JP2750924B2 - Complementary field effect element and method of manufacturing the same - Google Patents

Complementary field effect element and method of manufacturing the same

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JP2750924B2
JP2750924B2 JP1313872A JP31387289A JP2750924B2 JP 2750924 B2 JP2750924 B2 JP 2750924B2 JP 1313872 A JP1313872 A JP 1313872A JP 31387289 A JP31387289 A JP 31387289A JP 2750924 B2 JP2750924 B2 JP 2750924B2
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    • H01L27/0921Means for preventing a bipolar, e.g. thyristor, action between the different transistor regions, e.g. Latchup prevention

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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、相補型電界効果素子およびその製造方法
に関し、特に、第1導電型半導体基板の主表面上に互い
に隣接して形成された第1導電型の不純物層と第2導電
型の不純物層とを有する相補型電界効果素子およびその
製造方法に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a complementary field effect device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a field effect device formed adjacent to each other on a main surface of a first conductivity type semiconductor substrate. The present invention relates to a complementary field effect element having an impurity layer of one conductivity type and an impurity layer of a second conductivity type, and a method for manufacturing the same.

[従来の技術] 従来、CMOS回路において、寄生のバイポーラトランジ
スタが導通状態となりCMOS回路の電源端子間などに大電
流が流れるラッチアップが問題となっている。このラッ
チアップが起こると、回路動作が阻害されたりIC自体が
破壊される現象を招くという不都合が生じる。したがっ
て、ラッチアップを防止するために従来種々の方法が考
えられている。
[Prior Art] Conventionally, in a CMOS circuit, a parasitic bipolar transistor becomes conductive and latch-up in which a large current flows between power supply terminals of the CMOS circuit has been a problem. When this latch-up occurs, there arises a disadvantage that a circuit operation is hindered or the IC itself is destroyed. Therefore, various methods have conventionally been considered to prevent latch-up.

第6A図ないし第6M図は、従来のラッチアップ対策を施
したCMOS回路の製造プロセスを説明するための断面構造
図である。第6A図ないし第6M図を参照して、従来のラッ
チアップ対策を施したCMOS回路の製造プロセスについて
説明する。まず、第6A図に示すように、P型シリコン基
板1上に、SiO2からなる酸化膜21を形成する。酸化膜21
上にSi34からなる窒化膜22を形成する。窒化膜22上か
らボロンB+をイオン注入法によって高エネルギで注入
する。これにより、ラッチアップを防止するためのp+
埋込層15が形成される。次に、第6B図に示すように、窒
化膜22上にレジスト23をパターニングする。レジスト23
をマスクとして窒化膜22をエッチングする。次に、第6C
図に示すように、レジスト23を除去する。窒化膜22をマ
スクとして熱酸化を行なう。これによって、フィールド
酸化膜14の形成によるLOCOS(Local Oxidatio of Silic
on)分離を行なうとともにp+埋込層15の活性化を行な
う。その後、窒化膜22を除去する。次に、第6D図に示す
ように、レジスト25を形成する。レジスト25をマスクと
してリンP+をイオン注入法により高エネルギで注入す
る。これによりNウェル3が形成される。同時に低エネ
ルギでリンP+を注入することにより、VTH制御用注入
領域26が形成される。次に、第6E図に示すように、Pウ
ェル2を形成すべき領域以外の部分にレジストをパター
ニングする。レジスト27をマスクとしてボロンB+を高
エネルギで注入する。これによりPウェル2が形成され
る。Pウェル2の形成とPウェル2の形成と同時にボロ
ンB+を低エネルギで注入することによりVTH制御用注
入領域28が形成される。次に、第6F図に示すように、レ
ジスト27を除去する。これにより、CMOS回路のウェル領
域が形成されたことになる。次に、第6G図に示すよう
に、酸化膜21を除去する。第6H図に示すように、酸化膜
21を除去した領域にゲート酸化膜30を形成する。第6I図
に示すようにゲート酸化膜30上にゲート電極となるポリ
シリコン膜31を形成する。次に、第6I図に示すように、
最終的にゲート酸化膜10,12およびゲート電極11,13が形
成される領域以外に形成されたゲート酸化膜30およびポ
リシリコン膜31を写真製版技術を用いてエッチングす
る。第6K図に示すように、Pウェル2のソース、ドレイ
ンとなるn+拡散層4,5とNウェル3のウェル電位を固定
するためのn+拡散層9とが形成される領域以外にレジ
スト32を形成する。レジスト32をマスクとして、As+
注入する。これにより、Pウェル2のn+拡散層4,5およ
びNウェル3のn+拡散層9が形成される。次に、第6L
図に示すように、レジスト32を除去する。Nウェル3の
ソース,ドレインとなるp+拡散層7,8とPウェル2のウ
ェル電位を固定するためのp+拡散層6とが形成される
領域以外の領域にレジスト33を形成する。レジスト33を
マスクとしてボロンB+をイオン注入する。これによ
り、Nウェル3のp+拡散層7,8およびPウェル2のp+
拡散層6が形成される。最後に、第6M図に示すように、
レジスト33を除去してソース/ドレインドライブを行な
い不純物を活性化する。これと同時に、Nウェル3およ
びPウェル2も活性化する。このようにして、従来のラ
ッチアップ対策を施したCMOS回路が形成される。
FIGS. 6A to 6M are cross-sectional structural views for illustrating a manufacturing process of a conventional CMOS circuit in which measures against latch-up are taken. With reference to FIGS. 6A to 6M, a description will be given of a conventional process of manufacturing a CMOS circuit in which measures against latch-up are taken. First, as shown in FIG. 6A, an oxide film 21 made of SiO 2 is formed on a P-type silicon substrate 1. Oxide film 21
A nitride film 22 made of Si 3 N 4 is formed thereon. Boron B + is implanted from above the nitride film 22 at a high energy by an ion implantation method. Thereby, p + for preventing latch-up
A buried layer 15 is formed. Next, as shown in FIG. 6B, a resist 23 is patterned on the nitride film 22. Resist 23
Is used as a mask to etch nitride film 22. Next, 6C
As shown in the figure, the resist 23 is removed. Thermal oxidation is performed using nitride film 22 as a mask. As a result, LOCOS (Local Oxidatio of Silic
on) Isolation and activation of p + buried layer 15 are performed. After that, the nitride film 22 is removed. Next, as shown in FIG. 6D, a resist 25 is formed. Using the resist 25 as a mask, phosphorus P + is implanted at a high energy by an ion implantation method. Thereby, N well 3 is formed. At the same time, by implanting phosphorus P + with low energy, a V TH control implantation region 26 is formed. Next, as shown in FIG. 6E, a resist is patterned in a portion other than the region where the P well 2 is to be formed. Using resist 27 as a mask, boron B + is implanted at high energy. As a result, a P well 2 is formed. By implanting boron B + at a low energy at the same time as the formation of the P well 2 and the formation of the P well 2, the VTH control implantation region 28 is formed. Next, as shown in FIG. 6F, the resist 27 is removed. Thereby, the well region of the CMOS circuit is formed. Next, as shown in FIG. 6G, the oxide film 21 is removed. As shown in FIG. 6H, the oxide film
A gate oxide film 30 is formed in a region where 21 has been removed. As shown in FIG. 6I, a polysilicon film 31 serving as a gate electrode is formed on the gate oxide film 30. Next, as shown in FIG.
Finally, the gate oxide film 30 and the polysilicon film 31 formed in regions other than the regions where the gate oxide films 10 and 12 and the gate electrodes 11 and 13 are formed are etched using photolithography. As shown in FIG. 6K, the resist is formed in a region other than the region where the n + diffusion layers 4, 5 serving as the source and drain of the P well 2 and the n + diffusion layer 9 for fixing the well potential of the N well 3 are formed. Form 32. As + is implanted using the resist 32 as a mask. Thus, n + diffusion layers 4 and 5 of P well 2 and n + diffusion layer 9 of N well 3 are formed. Next, the 6L
As shown in the figure, the resist 32 is removed. A resist 33 is formed in a region other than the region where the p + diffusion layers 7, 8 serving as the source and drain of the N well 3 and the p + diffusion layer 6 for fixing the well potential of the P well 2 are formed. Using the resist 33 as a mask, boron B + is ion-implanted. Thereby, the p + diffusion layers 7 and 8 of the N well 3 and the p +
The diffusion layer 6 is formed. Finally, as shown in FIG. 6M,
The resist 33 is removed and a source / drain drive is performed to activate impurities. At the same time, the N well 3 and the P well 2 are also activated. In this way, a conventional CMOS circuit that has taken measures against latch-up is formed.

第7図は、第6M図に示したCMOS回路の寄生バイポーラ
トランジスタおよび抵抗成分の構成を説明するための概
略図である。第7図を参照し、従来のラッチアップ対策
について説明する。まず、ラッチアップが起こる動作を
説明する。たとえば、Pウェル2中にホットキャリアと
してホールが発生する場合がある。このホールがPウェ
ル2内のn+拡散層4,5に流れるNPNトランジスタ103,104
のベース電源が流れたことになり、そのベース電流の電
流増幅率倍のコレクタ電流が流れる。すなわち、Nウェ
ル3からPウェル2内のn+拡散層4,5へ電流が流れる。
このとき、Nウェル3内のp+拡散層7,8からはNウェル
3との拡散電位により電流が流れにくい。Nウェル3内
でn+拡散層9からPウェル3内でn+拡散層9からPウ
ェル2に向かって電流が流れると、抵抗201に電流が流
れる。この電流により、抵抗201の両端に発生した電圧
は、PNPトランジスタ101,102のベース電位を上昇させて
PNPトランジスタ101,102をONさせる。PNPトランジスタ1
01,102がON状態になると、PNPトランジスタ101,102のコ
レクタであるP型シリコン基板1に電流が流れ、最終的
にPウェル2内のp+拡散層6に電流が流れることとな
る。この電流が、抵抗202に流れるので抵抗202の両端に
電圧が発生する。この電圧は、NPNトランジスタ103,104
のベース電位を上昇させるのでNPNトランジスタ103,104
のコレクタ電流が増加する。この結果、抵抗201に流れ
る電流がますます増加することになる。このようにし
て、正帰還が加わった状態では、初めにトリガとなった
ホットキャリアとしてのホールによる電流とは無関係に
DDとVSSとの間に大電流が流れたままの状態になる。
このようにしてラッチアップが起こるのである。また、
ラッチアップは、上記のように最初にキャリアが発生し
なくても、たとえば、外部からのノイズによってPウェ
ル2内のn+拡散層5の電圧がVSSより低くなったりN
ウェル3内のp+拡散層8の電圧がVDDより高くなると
いった場合でも起こる。
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a configuration of a parasitic bipolar transistor and a resistance component of the CMOS circuit shown in FIG. 6M. With reference to FIG. 7, a conventional latch-up measure will be described. First, an operation in which latch-up occurs will be described. For example, holes may be generated in P well 2 as hot carriers. This hole flows through the N + diffusion layers 4 and 5 in the P well 2 into the NPN transistors 103 and 104.
, And a collector current of a current amplification factor times that of the base current flows. That is, current flows from N well 3 to n + diffusion layers 4 and 5 in P well 2.
At this time, current hardly flows from p + diffusion layers 7 and 8 in N well 3 due to the diffusion potential with N well 3. When the N-well 3 within n + diffusion layer 9 from the n + diffusion layer 9 in the P-well 3 at a current flows to the P-well 2, a current flows through the resistor 201. Due to this current, the voltage generated across the resistor 201 raises the base potential of the PNP transistors 101 and 102,
Turn on the PNP transistors 101 and 102. PNP transistor 1
When the transistors 01 and 102 are turned on, a current flows through the P-type silicon substrate 1, which is a collector of the PNP transistors 101 and 102, and finally a current flows through the p + diffusion layer 6 in the P well 2. Since this current flows through the resistor 202, a voltage is generated across the resistor 202. This voltage is applied to NPN transistors 103 and 104
NPN transistors 103 and 104
Collector current increases. As a result, the current flowing through the resistor 201 increases more and more. In this way, in the state where the positive feedback is applied, a large current remains flowing between V DD and V SS irrespective of the current caused by the hole as the hot carrier which initially triggered.
Latch-up occurs in this manner. Also,
As described above, even if carriers are not initially generated as described above, for example, the voltage of the n + diffusion layer 5 in the P well 2 becomes lower than V SS or N
This occurs even when the voltage of the p + diffusion layer 8 in the well 3 becomes higher than V DD .

このようなラッチアップを防止するために、従来は第
6M図に示したp+拡散層15を形成していた。これによ
り、抵抗202の抵抗値を下げることができる。したがっ
て、Nウェル3内のp+拡散層7,8からP型シリコン基板
1を通ってPウェル2内のp+拡散層6に従来と同じ電
流が流れても抵抗202の両端に発生する電圧が小さくな
る。この結果、NPNトランジスタ103,104がONしにくくな
るという効果がある。また、p+埋込層15は、NPNトラン
ジスタ103,104のベースに相当する領域に形成されてい
るので、NPNトランジスタ103,104のゲインを低下させる
効果もある。このように、従来では、P型シリコン基板
1のPウェル2およびNウェル3より深い領域のP型シ
リコン基板1の主表面に沿った方向にp+埋込層15を形
成することにより、NPNトランジスタ103,104のベース電
位を上昇させてONさせる原因となる抵抗202の抵抗値を
低下させるとともにNPNトランジスタ103,104のゲインを
低下させてラッチアップを防止していた。
Conventionally, to prevent such latch-up,
The p + diffusion layer 15 shown in FIG. 6M was formed. Thereby, the resistance value of the resistor 202 can be reduced. Therefore, even if the same current flows from the p + diffusion layers 7 and 8 in the N well 3 to the p + diffusion layer 6 in the P well 2 through the P-type silicon substrate 1, the voltage generated at both ends of the resistor 202. Becomes smaller. As a result, there is an effect that the NPN transistors 103 and 104 are hardly turned on. Further, since p + buried layer 15 is formed in a region corresponding to the bases of NPN transistors 103 and 104, there is also an effect of reducing the gain of NPN transistors 103 and 104. As described above, conventionally, by forming the p + buried layer 15 in a direction along the main surface of the P-type silicon substrate 1 in a region deeper than the P-well 2 and the N-well 3 of the P-type silicon substrate 1, the NPN The resistance value of the resistor 202, which causes the base potential of the transistors 103 and 104 to rise and turn on, is reduced, and the gain of the NPN transistors 103 and 104 is reduced to prevent latch-up.

[発明が解決しようとする課題] 前述のように、従来のCMOS回路においては、P型半導
体基板1のPウェル2およびNウェル3が形成される領
域より深い領域にp+埋込層15を形成することにより、
ラッチアップを防止していた。すなわち、NPNトランジ
スタ103,104のベース電位上昇させる原因となる抵抗202
の抵抗値を低下させてNPNトランジスタ103,104をONしに
くくするとともにNPNトランジスタ103,104のゲインを低
下させてラッチアップを防止していた。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, in the conventional CMOS circuit, the p + buried layer 15 is formed in a region deeper than the region where the P well 2 and the N well 3 of the P-type semiconductor substrate 1 are formed. By forming
Latch-up was prevented. That is, the resistance 202 which causes the base potential of the NPN transistors 103 and 104 to rise
The resistance value of the NPN transistors 103 and 104 is made difficult to turn on by lowering the resistance value of the NPN transistors 103 and 104, and the latch-up is prevented by reducing the gain of the NPN transistors 103 and 104.

しかし、CMOS回路が微細化されNウェル3のp+拡散
層7とPウェル2のn+拡散層4との間隔が狭くなるとP
NPトランジスタ101および102を流れるキャリアはp+
込層15を通るよりもNウェル3とPウェル2との壁面を
通る方が容易になる。この結果、p+埋込層15による効
果が著しく薄れるという不都合が生じる。
However, when the CMOS circuit is miniaturized and the distance between the p + diffusion layer 7 of the N well 3 and the n + diffusion layer 4 of the P well 2 is narrowed, P
Carriers flowing through the NP transistors 101 and 102 pass through the wall surfaces of the N well 3 and the P well 2 more easily than pass through the p + buried layer 15. As a result, there is a disadvantage that the effect of the p + buried layer 15 is significantly reduced.

すなわち、PNPトランジスタ101,102のコレクタ電流は
+埋込層15を通ることなくNウェル3とPウェル2と
の間の壁面を通り抜けてPウェル2に流れる。そして、
最終的にPウェル2内のp+拡散層6に流れる。この電
流経路では、Pウェル2内の新たな抵抗(図示せず)に
よりNPNトランジスタ103,104のベース電位が上昇されて
ONされるので、p+埋込層15により抵抗202の抵抗値を下
げてもNPNトランジスタ103,104をONしにくくするという
効果がないということになる。また、NPNトランジスタ1
03,104のベースに流れる電流はp+埋込層15を通らない
のでNPNトランジスタ103,104のゲインを低下させる効果
もなくなる。したがって、NPNトランジスタ103,104のゲ
インがp+埋込層15を通ったときよりも大きくなるとい
う不都合が新たに生じる。この結果、ラッチアップを有
効に防止することができなくなるという問題点があっ
た。
That is, the collector currents of PNP transistors 101 and 102 pass through the wall between N well 3 and P well 2 without flowing through p + buried layer 15 and flow into P well 2. And
Finally, it flows to the p + diffusion layer 6 in the P well 2. In this current path, the base potential of the NPN transistors 103 and 104 is increased by a new resistor (not shown) in the P well 2.
Since it is turned on, even if the resistance value of the resistor 202 is reduced by the p + buried layer 15, there is no effect of making it difficult to turn on the NPN transistors 103 and 104. Also, NPN transistor 1
Since the current flowing to the bases of the transistors 03 and 104 does not pass through the p + buried layer 15, the effect of lowering the gain of the NPN transistors 103 and 104 is lost. Therefore, there is a new inconvenience that the gains of the NPN transistors 103 and 104 become larger than when the transistors pass through the p + buried layer 15. As a result, there is a problem that latch-up cannot be effectively prevented.

つまり、従来のラッチアップ対策を施したCMOS回路で
は、寄生トランジスタのエミッタ間の距離が小さくなっ
た場合にPNPトランジスタを流れる電流のキャリアがp+
埋込層を通ることなくウェル側面を通るようになるの
で、p+埋込層15によってはラッチアップを有効に防止
することができないという問題点があった。
In other words, in the conventional CMOS circuit with the latch-up countermeasures, when the distance between the emitters of the parasitic transistor becomes small, the carrier of the current flowing through the PNP transistor becomes p +
Since the holes pass through the well side without passing through the buried layer, there is a problem that latch-up cannot be effectively prevented depending on the p + buried layer 15.

この発明は、上記のような課題を解決するためになさ
れたもので、寄生トランジスタのエミッタ間の距離が近
い場合でも、強いラッチアップ耐性が得られる相補型電
界効果素子およびその製造方法を提供することを目的と
する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and provides a complementary field effect element capable of obtaining a strong latch-up resistance even when the distance between the emitters of a parasitic transistor is short, and a method of manufacturing the same. The purpose is to:

[課題を解決するための手段] 請求項1における発明は、第1導電型半導体基板の主
表面に互いに隣接して形成された第1導電型のウェル領
域と第2導電型のウェル領域とを有する相補型電界効果
素子であって、高濃度埋込層と、高濃度不純物層とを含
む。高濃度埋込層は、第1導電型半導体基板の第1導電
型のウェル領域および第2導電型のウェル領域が形成さ
れる領域より深い領域でかつ第1および第2導電型のウ
ェル領域の底面から深さ方向に所定の間隔を隔てた深さ
の領域に、第1導電型半導体基板の主表面から予め定め
られた所定の深さで半導体基板の内部に埋込まれるよう
に形成されている。また、その高濃度埋込層は、第1導
電型半導体基板の主表面に沿った方向に半導体基板の全
体にわたって延びるように形成されるとともに、イオン
注入により形成され、半導体基板よりも高い不純物濃度
を有し、半導体基板と同じ第1導電型である。また、高
濃度不純物層は、第1導電型のウェル領域と第2導電型
のウェル領域との境界領域にイオン注入により形成され
ており、その境界領域において半導体基板の主表面から
高濃度埋込層にまで達するように延びて形成されてい
る。
[Means for Solving the Problems] According to the invention of claim 1, a first conductivity type well region and a second conductivity type well region formed adjacent to each other on a main surface of a first conductivity type semiconductor substrate are formed. Complementary field effect element having a high concentration buried layer and a high concentration impurity layer. The high-concentration buried layer is a region deeper than a region where the first conductivity type well region and the second conductivity type well region of the first conductivity type semiconductor substrate are formed, and is formed in the first and second conductivity type well regions. A region formed at a depth separated from the bottom surface by a predetermined distance in the depth direction is formed so as to be embedded in the semiconductor substrate at a predetermined depth from the main surface of the first conductivity type semiconductor substrate. I have. The high-concentration buried layer is formed so as to extend over the entirety of the semiconductor substrate in a direction along the main surface of the first conductivity type semiconductor substrate, and is formed by ion implantation, and has a higher impurity concentration than the semiconductor substrate. And has the same first conductivity type as the semiconductor substrate. The high-concentration impurity layer is formed by ion implantation in a boundary region between the well region of the first conductivity type and the well region of the second conductivity type. It is formed to extend to the layer.

請求項2における発明は、第1導電型半導体基板の主
表面に互いに隣接して形成された第1導電型の不純物層
と第2導電型の不純物層とを有する相補型電界効果素子
の製造方法であって、以下の2つのステップを含んでい
る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a complementary field effect element having a first conductivity type impurity layer and a second conductivity type impurity layer formed adjacent to each other on a main surface of a first conductivity type semiconductor substrate. And includes the following two steps.

第1導電型半導体基板の第1導電型の不純物層およ
び第2導電型の不純物層が形成される領域より深い領域
に第1導電型半導体基板の主表面から予め定められた所
定の深さで、かつ、第1導電型半導体基板の主表面に沿
った方向に延びた第1導電型の高濃度埋込層をイオン注
入することによって形成するステップ。
A predetermined depth from the main surface of the first conductivity type semiconductor substrate in a region deeper than a region where the first conductivity type impurity layer and the second conductivity type impurity layer of the first conductivity type semiconductor substrate are formed; And forming the first conductivity type high-concentration buried layer extending in the direction along the main surface of the first conductivity type semiconductor substrate by ion implantation.

第1導電型の不純物層を形成する際に使用するレジ
ストおよび第2導電型の不純物層を形成する際に使用す
るレジストのうちいずれか一方のレジストと同一のパタ
ーン形状を有するレジストを用いて、第1導電型の不純
物層と第2導電型の不純物層とが形成される領域の境界
領域に第1導電型の高濃度埋込層を形成す際と同じ注入
強さでイオン注入することによって高濃度不純物層を形
成するステップ。
By using a resist having the same pattern shape as one of the resist used when forming the first conductivity type impurity layer and the resist used when forming the second conductivity type impurity layer, By ion-implanting with the same implantation strength as when forming the high concentration buried layer of the first conductivity type in the boundary region of the region where the impurity layer of the first conductivity type and the impurity layer of the second conductivity type are formed. Forming a high concentration impurity layer;

[作用] 請求1に係る相補型電界効果素子では、第1および第
2導電型のウェル領域の底面から所定の間隔を隔てた深
さの領域に、第1導電型半導体基板の主表面に沿った方
向に半導体基板の全体にわたって延びる半導体基板より
も高い不純物濃度の半導体基板と同じ導電型の高濃度埋
込層が形成され、第1および第2導電型のウェル領域の
境界領域に高濃度埋込層にまで達するように延びる高濃
度不純物層が形成されるので、その高濃度埋込層および
高濃度不純物層により第1導電型のウェル領域と第2導
電型のウェル領域とが互いに完全に分離された状態にな
るとともに、第1導電型のウェル領域と第2導電型のウ
ェル領域の各々が高濃度埋込層および高濃度不純物層に
よって包囲されたような形状になる。したがって、第1
導電型のウェル領域または第2導電型のウェル領域の一
方のウェル領域のキャリアが他方のウェル領域に侵入す
るのをこの高濃度埋込層および高濃度不純物層によって
有効に防止することが可能となる。具体的には、たとえ
ば一方のウェル領域の拡散層からのキャリアは横方向お
よび下方向経由で他方のウェル領域の拡散層に到達しよ
うとするが、高濃度不純物層と高濃度埋込層とによって
完全に一方および他方の拡散層が包囲されているため一
方のウェル領域の拡散層からのキャリアは高濃度不純物
層および高濃度埋込層が障害となって他方のウェル領域
の拡散層に到達することが困難となる。これにより、ラ
ッチアップを有効に防止することが可能となる。また、
請求項1に記載の発明では、高濃度埋込層が半導体基板
内部に深さ方向に所定の幅を有して埋め込まれるように
形成されているので、一方のウェル領域の拡散層から下
方向に向かうキャリアが他方のウェル領域の拡散層に到
達しようとすると、そのキャリアは一旦高濃度埋込層を
突き抜けて半導体基板に到達した後、再度高濃度埋込層
を突き抜けて上方向に向かう必要があり、二度にわたっ
て高濃度埋込層を通過する必要があるのでこの経路で他
方のウェル領域の拡散層にキャリアが到達するのが非常
に困難になる。たとえば高濃度埋込層を設けずに半導体
基板自体を高濃度にする場合には一方のウェル領域の拡
散層から下方向に向かうキャリアはその高濃度の半導体
基板を1回だけ通過すれば他方のウェル領域の拡散層に
向かうことができるので、本発明の高濃度埋込層を半導
体基板の内部に所定の幅で設けた構成に比べてキャリア
が通過しやすく、ラッチアップの防止効果が低いという
ことが言える。したがって、本願発明の半導体基板の内
部に所定の幅で高濃度埋込層を半導体基板全体に延びる
ようにした構成は、半導体基板全体を高濃度にした場合
よりもラッチアップを有効に防止することが可能であ
る。
[Operation] In the complementary field effect element according to claim 1, the first conductive type semiconductor substrate is formed along the main surface of the first conductive type semiconductor substrate in a region having a depth separated by a predetermined distance from the bottom surface of the first and second conductive type well regions. A high-concentration buried layer of the same conductivity type as that of the semiconductor substrate having a higher impurity concentration than the semiconductor substrate extending over the entire semiconductor substrate in the direction perpendicular to the semiconductor substrate is formed. The high-concentration impurity layer extending to the embedded layer is formed, so that the first-conductivity-type well region and the second-conductivity-type well region are completely separated by the high-concentration buried layer and high-concentration impurity layer. As well as being separated, the first conductivity type well region and the second conductivity type well region each have a shape surrounded by a high concentration buried layer and a high concentration impurity layer. Therefore, the first
The high-concentration buried layer and the high-concentration impurity layer can effectively prevent carriers in one of the well regions of the conductivity type or the well region of the second conductivity type from invading the other well region. Become. Specifically, for example, carriers from the diffusion layer in one well region try to reach the diffusion layer in the other well region via the lateral and downward directions, but the high concentration impurity layer and the high concentration buried layer Since one and the other diffusion layers are completely surrounded, carriers from the diffusion layer in one well region reach the diffusion layer in the other well region with the high-concentration impurity layer and the high-concentration buried layer acting as obstacles. It becomes difficult. This makes it possible to effectively prevent latch-up. Also,
According to the first aspect of the present invention, since the high-concentration buried layer is formed so as to be buried with a predetermined width in the depth direction inside the semiconductor substrate, the high concentration buried layer extends downward from the diffusion layer in one well region. When the carrier heading toward the diffusion layer in the other well region attempts to reach the semiconductor substrate through the high-concentration buried layer, it must penetrate the high-concentration buried layer again and head upward. Since it is necessary to pass through the high-concentration buried layer twice, it is very difficult for carriers to reach the diffusion layer in the other well region by this route. For example, when the semiconductor substrate itself is made to have a high concentration without providing a high-concentration buried layer, carriers traveling downward from the diffusion layer in one well region pass through the high-concentration semiconductor substrate only once, and then the other. Since it is possible to go to the diffusion layer in the well region, carriers are more likely to pass than in the configuration in which the high concentration buried layer of the present invention is provided with a predetermined width inside the semiconductor substrate, and the effect of preventing latch-up is low. I can say that. Therefore, the configuration of the present invention in which the high-concentration buried layer is extended to the entire semiconductor substrate with a predetermined width inside the semiconductor substrate can prevent latch-up more effectively than when the entire semiconductor substrate is high-concentration. Is possible.

請求項2に係る相補型電界効果素子の製造方法では、
第1導電型の不純物層を形成する際に使用するレジスト
および第2導電型の不純物層を形成する際に使用するレ
ジストのうちいずれか一方のレジストと同一のパターン
形状を有するレジストを用いて第1導電型の不純物層と
第2導電型の不純物層との境界領域に高濃度不純物層が
形成されるので、高濃度不純物層を形成する際にレジス
トを形成するためのレジスト形成用パターンを新たに追
加する必要がない。
In the method for manufacturing a complementary field effect element according to claim 2,
A resist having the same pattern shape as one of the resist used when forming the first conductive type impurity layer and the resist used when forming the second conductive type impurity layer is used. Since a high-concentration impurity layer is formed in a boundary region between the one-conductivity-type impurity layer and the second-conductivity-type impurity layer, a resist forming pattern for forming a resist when forming the high-concentration impurity layer is newly provided. Need not be added to

[発明の実施例] 第1図は、本発明の一実施例を示したラッチアップ対
策を施したCMOS回路の断面構造図である。第1図を参照
して、CMOS回路は、P型シリコン基板1と、P型シリコ
ン基板1上に隣接して形成されたPウェル2およびNウ
ェル3と、Pウェル2上に形成され、Nチャネルトラン
ジスタのソースおよびドレイン領域となるn+拡散層4,5
と、Pウェル2上に形成され、Pウェル2のウェル電位
を固定するためのp+拡散層6と、Nウェル3上に形成
され、Pチャネルトランジスタのソースおよびドレイン
領域となるp+拡散層7,8と、Nウェル3上に形成され、
Nウェル3のウェル電位を固定するためのn+拡散層9
と、Pウェル2上のn+拡散層4および5の間にゲート
酸化膜10を介して形成されたゲート電極11と、Nウェル
3上のp+拡散層7および8の間にゲート酸化膜12を介
して形成されたゲート電極13と、n+拡散層4とp+拡散
層7との間に形成された素子分離のためのフィールド酸
化膜14と、P型シリコン基板1のPウェル2およびNウ
ェル3より深い領域は主表面に沿って形成されたp+
込層15と、Pウェル2およびNウェル3の境界領域に形
成されたp+高濃度層16とを含む。
[Embodiment of the Invention] FIG. 1 is a cross-sectional structural view of a CMOS circuit provided with a latch-up countermeasure according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a CMOS circuit is formed on a P-type silicon substrate 1, a P-well 2 and an N-well 3 formed adjacently on the P-type silicon substrate 1, and an N-type N + diffusion layers 4, 5 serving as source and drain regions of channel transistor
If, formed on the P-well 2, the p + diffusion layer 6 for fixing the well potential of the P-well 2 is formed on the N-well 3, p + diffusion layer serving as the source and drain regions of the P-channel transistor 7, 8 and formed on the N-well 3,
N + diffusion layer 9 for fixing the well potential of N well 3
A gate electrode 11 formed between n + diffusion layers 4 and 5 on P well 2 via gate oxide film 10, and a gate oxide film between p + diffusion layers 7 and 8 on N well 3. 12, a field oxide film 14 for element isolation formed between the n + diffusion layer 4 and the p + diffusion layer 7, and a P well 2 of the P-type silicon substrate 1. The region deeper than N well 3 includes p + buried layer 15 formed along the main surface and p + high concentration layer 16 formed at the boundary region between P well 2 and N well 3.

第2図は、第1図に示したCMOS回路の寄生トランジス
タおよび抵抗成分を説明するための概略図である。第2
図を参照して、本実施例では、Pウェル2のNウェル3
に隣接する領域にp+高濃度層16を形成することによ
り、NPNトランジスタ103,104のコレクタ側の濃度を上げ
てNPNトランジスタ103,104のゲインを低下させている。
これにより、Nウェル3内のp+拡散層7とPウェル2
内のn+拡散層4との間隔が狭くなった場合に、PNPトラ
ンジスタ101,102を流れるキャリアがp+拡散層15を通過
することなくNウェル3の側面を通過してPウェル2内
のp+拡散層6に達するような電流経路が形成され、NPN
トランジスタ103,104がONしたとしても、NPNトランジス
タ103,104のコレクタ電流はあまり大きくならない。こ
の結果、抵抗201に流れる電流も少なくなりPNPトランジ
スタ101,102がオンしにくくなる。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining parasitic transistors and resistance components of the CMOS circuit shown in FIG. Second
Referring to the drawing, in the present embodiment, N well 3 of P well 2
By forming the p + high-concentration layer 16 in a region adjacent to the NPN transistors 103 and 104, the concentration on the collector side of the NPN transistors 103 and 104 is increased and the gain of the NPN transistors 103 and 104 is reduced.
Thereby, p + diffusion layer 7 in N well 3 and P well 2
When the distance between the n + diffusion layer 4 and the n + diffusion layer 4 becomes narrow, the carriers flowing through the PNP transistors 101 and 102 pass through the side surface of the N well 3 without passing through the p + diffusion layer 15 and p + A current path reaching the diffusion layer 6 is formed, and the NPN
Even if the transistors 103 and 104 are turned on, the collector currents of the NPN transistors 103 and 104 do not increase so much. As a result, the current flowing through the resistor 201 is reduced, and the PNP transistors 101 and 102 are hardly turned on.

このように、本実施例では、Pウェル2のNウェル3
との境界部分にp+高濃度層16を形成することによりNPN
トランジスタ103,104のゲインが低下されてPNPトランジ
スタ101,102のベース電位を上昇させる原因となる抵抗2
01に流れる電流が小さくされるので、PNPトランジスタ
をONしにくくなる。この結果、NPNトランジスタ103,104
もONしにくくなるので、寄生トランジスタのエミッタ間
が近い場合でも有効にラッチアップを防止することがで
きるのである。
Thus, in the present embodiment, the N well 3 of the P well 2
By forming p + high concentration layer 16 at the boundary between
A resistor 2 that reduces the gain of the transistors 103 and 104 and raises the base potential of the PNP transistors 101 and 102
Since the current flowing through 01 is reduced, it becomes difficult to turn on the PNP transistor. As a result, NPN transistors 103 and 104
Therefore, latch-up can be effectively prevented even when the emitters of the parasitic transistors are close to each other.

第3A図ないし第3L図は、第1図に示したCMOS回路の製
造プロセスを説明するための断面構造図である。第3A図
ないし第3L図を参照して、構造プロセスについて説明す
る。まず、第3A図に示すように、P型シリコン基板1上
にSiO2からなる酸化膜21を形成する。酸化膜21上にSi3
4からなる窒化膜22を形成する。その後、ボロンB+
イオン注入法により高エネルギで注入してp+埋込層15
を形成する。次に、第3B図に示すように、窒化膜22上に
後述するPウェル2を形成する際に使用されるPウェル
レジストマスク27と同一のPウェルレジストマスク27を
パターニングする。Pウェルレジストマスク27をマスク
としてボロンB+をたとえば、200keV〜10MeV,1×1012
1×1015cm-2の条件下でイオン注入する。このイオン注
入により、Pウェルレジストマスク27の断面途中から入
射されたB+イオンがPウェルレジストマスク27を通り
抜けP型シリコン基板1に再注入される。また、Pウェ
ルレジストマスク27のエッジ部に注入されPウェルレジ
ストマスク27の断面途中より出たボロンB+がP型シリ
コン基板1に再注入される。これにより、Pウェルレジ
ストマスク27のエッジ断面部を中心として後述するプロ
セスにおいて形成されるPウェル2およびNウェル3の
境界部分にp+高濃度層16が形成される。次に、第3C図
に示すように、窒化膜22の素子が形成される領域以外の
領域上にレジスト23をパターニングする。レジスト23を
マスクとして窒化膜22をエッチングする。次に、第3D図
に示すように、レジスト23を除去する。窒化膜22をマス
クとして熱酸化を行なうことにより、フィールド酸化膜
14を形成してLOCOS(Local Oxidation of Silicon)分
離を行なうとともにp+押込層15およびp+高濃度層16を
活性化する。その後、窒化膜22を除去する。次に、第3E
図に示すように、Nウェルが形成される領域以外の領域
上にレジスト25をパターニングする。レジスト25をマス
クとしてリンP+を高エネルギでイオン注入することに
よりNウェルを形成する。それと同時にリンP+を低エ
ネルギでイオン注入することによりVTH制御用注入領域
26を形成する。次に第3F図に示すように、レジスト25を
除去した後、Pウェルが形成される領域以外の部分にP
ウェルレジストマスク27をパターニングする。Pウェル
レジストマスク27をマスクとしてボロンB+を高エネル
ギでイオン注入することによりPウェル2を形成する。
それと同時にボロンB+を低エネルギでイオン注入する
ことによりVTH制御用注入領域28を形成する。第3G図に
示すように、レジスト29を除去した後酸化膜21を除去す
る。第3H図に示すように、酸化膜21を除去した領域にゲ
ート酸化膜30を形成する。第3I図に示すようにゲート酸
化膜30およびフィールド酸化膜14上にゲート電極となる
ポリシリコン膜31を形成する。第3J図に示すように、最
終的にゲート酸化膜10,12およびゲート電極11,13となる
領域以外のゲート酸化膜30およびポリシリコン膜31を写
真製版技術を用いてエッチングする。次に、第3K図に示
すように、Pウェル2内のソース、ドレイン領域となる
+拡散層4,5およびNウェル電位を固定するためのn+
拡散層9とが形成される領域以外にレジスト32をパター
ニングする。レジスト32をマスクとして、As+をイオン
注入する。これにより、Pウェル2のソース,ドレイン
領域となるn+拡散4,5およびNウェル3のウェル電位を
固定するためのn+拡散層9が形成される。次に、第3L
図に示すように、Nウェル3のソース,ドレイン領域と
なるp+拡散層7,8およびPウェル2のウェル電位を固定
するためのp+拡散層6が形成される領域以外にレジス
ト33をパターニングする。レジスト33をマスクとしてボ
ロンB+をイオン注入する。これにより、Nウェル3の
ソース,ドレイン領域となるp+拡散層7,8およびPウェ
ル2のウェル電位を固定するためのp+拡散層6が形成
される。最後に、第1図に示すように、レジスト33を除
去してソース/ドレインドライブを行ない不純物を活性
化する。これと同時にPウェル2およびNウェル3も活
性化する。このようにして、本実施例のラッチアップ対
策を施したCMOS回路が形成される。ここで、本実施例で
は、Pウェル2に形成に使用されるPウェルレジストマ
スク27を高濃度埋込層16を形成する際に用いることがで
きるので、p+高濃度層16を形成する際に使用されるレ
ジストを形成するためのレジスト形成用パターンを新た
に追加する必要がない。
3A to 3L are cross-sectional structural views for explaining a manufacturing process of the CMOS circuit shown in FIG. The structural process will be described with reference to FIGS. 3A to 3L. First, as shown in FIG. 3A, an oxide film 21 made of SiO 2 is formed on a P-type silicon substrate 1. Si 3 on oxide film 21
A nitride film 22 made of N 4 is formed. Thereafter, boron B + is implanted at a high energy by an ion implantation method to form a p + buried layer 15.
To form Next, as shown in FIG. 3B, a P-well resist mask 27 which is the same as a P-well resist mask 27 used for forming a P-well 2 described later on the nitride film 22 is patterned. Using the P-well resist mask 27 as a mask, boron B + is, for example, 200 keV to 10 MeV, 1 × 10 12 to
Ions are implanted under the condition of 1 × 10 15 cm −2 . By this ion implantation, B + ions incident from the middle of the cross section of the P-well resist mask 27 pass through the P-well resist mask 27 and are re-implanted into the P-type silicon substrate 1. Further, boron B + implanted into the edge of the P-well resist mask 27 and coming out of the middle of the cross section of the P-well resist mask 27 is again implanted into the P-type silicon substrate 1. As a result, the p + high concentration layer 16 is formed at the boundary between the P well 2 and the N well 3 which will be formed in a process described later with the edge cross section of the P well resist mask 27 as the center. Next, as shown in FIG. 3C, a resist 23 is patterned on a region of the nitride film 22 other than a region where an element is formed. The nitride film 22 is etched using the resist 23 as a mask. Next, as shown in FIG. 3D, the resist 23 is removed. By performing thermal oxidation using the nitride film 22 as a mask, the field oxide film
14 is formed to perform LOCOS (Local Oxidation of Silicon) isolation and activate the p + indentation layer 15 and the p + high concentration layer 16. After that, the nitride film 22 is removed. Next, 3E
As shown in the figure, a resist 25 is patterned on a region other than a region where an N well is formed. An N well is formed by ion-implanting phosphorus P + with high energy using the resist 25 as a mask. At the same time, phosphorus P + is ion-implanted at a low energy, so that a VTH control implantation region is formed.
Form 26. Next, as shown in FIG. 3F, after removing the resist 25, the P
The well resist mask 27 is patterned. Using the P-well resist mask 27 as a mask, boron P + is ion-implanted at a high energy to form a P-well 2.
At the same time, V TH control implantation region 28 is formed by ion implantation of boron B + with low energy. As shown in FIG. 3G, after removing the resist 29, the oxide film 21 is removed. As shown in FIG. 3H, a gate oxide film 30 is formed in a region where the oxide film 21 has been removed. As shown in FIG. 3I, a polysilicon film 31 serving as a gate electrode is formed on the gate oxide film 30 and the field oxide film 14. As shown in FIG. 3J, the gate oxide films 10 and 12 and the gate oxide film 30 and the polysilicon film 31 other than the regions to be the gate electrodes 11 and 13 are etched using photolithography. Next, as shown in 3K view, the source of the P-well 2, the drain region n + diffusion layer 4, 5 and N for fixing the well potential n +
The resist 32 is patterned except for the region where the diffusion layer 9 is to be formed. As + is ion-implanted using the resist 32 as a mask. Thus, n + diffusion layer 9 for fixing the source of the P-well 2, the well potential of the n + diffusion 4,5 and N-well 3 to be a drain region is formed. Next, the third L
As shown in the figure, a resist 33 is applied to regions other than regions where p + diffusion layers 7 and 8 serving as source and drain regions of N well 3 and p + diffusion layer 6 for fixing the well potential of P well 2 are formed. Perform patterning. Using the resist 33 as a mask, boron B + is ion-implanted. Thus, p + diffusion layers 7 and 8 serving as source and drain regions of N well 3 and p + diffusion layer 6 for fixing the well potential of P well 2 are formed. Finally, as shown in FIG. 1, the resist 33 is removed and a source / drain drive is performed to activate impurities. At the same time, the P well 2 and the N well 3 are activated. In this manner, a CMOS circuit with the latch-up countermeasures of the present embodiment is formed. In the present embodiment, it is possible to use a P-well resist mask 27 used to form the P-well 2 at the time of forming the high concentration buried layer 16, when forming the p + high concentration layer 16 It is not necessary to newly add a resist forming pattern for forming a resist used for the above.

なお、本実施例では、p+埋込層15をフィールド酸化
膜14を形成する前に注入して形成したが、フィールド酸
化膜14の形成後に注入してもよい。さらに、実施例で
は、Pウェルを形成するためのレジストと同一パターン
形状のレジストを用いてp+高濃度層16を形成したが、
本発明は、これに限らず、Nウェル形成用のレジストと
同一パターン形状のレジストを使用してp+高濃度層16
を形成してもよい。
In this embodiment, the p + buried layer 15 is implanted and formed before the field oxide film 14 is formed, but may be implanted after the field oxide film 14 is formed. Further, in the embodiment, the p + high-concentration layer 16 is formed by using a resist having the same pattern shape as the resist for forming the P well.
The present invention is not limited thereto, using the resist of the resist and the same pattern for N-well formed p + high concentration layer 16
May be formed.

第4図および第5図は、本発明の他の実施例を示した
ラッチアップ対策を施したCMOS回路の断面構造図であ
る。第4図を参照して、Nウェル3のPウェル2との境
界領域にn+高濃度層17を形成しても第1図に示したCMO
S回路と同様の効果が得られる。第5図を参照して、P
ウェル2内にp+高濃度層16、Nウェル3内にn+高濃度
層17の両方が形成されている。このようにしても、第1
図に示したCMOS回路と同様に、寄生トランジスタのエミ
ッタ間が近い場合でも有効にラッチアップを防止するこ
とができる。
FIGS. 4 and 5 are sectional structural views of a CMOS circuit provided with a latch-up countermeasure according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, even if n + high concentration layer 17 is formed in the boundary region between N well 3 and P well 2, the CMO shown in FIG.
An effect similar to that of the S circuit can be obtained. Referring to FIG.
Both the p + high concentration layer 16 is formed in the well 2 and the n + high concentration layer 17 is formed in the N well 3. Even in this case, the first
As in the case of the CMOS circuit shown in the figure, latch-up can be effectively prevented even when the emitters of the parasitic transistors are close to each other.

[発明の効果] 以上のように、請求項1に記載の発明によれば、半導
体基板の主表面に沿った方向に半導体基板の全体にわた
って延びるように設けられた高濃度埋込層と第1および
第2導電型のウェル領域の境界領域に高濃度埋込層にま
で達するように設けられた高濃度不純物層となって、一
方のウェル領域のキャリアが2つのウェル領域間の境界
領域を通過するのを有効に防止することができるととも
に一方のウェル領域からのキャリアがウェル領域の下方
を通って他方のウェル領域に侵入するのも有効に防止す
ることができ、その結果ラッチアップ耐性を著しく向上
させることができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the first aspect of the present invention, the high-concentration buried layer provided to extend over the entire semiconductor substrate in a direction along the main surface of the semiconductor substrate and the first buried layer. And a high-concentration impurity layer provided so as to reach the high-concentration buried layer at the boundary region between the well regions of the second conductivity type, so that carriers in one well region pass through the boundary region between the two well regions. And the carrier from one well region can be effectively prevented from passing under the well region and entering the other well region, thereby significantly improving the latch-up resistance. Can be improved.

請求項2に記載の発明によれば、第1導電型の不純物
層を形成する際に使用するレジストおよび第2導電型の
不純物層を形成する際に使用するレジストのうちいずれ
か一方のレジストと同一のパターン形状を有するレジス
トを用いて第1および第2導電型の不純物層の境界領域
に高濃度不純物層を形成することによって、高濃度不純
物層を形成するためのレジストを形成するためのレジス
ト形成用パターンを新たに追加することなく高濃度不純
物層を形成することができるので、製造装置を複雑化す
ることなく高濃度不純物層を容易に形成し得る相補型電
界効果素子の製造方法を提供することができる。
According to the second aspect of the present invention, one of a resist used when forming the first conductivity type impurity layer and a resist used when forming the second conductivity type impurity layer is used. A resist for forming a resist for forming a high-concentration impurity layer by forming a high-concentration impurity layer in a boundary region between the first and second conductivity-type impurity layers using a resist having the same pattern shape. Since a high-concentration impurity layer can be formed without newly adding a forming pattern, a method for manufacturing a complementary field effect element capable of easily forming a high-concentration impurity layer without complicating a manufacturing apparatus is provided. can do.

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

第1図は、本発明の一実施例を示したラッチアップ対策
を施したCMOS回路の断面構造図、第2図は第1図に示し
たCMOS回路の寄生トランジスタおよび抵抗成分を説明す
るための概略図、第3A図ないし第3L図は第1図に示した
CMOS回路の製造プロセスを説明するための断面構造図、
第4図および第5図は本発明の他の実施例を示したラッ
チアップ対策を施したCMOS回路の断面構造図、第6A図な
いし第6M図は従来のラッチアップ対策を施したCMOS回路
の製造プロセスを説明するための断面構造図、第7図は
第6M図に示したCMOS回路の寄生トランジスタおよび抵抗
成分を説明するための概略図である。 図において、1はP型シリコン基板、2はPウェル、3
はNウェル、4,5,9はn+拡散層、6,7,8はp+拡散層、10
はゲート酸化膜、11はゲート電極、12はゲート酸化膜、
13はゲート電極、14はフィールド酸化膜、15はp+埋込
層、16はp+高濃度層、17はn+高濃度層、101はPNPトラ
ンジスタ、102はPNPトランジスタ、103はNPNトランジス
タ、104はNPNトランジスタ、201は抵抗、202は抵抗であ
る。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a CMOS circuit provided with a latch-up countermeasure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining parasitic transistors and resistance components of the CMOS circuit shown in FIG. Schematic diagrams, FIGS. 3A to 3L are shown in FIG.
Cross-sectional structure diagram for explaining the manufacturing process of the CMOS circuit,
4 and 5 are sectional structural views of a latch-up countermeasure CMOS circuit showing another embodiment of the present invention, and FIGS. 6A to 6M are diagrams of a conventional latch-up countermeasure CMOS circuit. FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a parasitic transistor and a resistance component of the CMOS circuit shown in FIG. 6M. In the figure, 1 is a P-type silicon substrate, 2 is a P well, 3
Is an N well, 4, 5, 9 are n + diffusion layers, 6, 7, 8 are p + diffusion layers, 10
Is a gate oxide film, 11 is a gate electrode, 12 is a gate oxide film,
13 is a gate electrode, 14 is a field oxide film, 15 is a p + buried layer, 16 is a p + high concentration layer, 17 is an n + high concentration layer, 101 is a PNP transistor, 102 is a PNP transistor, 103 is an NPN transistor, 104 is an NPN transistor, 201 is a resistor, and 202 is a resistor. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第1導電型半導体基板の主表面に互いに隣
接して形成された第1導電型のウェル領域と第2導電型
のウェル領域とを有する相補型電界効果素子であって、 前記第1導電型半導体基板の前記第1導電型のウェル領
域および前記第2導電型のウェル領域が形成される領域
より深い領域でかつ前記第1および第2導電型のウェル
領域の底面から深さ方向に所定の間隔を隔てた深さの領
域に前記第1導電型半導体基板の主表面から予め定めら
れた所定の深さで前記半導体基板の内部に埋込まれ、か
つ、前記第1導電型半導体基板の主表面に沿った方向に
前記半導体基板の全体にわたって延び、イオン注入によ
り形成された前記半導体基板よりも高い不純物濃度を有
する前記半導体基板と同じ第1導電型の高濃度埋込層
と、 前記第1導電型のウェル領域と前記第2導電型のウェル
領域との境界領域にイオン注入により形成され、前記境
界領域において前記半導体基板の主表面から前記高濃度
埋込層にまで達するように延びて形成された高濃度不純
物層とを含む、相補型電界効果素子。
1. A complementary field effect element having a first conductivity type well region and a second conductivity type well region formed adjacent to each other on a main surface of a first conductivity type semiconductor substrate, A region deeper than a region where the first conductivity type well region and the second conductivity type well region of the first conductivity type semiconductor substrate are formed, and a depth from a bottom surface of the first and second conductivity type well regions; Embedded in the semiconductor substrate at a predetermined depth from a main surface of the semiconductor substrate of the first conductivity type in a region having a depth separated by a predetermined distance in the direction, and the first conductivity type. A high-concentration buried layer of the same first conductivity type as the semiconductor substrate having a higher impurity concentration than the semiconductor substrate formed by ion implantation, extending over the entire semiconductor substrate in a direction along a main surface of the semiconductor substrate; The first conductive type Is formed by ion implantation in a boundary region between the well region of the second conductivity type and the well region of the second conductivity type, and is formed to extend from the main surface of the semiconductor substrate to the high concentration buried layer in the boundary region. A complementary field effect element including a high-concentration impurity layer.
【請求項2】第1導電型半導体基板の主表面に互いに隣
接して形成された第1導電型の不純物層と第2導電型の
不純物層とを有する相補型電界効果素子の構造方法であ
って、 前記第1導電型半導体基板の前記第1導電型の不純物層
および前記第2導電型の不純物層が形成される領域より
深い領域に前記第1導電型半導体基板の主表面から予め
定められた所定の深さで、かつ、前記第1導電型半導体
基板の主表面に沿った方向に延びた第1導電型の高濃度
埋込層をイオン注入することによって形成するステップ
と、 前記第1導電型の不純物層を形成する際に使用するレジ
ストおよび前記第2導電型の不純物層を形成する際に使
用するレジストのうちいずれか一方のレジストと同一の
パターン形状を有するレジストを用いて、前記第1導電
型の不純物層と前記第2導電型の不純物層とが形成され
る領域の境界領域に前記第1導電型の高濃度埋込層を形
成する際と同じ注入強さでイオン注入することによって
高濃度不純物層を形成するステップとを含む、相補型電
界効果素子の構造方法。
2. A structure method of a complementary field effect element having a first conductivity type impurity layer and a second conductivity type impurity layer formed adjacent to each other on a main surface of a first conductivity type semiconductor substrate. A predetermined region from a main surface of the first conductivity type semiconductor substrate in a region deeper than a region where the first conductivity type impurity layer and the second conductivity type impurity layer of the first conductivity type semiconductor substrate are formed; Forming a high-concentration buried layer of a first conductivity type at a predetermined depth and extending in a direction along a main surface of the first conductivity type semiconductor substrate by ion implantation; Using a resist having the same pattern shape as one of the resist used when forming the conductive type impurity layer and the resist used when forming the second conductive type impurity layer, Of the first conductivity type By implanting ions with the same implantation strength as when forming the first-conductivity-type high-concentration buried layer in the boundary region between the region where the pure layer and the second-conductivity-type impurity layer are formed, high-concentration ion implantation is performed. Forming an impurity layer.
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