufficient margin in practical use. The impurity concentration of the diffusion layers 61 and 71 is necessary and cannot be reduced because the above-described channel leak is prevented. As described above, the conventional technique has a problem.

【0010】本発明は、このような半導体装置におい
て、高耐圧CMOSFETが形成されたウエル境界部の
耐圧を向上させることを目的とする。
An object of the present invention is to improve the breakdown voltage of a well boundary where a high breakdown voltage CMOSFET is formed in such a semiconductor device.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置にお
いては、第一導電型基板表面に、第一導電型ウエルと第
二導電型ウエルの少なくとも一部が相互に接して形成さ
れ、前記第一導電型ウエルの表面領域には、前記第一導
電型ウエルより高不純物濃度の第一拡散層を有し、前記
第二導電型ウエルの表面領域には、前記第二導電型ウエ
ルより高不純物濃度の第二拡散層を有し、前記第一拡散
層および前記第二拡散層の両方が、前記第一導電型ウエ
ルおよび前記第二導電型ウエルが接する境界の同一部分
で接することなく形成されていることを特徴としたもの
である。
In a semiconductor device according to the present invention, at least a portion of a first conductivity type well and a portion of a second conductivity type well are formed on a surface of a first conductivity type substrate so as to be in contact with each other. The surface region of the one conductivity type well has a first diffusion layer having a higher impurity concentration than the first conductivity type well, and the surface region of the second conductivity type well has a higher impurity concentration than the second conductivity type well. A second diffusion layer having a concentration, wherein both the first diffusion layer and the second diffusion layer are formed without being in contact at the same portion of a boundary where the first conductivity type well and the second conductivity type well are in contact with each other. It is characterized by having.

【0012】この本発明によれば、高耐圧CMOSFE
Tが形成されたウエル境界部の耐圧を向上させた半導体
装置が得られる。
According to the present invention, a high breakdown voltage CMOSFE
A semiconductor device having an improved withstand voltage at the well boundary where T is formed can be obtained.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、第一導電型基板表面に、第一導電型ウエルと第二導
電型ウエルの少なくとも一部が相互に接して形成され、
前記第一導電型ウエルの表面領域には、前記第一導電型
ウエルより高不純物濃度の第一拡散層を有し、前記第二
導電型ウエルの表面領域には、前記第二導電型ウエルよ
り高不純物濃度の第二拡散層を有し、前記第一拡散層お
よび前記第二拡散層の両方が、前記第一導電型ウエルお
よび前記第二導電型ウエルが接する境界の同一部分で接
することなく形成されていることを特徴としたものであ
り、第一導電型ウエルと第二導電型ウエルの境界部に形
成されるべき第一導電型拡散層、第二導電型拡散層の少
なくとも一方を、ウエルの境界から離間して設けたこと
により、両ウエル境界の一方は少なくともウエル自体の
低不純物濃度となることから、ガードバンド拡散層に高
電圧を印加した場合におけるウエル境界での電界集中が
緩和され、耐圧が向上するという作用を有する。
According to the first aspect of the present invention, at least a part of a first conductivity type well and a second conductivity type well are formed on a surface of a first conductivity type substrate,
The surface region of the first conductivity type well has a first diffusion layer having a higher impurity concentration than the first conductivity type well, and the surface region of the second conductivity type well has a higher concentration than the second conductivity type well. It has a second diffusion layer of high impurity concentration, without contacting both the first diffusion layer and the second diffusion layer at the same portion of the boundary where the first conductivity type well and the second conductivity type well contact It is characterized by being formed, the first conductivity type diffusion layer to be formed at the boundary between the first conductivity type well and the second conductivity type well, at least one of the second conductivity type diffusion layer, By providing a distance from the well boundary, at least one of the well boundaries has a low impurity concentration at least in the well itself, so that the electric field concentration at the well boundary when a high voltage is applied to the guard band diffusion layer is reduced. And withstand pressure It has the effect that above.

【0014】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の発明であって、前記第一導電型ウエルと前記第二導電
型ウエルには、それぞれ高耐圧素子が形成されているこ
とを特徴としたものであり、高耐圧素子に電圧を印加し
た際のウエル間耐圧が、従来と比較して向上するという
作用を有する。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, a high breakdown voltage element is formed in each of the first conductivity type well and the second conductivity type well. This has the effect that the inter-well breakdown voltage when a voltage is applied to the high breakdown voltage element is improved as compared with the conventional case.

【0015】請求項3に記載の発明は、請求項1または
請求項2に記載の発明であって、前記第一拡散層は、前
記第一導電型ウエルと同一導電型であり、前記第二拡散
層は、第二導電型ウエルと同一導電型であることを特徴
としたものであり、チャンネルストップの役目を果たす
という作用を有する。
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or claim 2, wherein the first diffusion layer has the same conductivity type as the first conductivity type well, and The diffusion layer is characterized by having the same conductivity type as the second conductivity type well, and has the function of serving as a channel stop.

【0016】請求項4に記載の発明は、第一導電型基板
表面に第二導電型ウエルが形成され、第一導電型基板と
第二導電型ウエルにはそれぞれ高耐圧素子が形成され、
前記第一導電型基板の表面領域には、第一導電型基板よ
り高不純物濃度でかつ前記第一導電型の第一拡散層を有
し、前記第二導電型ウエルの表面領域には、前記第二導
電型ウエルより高不純物濃度でかつ第二導電型の第二拡
散層を有し、前記第一拡散層および前記第二拡散層の両
方が、前記第二導電型ウエルの境界の同一部分で接する
ことなく形成されていることを特徴としたものであり、
第一拡散層および第二拡散層の両方が、第二導電型ウエ
ルの境界の同一部分で接することなく形成されているこ
とにより、両ウエル境界の一方は少なくともウエル自体
の低不純物濃度となることから、高耐圧素子に高電圧を
印加した場合におけるウエル境界での電界集中が緩和さ
れ、耐圧が向上するという作用を有する。
According to a fourth aspect of the present invention, a second conductivity type well is formed on the surface of the first conductivity type substrate, and a high breakdown voltage element is formed on each of the first conductivity type substrate and the second conductivity type well.
In the surface region of the first conductivity type substrate, the first conductivity type substrate has a higher impurity concentration and has a first diffusion layer of the first conductivity type, the surface region of the second conductivity type well, the A second diffusion layer having a higher impurity concentration than the second conductivity type well and a second conductivity type, wherein both the first diffusion layer and the second diffusion layer are located at the same portion of a boundary of the second conductivity type well; It is characterized by being formed without contact with
Since both the first diffusion layer and the second diffusion layer are formed without contact at the same portion of the boundary of the second conductivity type well, one of both well boundaries has at least a low impurity concentration of the well itself. This has the effect of reducing the electric field concentration at the well boundary when a high voltage is applied to the high withstand voltage element, and improving the withstand voltage.

【0017】以下、本発明の実施の形態を図面に基づい
て説明する。なお、従来例の図5の構成と同一の構成に
は同一の符号を付して説明を省略する。図1は、本発明
の実施の形態における高耐圧CMOSFETを有する半
導体装置のPウエル−Nウエル境界の断面構造図であ
る。この図は図5における拡散層61,71を含むウエ
ル境界部分に対応したものである。また、図1に示す部
分以外の、高耐圧CMOSFETが存在する部分の構造
は図5と同一である。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same components as those of the conventional example shown in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. FIG. 1 is a sectional structural view of a P-well / N-well boundary of a semiconductor device having a high breakdown voltage CMOSFET according to an embodiment of the present invention. This diagram corresponds to the well boundary portion including the diffusion layers 61 and 71 in FIG. Further, the structure of the portion other than the portion shown in FIG. 1 where the high breakdown voltage CMOSFET exists is the same as that of FIG.

【0018】本実施の形態において、P型シリコン基板
1に形成されたN型ウエル2の濃度を1.5×1015
cm3、P型ウエル3の濃度を1.0×1015/cm3
している。また、N型ガードバンド拡散層4とP型ガー
ドバンド拡散層5の濃度をそれぞれ2.0×1020/c
3、5.0×1019/cm3としている。この濃度は、
図示していない高耐圧CMOSFETのソース・ドレイ
ンと同程度である。
In this embodiment, the concentration of the N-type well 2 formed on the P-type silicon substrate 1 is set to 1.5 × 10 15 /
cm 3 and the concentration of the P-type well 3 are set to 1.0 × 10 15 / cm 3 . Further, the concentration of each of the N-type guard band diffusion layer 4 and the P-type guard band diffusion layer 5 is set to 2.0 × 10 20 / c.
m 3 , 5.0 × 10 19 / cm 3 . This concentration is
It is about the same as the source / drain of a high breakdown voltage CMOSFET not shown.

【0019】また素子分離用のLOCOS酸化膜8の膜
厚を約800nmとしており、その下のN型ウエル2と
P型ウエル3の領域に主としてチャンネルストップの役
割を果たす、不純物濃度が約4.0×1016/cm3
N型拡散層61と、同じく約4.0×1016/cm3
P型拡散層74が形成されている。これらN型拡散層6
1およびP型拡散層74の水平方向の幅は約6μm〜1
0μm程度である。ここで本実施の形態ではP型拡散層
74が、Nウエル2−Pウエル3の境界領域から約4μ
m離間して配置されていることが1つの特徴である。
The LOCOS oxide film 8 for element isolation has a thickness of about 800 nm, and the region of the N-type well 2 and the P-type well 3 under the LOCOS oxide film 8 mainly serves as a channel stop. An N-type diffusion layer 61 of 0 × 10 16 / cm 3 and a P-type diffusion layer 74 of about 4.0 × 10 16 / cm 3 are also formed. These N-type diffusion layers 6
1 and the P-type diffusion layer 74 have a width in the horizontal direction of about 6 μm to 1 μm.
It is about 0 μm. Here, in the present embodiment, the P-type diffusion layer 74 is approximately 4 μm from the boundary region between the N well 2 and the P well 3.
One feature is that they are arranged m apart.

【0020】このような配置にすれば、上記ウエル境界
において、Nウエル2側ではN型拡散層61がウエル境
界に接しているので約4.0×1016/cm3の濃度で
あるが一方、Pウエル3側ではPウエル3そのもの、す
なわち約1.0×1015/cm3の濃度にすることがで
きる。したがって、このように濃度を低減させる配置に
することによってウエル間耐圧を大幅に向上させること
ができる。実際、上記した従来の構成では、高耐圧FE
Tのドレイン領域に電圧を印加した際の耐圧は約100
Vであるのに対し、ウエル間耐圧は80〜90V程度で
低かったが、この実施の形態における配置を採用したと
ころ約160Vに向上した。
With this arrangement, the N-type diffusion layer 61 is in contact with the well boundary on the N-well 2 side at the N-well 2 side, so that the concentration is about 4.0 × 10 16 / cm 3. On the P well 3 side, the P well 3 itself, that is, a concentration of about 1.0 × 10 15 / cm 3 can be obtained. Therefore, the arrangement in which the concentration is reduced as described above can greatly improve the breakdown voltage between wells. In fact, in the conventional configuration described above, the high breakdown voltage FE
The withstand voltage when a voltage is applied to the drain region of T is about 100
In contrast to V, the breakdown voltage between wells was as low as about 80 to 90 V, but was increased to about 160 V when the arrangement in this embodiment was adopted.

【0021】なお、N型拡散層61やP型拡散層74は
図1の配置に限る必要はない。拡散層74とともに拡散
層61もウエル境界から数ミクロン離間した構造にして
も、拡散層61だけをウエル境界から離間し、拡散層7
4はウエル境界に接したままの構造にしても、ウエル境
界の両側、あるいは片側の不純物濃度が低減できるから
耐圧向上に効果を発揮するものである。また、拡散層6
1,74は、その端部が対向するウエル境界部分全てに
わたって離間させることが望ましいことはいうまでもな
い。
The N-type diffusion layer 61 and the P-type diffusion layer 74 need not be limited to the arrangement shown in FIG. Even if the diffusion layer 61 is separated from the well boundary by a few microns from the well boundary, the diffusion layer 74 is separated from the well boundary by the diffusion layer 74.
Reference numeral 4 is effective in improving the breakdown voltage since the impurity concentration on both sides or one side of the well boundary can be reduced even when the structure is kept in contact with the well boundary. The diffusion layer 6
Needless to say, it is desirable that the ends 74 are spaced over the entire well boundary portion where the ends thereof face each other.

【0022】次に図1に示した本発明の高耐圧CMOS
FETを有する半導体装置、特にウエル境界部分につい
てその製造方法を図2〜図4により説明する。まず、図
2(a)に示すように、P型シリコン基板1の表面にN
型ウエル2とP型ウエル3をイオン注入と熱処理により
形成する。
Next, the high breakdown voltage CMOS of the present invention shown in FIG.
A method of manufacturing a semiconductor device having an FET, particularly a well boundary portion, will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 2A, the surface of the P-type silicon
A mold well 2 and a P-type well 3 are formed by ion implantation and heat treatment.

【0023】次に、図2(b)に示すように、N型ウエ
ル2とP型ウエル3の表面に保護酸化膜9を成長させ、
さらに保護酸化膜9の表面にシリコン窒化膜10を成長
させる。
Next, as shown in FIG. 2B, a protective oxide film 9 is grown on the surfaces of the N-type well 2 and the P-type well 3,
Further, a silicon nitride film 10 is grown on the surface of the protective oxide film 9.

【0024】次に図2(c)に示すように、ガードバン
ドを形成すべき拡散層領域を形成するためにフォトレジ
ストパターン11を形成し、さらにフォトレジストパタ
ーン11をマスクとして、ドライエッチングを行い、シ
リコン窒化膜10の一部を除去する。
Next, as shown in FIG. 2C, a photoresist pattern 11 is formed to form a diffusion layer region in which a guard band is to be formed, and dry etching is performed using the photoresist pattern 11 as a mask. Then, a part of the silicon nitride film 10 is removed.

【0025】次に図3(a)に示すように、P型ウエル
3の領域を覆うように形成したフォトレジストパターン
12をマスクとしてN型ウエル2より高不純物濃度とな
るようにイオン注入を行い、N型拡散層61を形成す
る。この工程に於けるイオン注入で高耐圧NMOSFE
Tのオフセット拡散層も同時に形成される。
Next, as shown in FIG. 3A, ions are implanted so as to have a higher impurity concentration than the N-type well 2 using a photoresist pattern 12 formed so as to cover the region of the P-type well 3 as a mask. , An N-type diffusion layer 61 is formed. High voltage NMOSFE by ion implantation in this process
A T offset diffusion layer is also formed at the same time.

【0026】さらにフォトレジストパターン11を全て
除去した後、図3(b)に示すように、従来とは異な
り、N型ウエル2の領域を覆い、N型ウエル2とP型ウ
エル3の境界から、P型ウエル3側に約4μm延長され
たフォトレジストパターン13をマスクとして、P型ウ
エル3より高不純物濃度となるようにイオン注入を行
い、P型拡散層74を形成する。この工程で高耐圧PM
OSFETのオフセット拡散層が同時に形成される。拡
散層61,74に対するイオン注入の後、1000℃6
0分の熱処理が行われる。
After the photoresist pattern 11 is completely removed, as shown in FIG. 3B, unlike the conventional case, the region of the N-type well 2 is covered and the boundary between the N-type well 2 and the P-type well 3 is removed. Using the photoresist pattern 13 extended to the P-type well 3 side by about 4 μm as a mask, ions are implanted so as to have a higher impurity concentration than the P-type well 3 to form a P-type diffusion layer 74. In this process, high withstand pressure PM
The offset diffusion layer of the OSFET is formed at the same time. After the ion implantation into the diffusion layers 61 and 74, 1000 ° C.
A 0 minute heat treatment is performed.

【0027】このように本発明では、拡散層61,74
が高耐圧CMOSFETのオフセット拡散層と同時に形
成でき、工程数の少ない低コストの利点を損なうことを
回避できる。
As described above, according to the present invention, the diffusion layers 61 and 74 are provided.
Can be formed simultaneously with the offset diffusion layer of the high breakdown voltage CMOSFET, and the advantage of low cost with a small number of steps can be avoided.

【0028】さらにフォトレジストパターン13を除去
した後、図3(c)に示すように、N型拡散層61とP
型拡散層74を覆うように1000℃で選択的にLOC
OS酸化膜8を形成する。次にシリコン窒化膜10aを
除去後、図示していない高耐圧CMOSFETのゲート
絶縁膜およびゲート電極が形成され、その後、図4に示
すように、N型拡散層61より高不純物濃度のN型ガー
ドバンド拡散層4と、P型拡散層74より高不純物濃度
のP型ガードバンド拡散層6をマスク工程とイオン注入
と、その後の1100℃40分、1000℃10分の熱
処理により形成し、最後に保護酸化膜9を除去する。
After the photoresist pattern 13 is further removed, as shown in FIG.
Select LOC at 1000 ° C. to cover mold diffusion layer 74
An OS oxide film 8 is formed. Next, after removing the silicon nitride film 10a, a gate insulating film and a gate electrode of a high breakdown voltage CMOSFET (not shown) are formed. Thereafter, as shown in FIG. The band diffusion layer 4 and the P-type guard band diffusion layer 6 having a higher impurity concentration than the P-type diffusion layer 74 are formed by a masking process, ion implantation, and heat treatment at 1100 ° C. for 40 minutes and 1000 ° C. for 10 minutes. The protective oxide film 9 is removed.

【0029】なお、本実施の形態では、P型シリコン基
板で形成したが、N型基板を使用しても良い。また、P
型ウエル、N型ウエル両方を有する半導体装置の他、片
方のウエルだけを有する半導体装置にも有効であること
は明らかである。また、N型オフセット拡散層、P型オ
フセット拡散層の形成順は、限定しない。
In the present embodiment, a P-type silicon substrate is used, but an N-type substrate may be used. Also, P
It is apparent that the present invention is effective for a semiconductor device having only one well, in addition to a semiconductor device having both a well and an N-type well. The order of forming the N-type offset diffusion layer and the P-type offset diffusion layer is not limited.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ウエルの
境界部分でチャンネルストップとなるN型拡散層とP型
拡散層を離した構造とすることにより、工程数を増加さ
せることなく高耐圧CMOSFETを搭載した半導体集
積回路のウエル間の耐圧を大幅に向上させることができ
るという有利な効果が得られる。
As described above, according to the present invention, the structure in which the N-type diffusion layer and the P-type diffusion layer serving as the channel stop at the boundary of the well are separated from each other can be realized without increasing the number of steps. The advantageous effect that the withstand voltage between wells of a semiconductor integrated circuit having a withstand voltage CMOSFET can be greatly improved can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態における半導体装置の高耐
圧集積回路のウエル境界の断面構造図である。
FIG. 1 is a sectional structural view of a well boundary of a high-voltage integrated circuit of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】同半導体装置の高耐圧集積回路の製造工程を示
す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the high breakdown voltage integrated circuit of the semiconductor device.

【図3】同半導体装置の高耐圧集積回路の製造工程を示
す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing the high breakdown voltage integrated circuit of the semiconductor device.

【図4】同半導体装置の高耐圧集積回路の製造工程を示
す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing the high breakdown voltage integrated circuit of the semiconductor device.

【図5】従来の半導体装置のウエル境界を含む高耐圧集
積回路の断面構造図である。
FIG. 5 is a sectional structural view of a high-voltage integrated circuit including a well boundary of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 P型シリコン基板 2 N型ウエル 3 P型ウエル 4 N型ガードバンド拡散層 5 P型ガードバンド拡散層 6 N型オフセット拡散層 7 P型オフセット拡散層 8 LOCOS酸化膜 9 保護酸化膜 10 シリコン窒化膜 10a シリコン窒化膜 11 フォトレジストパターン 12 フォトレジストパターン 13 フォトレジストパターン 14 ゲート絶縁膜 15 ゲート電極 16 N型ドレイン拡散層 17 N型ソース拡散層 18 P型ドレイン拡散層 19 P型ソース拡散層 61,62,63 N型拡散層 71,72,73,74 P型拡散層 Reference Signs List 1 P-type silicon substrate 2 N-type well 3 P-type well 4 N-type guard band diffusion layer 5 P-type guard band diffusion layer 6 N-type offset diffusion layer 7 P-type offset diffusion layer 8 LOCOS oxide film 9 Protective oxide film 10 Silicon nitride Film 10a Silicon nitride film 11 Photoresist pattern 12 Photoresist pattern 13 Photoresist pattern 14 Gate insulating film 15 Gate electrode 16 N-type drain diffusion layer 17 N-type source diffusion layer 18 P-type drain diffusion layer 19 P-type source diffusion layer 61, 62, 63 N-type diffusion layer 71, 72, 73, 74 P-type diffusion layer

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第一導電型基板表面に、第一導電型ウエ
ルと第二導電型ウエルの少なくとも一部が相互に接して
形成され、 前記第一導電型ウエルの表面領域には、前記第一導電型
ウエルより高不純物濃度の第一拡散層を有し、 前記第二導電型ウエルの表面領域には、前記第二導電型
ウエルより高不純物濃度の第二拡散層を有し、 前記第一拡散層および前記第二拡散層の両方が、前記第
一導電型ウエルおよび前記第二導電型ウエルが接する境
界の同一部分で接することなく形成されていることを特
徴とする半導体装置。
At least a portion of a first conductivity type well and a second conductivity type well are formed on the surface of a first conductivity type substrate, and the surface region of the first conductivity type well includes the first conductivity type well. A first diffusion layer having a higher impurity concentration than the one conductivity type well; a second diffusion layer having a higher impurity concentration than the second conductivity type well in a surface region of the second conductivity type well; A semiconductor device, wherein both the one diffusion layer and the second diffusion layer are formed without contacting at the same portion of a boundary where the first conductivity type well and the second conductivity type well contact.
【請求項2】 前記第一導電型ウエルと前記第二導電型
ウエルには、それぞれ高耐圧素子が形成されていること
を特徴とする請求項1記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a high breakdown voltage element is formed in each of the first conductivity type well and the second conductivity type well.
【請求項3】 前記第一拡散層は、前記第一導電型ウエ
ルと同一導電型であり、前記第二拡散層は、第二導電型
ウエルと同一導電型であることを特徴とする請求項1ま
たは請求項2記載の半導体装置。
3. The method according to claim 1, wherein the first diffusion layer has the same conductivity type as the first conductivity type well, and the second diffusion layer has the same conductivity type as the second conductivity type well. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項4】 第一導電型基板表面に第二導電型ウエル
が形成され、 第一導電型基板と第二導電型ウエルにはそれぞれ高耐圧
素子が形成され、 前記第一導電型基板の表面領域には、第一導電型基板よ
り高不純物濃度でかつ前記第一導電型の第一拡散層を有
し、 前記第二導電型ウエルの表面領域には、前記第二導電型
ウエルより高不純物濃度でかつ第二導電型の第二拡散層
を有し、 前記第一拡散層および前記第二拡散層の両方が、前記第
二導電型ウエルの境界の同一部分で接することなく形成
されていることを特徴とする半導体装置。
4. A second conductivity type well is formed on a surface of the first conductivity type substrate, and a high breakdown voltage element is formed on each of the first conductivity type substrate and the second conductivity type well. The region has a higher impurity concentration than the first conductivity type substrate and has a first diffusion layer of the first conductivity type, and a surface region of the second conductivity type well has a higher impurity concentration than the second conductivity type well. Having a second diffusion layer of a second conductivity type with a concentration, wherein both the first diffusion layer and the second diffusion layer are formed without contacting at the same portion of the boundary of the second conductivity type well A semiconductor device characterized by the above-mentioned.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7687367B2 (en) 2005-02-04 2010-03-30 Yamaha Corporation Manufacture method for semiconductor device having field oxide film
JP2017084934A (en) * 2015-10-27 2017-05-18 ラピスセミコンダクタ株式会社 Semiconductor device and method of manufacturing the same

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