JP2001168204A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor device and its manufacturing method

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JP2001168204A
JP2001168204A JP35280299A JP35280299A JP2001168204A JP 2001168204 A JP2001168204 A JP 2001168204A JP 35280299 A JP35280299 A JP 35280299A JP 35280299 A JP35280299 A JP 35280299A JP 2001168204 A JP2001168204 A JP 2001168204A
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well region
conductivity type
region
type well
semiconductor substrate
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Japanese (ja)
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Tsunehiro Kita
恒博 北
Shinsuke Goto
伸介 後藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a construction by which a transistor comprising a protective circuit can perform its functions even if the semiconductor device is highly integrated and is operated at high-speed. SOLUTION: The semiconductor device is provided with a well region 5a of first conductive type in which a protective circuit is formed, and a well region 4 of second conductive type containing a high concentration of impurities whose upper part is separated by an element isolation region 2 and whose part lower than the bottom of the element isolation region is bonded. The well region of first conductive type intrudes the well area of second conductive type across the element isolation region or intrudes the region of second conductive type by a half of the width of the element isolation region. An overcurrent does not flow between source/drain region of the transistor as protective circuit, but comes into contact with the part of the well region of first conductive type intruding the well region of second conductive region with a depletion layer being extending from the drain region, and flows between the drain region and the part intruding the well region of second conductive type.

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、静電破壊から本体
回路を保護する保護回路を備えた半導体装置及びその製
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 having a protection circuit for protecting a main circuit from electrostatic breakdown and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ICやLSIなどの半導体装置
は、高集積化、高速度化が進められている。そのため、
トランジスタのソース/ドレイン領域の高濃度化が図ら
れている。その為、電界緩和したLDDトランジスタと
保護回路として用いるConv.トランジスタの耐圧差
が無くなっており、サージ印加時に静電破壊を防止する
ために保護回路として用いられる保護トランジスタより
も先に本体破壊している。図8は、従来の半導体装置に
形成された本体回路を静電破壊から保護する保護回路を
示す回路図である。そして図9は、その本体回路に用い
るLDD(LightlyDoped Drain) 構造のMOSトランジ
スタの断面図であり、図10は、保護回路に用いるコン
ベンショナルな構造のMOSトランジスタの断面図であ
る。本発明は、トランジスタが形成されるウエル領域に
特徴があり、従って図8及び図9に示される保護回路及
びトランジスタは、本発明用としても利用される。図8
において、半導体基板に形成された本体回路は、例え
ば、メモリ、ロジックなどからなり、主として図9に示
されるLDD化されたトランジスタを用いている。本体
回路とその外部端子との間には保護回路が接続されてい
る。保護回路は、MOSトランジスタPTrから構成さ
れている。
2. Description of the Related Art In recent years, high integration and high speed of semiconductor devices such as ICs and LSIs have been promoted. for that reason,
The concentration of the source / drain region of the transistor is increased. Therefore, the LDD transistor whose electric field has been relaxed and Conv. The withstand voltage difference between the transistors is eliminated, and the main body is destroyed before the protection transistor used as a protection circuit to prevent electrostatic breakdown when a surge is applied. FIG. 8 is a circuit diagram showing a protection circuit for protecting a main body circuit formed in a conventional semiconductor device from electrostatic breakdown. FIG. 9 is a cross-sectional view of a MOS transistor having an LDD (Lightly Doped Drain) structure used for its main circuit, and FIG. 10 is a cross-sectional view of a conventional MOS transistor used for a protection circuit. The present invention is characterized by the well region in which the transistor is formed, and therefore, the protection circuit and the transistor shown in FIGS. 8 and 9 are also used for the present invention. FIG.
In FIG. 9, a main circuit formed on a semiconductor substrate is composed of, for example, a memory, a logic, and the like, and mainly uses an LDD transistor shown in FIG. A protection circuit is connected between the main body circuit and its external terminals. The protection circuit includes a MOS transistor PTr.

【0003】図9の本体回路のトランジスタには、例え
ば、P型もしくはN型シリコン半導体基板11を使用す
る。半導体基板11には、例えば、STI(Shallow Tre
nchIsolation)構造の素子分離領域12が形成されてい
る。素子分離領域12に囲まれた素子領域は、Pウエル
領域13で構成されている。このPウエル領域13に隣
接し、素子分離領域12に隔てられた隣接の素子領域に
はPウエルもしくはNウエル領域14が形成されてい
る。素子分離領域は、LOCOS構造などを用いること
も可能である。これらのウエル領域の不純物濃度は、例
えば、1017/cm3 程度である。Pウエル領域13に
は、例えば、不純物濃度が1020/cm3 程度のN型ソ
ース領域15及びN型ドレイン領域15aが形成され、
さらにソース領域15やドレイン領域15aより低濃度
のLDD構造16がそれらの先端に形成されトランジス
タの耐圧を高めている。ソース領域15及びドレイン領
域15a間の上にゲート酸化膜17を介してポリシリコ
ンなどからなるゲート電極18が形成されており、この
ゲート電極18の側壁にはシリコン窒化膜などからなる
側壁絶縁膜19が形成されている。
For example, a P-type or N-type silicon semiconductor substrate 11 is used as the transistor of the main circuit of FIG. The semiconductor substrate 11 has, for example, an STI (Shallow Treble
An element isolation region 12 having an (nchIsolation) structure is formed. The element region surrounded by the element isolation region 12 is constituted by a P-well region 13. A P-well or N-well region 14 is formed in an adjacent element region adjacent to the P-well region 13 and separated by the element isolation region 12. For the element isolation region, a LOCOS structure or the like can be used. The impurity concentration of these well regions is, for example, about 10 17 / cm 3 . For example, an N-type source region 15 and an N-type drain region 15a having an impurity concentration of about 10 20 / cm 3 are formed in the P-well region 13,
Further, an LDD structure 16 having a lower concentration than the source region 15 and the drain region 15a is formed at the tips thereof to increase the breakdown voltage of the transistor. A gate electrode 18 made of polysilicon or the like is formed between the source region 15 and the drain region 15a via a gate oxide film 17, and a side wall insulating film 19 made of a silicon nitride film or the like is formed on the side wall of the gate electrode 18. Are formed.

【0004】一方、図10に示す従来の保護回路に用い
るトランジスタは、図9と同じく、例えば、P型もしく
はN型シリコン半導体基板21を用いる。半導体基板2
1には、例えば、STI構造の素子分離領域22が形成
されている。素子分離領域22に囲まれた素子領域は、
Pウエル領域23で構成されている。このPウエル領域
23に隣接し、素子分離領域22に隔てられた隣接の素
子領域にはPウエルもしくはNウエル領域24が形成さ
れている。これらのウエル領域の不純物濃度は、例え
ば、1017/cm3 程度である。Pウエル領域23に
は、例えば、不純物濃度が1020/cm3 程度のN型ソ
ース領域25及びN型ドレイン領域25aが形成されて
いる。ソース領域25及びドレイン領域25a間の上に
ゲート酸化膜27を介してポリシリコンなどからなるゲ
ート電極28が形成されており、このゲート電極28の
側壁にはシリコン窒化膜などを材料とする側壁絶縁膜2
9が形成されている。
On the other hand, the transistor used in the conventional protection circuit shown in FIG. 10 uses, for example, a P-type or N-type silicon semiconductor substrate 21 as in FIG. Semiconductor substrate 2
1, an element isolation region 22 having, for example, an STI structure is formed. The element region surrounded by the element isolation region 22 is
The P well region 23 is formed. A P-well or N-well region 24 is formed in an adjacent element region adjacent to the P-well region 23 and separated by the element isolation region 22. The impurity concentration of these well regions is, for example, about 10 17 / cm 3 . In the P-well region 23, for example, an N-type source region 25 and an N-type drain region 25a having an impurity concentration of about 10 20 / cm 3 are formed. A gate electrode 28 made of polysilicon or the like is formed between the source region 25 and the drain region 25a with a gate oxide film 27 interposed therebetween, and a side wall insulating material such as a silicon nitride film is formed on the side wall of the gate electrode 28. Membrane 2
9 are formed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来、半導体装置は、
静電破壊から半導体装置の本体回路を守るために図8に
示すように保護回路を用いている。そして、保護回路と
しては、本体回路がLDD構造のMOSトランジスタを
用いているのに対して、例えば、図10に示すコンベン
ショナルな構造のNMOSトランジスタ(Conv)を
用いていた。図11にも示すように、従来のLDD構造
のトランジスタ(従来のLDD)は、耐圧が高いので、
コンベンショナルな構造のMOSトランジスタ(Con
v)との耐圧差が大きく、この耐圧差を利用して本体回
路に加わる過電流を半導体基板に逃がすようにしてい
る。しかし、現状のLDD構造のトランジスタ(LD
D)は、ゲート長が細く、ショートチャネル効果の抑制
と駆動力を稼ぐためにLDD領域の不純物濃度を上げて
いる。そのため現状のLDD構造のトランジスタ(LD
D)の耐圧が下がり、上記耐圧差が著しく小さくなって
いる。
Conventionally, a semiconductor device has
As shown in FIG. 8, a protection circuit is used to protect the main circuit of the semiconductor device from electrostatic breakdown. As the protection circuit, while the main body circuit uses an MOS transistor having an LDD structure, for example, an NMOS transistor (Conv) having a conventional structure shown in FIG. 10 is used. As shown in FIG. 11, a transistor having a conventional LDD structure (conventional LDD) has a high withstand voltage.
Conventional MOS transistor (Con
v), the overcurrent applied to the main circuit is released to the semiconductor substrate by utilizing the difference in withstand voltage. However, current transistors with LDD structure (LD
In D), the gate length is small, and the impurity concentration in the LDD region is increased in order to suppress the short channel effect and increase the driving force. Therefore, the current transistor of LDD structure (LD
The withstand voltage of D) is reduced, and the difference in withstand voltage is significantly reduced.

【0006】このように、半導体装置の高集積化、高速
度化の結果、本体回路に用いるトランジスタにLDD構
造を採用しても、本体回路の高集積化、高速度化された
トランジスタ(LDD)と保護回路のトランジスタ(C
onv)との耐圧差は、従来のLDD構造のトランジス
タを用いた場合に比較して非常に小さくなっている。図
11は、縦軸に電流I(A)、横軸に耐圧V(V)をと
っている。従来のLDD構造のトランジスタより現状の
LDD構造のトランジスタ耐圧は低く、その結果保護回
路のトランジスタとの耐圧差が小さくなり、保護回路と
しての機能が十分でなく、本体回路に過電流が流れてし
まう恐れがあるという問題が生じているのが現状であ
る。本発明は、このような事情によりなされたものであ
り、半導体装置の高集積化、高速度化が進んでも、保護
回路を構成するトランジスタがその機能を十分果たすこ
とが可能な半導体装置及びその製造方法を提供する。
As described above, as a result of high integration and high speed of a semiconductor device, even if an LDD structure is used for a transistor used in a main circuit, a transistor (LDD) with high integration and high speed of a main circuit is used. And protection circuit transistor (C
onv) is very small as compared with the case where a transistor having a conventional LDD structure is used. In FIG. 11, the vertical axis represents the current I (A) and the horizontal axis represents the breakdown voltage V (V). The transistor withstand voltage of the current LDD structure is lower than that of the conventional LDD structure transistor. As a result, the withstand voltage difference between the transistor of the protection circuit and the transistor of the protection circuit is small, the function as the protection circuit is not sufficient, and an overcurrent flows to the main body circuit. At present, there is a problem of fear. The present invention has been made in view of the above circumstances, and a semiconductor device in which a transistor included in a protection circuit can sufficiently perform its function even when the integration and speed of the semiconductor device have been increased, and a manufacturing method thereof. Provide a way.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、保護回路が形
成された第1導電型ウエル領域と、この第1導電型ウエ
ル領域に上部は素子分離領域に隔てられ、素子分離領域
の底面より下では、接合されている高不純物濃度の第2
導電型ウエル領域とを備えた半導体装置において、前記
第1導電型ウエル領域は、前記素子分離領域を越えて前
記第2導電型ウエル領域に入り込んでいること、もしく
は前記素子分離領域の幅の半分より前記第2導電型領域
側に入り込んでいるを特徴としている。本体回路の外部
端子に過電流が加わったときに過電流は保護回路のトラ
ンジスタのソース/ドレイン領域間を流れずに、ドレイ
ン領域から空乏層が延びて第1導電型ウエル領域の第2
導電型ウエル領域に入り込んだ部分に接触して、ドレイ
ン領域と第2導電型ウエル領域に入り込んだ部分との間
を流れるようになる。つまり、第2導電型ウエル領域に
入り込んだ部分との間の距離は、ソース/ドレイン領域
間の距離(ゲート長)より短くなるように形成されてい
る。そして、過電流がソース/ドレイン領域間よりも流
れ易い通路(ドレイン領域−第1導電型ウエル領域の第
2導電型ウエル領域に入り込んだ部分間)を形成するこ
とにより、保護回路を構成するトランジスタの保護機能
を向上させることができる。
According to the present invention, there is provided a first conductivity type well region in which a protection circuit is formed, and an upper portion of the first conductivity type well region is separated from an element isolation region. Below, the high impurity concentration second
A first conductivity type well region, wherein the first conductivity type well region extends into the second conductivity type well region beyond the element isolation region, or a half of the width of the element isolation region. It is further characterized in that it enters the second conductivity type region side. When an overcurrent is applied to the external terminal of the main circuit, the overcurrent does not flow between the source / drain regions of the transistor of the protection circuit, but the depletion layer extends from the drain region and the second current of the first conductivity type well region.
The flow comes into contact between the drain region and the portion that has entered the second conductivity type well region by contacting the portion that has entered the conductivity type well region. That is, the distance between the second conductive type well region and the portion that has entered the well region is formed to be shorter than the distance (gate length) between the source / drain regions. By forming a passage (drain region-portion of the first conductivity type well region that has entered the second conductivity type well region) more easily than the source / drain region flows, the transistor constituting the protection circuit is formed. Can improve the protection function.

【0008】すなわち、本発明の半導体装置は、複数の
素子領域が素子分離領域により区画されて形成されてい
る半導体基板と、前記半導体基板に形成された第1導電
型ウエル領域と、前記半導体基板に形成され、前記第1
導電型ウエル領域とは前記素子分離領域により分離され
ている第2導電型ウエル領域とを備え、前記第1導電型
ウエル領域は、前記素子分離領域を越えて前記第2導電
型ウエル領域に入り込むようにすることを特徴としてい
る。前記第2導電型ウエル領域の内、所定の領域には保
護回路が形成されているようにしても良い。前記保護回
路は、第1導電型MOSトランジスタから構成されてい
るようにしても良い。前記第1導電型ウエル領域は、前
記第2導電型ウエル領域より不純物濃度が高いようにし
ても良い。前記保護回路が形成されている前記第2導電
型ウエル領域に隣接する前記第1導電型ウエル領域の不
純物濃度は、前記保護回路が形成されている第2導電型
ウエル領域とは隣接していない前記第1導電型ウエル領
域より不純物濃度が高いようにしても良い。また、本発
明の半導体装置は、複数の素子領域が素子分離領域によ
り区画されて形成されている半導体基板と、前記半導体
基板に形成された第1導電型ウエル領域と、前記半導体
基板に形成され、前記第1導電型ウエル領域とは前記素
子分離領域により分離されている第2導電型ウエル領域
とを備え、前記第1導電型ウエル領域は、前記素子分離
領域の幅の半分より前記第2導電型ウエル領域側に入り
込んでいることを特徴としている。
That is, in the semiconductor device of the present invention, a semiconductor substrate in which a plurality of element regions are partitioned by an element isolation region; a first conductivity type well region formed in the semiconductor substrate; Formed in the first
A second conductivity type well region separated from the first conductivity type well region by the element isolation region; and the first conductivity type well region enters the second conductivity type well region beyond the element isolation region. It is characterized by doing so. A protection circuit may be formed in a predetermined region of the second conductivity type well region. The protection circuit may include a first conductivity type MOS transistor. The first conductivity type well region may have a higher impurity concentration than the second conductivity type well region. The impurity concentration of the first conductivity type well region adjacent to the second conductivity type well region where the protection circuit is formed is not adjacent to the second conductivity type well region where the protection circuit is formed. The impurity concentration may be higher than that of the first conductivity type well region. In addition, the semiconductor device of the present invention includes a semiconductor substrate formed by dividing a plurality of element regions by element isolation regions, a first conductivity type well region formed in the semiconductor substrate, and a semiconductor substrate formed in the semiconductor substrate. A first conductivity type well region and a second conductivity type well region separated by the device isolation region, wherein the first conductivity type well region has a second width larger than half the width of the device isolation region. It is characterized in that it enters the conductive type well region side.

【0009】また、本発明の半導体装置は、複数の素子
領域が素子分離領域により区画されて形成されている半
導体基板と、前記半導体基板に形成されたNウエル領域
と、前記半導体基板に形成され、前Nウエル領域とは前
記素子分離領域により分離されているPウエル領域とを
備え、前記Nウエル領域は、前記素子分離領域の幅の半
分より前記Pウエル領域側に入り込んでおり、且つ前記
Pウエル領域のドレイン領域と前記Nウエル領域のPウ
エル領域に入り込んだ部分との間の距離は、前記ソース
/ドレイン領域間のチャネル長より短くなるように形成
されていることを特徴としている。このように構成する
ことにより、過電流がソース/ドレイン領域間よりも流
れ易い通路(ドレイン領域−Nウエル領域のPウエル領
域に入り込んだ部分間)を形成することになり、保護回
路を構成するトランジスタの保護機能を向上させること
ができる。従来よりNウエル領域の耐圧が小さいのでL
DD構造のトランジスタとの耐圧差を大きくすることが
できる。本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板
に素子分離領域により区画された複数の素子領域を形成
する工程と、前記半導体基板の所定素子領域に第1導電
型不純物をイオン注入して第1導電型ウエル領域を形成
する工程と、前記半導体基板の他の素子領域に第2導電
型不純物をイオン注入して第2導電型ウエル領域を形成
する工程とを備え、前記第1導電型ウエル領域のイオン
注入量は、前記第2導電型ウエル領域のイオン注入量よ
り多くして前記第1導電型ウエル領域が前記素子分離領
域を越えて前記第2導電型ウエル領域に入り込むように
することを特徴としている。前記第2導電型ウエル領域
の内、所定の領域に保護回路を形成する工程をさらに備
えているようにしても良い。
Further, the semiconductor device according to the present invention includes a semiconductor substrate formed by dividing a plurality of element regions by element isolation regions, an N-well region formed in the semiconductor substrate, and a semiconductor substrate formed in the semiconductor substrate. A P-well region separated from the previous N-well region by the device isolation region, and the N-well region enters the P-well region side from a half of the width of the device isolation region, and The distance between the drain region of the P well region and the portion of the N well region that enters the P well region is formed to be shorter than the channel length between the source / drain regions. With this configuration, a passage (a portion between the drain region and the N-well region that enters the P-well region) in which an overcurrent flows more easily than between the source / drain regions is formed, and a protection circuit is formed. The protection function of the transistor can be improved. Since the breakdown voltage of the N-well region is smaller than before,
The withstand voltage difference from the transistor having the DD structure can be increased. A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes the steps of: forming a plurality of element regions defined by element isolation regions on a semiconductor substrate; and ion-implanting a first conductivity type impurity into a predetermined element region of the semiconductor substrate. Forming a second conductivity type well region by ion-implanting a second conductivity type impurity into another element region of the semiconductor substrate, wherein the first conductivity type well region is formed. The ion implantation amount of the first conductivity type well region is larger than the ion implantation amount of the second conductivity type well region so that the first conductivity type well region enters the second conductivity type well region beyond the element isolation region. Features. The method may further include a step of forming a protection circuit in a predetermined region of the second conductivity type well region.

【0010】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
半導体基板に素子分離領域により区画された複数の素子
領域を形成する工程と、前記半導体基板の所定素子領域
に第1導電型不純物を拡散させて第1導電型ウエル領域
を形成する工程と、前記半導体基板の他の素子領域に第
2導電型不純物を拡散させて第2導電型ウエル領域を形
成する工程と、前記第1導電型ウエル領域に第1導電型
イオンを注入し、加熱拡散させる工程とを備え、前記イ
オン注入、加熱拡散工程により前記第1導電型ウエル領
域が前記素子分離領域を越えて前記第2導電型ウエル領
域に入り込むようにすることを特徴としている。また、
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板に素子分
離領域により区画された複数の素子領域を形成する工程
と、前記半導体基板の所定素子領域に第1導電型不純物
をイオン注入して第1導電型ウエル領域を形成する工程
と、前記半導体基板の他の素子領域に第2導電型不純物
をイオン注入して第2導電型ウエル領域を形成する工程
とを備え、前記第1導電型ウエル領域のイオン注入量
は、前記第2導電型ウエル領域のイオン注入量より多く
して前記第1導電型ウエル領域が前記素子分離領域の幅
の半分より前記第2導電型ウエル領域側に入り込んでい
るようにすることを特徴としている。
Further, the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises:
Forming a plurality of device regions defined by device isolation regions on the semiconductor substrate; forming a first conductivity type well region by diffusing first conductivity type impurities into predetermined device regions of the semiconductor substrate; Forming a second conductivity type well region by diffusing a second conductivity type impurity into another element region of the semiconductor substrate; and implanting a first conductivity type ion into the first conductivity type well region and performing heat diffusion. Wherein the ion implantation and the heat diffusion process allow the first conductivity type well region to enter the second conductivity type well region beyond the element isolation region. Also,
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes the steps of: forming a plurality of element regions defined by element isolation regions on a semiconductor substrate; and ion-implanting a first conductivity type impurity into a predetermined element region of the semiconductor substrate. Forming a second conductivity type well region by ion-implanting a second conductivity type impurity into another element region of the semiconductor substrate, wherein the first conductivity type well region is formed. Is larger than the ion implantation amount of the second conductivity type well region, and the first conductivity type well region enters the second conductivity type well region side from half the width of the element isolation region. It is characterized by doing so.

【0011】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
半導体基板に素子分離領域により区画された複数の素子
領域を形成する工程と、前記半導体基板の所定素子領域
に第1導電型不純物を拡散させて第1導電型ウエル領域
を形成する工程と、前記半導体基板の他の素子領域に第
2導電型不純物を拡散させて第2導電型ウエル領域を形
成する工程と、前記第1導電型ウエル領域に第1導電型
イオンを注入し、加熱拡散させる工程とを備え、前記イ
オン注入、加熱拡散工程により前記第1導電型ウエル領
域が前記素子分離領域の幅の半分より前記第2導電型ウ
エル領域側に入り込んでいることを特徴とする半導体装
置の製造方法。
Further, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention
Forming a plurality of device regions defined by device isolation regions on the semiconductor substrate; forming a first conductivity type well region by diffusing first conductivity type impurities into predetermined device regions of the semiconductor substrate; Forming a second conductivity type well region by diffusing a second conductivity type impurity into another element region of the semiconductor substrate; and implanting a first conductivity type ion into the first conductivity type well region and performing heat diffusion. Wherein the first conductivity type well region enters the second conductivity type well region side from a half of the width of the element isolation region by the ion implantation and heat diffusion steps. Method.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して発明の実施
の形態を説明する。まず、図1乃至図4を参照して第1
の実施例を説明する。図1は、半導体装置の保護回路部
分を示す概略断面図、図2乃至図4は、半導体装置の製
造工程断面図である。この半導体装置は、トランジスタ
形成のために、例えば、P型もしくはN型シリコン半導
体基板1を用いる。半導体基板1には、例えば、シリコ
ン酸化物が埋め込まれたSTI構造の素子分離領域2が
形成されている。素子分離領域2に囲まれた素子領域
は、Pウエル領域4で構成されている。このPウエル領
域4に隣接し、素子分離領域2に隔てられた隣接の素子
領域にはNウエル領域5aが形成されている。Pウエル
領域4の不純物濃度は、例えば、1017/cm3 程度で
あり、Pウエル領域4に隣接するNウエル領域5aの不
純物濃度は、Pウエル領域4の約3倍程度である。Pウ
エル領域4には、例えば、不純物濃度が1020/cm3
程度のN型ソース領域8a及びN型ドレイン領域8など
の不純物拡散領域が形成されている。ソース領域8a及
びドレイン領域8間の上にゲート酸化膜(SiO2 )6
aを介してポリシリコンなどからなるゲート電極6が形
成されており、このゲート電極6の側壁にはシリコン窒
化膜などからなる側壁絶縁膜7が形成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, referring to FIG. 1 to FIG.
An example will be described. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a protection circuit portion of a semiconductor device, and FIGS. 2 to 4 are cross-sectional views of manufacturing steps of the semiconductor device. This semiconductor device uses, for example, a P-type or N-type silicon semiconductor substrate 1 for forming a transistor. In the semiconductor substrate 1, for example, an element isolation region 2 having an STI structure in which silicon oxide is embedded is formed. The element region surrounded by the element isolation region 2 is constituted by a P-well region 4. An N-well region 5a is formed in an adjacent device region adjacent to the P-well region 4 and separated by the device isolation region 2. The impurity concentration of the P well region 4 is, for example, about 10 17 / cm 3 , and the impurity concentration of the N well region 5 a adjacent to the P well region 4 is about three times that of the P well region 4. The P well region 4 has, for example, an impurity concentration of 10 20 / cm 3.
Impurity diffusion regions such as the N-type source region 8a and the N-type drain region 8 are formed. A gate oxide film (SiO 2 ) 6 is formed between the source region 8 a and the drain region 8.
A gate electrode 6 made of polysilicon or the like is formed via a, and a side wall insulating film 7 made of a silicon nitride film or the like is formed on the side wall of the gate electrode 6.

【0013】ソース領域8a及びNウエル領域5aは、
接地(GND)されている。また、ドレイン領域8は、
電源9に接続されている。Pウエル領域4に隣接し、素
子分離領域2に隔てられた他方の素子領域にはPウエル
もしくはNウエル領域5cが形成されている。Pウエル
もしくはNウエル領域5cの不純物濃度は、例えば、1
17/cm3 程度である。Nウエル領域5aは、素子分
離領域2の底部を越えてPウエル領域に入り込んでい
る。このように構成された結果、外部端子9に過電流が
加わったときに、過電流は、保護回路を構成するトラン
ジスタのソース領域8a−ドレイン領域8間を流れず
に、ドレイン領域8から空乏層が延びてNウエル領域の
Pウエル領域に入り込んだ部分5bに接触して、ドレイ
ン領域8とPウエル領域に入り込んだ部分5bとの間を
流れるようになる。つまり、ドレイン領域8とNウエル
領域5aのPウエル領域に入り込んだ部分5bとの間の
距離は、ソース/ドレイン領域8a、8間の距離(チャ
ネル長)より短くなるように形成されている。そして、
過電流がソース/ドレイン領域間よりも流れ易い通路
(ドレイン領域8−Nウエル領域5aのPウエル領域に
入り込んだ部分間)を形成することにより、保護回路を
構成するトランジスタの保護機能を向上させることがで
きる。従来よりNウエル領域の耐圧が小さいのでLDD
構造のトランジスタとの耐圧差を大きくすることができ
る(図12参照)。
The source region 8a and the N well region 5a are
It is grounded (GND). Also, the drain region 8
Connected to power supply 9. A P-well or N-well region 5c is formed in the other element region adjacent to the P-well region 4 and separated from the element isolation region 2. The impurity concentration of the P well or N well region 5c is, for example, 1
It is about 0 17 / cm 3 . The N well region 5a enters the P well region beyond the bottom of the element isolation region 2. As a result of this configuration, when an overcurrent is applied to the external terminal 9, the overcurrent does not flow between the source region 8a and the drain region 8 of the transistor forming the protection circuit, but flows from the drain region 8 to the depletion layer. Extends into contact with the portion 5b of the N-well region that has entered the P-well region, and flows between the drain region 8 and the portion 5b that has entered the P-well region. That is, the distance between the drain region 8 and the portion 5b of the N-well region 5a that enters the P-well region is formed to be shorter than the distance (channel length) between the source / drain regions 8a and 8. And
By forming a passage (over a portion of the drain region 8-N well region 5a that enters the P well region) where an overcurrent flows more easily than between the source / drain regions, the protection function of the transistor constituting the protection circuit is improved. be able to. Since the breakdown voltage of the N-well region is smaller than before, LDD
The withstand voltage difference from the transistor having the structure can be increased (see FIG. 12).

【0014】次に、図2乃至図4を参照して図1の半導
体装置の製造工程を説明する。まず、P型もしくはN型
シリコン半導体基板1の表面領域をRIE(ReactiveIon
Etching)などによりエッチングして、素子分離領域を
形成するために所定のパターンの溝を形成する。次に、
半導体基板1表面及び溝中にCVD(ChemicalVapour De
position)法などによりシリコン酸化膜(TEOS膜)
を堆積させる。このシリコン酸化膜を表面からCMP(C
hemical Mechanical Polishing) 法により研磨して溝以
外のシリコン酸化膜を除去し、溝にシリコン酸化膜が埋
め込まれたSTI構造の素子分離領域2が形成される。
素子分離領域2は、複数の素子領域を区画している(図
2(a))。次に、半導体基板1上にリソグラフィ法に
よりフォトレジスト3を形成し、これをパターニングし
てPウエル領域を形成する素子領域の表面を開口させ
る。そして、この開口された素子領域にB+などの不純
物イオンを注入してPウエル領域4を形成する(図2
(b))。その後、フォトレジスト3を除去してから、
半導体基板1上に再度リソグラフィ法によりフォトレジ
スト3aを形成し、これをパターニングしてNウエル領
域を形成する素子領域の表面を開口させる。
Next, the manufacturing process of the semiconductor device of FIG. 1 will be described with reference to FIGS. First, the surface region of the P-type or N-type silicon semiconductor substrate 1 is RIE (Reactive Ion).
Etching is performed by, for example, etching to form a groove having a predetermined pattern in order to form an element isolation region. next,
CVD (Chemical Vapor Deposition)
position) silicon oxide film (TEOS film)
Is deposited. This silicon oxide film is applied from the surface to CMP (C
The silicon oxide film other than the groove is removed by polishing using a chemical mechanical polishing method, thereby forming an element isolation region 2 having an STI structure in which the silicon oxide film is embedded in the groove.
The element isolation region 2 partitions a plurality of element regions (FIG. 2A). Next, a photoresist 3 is formed on the semiconductor substrate 1 by lithography, and the photoresist 3 is patterned to open the surface of the element region where the P-well region is formed. Then, impurity ions such as B + are implanted into the opened element region to form a P well region 4 (FIG. 2).
(B)). Then, after removing the photoresist 3,
A photoresist 3a is again formed on the semiconductor substrate 1 by lithography, and the photoresist 3a is patterned to open the surface of an element region where an N-well region is to be formed.

【0015】そして、この開口された素子領域にP+な
どの不純物イオンを注入して先に形成したPウエル領域
4に隣接するNウエル領域5を形成する。このときのド
ーズ量は、Pウエル領域4を形成したときの約3倍であ
る(図3(a))。次に、フォトレジスト3aを取り除
いてから半導体基板1を加熱処理すると、Nウエル領域
5は、Pウエル領域4の約3倍のドーズ量を受けている
ので、領域が拡大してPウエル領域4に入って行き、P
ウエル領域への入り込み部分5bを有するNウエル領域
5aが形成される(図3(b))。次に、隣接するNウ
エル領域5aが入り込んでいるPウエル領域4に保護回
路として用いられるコンベンショナルな構造のMOSト
ランジスタを形成する。Pウエル領域4表面に熱処理に
よりゲート酸化膜(SiO2 )6aを形成する。そし
て、半導体基板1上に形成されたポリシリコン膜をリソ
グラフィ法によりパターニングしてゲート酸化膜6a上
にポリシリコンからなるゲート電極6を形成する。この
ゲート電極6を含む半導体基板1上に窒化シリコン膜
(SiN)を堆積させ、これをRIE法などにより異方
性エッチングを行ってゲート側壁にシリコン窒化膜を材
料とする側壁絶縁膜7を形成し、その他の部分に存在す
るシリコン窒化膜を除去する(図4(a))。
Then, an impurity ion such as P + is implanted into the opened element region to form an N well region 5 adjacent to the P well region 4 previously formed. The dose at this time is about three times that when the P well region 4 is formed (FIG. 3A). Next, when the semiconductor substrate 1 is subjected to a heat treatment after removing the photoresist 3a, the N-well region 5 receives a dose amount of about three times that of the P-well region 4, so that the region is enlarged and the P-well region 4 is enlarged. Go in and go to P
An N-well region 5a having a portion 5b penetrating into the well region is formed (FIG. 3B). Next, a MOS transistor having a conventional structure used as a protection circuit is formed in the P-well region 4 in which the adjacent N-well region 5a enters. A gate oxide film (SiO 2 ) 6a is formed on the surface of the P well region 4 by heat treatment. Then, the polysilicon film formed on the semiconductor substrate 1 is patterned by lithography to form a gate electrode 6 made of polysilicon on the gate oxide film 6a. A silicon nitride film (SiN) is deposited on the semiconductor substrate 1 including the gate electrode 6 and anisotropically etched by RIE or the like to form a sidewall insulating film 7 made of a silicon nitride film on the gate sidewall. Then, the silicon nitride film existing in other portions is removed (FIG. 4A).

【0016】次に、半導体基板1にリソグラフィ法によ
り、Pウエル領域4中にAs+、P+などのN型不純物
イオンを注入してN型不純物拡散領域を形成し、これを
ソース領域8a、ドレイン領域8とする(図4
(b))。その後、Nウエル領域5a及びソース領域8
aを接地(GND)にする(図1参照)。ドレイン領域
とNウエル領域のPウエル領域に入り込んだ部分との間
の距離は、ソース/ドレイン領域間の距離(チャネル
長)より短くなるように形成されている。そして、過電
流がソース/ドレイン領域間よりも流れ易い通路(ドレ
イン領域−Nウエル領域のPウエル領域に入り込んだ部
分間)を形成することにより、保護回路を構成するトラ
ンジスタの保護機能を向上させることができる。従来よ
りNウエル領域の耐圧が小さいのでLDD構造のトラン
ジスタとの耐圧差を大きくすることができる。
Next, N-type impurity ions such as As + and P + are implanted into the P-well region 4 of the semiconductor substrate 1 by lithography to form an N-type impurity diffusion region, which is formed into a source region 8a and a drain region. 8 (FIG. 4
(B)). Thereafter, the N well region 5a and the source region 8
a is grounded (GND) (see FIG. 1). The distance between the drain region and the portion of the N-well region that enters the P-well region is formed to be shorter than the distance (channel length) between the source / drain regions. The protection function of the transistor constituting the protection circuit is improved by forming a passage (the portion between the drain region and the N-well region that enters the P-well region) more easily than the source / drain region. be able to. Since the breakdown voltage of the N-well region is smaller than in the conventional case, the difference in breakdown voltage from the transistor having the LDD structure can be increased.

【0017】次に、図5乃至図7を参照して第2の実施
例を説明する。図5乃至図7は、半導体装置の製造工程
断面図である。この実施例は、製造工程に特徴がある。
この半導体装置は、保護回路が形成されたPウエル領域
に隣接し、素子分離領域に隔てられたNウエル領域の不
純物濃度分布が第1の実施例の半導体装置とは相違して
いるが、その他の構成は同じである。すなわち、Pウエ
ル領域34及びNウエル領域35aの不純物濃度は、例
えば、1017/cm3 程度であり、Pウエル領域34に
隣接するNウエル領域35aのPウエル領域34への入
り込み部分35b及びその近傍を含む部分35dは不純
物濃度がPウエル領域34より高くなっている(図7参
照)。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 7 are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of the semiconductor device. This embodiment is characterized by a manufacturing process.
This semiconductor device is different from the semiconductor device of the first embodiment in the impurity concentration distribution of the N-well region adjacent to the P-well region where the protection circuit is formed and separated by the element isolation region. Is the same. That is, the impurity concentrations of the P-well region 34 and the N-well region 35a are, for example, about 10 17 / cm 3 , and the N-well region 35a adjacent to the P-well region 34 enters the P-well region 34 and the portion 35b. The portion 35d including the vicinity has an impurity concentration higher than that of the P-well region 34 (see FIG. 7).

【0018】まず、P型もしくはN型シリコン半導体基
板31を用い、半導体基板31上にリソグラフィ法によ
りフォトレジストを形成し、これをパターニングしてP
ウエル領域を形成する素子領域の表面を開口させ、この
開口された素子領域にB+などの不純物イオンを注入し
てPウエル領域34を形成する。この工程までは、第1
の実施例(図2(a)及び図2(b))と同じであるの
で、図示はしない。その後、フォトレジストを除去して
から、半導体基板1上に再度リソグラフィ法によりフォ
トレジスト33aを形成し、これをパターニングしてN
ウエル領域を形成する素子領域の表面を開口させる。そ
して、この開口された素子領域にP+などの不純物イオ
ンを注入して先に形成したPウエル領域34に隣接する
Nウエル領域35を形成する。このときのドーズ量は、
Pウエル領域34を形成したときと同じである(図5
(a))。次に、フォトレジスト33aを除去してか
ら、半導体基板31上にリソグラフィ法によりフォトレ
ジスト33bを形成し、これをパターニングしてNウエ
ル領域を形成する素子領域の表面を再度開口させる。
First, using a P-type or N-type silicon semiconductor substrate 31, a photoresist is formed on the semiconductor substrate 31 by lithography, and the photoresist is patterned to form a photoresist.
The surface of the element region where the well region is to be formed is opened, and impurity ions such as B + are implanted into the opened element region to form the P well region. Until this step, the first
2 (a) and 2 (b) are not shown. Thereafter, after removing the photoresist, a photoresist 33a is formed again on the semiconductor substrate 1 by lithography, and the photoresist 33a is patterned to
The surface of the element region forming the well region is opened. Then, an impurity ion such as P + is implanted into the opened element region to form an N well region 35 adjacent to the P well region 34 previously formed. The dose at this time is
This is the same as when the P well region 34 is formed (FIG. 5).
(A)). Next, after removing the photoresist 33a, a photoresist 33b is formed on the semiconductor substrate 31 by lithography, and the photoresist 33b is patterned to open again the surface of the element region where the N-well region is formed.

【0019】そして、この開口された素子領域にP+な
どの不純物イオンを注入してNウエル領域35の底部に
高濃度領域35dを形成する(図5(b))。次に、フ
ォトレジスト33bを取り除いてから半導体基板31を
加熱処理すると、高濃度領域35dは、領域が拡大して
Pウエル領域34に入って行き、Pウエル領域への入り
込み部分35bを有するNウエル領域35aが形成され
る(図6(a))。次に、隣接するNウエル領域35a
が入り込んでいるPウエル領域34に保護回路として用
いられるコンベンショナルな構造のMOSトランジスタ
を形成する。Pウエル領域34の表面に熱酸化によるゲ
ート酸化膜(SiO2 )36aを形成する。そして、半
導体基板31上に形成されたポリシリコン膜をリソグラ
フィ法によりパターニングしてゲート酸化膜36a上に
ポリシリコンからなるゲート電極36を形成する。この
ゲート電極36を含む半導体基板31上に窒化シリコン
膜(SiN)を堆積させ、これをRIE法などにより異
方性エッチングを行ってゲート側壁にシリコン窒化膜を
材料とする側壁絶縁膜37を形成し、その他の部分に存
在するシリコン窒化膜を除去する(図6(b))。次
に、半導体基板31にリソグラフィ法により、Pウエル
領域34中にAs+、P+などのN型不純物イオンを注
入してN型不純物拡散領域を形成し、これをソース領域
38a、ドレイン領域38とする。その後Nウエル領域
35a及びソース領域38aを接地(GND)にする
(図7)。
Then, an impurity ion such as P + is implanted into the opened element region to form a high concentration region 35d at the bottom of the N well region 35 (FIG. 5B). Next, when the semiconductor substrate 31 is subjected to a heat treatment after removing the photoresist 33b, the high-concentration region 35d expands into the P-well region 34 and enters the P-well region, and an N-well having a portion 35b entering the P-well region. The region 35a is formed (FIG. 6A). Next, the adjacent N well region 35a
A MOS transistor having a conventional structure used as a protection circuit is formed in the P-well region 34 in which is embedded. A gate oxide film (SiO 2 ) 36 a is formed on the surface of the P well region 34 by thermal oxidation. Then, the polysilicon film formed on the semiconductor substrate 31 is patterned by lithography to form a gate electrode 36 made of polysilicon on the gate oxide film 36a. A silicon nitride film (SiN) is deposited on the semiconductor substrate 31 including the gate electrode 36, and anisotropically etched by RIE or the like to form a sidewall insulating film 37 made of a silicon nitride film on the gate sidewall. Then, the silicon nitride film existing in other portions is removed (FIG. 6B). Next, N-type impurity ions such as As + and P + are implanted into the P-well region 34 of the semiconductor substrate 31 by lithography to form N-type impurity diffusion regions, which are used as a source region 38a and a drain region 38. . Thereafter, the N well region 35a and the source region 38a are grounded (GND) (FIG. 7).

【0020】ドレイン領域とNウエル領域のPウエル領
域に入り込んだ部分との間の距離は、ソース/ドレイン
領域間の距離(チャネル長)より短くなるように形成さ
れている。そして、過電流がソース/ドレイン領域間よ
りも流れ易い通路(ドレイン領域−Nウエル領域のPウ
エル領域に入り込んだ部分間)を形成することにより、
保護回路を構成するトランジスタの保護機能を向上させ
ることができる。従来よりNウエル領域の耐圧が小さい
のでLDD構造のトランジスタとの耐圧差を大きくする
ことができる。図13は、図1に示された保護回路をメ
モリなどの半導体装置の周辺回路に接続させた半導体基
板の断面図である。周辺回路にはPウエル領域、Nウエ
ル領域にMOSトランジスタTr1、Tr2が形成され
ている。保護回路にはゲート電極とソース領域8aとが
短絡されたMOSトランジスタTrがPウエル領域4に
形成され、素子分離領域(STI)2を介して隣接して
いるNウエル領域5aは、高濃度領域(例えば、Pウエ
ル領域の3倍程度)となっている。このNウエル領域5
aは、接地(GND)されており、通常はトランジスタ
が形成されていない。外部から半導体装置に流れ込む過
電流は、保護回路のドレイン領域8からNウエル領域5
bに流れて周辺回路を保護している。
The distance between the drain region and the portion of the N-well region that enters the P-well region is formed to be shorter than the distance (channel length) between the source / drain regions. By forming a passage (over the portion of the drain region-the N-well region that has entered the P-well region), the overcurrent is easier to flow than between the source / drain regions,
The protection function of the transistor included in the protection circuit can be improved. Since the breakdown voltage of the N-well region is smaller than in the conventional case, the difference in breakdown voltage from the transistor having the LDD structure can be increased. FIG. 13 is a sectional view of a semiconductor substrate in which the protection circuit shown in FIG. 1 is connected to a peripheral circuit of a semiconductor device such as a memory. MOS transistors Tr1 and Tr2 are formed in the P-well region and the N-well region in the peripheral circuit. In the protection circuit, a MOS transistor Tr in which a gate electrode and a source region 8a are short-circuited is formed in a P-well region 4, and an N-well region 5a adjacent via an element isolation region (STI) 2 is a high-concentration region. (For example, about three times the P-well region). This N-well region 5
a is grounded (GND), and normally no transistor is formed. Overcurrent flowing into the semiconductor device from the outside is prevented from flowing from the drain region 8 of the protection circuit to the N well region 5.
b to protect peripheral circuits.

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明は、以上の構成により、本体回路
の外部端子に過電流が加わったときに過電流は保護回路
のトランジスタのソース/ドレイン領域間を流れずに、
ドレイン領域から空乏層が延びて第1導電型ウエル領域
の第2導電型ウエル領域に入り込んだ部分に接触して、
ドレイン領域と第2導電型ウエル領域に入り込んだ部分
との間を流れるようになるので、保護回路を構成するト
ランジスタの保護機能を向上させることが可能になる。
According to the present invention, when overcurrent is applied to the external terminal of the main circuit, the overcurrent does not flow between the source / drain regions of the transistor of the protection circuit.
A depletion layer extends from the drain region and contacts a portion of the first conductivity type well region that has entered the second conductivity type well region,
Since the current flows between the drain region and the portion that has entered the second conductivity type well region, the protection function of the transistor forming the protection circuit can be improved.

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

【図1】第1の実施例の装置の断面図。FIG. 1 is a sectional view of an apparatus according to a first embodiment.

【図2】第1の実施例の半導体装置の製造工程断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment.

【図3】第1の実施例の半導体装置の製造工程断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment.

【図4】第1の実施例の半導体装置の製造工程断面図。FIG. 4 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment;

【図5】第2の実施例の半導体装置の製造工程断面図。FIG. 5 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment;

【図6】第2の実施例の半導体装置の製造工程断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment.

【図7】第2の実施例の半導体装置の断面図。FIG. 7 is a sectional view of a semiconductor device according to a second embodiment.

【図8】本発明及び従来の保護回路を示す回路図。FIG. 8 is a circuit diagram showing the present invention and a conventional protection circuit.

【図9】 本発明及び従来の半導体装置に用いるLDD
構造のMOSトランジスタの断面図。
FIG. 9 shows an LDD used in the present invention and a conventional semiconductor device.
Sectional drawing of the MOS transistor of a structure.

【図10】 従来の保護回路に用いるコンベンショナル
な構造のMOSトランジスタの断面図。
FIG. 10 is a cross-sectional view of a conventional MOS transistor having a conventional structure used in a protection circuit.

【図11】本発明及び従来のLDD構造のトランジスタ
とコンベンショナルな構造のMOSトランジスタ(Co
nv)との耐圧差を示す特性図。
FIG. 11 shows a conventional transistor having a conventional LDD structure and a conventional MOS transistor (Co).
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a withstand voltage difference from FIG.

【図12】本発明のNウエル領域の耐圧を示す特性図。FIG. 12 is a characteristic diagram showing a breakdown voltage of an N-well region according to the present invention.

【図13】本発明の保護回路を接続した半導体装置の断
面図。
FIG. 13 is a cross-sectional view of a semiconductor device to which a protection circuit of the present invention is connected.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、11、21、31・・・半導体基板、 2、1
2、22、32・・・素子分離領域、 3、3a、33
a、33b・・・フォトレジスト、4、13、23、3
4・・・Pウエル領域、 5、5a、5c、14、2
4、35、35a、35c・・・Nウエル領域、 5
b・・・Nウエル領域の入り込み部、 6、18、2
8・・・ゲート電極、 6a、17、27、36a・
・・ゲート酸化膜、 7、19、29、37・・・側
壁絶縁膜、 8、15a、25a、38・・・ドレ
イン領域、 8a、15、25、38a・・・ソース領
域、 9・・・電源、 35d・・・Nウエル領域の高
濃度領域。
1, 11, 21, 31 ... semiconductor substrate, 2, 1
2, 22, 32 ... element isolation region, 3, 3a, 33
a, 33b photoresist, 4, 13, 23, 3
4 ... P-well region, 5, 5a, 5c, 14, 2
4, 35, 35a, 35c... N-well region, 5
b: Entrance of N-well region, 6, 18, 2
8 ... gate electrode, 6a, 17, 27, 36a
..Gate oxide films, 7, 19, 29, 37 ... sidewall insulating films, 8, 15a, 25a, 38 ... drain regions, 8a, 15, 25, 38a ... source regions, 9 ... Power supply, 35d... High concentration region in N-well region.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F038 AV06 BH05 BH07 BH13 EZ13 EZ20 5F040 DA23 DA24 DB01 DB06 DC01 EC07 EK05 FB01 FC10 FC11 FC12 5F048 AA02 AC03 BB05 BC06 BC18 BD07 BE00 BE01 BE03 BE06 BE10 BG12 BG14 CC06 CC09 CC13 CC15 CC18 CC19 DA27 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) CC19 DA27

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の素子領域が素子分離領域により区
画されて形成されている半導体基板と、 前記半導体基板に形成された第1導電型ウエル領域と、 前記半導体基板に形成され、前記第1導電型ウエル領域
とは前記素子分離領域により分離されている第2導電型
ウエル領域とを備え、 前記第1導電型ウエル領域は、前記素子分離領域を越え
て前記第2導電型ウエル領域に入り込むようにすること
を特徴とする半導体装置。
A first conductivity type well region formed on the semiconductor substrate; a first conductivity type well region formed on the semiconductor substrate; a first conductivity type well region formed on the semiconductor substrate; A conductive type well region having a second conductive type well region separated by the element isolation region; and the first conductive type well region entering the second conductive type well region beyond the element separation region. A semiconductor device characterized in that:
【請求項2】 前記第2導電型ウエル領域の内、所定の
領域には保護回路が形成され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. The semiconductor device according to claim 1, wherein a protection circuit is formed in a predetermined region of the second conductivity type well region.
【請求項3】 前記保護回路は、第1導電型MOSトラ
ンジスタから構成されていることを特徴とする請求項2
に記載の半導体装置。
3. The protection circuit according to claim 2, wherein the protection circuit comprises a first conductivity type MOS transistor.
3. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項4】 前記第1導電型ウエル領域は、前記第2
導電型ウエル領域より不純物濃度が高いことを特徴とす
る請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の半導体装
置。
4. The first conductivity type well region includes:
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the impurity concentration is higher than the conductivity type well region.
【請求項5】 前記保護回路が形成されている前記第2
導電型ウエル領域に隣接する前記第1導電型ウエル領域
の不純物濃度は、前記保護回路が形成されている第2導
電型ウエル領域とは隣接していない前記第1導電型ウエ
ル領域より不純物濃度が高いことを特徴とする請求項1
乃至請求項3のいずれかに記載の半導体装置。
5. The second circuit in which the protection circuit is formed.
The impurity concentration of the first conductivity type well region adjacent to the conductivity type well region is lower than that of the first conductivity type well region not adjacent to the second conductivity type well region where the protection circuit is formed. 2. The method according to claim 1, wherein
The semiconductor device according to claim 3.
【請求項6】 複数の素子領域が素子分離領域により区
画されて形成されている半導体基板と、 前記半導体基板に形成された第1導電型ウエル領域と、 前記半導体基板に形成され、前記第1導電型ウエル領域
とは前記素子分離領域により分離されている第2導電型
ウエル領域とを備え、 前記第1導電型ウエル領域は、前記素子分離領域の幅の
半分より前記第2導電型ウエル領域側に入り込んでいる
ことを特徴とする半導体装置。
6. A semiconductor substrate in which a plurality of element regions are divided by element isolation regions, a first conductivity type well region formed in the semiconductor substrate, and a first conductive type well region formed in the semiconductor substrate. A conductivity type well region, a second conductivity type well region separated by the device isolation region, wherein the first conductivity type well region has a second conductivity type well region larger than half the width of the device isolation region. A semiconductor device which is inserted into a side.
【請求項7】 複数の素子領域が素子分離領域により区
画されて形成されている半導体基板と、 前記半導体基板に形成されたNウエル領域と、 前記半導体基板に形成され、前Nウエル領域とは前記素
子分離領域により分離されているPウエル領域とを備
え、 前記Nウエル領域は、前記素子分離領域の幅の半分より
前記Pウエル領域側に入り込んでおり、且つ前記Pウエ
ル領域のドレイン領域と前記Nウエル領域のPウエル領
域に入り込んだ部分との間の距離は、前記ソース/ドレ
イン領域間のチャネル長より短くなるように形成されて
いることを特徴とする半導体装置。
7. A semiconductor substrate in which a plurality of element regions are partitioned by element isolation regions, an N-well region formed in the semiconductor substrate, and a front N-well region formed in the semiconductor substrate. A P-well region separated by the element isolation region, wherein the N-well region enters the P-well region side from a half of the width of the element isolation region, and is connected to a drain region of the P-well region. A semiconductor device, wherein a distance between the N-well region and a portion of the N-well region that enters the P-well region is shorter than a channel length between the source / drain regions.
【請求項8】 半導体基板に素子分離領域により区画さ
れた複数の素子領域を形成する工程と、 前記半導体基板の所定素子領域に第1導電型不純物をイ
オン注入して第1導電型ウエル領域を形成する工程と、 前記半導体基板の他の素子領域に第2導電型不純物をイ
オン注入して第2導電型ウエル領域を形成する工程とを
備え、 前記第1導電型ウエル領域のイオン注入量は、前記第2
導電型ウエル領域のイオン注入量より多くして前記第1
導電型ウエル領域が前記素子分離領域を越えて前記第2
導電型ウエル領域に入り込むようにすることを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
8. A step of forming a plurality of device regions defined by device isolation regions in a semiconductor substrate, and ion-implanting a first conductivity type impurity into a predetermined device region of the semiconductor substrate to form a first conductivity type well region. Forming a second conductivity type well region by ion-implanting a second conductivity type impurity into another element region of the semiconductor substrate. The ion implantation amount of the first conductivity type well region is: , The second
The amount of ion implantation in the well of the conductivity type is increased,
The conductivity type well region extends beyond the element isolation region and the second region is formed.
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the semiconductor device is inserted into a conductive well region.
【請求項9】 前記第2導電型ウエル領域の内、所定の
領域に保護回路を形成する工程をさらに備えたことを特
徴とする請求項8に記載の半導体装置の製造方法。
9. The method according to claim 8, further comprising a step of forming a protection circuit in a predetermined region of the second conductivity type well region.
【請求項10】 半導体基板に素子分離領域により区画
された複数の素子領域を形成する工程と、 前記半導体基板の所定素子領域に第1導電型不純物を拡
散させて第1導電型ウエル領域を形成する工程と、 前記半導体基板の他の素子領域に第2導電型不純物を拡
散させて第2導電型ウエル領域を形成する工程と、 前記第1導電型ウエル領域に第1導電型イオンを注入
し、加熱拡散させる工程とを備え、 前記イオン注入、加熱拡散工程により前記第1導電型ウ
エル領域が前記素子分離領域を越えて前記第2導電型ウ
エル領域に入り込むようにすることを特徴とする半導体
装置の製造方法。
10. A step of forming a plurality of device regions defined by device isolation regions on a semiconductor substrate, and forming a first conductivity type well region by diffusing a first conductivity type impurity into a predetermined device region of the semiconductor substrate. Forming a second conductivity type well region by diffusing a second conductivity type impurity into another element region of the semiconductor substrate; and implanting a first conductivity type ion into the first conductivity type well region. A semiconductor diffusion step, wherein the first conductivity type well region enters the second conductivity type well region beyond the element isolation region by the ion implantation and the heat diffusion process. Device manufacturing method.
【請求項11】 半導体基板に素子分離領域により区画
された複数の素子領域を形成する工程と、 前記半導体基板の所定素子領域に第1導電型不純物をイ
オン注入して第1導電型ウエル領域を形成する工程と、 前記半導体基板の他の素子領域に第2導電型不純物をイ
オン注入して第2導電型ウエル領域を形成する工程とを
備え、 前記第1導電型ウエル領域のイオン注入量は、前記第2
導電型ウエル領域のイオン注入量より多くして前記第1
導電型ウエル領域が前記素子分離領域の幅の半分より前
記第2導電型ウエル領域側に入り込んでいるようにする
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
11. A step of forming a plurality of device regions defined by device isolation regions in a semiconductor substrate, and ion-implanting a first conductivity type impurity into a predetermined device region of the semiconductor substrate to form a first conductivity type well region. Forming a second conductivity type well region by ion-implanting a second conductivity type impurity into another element region of the semiconductor substrate. The ion implantation amount of the first conductivity type well region is: , The second
The amount of ion implantation in the well of the conductivity type is increased,
A method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that a well of a conductivity type enters a side of a second conductivity type well from a half of a width of the element isolation region.
【請求項12】 半導体基板に素子分離領域により区画
された複数の素子領域を形成する工程と、 前記半導体基板の所定素子領域に第1導電型不純物を拡
散させて第1導電型ウエル領域を形成する工程と、 前記半導体基板の他の素子領域に第2導電型不純物を拡
散させて第2導電型ウエル領域を形成する工程と、 前記第1導電型ウエル領域に第1導電型イオンを注入
し、加熱拡散させる工程とを備え、 前記イオン注入、加熱拡散工程により前記第1導電型ウ
エル領域が前記素子分離領域の幅の半分より前記第2導
電型ウエル領域側に入り込んでいることを特徴とする半
導体装置の製造方法。
12. A step of forming a plurality of element regions defined by an element isolation region on a semiconductor substrate, and forming a first conductivity type well region by diffusing a first conductivity type impurity into a predetermined element region of the semiconductor substrate. Forming a second conductivity type well region by diffusing a second conductivity type impurity into another element region of the semiconductor substrate; and implanting a first conductivity type ion into the first conductivity type well region. A step of performing heat diffusion, wherein the first conductivity type well region enters the second conductivity type well region side from a half of the width of the element isolation region by the ion implantation and heat diffusion steps. Semiconductor device manufacturing method.
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KR101566024B1 (en) * 2007-08-22 2015-11-04 세이코 인스트루 가부시키가이샤 semiconductor device

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