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JPH08153803A - Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device

Info

Publication number
JPH08153803A
JPH08153803A JP6296929A JP29692994A JPH08153803A JP H08153803 A JPH08153803 A JP H08153803A JP 6296929 A JP6296929 A JP 6296929A JP 29692994 A JP29692994 A JP 29692994A JP H08153803 A JPH08153803 A JP H08153803A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
well
breakdown voltage
semiconductor device
forming
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
JP6296929A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Ogishi
毅 大岸
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony 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 Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP6296929A priority Critical patent/JPH08153803A/en
Publication of JPH08153803A publication Critical patent/JPH08153803A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/601Insulated-gate field-effect transistors [IGFET] having lightly-doped drain or source extensions, e.g. LDD IGFETs or DDD IGFETs 
    • H10D30/603Insulated-gate field-effect transistors [IGFET] having lightly-doped drain or source extensions, e.g. LDD IGFETs or DDD IGFETs  having asymmetry in the channel direction, e.g. lateral high-voltage MISFETs having drain offset region or extended drain IGFETs [EDMOS]
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/01Manufacture or treatment
    • H10D30/021Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET]
    • H10D30/0221Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] having asymmetry in the channel direction, e.g. lateral high-voltage MISFETs having drain offset region or extended-drain MOSFETs [EDMOS]
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/01Manufacture or treatment
    • H10D30/021Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET]
    • H10D30/0223Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] having source and drain regions or source and drain extensions self-aligned to sides of the gate
    • H10D30/0227Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] having source and drain regions or source and drain extensions self-aligned to sides of the gate having both lightly-doped source and drain extensions and source and drain regions self-aligned to the sides of the gate, e.g. lightly-doped drain [LDD] MOSFET or double-diffused drain [DDD] MOSFET
    • H10D30/0229Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] having source and drain regions or source and drain extensions self-aligned to sides of the gate having both lightly-doped source and drain extensions and source and drain regions self-aligned to the sides of the gate, e.g. lightly-doped drain [LDD] MOSFET or double-diffused drain [DDD] MOSFET forming drain regions and lightly-doped drain [LDD] simultaneously, e.g. using implantation through a T-shaped mask
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/10Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
    • H10D62/17Semiconductor regions connected to electrodes not carrying current to be rectified, amplified or switched, e.g. channel regions
    • H10D62/351Substrate regions of field-effect devices
    • H10D62/357Substrate regions of field-effect devices of FETs
    • H10D62/364Substrate regions of field-effect devices of FETs of IGFETs
    • H10P30/22

Landscapes

  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウェル領域内に高耐圧トランジスタを形成す
る場合等において、工程数少なく簡便な工程により、拡
散層の接合耐圧の改善を達成できる半導体装置及び半導
体装置の製造方法を提供する。 【構成】 半導体基板21内にウェル32を形成し、こ
のウェル32に高耐圧を要する部分37とそうでない部
分36を有し、領域36は高濃度である領域28で形成
されたウェル中に形成し、領域37は低濃度である領域
27で形成されたウェル中に形成する。領域37を形
成する際、ウェル形成用の不純物注入マスクに不連続な
開口部分25を設け、このマスクによって注入した不純
物分布を熱処理によって再分布させることによって、比
較的低濃度となる領域27を得、これにより低濃度領域
と高濃度領域を形成する。
(57) [Summary] [Object] To provide a semiconductor device and a method for manufacturing a semiconductor device, which can improve the junction breakdown voltage of a diffusion layer by a simple process with a small number of processes when a high breakdown voltage transistor is formed in a well region. To do. A well 32 is formed in a semiconductor substrate 21, and the well 32 has a portion 37 that requires a high breakdown voltage and a portion 36 that does not require a high breakdown voltage, and a region 36 is formed in the well formed in a region 28 having a high concentration. Then, the region 37 is formed in the well formed in the region 27 having a low concentration. When forming the region 37, a discontinuous opening portion 25 is provided in an impurity implantation mask for forming a well, and the impurity distribution implanted by this mask is redistributed by heat treatment to obtain a region 27 having a relatively low concentration. Thus, a low concentration region and a high concentration region are formed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置及び半導体
装置の製造方法に関する。特に、半導体基板にウェル
(半導体基板の伝導型と異なる伝導型のウェル、あるい
は同じ伝導型のウェル)を形成してここに半導体素子部
を形成した半導体装置及びそのような半導体装置の製造
方法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 a method for manufacturing the semiconductor device. In particular, the present invention relates to a semiconductor device in which a well (a well of a conductivity type different from that of the semiconductor substrate or a well of the same conductivity type) is formed in a semiconductor substrate and a semiconductor element portion is formed therein, and a method of manufacturing such a semiconductor device. It is a thing.

【0002】[0002]

【従来技術及びその問題点】従来より、半導体基板内
に、例えば周囲とは伝導型の異なるウェル構造を形成し
て、ここに素子部を形成することが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, it is known that a well structure having a conductivity type different from that of the surroundings is formed in a semiconductor substrate, and an element portion is formed therein.

【0003】例えば、従来、CMOS等の形成において
は、半導体基板表面の一部に、基板と伝導型の異なる不
純物領域を形成する、いわゆるウェル構造が用いられて
いる。
For example, conventionally, in forming a CMOS or the like, a so-called well structure has been used in which an impurity region having a conductivity type different from that of the substrate is formed on a part of the surface of the semiconductor substrate.

【0004】このようなウェル構造及びその形成の条件
としては、ウェル領域内部の素子とその外部との電気的
分離が確実であることが要せられることはもとより、更
にラッチアップ等の問題に対する防止策として、比較的
低い抵抗率の条件、即ち不純物濃度の濃い条件とするこ
とが望ましい。
The well structure and the conditions for forming the well not only require reliable electrical isolation between the elements inside the well region and the outside, but also prevent problems such as latch-up. As a measure, it is desirable to set the condition of relatively low resistivity, that is, the condition of high impurity concentration.

【0005】一方、MOSFETのソース、ドレイン端
子に高い耐圧を必要とするいわゆる高耐圧トランジスタ
については、次のことが要請される。即ち、かかる高耐
圧トランジスタを、半導体基板の表面の一部に基板と伝
導型の異なるウェル領域を形成して、これを用いて例え
ばMOSを得る半導体プレーナ技術を用いて形成する場
合、ソース、ドレイン拡散層と半導体基板またはウェル
領域との接合耐圧を確保するために、半導体基板または
ウェル領域の不純物濃度は低濃度であることが望まし
い。
On the other hand, for a so-called high breakdown voltage transistor which requires a high breakdown voltage for the source and drain terminals of the MOSFET, the following is required. That is, when such a high breakdown voltage transistor is formed by forming a well region having a conductivity type different from that of the substrate on a part of the surface of a semiconductor substrate and using the well region to obtain, for example, a semiconductor planar technology for obtaining a MOS, a source and a drain are formed. In order to secure the junction breakdown voltage between the diffusion layer and the semiconductor substrate or the well region, it is desirable that the impurity concentration of the semiconductor substrate or the well region is low.

【0006】以上の説明から理解されるように、ウェル
領域内例えばCMOS構造のウェル領域内に高耐圧トラ
ンジスタを形成しようとする場合、ウェル濃度について
は互いに相反する要請がなされているのであり、双方の
特性を満足する条件は得られない。従って、それぞれ別
々のマスク工程、イオン注入工程等を行い、異なる不純
物濃度のウェル領域を形成することが必要であった。
As can be understood from the above description, when a high breakdown voltage transistor is to be formed in a well region, for example, in a well region having a CMOS structure, the well concentrations are required to conflict with each other. Conditions that satisfy the characteristics of 1 cannot be obtained. Therefore, it is necessary to perform a different mask process, ion implantation process, etc., to form well regions having different impurity concentrations.

【0007】以下、従来方法による高耐圧トランジスタ
形成方法について、図6ないし図10の一連の断面概略
図を用いて説明する。
A conventional method of forming a high breakdown voltage transistor will be described below with reference to a series of schematic sectional views of FIGS.

【0008】図6(a)はN型半導体基板1の表面に選
択的なフィールド酸化等により、アクティブ領域2を形
成した後の構造を示す。符号1aで、素子分離領域であ
るLOCOSを示す。
FIG. 6A shows the structure after the active region 2 is formed on the surface of the N-type semiconductor substrate 1 by selective field oxidation or the like. Reference numeral 1a indicates LOCOS which is an element isolation region.

【0009】図6(b)は、アクティブ領域2に、ウェ
ル形成用のマスク3を用いて、p型ウェル領域4を形成
した後の状態を示している。マスク3は、通常のフォト
リソグラフィー等の工程により形成でき、またウェル領
域4は、通常のイオン注入等の工程により形成される。
FIG. 6B shows a state after the p-type well region 4 is formed in the active region 2 by using the well forming mask 3. The mask 3 can be formed by a usual process such as photolithography, and the well region 4 is formed by a usual process such as ion implantation.

【0010】図7は、ウェル領域4内のアクティブ領域
2にトランジスタのしきい値を調節する不純物領域5等
を形成後、ゲート絶縁膜6を形成し、さらにPoly−
Si等の材料によるトランジスタのゲート電極7を形成
した後を示す図である。
In FIG. 7, after forming an impurity region 5 for adjusting the threshold value of a transistor in the active region 2 in the well region 4, a gate insulating film 6 is formed, and a Poly-
It is a figure which shows after forming the gate electrode 7 of the transistor by materials, such as Si.

【0011】図8は、マスク8を用いて、高耐圧トラン
ジスタのドレイン端子側となる領域に比較的低濃度のn
- 型不純物領域9を形成した後の構造を示す。このよう
なn- 領域9の形成は、ドレインに高耐圧を必要とする
高耐圧トランジスタにおいて、しばしば用いられるもの
である。
In FIG. 8, a mask 8 is used to form a relatively low concentration n in a region on the drain terminal side of a high breakdown voltage transistor.
- showing the structure after the formation of the impurity region 9. The formation of such an n region 9 is often used in a high breakdown voltage transistor which requires a high breakdown voltage for its drain.

【0012】図9は、マスク10を用いて、高耐圧トラ
ンジスタのソースn+ 領域11、ドレインn+ 領域12
を形成した後の図である。
In FIG. 9, a mask 10 is used to form a source n + region 11 and a drain n + region 12 of a high breakdown voltage transistor.
It is a figure after forming.

【0013】図10に示す如く、以上のような方法によ
り、n型半導体基板1中に形成したp型ウェル領域4内
には、ゲート電極7、ソースn+ 領域11、ドレインn
+ 領域12等を有する高耐圧トランジスタが形成され
る。
As shown in FIG. 10, in the p-type well region 4 formed in the n-type semiconductor substrate 1 by the above method, the gate electrode 7, the source n + region 11 and the drain n are formed.
A high breakdown voltage transistor having a + region 12 and the like is formed.

【0014】ここで、高耐圧トランジスタは、そのドレ
イン端子において、p型ウェル領域4の不純物濃度に依
存するドレインn+ 領域12とp型ウェル領域4間の接
合耐圧により、その最大動作電圧が制限されている。従
って、ラッチアップ等の特性からp型ウェル領域4の不
純物濃度を高濃度化した場合、高耐圧トランジスタの最
大動作電圧を低く設定する必要がある。あるいは高耐圧
トランジスタを形成するウェルに関しては、新たにマス
ク工程、イオン注入工程等を行い、専用のウェルを形成
しなければならない。
At the drain terminal of the high breakdown voltage transistor, the maximum operating voltage is limited by the junction breakdown voltage between the drain n + region 12 and the p type well region 4 depending on the impurity concentration of the p type well region 4. Has been done. Therefore, when the impurity concentration of the p-type well region 4 is increased due to characteristics such as latch-up, it is necessary to set the maximum operating voltage of the high breakdown voltage transistor low. Alternatively, for the well in which the high breakdown voltage transistor is formed, it is necessary to newly perform a mask process, an ion implantation process, etc., to form a dedicated well.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ウェル領域
内に高耐圧トランジスタを形成する場合等において、工
程数少なく簡便な工程により、ソース、ドレイン拡散層
の接合耐圧の改善を達成できる半導体装置及び半導体装
置の製造方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a semiconductor device capable of improving the junction breakdown voltage of a source / drain diffusion layer by a simple process with a small number of steps when a high breakdown voltage transistor is formed in a well region. It is an object to provide a method for manufacturing a semiconductor device.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本出願の請求項1の発明
は、半導体基板内にウェルを形成し、ウェルに高耐圧を
要する部分と高耐圧は要さない部分を形成した半導体装
置において、前記高耐圧は要さない部分は比較的高濃度
である領域で形成されたウェル中に形成し、高耐圧を要
する部分は比較的低濃度である領域で形成されたウェル
中に形成したことを特徴とする半導体装置であって、こ
れにより上記課題を解決するものである。
The invention according to claim 1 of the present application is a semiconductor device in which a well is formed in a semiconductor substrate, and a portion requiring a high breakdown voltage and a portion not requiring a high breakdown voltage are formed in the well. The portion that does not require high breakdown voltage is formed in a well formed in a region having a relatively high concentration, and the portion requiring high breakdown voltage is formed in a well formed in a region having a relatively low concentration. A characteristic semiconductor device is to solve the above problems.

【0017】本出願の請求項2の発明は、前記ウェル内
に形成される拡散層の内、接合耐圧を必要とする拡散層
が、前記比較的低濃度である領域に接する構成になって
いることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置であ
って、これにより上記課題を解決するものである。
The invention of claim 2 of the present application is configured such that, of the diffusion layers formed in the well, a diffusion layer requiring a junction breakdown voltage is in contact with the region having a relatively low concentration. The semiconductor device according to claim 1, wherein the above problem is solved.

【0018】本出願の請求項3の発明は、半導体基板内
にウェルを形成し、該ウェル内に高耐圧素子を形成する
工程を備える半導体装置の製造方法において、ウェル形
成用の不純物注入マスクに不連続な開口部分を設け、該
開口部分を有するマスクによって注入した不純物分布を
熱処理によって再分布させることによって、比較的低濃
度となる領域を形成することにより、比較的低濃度であ
る領域と比較的高濃度である領域を形成することを特徴
とする半導体装置の製造方であって、これにより上記課
題を解決するものである。
According to a third aspect of the present invention, in a method of manufacturing a semiconductor device, which comprises a step of forming a well in a semiconductor substrate and forming a high breakdown voltage element in the well, an impurity implantation mask for forming the well is used. By providing a discontinuous opening portion and redistributing the impurity distribution injected by the mask having the opening portion by heat treatment, a region having a relatively low concentration is formed. A method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that a region having a relatively high concentration is formed, which solves the above problem.

【0019】本出願の請求項4の発明は、半導体基板内
にウェルを形成し、該ウェル内に高耐圧素子を形成する
工程を備える半導体装置の製造方法において、ウェル形
成用の不純物注入マスクに広い開口部分と不連続な狭い
開口部分を設け、該狭い開口部分を有するマスク部分に
よって注入した不純物分布を熱処理によって再分布させ
ることによって、比較的低濃度となる領域を形成し、広
い開口部分から注入した不純物によって比較的高濃度と
なる領域を形成することにより、比較的低濃度である領
域と比較的高濃度である領域を形成することを特徴とす
る請求項3に記載の半導体装置の製造方法であって、こ
れにより上記課題を解決するものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in a method of manufacturing a semiconductor device, which comprises a step of forming a well in a semiconductor substrate and forming a high breakdown voltage element in the well, an impurity implantation mask for forming the well is used. A wide opening portion and a discontinuous narrow opening portion are provided, and the impurity distribution injected by the mask portion having the narrow opening portion is redistributed by heat treatment to form a region having a relatively low concentration. 4. The manufacturing of a semiconductor device according to claim 3, wherein a region having a relatively low concentration and a region having a relatively high concentration are formed by forming a region having a relatively high concentration by the implanted impurities. A method for solving the above problems.

【0020】本出願の請求項5の発明は、前記ウェル内
に形成される拡散層の内、接合耐圧を必要とする拡散層
が、前記比較的低濃度である領域に接する構成で形成し
たことを特徴とする請求項3に記載の半導体装置の製造
方法であって、これにより上記課題を解決するものであ
る。
The invention of claim 5 of the present application is such that, of the diffusion layers formed in the well, a diffusion layer requiring a junction breakdown voltage is formed in contact with the region having a relatively low concentration. A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein the above problem is solved.

【0021】本発明において、「比較的高濃度」「比較
的低濃度」と称するのは、互いの比較において一方が他
方より高濃度、もしくは低濃度になっていればよいこと
を示す。低濃度の領域は、ここに素子の構成部分が形成
されるときに、十分な耐圧を有する構成で設けられるこ
とが好ましい。
In the present invention, the terms "relatively high concentration" and "relatively low concentration" indicate that it is sufficient that one is higher or lower than the other in comparison with each other. The low-concentration region is preferably provided with a structure having a sufficient breakdown voltage when a component part of the device is formed here.

【0022】本発明の半導体装置は、ラッチアップ等の
防止が必要な半導体素子、及びそれらによる回路(必ず
しも高耐圧は要さない素子部分)を比較的高濃度である
領域で形成されたウェル中に形成し、高耐圧を必要とす
る素子、及びそれらによる回路(高耐圧素子部分)を比
較的低濃度となる領域で形成されたウェル中に形成した
半導体装置として、好ましく具体化できる。
In the semiconductor device of the present invention, a semiconductor element in which latch-up or the like is required to be prevented, and a circuit (element portion not necessarily required to have a high withstand voltage) formed by these elements are formed in a well having a relatively high concentration. Can be preferably embodied as a semiconductor device formed in the well, in which a device requiring a high breakdown voltage and a circuit (a high breakdown voltage element portion) formed thereof are formed in a well formed in a region having a relatively low concentration.

【0023】[0023]

【作用】本発明によれば、簡便な構成により、ウェル領
域内に形成される高耐圧トランジスタ構造について、そ
の拡散層接合耐圧が改善でき、これによって、より高い
最大動作電圧が得られる。また、CMOS構造等におけ
るラッチアップ防止策と高耐圧トランジスタ特性の両立
を簡便で低コストな製造方法により達成できる。
According to the present invention, the withstand voltage of the diffusion layer junction of the high breakdown voltage transistor structure formed in the well region can be improved with a simple structure, whereby a higher maximum operating voltage can be obtained. Further, it is possible to achieve both the latch-up prevention measure and the high breakdown voltage transistor characteristics in the CMOS structure and the like by a simple and low-cost manufacturing method.

【0024】[0024]

【実施例】以下本発明の実施例について詳述する。但し
当然のことではあるが、本発明は下記に述べる実施例に
より限定を受けるものではない。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described in detail below. However, as a matter of course, the present invention is not limited to the examples described below.

【0025】実施例1 この実施例は、高耐圧トランジスタ部分を有する半導体
装置の形成方法として本発明を具体化したものである。
なお、この実施例としては、ドレイン端子のみについて
高耐圧化を行った構造を示すが、他の部分についての高
耐圧化も可能であり、その他の種々のトランジスタ構造
についても、本発明による高耐圧化が実施可能である。
Example 1 This example embodies the present invention as a method of forming a semiconductor device having a high breakdown voltage transistor portion.
Although this embodiment shows a structure in which the breakdown voltage is increased only for the drain terminal, it is possible to increase the breakdown voltage in other portions, and other various transistor structures can also be increased in breakdown voltage according to the present invention. Can be implemented.

【0026】この実施例の半導体装置は、図5に示すよ
うに、半導体基板21(ここではN型Si基板)内に周
囲と伝導型の異なるウェル32を形成し、このウェル3
2に高耐圧を要する部分(この例ではドレイン領域37
に係る部分)と必ずしも高耐圧は要さない部分(この例
ではソース領域36に係る部分)を形成する構造におい
て、高耐圧は要さない部分(ここではソース領域36に
係る部分)は、比較的高濃度である領域28で形成され
たウェル中に形成し、高耐圧を要する部分(ここではド
レイン領域37に係る部分)は比較的低濃度である領域
27で形成されたウェル中に形成した半導体装置であ
る。
In the semiconductor device of this embodiment, as shown in FIG. 5, a well 32 having a conductivity type different from that of the surroundings is formed in a semiconductor substrate 21 (here, an N-type Si substrate).
2 requires a high breakdown voltage (in this example, the drain region 37
In the structure in which the high breakdown voltage is not necessarily required (the portion relating to the source region 36 in this example), the portion not requiring the high breakdown voltage (here, the portion relating to the source region 36) is compared. Formed in the well formed in the region 28 having a relatively high concentration, and the portion requiring a high breakdown voltage (here, the portion related to the drain region 37) is formed in the well formed in the region 27 having a relatively low concentration. It is a semiconductor device.

【0027】本実施例の半導体装置は、図5に示すよう
にウェル32内に形成する拡散層(ここではソース/ド
レイン領域36,37)の内、接合耐圧を必要とする拡
散層(ここではドレイン領域37)が、比較的低濃度で
ある領域27に接する構成になっている。
In the semiconductor device of this embodiment, as shown in FIG. 5, among the diffusion layers (source / drain regions 36 and 37 in this case) formed in the well 32, a diffusion layer requiring junction breakdown voltage (here, The drain region 37) is in contact with the region 27 having a relatively low concentration.

【0028】また、本実施例の半導体装置は、図5の如
く半導体基板21内に周囲と伝導型の異なるウェル32
を形成し、該ウェル32内に高耐圧を要する部分(ここ
ではドレイン領域37)を形成する際、ウェル形成用の
不純物注入マスク23に不連続な開口部分25を設け
(図1(b))、該開口部分25を有するマスクによっ
て注入した不純物分布を熱処理によって再分布させる
(図2)ことによって、比較的低濃度となる領域27を
得、これにより比較的低濃度である領域27と比較的高
濃度である領域28を形成するようにしたものである。
In the semiconductor device of this embodiment, as shown in FIG. 5, a well 32 having a conductivity type different from that of the surroundings is formed in the semiconductor substrate 21.
And forming a portion requiring high breakdown voltage (drain region 37 here) in the well 32, a discontinuous opening portion 25 is provided in the impurity implantation mask 23 for forming the well (FIG. 1B). By redistributing the impurity distribution implanted by the mask having the opening portion 25 by heat treatment (FIG. 2), a region 27 having a relatively low concentration is obtained, and thus, a region 27 having a relatively low concentration is relatively distributed. The high-concentration region 28 is formed.

【0029】特に本実施例では、ウェル形成用の不純物
注入マスクに広い開口部分25′と不連続な狭い開口部
分25を設け、該狭い開口部分25を有するマスク部分
によって注入した不純物分布を熱処理によって再分布さ
せることによって、比較的低濃度となる領域27を形成
し、広い開口部分25′から注入した不純物によって比
較的高濃度となる領域28を形成することにより、比較
的低濃度である領域27と比較的高濃度である領域28
を形成するようにした。
In particular, in this embodiment, a wide opening portion 25 'and a discontinuous narrow opening portion 25 are provided in an impurity implantation mask for forming a well, and the impurity distribution implanted by the mask portion having the narrow opening portion 25 is heat-treated. By redistributing, a region 27 having a relatively low concentration is formed, and by forming a region 28 having a relatively high concentration by the impurities injected from the wide opening portion 25 ', a region 27 having a relatively low concentration is formed. And a region 28 having a relatively high concentration
Was formed.

【0030】本実施例においては、ウェル32内に形成
する拡散層(ここではソース/ドレイン領域36,3
7)の内、接合耐圧を必要とする拡散層(ここではドレ
イン領域37)が、比較的低濃度である領域27に接す
る構成で形成した。
In this embodiment, a diffusion layer (source / drain regions 36 and 3 in this case) formed in the well 32 is formed.
Of 7), the diffusion layer (here, the drain region 37) requiring the junction breakdown voltage is formed in contact with the region 27 having a relatively low concentration.

【0031】更に詳しく本実施例の高耐圧トランジスタ
形成方法について、図1ないし図5の一連の断面概略図
を用いて説明する。
The high voltage transistor forming method of this embodiment will be described in more detail with reference to a series of schematic sectional views of FIGS.

【0032】図1(a)は、前記説明した図6(a)と
同様の構造である。即ち、N型半導体基板21の表面に
選択的なフィールド酸化等により、アクティブ領域22
を形成した後の構造を示す。符号21aで、素子分離領
域であるLOCOSを示す。
FIG. 1A shows a structure similar to that of FIG. 6A described above. That is, the active region 22 is formed on the surface of the N-type semiconductor substrate 21 by selective field oxidation or the like.
1 shows the structure after formation of. Reference numeral 21a indicates LOCOS which is an element isolation region.

【0033】図1(b)は、アクティブ領域22にウェ
ル形成用のマスク23を用いてp型の不純物領域24を
形成した後を示す図である。この時、マスク23は、高
耐圧を必要とするドレイン側において、不連続に開口部
25を設けた形となっており、これにより、イオン注入
等で形成されるp型不純物領域24のまわりには、不純
物を打ち込まない領域26が形成されるようになる。
FIG. 1B is a diagram showing a state after the p-type impurity region 24 is formed in the active region 22 by using the well forming mask 23. At this time, the mask 23 has a shape in which the opening 25 is discontinuously provided on the drain side that requires a high breakdown voltage, so that the mask 23 is surrounded by the p-type impurity region 24 formed by ion implantation or the like. Will form a region 26 into which no impurities are implanted.

【0034】図2は、図1(b)の後熱処理によって、
p型不純物領域24中の不純物を拡散させることによ
り、p型不純物領域24と不純物を打ち込まない領域2
6の不純物濃度を平均化した状態を示す。これにより比
較的低濃度であるp型不純物領域27を形成する。更
に、しきい値調節不純物領域29、ゲート絶縁膜30、
ゲート電極31を形成して、図2の構造を得る。図1
(b)を得る工程及びこの工程により、p型不純物領域
としては、比較的高濃度の領域28と比較的低濃度の領
域27が形成され、これらが全体として、p型ウェル領
域32を構成している。
FIG. 2 shows the result of the post heat treatment of FIG.
By diffusing the impurities in the p-type impurity region 24, the p-type impurity region 24 and the region 2 where the impurity is not implanted
6 shows a state in which the impurity concentrations of 6 are averaged. As a result, the p-type impurity region 27 having a relatively low concentration is formed. Further, the threshold adjustment impurity region 29, the gate insulating film 30,
The gate electrode 31 is formed to obtain the structure shown in FIG. FIG.
By the step of obtaining (b) and by this step, a relatively high-concentration region 28 and a relatively low-concentration region 27 are formed as p-type impurity regions, and these collectively form the p-type well region 32. ing.

【0035】図3、図4は、前記説明した図8、図9を
得るのと同様の工程で得られる。即ち、図3は、マスク
33を用いて、高耐圧トランジスタのドレイン端子側と
なる領域に比較的低濃度のn- 型不純物領域34を形成
した後の構造を示す。前記したように、このようなn-
領域34の形成は、ドレインに高耐圧を必要とする高耐
圧トランジスタにおいて、しばしば用いられるものであ
る。
FIGS. 3 and 4 are obtained by the same steps as those for obtaining FIGS. 8 and 9 described above. That is, FIG. 3 shows the structure after the relatively low concentration n -type impurity region 34 is formed in the region on the drain terminal side of the high breakdown voltage transistor by using the mask 33. As mentioned above, such n
The formation of the region 34 is often used in a high breakdown voltage transistor that requires a high breakdown voltage in its drain.

【0036】図4は、マスク35を用いて、高耐圧トラ
ンジスタのソースn+ 領域36、ドレインn+ 領域37
を形成した後の構造を示す図である。
In FIG. 4, the source n + region 36 and the drain n + region 37 of the high breakdown voltage transistor are formed by using the mask 35.
It is a figure which shows the structure after forming.

【0037】次に、図5を参照する。以上のような方法
により、n型半導体基板21中に形成した低濃度の不純
物領域27を持つp型ウェル領域32内には、ゲート電
極31、ソース領域36、ドレイン領域37等を有する
高耐圧トランジスタが形成される。ここで、ドレイン+
領域37は、ウェル32の内でも比較的低濃度の領域2
7に形成されているので、ドレインn+ 領域37とp型
ウェル領域間の接合耐圧は、低濃度の不純物領域27の
不純物濃度で決められることになる。このため、高い動
作電圧を実現することができる。
Next, referring to FIG. By the method as described above, the high breakdown voltage transistor having the gate electrode 31, the source region 36, the drain region 37, etc. in the p-type well region 32 having the low-concentration impurity region 27 formed in the n-type semiconductor substrate 21. Is formed. Where drain +
The region 37 is a region 2 having a relatively low concentration in the well 32.
7, the junction breakdown voltage between the drain n + region 37 and the p-type well region is determined by the impurity concentration of the low-concentration impurity region 27. Therefore, a high operating voltage can be realized.

【0038】また、この方法では、ラッチアップ不良
(例えばCMOS構造の場合に大きな問題となる)等に
対する防止等としての、ウェル濃度の高濃度化と、高耐
圧トランジスタに要する耐圧特性の両立を、新たなマス
ク工程の追加を行わずに実現でき、低コストで高性能な
半導体装置の製造が可能である。
Further, according to this method, it is possible to increase the well concentration and prevent the latch-up failure (which is a serious problem in the case of a CMOS structure, etc.) and the like, and to achieve both the withstand voltage characteristics required for the high withstand voltage transistor. This can be realized without adding a new mask process, and it is possible to manufacture a high-performance semiconductor device at low cost.

【0039】以上実施例に示した半導体の伝導型につい
ては、p型、n型を入れかえて考えても同様である。
Regarding the conduction type of the semiconductor shown in the above embodiments, the same applies even if the p type and the n type are replaced.

【0040】本実施例によれば、ウェル領域内に形成さ
れる高耐圧トランジスタ構造の拡散層接合耐圧の改善に
より、より高い最大動作電圧が得られる。
According to this embodiment, a higher maximum operating voltage can be obtained by improving the diffusion layer junction breakdown voltage of the high breakdown voltage transistor structure formed in the well region.

【0041】また、ラッチアップ防止等と高耐圧トラン
ジスタの両立を低コストな製造方法により可能となる。
Further, it is possible to achieve both the prevention of latch-up and the high breakdown voltage transistor by a low cost manufacturing method.

【0042】実施例2 この実施例は、実施例1の構造のトランジスタを有する
とともに、これを相補型のMOSを同一平面上に備えた
CMOSトランジスタとして本発明を具体化したもので
ある。
Example 2 In this example, the present invention is embodied as a CMOS transistor having a transistor having the structure of Example 1 and having a complementary MOS on the same plane.

【0043】図11に、本実施例の構造を示す。本実施
例の半導体装置は、図11の左側部分が実施例1と同じ
構造のMOSトランジスタ部となっており、実施例1に
おけると同様の符号を付してある。この構造の図の右側
に、n型半導体(Si)基板21上に、p型不純物拡散
層であるソースp領域36′、同じくドレインp領域3
7′が形成され、かつゲート絶縁膜30′を介してPo
ly−Siゲート電極31′が形成されて、MOS構造
をなしている。
FIG. 11 shows the structure of this embodiment. In the semiconductor device of the present embodiment, the left side portion of FIG. 11 is a MOS transistor part having the same structure as that of the first embodiment, and the same reference numerals as those in the first embodiment are attached. On the right side of the figure of this structure, on the n-type semiconductor (Si) substrate 21, the source p region 36 ′ which is a p-type impurity diffusion layer and the drain p region 3 are formed.
7'is formed and Po is formed through the gate insulating film 30 '.
A ly-Si gate electrode 31 'is formed to form a MOS structure.

【0044】本実施例においては、CMOS構造におけ
るラッチアップ防止等と高耐圧トランジスタの両立が容
易かつ低コストで可能となり、その他前記説明した本発
明の利点を十分に発揮することができた。
In this embodiment, it is possible to easily achieve the latch-up prevention and the like in the CMOS structure and the high breakdown voltage transistor at a low cost, and the other advantages of the present invention described above can be fully exhibited.

【0045】実施例3 この実施例は、基板と同一の伝導型のウェルを形成し
て、その上に高耐圧を要する部分を有するトランジスタ
を形成した。
Example 3 In this example, a well of the same conductivity type as the substrate was formed, and a transistor having a portion requiring high breakdown voltage was formed on the well.

【0046】ここでは、n型半導体(Si)基板に更に
n型のウェルを形成し、このウェルに、実施例1と同様
にして高耐圧部分を要する素子をつくりこんだ。
Here, an n-type well was further formed on an n-type semiconductor (Si) substrate, and an element requiring a high breakdown voltage portion was formed in this well in the same manner as in Example 1.

【0047】このような構造は、例えばツインウェルを
用いる場合に採用でき、CMOSラッチアップ耐性改善
や、寄生トランジスタ特性の改善等の利点がある。その
他本実施例も、前記各実施例と同様の効果を有する。
Such a structure can be adopted when, for example, a twin well is used, and has advantages such as improved CMOS latch-up resistance and improved parasitic transistor characteristics. In addition, this embodiment also has the same effects as the above-mentioned embodiments.

【0048】なお本実施例を含め各例とも、n型とp型
が逆になった場合等も全く同様の作用を示すことは言う
までもない。
Needless to say, each of the examples including the present example exhibits the same action when the n-type and the p-type are reversed.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ウェル領域内に高耐圧トランジスタを形成する場合等に
おいて、工程数少なく簡便な工程により、ソース、ドレ
イン拡散層の接合耐圧の改善を達成できる半導体装置及
び半導体装置の製造方法を提供することができた。
As described above, according to the present invention,
In the case of forming a high breakdown voltage transistor in the well region, etc., it is possible to provide a semiconductor device and a method of manufacturing a semiconductor device that can achieve improvement in the junction breakdown voltage of the source and drain diffusion layers by a simple process with a small number of processes.

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

【図1】実施例1の工程を順に断面図で示すものである
(1)。
1A to 1C are sectional views showing steps of Example 1 in order (1).

【図2】実施例1の工程を順に断面図で示すものである
(2)。
2A to 2C are sectional views showing the steps of Example 1 in order (2).

【図3】実施例1の工程を順に断面図で示すものである
(3)。
FIG. 3 is a sectional view showing the steps of Example 1 in order (3).

【図4】実施例1の工程を順に断面図で示すものである
(4)。
FIG. 4 is a sectional view showing the steps of Example 1 in order (4).

【図5】実施例1の工程を順に断面図で示すものである
(5)。
FIG. 5 is a sectional view showing the steps of Example 1 in order (5).

【図6】従来例の工程を順に断面図で示すものである
(1)。
FIG. 6 is a sectional view showing the steps of the conventional example in order (1).

【図7】従来例の工程を順に断面図で示すものである
(2)。
FIG. 7 is a sectional view showing the steps of the conventional example in order (2).

【図8】従来例の工程を順に断面図で示すものである
(3)。
FIG. 8 is a sectional view showing the steps of the conventional example in order (3).

【図9】従来例の工程を順に断面図で示すものである
(4)。
FIG. 9 is a sectional view showing the steps of the conventional example in order (4).

【図10】従来例の工程を順に断面図で示すものである
(5)。
FIG. 10 is a sectional view showing the steps of the conventional example in order (5).

【図11】実施例2の半導体装置の構造を示す断面図で
ある。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the structure of the semiconductor device of Example 2;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 半導体基板 22 アクティブ領域 23 マスク 25 (マスクの狭い)不連続な開口 25′ (マスクの)広い開口 27 比較的低濃度の領域 28 比較的高濃度の領域 30 ゲート絶縁膜 31 ゲート 32 ウェル 36 ソース領域 37 ドレイン領域(高耐圧を要する部分) 21 semiconductor substrate 22 active region 23 mask 25 discontinuous opening (narrow mask) 25 'wide opening (mask) 27 relatively low concentration region 28 relatively high concentration region 30 gate insulating film 31 gate 32 well 36 source Region 37 Drain region (portion requiring high breakdown voltage)

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/266 21/06 21/822 H01L 21/265 M A 27/06 Z Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location H01L 21/266 21/06 21/822 H01L 21/265 MA 27/06 Z

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板内にウェルを形成し、ウェルに
高耐圧を要する部分と高耐圧は要さない部分を形成した
半導体装置において、 前記高耐圧は要さない部分は比較的高濃度である領域で
形成されたウェル中に形成し、高耐圧を要する部分は比
較的低濃度である領域で形成されたウェル中に形成した
ことを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device in which a well is formed in a semiconductor substrate, and a portion requiring a high breakdown voltage and a portion not requiring a high breakdown voltage are formed in the well, and the portion not requiring the high breakdown voltage has a relatively high concentration. A semiconductor device characterized in that it is formed in a well formed in a certain region, and a portion requiring a high breakdown voltage is formed in a well formed in a region having a relatively low concentration.
【請求項2】前記ウェル内に形成される拡散層の内、接
合耐圧を必要とする拡散層が、前記比較的低濃度である
領域に接する構成になっていることを特徴とする請求項
1に記載の半導体装置。
2. A diffusion layer, which requires a junction breakdown voltage, of the diffusion layers formed in the well, is in contact with the region having a relatively low concentration. The semiconductor device according to.
【請求項3】半導体基板内にウェルを形成し、該ウェル
内に高耐圧素子を形成する工程を備える半導体装置の製
造方法において、 ウェル形成用の不純物注入マスクに不連続な開口部分を
設け、該開口部分を有するマスクによって注入した不純
物分布を熱処理によって再分布させることによって、比
較的低濃度となる領域を形成することにより、比較的低
濃度である領域と比較的高濃度である領域を形成するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising a step of forming a well in a semiconductor substrate and forming a high breakdown voltage element in the well, wherein a discontinuous opening portion is provided in an impurity implantation mask for forming the well, A region having a relatively low concentration is formed by redistributing the impurity distribution injected by the mask having the opening portion by heat treatment to form a region having a relatively low concentration and a region having a relatively high concentration. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項4】半導体基板内にウェルを形成し、該ウェル
内に高耐圧素子を形成する工程を備える半導体装置の製
造方法において、 ウェル形成用の不純物注入マスクに広い開口部分と不連
続な狭い開口部分を設け、該狭い開口部分を有するマス
ク部分によって注入した不純物分布を熱処理によって再
分布させることによって、比較的低濃度となる領域を形
成し、広い開口部分から注入した不純物によって比較的
高濃度となる領域を形成することにより、比較的低濃度
である領域と比較的高濃度である領域を形成することを
特徴とする請求項3に記載の半導体装置の製造方法。
4. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising a step of forming a well in a semiconductor substrate and forming a high breakdown voltage element in the well, wherein an impurity implantation mask for forming the well has a wide opening portion and a discontinuous narrow portion. By providing an opening portion and redistributing the impurity distribution implanted by the mask portion having the narrow opening portion by heat treatment, a region having a relatively low concentration is formed, and the impurity implanted from the wide opening portion has a relatively high concentration. 4. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein a region having a relatively low concentration and a region having a relatively high concentration are formed by forming a region having a high concentration.
【請求項5】前記ウェル内に形成される拡散層の内、接
合耐圧を必要とする拡散層が、前記比較的低濃度である
領域に接する構成で形成したことを特徴とする請求項3
または4に記載の半導体装置の製造方法。
5. A diffusion layer that requires a junction breakdown voltage, of the diffusion layers formed in the well, is formed in contact with the region having a relatively low concentration.
Alternatively, the manufacturing method of the semiconductor device according to the item 4.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006049582A (en) * 2004-08-04 2006-02-16 Fuji Electric Device Technology Co Ltd Semiconductor device and manufacturing method thereof
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