JP2000068386A - Electrostatic protective element circuit, semiconductor device having the same and manufacture thereof - Google Patents

Electrostatic protective element circuit, semiconductor device having the same and manufacture thereof

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JP2000068386A
JP2000068386A JP10237829A JP23782998A JP2000068386A JP 2000068386 A JP2000068386 A JP 2000068386A JP 10237829 A JP10237829 A JP 10237829A JP 23782998 A JP23782998 A JP 23782998A JP 2000068386 A JP2000068386 A JP 2000068386A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the electrostatic protective capability by making the concentration of a well below a channel formation region of an N-type MOS transistor included in an electrostatic protective element circuit lower than that of a well below a channel formation region of an N-type MOS transistor included in other circuit than the electrostatic protective element circuit. SOLUTION: On a P-type semiconductor substrate 1, a P-type well 2 having a concentration of 3×1017 (atoms/cm3) or about is formed. Right under a gate electrode 6, a low concentration P-type impurity region 3 having a concentration of 1×1016 (atoms/cm3) or about which is for improvement of a snapback characteristic and has a lower a concentration than the P-type well 2, and a P-type impurity region 4 for adjusting Vt having the a concentration of 5×1017 (atoms/ cm3) or about which is higher than the concentration of the lower density P-type impurity region 3, are formed. Moreover, a gate oxide film 5, a gate electrode 6, and the source and the drain 7 are formed to build an N-type MOS transistor 20. As a result, the electrostatic protective capability can be increased.

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、半導体装置及びそ
の製造方法に関するものであり、特に詳しくは、は静電
保護素子回路を含む半導体装置であって、当該静電保護
素子回路に於けるMOSトランジスタのウェルの構造に
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 a method of manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor device including an electrostatic protection element circuit, and more particularly to a MOS device in the electrostatic protection element circuit. It relates to the structure of a well of a transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の静電保護素子回路では、半導体
装置内に形成された演算素子回路等を含む内部回路を保
護するために、当該半導体装置内に同時に形成配置され
ているものであり、その構成としては、例えば、N型M
OSトランジスタと、P型MOSトランジスタを組み合
わせた回路が用いられており、当該静電保護機能は、N
型MOSトランジスタのスナップバック特性、及びソー
スまたはドレインと基板間のPN接合特性と、P型MO
SトランジスタのソースまたはドレインとNウェル間の
PN接合特性とを利用することが重要な要素の一つとな
っている。
2. Description of the Related Art In this type of electrostatic protection element circuit, in order to protect an internal circuit including an arithmetic element circuit and the like formed in a semiconductor device, the electrostatic protection element circuit is simultaneously formed and arranged in the semiconductor device. The configuration is, for example, N-type M
A circuit in which an OS transistor and a P-type MOS transistor are combined is used.
Characteristics of the MOS transistor, the PN junction characteristics between the source or drain and the substrate, and the P-type MOS transistor.
It is one of the important factors to utilize the PN junction characteristics between the source or drain of the S transistor and the N well.

【0003】通常、静電保護素子回路内のN型MOSト
ランジスタは、図6に示すように、内部回路である当該
演算回路素子と同じ構造を持つN型MOSトランジスタ
が採用されている。即ち、P型半導体基板上1にP型ウ
ェル2及びVt調整用P型不純物領域4が存在し、ゲー
ト酸化膜5、ゲート電極6、ソース及びドレイン7でN
型MOSトランジスタが形成される。
Normally, as shown in FIG. 6, an N-type MOS transistor having the same structure as the arithmetic circuit element, which is an internal circuit, is employed as an N-type MOS transistor in an electrostatic protection element circuit. That is, the P-type well 2 and the Vt adjusting P-type impurity region 4 exist on the P-type semiconductor substrate 1, and the gate oxide film 5, the gate electrode 6, the source and the drain 7
A type MOS transistor is formed.

【0004】また、図7のように、ソース及びドレイン
7の直下にN型ウェル11を形成し、内部回路のMOS
トランジスタより、スナップバックを起こしやすくする
ことで、静電保護能力を向上させるという手法が採用さ
れている。しかしながら、近年微細化が進むにつれ、素
子のウェル領域に於けるウェル濃度が高くなって来てい
る。
Further, as shown in FIG. 7, an N-type well 11 is formed immediately below a source and a drain 7, and a MOS of an internal circuit is formed.
A technique of improving the electrostatic protection ability by making snapback more likely to occur than the transistor is employed. However, as the miniaturization progresses in recent years, the well concentration in the well region of the element has been increasing.

【0005】処で、ウェル領域の濃度が高くなると、P
N接合はリークしやすくなり、PN接合特性を利用した
静電保護能力は向上するが、N型MOSトランジスタ
は、ウェル濃度が高くなるとウェルの電位変化が起こり
にくくなり、スナップバック特性を起こしにくくなる。
その結果スナップバック特性を利用した静電保護能力は
低下する。
When the concentration of the well region is increased, P
The N-junction easily leaks, and the electrostatic protection ability using the PN junction characteristics is improved. However, in the N-type MOS transistor, when the well concentration increases, the potential change of the well hardly occurs and the snap-back characteristics hardly occur. .
As a result, the electrostatic protection ability utilizing the snapback characteristic is reduced.

【0006】一方、特開平08−306811号公報で
は、入力保護トランジスタの容量を小さくするために、
保護素子部のウェル濃度を内部回路のウェル濃度より低
くすることを開示している。この技術では、N型MOS
トランジスタのウェル濃度が低いため、例えば、ESD
(Electro Static Discharge) 印加により接合リーク電
流が流れた場合、ウェルの電位変化が容易に起こり、ス
ナップバック特性を利用した静電保護能力は増加する。
しかし、PN接合耐圧は増加するため、PN接合を使用
した、静電保護能力は低下する。
On the other hand, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-306811, in order to reduce the capacity of the input protection transistor,
It discloses that the well concentration of the protection element portion is lower than the well concentration of the internal circuit. In this technology, N-type MOS
Since the well concentration of the transistor is low, for example, ESD
(Electro Static Discharge) When a junction leak current flows due to the application, the potential of the well easily changes, and the electrostatic protection ability using the snapback characteristic increases.
However, since the PN junction breakdown voltage increases, the electrostatic protection ability using the PN junction decreases.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来例である
特開平08−306811号公報では、容量を減らすた
めに入力保護トランジスタのソース及びドレイン回りの
ウェル濃度を低くしているので、ソース及びドレインの
空乏層が広がりやすくなり、PN接合の耐圧が上昇す
る。
In the above-mentioned conventional example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-306811, the well concentration around the source and the drain of the input protection transistor is reduced in order to reduce the capacitance. Depletion layer easily spreads, and the breakdown voltage of the PN junction increases.

【0008】一方、PN接合耐圧が高くなると、ESD
が印加されたとき、接合リーク電流が流れにくくなり、
PN接合を利用した静電保護能力が低下するという問題
がある。また、近年、素子の微細化が進むにつれ、ゲー
ト酸化膜が薄くなっている。N型MOSトランジスタで
は、ウェル濃度が低い場合は、ウェルの電位変化が起こ
りやすい。
On the other hand, when the PN junction breakdown voltage increases, the ESD
Is applied, junction leakage current becomes difficult to flow,
There is a problem that the electrostatic protection ability using the PN junction is reduced. Further, in recent years, the gate oxide film has become thinner as the miniaturization of elements has progressed. In an N-type MOS transistor, when the well concentration is low, the potential change of the well is likely to occur.

【0009】従って、スナップバックを起こすのに必要
な接合リーク電流が流れれば、スナップバックを起こし
やすい。しかし、PN接合耐圧が高い為、スナップバッ
クを起こす前に薄いゲート酸化膜を破壊してしまうとい
う問題もある。また、特開平08−306811号公報
では、ウェル濃度が低いため、ラッチアップを起こしや
すいという問題もあった。
Therefore, if a junction leak current required to cause snapback flows, snapback is likely to occur. However, since the PN junction breakdown voltage is high, there is a problem that a thin gate oxide film is destroyed before snapback occurs. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-306811 has a problem that latch-up is likely to occur due to low well concentration.

【0010】従って、本発明の目的は、上記した従来技
術の欠点を改良し、素子の微細化に伴いウェルの濃度が
高くなった場合でも、静電保護能力の高い静電保護素子
回路及び係る静電保護素子回路を使用した半導体装置を
提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to improve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and to provide an electrostatic protection element circuit having a high electrostatic protection ability even when the concentration of wells increases with miniaturization of elements. An object of the present invention is to provide a semiconductor device using an electrostatic protection element circuit.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成する為、以下に示す様な基本的な技術構成を採用す
るものである。即ち、N型MOSトランジスタとP型M
OSトランジスタとから構成されている静電保護素子回
路であって、当該静電保護素子回路に含まれるN型MO
Sトランジスタのチャネル形成領域下方部のウェル濃度
が、当該静電保護素子回路以外の回路に含まれるN型M
OSトランジスタに於けるチャネル形成領域下方部のウ
ェル濃度より薄くなるように構成されている静電保護素
子回路であり、又別の態様としては、係る静電保護素子
回路を含む半導体装置である。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention employs the following basic technical structure. That is, an N-type MOS transistor and a P-type M
And an N-type MO included in the electrostatic protection element circuit.
The well concentration in the lower part of the channel formation region of the S transistor is the same as that of the N type M
This is an electrostatic protection element circuit configured to be lower than the well concentration below the channel formation region in the OS transistor. Another embodiment is a semiconductor device including such an electrostatic protection element circuit.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明に係る当該静電保護素子回
路及び当該静電保護素子回路を使用した半導体装置は、
上記した様な技術構成を採用しているので、静電保護素
子回路に含まれるN型MOSトランジスタのチャネル形
成領域直下のウェル濃度が、静電保護素子以外の回路に
含まれるN型MOSトランジスタのチャネル形成領域直
下のウェル濃度より薄いこと、又、当該静電保護素子回
路に含まれるP型MOSトランジスタのチャネル形成領
域直下のウェル濃度が、静電保護素子以外の回路に含ま
れるP型MOSトランジスタのチャネル形成領域直下の
ウェル濃度以上であることを構成上の特徴としている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The electrostatic protection element circuit according to the present invention and a semiconductor device using the electrostatic protection element circuit,
Since the above-described technical configuration is employed, the well concentration immediately below the channel formation region of the N-type MOS transistor included in the electrostatic protection element circuit is reduced by the N-type MOS transistor included in circuits other than the electrostatic protection element. The P-type MOS transistor that is thinner than the well concentration immediately below the channel formation region and that the well concentration immediately below the channel formation region of the P-type MOS transistor included in the electrostatic protection element circuit is included in circuits other than the electrostatic protection element In this case, the concentration is equal to or higher than the well concentration immediately below the channel formation region.

【0013】そして、本発明に於いては、上記した構成
に基づいて、静電保護素子回路に含まれるN型MOSト
ランジスタのチャネル形成領域直下のウェル濃度を低く
し、またソース及びドレイン直下のウェル濃度を高くす
ることにより、スナップバック特性を起こしやすくする
環境が創設される事になる。従って、N型MOSトラン
ジスタの静電保護能力が向上する効果を有する。
In the present invention, based on the above configuration, the well concentration immediately below the channel forming region of the N-type MOS transistor included in the electrostatic protection element circuit is reduced, and the wells immediately below the source and drain are formed. By increasing the concentration, an environment in which snapback characteristics are likely to occur is created. Therefore, there is an effect that the electrostatic protection capability of the N-type MOS transistor is improved.

【0014】また、PN接合特性を利用するP型MOS
トランジスタでは、静電保護素子以外の回路に含まれる
P型MOSトランジスタのウェル濃度と同じか或いは濃
くすることが、PN接合耐圧を低く保つ環境の創設に重
要な機能を果たす事になる。従って、P型MOSトラン
ジスタの静電保護素子能力を保持できるという効果を有
する。
A P-type MOS utilizing a PN junction characteristic
In a transistor, setting the same or higher well concentration as the well concentration of a P-type MOS transistor included in a circuit other than the electrostatic protection element plays an important function in creating an environment for keeping the PN junction breakdown voltage low. Therefore, there is an effect that the capacity of the electrostatic protection element of the P-type MOS transistor can be maintained.

【0015】[0015]

【実施例】以下に、本発明に係る静電保護素子回路及び
当該静電保護素子回路を使用した半導体装置の一具体例
の構成を図面を参照しながら詳細に説明する。即ち、図
1及び図2は、本発明に係る静電保護素子回路の一具体
例の構成を示す断面図であって、図中、図1に示される
N型MOSトランジスタと図2に示されるP型MOSト
ランジスタとから構成されている静電保護素子回路であ
って、当該静電保護素子回路に含まれるN型MOSトラ
ンジスタ20のチャネル形成領域下方部のウェル領域3
に於けるウェル濃度が、当該静電保護素子回路20以外
の回路に含まれるN型MOSトランジスタ(図示せず)
に於けるチャネル形成領域下方部のウェル濃度より薄く
なるように構成されている静電保護素子回路がしめされ
ており、又当該N型MOSトランジスタ20に於けるチ
ャネル形成領域下方部3に設けられている当該ウェル
は、P型の低濃度不純物領域で構成されている事が望ま
しい。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electrostatic protection element circuit according to the present invention and a semiconductor device using the electrostatic protection element circuit. That is, FIGS. 1 and 2 are cross-sectional views showing the configuration of a specific example of the electrostatic protection element circuit according to the present invention, in which the N-type MOS transistor shown in FIG. 1 and the N-type MOS transistor shown in FIG. A well region 3 below a channel forming region of an N-type MOS transistor 20 included in the electrostatic protection device circuit.
The N-type MOS transistor (not shown) included in a circuit other than the electrostatic protection element circuit 20 has a well concentration of
In this case, an electrostatic protection element circuit configured to have a lower concentration than the well concentration below the channel formation region is provided, and is provided below the channel formation region 3 in the N-type MOS transistor 20. It is desirable that the corresponding well be formed of a P-type low concentration impurity region.

【0016】一方、当該静電保護素子回路に含まれる当
該P型MOSトランジスタ30のチャネル形成領域下方
部のウェル領域8’のウェル濃度が、当該静電保護素子
回路30以外の回路に含まれるP型MOSトランジスタ
(図示せず)に於けるチャネル形成領域下方部のウェル
領域に於けるウェル濃度と同等若しくはそれ以上のウェ
ル濃度を有している静電保護素子回路が示されている。
On the other hand, the well concentration of the well region 8 ′ below the channel forming region of the P-type MOS transistor 30 included in the electrostatic protection element circuit is determined by the P concentration in the circuits other than the electrostatic protection element circuit 30. An electrostatic protection element circuit having a well concentration equal to or higher than a well concentration in a well region below a channel forming region in a type MOS transistor (not shown) is shown.

【0017】又、本発明に係る他の具体例に於いては、
図3に示す様に、当該静電保護素子回路に於ける該N型
MOSトランジスタ20のソース領域及びドレイン領域
7の下方部に、当該N型MOSトランジスタ20を構成
しているP型ウェルと同等深さを持ったN型不純物領域
11が存在するものである。本発明に係る当該静電保護
素子回路の更に他の具体例としては、図4に示す様に、
当該静電保護素子回路に含まれるN型MOSトランジス
タ20のチャネル形成領域下方部の低濃度ウェル領域3
の下層部分に、当該低濃度ウェル領域のウェル濃度より
も濃度が高い高濃度ウェル領域12が形成されているも
のである。
In another embodiment according to the present invention,
As shown in FIG. 3, the P-type well constituting the N-type MOS transistor 20 is provided below the source region and the drain region 7 of the N-type MOS transistor 20 in the electrostatic protection element circuit. An N-type impurity region 11 having a depth is present. As still another specific example of the electrostatic protection element circuit according to the present invention, as shown in FIG.
The low concentration well region 3 below the channel formation region of the N-type MOS transistor 20 included in the electrostatic protection element circuit.
In a lower layer portion, a high concentration well region 12 having a higher concentration than the low concentration well region is formed.

【0018】係る高濃度ウェル領域12は、P型不純物
領域で構成されている事が望ましい。本発明に係る更に
別の具体例としては、図5に示す様に、当該静電保護素
子回路に含まれるN型MOSトランジスタ20がP型半
導体基板1上にP型高濃度不純物領域層13が形成され
た当該P型半導体基板1の該P型高濃度不純物領域層1
3上に形成されていることが特徴である。
It is desirable that the high-concentration well region 12 be formed of a P-type impurity region. As another specific example according to the present invention, as shown in FIG. 5, an N-type MOS transistor 20 included in the electrostatic protection element circuit includes a P-type high-concentration impurity region layer 13 on a P-type semiconductor substrate 1. The P-type high concentration impurity region layer 1 of the formed P-type semiconductor substrate 1
3 is formed.

【0019】以下に、本発明に係る静電保護素子回路及
び当該静電保護素子回路を使用した半導体装置に関する
より詳細な具体例を図1乃至図5を参照しながら説明す
る。図1は本発明の静電保護回路部にあるN型MOSト
ランジスタの縦断面図である。P型半導体基板1上に3
×1017(atoms/cm3 )程度のP型ウェル2が存在し、
ゲート電極6の直下にはスナップバック特性を向上させ
るためのP型ウェルより濃度が低い1×1016(atoms/
cm3 )程度の低濃度P型不純物領域3と低濃度P型不純
物領域3より濃度が高い5×1017(atoms/cm3 )程度
のVt調整用P型不純物領域4が存在する。
Hereinafter, more specific examples of the electrostatic protection element circuit according to the present invention and a semiconductor device using the electrostatic protection element circuit will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an N-type MOS transistor in an electrostatic protection circuit section according to the present invention. 3 on P-type semiconductor substrate 1
There is a P-type well 2 of about × 10 17 (atoms / cm 3 ),
Immediately below the gate electrode 6, a concentration of 1 × 10 16 (atoms / atom) lower than that of a P-type well for improving snapback characteristics
cm 3) as low concentration P-type impurity region 3 and the low concentration P-type impurity region 3 than a high concentration 5 × 10 17 (atoms / cm 3) of approximately Vt adjusting P-type impurity region 4 is present.

【0020】さらにゲート酸化膜5、ゲート電極6、及
びソース及びドレイン7が存在し、N型MOSトランジ
スタ20を構成している。本MOSトランジスタ20は
ソース及びドレイン7の直下又は、その近傍の下方部分
及び側面に比較的に不純物濃度が高いP型ウェル2とV
t調整用P型不純物領域4が存在するため、接合耐圧を
低くすることができる。
Further, the gate oxide film 5, the gate electrode 6, the source and the drain 7 are present, and constitute an N-type MOS transistor 20. The MOS transistor 20 has a P-type well 2 having a relatively high impurity concentration and a V
The presence of the t-adjustment P-type impurity region 4 can reduce the junction breakdown voltage.

【0021】従って、ESD印加が行われたとき、接合
リーク電流が流れ易い。また、ゲート電極6の直下に低
濃度P型不純物領域3が存在するため、接合リーク電流
が流れたとき、低濃度P型不純物領域3の電位変化が起
こりやすい。接合リーク電流が流れ易い及び低濃度P型
不純物領域3の電位変化が起こりやすいという2つの特
徴により、本発明のN型MOSトランジスタはスナップ
バックに入り易くなっており、静電保護能力が向上する
という効果がある。
Therefore, when an ESD is applied, a junction leak current easily flows. In addition, since the low-concentration P-type impurity region 3 exists immediately below the gate electrode 6, when a junction leak current flows, the potential of the low-concentration P-type impurity region 3 easily changes. The N-type MOS transistor of the present invention is easily snapbacked due to the two characteristics that the junction leak current easily flows and the potential change of the low-concentration P-type impurity region 3 easily occurs, and the electrostatic protection ability is improved. This has the effect.

【0022】図2は本発明の静電保護回路部にあるP型
MOSトランジスタ30の縦断面図である。P型半導体
基板1上にNウェル8、Vt調整用N型不純物領域9が
存在し、さらにゲート酸化膜5、ゲート電極6、及びソ
ース及びドレイン10が存在し、P型MOSトランジス
タ30を構成している。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the P-type MOS transistor 30 in the electrostatic protection circuit section of the present invention. An N well 8, an N-type impurity region 9 for adjusting Vt are present on a P-type semiconductor substrate 1, and a gate oxide film 5, a gate electrode 6, and a source and a drain 10 are present. ing.

【0023】このP型トランジスタ30の構造は静電保
護回路以外の、例えばLSI内部にあるP型MOSトラ
ンジスタの構造と同じである。P型MOSトランジスタ
30の場合、PN接合特性を利用して、静電保護を行っ
ている。従って、静電保護回路部のP型MOSトランジ
スタ30のウェル濃度は、N型ウェルの濃度が高いLS
I内部にあるP型MOSトランジスタと同じ3×1017
(atoms/cm3 )程度のウェル濃度にすることで、静電保
護能力を高く保つことができる。
The structure of the P-type transistor 30 is the same as the structure of a P-type MOS transistor inside the LSI, for example, except for the electrostatic protection circuit. In the case of the P-type MOS transistor 30, electrostatic protection is performed using the PN junction characteristics. Therefore, the well concentration of the P-type MOS transistor 30 in the static electricity protection circuit section is LS
3 × 10 17 same as P-type MOS transistor inside I
By setting the well concentration to about (atoms / cm 3 ), the electrostatic protection ability can be kept high.

【0024】また、静電保護回路部のP型MOSトラン
ジスタ30のウェル濃度を、静電保護回路以外のLSI
内部にあるP型MOSトランジスタNウェルの濃度より
高く設定しても高い静電保護能力が得られる。次に、本
発明に係る当該静電保護素子回路の第2の具体例につい
て説明する。図3は本発明に係る当該静電保護素子回路
に於ける第2の具体例の静電保護回路部にあるN型MO
Sトランジスタ20の縦断面図である。
Further, the well concentration of the P-type MOS transistor 30 in the electrostatic protection circuit section is determined by using an LSI other than the electrostatic protection circuit.
Even if the concentration is set higher than the concentration of the N-type well inside the P-type MOS transistor, a high electrostatic protection capability can be obtained. Next, a second specific example of the electrostatic protection element circuit according to the present invention will be described. FIG. 3 shows an N-type MO in an electrostatic protection circuit section of a second specific example of the electrostatic protection element circuit according to the present invention.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of an S transistor 20.

【0025】つまり、本具体例に於いては、P型半導体
基板1上にP型ウェル2が存在し、ゲート電極6の回り
にあるソース及びドレイン7の直下若しくはその近傍の
下方部には3×1017(atoms/cm3 )程度のNウェル1
1が存在する。低濃度P型不純物領域3、Vt調整用P
型不純物領域4、ゲート酸化膜5、ゲート電極6、及び
ソース及びドレイン7は図1の第1の実施形態と同一で
ある。
That is, in the present embodiment, the P-type well 2 exists on the P-type semiconductor substrate 1, and the P-type well 2 is located immediately below the source and the drain 7 around the gate electrode 6 or in the lower part in the vicinity thereof. N well 1 of about × 10 17 (atoms / cm 3 )
There is one. Low-concentration P-type impurity region 3, P for Vt adjustment
The type impurity region 4, gate oxide film 5, gate electrode 6, and source and drain 7 are the same as those in the first embodiment of FIG.

【0026】本具体例に於いては、Nウェル11が存在
するため、ESD印加により接合リーク電流が流れたと
き、Nウェル直下のP型半導体基板1の電位変化を、N
ウェル11を通して、ソース及びドレインに伝えること
が可能になる。従って、第2の具体例では、第1の具体
例よりもN型MOSトランジスタはスナップバック特性
に入りやすく、静電保護能力も向上している。
In this example, since the N well 11 exists, when a junction leak current flows due to the application of ESD, the potential change of the P-type semiconductor substrate 1 immediately below the N well is changed to N
Through the well 11, it is possible to transmit to the source and the drain. Therefore, in the second specific example, the N-type MOS transistor is more likely to have a snapback characteristic than in the first specific example, and the electrostatic protection capability is also improved.

【0027】次に、第3の具体例について説明する。図
4は本発明に係る静電保護素子回路の第3の具体例の構
成を示す断面図であり、静電保護回路部にあるN型MO
Sトランジスタ20の縦断面図である。本具体例に於い
ては、P型半導体基板1上にP型ウェル2が存在し、ゲ
ート電極6の回りにあるソース及びドレイン7の直下に
はNウェル11が存在する。
Next, a third specific example will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of a third specific example of the electrostatic protection element circuit according to the present invention.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of an S transistor 20. In this specific example, the P-type well 2 exists on the P-type semiconductor substrate 1, and the N-well 11 exists immediately below the source and the drain 7 around the gate electrode 6.

【0028】また、低濃度P型不純物領域3の直下若し
くはその近傍の下方部に3×1017(atoms/cm3 )程度
P型高濃度不純物領域12が存在する。Vt調整用P型
不純物領域4、ゲート酸化膜5、ゲート電極6、及びソ
ース及びドレイン7は図1の第1の実施形態と同一であ
る。本具体例に於いては、低濃度P型不純物領域3の下
部に、更にP型高濃度不純物領域12が存在するため、
静電保護能力を維持したまま、ラッチアップ耐性が強く
なるという効果がある。
In addition, a P-type high-concentration impurity region 12 of about 3 × 10 17 (atoms / cm 3 ) exists immediately below the low-concentration P-type impurity region 3 or in a lower portion in the vicinity thereof. The Vt adjusting P-type impurity region 4, gate oxide film 5, gate electrode 6, and source and drain 7 are the same as those in the first embodiment of FIG. In this specific example, since the P-type high-concentration impurity region 12 further exists below the low-concentration P-type impurity region 3,
There is an effect that the latch-up resistance is enhanced while maintaining the electrostatic protection capability.

【0029】又、本発明に係る当該静電保護素子回路
の、第4の実施形態について説明する。即ち、図5は本
発明に係る第4の具体例に係る静電保護回路部にあるN
型MOSトランジスタの縦断面図である。即ち、P型半
導体基板1上にP型高濃度不純物領域13を持つエピ基
板上に先述した第2の実施形態のN型MOSトランジス
タ30を形成する。
A description will be given of a fourth embodiment of the electrostatic protection element circuit according to the present invention. That is, FIG. 5 shows N in the electrostatic protection circuit unit according to the fourth example of the present invention.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a type MOS transistor. That is, the N-type MOS transistor 30 of the second embodiment described above is formed on an epi-substrate having the P-type high-concentration impurity region 13 on the P-type semiconductor substrate 1.

【0030】P型高濃度不純物領域13の存在により、
ラッチアップ耐性が向上する効果がある。本発明に係る
半導体装置としては、特に図示されてはいないが、上記
した各具体例で規定される静電保護素子回路を適宜組み
込んだ半導体装置である。又、本発明に係る当該静電保
護素子回路の製造方法としては、例えば、複数個の演算
回路素子を含み且つ、N型MOSトランジスタとP型M
OSトランジスタとから構成されている静電保護素子回
路を含む半導体装置を製造するに際し、当該静電保護素
子回路に含まれるN型MOSトランジスタのチャネル形
成領域下方部に形成するウェル領域に於けるウェル濃度
を、当該静電保護素子回路以外の演算素子回路に含まれ
るN型MOSトランジスタに於けるチャネル形成領域下
方部のウェル領域に於けるウェル濃度より薄くなる様に
不純物のドープ量を調整する事を特徴とする半導体装置
の製造方法であり、又、他の具体例としては、当該静電
保護素子回路に含まれる当該P型MOSトランジスタの
チャネル形成領域下方部に形成されるウェル領域のウェ
ル濃度は、当該静電保護素子回路以外の演算素子回路に
含まれるP型MOSトランジスタに於けるチャネル形成
領域下方部の形成されるウェル領域のウェル濃度と同等
若しくはそれ以上のウェル濃度を有する様に不純物のド
ープ量を調整する事を特徴とするものである。
Due to the presence of the P-type high concentration impurity region 13,
This has the effect of improving the latch-up resistance. Although not specifically illustrated, the semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device in which the electrostatic protection element circuit defined in each of the above specific examples is appropriately incorporated. The method for manufacturing the electrostatic protection element circuit according to the present invention includes, for example, an N-type MOS transistor and a P-type M
When manufacturing a semiconductor device including an electrostatic protection element circuit composed of an OS transistor, a well in a well region formed below a channel formation region of an N-type MOS transistor included in the electrostatic protection element circuit The impurity doping amount is adjusted so that the concentration is lower than the well concentration in the well region below the channel forming region in the N-type MOS transistor included in the arithmetic element circuit other than the electrostatic protection element circuit. Another specific example is a method of manufacturing a semiconductor device, the method comprising: forming a well concentration of a well region formed below a channel formation region of a P-type MOS transistor included in the electrostatic protection element circuit; Is the formation of the lower part of the channel formation region in a P-type MOS transistor included in an arithmetic element circuit other than the electrostatic protection element circuit. It is characterized in that for adjusting the doping amount of impurities so as to have a well concentration equal to or more well concentration of the well region.

【0031】一方、本発明に於いては、当該静電保護素
子回路に於ける該N型MOSトランジスタのソース領域
及びドレイン領域の下方部に、更に当該N型MOSトラ
ンジスタを構成しているP型ウェルと同等深さを持った
N型不純物領域を形成する事も望ましい。又、本発明に
於いては、当該静電保護素子回路に含まれるN型MOS
トランジスタのチャネル形成領域下方部の低濃度ウェル
領域の下層部分に、更に当該低濃度ウェル領域のウェル
濃度よりも濃度が高い高濃度ウェル領域を形成する半導
体装置の製造方法であっても良く、又、当該静電保護素
子回路に含まれるN型MOSトランジスタをP型半導体
基板上にP型高濃度不純物領域層が形成された当該P型
半導体基板の該P型高濃度不純物領域層上に形成する様
にしたもので有っても良い。
On the other hand, in the present invention, the P-type MOS transistor is further provided below the source region and the drain region of the N-type MOS transistor in the electrostatic protection element circuit. It is also desirable to form an N-type impurity region having the same depth as the well. In the present invention, the N-type MOS included in the electrostatic protection element circuit is used.
A method of manufacturing a semiconductor device in which a high-concentration well region having a higher concentration than the well concentration of the low-concentration well region below the low-concentration well region below the channel formation region of the transistor may be formed. Forming an N-type MOS transistor included in the electrostatic protection element circuit on the P-type high-concentration impurity region layer of the P-type semiconductor substrate in which the P-type high-concentration impurity region layer is formed on the P-type semiconductor substrate; It may be something like that.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る静電
保護素子回路及び半導体装置は、上記した様な技術構成
を採用しているので、静電保護素子回路に含まれるN型
MOSトランジスタのチャネル形成領域直下のみP型低
濃度不純物領域を形成し、静電保護素子回路に含まれる
P型MOSトランジスタのチャネル形成領域直下にはN
型低濃度不純物領域を形成しないことで、静電保護能力
が向上するという効果がある。
As described above, since the electrostatic protection element circuit and the semiconductor device according to the present invention employ the above-described technical configuration, the N-type MOS transistor included in the electrostatic protection element circuit is used. A P-type low-concentration impurity region is formed only immediately below the channel formation region of N, and N is formed immediately below the channel formation region of the P-type MOS transistor included in the electrostatic protection element circuit.
By not forming the low-concentration impurity region, there is an effect that the electrostatic protection ability is improved.

【0033】また、P型低濃度不純物領域の直下にP型
高濃度不純物領域を設ける、あるいはP型エピ基板を用
いることで、ラッチアップ耐性が向上する効果も有す
る。なお、本発明は上記各実施例に限定されず、本発明
の技術思想の範囲内において、各実施例は適宜変更され
得ることは明らかである。
The provision of the P-type high-concentration impurity region immediately below the P-type low-concentration impurity region or the use of the P-type epi-substrate also has the effect of improving the latch-up resistance. It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and it is clear that the embodiments can be appropriately modified within the scope of the technical idea of the present invention.

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

【図1】図1は、本発明に係る静電保護素子回路の第1
の具体例であるN型MOSトランジスタの構成を示す縦
断面図である。
FIG. 1 is a first diagram of an electrostatic protection element circuit according to the present invention.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a configuration of an N-type MOS transistor as a specific example of FIG.

【図2】図2は、本発明の第1の具体例に於けるP型M
OSトランジスタの構成を示す縦断面図である。
FIG. 2 is a diagram showing a P-type M according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a longitudinal sectional view illustrating a configuration of an OS transistor.

【図3】図3は、本発明に係る静電保護素子回路の第2
の具体例に於けるN型MOSトランジスタの構成を示す
縦断面図である。
FIG. 3 is a second view of the electrostatic protection element circuit according to the present invention.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a configuration of an N-type MOS transistor in a specific example of FIG.

【図4】図4は、本発明に係る静電保護素子回路の第3
の具体例に於けるN型MOSトランジスタの構成を示す
縦断面図である。
FIG. 4 is a third view of the electrostatic protection element circuit according to the present invention.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a configuration of an N-type MOS transistor in a specific example of FIG.

【図5】図5は、本発明に係る静電保護素子回路の第4
の具体例に於けるN型MOSトランジスタの構成を示す
縦断面図である。
FIG. 5 is a fourth embodiment of the electrostatic protection element circuit according to the present invention.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a configuration of an N-type MOS transistor in a specific example of FIG.

【図6】図6は、従来例の静電保護素子回路の一例に於
けるN型MOSトランジスタの構成を示す縦断面図であ
る。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a configuration of an N-type MOS transistor in an example of a conventional electrostatic protection element circuit.

【図7】図7は、従来の静電保護素子回路の他の具体例
に於けるN型MOSトランジスタの構成を示す縦断面図
である。
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a configuration of an N-type MOS transistor in another specific example of the conventional electrostatic protection element circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…P型半導体基板 2…P型ウェル 3…低濃度P型不純物領域 4…Vt調整用P型不純物領域 5…ゲート酸化膜 6…ゲート電極 7…ソース及びドレイン 8…N型ウェル 9…Vt調整用N型不純物領域 10…ソース及びドレイン 11…N型ウェル 12…P型高濃度不純物領域 13…P型高濃度不純物領域 20…N型MOSトランジスタ 30…P型MOSトランジスタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... P type semiconductor substrate 2 ... P type well 3 ... Low concentration P type impurity region 4 ... Vt adjustment P type impurity region 5 ... Gate oxide film 6 ... Gate electrode 7 ... Source and drain 8 ... N type well 9 ... Vt Adjustment N-type impurity region 10 Source and drain 11 N-type well 12 P-type high-concentration impurity region 13 P-type high-concentration impurity region 20 N-type MOS transistor 30 P-type MOS transistor

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 N型MOSトランジスタとP型MOSト
ランジスタとから構成されている静電保護素子回路であ
って、当該静電保護素子回路に含まれるN型MOSトラ
ンジスタのチャネル形成領域下方部のウェル濃度が、当
該静電保護素子回路以外の回路に含まれるN型MOSト
ランジスタに於けるチャネル形成領域下方部のウェル濃
度より薄くなるように構成されている事を特徴とする静
電保護素子回路。
1. An electrostatic protection element circuit comprising an N-type MOS transistor and a P-type MOS transistor, wherein a well below a channel forming region of an N-type MOS transistor included in the electrostatic protection element circuit is provided. An electrostatic protection element circuit characterized in that the concentration is lower than the well concentration below a channel formation region in an N-type MOS transistor included in a circuit other than the electrostatic protection element circuit.
【請求項2】 当該N型MOSトランジスタに於けるチ
ャネル形成領域下方部に設けられている当該ウェルは、
P型の低濃度不純物領域で構成されている事を特徴とす
る請求項1記載の静電保護素子回路。
2. The well provided below a channel formation region in the N-type MOS transistor.
2. The electrostatic protection element circuit according to claim 1, wherein the electrostatic protection element circuit comprises a P-type low concentration impurity region.
【請求項3】 当該静電保護素子回路に含まれる当該P
型MOSトランジスタのチャネル形成領域下方部のウェ
ル濃度が、当該静電保護素子回路以外の回路に含まれる
P型MOSトランジスタに於けるチャネル形成領域下方
部のウェル濃度と同等若しくはそれ以上のウェル濃度を
有している事を特徴とする請求項1又は2に記載の静電
保護素子回路。
3. The P included in the electrostatic protection element circuit.
The well concentration in the lower part of the channel formation region of the type MOS transistor is equal to or higher than the well concentration in the lower part of the channel formation region in the P-type MOS transistor included in a circuit other than the electrostatic protection element circuit. The electrostatic protection element circuit according to claim 1, wherein the circuit comprises:
【請求項4】 当該静電保護素子回路に於ける該N型M
OSトランジスタのソース領域及びドレイン領域の下方
部に、当該N型MOSトランジスタを構成しているP型
ウェルと同等深さを持ったN型不純物領域が存在する事
を特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の静電保護
素子回路。
4. The N-type M in the electrostatic protection element circuit.
4. An N-type impurity region having a depth equivalent to that of a P-type well constituting an N-type MOS transistor below a source region and a drain region of an OS transistor. The electrostatic protection element circuit according to any one of the above.
【請求項5】 当該静電保護素子回路に含まれるN型M
OSトランジスタのチャネル形成領域下方部の低濃度ウ
ェル領域の下層部分に、当該低濃度ウェル領域のウェル
濃度よりも濃度が高い高濃度ウェル領域が形成されてい
る事を特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の静電
保護素子回路。
5. An N-type M included in the electrostatic protection element circuit.
5. A high-concentration well region having a higher concentration than the low-concentration well region in a low-layer well region below a channel formation region of the OS transistor. The electrostatic protection element circuit according to any one of the above.
【請求項6】 当該静電保護素子回路に含まれるN型M
OSトランジスタがP型半導体基板上にP型高濃度不純
物領域層が形成された当該P型半導体基板の該P型高濃
度不純物領域層上に形成されていることを特徴とする請
求項1乃至5の何れかに記載の静電保護素子回路。
6. An N-type M included in the electrostatic protection element circuit.
6. An OS transistor is formed on the P-type high-concentration impurity region layer of the P-type semiconductor substrate in which the P-type high-concentration impurity region layer is formed on the P-type semiconductor substrate. The electrostatic protection element circuit according to any one of the above.
【請求項7】 請求項1乃至6の何れかに記載された静
電保護素子回路を含む半導体装置。
7. A semiconductor device comprising the electrostatic protection element circuit according to claim 1.
【請求項8】 複数個の演算回路素子を含み且つ、N型
MOSトランジスタとP型MOSトランジスタとから構
成されている静電保護素子回路を含む半導体装置を製造
するに際し、当該静電保護素子回路に含まれるN型MO
Sトランジスタのチャネル形成領域下方部に形成するウ
ェル領域に於けるウェル濃度を、当該静電保護素子回路
以外の演算素子回路に含まれるN型MOSトランジスタ
に於けるチャネル形成領域下方部のウェル領域に於ける
ウェル濃度より薄くなる様に不純物のドープ量を調整す
る事を特徴とする半導体装置の製造方法。
8. When manufacturing a semiconductor device including a plurality of arithmetic circuit elements and including an electrostatic protection element circuit composed of an N-type MOS transistor and a P-type MOS transistor, said electrostatic protection element circuit N-type MO included in
The well concentration in the well region formed below the channel formation region of the S transistor is set to the well region below the channel formation region in the N-type MOS transistor included in the arithmetic element circuit other than the electrostatic protection element circuit. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: adjusting a doping amount of an impurity so as to be lower than a well concentration in a semiconductor device.
【請求項9】 当該静電保護素子回路に含まれる当該P
型MOSトランジスタのチャネル形成領域下方部に形成
されるウェル領域のウェル濃度は、当該静電保護素子回
路以外の演算素子回路に含まれるP型MOSトランジス
タに於けるチャネル形成領域下方部の形成されるウェル
領域のウェル濃度と同等若しくはそれ以上のウェル濃度
を有する様に不純物のドープ量を調整する事を特徴とす
る請求項8に記載の半導体装置の製造方法。
9. The P included in the electrostatic protection element circuit.
The well concentration of the well region formed below the channel formation region of the type MOS transistor is formed in the lower portion of the channel formation region of the P-type MOS transistor included in the arithmetic element circuit other than the electrostatic protection element circuit. 9. The method according to claim 8, wherein the doping amount of the impurity is adjusted so as to have a well concentration equal to or higher than the well concentration of the well region.
【請求項10】 当該静電保護素子回路に於ける該N型
MOSトランジスタのソース領域及びドレイン領域の下
方部に、更に当該N型MOSトランジスタを構成してい
るP型ウェルと同等深さを持ったN型不純物領域を形成
する事を特徴とする請求項8又は9に記載の半導体装置
の製造方法。
10. A lower part of a source region and a drain region of the N-type MOS transistor in the electrostatic protection element circuit, further having a depth equivalent to a P-type well constituting the N-type MOS transistor. The method according to claim 8, wherein the N-type impurity region is formed.
【請求項11】 当該静電保護素子回路に含まれるN型
MOSトランジスタのチャネル形成領域下方部の低濃度
ウェル領域の下層部分に、更に当該低濃度ウェル領域の
ウェル濃度よりも濃度が高い高濃度ウェル領域を形成す
る事を特徴とする請求項8乃至10の何れかに記載の半
導体装置の製造方法。
11. A low-concentration well region having a high-concentration higher than the low-concentration well region in a lower portion of the low-concentration well region below the channel formation region of the N-type MOS transistor included in the electrostatic protection element circuit. The method according to claim 8, wherein a well region is formed.
【請求項12】 当該静電保護素子回路に含まれるN型
MOSトランジスタをP型半導体基板上にP型高濃度不
純物領域層が形成された当該P型半導体基板の該P型高
濃度不純物領域層上に形成することを特徴とする請求項
8乃至11の何れかに記載の半導体装置の製造方法。
12. The P-type high-concentration impurity region layer of the P-type semiconductor substrate in which an N-type MOS transistor included in the electrostatic protection element circuit has a P-type high-concentration impurity region layer formed on a P-type semiconductor substrate. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein the semiconductor device is formed thereon.
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