JP2002208694A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

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JP2002208694A
JP2002208694A JP2001001606A JP2001001606A JP2002208694A JP 2002208694 A JP2002208694 A JP 2002208694A JP 2001001606 A JP2001001606 A JP 2001001606A JP 2001001606 A JP2001001606 A JP 2001001606A JP 2002208694 A JP2002208694 A JP 2002208694A
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region
offset
offset region
conductivity type
surface layer
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JP2001001606A
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Japanese (ja)
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Keishiro Kumada
恵志郎 熊田
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device comprising a high breakdown- strength MOS transistor together with its manufacturing method, wherein a mutual conductance is enhanced to reduce the chip area. SOLUTION: The impurity concentration of an n-offset region 8 and a p-offset region 5 on a source side is enhanced, so that the mutual conductance of the high breakdown-strength MOS transistor is raised, resulting in a reduced special area of the high breakdown-strength MOS transistor.

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】この発明は、CMOSを構成
する高耐圧トランジスタなどの半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device such as a high breakdown voltage transistor constituting a CMOS.

【0002】[0002]

【従来の技術】同一半導体基板に、低耐圧CMOSと高
耐圧CMOSを形成する場合、低耐圧CMOSを構成す
る低耐圧MOSトランジスタのドレインはシングルドレ
イン構造とする。一方、高耐圧MOSトランジスタは、
耐圧を確保するために、通常、ゲート、ソース間、ゲー
ト、ドレイン間にLOCOS酸化膜を形成し、さらに、
LOCOS酸化膜下に低濃度の拡散層が形成されたオフ
セットゲート構造としている。この低濃度の拡散層のう
ち、n型低濃度拡散層をnオフセット領域、p型低濃度
拡散層をpオフセット領域と呼び、これらのオフセット
領域は高耐圧MOSトランジスタのドレイン側とソース
側で、形状および不純物濃度が同じに形成される(対称
構造)。
2. Description of the Related Art When a low breakdown voltage CMOS and a high breakdown voltage CMOS are formed on the same semiconductor substrate, the drain of a low breakdown voltage MOS transistor constituting the low breakdown voltage CMOS has a single drain structure. On the other hand, high voltage MOS transistors
In order to secure a withstand voltage, usually, a LOCOS oxide film is formed between a gate and a source, and between a gate and a drain.
The offset gate structure has a low concentration diffusion layer formed below the LOCOS oxide film. Among the low-concentration diffusion layers, the n-type low-concentration diffusion layer is referred to as an n-offset region, and the p-type low-concentration diffusion layer is referred to as a p-offset region. The same shape and impurity concentration are formed (symmetric structure).

【0003】図4から図6は、従来の半導体装置の製造
方法で、工程順に示す要部製造工程断面図である。これ
らの図は、CMOSを構成する高耐圧MOSトランジス
タの製造工程断面図である。図4において、pシリコン
基板51の表面層にnウエル領域52とpウエル領域5
3を形成する。つぎに、nウエル領域52とpウエル領
域53の表面層に、pオフセット領域54、55、nオ
フセット領域57、58を形成し、素子分離するため
に、高濃度のpガードリング56、nガードリング59
を形成する。
FIGS. 4 to 6 are cross-sectional views of a main part manufacturing process shown in the order of steps in a conventional method of manufacturing a semiconductor device. These figures are cross-sectional views of the manufacturing process of the high breakdown voltage MOS transistor constituting the CMOS. In FIG. 4, an n-well region 52 and a p-well region 5
Form 3 Next, p-offset regions 54, 55 and n-offset regions 57, 58 are formed on the surface layers of the n-well region 52 and the p-well region 53, and a high-concentration p-guard ring 56, n-guard Ring 59
To form

【0004】図5において、図4に続いて、ゲート電極
69、70、ドレイン領域71、73およびソース領域
72、74の各形成予定箇所を除いてフィールド酸化膜
であるLOCOS酸化膜60〜66を形成する。つぎ
に、厚いゲート酸化膜67、68を形成し、さらにゲー
ト電極69、70用の第1層ポリシリコンを堆積する。
つぎに、第1層ポリシリコンを、LOCOS酸化膜60
〜63上の一部を残すように、所定の大きさにエッチン
グし、この第1層ポリシリコンをマスクとして、厚いゲ
ート酸化膜67、68をエッチングする。つぎに、図示
しない低耐圧MOSトランジスタの薄いゲート酸化膜を
成長させ、第2層ポリシリコンを堆積し、所定の大きさ
に薄いゲート酸化膜をエッチングする。このようにする
と、厚いゲート酸化膜67、68と図示しない薄いゲー
ト酸化膜とも、マスク材であるレジスト膜を用いずにパ
ターニングできるので、レジスト膜で汚染されることな
く膜質を確保できる。
In FIG. 5, subsequent to FIG. 4, LOCOS oxide films 60 to 66, which are field oxide films, are formed except for portions where gate electrodes 69 and 70, drain regions 71 and 73 and source regions 72 and 74 are to be formed. Form. Next, thick gate oxide films 67 and 68 are formed, and a first layer polysilicon for the gate electrodes 69 and 70 is deposited.
Next, the first layer polysilicon is applied to the LOCOS oxide film 60.
Etching is carried out to a predetermined size so as to leave a part on .about.63, and thick gate oxide films 67 and 68 are etched using this first layer polysilicon as a mask. Next, a thin gate oxide film of a low breakdown voltage MOS transistor (not shown) is grown, a second layer polysilicon is deposited, and the thin gate oxide film is etched to a predetermined size. By doing so, both the thick gate oxide films 67 and 68 and the thin gate oxide film (not shown) can be patterned without using a resist film as a mask material, so that the film quality can be secured without being contaminated by the resist film.

【0005】つぎに、LOCOS酸化膜が開口している
nオフセット領域54、55の表面層にnドレイン領域
71とnソース領域72を形成し、LOCOS酸化膜が
開口しているpオフセット領域57、58の表面層にp
ドレイン領域73とpソース領域74を形成する。図6
において、図5に続いて、表面に層間絶縁膜75を堆積
させた後、コンタクトホールを開口し、ドレイン電極7
6、78とソース電極77、79を形成し、その上に保
護膜80を堆積する。
Next, an n drain region 71 and an n source region 72 are formed on the surface layers of the n offset regions 54 and 55 where the LOCOS oxide film is opened, and a p offset region 57 where the LOCOS oxide film is opened. 58 on the surface layer
A drain region 73 and a p source region 74 are formed. FIG.
5, following FIG. 5, after depositing an interlayer insulating film 75 on the surface, a contact hole is opened and a drain electrode 7 is formed.
6 and 78 and source electrodes 77 and 79 are formed, and a protective film 80 is deposited thereon.

【0006】このようにして、薄いゲート酸化膜の低耐
圧MOSトランジスタで構成された低耐圧CMOSと厚
いゲート酸化膜の高耐圧MOSトランジスタで構成され
た高耐圧CMOSを形成した半導体装置が出来上がる。
尚、図6は、従来の高耐圧CMOSが形成された半導体
装置の要部断面図となる。
In this way, a semiconductor device is formed in which a low-breakdown-voltage CMOS constituted by a low-voltage MOS transistor having a thin gate oxide film and a high-breakdown-voltage CMOS constituted by a high-voltage MOS transistor having a thick gate oxide film are formed.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part of a conventional semiconductor device on which a high breakdown voltage CMOS is formed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のよう
に、低濃度のオフセット領域54、55、57、58が
あると、オフセット領域のシート抵抗が高くなり、高耐
圧MOSトランジスタの相互コンダクタンスが低下す
る。尚、前記の相互コンダクタンスとは、ドレイン電流
の変化分をゲート電圧の変化分で割った値である。相互
コンダクタンスが低いということは、所定のゲート電圧
に対して小さなドレイン電流が流れるということであ
る。よって、高い相互コンダクタンスを得るためには、
必要なドレイン電流を流せるよう高耐圧MOSトランジ
スタのチップ専有面積を大きくしなければならない。
However, as described above, the presence of the low-concentration offset regions 54, 55, 57, and 58 increases the sheet resistance of the offset regions and lowers the mutual conductance of the high-voltage MOS transistor. I do. The transconductance is a value obtained by dividing a change in drain current by a change in gate voltage. Low transconductance means that a small drain current flows for a given gate voltage. Therefore, in order to obtain high transconductance,
In order to allow a necessary drain current to flow, the area occupied by the chip of the high breakdown voltage MOS transistor must be increased.

【0008】この発明の目的は、前記の課題を解決し
て、相互コンダクタンスを高くして、チップ面積の縮小
化を図ることができる高耐圧MOSトランジスタを有す
る半導体装置とその製造方法を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide a semiconductor device having a high-breakdown-voltage MOS transistor capable of solving the above-mentioned problems, increasing the mutual conductance and reducing the chip area, and a method of manufacturing the same. It is in.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、ソース側およびドレイン側にオフセット領域を有
するMOS型の半導体装置であって、ドレイン側のオフ
セット領域の不純物濃度より、高い不純物濃度のソース
側のオフセット領域を有する構成とする。また、第1導
電型半導体基板の表面層に、隣接して形成された第1導
電型ウエル領域と第2導電型ウエル領域と、前記第1導
電型ウエル領域の表面層に離して形成された第2導電型
の第1オフセット領域と第2オフセット領域と、前記第
2導電型ウエル領域の表面層に離して形成された第1導
電型の第3オフセット領域と第4オフセット領域と、前
記第1導電型ウエル領域の表面層に、前記第1オフセッ
ト領域と第2オフセット領域とを囲むように形成した第
1ガードリング領域と、前記第2導電型ウエル領域の表
面層に、前記第3オフセット領域と第4オフセット領域
とを囲むように形成した第2ガードリング領域と、前記
第1オフセット領域の表面層に形成した第2導電型の第
1ソース領域と、前記第2オフセット領域の表面層に形
成した第2導電型の第1ドレイン領域と、前記第3オフ
セット領域の表面層に第1導電型の第2ソース領域と、
前記第4オフセット領域の表面層に形成した第2ドレイ
ン領域と、前記第1オフセット領域と前記第2オフセッ
ト領域に挟まれた第1導電型ウエル領域上に第1ゲート
絶縁膜を介して形成した第1ゲート電極と、前記第3オ
フセット領域と前記第4オフセット領域に挟まれた前記
第2導電型ウエル領域上に第2ゲート絶縁膜を介して形
成した第2ゲート電極と、前記第1オフセット領域上に
形成した第1LOCOS酸化膜と、前記第2オフセット
領域上に形成した第2LOCOS酸化膜とを具備した半
導体装置であって、前記第1オフセット領域の不純物濃
度が、前記第2オフセット領域の不純物濃度より高く、
前記第3オフセット領域の不純物濃度が、前記第4オフ
セット領域の不純物濃度より高い構成とする。
In order to achieve the above object, there is provided a MOS type semiconductor device having an offset region on a source side and a drain side, wherein the impurity concentration is higher than the impurity concentration of the offset region on the drain side. Having a source-side offset region. The first conductivity type well region and the second conductivity type well region are formed adjacent to the surface layer of the first conductivity type semiconductor substrate, and are formed separately from the surface layer of the first conductivity type well region. A first offset region of a second conductivity type, a second offset region, a third offset region of a first conductivity type formed on a surface layer of the well region of the second conductivity type, and a fourth offset region; A first guard ring region formed on the surface layer of the one conductivity type well region so as to surround the first offset region and the second offset region; and a third offset region formed on the surface layer of the second conductivity type well region. A second guard ring region formed to surround the region and the fourth offset region; a first source region of a second conductivity type formed in a surface layer of the first offset region; and a surface layer of the second offset region. Formed into A first drain region of the second conductivity type, a second source region of the first conductivity type in a surface layer of the third offset region,
A second drain region formed in a surface layer of the fourth offset region and a first conductivity type well region sandwiched between the first offset region and the second offset region are formed via a first gate insulating film. A first gate electrode, a second gate electrode formed on the second conductivity type well region interposed between the third offset region and the fourth offset region via a second gate insulating film, and the first offset electrode; A semiconductor device comprising: a first LOCOS oxide film formed on a region; and a second LOCOS oxide film formed on the second offset region, wherein the impurity concentration of the first offset region is equal to that of the second offset region. Higher than the impurity concentration,
The third offset region has a higher impurity concentration than the fourth offset region.

【0010】また、第1導電型半導体基板の表面層に、
第1導電型ウエル領域と第2導電型ウエル領域を隣接し
て形成する工程と、前記第1導電型ウエル領域の表面層
に第2導電型の第2オフセット領域と、前記第2導電型
ウエル領域の表面層に第1導電型の第4オフセット領域
を形成する工程と、前記第1導電型ウエル領域の表面層
に前記第2オフセット領域を囲む第1ガードリング領域
と、前記第2導電型ウエル領域の前記第4オフセット領
域と離して第3オフセット領域とを形成する工程と、前
記第2導電型ウエル領域の表面層に前記第3オフセット
および第4オフセット領域を囲む前記第2ガードリング
領域と、前記第1導電型ウエル領域の表面層に前記第2
オフセット領域と離して該第2オフセット領域を含めて
前記第1ガードリング領域に囲まれる第1オフセット領
域を形成する工程と、前記第1オフセット領域、前記第
2オフセット領域、前記第3オフセット領域、前記第4
オフセット領域に、第1LOCOS酸化膜、第2LOC
OS酸化膜、第3LOCOS酸化膜、第4LOCOS酸
化膜を形成する工程と、前記第1オフセット領域の表面
層に第2導電型の第1ソース領域、前記第2オフセット
領域の表面層に第2導電型の第1ドレイン領域を形成す
る工程と、前記第3オフセット領域の表面層に第1導電
型の第2ソース領域と、前記第4オフセット領域の表面
層に第2ドレイン領域を形成する工程と、前記第1オフ
セット領域と前記第2オフセット領域に挟まれた第1導
電型ウエル領域上に第1ゲート絶縁膜を介して第1ゲー
ト電極を形成する工程と、前記第3オフセット領域と前
記第4オフセット領域に挟まれた前記第2導電型ウエル
領域上に第2ゲート絶縁膜を介して第2ゲート電極を形
成する工程とを具備した半導体装置の製造方法であっ
て、前記第1オフセット領域の不純物濃度が、前記第2
オフセット領域の不純物濃度より高く、前記第3オフセ
ット領域の不純物濃度が、前記第4オフセット領域の不
純物濃度より高くするとよい。
[0010] Also, the surface layer of the first conductivity type semiconductor substrate may be
Forming a first conductivity type well region and a second conductivity type well region adjacent to each other; forming a second conductivity type second offset region on a surface layer of the first conductivity type well region; Forming a fourth offset region of a first conductivity type in a surface layer of the region; a first guard ring region surrounding the second offset region in a surface layer of the well region of the first conductivity type; Forming a third offset region apart from the fourth offset region of the well region; and forming the second guard ring region surrounding the third offset and the fourth offset region on a surface layer of the second conductivity type well region. And the second layer on the surface layer of the first conductivity type well region.
Forming a first offset region surrounded by the first guard ring region including the second offset region apart from the offset region; and forming the first offset region, the second offset region, the third offset region, The fourth
The first LOCOS oxide film, the second LOC
Forming an OS oxide film, a third LOCOS oxide film, and a fourth LOCOS oxide film; a first source region of a second conductivity type on a surface layer of the first offset region; and a second conductive film on a surface layer of the second offset region. Forming a first drain region of the first conductivity type; forming a second source region of the first conductivity type on the surface layer of the third offset region; and forming a second drain region on the surface layer of the fourth offset region. Forming a first gate electrode via a first gate insulating film on a first conductivity type well region sandwiched between the first offset region and the second offset region; Forming a second gate electrode on the second conductivity type well region interposed between the four offset regions with a second gate insulating film interposed therebetween. The impurity concentration of the bets region, the second
The impurity concentration of the third offset region may be higher than the impurity concentration of the fourth offset region.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図7は、この発明の要点を説明す
る図である。この図は、後述する図3の高耐圧pチャネ
ルMOSFETのゲート近傍の拡大図である。図中の2
はnウエル領域、4はドレイン側のpオフセット領域、
5はソース側のpオフセット領域、10はドレイン側の
LOCOS酸化膜、11はソース側のLOCOS酸化
膜、17は厚いゲート酸化膜、19はゲート電極であ
る。
FIG. 7 is a diagram for explaining the gist of the present invention. This figure is an enlarged view of the vicinity of the gate of the high-breakdown-voltage p-channel MOSFET of FIG. 3 described later. 2 in the figure
Is an n-well region, 4 is a p-offset region on the drain side,
5 is a source side p offset region, 10 is a drain side LOCOS oxide film, 11 is a source side LOCOS oxide film, 17 is a thick gate oxide film, and 19 is a gate electrode.

【0012】高耐圧MOSトランジスタのゲート酸化膜
17の厚みは、ゲート・ソース間およびゲート・ドレイ
ン間の耐圧を維持するために、厚くする。この厚いゲー
ト酸化膜17は、ポリシリコンで形成されたゲート電極
19をマスクにエッチングして形成される。このとき、
ゲート酸化膜17が厚いために、サイドエッチ量L2が
大きくなり、ゲート・ソース間の耐圧が低下する場合が
生じる。
The thickness of the gate oxide film 17 of the high breakdown voltage MOS transistor is increased in order to maintain the breakdown voltage between the gate and the source and between the gate and the drain. This thick gate oxide film 17 is formed by etching using gate electrode 19 formed of polysilicon as a mask. At this time,
Since the gate oxide film 17 is thick, the side-etch amount L2 increases, and the withstand voltage between the gate and the source may decrease.

【0013】この厚いゲート酸化膜17のサイドエッチ
を防止するために、LOCOS酸化膜11をゲートとソ
ースの間に形成し、このLOCOS酸化膜11上に厚い
ゲート酸化膜17を被覆し、このLOCOS酸化膜11
上に形成された厚いゲート酸化膜17をエッチングす
る。こうすると、例え、サイドエッチ量L2が大きい場
合でも、LOCOS酸化膜11がエッチングされて、シ
リコン基板上のL1の箇所のゲート酸化膜17には影響
がない。そのために、厚いゲート酸化膜17が必要とな
る高耐圧MOSトランジスタでは、ソース側にもLOC
OS酸化膜11が必要となる。ソース側にLOCOS酸
化膜11を形成すると、その下に、pオフセット領域5
を形成する必要が出てくる。
In order to prevent side etching of the thick gate oxide film 17, a LOCOS oxide film 11 is formed between the gate and the source, and a thick gate oxide film 17 is coated on the LOCOS oxide film 11, Oxide film 11
The thick gate oxide film 17 formed thereon is etched. In this case, even when the side etch amount L2 is large, the LOCOS oxide film 11 is etched, and the gate oxide film 17 at the location L1 on the silicon substrate is not affected. Therefore, in a high-breakdown-voltage MOS transistor requiring a thick gate oxide film 17, LOC is also required on the source side.
An OS oxide film 11 is required. When the LOCOS oxide film 11 is formed on the source side, the p-offset region 5
The need to form comes out.

【0014】高耐圧MOSトランジスタにおいて、ソー
ス・ドレイン間の耐圧を維持するpn接合は、ドレイン
側のpオフセット領域4とnウエル領域2のpn接合で
あり、ソース側のpオフセット領域5とnウエル領域2
のpn接合ではない。そのため、ソース側のpオフセッ
ト領域5とドレイン側のpオフセット領域4を非対称
(不純物濃度が異なる)に形成し、ソース側のpオフセ
ット領域5の不純物濃度をドレイン側のpオフセット領
域4の不純物濃度より高くすることができる。
In the high breakdown voltage MOS transistor, the pn junction for maintaining the breakdown voltage between the source and the drain is the pn junction between the drain side p offset region 4 and the n well region 2, and the source side p offset region 5 and the n well. Area 2
Pn junction. Therefore, the p-side offset region 5 on the source side and the p-side offset region 4 on the drain side are formed asymmetrically (different in impurity concentration), and the impurity concentration of the p-side offset region 5 on the source side is changed to the impurity concentration of the p-side offset region 4 on the drain side. Can be higher.

【0015】この発明では、ソース側のオフセット領域
の不純物濃度を高くすることで、オフセット領域のシー
ト抵抗を低下させ、相互コンダクタンスを改善する。以
下に、実施例を説明する。図1ないし図3は、この発明
の一実施例の半導体装置の製造方法であり、工程順に示
した要部製造工程断面図である。これらの図は、高耐圧
CMOSを構成する高耐圧MOSトランジスタの製造工
程断面図である。
According to the present invention, by increasing the impurity concentration of the offset region on the source side, the sheet resistance of the offset region is reduced, and the transconductance is improved. Hereinafter, examples will be described. 1 to 3 show a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and are sectional views of a main part manufacturing process shown in the order of processes. These figures are cross-sectional views of a manufacturing process of a high breakdown voltage MOS transistor constituting a high breakdown voltage CMOS.

【0016】図1において、比抵抗10〜15Ω・cm
のpシリコン基板1に、リンを100〜200keVの
加速エネルギーで5×1012cm-2〜1×1013cm-2
程度のドーズ量でイオン注入した後、アニール(ドライ
ブ工程)してnウエル領域2を形成し、続いて、ボロン
を30〜100keVの加速エネルギーで2×1012
-2〜5×1012cm-2のドーズ量でイオン注入した
後、アニールしてpウエル領域3を形成する。
In FIG. 1, the specific resistance is 10 to 15 Ω · cm.
5 × 10 12 cm −2 to 1 × 10 13 cm −2 at an acceleration energy of 100 to 200 keV.
After ion implantation at a dose of about a degree, annealing (drive step) is performed to form an n-well region 2. Subsequently, boron is accelerated to 2 × 10 12 c at an acceleration energy of 30 to 100 keV.
After ion implantation at a dose of m −2 to 5 × 10 12 cm −2 , annealing is performed to form a p-well region 3.

【0017】つぎに、nウエル領域2の表面層にボロン
を50〜100keVの加速エネルギーで1×1013
-2〜2×1013cm-2のドーズ量でイオン注入して、
ドレイン側のpオフセット領域4の図示しないイオン注
入層を形成し、pウエル領域3の表面層にリンを50〜
100keVの加速エネルギーで3×1012cm2 〜1
×1013cm2 のドーズ量でイオン注入して、ドレイン
側のnオフセット領域7の図示しないイオン注入層を形
成する。
Next, boron is applied to the surface layer of the n-well region 2 at an acceleration energy of 50 to 100 keV for 1 × 10 13 c.
ion implantation at a dose of m -2 to 2 × 10 13 cm -2 ,
An ion implantation layer (not shown) of the p-side offset region 4 on the drain side is formed.
3 × 10 12 cm 2 -1 at acceleration energy of 100 keV
Ions are implanted at a dose of × 10 13 cm 2 to form an ion implantation layer (not shown) in the n-side offset region 7 on the drain side.

【0018】つぎに、アニールして、ドレイン側のpオ
フセット領域4とnオフセット領域7を形成する。つぎ
に、nウエル領域2の表面層に、ボロンを50〜100
keVの加速エネルギーで5×1013cm-2〜1×10
14cm-2cm-2のドーズ量で、pガードリング6とソー
ス側のpオフセット領域5(ドレイン側のpオフセット
領域4よりドーズ量を高くする)の図示しないオン注入
層を形成し、pウエル領域3の表面層にリンを50〜1
00keVの加速エネルギーで1×1013cm-2〜3×
10 13cm-2のドーズ量でイオン注入して、nガードリ
ング9とソース側のnオフセット領域8(ドレイン側の
nオフセット領域7よりドーズ量を高くする)の図示し
ないイオン注入層を形成し、その後、アニールして、ソ
ース側のpオフセット領域5とnオフセット領域8およ
びpガードリング6とnガードリング9を形成する。こ
のpガードリング6は、pドレイン領域4とpソース領
域5を取り囲むように帯状に形成され、nガードリング
9は、nドレイン領域7とnソース領域8を取り囲むよ
うに形成される。
Next, annealing is performed to reduce the p-side on the drain side.
The offset region 4 and the n-offset region 7 are formed. Next
Then, boron is added to the surface layer of the n-well region 2 by 50 to 100.
5 × 10 at keV acceleration energy13cm-2~ 1 × 10
14cm-2cm-2With a dose of p guard ring 6 and saw
P offset region 5 on the drain side (p offset on the drain side)
(Improve the dose than the region 4)
A phosphorus layer on the surface layer of the p-well region 3;
1 × 10 with acceleration energy of 00 keV13cm-2~ 3x
10 13cm-2Ion implantation at a dose of
9 and the source side n offset region 8 (drain side
(The dose is made higher than the n offset region 7)
A non-implanted layer, then annealed,
Source side p offset region 5 and n offset region 8
And a p guard ring 6 and an n guard ring 9 are formed. This
P guard ring 6 is formed between p drain region 4 and p source region.
Formed in a band shape so as to surround the area 5, and an n guard ring
9 surrounds the n drain region 7 and the n source region 8
Formed.

【0019】前記のドレイン側のpオフセット領域4と
nオフセット領域7のシート抵抗は1kΩ/□から10
kΩ/□であり、ソース側のpオフセット領域5とnオ
フセット領域8のシート抵抗は50Ω/□から1000
Ω/□である。図2において、図1に続いて、ゲート電
極19、20、pドレイン領域21、pソース領域22
およびnドレイン領域23、nソース領域24の形成予
定箇所を除いて、フィールド酸化膜であるLOCOS酸
化膜10〜16を形成する。
The sheet resistance of the drain side p offset region 4 and the n offset region 7 is 1 kΩ / □ to 10
and the sheet resistance of the source side p offset region 5 and the n offset region 8 is from 50 Ω / □ to 1000
Ω / □. In FIG. 2, following FIG. 1, gate electrodes 19 and 20, p drain region 21, p source region 22
LOCOS oxide films 10 to 16 as field oxide films are formed except for portions where the n drain region 23 and the n source region 24 are to be formed.

【0020】つぎに、50〜100nmの厚いゲート酸
化膜17、18を形成し、さらにゲート電極19、20
を形成するための第1層ポリシリコンを堆積する。つぎ
に、第1層ポリシリコンを、LOCOS酸化膜10、1
1、12、13上の一部を残すように、所定の大きさに
エッチングし、この第1層ポリシリコンをマスクとし
て、厚いゲート酸化膜17、18をエッチングする。つ
ぎに、図示しない低耐圧MOSトランジスタ用の薄いゲ
ート酸化膜を成長させ、図示しない第2層ポリシリコン
を堆積し、所定の大きさに薄いゲート酸化膜をエッチン
グする。
Next, 50 to 100 nm thick gate oxide films 17 and 18 are formed, and gate electrodes 19 and 20 are further formed.
Deposit a first layer of polysilicon to form Next, the first layer polysilicon is applied to the LOCOS oxide films 10 and 1.
Etching is performed to a predetermined size so as to leave a part on 1, 12, and 13, and using the first layer polysilicon as a mask, the thick gate oxide films 17 and 18 are etched. Next, a thin gate oxide film for a low-voltage MOS transistor (not shown) is grown, a second-layer polysilicon (not shown) is deposited, and the thin gate oxide film is etched to a predetermined size.

【0021】このようにすると、厚いゲート酸化膜1
7、18と図示しない薄いゲート酸化膜とも、マスク材
であるレジスト膜を用いずにパターニングできるので、
レジスト膜で汚染されることなくゲート酸化膜17、1
8の膜質を確保できる。つぎに、LOCOS酸化膜が開
口しているpオフセット領域4、5の表面層に、ヒ素を
50〜100keVの加速エネルギーで3×1015cm
-2〜5×1015cm-2のドーズ量でイオン注入し、続い
て、LOCOS酸化膜が開口しているnオフセット領域
7、8の表面層に二フッ化ボロンを50〜100keV
の加速エネルギーで3×1015cm-2〜5×1015cm
-2のドーズ量でイオン注入し、アニールして、pドレイ
ン領域21、pソース領域22、nドレイン領域23お
よびnソース領域24を形成する。
By doing so, the thick gate oxide film 1 is formed.
Both the thin gate oxide films 7 and 18 and not shown can be patterned without using a resist film as a mask material.
The gate oxide film 17, 1 without being contaminated by the resist film.
8 can be secured. Next, arsenic is applied to the surface layers of the p offset regions 4 and 5 where the LOCOS oxide film is opened at an acceleration energy of 50 to 100 keV for 3 × 10 15 cm.
Ions are implanted at a dose of -2 to 5 × 10 15 cm -2 , and then 50 to 100 keV boron difluoride is applied to the surface layers of the n offset regions 7 and 8 where the LOCOS oxide film is opened.
3 × 10 15 cm -2 to 5 × 10 15 cm with acceleration energy of
Ion implantation is performed at a dose of -2 and annealing is performed to form a p drain region 21, a p source region 22, an n drain region 23, and an n source region 24.

【0022】図3において、図2に続いて、表面に層間
絶縁膜25を堆積させた後、コンタクトホールを開口
し、ドレイン電極26、28およびソース電極27、2
9を形成し、表面に保護膜30を形成する(図3)。こ
のようにして、厚いゲート酸化膜17、18の高耐圧M
OSトランジスタで構成された高耐圧CMOSと、図示
しない薄いゲート酸化膜17、18の低耐圧MOSトラ
ンジスタで構成された低耐圧CMOSとを形成した半導
体装置が出来上がる。尚、図3は、本発明の半導体装置
の要部断面図となる。
In FIG. 3, following FIG. 2, after an interlayer insulating film 25 is deposited on the surface, contact holes are opened, and drain electrodes 26 and 28 and source electrodes 27 and 2 are formed.
9, and a protective film 30 is formed on the surface (FIG. 3). Thus, the high withstand voltage M of the thick gate oxide films 17 and 18 is increased.
A semiconductor device is formed in which a high withstand voltage CMOS composed of OS transistors and a low withstand voltage CMOS composed of low voltage MOS transistors with thin gate oxide films 17 and 18 (not shown) are formed. FIG. 3 is a sectional view of a main part of the semiconductor device of the present invention.

【0023】この高耐圧MOSトランジスタは、ガード
リング6、9と同様の高濃度の不純物濃度で、ソース側
のオフセット領域5、8が形成されるために、従来のよ
うにドレイン側のオフセット領域4、7と同一の不純物
濃度で形成するよりは、このオフセット領域5、8のシ
ート抵抗が小さくなり、相互コンダクタンスを改善する
ことができる。その結果、高耐圧MOSトランジスタの
チップに占める面積を縮小できる。
In this high-voltage MOS transistor, the source-side offset regions 5 and 8 are formed at the same high impurity concentration as the guard rings 6 and 9, so that the drain-side offset regions 4 and 7, the sheet resistance of the offset regions 5 and 8 becomes smaller, and the mutual conductance can be improved. As a result, the area occupied by the high voltage MOS transistor in the chip can be reduced.

【0024】また、ソース側のオフセット領域5、8を
ガードリング6、9と同一マスクで同時に形成できるた
め、工程数は従来と同じである。また、前記したよう
に、ソース側のオフセット領域5、8とウエル領域2、
3が同電位である場合は、ソース側のオフセット領域
5、8とウエル領域2、3を短絡しても構わない。
Further, the source side offset regions 5 and 8 can be formed simultaneously with the guard rings 6 and 9 using the same mask, so that the number of steps is the same as in the prior art. Further, as described above, the offset regions 5 and 8 on the source side and the well regions 2 and
When the potentials 3 are the same, the offset regions 5 and 8 on the source side and the well regions 2 and 3 may be short-circuited.

【0025】[0025]

【発明の効果】この発明によれば、ソース側のオフセッ
ト領域のシート抵抗を低減することで、相互コンダクタ
ンスを改善できて、高耐圧MOSトランジスタの専有面
積を縮小することができる。
According to the present invention, by reducing the sheet resistance of the offset region on the source side, the mutual conductance can be improved, and the area occupied by the high voltage MOS transistor can be reduced.

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

【図1】この発明の一実施例の半導体装置の要部製造工
程断面図
FIG. 1 is a sectional view of a main part manufacturing process of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention;

【図2】図1に続く、この発明の一実施例の半導体装置
の要部製造工程断面図
FIG. 2 is a sectional view of a main part manufacturing step of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, following FIG. 1;

【図3】図2に続く、この発明の一実施例の半導体装置
の要部製造工程断面図
FIG. 3 is a sectional view of a main part manufacturing step of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, following FIG. 2;

【図4】従来の半導体装置の要部製造工程断面図FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part manufacturing process of a conventional semiconductor device.

【図5】図4に続く、従来の半導体装置の要部製造工程
断面図
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part manufacturing step of the conventional semiconductor device, following FIG. 4;

【図6】図5に続く、従来の半導体装置の要部製造工程
断面図
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part manufacturing step of the conventional semiconductor device, following FIG. 5;

【図7】この発明の要点を説明する図FIG. 7 is a view for explaining the gist of the present invention;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 pシリコン基板 2 nウエル領域 3 pウエル領域 4 nオフセット領域(ドレイン側) 5 nオフセット領域(ソース側) 6 nガードリング 7 pオフセット領域(ドレイン側) 8 pオフセット領域(ソース側) 9 pガードリング 10〜16 LOCOS酸化膜 17、18 厚いゲート酸化膜 19、20 ゲート電極 21 nドレイン領域 22 nソース領域 23 pドレイン領域 24 pソース領域 25 層間絶縁膜 26、28 ドレイン電極 27、29 ソース電極 30 保護膜 Reference Signs List 1 p silicon substrate 2 n-well region 3 p-well region 4 n offset region (drain side) 5 n offset region (source side) 6 n guard ring 7 p offset region (drain side) 8 p offset region (source side) 9 p Guard ring 10-16 LOCOS oxide film 17, 18 Thick gate oxide film 19, 20 Gate electrode 21 n Drain region 22 n source region 23 p drain region 24 p source region 25 Interlayer insulating film 26, 28 Drain electrode 27, 29 Source electrode 30 Protective film

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ソース側およびドレイン側にオフセット領
域を有するMOS型の半導体装置であって、ドレイン側
のオフセット領域の不純物濃度より、高い不純物濃度の
ソース側のオフセット領域を有することを特徴とする半
導体装置。
1. A MOS semiconductor device having an offset region on a source side and a drain side, wherein the semiconductor device has a source-side offset region having a higher impurity concentration than an impurity concentration of the drain-side offset region. Semiconductor device.
【請求項2】第1導電型半導体基板の表面層に、隣接し
て形成された第1導電型ウエル領域と第2導電型ウエル
領域と、前記第1導電型ウエル領域の表面層に離して形
成された第2導電型の第1オフセット領域と第2オフセ
ット領域と、前記第2導電型ウエル領域の表面層に離し
て形成された第1導電型の第3オフセット領域と第4オ
フセット領域と、前記第1導電型ウエル領域の表面層
に、前記第1オフセット領域と第2オフセット領域とを
囲むように形成した第1ガードリング領域と、前記第2
導電型ウエル領域の表面層に、前記第3オフセット領域
と第4オフセット領域とを囲むように形成した第2ガー
ドリング領域と、前記第1オフセット領域の表面層に形
成した第2導電型の第1ソース領域と、前記第2オフセ
ット領域の表面層に形成した第2導電型の第1ドレイン
領域と、前記第3オフセット領域の表面層に第1導電型
の第2ソース領域と、前記第4オフセット領域の表面層
に形成した第2ドレイン領域と、前記第1オフセット領
域と前記第2オフセット領域に挟まれた第1導電型ウエ
ル領域上に第1ゲート絶縁膜を介して形成した第1ゲー
ト電極と、前記第3オフセット領域と前記第4オフセッ
ト領域に挟まれた前記第2導電型ウエル領域上に第2ゲ
ート絶縁膜を介して形成した第2ゲート電極と、前記第
1オフセット領域上に形成した第1LOCOS酸化膜
と、前記第2オフセット領域上に形成した第2LOCO
S酸化膜とを具備した半導体装置であって、 前記第1オフセット領域の不純物濃度が、前記第2オフ
セット領域の不純物濃度より高く、前記第3オフセット
領域の不純物濃度が、前記第4オフセット領域の不純物
濃度より高いことを特徴とした半導体装置。
2. A first conductivity type well region and a second conductivity type well region which are formed adjacent to a surface layer of a first conductivity type semiconductor substrate, and are separated from a surface layer of the first conductivity type well region. A first offset region and a second offset region of the second conductivity type formed, and a third offset region and a fourth offset region of the first conductivity type formed separately on the surface layer of the well region of the second conductivity type. A first guard ring region formed in a surface layer of the first conductivity type well region so as to surround the first offset region and the second offset region;
A second guard ring region formed on the surface layer of the conductive type well region so as to surround the third offset region and the fourth offset region, and a second conductive type second region formed on the surface layer of the first offset region. A first drain region of a second conductivity type formed on a surface layer of the second offset region; a second source region of a first conductivity type on a surface layer of the third offset region; A second drain region formed in a surface layer of the offset region, and a first gate formed on a first conductivity type well region interposed between the first offset region and the second offset region via a first gate insulating film. An electrode, a second gate electrode formed on the second conductivity type well region interposed between the third offset region and the fourth offset region via a second gate insulating film, and the first offset region. A first 1LOCOS oxide film formed on, the 2LOCO formed in the second offset region
An impurity concentration of the first offset region is higher than an impurity concentration of the second offset region, and an impurity concentration of the third offset region is higher than an impurity concentration of the fourth offset region. A semiconductor device characterized by having a higher impurity concentration.
【請求項3】第1導電型半導体基板の表面層に、第1導
電型ウエル領域と第2導電型ウエル領域を隣接して形成
する工程と、前記第1導電型ウエル領域の表面層に第2
導電型の第2オフセット領域と、前記第2導電型ウエル
領域の表面層に第1導電型の第4オフセット領域を形成
する工程と、前記第1導電型ウエル領域の表面層に前記
第2オフセット領域を囲む第1ガードリング領域と、前
記第2導電型ウエル領域の前記第4オフセット領域と離
して第3オフセット領域とを形成する工程と、前記第2
導電型ウエル領域の表面層に前記第3オフセットおよび
第4オフセット領域を囲む前記第2ガードリング領域
と、前記第1導電型ウエル領域の表面層に前記第2オフ
セット領域と離して該第2オフセット領域を含めて前記
第1ガードリング領域に囲まれる第1オフセット領域を
形成する工程と、前記第1オフセット領域、前記第2オ
フセット領域、前記第3オフセット領域、前記第4オフ
セット領域に、第1LOCOS酸化膜、第2LOCOS
酸化膜、第3LOCOS酸化膜、第4LOCOS酸化膜
を形成する工程と、前記第1オフセット領域の表面層に
第2導電型の第1ソース領域、前記第2オフセット領域
の表面層に第2導電型の第1ドレイン領域を形成する工
程と、前記第3オフセット領域の表面層に第1導電型の
第2ソース領域と、前記第4オフセット領域の表面層に
第2ドレイン領域を形成する工程と、前記第1オフセッ
ト領域と前記第2オフセット領域に挟まれた第1導電型
ウエル領域上に第1ゲート絶縁膜を介して第1ゲート電
極を形成する工程と、前記第3オフセット領域と前記第
4オフセット領域に挟まれた前記第2導電型ウエル領域
上に第2ゲート絶縁膜を介して第2ゲート電極を形成す
る工程とを具備した半導体装置の製造方法であって、 前記第1オフセット領域の不純物濃度が、前記第2オフ
セット領域の不純物濃度より高く、前記第3オフセット
領域の不純物濃度が、前記第4オフセット領域の不純物
濃度より高いことを特徴とした半導体装置の製造方法。
3. A step of forming a first conductivity type well region and a second conductivity type well region adjacent to a surface layer of a first conductivity type semiconductor substrate, and forming a first conductivity type well region on the surface layer of the first conductivity type well region. 2
Forming a second offset region of a conductivity type and a fourth offset region of a first conductivity type in a surface layer of the well region of the second conductivity type; and forming the second offset region in a surface layer of the well region of the first conductivity type. Forming a first guard ring region surrounding the region and a third offset region apart from the fourth offset region of the second conductivity type well region;
A second guard ring region surrounding the third offset region and the fourth offset region on a surface layer of the conductive type well region; and a second offset region separated from the second offset region on the surface layer of the first conductive type well region. Forming a first offset region surrounded by the first guard ring region including the region, and forming a first LOCOS in the first offset region, the second offset region, the third offset region, and the fourth offset region. Oxide film, 2nd LOCOS
Forming an oxide film, a third LOCOS oxide film, and a fourth LOCOS oxide film; a first source region of a second conductivity type on a surface layer of the first offset region; and a second conductivity type on a surface layer of the second offset region. Forming a first drain region, a second source region of a first conductivity type in a surface layer of the third offset region, and a second drain region in a surface layer of the fourth offset region. Forming a first gate electrode via a first gate insulating film on a first conductivity type well region sandwiched between the first offset region and the second offset region; Forming a second gate electrode on the second conductivity type well region sandwiched between the offset regions with a second gate insulating film interposed therebetween, the method comprising: A method of manufacturing a semiconductor device, wherein an impurity concentration of a region is higher than an impurity concentration of the second offset region, and an impurity concentration of the third offset region is higher than an impurity concentration of the fourth offset region.
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