JP2003338538A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

Info

Publication number
JP2003338538A
JP2003338538A JP2002147125A JP2002147125A JP2003338538A JP 2003338538 A JP2003338538 A JP 2003338538A JP 2002147125 A JP2002147125 A JP 2002147125A JP 2002147125 A JP2002147125 A JP 2002147125A JP 2003338538 A JP2003338538 A JP 2003338538A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
semiconductor
layer
breakdown voltage
isolation region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002147125A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Sumida
仁志 澄田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP2002147125A priority Critical patent/JP2003338538A/en
Publication of JP2003338538A publication Critical patent/JP2003338538A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low-cost semiconductor integrated circuit device in which a chip area is reduced by using p-n junction isolation for isolating side faces. <P>SOLUTION: In the semiconductor integrated circuit device, the chip area is reduced and cost reduction is attained by using an n-isolation region 51a and a p-isolation region 51b formed on an SOI substrate or a buried epitaxial substrate as an n-well region and a p-well region, respectively, and forming a p-source region and an n-source region in the isolation regions 51a and 51b, respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、接合分離を用いて
形成されたフラットパネルディスプレイ(以下、FPD
と略す)駆動用ICなどの半導体集積回路装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flat panel display (hereinafter referred to as FPD) formed by using junction separation.
And a semiconductor integrated circuit device such as a driving IC.

【0002】[0002]

【従来の技術】プラズマディスプレイパネル(以下、P
DPと略す)やエレクトロルミネッセンスディスプレイ
(以下、ELディスプレイと略す)などのFPDは薄
型、軽量といった特長を備え、次世代のディスプレイと
して積極的に開発が進められている。例えば、高視野角
でかつ大画面化が可能なPDPには一般家庭用テレビと
して強い期待が寄せられており、PDPの高輝度化と高
精細化、そして低コスト化が精力的に取り組まれてい
る。また、ELディスプレイは自発光かつ動画再生可能
といった液晶ディスプレイにはない特長を備えているこ
とから、携帯端末への適用を目指した製品開発が盛んに
行われている。
2. Description of the Related Art Plasma display panels (hereinafter referred to as P
FPDs such as DPs and electroluminescent displays (hereinafter abbreviated as EL displays) have features of being thin and lightweight, and are being actively developed as next-generation displays. For example, a PDP that has a wide viewing angle and a large screen is strongly expected as a general home TV, and the PDP has been enthusiastically working on high brightness, high definition, and cost reduction. There is. In addition, since the EL display has features such as self-luminous and capable of reproducing moving images, which are not present in the liquid crystal display, product development aiming at application to mobile terminals is being actively conducted.

【0003】高性能・低コストFPDの実現には、パネ
ル技術のみならず、パネルを駆動するドライバICの性
能が寄与するところも大きい。そのため、ドライバIC
に対しては、低消費電力、高ノイズ耐量などといった高
性能化とともに低コスト化がこれまで以上に強く要求さ
れている。FPDを駆動するドライバICには以下の2
つの特徴がある。 (1)高耐圧デバイスを含む回路で構成された高耐圧出
力部と、低耐圧デバイスで構成された制御回路で構成さ
れている。 (2)1チップ上に多数の高耐圧出力回路を備え、多ビ
ット出力となっている。
In order to realize a high-performance and low-cost FPD, not only the panel technology but also the performance of the driver IC for driving the panel largely contributes. Therefore, the driver IC
However, there is a strong demand for cost reduction as well as high performance such as low power consumption and high noise immunity. The driver IC that drives the FPD has the following 2
There are two characteristics. (1) It is composed of a high breakdown voltage output section composed of a circuit including a high breakdown voltage device and a control circuit composed of a low breakdown voltage device. (2) A large number of high breakdown voltage output circuits are provided on one chip to provide multi-bit output.

【0004】FPD駆動用ICの高性能化と低コスト化
を実現するためには、この2つの特徴をICとしていか
に実現するかが重要なアイテムになる。以下、FPD駆
動用ICの特徴と課題についてPDPドライバICを例
にして詳説する、図7に、MOS駆動形高耐圧デバイス
を含む高耐圧出力回路911と低耐圧デバイスで構成さ
れた制御回路922で構成されたPDPドライバICの
回路例を示す。本ICの高耐圧出力回路911は、上ア
ーム側の高耐圧pチャネル形MOSFET94aと下ア
ーム側の高耐圧nチャネル形MOSFET95aからな
るプッシュプル回路、ならびに高耐圧pチャネル形MO
SFET94aを駆動するレベルシフタ回路96aで構
成されている。また、制御回路922は通常、低耐圧の
nチャネル形MOSFETとpチャネル形MOSFET
からなるCMOS回路で構成される。
In order to realize high performance and low cost of the FPD driving IC, how to realize these two features as an IC is an important item. Hereinafter, the features and problems of the FPD driving IC will be described in detail by taking a PDP driver IC as an example. FIG. 7 illustrates a high withstand voltage output circuit 911 including a MOS drive type high withstand voltage device and a control circuit 922 including a low withstand voltage device. The circuit example of the comprised PDP driver IC is shown. The high breakdown voltage output circuit 911 of this IC includes a push-pull circuit including a high breakdown voltage p-channel MOSFET 94a on the upper arm side and a high breakdown voltage n-channel MOSFET 95a on the lower arm side, and a high breakdown voltage p-channel MO.
The level shifter circuit 96a drives the SFET 94a. In addition, the control circuit 922 is usually a low breakdown voltage n-channel MOSFET and p-channel MOSFET.
It is composed of a CMOS circuit.

【0005】高耐圧出力回路911の出力、すなわちプ
ッシュプル回路の出力DoがICの出力として出力パッ
ド933に接続され、この信号によってPDPが駆動さ
れることになる。この出力Doの制御、すなわちプッシ
ュプル回路の動作は制御回路922によって制御されて
いる。PDPドライバICではこの出力Doが64の出
力数から128の出力数あり、その出力数分だけの高耐
圧出力回路911がICに搭載されている。
The output of the high breakdown voltage output circuit 911, that is, the output Do of the push-pull circuit is connected to the output pad 933 as the output of the IC, and this signal drives the PDP. The control of the output Do, that is, the operation of the push-pull circuit is controlled by the control circuit 922. In the PDP driver IC, the output Do has 64 to 128 outputs, and as many high breakdown voltage output circuits 911 as the number of outputs are mounted on the IC.

【0006】なお、高耐圧出力回路の構成には要求され
る出力特性によって種々の組み合わせが考えられる。こ
こでは、図7のプッシュプル回路を代表例として説明を
進める。尚、図中のVHは出力側電源電圧/端子、VL
は入力側電源電圧/端子、Vssは基準電圧(グラン
ド)/端子、Vinは入力信号電圧/端子である。図8
は、図7のPDPドライバICのデバイス配置例を示し
たチップ平面図であり、同図(a)は概略図、同図
(b)は同図(a)のB部の詳細図である。
Various combinations can be considered for the structure of the high breakdown voltage output circuit depending on the required output characteristics. Here, the push-pull circuit of FIG. 7 will be described as a typical example. In the figure, VH is the output side power supply voltage / terminal, VL
Is an input side power supply voltage / terminal, Vss is a reference voltage (ground) / terminal, and Vin is an input signal voltage / terminal. Figure 8
FIG. 8 is a chip plan view showing an example of device arrangement of the PDP driver IC of FIG. 7, FIG. 7A is a schematic view, and FIG. 8B is a detailed view of a portion B in FIG.

【0007】チップ90は制御回路部92と高耐圧出力
回路が配置される高耐圧部91に2分割される。また、
ICには出力数分だけの出力パッド933が必要であ
り、これらは出力パッド列93として配置される。制御
回路部92は図7で示した制御回路922が搭載され
る。この制御回路部92では全出力回路分の制御回路が
一つの領域内に形成される。
The chip 90 is divided into two parts: a control circuit portion 92 and a high breakdown voltage portion 91 in which a high breakdown voltage output circuit is arranged. Also,
The IC requires as many output pads 933 as the number of outputs, and these are arranged as the output pad row 93. The control circuit unit 92 is equipped with the control circuit 922 shown in FIG. 7. In the control circuit unit 92, control circuits for all output circuits are formed in one area.

【0008】高耐圧部91には出力ごとに出力回路が形
成される。すなわち、高耐圧pチャネル形MOSFET
列94と高耐圧nチャネル形MOSFET列95からな
るプッシュプル回路、ならびに高耐圧pチャネル形MO
SFET列94を駆動するレベルシフタ回路列96で構
成された高耐圧出力回路911が高耐圧部91には出力
数分だけ存在することになる。そのため、高耐圧部91
には隣接回路間の相互干渉を取り除くための素子間分離
が必要となる。あわせて、高耐圧部91と制御回路部9
2との間においても同様の目的から素子間分離が必要と
なる。
An output circuit is formed for each output in the high breakdown voltage portion 91. That is, a high breakdown voltage p-channel MOSFET
A push-pull circuit composed of a column 94 and a high breakdown voltage n-channel MOSFET column 95, and a high breakdown voltage p-channel MO
The high withstand voltage output circuits 911 including the level shifter circuit rows 96 for driving the SFET rows 94 are present in the high withstand voltage portion 91 by the number of outputs. Therefore, the high breakdown voltage portion 91
In order to eliminate mutual interference between adjacent circuits, element isolation is required. In addition, the high breakdown voltage portion 91 and the control circuit portion 9
For the same purpose, element isolation is also required between the two.

【0009】尚、図中の50aは高耐圧pチャネルMO
SFETR列94を形成するp領域、50bは高耐圧n
チャネルMOSFETR列94を形成するn領域、52
aはpソース領域、52bはnソース領域、53aはp
ドレイン領域、53bはnドレイン領域、54aはpコ
ンタクト領域、54bはnコンタクト領域、55aは高
耐圧pチャネルMOSFETのゲート電極、55bは高
耐圧nチャネルMOSFETのゲート電極、56aはp
ドリフト領域、56bはnドリフト領域、61aはp領
域50a内に形成されるn分離領域、61bはn領域5
0b内に形成されるp分離領域、62aはpソース領域
53aが形成されるnウエル領域、62bはnソース領
域53bが形成されるpウエル領域、70、80は高耐
圧pチャネルMOSFET、71、81は高耐圧nチャ
ネルMOSFET、93は出力端子列、Do700、D
o800は出力端子である。
In the figure, 50a is a high breakdown voltage p-channel MO.
The p region forming the SFETR column 94 and 50b have a high breakdown voltage n
N region forming channel MOSFETR column 94, 52
a is a p source region, 52b is an n source region, and 53a is a p source region.
Drain region, 53b n drain region, 54a p contact region, 54b n contact region, 55a high breakdown voltage p-channel MOSFET gate electrode, 55b high breakdown voltage n channel MOSFET gate electrode, 56a p.
Drift region, 56b is an n drift region, 61a is an n isolation region formed in the p region 50a, and 61b is an n region 5.
0b, a p isolation region 62a, an n well region in which the p source region 53a is formed, 62b a p well region in which the n source region 53b is formed, 70 and 80 are high breakdown voltage p channel MOSFETs, 71, 81 is a high breakdown voltage n-channel MOSFET, 93 is an output terminal row, Do700, D
o800 is an output terminal.

【0010】次に、図8のPDPドライバICを半導体
素子分離技術によって実現する方法について説明する。
図8のA−A線で切断した断面に対し、埋め込みエピタ
キシャル基板124のpn接合分離技術を用いた場合の
断面構造図を図9に示し、B−B線で切断した断面構造
を図10、C−C線で切断した断面構造を図11に示
す。この分離技術はPDPドライバICに1980年代
から適用されており、製品実績も多い。以下、図9を用
いて本分離技術について簡単に説明する。
Next, a method of realizing the PDP driver IC of FIG. 8 by the semiconductor element isolation technique will be described.
9 is a cross-sectional structure diagram when the pn junction isolation technique of the buried epitaxial substrate 124 is used for the cross-section taken along the line AA in FIG. 8, and the cross-sectional structure taken along the line BB is shown in FIG. FIG. 11 shows a sectional structure taken along line C-C. This separation technology has been applied to PDP driver ICs since the 1980s, and has many product achievements. Hereinafter, this separation technique will be briefly described with reference to FIG.

【0011】p形半導体基板である支持層1の表面上に
p形のエピタキシャル層5を形成する。支持層1とエピ
タキシャル層5の界面には、n形の埋め込み層4aが形
成されている。この埋め込み層4aは、エピタキシャル
層5の成長前に支持層1の所望の領域にn形不純物を導
入し、エピタキシャル層5の成長と同時に形成される。
A p-type epitaxial layer 5 is formed on the surface of the support layer 1 which is a p-type semiconductor substrate. At the interface between the support layer 1 and the epitaxial layer 5, an n-type buried layer 4a is formed. The buried layer 4 a is formed at the same time as the growth of the epitaxial layer 5 by introducing an n-type impurity into a desired region of the support layer 1 before the growth of the epitaxial layer 5.

【0012】エピタキシャル層5を形成した後、このエ
ピタキシャル層5、n分離領域61aによって素子を形
成すべき領域(この領域で拡散領域が形成されない箇所
がnドリフト領域56aとなる)に分割する。このn分
離領域61aは素子を構成する他の拡散領域と同様にイ
オン注入と熱拡散によって形成される。そして、n分離
領域61aは埋め込み層4aに到達しており、n分離領
域61aならびにn埋め込み層4aによって囲まれた個
々の素子形成領域に高耐圧pチャネル形MOSFET
(70、80、・・・)が形成される。つぎに動作を説
明する。
After the epitaxial layer 5 is formed, the epitaxial layer 5 and the n isolation region 61a are divided into regions in which an element is to be formed (where the diffusion region is not formed becomes the n drift region 56a). The n isolation region 61a is formed by ion implantation and thermal diffusion like other diffusion regions forming the element. Then, the n isolation region 61a reaches the buried layer 4a, and a high breakdown voltage p-channel MOSFET is formed in each element formation region surrounded by the n isolation region 61a and the n buried layer 4a.
(70, 80, ...) Is formed. Next, the operation will be described.

【0013】n分離領域61aには出力側電源電圧VH
が印加され、n埋め込み層4aの電位もVHとなる。こ
れにより、pn接合分離の機能が作用し、2つの高耐圧
pチャネル形MOSFET(70、80)が素子間分離
され、それぞれの素子の単独動作が可能となる。すなわ
ち、高耐圧pチャネル形MOSFET70はそのゲート
信号VgH70によって制御され、その結果が端子Do
700に出力される。同様に、高耐圧pチャネル形MO
SFET80はそのゲート信号VgH80によって制御
され、その結果が端子Do800に出力される。
Output side power supply voltage VH is applied to n isolation region 61a.
Is applied, the potential of the n-buried layer 4a also becomes VH. As a result, the function of the pn junction isolation acts, the two high breakdown voltage p-channel MOSFETs (70, 80) are isolated between the elements, and each element can operate independently. That is, the high breakdown voltage p-channel MOSFET 70 is controlled by its gate signal VgH70, and the result is the terminal Do.
It is output to 700. Similarly, high breakdown voltage p-channel MO
The SFET 80 is controlled by its gate signal VgH80, and the result is output to the terminal Do800.

【0014】尚、n埋め込み層4aは後述する寄生電流
を低減させるために形成する。この寄生電流は図7の出
力回路において上アーム側に配置された高耐圧pチャネ
ル形MOSFET94aにおいて発生することから、こ
の素子の直下には必ずn埋め込み層4aを形成する必要
がある。そのため、高耐圧pチャネル形MOSFET9
4aの断面図を示した図9では支持層1とエピタキシャ
ル層5の界面全面にn埋め込み層4aを形成している。
The n-buried layer 4a is formed in order to reduce a parasitic current described later. Since this parasitic current is generated in the high breakdown voltage p-channel MOSFET 94a arranged on the upper arm side in the output circuit of FIG. 7, it is necessary to form the n-buried layer 4a immediately below this element. Therefore, the high breakdown voltage p-channel MOSFET 9
In FIG. 9 showing a sectional view of 4a, an n-buried layer 4a is formed on the entire interface between the support layer 1 and the epitaxial layer 5.

【0015】図10は、高耐圧nチャネルMOSFET
列95の要部断面図であり、図9の導電形を逆にしたも
のである。詳細な説明は省略する。また、図ではp埋め
込み層4bが形成されているが、下アーム側に配置され
た高耐圧nチャネルMOSFET95aでは寄生電流が
発生しないため、必ずしも設ける必要はない。尚、図
9、図10の中の57aはPMOSのソース電極、57
bはNMOSのソース電極、58aはPMOSのドレイ
ン電極、58bはNMOSのドレイン電極、62aはn
ウエル領域、62bはpウエル領域、63aはn分離領
域上に形成された基準電極、63bはp分離領域上に形
成された基準電極である。
FIG. 10 shows a high breakdown voltage n-channel MOSFET.
FIG. 10 is a cross-sectional view of an essential part of the row 95, which is the conductivity type of FIG. 9 inverted. Detailed description is omitted. Further, although the p-buried layer 4b is formed in the figure, it is not always necessary to provide it because no parasitic current is generated in the high breakdown voltage n-channel MOSFET 95a arranged on the lower arm side. Reference numeral 57a in FIGS. 9 and 10 denotes a PMOS source electrode, and 57a.
b is an NMOS source electrode, 58a is a PMOS drain electrode, 58b is an NMOS drain electrode, and 62a is n.
A well region, 62b is a p well region, 63a is a reference electrode formed on the n isolation region, and 63b is a reference electrode formed on the p isolation region.

【0016】図11は、高耐圧pチャネルMOSFET
列94と高耐圧nチャネルMOSFET列94を分離し
ている分離箇所50c近傍を示す。出力側電源電圧端子
VHと基準電圧端子Vssとの間には高い電圧が印加さ
れるために、この分離箇所は所定の距離を確保する必要
がある。また、前記したように、寄生電流が発生しない
領域は埋め込み層を形成する必要はなく、IC全体から
眺めた場合、埋め込み層は半導体基板である支持層1と
エピタキシャル層5の界面に部分的に形成される。
FIG. 11 shows a high breakdown voltage p-channel MOSFET.
The vicinity of a separation point 50c that separates the column 94 and the high breakdown voltage n-channel MOSFET column 94 is shown. Since a high voltage is applied between the output side power supply voltage terminal VH and the reference voltage terminal Vss, it is necessary to secure a predetermined distance at this separation point. Further, as described above, it is not necessary to form the buried layer in the region where the parasitic current does not occur, and when viewed from the entire IC, the buried layer is partially present at the interface between the support layer 1 which is the semiconductor substrate and the epitaxial layer 5. It is formed.

【0017】図12は、本分離技術を用いた場合の制御
回路部92の断面図である。この制御回路部92には寄
生電流が発生しないため、支持層1とエピタキシャル層
5の界面には埋め込み層4a、4bを形成する必要はな
い。この制御回路部92はpチャネルMOSFET92
pとnチャネルMOSFET92nのCMOSで構成さ
れている。
FIG. 12 is a cross-sectional view of the control circuit section 92 when this separation technique is used. Since no parasitic current is generated in the control circuit portion 92, it is not necessary to form the buried layers 4a and 4b at the interface between the support layer 1 and the epitaxial layer 5. This control circuit section 92 is a p-channel MOSFET 92.
It is composed of CMOS of p and n channel MOSFET 92n.

【0018】尚、図12に示すように支持層1はエピタ
キシャル層5と部分的に互いに接続しているため、支持
層1にはエピタキシャル層5に形成される素子の電圧が
印加される。図12における支持層1の電圧は、制御回
路部92のCMOS回路を構成するnチャネル形MOS
FET92nに印加される電圧Vssによって固定され
る。
Since the support layer 1 is partially connected to the epitaxial layer 5 as shown in FIG. 12, the voltage of the element formed in the epitaxial layer 5 is applied to the support layer 1. The voltage of the support layer 1 in FIG. 12 is the n-channel MOS that constitutes the CMOS circuit of the control circuit unit 92.
It is fixed by the voltage Vss applied to the FET 92n.

【0019】エピタキシャル基板124を用いたpn接
合分離方式には寄生トランジスタが存在するという問題
がある。図9の場合では、p形のエピタキシャル層5と
n形の埋め込み層4a、そしてp形の支持層1によって
寄生トランジスタが形成されている。ICの動作によっ
てはこの寄生トランジスタが動作しやすい状況が発生す
る。そして、この寄生トランジスタが動作すると、支持
層1に流れ込む大きな寄生電流が発生することになる。
高耐圧pチャネル形MOSFETの面積が大きい場合、
n埋め込み層4aを形成することによって寄生トランジ
スタの注入効率を抑えたとしても寄生電流は無視できな
いほどの大きさになる。したがって、この寄生電流の発
生はICの消費電力増加を招き、エピタキシャル基板を
用いたpn接合分離方式の大きな欠点となっている。図
10の場合もnpnの寄生トランジスタが形成されて、
同様の不都合を生じる。
The pn junction isolation method using the epitaxial substrate 124 has a problem that a parasitic transistor exists. In the case of FIG. 9, a parasitic transistor is formed by the p-type epitaxial layer 5, the n-type buried layer 4 a, and the p-type support layer 1. Depending on the operation of the IC, a situation occurs in which this parasitic transistor is likely to operate. When this parasitic transistor operates, a large parasitic current flowing into the support layer 1 will be generated.
If the area of the high breakdown voltage p-channel MOSFET is large,
Even if the injection efficiency of the parasitic transistor is suppressed by forming the n-buried layer 4a, the parasitic current has a magnitude that cannot be ignored. Therefore, the generation of this parasitic current causes an increase in the power consumption of the IC, which is a major drawback of the pn junction separation method using the epitaxial substrate. In the case of FIG. 10 also, an npn parasitic transistor is formed,
The same inconvenience occurs.

【0020】この欠点を改善するため、SOI基板とト
レンチ分離を組み合わせた誘電体分離方式が開発され
た。図8のA−A線で切断した断面構造に対し、本分離
技術を適用した場合の断面構造を図13に示す。ここで
は、図8のB−B線やC−C線で切断した断面構造は省
略する。SOI基板123は半導体層である支持層1と
素子を形成する半導体層であるSOI層3、そして支持
層1とSOI層3の間に形成される絶縁膜である酸化膜
2によって構成されている。半導体素子が形成されるの
はSOI層3であり、片側の支持層1はSOI基板12
3を支えるための役目を果たす。
To alleviate this drawback, a dielectric isolation scheme has been developed which combines an SOI substrate and trench isolation. FIG. 13 shows a sectional structure when this separation technique is applied to the sectional structure taken along the line AA in FIG. Here, the sectional structure taken along the line BB or CC of FIG. 8 is omitted. The SOI substrate 123 includes a support layer 1 which is a semiconductor layer, an SOI layer 3 which is a semiconductor layer forming an element, and an oxide film 2 which is an insulating film formed between the support layer 1 and the SOI layer 3. . The semiconductor element is formed on the SOI layer 3, and the supporting layer 1 on one side is the SOI substrate 12.
Play the role of supporting 3.

【0021】図13では、SOI層3はp形半導体層で
ある。このSOI層3はトレンチ分離領域60によって
素子形成領域に分割され、お互いに分離された2つの素
子形成領域に高耐圧pチャネル形MOSFET(70、
80)が形成されている。このトレンチ分離領域60は
トレンチエッチングによって形成され、その内部は酸化
膜などの誘電体層で埋め込まれている。
In FIG. 13, the SOI layer 3 is a p-type semiconductor layer. The SOI layer 3 is divided into element formation regions by a trench isolation region 60, and high breakdown voltage p-channel MOSFETs (70, 70) are formed in two element formation regions separated from each other.
80) has been formed. The trench isolation region 60 is formed by trench etching, and the inside thereof is filled with a dielectric layer such as an oxide film.

【0022】2つの高耐圧pチャネル形MOSFET
(70、80)はトレンチ分離領域60によって素子間
分離され、それぞれの素子の単独動作が可能となる。す
なわち、高耐圧pチャネル形MOSFET70はそのゲ
ート信号VgH70によって制御され、その結果が端子
Do700に出力される。同様に、高耐圧pチャネル形
MOSFET80はそのゲート信号VgH80によって
制御され、その結果が端子Do800に出力される。
Two high breakdown voltage p-channel MOSFETs
The elements (70, 80) are isolated from each other by the trench isolation region 60, and each element can operate independently. That is, the high breakdown voltage p-channel MOSFET 70 is controlled by its gate signal VgH70, and the result is output to the terminal Do700. Similarly, the high breakdown voltage p-channel MOSFET 80 is controlled by its gate signal VgH80, and the result is output to the terminal Do800.

【0023】なお、SOI基板123の支持層1を任意
の電圧に固定する必要があり、これは外部電源から電圧
を印加することによって実施しなければならない。図1
3では電極端子100を介して印加しているが、この電
極端子100は故意に形成することはない。例えば、I
Cを実装するパッケージ内あるいはモジュール内のIC
チップを固定するステージを介することによっても支持
層1の電位を固定することが可能である。
It is necessary to fix the support layer 1 of the SOI substrate 123 to an arbitrary voltage, which must be done by applying a voltage from an external power source. Figure 1
In No. 3, the voltage is applied via the electrode terminal 100, but the electrode terminal 100 is not intentionally formed. For example, I
IC in package or module that mounts C
It is also possible to fix the potential of the support layer 1 through a stage for fixing the chip.

【0024】SOI基板とトレンチ分離を組み合わせた
方式では素子形成領域を絶縁膜によって覆うため、半導
体素子間を電気的に完全に分離することができる。その
ため、本方式ではエピタキシャル基板を用いたpn接合
分離方式のような寄生トランジスタが存在せず、寄生電
流の発生によるICの消費電流増加を防止することが可
能となる。その結果、低消費電力のICを実現すること
ができる。
In the method in which the SOI substrate and the trench isolation are combined, the element formation region is covered with the insulating film, so that the semiconductor elements can be completely electrically isolated. Therefore, in this method, there is no parasitic transistor as in the pn junction separation method using the epitaxial substrate, and it is possible to prevent an increase in the current consumption of the IC due to the generation of a parasitic current. As a result, an IC with low power consumption can be realized.

【0025】しかし、本方式ではトレンチ分離領域60
を形成するためにトレンチ溝を形成、このトレンチ溝に
絶縁物を埋め込むための複雑な工程を必要とし、これが
半導体集積回路の製造リードタイム(製造工数)増加を
招いている。上記の通り、埋め込みエピタキシャル層を
用いたpn接合分離、またSOI基板とトレンチ分離を
組み合わせた誘電体分離方式には一長一短ある。そこ
で、特開平7−74242号公報で開示された手法を用
い、SOI基板を用いたpn接合分離方式が考えられ
る。その例を図14に示す。
However, in this method, the trench isolation region 60 is formed.
To form the trench groove, a complicated process is required for forming a trench groove and filling the trench groove with an insulator, which increases the manufacturing lead time (manufacturing man-hour) of the semiconductor integrated circuit. As described above, the pn junction isolation using the buried epitaxial layer and the dielectric isolation method combining the SOI substrate and the trench isolation have advantages and disadvantages. Therefore, a pn junction separation method using an SOI substrate can be considered using the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-74242. An example thereof is shown in FIG.

【0026】本方式は図9のエピタキシャル基板124
を図13で示したSOI基板123に置き換えただけの
ものである。素子間分離はSOI基板123の酸化膜2
まで到達する分離領域61によって行われる。本方式を
用いたICではトレンチ分離を必要としないこと、また
寄生素子が存在しないことから、製造工程の簡素化と低
消費電力化を実現することができる。しかし、本方式を
用いたICにおいても下記の課題が残る。以下の説明で
は高耐圧pチャネルMOSFETを例にとって説明す
る。
This method is used for the epitaxial substrate 124 of FIG.
Is replaced with the SOI substrate 123 shown in FIG. Isolation between elements is performed by the oxide film 2 on the SOI substrate 123.
This is done by the separation area 61 reaching up to. Since the IC using this method does not require trench isolation and there is no parasitic element, the manufacturing process can be simplified and the power consumption can be reduced. However, the following problems remain in the IC using this method. In the following description, a high breakdown voltage p-channel MOSFET will be described as an example.

【0027】pn接合分離ではn分離領域61aによっ
て素子間分離を行う。このn分離領域61aはSOI基
板123の酸化膜2まで到達する必要があり、この拡散
深さがSOI層3の厚さに依存する。PDPなどのFP
Dを駆動するドライバICでは100V前後の耐圧が要
求されるため、SOI層厚は5μm以上と厚い。そのた
め、n分離領域61aの拡散深さも5μm以上となり、
その横方向拡散幅も4μm以上となる。この横方向拡散
幅は拡散深さに依存するため、SOI層厚が厚いほどn
分離領域61aの横方向拡散幅は増加することになる。
In the pn junction isolation, elements are isolated by the n isolation region 61a. The n isolation region 61a needs to reach the oxide film 2 of the SOI substrate 123, and the diffusion depth depends on the thickness of the SOI layer 3. FP such as PDP
Since the driver IC for driving D requires a withstand voltage of about 100 V, the SOI layer thickness is as thick as 5 μm or more. Therefore, the diffusion depth of the n isolation region 61a is 5 μm or more,
The lateral diffusion width is also 4 μm or more. Since the lateral diffusion width depends on the diffusion depth, as the SOI layer thickness increases, n
The lateral diffusion width of the isolation region 61a will increase.

【0028】n分離領域61aの横方向拡散幅の増加は
ICに占める分離面積の増加を招く。特に、多ビット出
力を備えたFPD駆動用ICではこの分離面積の増加が
ICのチップ面積増加に顕著に現れる。したがって、図
14で示した分離方式(SOI基板(上下分離)とpn
接合分離(側面分離)を用いる方式)では高耐圧仕様に
なるほどn分離領域61aの占有面積が増加し、それに
よるICのチップ面積増加が問題となる。そして、これ
はICのコストアップをもたらし、FPD駆動用ICに
求められている低コスト化の妨げとなる。
An increase in the lateral diffusion width of the n isolation region 61a causes an increase in the isolation area occupied in the IC. In particular, in the FPD driving IC having a multi-bit output, this increase in the separation area remarkably appears in the increase in the IC chip area. Therefore, the separation method (SOI substrate (upper and lower separation) and pn shown in FIG.
In the case of using the junction isolation (side isolation), the occupied area of the n isolation region 61a increases as the withstand voltage becomes higher, and the increase of the IC chip area becomes a problem. Then, this causes an increase in the cost of the IC, which hinders the cost reduction required for the FPD driving IC.

【0029】一方、特開平10−189950号公報に
は、埋め込みエピタキシャル基板とpn接合分離を組み
合わせたPDPドライバICに対して、分離面積低減に
よるICのチップ面積低減を図る方法が開示されてい
る。しかし、特開平10−189950号公報の図2に
開示されている方法では、n分離領域からはみ出して、
nウエル領域を形成し、このはみ出したnウエル領域の
表面層にpチャネル領域を形成している。つまり、特開
平10−189950号公報に開示された方法では、高
耐圧素子を形成するpソース領域がn分離領域からはみ
出して形成されている。
On the other hand, Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-189950 discloses a method of reducing the chip area of the IC by reducing the isolation area for the PDP driver IC in which the buried epitaxial substrate and the pn junction isolation are combined. However, in the method disclosed in FIG. 2 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-189950, the area outside the n separation region is
An n well region is formed, and a p channel region is formed in the surface layer of the protruding n well region. That is, in the method disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-189950, the p source region forming the high breakdown voltage element is formed so as to protrude from the n isolation region.

【0030】そのため、前記したように、高耐圧素子に
なるほど分離面積が増加し、それによるICのチップ面
積増加が問題となる。そして、これはICのコストアッ
プをもたらし、FPD駆動用ICに求められている低コ
スト化の妨げとなる。
Therefore, as described above, the higher the breakdown voltage element is, the larger the isolation area is, and the increase in the chip area of the IC becomes a problem. Then, this causes an increase in the cost of the IC, which hinders the cost reduction required for the FPD driving IC.

【0031】[0031]

【発明が解決しようとする課題】前記で説明したよう
に、FPD駆動用ICの形成にSOI基板とpn接合分
離を組み合わせた分離方式を採用することにより、IC
の製造工程簡素化と低消費電力化を達成することができ
る。しかし、素子間分離を行う分離領域(拡散層)がS
OI基板の酸化膜まで到達する必要があり、これはIC
の分離面積増加を引き起こす。そのため、ICのチップ
面積が増加することになり、結果的にICのチップコス
トが増加する。
As described above, by adopting the separation method in which the SOI substrate and the pn junction separation are combined in the formation of the FPD driving IC, the IC can be formed.
It is possible to simplify the manufacturing process and reduce power consumption. However, the isolation region (diffusion layer) for element isolation is S
It is necessary to reach the oxide film of the OI substrate, which is the IC
Cause an increase in separation area. Therefore, the chip area of the IC is increased, and as a result, the IC chip cost is increased.

【0032】この発明の目的は,前記の課題を解決し
て、側面分離にpn接合分離方式を用い、チップ面積を
縮小化し、低コスト化を図ることができる半導体集積回
路装置を提供することである。
An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a semiconductor integrated circuit device which uses a pn junction separation method for side surface separation and can reduce the chip area and cost. is there.

【0033】[0033]

【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、第1半導体層および第2半導体層と、該2つの半
導体層の間に介在する第1分離領域と、前記第1半導体
層の表面から前記第1分離領域に達し前記第1半導体層
と逆の導電形の半導体領域で形成される第2分離領域
と、前記第1分離領域と前記第2分離領域に囲まれ、複
数個に分割される前記第1半導体層の分割領域と、前記
第2分離領域の表面層に形成される該第2分離領域とは
逆の導電形の第1領域と、該第1領域と前記分割領域に
挟まれる前記第2分離領域上にゲート絶縁膜を介して形
成されるゲート電極と、前記第1領域上に形成される第
1主電極と、前記分割領域の表面層に選択的に形成され
る該分割領域と同一導電形もしくは逆の導電形の第2領
域と、該第2領域上に形成される第2主電極とを具備す
る構成とする。
To achieve the above object, a first semiconductor layer and a second semiconductor layer, a first isolation region interposed between the two semiconductor layers, and the first semiconductor layer are provided. A second isolation region which is formed of a semiconductor region having a conductivity type opposite to that of the first semiconductor layer and which extends from the surface of the first isolation region to the first isolation region, and is surrounded by the first isolation region and the second isolation region. A divided region of the first semiconductor layer and a first region having a conductivity type opposite to that of the second separated region formed in the surface layer of the second separated region, the first region and the divided region. A gate electrode formed via a gate insulating film on the second isolation region sandwiched between regions, a first main electrode formed on the first region, and selectively formed on a surface layer of the divided region A second region having the same conductivity type as or a conductivity type opposite to that of the divided region, and on the second region A structure having a second main electrode formed.

【0034】また、前記第1分離領域が、絶縁膜で形成
されるとよい。また、前記第1分離領域が、前記第2半
導体層とは逆の導電形の半導体領域で形成されるとよ
い。また、2つの半導体層が絶縁膜を介して絶縁膜の上
下に存在するSOI基板を半導体基板として用い、その
一方の半導体層に形成され、複数のMOS駆動形高耐圧
デバイスを含む出力回路と低耐圧デバイスで構成される
制御回路を備え、前記出力回路が半導体基板上に多数搭
載された半導体集積回路装置において、出力回路を構成
するMOS駆動形高耐圧デバイスの多数キャリア注入用
反転チャネル(チャネル領域のこと)を表面層に形成す
る前記半導体層と逆の導電形の拡散層(ウエル領域のこ
と)が前記SOI基板の絶縁膜に達し、該拡散層によっ
て出力回路を構成するMOS駆動形高耐圧デバイスが素
子間分離される構成とする。
Further, it is preferable that the first isolation region is formed of an insulating film. The first isolation region may be formed of a semiconductor region having a conductivity type opposite to that of the second semiconductor layer. In addition, an SOI substrate having two semiconductor layers above and below the insulating film via an insulating film is used as a semiconductor substrate, and an output circuit including a plurality of MOS drive type high withstand voltage devices and a low voltage device is formed on one of the semiconductor layers. In a semiconductor integrated circuit device having a control circuit composed of a withstand voltage device and having a large number of the output circuits mounted on a semiconductor substrate, an inversion channel (channel region) for injecting majority carriers of a MOS drive type high withstand voltage device that constitutes the output circuit. A diffusion layer (well region) having a conductivity type opposite to that of the semiconductor layer forming a surface layer reaches the insulating film of the SOI substrate, and the diffusion layer forms an output circuit to form a MOS drive type high breakdown voltage. The devices are separated from each other.

【0035】また、2つの半導体層が少なくとも一方の
半導体層と逆の導電形の埋め込み層を介して埋め込み層
の上下に存在する埋め込みエピタキシャル基板を半導体
基板として用い、前記一方の半導体層に形成され、複数
のMOS駆動形高耐圧デバイスを含む出力回路と低耐圧
デバイスで構成される制御回路を備え、前記出力回路が
半導体基板上に多数搭載された半導体集積回路装置にお
いて、出力回路を構成するMOS駆動形高耐圧デバイス
の多数キャリア注入用反転チャネル(チャネル領域のこ
と)を表面層に形成する前記一方の半導体層と逆の導電
形の拡散層(ウエル領域のこと)が前記埋め込みエピタ
キシャル基板の埋め込み層に達し、該拡散層によって出
力回路を構成するMOS駆動形高耐圧デバイスが素子間
分離される構成とする。
Further, two semiconductor layers are formed on one of the semiconductor layers by using a buried epitaxial substrate existing above and below the buried layer with a buried layer having a conductivity type opposite to that of the at least one semiconductor layer therebetween. In a semiconductor integrated circuit device having an output circuit including a plurality of MOS drive type high withstand voltage devices and a control circuit composed of low withstand voltage devices, and a plurality of the output circuits mounted on a semiconductor substrate, a MOS forming the output circuit An inversion channel (a channel region) for injecting majority carriers of a drive type high breakdown voltage device is formed in a surface layer, and a diffusion layer (a well region) having a conductivity type opposite to that of the one semiconductor layer is embedded in the buried epitaxial substrate. Reach the layer, and the MOS drive type high breakdown voltage device constituting the output circuit is separated by the diffusion layer. That.

【0036】前記したように、分離領域をウエル領域と
兼用させ、この分離領域内にソース領域を形成し、ソー
ス領域と一方の半導体層に挟まれた分離領域の表面層に
チャネル領域を形成することで、チップ面積を減少させ
ることができる。その結果、低コスト化を実現すること
ができる。
As described above, the isolation region also serves as the well region, the source region is formed in this isolation region, and the channel region is formed in the surface layer of the isolation region sandwiched between the source region and one of the semiconductor layers. Therefore, the chip area can be reduced. As a result, cost reduction can be realized.

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】図1、図2、図3および図4は、
この発明の第1実施例の半導体集積回路装置の要部構成
図であり、図1(a)は概略平面図、図1(b)は図1
(a)のA部拡大図、図2は図1(b)のA−A線で切
断した要部断面図および図3は図1(b)のB−B線で
切断した要部断面図、図4は図1(b)のC−C線で切
断した要部断面図である。図1は、図8に相当するFP
D駆動用ICの要部平面図で、図2は、プッシュプル回
路で上アームで隣接して配置されたpチャネルMOSF
ETであり、図3は下アームで隣接して配置されたnチ
ャネルMOSFETで、図4は図2のpチャネルMOS
FETと図3のnチャネルMOSFETの分離部付近の
要部断面図である。図1(b)の平面図では、ソース電
極およびドレイン電極は省略されている。また、図中の
符号において、図8から図11と同一箇所には同一の符
号を記した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIGS. 1, 2, 3 and 4 are
1A and 1B are schematic diagrams of a semiconductor integrated circuit device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 1A being a schematic plan view, and FIG.
1A is an enlarged view of part A, FIG. 2 is a sectional view of an essential part taken along line AA of FIG. 1B, and FIG. 3 is a sectional view of an essential part taken along line BB of FIG. 1B. FIG. 4 is a cross-sectional view of the principal part taken along the line CC of FIG. 1 (b). 1 is an FP corresponding to FIG.
FIG. 2 is a plan view of a main part of the D driving IC. FIG.
ET, FIG. 3 is an n-channel MOSFET adjacently arranged in the lower arm, and FIG. 4 is a p-channel MOS of FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view of essential parts near a separation portion between the FET and the n-channel MOSFET of FIG. In the plan view of FIG. 1B, the source electrode and the drain electrode are omitted. Further, in the reference numerals in the drawing, the same portions as those in FIGS. 8 to 11 are denoted by the same reference numerals.

【0038】図1(a)、(b)、図2および図3にお
いて、pもしくはn半導体基板である支持層1と60Ω
・cm程度の高抵抗のp半導体基板3とを絶縁層である
酸化膜2を介して張り合わせたSOI基板123を用い
て、pチャネルMOSFETを形成する表面濃度が10
16cm-3程度のp領域50a(p半導体層)とnチャネ
ルMOSFETを形成する表面濃度が1016cm-3程度
n領域50b(n半導体層)を酸化層2に達するように
形成する。このp領域50aを貫通して酸化膜2に達
し、このp領域50aを分割するをn分離領域51aを
形成し、また、n領域50bを貫通して酸化膜2に達
し、このn領域50bを分割するp分離領域51bを形
成する。このn分離領域51a(nベース領域)の表面
層にpソース領域52aを形成し、p分離領域51b
(pベース領域)の表面層にnソース領域52bを形成
する。
In FIGS. 1A, 1B, 2 and 3, the support layer 1 which is a p or n semiconductor substrate and 60Ω.
A surface concentration for forming a p-channel MOSFET is 10 using an SOI substrate 123 in which a p-type semiconductor substrate 3 having a high resistance of about cm is bonded via an oxide film 2 which is an insulating layer.
16 cm -3 of about p region 50a (p semiconductor layer) and the surface concentration to form an n-channel MOSFET is formed to 10 16 cm -3 approximately n region 50b and (n semiconductor layer) reaches the oxide layer 2. The p region 50a is penetrated to reach the oxide film 2, the p region 50a is divided to form an n isolation region 51a, and the n region 50b is penetrated to reach the oxide film 2 to reach the oxide film 2. A p isolation region 51b to be divided is formed. The p source region 52a is formed in the surface layer of the n isolation region 51a (n base region), and the p isolation region 51b is formed.
An n source region 52b is formed in the surface layer of (p base region).

【0039】また、pソース領域52aとp領域50a
(無拡散領域がnドリフト層56aとなる)に挟まれた
n分離領域51a上およびnソース領域52bとn領域
50b(無拡散領域がnドリフト層56bとなる)に挟
まれたp分離領域51b上に図示しないゲート絶縁膜を
介してゲート電極55a、55bをそれぞれ形成する。
このゲート電極55a、55b直下の分離領域51a、
51bの表面にはチャネル(MOS駆動形高耐圧デバイ
スの多数キャリア注入用反転チャネル)が形成される。
さらに、pソース領域52a上とnコンタクト領域54
a上にソース電極をそれぞれ形成する。p領域50aの
表面層にpドレイン領域53aを形成し、n領域50b
の表面層にnドレイン領域53bを形成し、このpドレ
イン領域53a上およびnドレイン領域53b上にドレ
イン電極58a、58bをそれぞれ形成する。p領域5
0aおよびn領域50bで拡散領域が形成されない箇所
はそれぞれドリフト領域56a、56bとなる。
The p source region 52a and the p region 50a are also included.
On the n isolation region 51a sandwiched between (the non-diffusion region becomes the n drift layer 56a) and the p isolation region 51b sandwiched between the n source region 52b and the n region 50b (the non-diffusion region serves as the n drift layer 56b). Gate electrodes 55a and 55b are formed on a gate insulating film (not shown), respectively.
The isolation region 51a immediately below the gate electrodes 55a and 55b,
A channel (inversion channel for majority carrier injection of MOS drive type high breakdown voltage device) is formed on the surface of 51b.
Further, on the p source region 52a and the n contact region 54
Source electrodes are formed on a. A p drain region 53a is formed on the surface layer of the p region 50a, and an n region 50b is formed.
An n drain region 53b is formed on the surface layer of the above, and drain electrodes 58a and 58b are formed on the p drain region 53a and the n drain region 53b, respectively. p region 5
The areas where the diffusion region is not formed in the 0a and n regions 50b become drift regions 56a and 56b, respectively.

【0040】前記のn分離領域51aとp分離領域51
bの表面濃度は、MOSFETのしきい値電圧が最適に
なるように、この分離領域51a、51bを形成するイ
オン注入ドーズ量と拡散条件によって調整されている。
通常、その表面濃度は1017cm-3から1018cm-2
度であり、従来のnベース領域(nウエル領域)やpベ
ース領域(pウエル領域)の表面濃度と同じである。勿
論、ソース領域52a、52bを形成しない箇所のn分
離領域51aおよびp分離領域51bの表面濃度は、こ
れより高くしても構わない。
The above-mentioned n isolation region 51a and p isolation region 51
The surface concentration of b is adjusted by the ion implantation dose amount and diffusion conditions for forming the isolation regions 51a and 51b so that the threshold voltage of the MOSFET is optimized.
Usually, the surface concentration is about 10 17 cm −3 to 10 18 cm −2, which is the same as the surface concentration of the conventional n base region (n well region) or p base region (p well region). Of course, the surface concentration of the n isolation region 51a and the p isolation region 51b where the source regions 52a and 52b are not formed may be higher than this.

【0041】前記のように、分離領域51a、51bに
ソース領域52a、52bとゲート部(55a、55b
など)を形成することで、Y方向(A−A切断線と平行
する方向)の長さを縮小することができる。縮小の程度
は1セル(1個のMOSFET)当たり16μm程度で
ある。FPD駆動用ICには数十個から数百個のセルが
形成されているため、0.1mmのオーダから1mmの
オーダでチップサイズを縮小化できる。
As described above, the source regions 52a and 52b and the gate portions (55a and 55b) are formed in the isolation regions 51a and 51b.
Etc.), the length in the Y direction (direction parallel to the AA cutting line) can be reduced. The degree of reduction is about 16 μm per cell (one MOSFET). Since several tens to several hundreds of cells are formed in the FPD driving IC, the chip size can be reduced on the order of 0.1 mm to 1 mm.

【0042】また、分離領域51a、51bがMOSF
ETのベース領域(図9から図11のウエル領域58
a、58b)となるために、p領域50aおよびn領域
50b内に個別にベース領域(ウエル領域)を形成する
必要がなく、ベース領域(ウエル領域)を形成する工程
(1150℃、200分)を省くことができる。SOI
基板123を用いているために、半導体基板1へ流れる
もれ電流はほどんと無く、低消費電力化を図ることがで
きる。
Further, the isolation regions 51a and 51b are MOSFs.
ET base region (well region 58 in FIGS. 9-11)
a, 58b), there is no need to separately form a base region (well region) in the p region 50a and the n region 50b, and a step of forming a base region (well region) (1150 ° C., 200 minutes) Can be omitted. SOI
Since the substrate 123 is used, there is almost no leakage current flowing to the semiconductor substrate 1, and low power consumption can be achieved.

【0043】また、高耐圧pチャネルMOSFET7
0、80のpソース領域52aは出力側電源電圧VHと
接続している。そのため、図2のように、このn分離領
域51aを2つの隣接素子間で共通のnベース領域(n
ウエル領域)として使用することができるため、従来の
n分離領域57aを省くことができるために、チップ面
積を減ずることができる。
Further, the high breakdown voltage p-channel MOSFET 7
The p source regions 52a of 0 and 80 are connected to the output power supply voltage VH. Therefore, as shown in FIG. 2, the n isolation region 51a is formed by sharing the n base region (n
Since it can be used as a well region), the conventional n isolation region 57a can be omitted, so that the chip area can be reduced.

【0044】一方、高耐圧nチャネル形MOSFET7
1のnソース領域52bは基準電圧Vss(グランド電
位)に固定される。そのため、図3のように、このp分
離領域51bを2つの隣接素子間で共通のpベース領域
(pウエル領域)として使用できるため、従来のp分離
領域57bを省くことができるために、チップ面積を減
ずることができる。
On the other hand, high breakdown voltage n-channel MOSFET 7
The n source region 52b of 1 is fixed to the reference voltage Vss (ground potential). Therefore, as shown in FIG. 3, since the p isolation region 51b can be used as a common p base region (p well region) between two adjacent elements, the conventional p isolation region 57b can be omitted and the chip can be omitted. The area can be reduced.

【0045】その結果、ICのチップ面積の減少と製造
工程数削減によるコスト削減を図ることが可能となり、
FPD駆動用ICの低コスト化を実現することができ
る。尚、図2に示した2つの高耐圧pチャネル形MOS
FET(70、80)は、図14に示した場合と同様
に、素子間分離され、それぞれの素子の単独動作が可能
となる。すなわち、高耐圧pチャネル形MOSFET7
0はそのゲート信号VgH70によって制御され、その
結果が端子Do700に出力される。同様に、高耐圧p
チャネル形MOSFET80はそのゲート信号VgH8
0によって制御され、その結果が端子Do800に出力
される。
As a result, it becomes possible to reduce the cost by reducing the IC chip area and the number of manufacturing steps.
It is possible to reduce the cost of the FPD driving IC. The two high breakdown voltage p-channel MOSs shown in FIG.
As in the case shown in FIG. 14, the FETs (70, 80) are separated from each other and each element can operate independently. That is, the high breakdown voltage p-channel MOSFET 7
0 is controlled by the gate signal VgH70, and the result is output to the terminal Do700. Similarly, high breakdown voltage p
The channel type MOSFET 80 has its gate signal VgH8.
It is controlled by 0, and the result is output to the terminal Do800.

【0046】また、2つの高耐圧nチャネル形MOSF
ET(71、81)はこのp形分離領域51aによって
素子間分離され、それぞれの素子の単独動作が可能とな
る。すなわち、高耐圧nチャネル形MOSFET71は
そのゲート信号VgL71によって制御され、その結果
が端子Do700に出力される。同様に、高耐圧nチャ
ネル形MOSFET81はそのゲート信号VgL81に
よって制御され、その結果が端子Do800に出力され
る。
Two high breakdown voltage n-channel MOSFs are also provided.
The ETs (71, 81) are isolated from each other by the p-type isolation region 51a, and each element can operate independently. That is, the high breakdown voltage n-channel MOSFET 71 is controlled by its gate signal VgL71, and the result is output to the terminal Do700. Similarly, the high breakdown voltage n-channel MOSFET 81 is controlled by its gate signal VgL81, and the result is output to the terminal Do800.

【0047】また、図1では、FPD駆動用ICチップ
を例として挙げたため、高耐圧nチャネルMOSFET
と高耐圧pチャネルMOSFETとを同一チップに形成
したが、他の用途のICチップの場合には、高耐圧nチ
ャネルMOSFETと高耐圧pチャネルMOSFETと
をそれぞれを別チップに形成しても勿論構わない。図4
は、図11に相当する図であり、高耐圧pチャネルMO
SFET70と高耐圧nチャネルMOSFET列71を
分離している分離箇所50c近傍を示す。VHは高電位
であり、Vssは低電位であり、VHとVss間の電圧
が、この分離箇所に印加されるために、所定の距離を確
保する必要がある。分離箇所50cの距離は図11と同
じであるが、図4では、分離領域内にソース領域を形成
するために、図11で示すLの2倍程度チップを縮小で
きる。
Further, in FIG. 1, since the FPD driving IC chip is taken as an example, a high breakdown voltage n-channel MOSFET is used.
The high breakdown voltage p-channel MOSFET and the high breakdown voltage p-channel MOSFET are formed on the same chip. However, in the case of an IC chip for other applications, the high breakdown voltage n-channel MOSFET and the high breakdown voltage p-channel MOSFET may be formed on different chips. Absent. Figure 4
11 is a diagram corresponding to FIG. 11 and shows a high breakdown voltage p-channel MO.
The vicinity of a separation location 50c that separates the SFET 70 and the high breakdown voltage n-channel MOSFET row 71 is shown. Since VH has a high potential and Vss has a low potential, and a voltage between VH and Vss is applied to this separation point, it is necessary to secure a predetermined distance. Although the distance of the separation point 50c is the same as that in FIG. 11, in FIG. 4, the source region is formed in the separation region, so that the chip can be reduced by about twice the L shown in FIG.

【0048】図5および図6は、この発明の第2実施例
の半導体集積回路装置であり、図5は図2に相当する要
部断面図で、図6は図3に相当する要部断面図である。
この半導体集積回路装置の平面図は図1と同じである。
第1実施例との違いは、SOI基板123の代わりに埋
め込みエピタキシャル基板124を用いた点である。こ
の場合も、第1実施例と同様の効果が期待できる。
5 and 6 show a semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a sectional view of an essential part corresponding to FIG. 2, and FIG. 6 is a sectional view of an essential part corresponding to FIG. It is a figure.
The plan view of this semiconductor integrated circuit device is the same as FIG.
The difference from the first embodiment is that a buried epitaxial substrate 124 is used instead of the SOI substrate 123. Also in this case, the same effect as that of the first embodiment can be expected.

【0049】また、ソース側領域(ソース領域52aと
ゲート部)を分離領域に形成することで、前記の特開平
10−189950号公報に開示されている構造よりも
チップ面積を低減できて低コスト化を図ることができ
る。
By forming the source side region (source region 52a and gate portion) in the isolation region, the chip area can be reduced and the cost can be reduced as compared with the structure disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 10-189950. Can be realized.

【0050】[0050]

【発明の効果】この発明によると、ソース領域およびゲ
ート部を素子間を分離する分離領域(pn接合分離領
域)に形成することで、チップ面積を低減できる。ま
た、ソース領域を形成するためのベース領域が分離領域
であるために、ベース領域を個別に形成するための工程
を省くことができる。このように、チップ面積の低減と
ベース形成工程の削減により製造コストの低減を図るこ
とができる。
According to the present invention, the chip area can be reduced by forming the source region and the gate portion in the isolation region (pn junction isolation region) for isolating the elements. Further, since the base region for forming the source region is the isolation region, the step for individually forming the base region can be omitted. Thus, the manufacturing cost can be reduced by reducing the chip area and the base forming process.

【0051】また、pn接合分離であるため、トレンチ
分離のような複雑な工程を必要とせず、トレンチ分離方
式と比べて製造コストの低減を図ることができる。ま
た、SOI基板を用いた場合、埋め込みエピタキシャル
基板を用いる場合に発生する、分離領域形成時のパター
ニング工程でのアライメントエラーの発生が無くなり、
容易に分離領域を形成できて、製造コストの低減を図る
ことができる。
Further, since the pn junction isolation is used, a complicated process such as trench isolation is not required, and the manufacturing cost can be reduced as compared with the trench isolation method. Further, when the SOI substrate is used, the occurrence of the alignment error in the patterning process at the time of forming the isolation region, which occurs when the buried epitaxial substrate is used, is eliminated.
The separation region can be easily formed, and the manufacturing cost can be reduced.

【0052】さらに、SOI基板を用いることで、埋め
込みエピタキシャル基板の場合に比べて、もれ電流が減
少し、消費電力の低減を図ることができる。
Further, by using the SOI substrate, the leakage current can be reduced and the power consumption can be reduced as compared with the case of the buried epitaxial substrate.

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

【図1】この発明の第1実施例の半導体集積回路装置の
要部構成図であり、図1(a)は概略平面図、図1
(b)は図1(a)のA部拡大図
FIG. 1 is a schematic view of a main part of a semiconductor integrated circuit device according to a first embodiment of the present invention, FIG.
FIG. 1B is an enlarged view of part A of FIG.

【図2】図1(b)のA−A線で切断した要部断面図FIG. 2 is a sectional view of an essential part taken along the line AA of FIG.

【図3】図1(b)のB−B線で切断した要部断面図FIG. 3 is a sectional view of an essential part taken along line BB in FIG.

【図4】図1(b)のC−C線で切断した要部断面図FIG. 4 is a sectional view of an essential part taken along the line C-C in FIG.

【図5】この発明の第2実施例の半導体集積回路装置で
あり、図2に相当する要部断面図
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main portion of a semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention, which corresponds to FIG.

【図6】この発明の第2実施例の半導体集積回路装置で
あり、図3に相当する要部断面図
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main portion of a semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention and corresponds to FIG.

【図7】PDPドライバICの回路図FIG. 7 is a circuit diagram of a PDP driver IC

【図8】図7のPDPドライバICのデバイス配置例を
示したチップ平面図で、同図(a)は概略平面図、同図
(b)は同図(a)のB部の詳細図
8A and 8B are chip plan views showing an example of device arrangement of the PDP driver IC of FIG. 7, where FIG. 8A is a schematic plan view and FIG. 8B is a detailed view of a portion B in FIG. 8A.

【図9】図8のA−A線で切断した要部断面図9 is a cross-sectional view of the main part taken along the line AA in FIG.

【図10】図8のB−B線で切断した要部断面図10 is a cross-sectional view of a main part taken along line BB in FIG.

【図11】図8のC−C線で切断した要部断面図11 is a cross-sectional view of the main part taken along the line CC of FIG.

【図12】図8の制御回路部の要部断面図FIG. 12 is a cross-sectional view of the main parts of the control circuit unit in FIG.

【図13】従来のSOI基板とトレンチ分離領域を用い
たPDPドライバICチップの要部断面図
FIG. 13 is a sectional view of an essential part of a PDP driver IC chip using a conventional SOI substrate and a trench isolation region.

【図14】特開平7−74242号公報で開示された、
SOI基板を用いたpn接合分離方式のPDPドライバ
ICチップの要部断面図
FIG. 14 is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-74242;
Sectional view of a main part of a pn junction separation type PDP driver IC chip using an SOI substrate

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 支持層 2 酸化膜 3 SOI層 4a n埋め込み層 4b p埋め込み層 5 エピタキシャル層 50a p領域 50b n領域 51a p分離領域 51b n分離領域 52a pソース領域 52b nソース領域 53a pドレイン領域 53b nドレイン領域 54a nコンタクト領域 54b pコンタクト領域 55a ゲート電極(PMOS) 55b ゲート電極(NMOS) 56a pドリフト領域 56b nドリフト領域 57a ソース電極(PMOS) 57b ソース電極(NMOS) 58a ドレイン電極(PMOS) 58b ドレイン電極(NMOS) 70、94a 高耐圧pチャネルMOSFET 71、95a 高耐圧nチャネルMOSFET 80 高耐圧pチャネルMOSFET 81 高耐圧nチャネルMOSFET 90 チップ 91 高耐圧部 92 制御回路部 93 出力端子列 94 高耐圧pチャネルMOSFET列 95 高耐圧nチャネルMOSFET列 96 レベルシフト回路列 96a レベルシフト回路 123 SOI基板 124 エピタキシャル基板 911 高耐圧出力回路 933 出力端子/パッド(Do700、Do80
0) VH 出力側電源電圧/端子 VL 入力側電源電圧/端子 Vss 基準電圧/端子 Vin 入力信号電圧/端子 VgH pチャネルMOSFETのゲート信号/端子 VgL nチャネルMOSFETのゲート信号/端子
1 Support Layer 2 Oxide Film 3 SOI Layer 4a n Buried Layer 4b p Buried Layer 5 Epitaxial Layer 50a p Region 50b n Region 51a p Isolation Region 51b n Isolation Region 52a p Source Region 52b n Source Region 53a p Drain Region 53b n Drain Region 54a n contact region 54b p contact region 55a gate electrode (PMOS) 55b gate electrode (NMOS) 56a p drift region 56b n drift region 57a source electrode (PMOS) 57b source electrode (NMOS) 58a drain electrode (PMOS) 58b drain electrode ( NMOS) 70,94a high breakdown voltage p-channel MOSFET 71,95a high breakdown voltage n-channel MOSFET 80 high breakdown voltage p-channel MOSFET 81 high breakdown voltage n-channel MOSFET 90 chip 91 high breakdown voltage portion 92 control Road section 93 output terminal row 94 high-voltage p-channel MOSFET column 95 high-voltage n-channel MOSFET column 96 level shift circuit array 96a the level shift circuit 123 SOI substrate 124 epitaxial substrate 911 high-voltage output circuit 933 output terminal / pad (Do700, Do80
0) VH output side power supply voltage / terminal VL input side power supply voltage / terminal Vss reference voltage / terminal Vin input signal voltage / terminal VgH p-channel MOSFET gate signal / terminal VgL n-channel MOSFET gate signal / terminal

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 27/08 331 H01L 29/78 621 27/08 102A 27/088 29/786 Fターム(参考) 5F032 AA06 AB01 AB02 BB06 CA17 CA20 CA24 5F038 CA02 CA05 CA06 EZ06 EZ20 5F048 AA05 AB07 AC03 BA12 BA16 BH01 BH04 5F110 AA04 AA09 BB12 CC02 DD01 DD12 GG34 GG52 HM12 NN65 QQ17 Front page continued (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 27/08 331 H01L 29/78 621 27/08 102A 27/088 29/786 F term (reference) 5F032 AA06 AB01 AB02 BB06 CA17 CA20 CA24 5F038 CA02 CA05 CA06 EZ06 EZ20 5F048 AA05 AB07 AC03 BA12 BA16 BH01 BH04 5F110 AA04 AA09 BB12 CC02 DD01 DD12 GG34 GG52 HM12 NN65 QQ17

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1半導体層および第2半導体層と、該2
つの半導体層の間に介在する第1分離領域と、前記第1
半導体層の表面から前記第1分離領域に達し前記第1半
導体層と逆の導電形の半導体領域で形成される第2分離
領域と、前記第1分離領域と前記第2分離領域に囲ま
れ、複数個に分割される前記第1半導体層の分割領域
と、前記第2分離領域の表面層に形成される該第2分離
領域とは逆の導電形の第1領域と、該第1領域と前記分
割領域に挟まれる前記第2分離領域上にゲート絶縁膜を
介して形成されるゲート電極と、前記第1領域上に形成
される第1主電極と、前記分割領域の表面層に選択的に
形成される該分割領域と同一導電形もしくは逆の導電形
の第2領域と、該第2領域上に形成される第2主電極と
を具備することを特徴とする半導体集積回路装置。
1. A first semiconductor layer, a second semiconductor layer, and the second semiconductor layer.
A first isolation region interposed between the two semiconductor layers;
A second isolation region, which is formed of a semiconductor region having a conductivity type opposite to that of the first semiconductor layer, reaching the first isolation region from the surface of the semiconductor layer, and surrounded by the first isolation region and the second isolation region, A divided region of the first semiconductor layer divided into a plurality of portions, a first region of a conductivity type opposite to that of the second isolation region formed in the surface layer of the second isolation region, and the first region. A gate electrode formed via a gate insulating film on the second isolation region sandwiched between the division regions, a first main electrode formed on the first region, and a surface layer of the division region selective. 2. A semiconductor integrated circuit device, comprising: a second region having the same conductivity type as or a conductivity type opposite to that of the divided region, and a second main electrode formed on the second region.
【請求項2】前記第1分離領域が、絶縁膜で形成される
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路装
置。
2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the first isolation region is formed of an insulating film.
【請求項3】前記第1分離領域が、前記第1半導体層と
は逆の導電形の半導体領域で形成されることを特徴とす
る請求項1に記載の半導体集積回路装置。
3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the first isolation region is formed of a semiconductor region having a conductivity type opposite to that of the first semiconductor layer.
【請求項4】2つの半導体層が絶縁膜を介して絶縁膜の
上下に存在するSOI基板を半導体基板として用い、そ
の一方の半導体層に形成され、複数のMOS駆動形高耐
圧デバイスを含む出力回路と低耐圧デバイスで構成され
る制御回路を備え、前記出力回路が半導体基板上に多数
搭載された半導体集積回路装置において、 出力回路を構成するMOS駆動形高耐圧デバイスの多数
キャリア注入用反転チャネルを形成する前記半導体層と
逆の導電形の拡散層が前記SOI基板の絶縁膜までに達
し、該拡散層によって出力回路を構成するMOS駆動形
高耐圧デバイスが素子間分離されることを特徴とする半
導体集積回路装置。
4. An output including a plurality of MOS drive type high breakdown voltage devices formed on one of the semiconductor layers using an SOI substrate having two semiconductor layers above and below the insulating film with an insulating film interposed therebetween as a semiconductor substrate. Inversion channel for majority carrier injection of a MOS drive type high breakdown voltage device, which constitutes an output circuit, in a semiconductor integrated circuit device including a plurality of output circuits mounted on a semiconductor substrate, the control circuit including a circuit and a low breakdown voltage device. A diffusion layer having a conductivity type opposite to that of the semiconductor layer forming a layer reaches the insulating film of the SOI substrate, and the diffusion layer separates elements of the MOS drive type high breakdown voltage device forming an output circuit. Integrated circuit device.
【請求項5】2つの半導体層が少なくとも一方の半導体
層と逆の導電形の埋め込み層を介して埋め込み層の上下
に存在する埋め込みエピタキシャル基板を半導体基板と
して用い、前記一方の半導体層に形成され、複数のMO
S駆動形高耐圧デバイスを含む出力回路と低耐圧デバイ
スで構成される制御回路を備え、前記出力回路が半導体
基板上に多数搭載された半導体集積回路装置において、 出力回路を構成するMOS駆動形高耐圧デバイスの多数
キャリア注入用反転チャネルを形成する前記一方の半導
体層と逆導電形の前記埋め込みエピタキシャル基板の埋
め込み層までに達し、該拡散層によって出力回路を構成
するMOS駆動形高耐圧デバイスが素子間分離されるこ
とを特徴とする半導体集積回路装置。
5. A buried epitaxial substrate in which two semiconductor layers are present above and below the buried layer with at least one buried semiconductor layer having a conductivity type opposite to that of the one semiconductor layer is used as a semiconductor substrate, and is formed on the one semiconductor layer. , Multiple MOs
In a semiconductor integrated circuit device including an output circuit including an S drive type high breakdown voltage device and a control circuit configured of a low breakdown voltage device, and a large number of the output circuits mounted on a semiconductor substrate, a MOS drive type high voltage device that constitutes the output circuit. A MOS drive type high breakdown voltage device that reaches the buried layer of the buried epitaxial substrate having a conductivity type opposite to that of the one semiconductor layer forming the inversion channel for majority carrier injection of the breakdown voltage device and forms an output circuit by the diffusion layer is an element. A semiconductor integrated circuit device characterized by being separated.
JP2002147125A 2002-05-22 2002-05-22 Semiconductor integrated circuit device Pending JP2003338538A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002147125A JP2003338538A (en) 2002-05-22 2002-05-22 Semiconductor integrated circuit device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002147125A JP2003338538A (en) 2002-05-22 2002-05-22 Semiconductor integrated circuit device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003338538A true JP2003338538A (en) 2003-11-28

Family

ID=29705838

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002147125A Pending JP2003338538A (en) 2002-05-22 2002-05-22 Semiconductor integrated circuit device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003338538A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014011453A (en) * 2012-06-29 2014-01-20 Freescale Semiconductor Inc Semiconductor device having current conveyance region and isolation structure interconnected via resistance circuit, and driver circuit and manufacturing method therefor
JP2014096579A (en) * 2012-11-07 2014-05-22 Freescale Semiconductor Inc Semiconductor device and driver circuit with active device and isolation structure interconnected through resistor circuit, and method of manufacture thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014011453A (en) * 2012-06-29 2014-01-20 Freescale Semiconductor Inc Semiconductor device having current conveyance region and isolation structure interconnected via resistance circuit, and driver circuit and manufacturing method therefor
JP2014096579A (en) * 2012-11-07 2014-05-22 Freescale Semiconductor Inc Semiconductor device and driver circuit with active device and isolation structure interconnected through resistor circuit, and method of manufacture thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8304827B2 (en) Semiconductor device having on a substrate a diode formed by making use of a DMOS structure
US6690067B2 (en) ESD protection circuit sustaining high ESD stress
JP2000223665A (en) Semiconductor device
JPH0685441B2 (en) Semiconductor device
US10950597B2 (en) Electrostatic protection circuit and a semiconductor structure
JP2006013417A (en) Separated power supply esd prevention circuit and integrated circuit therefor
JP2822961B2 (en) Semiconductor device
JP2007088198A (en) Semiconductor device
US7342283B2 (en) Semiconductor device
JP5079974B2 (en) Semiconductor device
EP1517373A2 (en) Flat panel display
US6768178B2 (en) Semiconductor device
US5973366A (en) High voltage integrated circuit
US8525291B2 (en) Semiconductor device
JP4166010B2 (en) Horizontal high voltage MOSFET and semiconductor device having the same
JP4569105B2 (en) Semiconductor device
JP4641741B2 (en) Semiconductor device
JP2003338538A (en) Semiconductor integrated circuit device
US6927460B1 (en) Method and structure for BiCMOS isolated NMOS transistor
KR20060124561A (en) Semiconductor integrated circuit apparatus
JP4788276B2 (en) Semiconductor device
JP2004006555A (en) Semiconductor device
JPH10270704A (en) Semiconductor integrated circuit device
JP2010232673A (en) Semiconductor device
JP2008258579A (en) Thin film transistor and display device

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20031107

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20031225

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040914

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060612

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20060703

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20060704

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060926

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061127

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070724

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070925

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20071022

A912 Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20071109

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20081216

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20090219

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20091112