JP2011029358A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置に関し、特に、高耐圧MOSトランジスタを備えた半導体装置に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device including a high voltage MOS transistor.
近年、半導体装置は、デジタル演算速度向上のため、MOSトランジスタのゲート電極の微細化や低電圧化が進んでいる。また一方、電源製品に代表されるように、MOSトランジスタの高耐圧化の動きもある。 2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor devices have been increasingly miniaturized and lowered in voltage for gate electrodes of MOS transistors in order to improve digital calculation speed. On the other hand, as represented by power supply products, there is a trend toward higher breakdown voltage of MOS transistors.
MOSトランジスタのドレイン構造を高耐圧化するために、高濃度のドレインの周りに低濃度化した不純物拡散層を配置したものが開示されている(例えば特許文献1を参照。)。従来の高耐圧MOSトランジスタは、濃度の均一な1つのウェル内に形成されている。 In order to increase the breakdown voltage of the drain structure of a MOS transistor, a structure in which a low-concentration impurity diffusion layer is disposed around a high-concentration drain is disclosed (for example, see Patent Document 1). A conventional high voltage MOS transistor is formed in one well having a uniform concentration.
ドレイン構造を高耐圧化するために高濃度のドレインの周りに低濃度化した不純物拡散層を配置した従来の高耐圧MOSトランジスタでは、濃度の均一な1つのウェル内に形成されているので、ゲート電極下でのドレイン近傍の電界強度が大きく、HCI(Hot Carrier Injection)の問題があった。また、ドレインのボトム付近の接合耐圧が落ちるため、高耐圧化に不利になるという問題があった。 In a conventional high voltage MOS transistor in which a low-concentration impurity diffusion layer is arranged around a high-concentration drain in order to increase the breakdown voltage of the drain structure, it is formed in one well having a uniform concentration. There was a problem of HCI (Hot Carrier Injection) due to the large electric field strength near the drain under the electrode. Moreover, since the junction breakdown voltage near the bottom of the drain is lowered, there is a problem in that it is disadvantageous for increasing the breakdown voltage.
このような不具合を解消するために、高耐圧MOSトランジスタを形成するウェルの不純物濃度を低くすることが考えられる。しかし、ウェルの不純物濃度を低くすると、複数の高耐圧MOSトランジスタを並べて配置する場合に、隣り合うMOSトランジスタ間でウェル間の耐圧を保持するためにMOSトランジスタ−MOSトランジスタ間のスペースを大きく取る必要があり、デザインルール的に不利になるという問題があった。また、不純物濃度が低いウェルを用いると、MOSトランジスタにおいて基板抵抗が大きくなる。例えば、大きなドライバートランジスタなどの場合、インパクトイオン化が起こると基板電位が浮きやすく、すぐにスナップバックしてしまい、オン耐圧が悪くなるという問題もあった。 In order to solve such a problem, it is conceivable to reduce the impurity concentration of the well in which the high voltage MOS transistor is formed. However, if the impurity concentration of the well is lowered, when a plurality of high breakdown voltage MOS transistors are arranged side by side, it is necessary to make a large space between the MOS transistors and the MOS transistors in order to maintain the breakdown voltage between the wells between the adjacent MOS transistors. There was a problem that it was disadvantageous in terms of design rules. Further, when a well having a low impurity concentration is used, the substrate resistance increases in the MOS transistor. For example, in the case of a large driver transistor or the like, if impact ionization occurs, the substrate potential tends to float, snapping back immediately, and the on-breakdown voltage deteriorates.
そこで本発明は、MOSトランジスタの高耐圧化、オン抵抗の低減、HCI耐性の向上、及びデザインルールの縮小を実現できる半導体装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of realizing a high breakdown voltage of a MOS transistor, a reduction in on-resistance, an improvement in HCI resistance, and a reduction in design rule.
本発明に係る半導体装置は、比較的低濃度のP型不純物濃度で半導体基板表面に形成されたP型低濃度ウェルと、上記P型低濃度ウェルに隣接し、かつ上記P型低濃度ウェルの周囲を取り囲んで上記P型低濃度ウェルよりも濃いP型不純物濃度で上記半導体基板表面に形成されたP型ウェルと、を備えている。高耐圧MOSトランジスタは上記P型低濃度ウェル及び上記P型ウェルにまたがって形成されている。
ここで、半導体基板はP型又はN型のいずれであってもよい。また、半導体基板の語はエピタキシャル成長層を含む。
A semiconductor device according to the present invention includes a P-type low-concentration well formed on the surface of a semiconductor substrate with a relatively low concentration of P-type impurity, and the P-type low-concentration well adjacent to the P-type low-concentration well. A P-type well surrounding the periphery and formed on the surface of the semiconductor substrate with a P-type impurity concentration higher than that of the P-type low-concentration well. The high voltage MOS transistor is formed across the P-type low concentration well and the P-type well.
Here, the semiconductor substrate may be either P-type or N-type. The term “semiconductor substrate” includes an epitaxially grown layer.
上記高耐圧MOSトランジスタは、上記P型低濃度ウェル及び上記P型ウェルよりも浅く上記半導体基板表面に形成され、チャネル長方向で一端が上記P型低濃度ウェル内に配置され、他端が上記P型ウェル内に配置された比較的低濃度のN型不純物濃度をもつN型低濃度ドレインと、上記N型低濃度ドレインよりも濃いN型不純物濃度で上記N型低濃度ドレインよりも浅く上記半導体基板表面に形成され、上記P型低濃度ウェル上の上記N型低濃度ドレイン内に上記N型低濃度ドレインの端部とは間隔をもって配置されたN型高濃度ドレインと、上記P型低濃度ウェル及び上記P型ウェルよりも浅く上記半導体基板表面に形成され、上記チャネル長方向で上記N型低濃度ドレインが配置されている上記P型低濃度ウェル端部とは反対側の端部上に、一端が上記N型低濃度ドレインとは間隔をもって上記P型低濃度ウェル内に配置され、他端が上記P型ウェル内に配置されたN型ソースと、上記N型高濃度ドレインと上記N型ソースの間の上記半導体基板上に上記ゲート絶縁膜を介して形成され、上方から見て上記チャネル長方向でドレイン側の端部が上記N型高濃度ドレインとは間隔をもって上記N型低濃度ドレイン上に配置されたゲート電極と、を備えている。 The high breakdown voltage MOS transistor is formed on the surface of the semiconductor substrate shallower than the P-type low concentration well and the P-type well, and has one end disposed in the P-type low concentration well in the channel length direction and the other end An N-type low-concentration drain having a relatively low concentration of N-type impurity disposed in the P-type well, and an N-type impurity concentration higher than the N-type low-concentration drain and shallower than the N-type low-concentration drain An N-type high-concentration drain formed on the surface of the semiconductor substrate and spaced from an end of the N-type low-concentration drain in the N-type low-concentration drain on the P-type low-concentration well; An end opposite to the P-type low-concentration well end formed on the surface of the semiconductor substrate shallower than the concentration well and the P-type well and in which the N-type low-concentration drain is arranged in the channel length direction Further, an N-type source having one end disposed in the P-type low-concentration well with an interval from the N-type low-concentration drain and the other end disposed in the P-type well, The N-type source is formed on the semiconductor substrate between the N-type sources via the gate insulating film, and the end of the drain side in the channel length direction as viewed from above is spaced from the N-type high-concentration drain. And a gate electrode disposed on the low concentration drain.
本発明の半導体装置において、上記N型ソースはシングルソース構造である例を挙げることができる。すなわち、上記N型ソースは、上記N型高濃度ドレインと同時に形成されたN型高濃度ソースのみによって形成されている例を挙げることができる。 In the semiconductor device of the present invention, an example in which the N-type source has a single source structure can be given. That is, an example in which the N-type source is formed only by the N-type high-concentration source formed simultaneously with the N-type high-concentration drain can be given.
また、上記N型ソースは、LDD(Lightly Doped Drain)構造であってもよい。すなわち、上記N型ソースは、上記N型高濃度ドレインと同時に形成されたN型高濃度ソースと、上記N型低濃度ソースよりも薄いN型不純物濃度で上記N型高濃度ソースよりも浅く上記半導体基板表面に形成され、上方から見て上記チャネル長方向で上記ゲート電極のソース側の端部と上記N型高濃度ソースとの間に配置されたN型低濃度ソースによって形成されているようにしてもよい。 The N-type source may have an LDD (Lightly Doped Drain) structure. That is, the N-type source is an N-type high-concentration source formed at the same time as the N-type high-concentration drain, and is shallower than the N-type high-concentration source with an N-type impurity concentration lower than that of the N-type low-concentration source. It is formed on the surface of the semiconductor substrate, and is formed by an N-type low-concentration source disposed between the source-side end of the gate electrode and the N-type high-concentration source in the channel length direction when viewed from above. It may be.
本発明の半導体装置において、ソースはドレインと同様の構造を備えていてもよい。
すなわち、上記N型ソースは、上記P型低濃度ウェル及び上記P型ウェルよりも浅く上記半導体基板表面に形成され、チャネル長方向で一端が上記P型低濃度ウェル内に配置され、他端が上記P型ウェル内に配置された比較的低濃度のN型不純物濃度をもつN型低濃度ソースと、上記N型低濃度ソースよりも濃いN型不純物濃度で上記N型低濃度ソースよりも浅く上記半導体基板表面に形成され、上記P型低濃度ウェル上の上記N型低濃度ソース内に上記N型低濃度ソースの端部とは間隔をもって配置されたN型高濃度ソースと、を備え、上記ゲート電極のソース側の端部は、上方から見て、上記N型高濃度ソースとは間隔をもって上記N型低濃度ソース上に配置されているようにしてもよい。
In the semiconductor device of the present invention, the source may have the same structure as the drain.
That is, the N-type source is formed on the surface of the semiconductor substrate shallower than the P-type low-concentration well and the P-type well, one end is disposed in the P-type low-concentration well in the channel length direction, and the other end is An N-type low concentration source having a relatively low concentration of N-type impurity disposed in the P-type well, and an N-type impurity concentration higher than that of the N-type low concentration source and shallower than the N-type low concentration source. An N-type high-concentration source formed on the surface of the semiconductor substrate and disposed in the N-type low-concentration source on the P-type low-concentration well and spaced from an end of the N-type low-concentration source; The end of the gate electrode on the source side may be disposed on the N-type low concentration source with an interval from the N-type high concentration source as viewed from above.
本発明の半導体装置において、P型とN型を反対導電型にしてもよい。すなわち、上記高耐圧MOSトランジスタはP型とN型を反対導電型にしたPチャネルMOSトランジスタであってもよい。また、PチャネルMOSトランジスタとNチャネルMOSトランジスタを同一半導体基板上に混載していてもよい。 In the semiconductor device of the present invention, the P type and the N type may be opposite conductivity types. That is, the high voltage MOS transistor may be a P-channel MOS transistor in which the P-type and N-type are opposite conductivity types. Further, the P channel MOS transistor and the N channel MOS transistor may be mixedly mounted on the same semiconductor substrate.
本発明の半導体装置では、P型低濃度ウェルと、P型低濃度ウェルに隣接し、かつP型低濃度ウェルの周囲を取り囲んでP型低濃度ウェルよりも濃いP型不純物濃度のP型ウェルにまたがって高耐圧MOSトランジスタを形成した。
高耐圧MOSトランジスタにおいて、ドレインに高い接合耐圧を持たせるために、N型高濃度ドレインをN型低濃度ドレイン覆う構造にした。さらに、N型高濃度ドレインをP型低濃度ウェルの上に配置することにより、ドレインの耐圧を向上させることができる。
In the semiconductor device of the present invention, a P-type low concentration well and a P-type well adjacent to the P-type low concentration well and surrounding the periphery of the P-type low concentration well and having a higher P-type impurity concentration than the P-type low concentration well. A high voltage MOS transistor was formed across the gate.
In the high voltage MOS transistor, the N type high concentration drain is covered with the N type low concentration drain in order to give the drain a high junction breakdown voltage. Furthermore, the breakdown voltage of the drain can be improved by disposing the N-type high-concentration drain on the P-type low-concentration well.
また、チャネルからN型高濃度ドレインまでの一般にドリフトと呼ばれる領域においても、耐圧確保のために一定距離を配置しているが、逆に寄生の高抵抗部分となるため、できるだけ抵抗値を下げたい。その問題に対して、本発明の半導体装置ではP型低濃度ウェル上にドリフト領域を配置しているので、N型低濃度ドレイン形成時にP型不純物濃度の薄いP型低濃度ウェルに対して打ち返すため、ドリフト部分は、高濃度なP型ウェルに形成する場合に比べれば、低抵抗化することができ、オン抵抗を低くすることができる。 Also, in a region generally called drift from the channel to the N-type high-concentration drain, a certain distance is arranged to ensure a withstand voltage, but on the contrary, it becomes a parasitic high-resistance part, so that the resistance value should be lowered as much as possible. . To solve this problem, since the drift region is arranged on the P-type low concentration well in the semiconductor device according to the present invention, the N-type low concentration drain is formed and returned to the P-type low concentration well having a low P-type impurity concentration. Therefore, the drift portion can be reduced in resistance and the on-resistance can be reduced as compared with the case where the drift portion is formed in a high-concentration P-type well.
さらに、チャネルをP型低濃度ウェルにより形成し、ゲート電極下にN型低濃度ドレインの端部を配置することにより、ゲート電極直下のドレイン近傍の濃度勾配を低くすることができる。これにより、HCI耐性の向上を図ることができる。
さらに、MOSトランジスタの周囲はP型ウェルによって囲まれているので、複数の高耐圧MOSトランジスタを並べて配置する場合に、MOSトランジスタを濃度が均一な1つのP型低濃度ウェルのみに形成する場合に比べて隣り合うMOSトランジスタ間でウェル間のスペースを小さくすることができ、デザインルールの縮小を図ることができる。
Furthermore, the concentration gradient in the vicinity of the drain immediately below the gate electrode can be lowered by forming the channel with a P-type low concentration well and disposing the end of the N-type low concentration drain under the gate electrode. Thereby, improvement of HCI tolerance can be aimed at.
Further, since the periphery of the MOS transistor is surrounded by a P-type well, when a plurality of high voltage MOS transistors are arranged side by side, the MOS transistor is formed only in one P-type low concentration well having a uniform concentration. In comparison, the space between wells can be reduced between adjacent MOS transistors, and the design rule can be reduced.
本発明の半導体装置において、N型ソースは、シングルソース構造又はLDD構造を備えているようにすれば、ソース抵抗を小さくすることができるので、オン抵抗を小さくすることができる。
また、ソースはドレインと同様の構造を備えているようにすれば、ソースに高耐圧を必要とする場合に対応できる。
In the semiconductor device of the present invention, if the N-type source has a single source structure or an LDD structure, the source resistance can be reduced, so that the on-resistance can be reduced.
Further, if the source has the same structure as the drain, it can cope with a case where the source requires a high breakdown voltage.
図1は一実施例を説明するための概略的な断面図である。図2はその実施例の概略的な平面図である。図1は図2のA−A位置の断面に対応している。 FIG. 1 is a schematic sectional view for explaining one embodiment. FIG. 2 is a schematic plan view of the embodiment. FIG. 1 corresponds to a cross section taken along line AA in FIG.
P型半導体基板1(Psub)の表面に、P型低濃度ウェル3(LPW)、P型ウェル5(PW)、N型低濃度ドレイン7(NLDD)、N型高濃度ドレイン9(N+)、N型高濃度ソース11(N+)、N型低濃度ソース13が形成されている。
On the surface of the P-type semiconductor substrate 1 (Psub), a P-type low-concentration well 3 (LPW), a P-type well 5 (PW), an N-type low-concentration drain 7 (NLDD), an N-type high-concentration drain 9 (N +), An N-type high concentration source 11 (N +) and an N-type
P型低濃度ウェル3は、Nチャネル高耐圧MOSトランジスタのチャネルを形成する。
P型ウェル5は、比較的低濃度のP型不純物濃度で形成されたP型低濃度ウェル3に隣接し、かつP型低濃度ウェルの周囲を取り囲んで形成されている。P型ウェル5はP型低濃度ウェル3よりも濃いP型不純物濃度をもつ。
The P-type low concentration well 3 forms a channel of an N-channel high voltage MOS transistor.
The P-
N型低濃度ドレイン7は比較的低濃度のN型不純物濃度で形成されている。N型低濃度ドレイン7はP型低濃度ウェル3及びP型ウェル5よりも浅く形成されている。Nチャネル高耐圧MOSトランジスタのチャネル長方向で、N型低濃度ドレイン7の一端はP型低濃度ウェル3内に配置されている。N型低濃度ドレイン7の他端はP型ウェル3内に配置されている。
The N-type
N型高濃度ドレイン9は、P型低濃度ウェル3上のN型低濃度ドレイン7内にN型低濃度ドレイン7の端部とは間隔をもって配置されている。N型高濃度ドレイン9は、N型低濃度ドレイン7よりも濃いN型不純物濃度でN型低濃度ドレイン7よりも浅く形成されている。
N型低濃度ドレイン7及びN型高濃度ドレイン9は、Nチャネル高耐圧MOSトランジスタの二重拡散構造のドレインを形成する。
The N-type high-
The N-type low-
N型高濃度ソース11は、チャネル長方向でN型低濃度ドレイン7が配置されているP型低濃度ウェル3端部とは反対側の端部上に、P型低濃度ウェル3及びP型ウェル5よりも浅く形成されている。チャネル長方向で、N型高濃度ソース11の一端はN型低濃度ドレイン7とは間隔をもってP型低濃度ウェル3内に配置されている。N型高濃度ソース11の他端はP型ウェル3内に配置されている。
The N-type high-
N型低濃度ソース13は、N型低濃度ドレイン7とN型高濃度ソース11の間のP型低濃度ウェル3表面に形成されている。N型低濃度ソース13はN型低濃度ドレイン7よりも浅く形成されている。チャネル長方向で、N型低濃度ソース13の一端はN型低濃度ドレイン7とは間隔をもって配置され、他端はN型高濃度ソース11に隣接している。
N型高濃度ソース11及びN型低濃度ソース13は、Nチャネル高耐圧MOSトランジスタのLDD構造のソースを構成する。
The N type
The N-type high-
半導体基板1の表面には、LOCOS(local oxidation of silicon)酸化膜15も形成されている。
チャネル長方向で、LOCOS酸化膜15の開口は、一端がN型高濃度ソース11の端部に位置し、他端がN型低濃度ドレイン7の上に配置されている。N型高濃度ドレイン9はLOCOS酸化膜15とは間隔をもって配置されている。
A LOCOS (local oxidation of silicon)
In the channel length direction, one end of the opening of the
MOSトランジスタのチャネル幅方向で、LOCOS酸化膜15の開口は、P型低濃度ウェル3及びN型低濃度ドレイン7のレイアウトの内側に配置されている。
チャネル幅方向で、N型低濃度ドレイン7の端部はP型低濃度ウェル3の端部よりも外側に配置されている。ただし、チャネル幅方向でのN型低濃度ドレイン7の端部は、P型低濃度ウェル3の端部と同じ位置に配置されていてもよいし、P型低濃度ウェル3の端部よりも内側に配置されていてもよい。
In the channel width direction of the MOS transistor, the opening of the
In the channel width direction, the end portion of the N-type
LOCOS酸化膜15の開口の内側で、半導体基板1上にゲート酸化膜(ゲート絶縁膜)17を介してゲート電極19が形成されている。ゲート電極19は、N型高濃度ドレイン9とN型高濃度ソース11の間のP型低濃度ウェル3上及びN型低濃度ドレイン7上に配置されている。上方から見て、チャネル長方向で、ゲート電極19のドレイン側の端部はN型高濃度ドレイン9とは間隔をもって配置されている。N型低濃度ソース13は、ゲート電極19のソース側の端部をマスクにして形成されたものである。ゲート電極19はチャネル幅方向でLOCOS酸化膜15上に延伸して形成されている。ゲート電極19の側面にサイドウォール21が形成されている。
A
LOCOS酸化膜15の開口の内側で、ゲート電極13下に位置するP型低濃度ウェル3の表面側がMOSトランジスタのチャネルとなる。
N型高濃度ドレイン7上及びN型高濃度ソース11上にコンタクトプラグ23がそれぞれ形成されている。
Inside the opening of the
Contact plugs 23 are respectively formed on the N-type
この実施例では、Nチャネル高耐圧MOSトランジスタにおいて、チャネル並びにソース及びドレインのチャネル近傍に比較的低濃度のP型低濃度ウェル3を配置したので、MOSトランジスタの高耐圧化、オン抵抗の低減、HCI耐性の向上、及びデザインルールの縮小を実現できる。 In this embodiment, in the N-channel high breakdown voltage MOS transistor, the P-type low concentration well 3 having a relatively low concentration is disposed in the vicinity of the channel and the source and drain channels. Improvement of HCI tolerance and reduction of design rules can be realized.
詳細には、N型高濃度ドレイン9をN型低濃度ドレイン7で覆ったドレイン構造を備えているので、ドレインに高い接合耐圧を持たせることができる。
さらに、N型高濃度ドレイン9をP型低濃度ウェル3の上に配置することにより、ドレインの耐圧を向上させることができる。N型高濃度ドレイン9のボトム耐圧に関して、N型高濃度ドレイン9がN型低濃度ドレイン7を介してP型ウェル3の上に配置されている場合には25Vしかないが、N型高濃度ドレイン9をP型低濃度ウェル3の上に配置することによって36V付近まで耐圧向上させることができた。ここで、N型高濃度ドレイン9をP型低濃度ウェル3の上に配置するには、チャネル長方向での、ドレイン下のP型低濃度ウェル3とP型ウェル5の境界が、ゲート電極19とは反対側のN型高濃度ドレイン9端部とN型低濃度ドレイン7の端部の間に配置されていればよい。
Specifically, since the drain structure in which the N-type high-
Furthermore, the breakdown voltage of the drain can be improved by disposing the N-type
さらに、この実施例ではP型低濃度ウェル3上に、チャネル−N型高濃度ドレイン9間のN型低濃度ドレイン7部分(ドリフト領域)を配置している。N型低濃度ドレイン7は、P型不純物濃度の薄いP型低濃度ウェル3に対して打ち返して形成するので、ドリフト領域を高濃度なP型ウェル3を打ち返して形成する場合に比べて低抵抗化することができ、オン抵抗を低くすることができる。
Further, in this embodiment, the N-type
図3と図4は、この実施例のMOSトランジスタ(実施例)と、P型ウェルのみに形成したMOSトランジスタ(比較例)について、ドレイン電圧−ドレイン電流でドライブ能力を比較した結果を表す図である。図3は実施例の測定結果、図4は比較例の測定結果を示す。縦軸はドレイン電流(単位はA(アンペア))、横軸はドレイン電圧(単位はV(ボルト))を示す。
図3及び図4から見ても、明らかに、P型低濃度ウェル3を配置したほうが有利であることが分かる。
FIG. 3 and FIG. 4 are diagrams showing the results of comparing the drive capability with drain voltage-drain current for the MOS transistor of this example (Example) and the MOS transistor formed only in the P-type well (Comparative Example). is there. FIG. 3 shows the measurement results of the example, and FIG. 4 shows the measurement results of the comparative example. The vertical axis represents drain current (unit: A (ampere)), and the horizontal axis represents drain voltage (unit: V (volt)).
3 and 4 clearly show that it is more advantageous to arrange the P-type
さらに、この実施例では、チャネルをP型低濃度ウェル3により形成し、ゲート電極19下にN型低濃度ドレイン7の端部を配置することにより、ゲート電極19直下のドレイン近傍の濃度勾配を低くすることができる。これにより、HCI耐性の向上を図ることができる。
Further, in this embodiment, the channel is formed by the P-type
さらに、MOSトランジスタの周囲はP型ウェル3によって囲まれているので、複数のNチャネル高耐圧MOSトランジスタを並べて配置する場合に、MOSトランジスタを濃度が均一な1つのP型低濃度ウェルのみに形成する場合に比べて隣り合うMOSトランジスタ間でウェル間のスペースを小さくすることができ、デザインルールの縮小を図ることができる。
Further, since the periphery of the MOS transistor is surrounded by the P-
さらに、ソースは、N型高濃度ソース11及びN型低濃度ソース13からなるLDD構造を備えているので、ソース抵抗を小さくすることができるので、オン抵抗を小さくすることができる。
Furthermore, since the source has an LDD structure including the N-type high-
図5〜図11は、図1及び図2に示したMOSトランジスタの製造工程の一例を説明するための工程断面図である。図5〜図11では、Nチャネル高耐圧MOSトランジスタ(HVNch)のほか、同一半導体基板に形成するPチャネル高耐圧MOSトランジスタ(HVPch)、通常のNチャネルMOSトランジスタ(LVNch)、通常のPチャネルMOSトランジスタ(LVPch)、及び高抵抗ポリシリコン抵抗素子(HRPoly)の製造工程も示す。LVNch及びLVPchはソース及びドレインにLDD構造をもつ。以下に説明する工程は、図5〜図11中のかっこ数字に対応している。 5 to 11 are process cross-sectional views for explaining an example of a manufacturing process of the MOS transistor shown in FIGS. 5 to 11, in addition to the N-channel high voltage MOS transistor (HVNch), a P-channel high voltage MOS transistor (HVPch), a normal N-channel MOS transistor (LVNch), and a normal P-channel MOS formed on the same semiconductor substrate. The manufacturing process of the transistor (LVPch) and the high resistance polysilicon resistance element (HRPoly) is also shown. LVNch and LVPch have LDD structures at the source and drain. The steps described below correspond to the parenthesized numerals in FIGS.
(1)抵抗率が20オーム程度のP型半導体基板1の表面に膜厚が250Å(オングストローム)程度の酸化シリコン膜25を形成する。酸化シリコン膜25上に膜厚が1000Å程度の窒化シリコン膜27を形成する。
(1) A
(2)写真製版技術により、窒化シリコン膜27上にN型ウェルの形成位置を画定するためのフォトレジスト29を形成する。イオン注入技術により、フォトレジスト29をマスクにして窒化シリコン膜27をパターニングする。フォトレジスト29をマスクにして、リンイオンを注入エネルギーが160keV、ドーズ量が7.7×1012程度の条件で半導体基板1に注入する。
(2) A
(3)フォトレジスト29を除去する。1000℃、80分程度の条件で熱処理を施して、HVPch形成位置にN型ウェル31を形成し、LVPch形成位置にN型ウェル33を形成する。N型ウェル31表面及びN型ウェル33表面で酸化シリコン膜25が厚膜化されて膜厚が3000Å程度の酸化シリコン膜35が形成される。
(3) The
(4)写真製版技術により、酸化シリコン膜25上にP型ウェルの形成位置を画定するためのフォトレジスト37を形成する。イオン注入技術により、酸化シリコン膜35及びフォトレジスト37をマスクにして、ボロンイオンを注入エネルギーが30keV、ドーズ量が8.4×1012程度の条件で半導体基板1に注入する。
(4) A
(5)フォトレジスト37を除去する。イオン注入技術により、酸化シリコン膜35をマスクにして、ボロンイオンを注入エネルギーが30keV、ドーズ量が3.6×1012程度の条件で半導体基板1に注入する。
(5) The
(6)1150℃程度、65分程度の条件で熱処理を施して、HVNch形成位置にP型低濃度ウェル3及びP型ウェル5を形成し、LVNch形成位置にP型ウェル39を形成する。半導体基板1表面の酸化シリコン膜25,35を除去する。920℃程度の条件で熱処理を施して、半導体基板1表面に膜厚が300Å程度の酸化シリコン膜41を形成する。
(6) Heat treatment is performed at about 1150 ° C. for about 65 minutes to form the P-type
(7)写真製版技術により、酸化シリコン膜41上にHVNchのN型低濃度ドレインの形成位置を画定するためのフォトレジスト43を形成する。イオン注入技術により、フォトレジスト43をマスクにして、リンイオンを注入エネルギーが60keV、ドーズ量が1.2×1013程度の条件で半導体基板1に注入する。
(7) A
(8)フォトレジスト43を除去する。酸化シリコン膜41上に膜厚が1000Å程度の窒化シリコン膜45を形成する。
(8) The
(9)写真製版技術により、窒化シリコン膜45上にLOCOS酸化膜の形成位置を画定するためのフォトレジスト47を形成する。エッチング技術により、フォトレジスト37をマスクにして窒化シリコン膜45をパターニングする。
(9) A
(10)フォトレジスト47を除去する。写真製版技術により、酸化シリコン膜41上及び窒化シリコン膜45上に、P型ウェル5,39上に開口をもつフォトレジスト49を形成する。イオン注入技術により、窒化シリコン膜45及びフォトレジスト49をマスクにして、フィールドドープ用のボロンイオンを注入エネルギーが15keV、ドーズ量が3.0×1013程度の条件で半導体基板1に注入する。
(10) The
(11)フォトレジスト49を除去する。1000℃、150分程度の条件で熱処理を施して、窒化シリコン膜45で覆われていない位置の酸化シリコン膜41を厚膜化させて膜厚が4500Å程度のLOCOS酸化膜15を形成する。このとき、上記工程(7)でHVNch形成予定位置に注入したリンイオンが活性化されてN型低濃度ドレイン7が形成される。
(11) The
(12)窒化シリコン膜45と酸化シリコン膜41を除去する。920℃、9.5分程度の条件で熱処理を施して、膜厚が100Å程度のプリゲート酸化膜51を形成する。LOCOS酸化膜15上及びプリゲート酸化膜51上に、膜厚が200Å程度の窒化シリコン膜53を形成する。窒化シリコン膜53上に、膜厚が1250Å程度のHTO(High Temperature Oxide)膜55を形成する。
(12) The
(13)写真製版技術により、HTO膜55上に、HVPch形成予定位置に開口をもつフォトレジスト57を形成する。エッチング技術により、フォトレジスト57をマスクにしてHVPch形成予定位置のHTO膜55を除去する。イオン注入技術により、フォトレジスト57をマスクにして、HVPchのチャネルドープ用のボロンイオンを注入エネルギーが40keV、ドーズ量が2.5×1012程度の条件で半導体基板1に注入する。
(13) A
(14)フォトレジスト57を除去する。写真製版技術により、窒化シリコン膜53上及びHTO膜55上に、HVNch形成予定位置に開口をもつフォトレジスト59を形成する。エッチング技術により、フォトレジスト59をマスクにしてHVNch形成予定位置のHTO膜55を除去する。イオン注入技術により、フォトレジスト59をマスクにして、HVNchのチャネルドープ用のボロンイオンを注入エネルギーが40keV、ドーズ量が4.0×1011程度の条件で半導体基板1に注入する。
(14) The
(15)フォトレジスト59を除去する。エッチング技術により、HTO膜55をマスクにしてHVNch及びHVPchの形成予定位置の窒化シリコン膜53を除去する。残存しているHTO膜55、ならびにHVNch及びHVPchの形成予定位置のプリゲート酸化膜51を除去する。850℃、55分程度の条件で熱処理を施して、HVNch及びHVPchの形成予定位置に膜厚が440Å程度のゲート酸化膜17を形成する。残存している窒化シリコン膜53を除去する。
(15) The
(16)写真製版技術により、HVPchのP型低濃度ドレインの形成位置を画定するためのフォトレジスト61を形成する。イオン注入技術により、フォトレジスト61及びLOCOS酸化膜15をマスクにして、ボロンイオンを注入エネルギーが35keV、ドーズ量が1.0×1013程度の条件で半導体基板1に注入する。
(16)
(17)フォトレジスト61を除去する。写真製版技術により、LVPch形成予定位置に開口をもつフォトレジスト63を形成する。イオン注入技術により、フォトレジスト63及びLOCOS酸化膜15をマスクにして、LVPchのチャネルドープ用のボロンイオンを注入エネルギーが15keV、ドーズ量が5.4×1012程度の条件で半導体基板1に注入する。
(17) The
(18)フォトレジスト63を除去する。写真製版技術により、LVNch形成予定位置に開口をもつフォトレジスト65を形成する。イオン注入技術により、フォトレジスト65及びLOCOS酸化膜15をマスクにして、LVNchのチャネルドープ用のボロンイオンを注入エネルギーが15keV、ドーズ量が3.1×1012程度の条件で半導体基板1に注入する。
(18) The
(19)フォトレジスト65を除去する。写真製版技術により、HVNch及びHVPchの形成予定位置を覆うフォトレジスト67を形成する。フォトレジスト67をマスクにして、LVNch及びLVPchの形成予定位置のプリゲート酸化膜51を除去する。
(19) The
(20)フォトレジスト67を除去する。850℃、13.5分程度の条件で熱処理を施して、LVNch及びLVPchの形成予定位置に膜厚が135Å程度のゲート酸化膜69を形成する。このとき、ゲート酸化膜17は厚膜化される。また、上記工程(16)でHVPch形成予定位置に注入したボロンイオンが活性化されてP型低濃度ドレイン71が形成される。
(20) The
(21)LOCOS酸化膜15上及びゲート酸化膜17,69上に膜厚が3400Å程度のポリシリコン膜73を形成する。
(21) A
(22)イオン注入技術により、ボロンイオンを注入エネルギーが15keV、ドーズ量が2.6×1014程度の条件でポリシリコン膜73に注入する。
(22) Boron ions are implanted into the
(23)ポリシリコン膜73上に膜厚が1500Å程度のHTO膜75を形成する。
(23) An
(24)写真製版技術により、HTO膜75上に、高抵抗ポリシリコン抵抗素子(HRPoly)の形成予定位置を覆うフォトレジスト77を形成する。エッチング技術により、フォトレジスト77をマスクにしてHTO膜75をパターニングする。
(24) A
(25)フォトレジスト77を除去する。ポリシリコン膜73上及びHTO膜75上にリンガラスを形成し、リンガラスからポリシリコン膜73にリンイオンを拡散させて低抵抗のポリシリコン膜79を形成する。HRPolyの形成予定位置に配置されたHTO膜75下には高抵抗のポリシリコン膜73が残存している。リンガラス及びHTO膜75を除去する。
(25) The
(26)写真製版技術により、ポリシリコン膜73,79上にゲート電極及びHRPolyをパターニングするためのフォトレジスト81を形成する。エッチング技術により、フォトレジスト81をマスクにしてポリシリコン膜73,79をパターニングする。これにより、HVNch、HVPch、LVNch及びHVPchの形成予定位置に低抵抗のポリシリコン膜79からゲート電極19が形成され、HRPolyの形成予定位置に高抵抗のポリシリコン膜73から抵抗素子83が形成される。
(26) A
(27)フォトレジスト81を除去する。写真製版技術により、HVPch及びLVPchの形成予定位置に開口をもつフォトレジスト85を形成する。HVPchの形成予定位置で、フォトレジスト85は、P型低濃度ドレイン71の周縁部、ならびにそれに隣接するゲート電極19端部及びLOCOS酸化膜15端部を覆っている。イオン注入技術により、フォトレジスト85、ゲート電極19及びLOCOS酸化膜15をマスクにして、LDD構造の低濃度ドレイン用のボロンイオンを注入エネルギーが15keV、ドーズ量が2.0×1013程度の条件で半導体基板1に注入する。
(27) The
(28)フォトレジスト85を除去する。写真製版技術により、HVNch及びLVNchの形成予定位置に開口をもつフォトレジスト87を形成する。HVNchの形成予定位置で、フォトレジスト87は、N型低濃度ドレイン7の周縁部、ならびにそれに隣接するゲート電極19端部及びLOCOS酸化膜15端部を覆っている。イオン注入技術により、フォトレジスト87、ゲート電極19及びLOCOS酸化膜15をマスクにして、LDD構造の低濃度ドレイン用のリンイオンを注入エネルギーが30keV、ドーズ量が3.0×1013程度の条件で半導体基板1に注入する。
(28) The
(29)フォトレジスト87を除去する。半導体基板1上に膜厚が1500Å程度のHTO膜を形成する。そのHTO膜はLOCOS酸化膜15、ゲート電極19及び抵抗素子83を覆っている。HTO膜の形成時に上記工程(27),(28)で注入したイオンが活性化される。HVNchのソース形成予定位置にN型低濃度ソース13が形成され、ドレイン形成予定位置にN型低濃度拡散層89が形成される。HVPchのソース形成予定位置にP型低濃度ソース91が形成され、ドレイン形成予定位置にP型低濃度拡散層93が形成される。LVNchのソース及びドレインの形成予定位置にN型低濃度ソース及びドレイン95が形成される。LVPchのソース及びドレインの形成予定位置にP型低濃度ソース及びドレイン97が形成される。
HTO膜に対してエッチバック処理を施して、ゲート電極19の側面にサイドウォール21を形成し、抵抗素子83の側面にサイドウォール(図示は省略)を形成する。
(29) The
The HTO film is etched back to form sidewalls 21 on the side surfaces of the
(30)写真製版技術により、HVNch及びLVNchの形成予定位置に開口をもつフォトレジスト99を形成する。フォトレジスト99は上記工程(28)で形成したフォトレジスト87と同じパターンをもつ。イオン注入技術により、フォトレジスト99、LOCOS酸化膜15、ゲート電極19及びサイドウォール21をマスクにして、高濃度ドレイン及び高濃度ソース用のヒ素イオンを注入エネルギーが50keV、ドーズ量が6.0×1015程度の条件で半導体基板1に注入する。
(30) A
(31)フォトレジスト99を除去する。900度、85分程度の熱処理を施して、上記工程(30)で注入したヒ素イオンを活性化させる。HVNchのソース形成予定位置にN型高濃度ソース11が形成され、ドレイン形成予定位置にN型高濃度ドレイン9が形成される。LVNchのソース及びドレインの形成予定位置にN型高濃度ソース及びドレイン101が形成される。
(31) The
(32)写真製版技術により、HVPch及びLVPchの形成予定位置に開口をもつフォトレジスト103を形成する。フォトレジスト103は上記工程(27)で形成したフォトレジスト85と同じパターンをもつ。イオン注入技術により、フォトレジスト103、LOCOS酸化膜15、ゲート電極19及びサイドウォール21をマスクにして、高濃度ドレイン及び高濃度ソース用のBF2イオンを注入エネルギーが50keV、ドーズ量が3.0×1015程度の条件で半導体基板1に注入する。
(32) A
(33)フォトレジスト103を除去する。膜厚が8000Å程度のBPSG(Boro-Phospho Silicate Glass)膜105を形成する。850度、30分程度の熱処理を施す。BPSG膜105上にSOG(Spin On Glass)膜を形成してBPSG膜105表面の段差を埋める。SOG膜の図示は省略する。800度、30分程度の熱処理を施す。これらの熱処理により、上記工程(32)で注入したBF2イオンが活性化される。HVPchのソース形成予定位置にP型高濃度ソース107が形成され、ドレイン形成予定位置にP型高濃度ドレイン109が形成される。LVPchのソース及びドレインの形成予定位置にP型高濃度ソース及びドレイン111が形成される。
(33) The
(34)写真製版技術により、BPSG膜105上にコンタクトホール形成予定位置に開口をもつフォトレジスト113を形成する。エッチング技術により、フォトレジスト113をマスクにして、BPSG膜105をエッチングしてコンタクトホール115を形成する。
(34) A
(35)フォトレジスト113を除去する。コンタクトホール115に金属材料を埋め込んでコンタクトプラグ23を形成する。
その後、金属配線の形成、層間絶縁膜の形成、最終保護膜の形成等を行なう。
(35) The
Thereafter, formation of metal wiring, formation of an interlayer insulating film, formation of a final protective film, and the like are performed.
図12は他の実施例を説明するための概略的な断面図である。図13はその実施例の概略的な平面図である。図12は図13のB−B位置の断面に対応している。図1及び図2と同じ部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。 FIG. 12 is a schematic cross-sectional view for explaining another embodiment. FIG. 13 is a schematic plan view of the embodiment. FIG. 12 corresponds to the cross section at the position BB in FIG. The same parts as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
この実施例は、ソースがドレインと同じ構造を備え、図1及び図2に示したMOSトランジスタと比較して、N型高濃度ソース11及びN型低濃度ソース13を備えておらず、N型低濃度ソース117及びN型高濃度ソース119を備えている。
In this embodiment, the source has the same structure as the drain, and the N-type high-
N型低濃度ソース117は、比較的低濃度のN型不純物濃度、例えばN型低濃度ドレイン7と同じN型不純物濃度で形成されている。N型低濃度ソース117はP型低濃度ウェル3及びP型ウェル5よりも浅く形成されている。チャネル長方向で、N型低濃度ソース117の一端はP型低濃度ウェル3内にN型低濃度ドレイン7とは間隔をもって配置されている。N型低濃度ソース117の他端はP型ウェル3内に配置されている。
The N-type
N型高濃度ソース119は、P型低濃度ウェル3上のN型低濃度ソース117内にN型低濃度ソース117の端部とは間隔をもって配置されている。N型高濃度ソース119は、N型低濃度ソース117よりも濃いN型不純物濃度、例えばN型高濃度ドレイン9と同じ濃度でN型低濃度ソース117よりも浅く形成されている。
N型低濃度ソース117及びN型高濃度ソース119は、Nチャネル高耐圧MOSトランジスタの二重拡散構造のソースを形成する。
The N-type high-
The N-type low-
ゲート電極19のソース側の端部は、上方から見て、N型高濃度ソース119とは間隔をもってN型低濃度ソース117上に配置されている。
この実施例は、図5〜図11を参照して説明した製造工程において、写真製版マスクを変更することにより、同様にして形成することができる。
この実施例では、ソースはドレインと同じ構造を備えているので、ソースに高耐圧を必要とする場合に対応できる。
The end of the
This embodiment can be formed in the same manner by changing the photolithography mask in the manufacturing process described with reference to FIGS.
In this embodiment, since the source has the same structure as the drain, it can cope with a case where a high breakdown voltage is required for the source.
この実施例では、図13に示すように、チャネル幅方向で、N型低濃度ドレイン7の端部はP型低濃度ウェル3の端部よりも内側に配置されている。ただし、チャネル幅方向でのN型低濃度ドレイン7の端部は、P型低濃度ウェル3の端部と同じ位置に配置されていてもよいし、P型低濃度ウェル3の端部よりも外側に配置されていてもよい。
In this embodiment, as shown in FIG. 13, the end of the N-type
同様に、この実施例では、チャネル幅方向で、N型低濃度ソース117の端部はP型低濃度ウェル3の端部よりも内側に配置されているが、チャネル幅方向でのN型低濃度ソース117の端部は、P型低濃度ウェル3の端部と同じ位置に配置されていてもよいし、P型低濃度ウェル3の端部よりも外側に配置されていてもよい。
Similarly, in this embodiment, the end of the N-type low-
また、この実施例では、ゲート電極19の側面にサイドウォール21が形成されているが、サイドウォール21は形成されていなくてもよい。
In this embodiment, the
図14はさらに他の実施例を説明するための概略的な断面図である。図15はその実施例の概略的な平面図である。図14は図15のC−C位置の断面に対応している。図1及び図2と同じ部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。 FIG. 14 is a schematic sectional view for explaining still another embodiment. FIG. 15 is a schematic plan view of the embodiment. FIG. 14 corresponds to a cross section taken along the line CC in FIG. The same parts as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
この実施例は、ソースとしてシングルソース構造を備え、図1及び図2に示したMOSトランジスタと比較して、N型低濃度ソース13及びサイドウォール21を備えていない。
N型高濃度ソース11のゲート電極側の端部は、上方から見てゲート電極19のソース側の端部の位置に重複して配置されている。
This embodiment has a single source structure as a source, and does not include the N-type
The end of the N-type high-
N型低濃度ソース117は、比較的低濃度のN型不純物濃度、例えばN型低濃度ドレイン7と同じN型不純物濃度で形成されている。N型低濃度ソース117はP型低濃度ウェル3及びP型ウェル5よりも浅く形成されている。チャネル長方向で、N型低濃度ソース117の一端はP型低濃度ウェル3内にN型低濃度ドレイン7とは間隔をもって配置されている。N型低濃度ソース117の他端はP型ウェル3内に配置されている。
The N-type
この実施例は、図5〜図11を参照して説明した製造工程において、N型低濃度ソース13を形成するための工程、及びサイドウォール21を形成するための工程を行なわないことによって形成することができる。N型低濃度ソース117はゲート電極19及びLOCOS酸化膜15をマスクにしてP型不純物イオンが注入されて形成される。
この実施例では、ソースはシングルソース構造を備えているので、ソース抵抗を小さくすることができるので、オン抵抗を小さくすることができる
This embodiment is formed by not performing the process for forming the N-type
In this embodiment, since the source has a single source structure, the source resistance can be reduced, so that the on-resistance can be reduced.
この実施例では、図15に示すように、チャネル幅方向で、N型低濃度ドレイン7の端部はP型低濃度ウェル3の端部よりも外側に配置されている。ただし、チャネル幅方向でのN型低濃度ドレイン7の端部は、P型低濃度ウェル3の端部と同じ位置に配置されていてもよいし、P型低濃度ウェル3の端部よりも内側に配置されていてもよい。
In this embodiment, as shown in FIG. 15, the end of the N-type
同様に、この実施例では、チャネル幅方向で、N型低濃度ソース117の端部はP型低濃度ウェル3の端部よりも内側に配置されているが、チャネル幅方向でのN型低濃度ソース117の端部は、P型低濃度ウェル3の端部と同じ位置に配置されていてもよいし、P型低濃度ウェル3の端部よりも外側に配置されていてもよい。
Similarly, in this embodiment, the end of the N-type low-
図1及び2に示した実施例、図12及び図13に示した実施例、ならびに図14及び図15に示した実施例では、本発明をNチャネル高耐圧MOSトランジスタに適用しているが、それらのMOSトランジスタの導電型を反対導電型にすれば、実施例のNチャネル高耐圧MOSトランジスタと同じ作用及び効果をもつPチャネル高耐圧MOSトランジスタを形成できる。 In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the embodiment shown in FIGS. 12 and 13, and the embodiment shown in FIGS. 14 and 15, the present invention is applied to an N-channel high voltage MOS transistor. If the conductivity type of these MOS transistors is changed to the opposite conductivity type, a P-channel high voltage MOS transistor having the same operation and effect as the N-channel high voltage MOS transistor of the embodiment can be formed.
以上、本発明の実施例を説明したが、数値、材料、寸法、配置等は一例であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。
例えば、上記実施例では、P型半導体基板1に高耐圧MOSトランジスタを形成しているが、本発明では、N型半導体基板や、基板上に形成したP型又はN型のエピタキシャル成長層に高耐圧MOSトランジスタを形成することもできる。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the numerical values, materials, dimensions, arrangements, and the like are examples, and the present invention is not limited to these, and is within the scope of the present invention described in the claims. Various changes can be made.
For example, in the above embodiment, a high breakdown voltage MOS transistor is formed on the P-
また、LOCOS酸化膜15は形成されていなくてもよい。また、LOCOS酸化膜15に替えて、埋込み酸化膜やLOCOS法以外の方法で形成した厚い酸化膜によって素子分離されていてもよい。
Further, the
本発明は、高耐圧MOSトランジスタを備えた半導体装置に適用できる。 The present invention can be applied to a semiconductor device provided with a high voltage MOS transistor.
1 P型半導体基板
3 P型低濃度ウェル
5 P型ウェル
7 N型低濃度ドレイン
9 N型高濃度ドレイン
11 N型高濃度ソース
13 N型低濃度ソース
17 ゲート酸化膜
19 ゲート電極
117 N型低濃度ソース
119 N型高濃度ソース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 P type semiconductor substrate 3 P type low concentration well 5 P type well 7 N type low concentration drain 9 N type high concentration drain 11 N type high concentration source 13 N type
Claims (5)
前記P型低濃度ウェルに隣接し、かつ前記P型低濃度ウェルの周囲を取り囲んで前記P型低濃度ウェルよりも濃いP型不純物濃度で前記半導体基板表面に形成されたP型ウェルと、を備え、
前記P型低濃度ウェル及び前記P型ウェルにまたがって高耐圧MOSトランジスタが形成されており、
前記高耐圧MOSトランジスタは、
前記P型低濃度ウェル及び前記P型ウェルよりも浅く前記半導体基板表面に形成され、チャネル長方向で一端が前記P型低濃度ウェル内に配置され、他端が前記P型ウェル内に配置された比較的低濃度のN型不純物濃度をもつN型低濃度ドレインと、
前記N型低濃度ドレインよりも濃いN型不純物濃度で前記N型低濃度ドレインよりも浅く前記半導体基板表面に形成され、前記P型低濃度ウェル上の前記N型低濃度ドレイン内に前記N型低濃度ドレインの端部とは間隔をもって配置されたN型高濃度ドレインと、
前記P型低濃度ウェル及び前記P型ウェルよりも浅く前記半導体基板表面に形成され、前記チャネル長方向で前記N型低濃度ドレインが配置されている前記P型低濃度ウェル端部とは反対側の端部上に、一端が前記N型低濃度ドレインとは間隔をもって前記P型低濃度ウェル内に配置され、他端が前記P型ウェル内に配置されたN型ソースと、
前記N型高濃度ドレインと前記N型ソースの間の前記半導体基板上に前記ゲート絶縁膜を介して形成され、上方から見て前記チャネル長方向でドレイン側の端部が前記N型高濃度ドレインとは間隔をもって前記N型低濃度ドレイン上に配置されたゲート電極と、を備えている半導体装置。 A P-type low-concentration well formed on the surface of the semiconductor substrate with a relatively low P-type impurity concentration;
A P-type well adjacent to the P-type low-concentration well and surrounding the periphery of the P-type low-concentration well and having a P-type impurity concentration higher than that of the P-type low-concentration well; Prepared,
A high voltage MOS transistor is formed across the P-type low concentration well and the P-type well,
The high voltage MOS transistor is
The P-type low-concentration well and the semiconductor substrate surface shallower than the P-type well, one end is disposed in the P-type low-concentration well in the channel length direction, and the other end is disposed in the P-type well. An N-type low-concentration drain having a relatively low N-type impurity concentration;
N-type impurity concentration higher than that of the N-type low-concentration drain and shallower than the N-type low-concentration drain is formed on the surface of the semiconductor substrate, and the N-type is disposed in the N-type low-concentration drain on the P-type low-concentration well. An N-type high-concentration drain spaced from the end of the low-concentration drain; and
The P-type low-concentration well and the side opposite to the P-type low-concentration well end formed on the surface of the semiconductor substrate shallower than the P-type well and in which the N-type low-concentration drain is arranged in the channel length direction An N-type source having one end disposed in the P-type low-concentration well and spaced apart from the N-type low-concentration drain, and the other end disposed in the P-type well;
Formed on the semiconductor substrate between the N-type high-concentration drain and the N-type source via the gate insulating film, and the end on the drain side in the channel length direction as viewed from above is the N-type high-concentration drain And a gate electrode disposed on the N-type low-concentration drain at an interval.
前記P型低濃度ウェル及び前記P型ウェルよりも浅く前記半導体基板表面に形成され、チャネル長方向で一端が前記P型低濃度ウェル内に配置され、他端が前記P型ウェル内に配置された比較的低濃度のN型不純物濃度をもつN型低濃度ソースと、
前記N型低濃度ソースよりも濃いN型不純物濃度で前記N型低濃度ソースよりも浅く前記半導体基板表面に形成され、前記P型低濃度ウェル上の前記N型低濃度ソース内に前記N型低濃度ソースの端部とは間隔をもって配置されたN型高濃度ソースと、を備え、
前記ゲート電極のソース側の端部は、上方から見て、前記N型高濃度ソースとは間隔をもって前記N型低濃度ソース上に配置されている請求項1に記載の半導体装置。 The N-type source is
The P-type low-concentration well and the semiconductor substrate surface shallower than the P-type well, one end is disposed in the P-type low-concentration well in the channel length direction, and the other end is disposed in the P-type well. An N-type low concentration source having a relatively low N-type impurity concentration;
The semiconductor substrate is formed on the surface of the semiconductor substrate with an N-type impurity concentration higher than that of the N-type low-concentration source and shallower than the N-type low-concentration source, and in the N-type low-concentration source on the P-type low-concentration well. An N-type high-concentration source arranged at an interval from the end of the low-concentration source,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein an end portion of the gate electrode on the source side is disposed on the N-type low concentration source with an interval from the N-type high concentration source as viewed from above.
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JPH0487660U (en) * | 1990-11-30 | 1992-07-30 | ||
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