JPH01220468A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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JPH01220468A
JPH01220468A JP63044418A JP4441888A JPH01220468A JP H01220468 A JPH01220468 A JP H01220468A JP 63044418 A JP63044418 A JP 63044418A JP 4441888 A JP4441888 A JP 4441888A JP H01220468 A JPH01220468 A JP H01220468A
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JP
Japan
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channel
drain
channel misfet
type semiconductor
circuit
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Application number
JP63044418A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Shibata
柴田 隆嗣
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/0203Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0248Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection
    • H01L27/0251Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices
    • H01L27/0266Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices using field effect transistors as protective elements

Abstract

PURPOSE:To improve electric reliability, by using only high impurity concentration layers for the drains of P-channel MISFETs in a protecting circuit, and using low impurity concentration layers for the end parts of the channel regions of a P-channel MISFET in an inner circuit. CONSTITUTION:The drains of P-channel MISFETs Qp1 and Qp2 constituting a protecting circuit are formed only of high impurity concentration layers (p<+> type semiconductor regions 11). The drain of a P-channel MISFET Qp3 in an inner circuit is formed as follows: the end parts on the side of a channel region are formed of low impurity concentration layers (p-type semiconductor region 9); the other parts are formed with high purity concentration layers (p<+> type semiconductor regions 10). In this constitution, the P-channel MISFETs Qp1 and Qp2 in the input protecting circuit and the P-channel MISFET in the output protecting circuit are not damaged with the high temperature yielded at the surrounding parts of the drains at the time of breakdown. Deterioration in junction breakdown strength is prevented. Meanwhile, in the P-channel MISFET Qp3 in the inner circuit, generation of hot carriers at the end part of the drain is suppressed, and the short channel effect is suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体集積回路に関するものであり、特に、
半導体集積回路装置のPチャネルMISFETに適用し
て有効な技術に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and in particular,
The present invention relates to a technique that is effective when applied to a P-channel MISFET of a semiconductor integrated circuit device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

PチャネルMISFETとNチャネルMISFETを有
する半導体集積回路装置では、前記NチャネルM I 
S FETのドレインをL D D (Lightly
 doped drain)構造にするのが一般的とな
っている。これは、ドレインのチャネル側の端部を低濃
度にし、その他の部分を高濃度にしたものである。
In a semiconductor integrated circuit device having a P-channel MISFET and an N-channel MISFET, the N-channel MISFET
Connect the drain of S FET to L D D (Lightly
It is common to have a doped drain structure. In this case, the end of the drain on the channel side is made to have a low concentration, and the other parts are made to have a high concentration.

ところで、半導体集積回路装置のポンディングパッドに
は、内部のMISFETの静電気による破壊を防止する
ため、入力保護回路や出力保護回路が接続されている。
Incidentally, an input protection circuit and an output protection circuit are connected to the bonding pads of the semiconductor integrated circuit device in order to prevent internal MISFETs from being destroyed by static electricity.

前記入力保護回路は、PチャネルMISFET及びNチ
ャネルMISFETのそれぞれのゲート電極をソースに
接続することによってダイオード形態に構成したいわゆ
るクランプMISFETと、抵抗素子とで構成されてい
る。出力保護回路は、出力バッファの最終段のPチャネ
ルMISFET及びNチャネルMISFETのドレイン
と、これらが設けられているNウェル領域又はPウェル
領域との間で構成される。これら入力保護回路あるいは
出力保護回路を構成するNチャネルMISFETのドレ
インは、高不純物濃度層のみからなるいわゆるシングル
ドレイン構造となっている(特開昭61−120459
号公報)。
The input protection circuit is composed of a so-called clamp MISFET configured in the form of a diode by connecting the gate electrodes of each of a P-channel MISFET and an N-channel MISFET to a source, and a resistance element. The output protection circuit is configured between the drains of the P-channel MISFET and N-channel MISFET in the final stage of the output buffer and the N-well region or P-well region where these are provided. The drains of the N-channel MISFETs constituting these input protection circuits or output protection circuits have a so-called single drain structure consisting only of a high impurity concentration layer (Japanese Patent Laid-Open No. 61-120459
Publication No.).

しかし、PチャネルMISFETについては、製造工程
をできるだけ少くするため、入力保護回路や出力保護回
路のPチャネルMISFETおよび内部回路のPチャネ
ルMISFETのドレインを同一工程で形成するように
していた。このとき、PチャネルMISFETのドレイ
ンを形成するためのp型不純物の拡散係数が大きいため
、ゲート?!!極を形成した後イオン打込みを行い、こ
れをアニールして形成すると゛、内部回路のゲート長の
短いPチャネルMISFETではドレインがゲート電極
の下に深く入り過ぎてぃまう。そこで、入力保護回路や
出力保護回路及び内部回路のPチャネルMISFETの
ドレインを同一工程で形成し、さらに内部回路のPチャ
ネルM I S F E ’rのドレインがゲート電極
の下に深く入り過ぎてしまわないようにするため、前記
p型不純物のイオン打込みを、ゲート電極の側面部にサ
イドウオールを形成した後、行うようにしていた。そし
て、この後のアニールは、出力保護回路のPチャネルM
ISFETが出力バッファ回路を兼ねていることから。
However, in order to minimize the number of manufacturing steps required for the P-channel MISFET, the drains of the P-channel MISFET of the input protection circuit and output protection circuit and the P-channel MISFET of the internal circuit are formed in the same process. At this time, since the diffusion coefficient of the p-type impurity for forming the drain of the P-channel MISFET is large, the gate? ! ! If ion implantation is performed after the pole is formed and then annealed to form the pole, in a P-channel MISFET whose internal circuit has a short gate length, the drain will go too deep under the gate electrode. Therefore, the drains of the input protection circuit, output protection circuit, and P-channel MISFET of the internal circuit were formed in the same process, and the drain of the P-channel MISFET of the internal circuit was formed too deep under the gate electrode. In order to prevent this, the p-type impurity ion implantation is performed after forming sidewalls on the side surfaces of the gate electrode. Then, the subsequent annealing is performed on the P channel M of the output protection circuit.
This is because the ISFET also serves as an output buffer circuit.

ドレインをゲート電極の下まで回り込ませる必要がある
ので、前記打込まれたp型不純物を大きく拡散させるよ
うにしていた。
Since it is necessary to extend the drain to below the gate electrode, the implanted p-type impurity is largely diffused.

[発明が解決しようとする課題〕 本発明者は、前記のように、内部のPチャネルMISF
ETと同じ工程で形成された入力保護回路及び出力保護
回路のPチャネルMISFETのブレイクダウン特性を
実験したところ、そのドレインがブレイクダウンを重ね
るごとに接合耐圧が劣化し、最大定格電圧(例えば7V
)を印加したときのリーク電流が増大していくことを見
出した。
[Problems to be Solved by the Invention] As mentioned above, the present inventor has solved the problem by
When we experimented with the breakdown characteristics of P-channel MISFETs in the input protection circuit and output protection circuit formed in the same process as the ET, we found that the junction breakdown voltage deteriorated each time the drain breakdown occurred, and the maximum rated voltage (for example, 7V
) was found to increase the leakage current.

この接合耐圧の劣化は1次のようにして起る。すなわち
、PチャネルMISFETのドレインは、前記ように、
ゲート電極の側面部にサイドウオールを形成した後、ゲ
ート電極の下まで大きく拡散させて形成していたので、
不純物の濃度勾配が非常に緩やかになり、周辺部分では
実質的にp型とチャネル領域の中間領域は、p型のオフ
セット領域となる。このp−型になった部分では抵抗値
が高いため、静電気によってブレイクダウンするときに
部分的に高温となり、ドレインと半導体基板(又はウェ
ル領域)の間の接合耐圧が劣化して、リーク電流が増大
する。
This deterioration of the junction breakdown voltage occurs in a first-order manner. That is, the drain of the P-channel MISFET is, as described above,
After forming the sidewalls on the sidewalls of the gate electrode, they were widely diffused to the bottom of the gate electrode.
The impurity concentration gradient becomes very gentle, and in the peripheral portion, the region substantially between the p-type and channel regions becomes a p-type offset region. This p-type part has a high resistance value, so when it breaks down due to static electricity, it becomes locally high temperature, and the junction breakdown voltage between the drain and the semiconductor substrate (or well region) deteriorates, causing leakage current. increase

本発明の目的は、半導体集積回路装置の電気的な信頼性
を向上させることにある。
An object of the present invention is to improve the electrical reliability of a semiconductor integrated circuit device.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

[課題を解決するための手段〕 本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
[Means for Solving the Problems] Among the inventions disclosed in this application, a brief overview of typical inventions is as follows.

すなわち、半導体集積回路装置の外部電極に接続された
保護回路を構成するPチャネルMISFETと、前記半
導体集積回路装置の前記保護回路より内部の内部回路を
構成するPチャネルMISFETを備えた半導体集積回
路装置において、前記保護回路を構成するPチャネルM
ISFETのドルインは、高不純物濃度層のみで構成し
、前記内部回路のPチャネルM I S FETのドレ
インは。
That is, a semiconductor integrated circuit device comprising a P-channel MISFET forming a protection circuit connected to an external electrode of a semiconductor integrated circuit device, and a P-channel MISFET forming an internal circuit inside the protection circuit of the semiconductor integrated circuit device. In the P channel M constituting the protection circuit
The drain of the ISFET is made up of only a high impurity concentration layer, and the drain of the P-channel MISFET of the internal circuit is made up of only a high impurity concentration layer.

それのチャネル領域側の端部を低不純物濃度層。The end of it on the channel region side is a low impurity concentration layer.

それ以外の部分を高不純物濃度層で構成したものである
The other portions are made up of high impurity concentration layers.

〔作用〕[Effect]

上述した手段によれば、入力保護回路や出力保護回路の
PチャネルMISFETでは、それらのドレインが高不
純物濃度層のみからなり、またその濃度分布が急峻であ
るので、ブレイクダウン時にそのドレインの周辺部が高
温となって破わされることがなく、接合耐圧が劣化する
のを防止することができる。一方、内部回路のPチャネ
ルMISFETでは、チャネル領域側の端部が低不純物
濃度層となっているので、ドレイン端部でのホットキャ
リアの発生が抑制され、また短チヤネル効果が抑制され
る。これらのことから、半導体集積回路装置の電気的な
信頼性を高めることができる。
According to the above-mentioned means, in the P-channel MISFET of the input protection circuit and the output protection circuit, since their drains consist only of a high impurity concentration layer and the concentration distribution is steep, the surrounding area of the drain is It is possible to prevent the bonding voltage from deteriorating because it is not damaged due to high temperature. On the other hand, in the P-channel MISFET of the internal circuit, since the end on the channel region side is a low impurity concentration layer, the generation of hot carriers at the drain end is suppressed and the short channel effect is suppressed. For these reasons, the electrical reliability of the semiconductor integrated circuit device can be improved.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例の半導体集積回路装置を図面を
用いて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は、本発明の一実施例の半導体集積回路装置の入
力保護回路部分の平面図、 第2図は、第1図に示した入力保護回路のn−■切断線
における断面図、 第3図は、前記本発明の一実施例の半導体集積回路装置
の出力保護回路部分の平面図、第4図は、第3図に示し
た出力保護回路の■−■切断線における断面図、 第5図は、第1図に示した入力保護回路の等価回路図、 第6図は、第3図に示した出力保護回路の等価回路図で
ある。
1 is a plan view of an input protection circuit portion of a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention; FIG. 2 is a sectional view taken along the n-■ section line of the input protection circuit shown in FIG. 1; 3 is a plan view of the output protection circuit portion of the semiconductor integrated circuit device according to the embodiment of the present invention, FIG. 4 is a cross-sectional view of the output protection circuit shown in FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the input protection circuit shown in FIG. 1, and FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of the output protection circuit shown in FIG. 3.

なお、第1図及び第3図は、入力保護回路及び出力保護
回路の構成を分り易くするため、フィールド絶縁膜以外
の絶縁膜を図示していない。
Note that in FIGS. 1 and 3, insulating films other than the field insulating film are not shown in order to make the configurations of the input protection circuit and the output protection circuit easier to understand.

第1図、第2図及び第5図において、BPIはポンディ
ングパッド、Qply Qp2+ Qp3のそれぞれは
、PチャネルMISFET、Qnl。
In FIGS. 1, 2, and 5, BPI is a bonding pad, and Qply, Qp2+, and Qp3 are P-channel MISFETs and Qnl, respectively.

Qn2.Qn3のそれぞれはNチャネルMISFET、
Rは抵抗素子である。PチャネルMISFETQP1.
QP2.Qp3は、p−型半導体基板1の主面部のイ型
ウェル領域3に設けられている。また、NチャネルMI
SFETQnl、Qn2、Qn3及び抵抗素子Rは、p
−型ウェル領域2に設けられている。4はフィールド絶
縁膜であり、5はp型チャネルストッパ領域である。前
記PチャネルMISFETQPI、Qp2.Nチャネル
MISFETQnl、Qn2及び抵抗素子Rとで入力保
護回路を構成している。入力保護回路より内側の回路が
内部回路であり、例えばマスクROM等のメモリでは、
入力バッファ回路、アドレスデコーダ回路、クロック回
路、センスアンプ回路、ワード線ドライバ回路等が内部
回路である。PチャネルMISFETQp3とNチャネ
ルMISFETQn3とは、前記内部回路の一つである
例えば入カバソファ回路を構成している。前記入力保護
回路を構成するPチャネルM I S F E ’r 
Q p 1. 。
Qn2. Each of Qn3 is an N-channel MISFET,
R is a resistance element. P-channel MISFET QP1.
QP2. Qp3 is provided in the A-type well region 3 on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1. Also, N-channel MI
SFETQnl, Qn2, Qn3 and resistance element R are p
- type well region 2. 4 is a field insulating film, and 5 is a p-type channel stopper region. The P-channel MISFETs QPI, Qp2. The N-channel MISFETs Qnl and Qn2 and the resistance element R constitute an input protection circuit. The circuit inside the input protection circuit is an internal circuit. For example, in a memory such as a mask ROM,
Internal circuits include an input buffer circuit, an address decoder circuit, a clock circuit, a sense amplifier circuit, and a word line driver circuit. The P-channel MISFET Qp3 and the N-channel MISFET Qn3 constitute one of the internal circuits, for example, an input cover sofa circuit. P-channel M I S F E 'r constituting the input protection circuit
Q p 1. .

Qp2は、ソース、ドレインとなるp°型半導体領域1
1と、ゲート電極7と、ゲート絶縁膜6とで構成されて
いる。前記p°型半導体領域11は、後述する出力バッ
ファ回路のPチャネルMISFETのソース、ドレイン
と同一工程で形成されるので、そのチャネル領域側の端
部をゲート電極7の下に回り込ませである。そして、こ
のp°型半導体領域11は、不純物の濃度分布をできる
だけ急峻にしである。前記入力保護回路のNチャネルM
ISFETQnl、Qn2は、ゲート電極子と、ゲート
絶縁膜6と、ソース、ドレインとなるゴ型半導体領域1
2とで構成されている。そして、前記PチャネルMIS
FETQpl、Qp2、NチャネルMISFETQnl
、Qn2のそれぞれのゲート電極7のゲート長は、3.
0〜3.5μm程度に長くされている。内部回路のPチ
ャネルMISFETQp3は、ゲート電極子と、ゲート
絶縁膜6と、ソース、ドレインのチャネル領域側の端部
を成すp型半導体領域9と、ソース、ドレインの前記p
型半導体領域9以外の部分を成すp°型半導体領域10
とで構成されている。NチャネルMISFETQn3は
、ゲート電極7と、ゲート絶縁膜6と、ソース、ドレイ
ンのチャネル領域側の端部を成すn型半導体領域13と
、ソース、ドレインの前記n型半導体領域13以外の部
分を成すn°型半導体領域14とで構成されている。こ
れら内部回路のPチャネルMISFETQP3、Nチャ
ネルMn3のゲート電極7のゲート長は、1.3μm程
度に非常に短くされている。前記抵抗素子Rは、Nチャ
ネルMISFETQn2のドレインとなるn°型半導体
領域12と一体に形成されたゴ型半導体領域からなって
いる。16は電源電位Vcc例えば5Vを給電するため
の配線である。この配線16でPチャネルMISFET
Qpl及びQp2のゲート電極7、とソースとなるp゛
型半導体領域11の間を接続口15を通して接続してい
る。PチャネルMISFETQplのドレインとなるp
0型型半体領域11には、ポンディングパッドBPIか
ら延びてきた配線18が、接続口15を通して接続され
ている。17は接地電位Vss例えばOvを給電するた
めの配線である。この配線17でNチャネルMISFE
TQnl及びQn2のゲート電極7と、ソースとなるn
°型半導体領域12の間を接続口15を通して接続して
いる。また、NチャネルMISFETQnlのドレイン
となるn°型半導体領域12には、ポンディングパッド
BPIから延びてきた配、f!19が接続されている。
Qp2 is a p° type semiconductor region 1 which becomes a source and a drain.
1, a gate electrode 7, and a gate insulating film 6. Since the p° type semiconductor region 11 is formed in the same process as the source and drain of the P channel MISFET of the output buffer circuit to be described later, the end portion on the channel region side is wrapped around under the gate electrode 7. The p° type semiconductor region 11 is designed to have an impurity concentration distribution as steep as possible. N channels M of the input protection circuit
ISFETQnl, Qn2 includes a gate electrode element, a gate insulating film 6, and a go-type semiconductor region 1 that becomes a source and a drain.
It is composed of 2. And the P channel MIS
FETQpl, Qp2, N-channel MISFETQnl
, Qn2, the gate length of each gate electrode 7 is 3.
The length is approximately 0 to 3.5 μm. The P-channel MISFET Qp3 of the internal circuit includes a gate electrode element, a gate insulating film 6, a p-type semiconductor region 9 forming the end of the source and drain on the channel region side, and the p-channel MISFET Qp3 of the source and drain.
A p° type semiconductor region 10 forming a portion other than the type semiconductor region 9
It is made up of. The N-channel MISFET Qn3 includes a gate electrode 7, a gate insulating film 6, an n-type semiconductor region 13 forming the end of the source and drain on the channel region side, and a portion of the source and drain other than the n-type semiconductor region 13. It is composed of an n° type semiconductor region 14. The gate lengths of the gate electrodes 7 of the P-channel MISFET QP3 and N-channel Mn3 in these internal circuits are extremely short, about 1.3 μm. The resistance element R is made of a Go-type semiconductor region formed integrally with an n°-type semiconductor region 12 that becomes the drain of the N-channel MISFET Qn2. Reference numeral 16 denotes a wiring for supplying power supply potential Vcc, for example, 5V. This wiring 16 connects the P-channel MISFET.
The gate electrodes 7 of Qpl and Qp2 and the p' type semiconductor region 11 serving as a source are connected through a connection port 15. p which becomes the drain of P channel MISFETQpl
A wiring 18 extending from the bonding pad BPI is connected to the type 0 half region 11 through the connection port 15 . Reference numeral 17 denotes a wiring for supplying the ground potential Vss, for example, Ov. With this wiring 17, N-channel MISFE
The gate electrode 7 of TQnl and Qn2 and the n
The °-type semiconductor regions 12 are connected through connection ports 15. Further, in the n° type semiconductor region 12 which becomes the drain of the N-channel MISFETQnl, there is a wire extending from the bonding pad BPI, f! 19 are connected.

この配線19は、抵抗素子Rにも接続されている。20
はPチャネルMISFETQp2のドレインとなるp°
型半導体領域11と、NチャネルMISFETQn2の
ドレインとなるd型半導体領域12と、PチャネルMI
SFETQp3のゲート電極7と、NチャネルMISF
ETQn3のゲート電極7とのそれぞれの間を接続して
いる配線である。21はPチャネルMISFETのドレ
インの一部となるp°型半導体領域10と、Nチャネル
MiSFETQn3のドレインの一部となるn゛型半導
体領域14の間を接続している配線である。配線16゜
17、18.19.20.21及びポンディングパッド
BP1のそれぞれはアルミニウム膜からなっている。
This wiring 19 is also connected to the resistance element R. 20
p° is the drain of P-channel MISFET Qp2
type semiconductor region 11, d-type semiconductor region 12 which becomes the drain of N-channel MISFETQn2, and P-channel MISFET Qn2.
Gate electrode 7 of SFETQp3 and N-channel MISF
This is a wiring that connects each of the gate electrodes 7 of ETQn3. Reference numeral 21 denotes a wiring connecting between the p° type semiconductor region 10 which becomes part of the drain of the P channel MISFET and the n° type semiconductor region 14 which becomes part of the drain of the N channel MiSFET Qn3. Each of the wiring lines 16.degree.17, 18.19.20.21 and the bonding pad BP1 is made of an aluminum film.

22は第1層目のパッシベーション膜であり、例えば酸
化シリコン膜からなっている。23と24は最終のパッ
シベーション膜であり、パッシベーション膜23は例え
ばプラズマCVDで形成した窒化シリコン膜からなって
いる。パッシベーション膜24は、例えばポリイミド膜
からなっている。
22 is a first layer passivation film, which is made of, for example, a silicon oxide film. 23 and 24 are final passivation films, and the passivation film 23 is made of, for example, a silicon nitride film formed by plasma CVD. The passivation film 24 is made of, for example, a polyimide film.

次に、第3図、第4図及び第6図を使って出力保護回路
の構成を説明する。
Next, the configuration of the output protection circuit will be explained using FIGS. 3, 4, and 6.

第3図、第4図及び第6図において、Qp4はPチャネ
ルMISFETであり、Q n 4はNチャネルMIS
FETである。これらPチャネルMISFETQp4と
、NチャネルMISFETQn4とで出力バッファを構
成している。PチャネルMISFETQp4は、ゲート
電極7と、ゲート絶縁膜6と、ソース、ドレインとなる
p′型半導体領域11とで構成されている。p°型半導
体領域11は、ゲート電極7の下に回り込んでおり、か
つその不純物濃度の濃度勾配はできるだけ急峻にしであ
る。
In FIGS. 3, 4, and 6, Qp4 is a P-channel MISFET, and Qn4 is an N-channel MISFET.
It is an FET. These P-channel MISFETQp4 and N-channel MISFETQn4 constitute an output buffer. P-channel MISFET Qp4 is composed of a gate electrode 7, a gate insulating film 6, and a p'-type semiconductor region 11 serving as a source and a drain. The p° type semiconductor region 11 extends under the gate electrode 7, and its impurity concentration gradient is made as steep as possible.

ソースとなるp°型半導体領域11には、電源電位VQ
Cを給電する配線16が接続されている。ドレインとな
るp゛型半導体領域11にはポンディングパッドBP2
から延びてきた配#I25が接続されている。
The p° type semiconductor region 11 serving as a source has a power supply potential VQ
A wiring 16 for feeding power C is connected. A bonding pad BP2 is provided in the p type semiconductor region 11 which becomes the drain.
The wiring #I25 extending from the terminal is connected.

NチャネルM I S F E T Q n 4は、ゲ
ート電極7と、ゲート絶縁膜6と、ソース、ドレインと
なるゴ型半導体領域12とで構成されている。n゛型半
導体領域12は、ゲート電極子の下に回り込ませである
。ソースとなるn°型半導体領域12には、接地電位V
ssを給電する配線17が接続されている。ドレインと
なるゴ型半導体領域12にはポンディングパッドBP2
から延びてきた配線26が接続されている。このように
、出力バッファ回路の最終段を構成するPチャネルMI
SFETQp4のソース。
The N-channel MISFET Q n 4 is composed of a gate electrode 7, a gate insulating film 6, and a Go-type semiconductor region 12 that becomes a source and a drain. The n-type semiconductor region 12 is wrapped around under the gate electrode. The n° type semiconductor region 12 serving as a source has a ground potential V
A wiring 17 that supplies power to ss is connected. A bonding pad BP2 is provided in the Go-type semiconductor region 12 which becomes the drain.
A wiring 26 extending from is connected thereto. In this way, the P-channel MI constituting the final stage of the output buffer circuit
Source of SFETQp4.

ドレインは不純物濃度の高いp゛型半導体領域11のみ
からなり、またNチャネルMISFETQn4のソース
、ドレインは、不純物濃度の高いn′型半導体領域12
のみからなっている。
The drain consists only of the p'-type semiconductor region 11 with a high impurity concentration, and the source and drain of the N-channel MISFET Qn4 consist of the n'-type semiconductor region 12 with a high impurity concentration.
It consists only of

前記出力バッファ回路の出力保護回路は、p゛型半導体
領域11とn−型ウェル領域3との間に構成されるPN
接合ダイオードと、d型半導体領域12とp−型ウェル
領域2の間で構成されるPN接合ダイオードで構成され
ている。すなわち、前記出力バッファ回路を構成してい
るPチャネルMZSFETQp4及びNチャネルMIS
FETQn4が、出力保護回路を兼ねている。そして、
出カバソファ回路より内側に、例えばマスクROM等の
メモリではセンスアンプ回路、ワード線ドライバ回路。
The output protection circuit of the output buffer circuit includes a PN transistor formed between the p' type semiconductor region 11 and the n- type well region 3.
It is composed of a junction diode and a PN junction diode formed between the d-type semiconductor region 12 and the p-type well region 2. That is, the P-channel MZSFETQp4 and the N-channel MIS that constitute the output buffer circuit
FETQn4 also serves as an output protection circuit. and,
For example, in a memory such as a mask ROM, a sense amplifier circuit and a word line driver circuit are located inside the output sofa circuit.

クロック回路といった内部回路が設けられている。An internal circuit such as a clock circuit is provided.

次に、入力保護回路及び出力保護ダイオードのPチャネ
ルMISFETのソース、ドレインをp。
Next, connect the source and drain of the P-channel MISFET of the input protection circuit and output protection diode to p.

型半導体領域のみ、すなわちシングルトレイン(SD)
としたときと、そのソース、ドレインをLDD構造ある
いは二重ドレイン(D D)構造にしたときとで、電気
的信頼性を比較する。
type semiconductor region only, i.e. single train (SD)
The electrical reliability will be compared between when the source and drain are made into an LDD structure or a double drain (DD) structure.

第7図は、シングルドレインと、LDD構造のドレイン
又は二重ドレインの静電破壊電圧に対する不良率を示し
た図であり、横軸は静電破壊電圧(V)、縦軸は不良率
(%)である。
FIG. 7 is a diagram showing the failure rate with respect to the electrostatic breakdown voltage of a single drain, a drain with an LDD structure, or a double drain. The horizontal axis is the electrostatic breakdown voltage (V), and the vertical axis is the failure rate (%). ).

第8図は、シングルドレインと、LDD構造のドレイン
又は二重ドレインのブレイクダウン後のリーク電流特性
を示した図であり、横軸は逆バイアス電圧(■)、縦軸
はリーク電流(μA)である。
Figure 8 is a diagram showing the leakage current characteristics after breakdown of a single drain, a drain with an LDD structure, or a double drain, where the horizontal axis is the reverse bias voltage (■) and the vertical axis is the leakage current (μA). It is.

第9図は、シングルドレインと、LDD構造のドレイン
又は二重ドレインのストレス電圧に対する劣化時間を示
した図であり、横軸はストレス電圧(V)、縦軸は劣化
時間(h r)である。
FIG. 9 is a diagram showing the deterioration time with respect to stress voltage for a single drain, a drain with an LDD structure, or a double drain. The horizontal axis is the stress voltage (V), and the vertical axis is the deterioration time (hr). .

第7図に示すように、シングルドレイン(S D)は、
LDD構造のドレインや二重ドレイン(DD)のMIS
FETより静電破壊電圧に対して不良が発生しにくくな
っている。また、第8図に示すように、静電気を繰り返
し印加すると、LDD構造のドレインや二重ドレインで
は、リーク電流特性が、実線AOで示した初期のリーク
電流特性から、破線Al、A2で示したように、しだい
にリーク電流特性が劣化していく。これに対して、シン
グルドレインでは実線AOで示した初期のリーク電流特
性をストレス電圧印加後も維持できる。
As shown in Figure 7, the single drain (SD) is
MIS with LDD structure drain or double drain (DD)
It is less likely to cause defects due to electrostatic breakdown voltage than FETs. Furthermore, as shown in Figure 8, when static electricity is repeatedly applied, the leakage current characteristics of the LDD structure drain or double drain change from the initial leakage current characteristics shown by the solid line AO to the broken lines Al and A2. As such, the leakage current characteristics gradually deteriorate. On the other hand, in the case of a single drain, the initial leakage current characteristic shown by the solid line AO can be maintained even after the stress voltage is applied.

さらに、第9図に示すように、シングルドレイン(S 
D)は、LDD構造のドレインや二重ドレイン(DD)
より、ストレス電圧に対して劣化時間を長くすることが
できる。
Furthermore, as shown in FIG.
D) is a drain with an LDD structure or a double drain (DD)
Therefore, the deterioration time can be increased relative to the stress voltage.

次に、前記入力保護回路を構成するPチャネルMISF
ETQpl、Qp2、NチャネルMISF’ETQnl
、Qn2及び抵抗素子Rのうち、PチャネルM I S
 F E T Q p 2、NチャネルMISFETQ
n2及び抵抗素子Rと、入カバソファ回路を構成するP
チャネルMISFETQP3.NチャネルMISFET
Qn3の製造方法を説明する。
Next, the P-channel MISF constituting the input protection circuit
ETQpl, Qp2, N-channel MISF'ETQnl
, Qn2 and resistance element R, P channel M I S
FETQp 2, N-channel MISFETQ
n2 and resistance element R, and P that constitutes the input cover sofa circuit.
Channel MISFETQP3. N-channel MISFET
The manufacturing method of Qn3 will be explained.

第10図乃至第19図は、前記PチャネルMISFET
Qp2、NチャネルMISFETQn2゜抵抗素子Rと
、PチャネルMISFETQp3゜NチャネルMISF
ETQn3の製造方法を説明するための図であり、第2
図と同一部分の断面図である。なお、出力バッファを構
成するPチャネルMISFETQp4とNチャネルMI
SFETQ n 4の製造方法は、入力保護回路のPチ
ャネルMISFETQpl、Qp2あるいはNチャネル
MISFETQnl、Qn2と同じなので、説明を省略
する。また、内部回路の前記PチャネルMI 5FET
Qp3以外のPチャネルMISFETの製造方法は、P
チャネルMISFETQp3と同じであり、また内部回
路の前記NチャネルMISFETQn3以外のNチャネ
ルMISFETの製造方法は、NチャネルMISFET
Qn3と同じである。また、例えばマスクROM等のメ
モリセルは、NチャネルMISFETQn3の製造方法
と同様に形成される。
10 to 19 show the P-channel MISFET
Qp2, N-channel MISFETQn2゜resistance element R, and P-channel MISFETQp3゜N-channel MISF
It is a diagram for explaining the manufacturing method of ETQn3, and the second
It is a sectional view of the same part as the figure. Note that the P-channel MISFETQp4 and N-channel MISFET that constitute the output buffer
The manufacturing method of SFETQ n 4 is the same as that of the P-channel MISFETs Qpl, Qp2 or the N-channel MISFETs Qnl, Qn2 of the input protection circuit, so the explanation will be omitted. In addition, the P-channel MI 5FET of the internal circuit
The manufacturing method of P-channel MISFET other than Qp3 is P
The method for manufacturing N-channel MISFETs other than the N-channel MISFET Qn3, which is the same as channel MISFET Qp3 and has an internal circuit, is the same as N-channel MISFET Qp3.
Same as Qn3. Furthermore, a memory cell such as a mask ROM is formed in the same manner as the N-channel MISFETQn3.

前記半導体集積回路装置の製造方法は、まず、p−型半
導体基板1に、p−型ウェル領域2、n−型ウェル領域
3.フイールド絶縁膜4、pチャネルストッパ領域5の
それぞれを形成した後、p−型ウェル領域2及び1型ウ
エル領域3のフィールド絶縁膜4から露出している表面
を熱酸化してゲート絶縁膜6(第10図)を形成する。
The method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device includes first forming a p-type semiconductor substrate 1, a p-type well region 2, an n-type well region 3 . After forming each of the field insulating film 4 and the p-channel stopper region 5, the surfaces of the p-type well region 2 and type 1 well region 3 exposed from the field insulating film 4 are thermally oxidized to form a gate insulating film 6 ( Figure 10) is formed.

次に、半導体基板1上の全面に、例えば多結晶シリコン
膜と高融点金属シリサイド膜とからなる2層膜(ポリサ
イド膜)を形成し、これをパターニングして第10図に
示すように、それぞれのゲート電極7を形成する。この
ゲート電極7を形成するとき、入力保護回路を構成する
ためのPチャネルMISFETQpl、Qp2.Nチャ
ネルMISFETQn1、Qn2及び出力バッファ回路
を構成するPチャネルMISFETQp4、Nチャネル
MISFETQn4のゲート長は、3.0〜3.5μm
程度にし、それ以外のMISFETのゲート長は、16
3μm程度にしている。次に、ソース、ドレインがLD
D構造にされるNチャネルMI SFETQn3の前記
ソース、ドレインのうち、不純物濃度の低い部分を形成
するため、半導体基板1上にレジスト膜からなるマスク
30(第11図)を形成する。次に、第11図に示すよ
うに、NチャネルMISFETQn3が設けられる領域
にイオン打込みでn型不純物31、例えばリンを導入す
る。ドーズ量は、 I X 1013atoms/ d
程度にする。このイオン打込みが、NチャネルMISF
ETQn3のn型半導体領域13を形成する工程である
。この後、マスク30を除去する。次に、内部回路のP
チャネルMISFETQp3のソース、ドレインの一部
であるp型半導体領域9をイオン打込みで形成するため
に、半導体基板1上にレジスト膜からなるマスク32(
第12図)を形成する。そして、第12図に示すように
、PチャネルMISFETQp3が設けられる領域にイ
オン打込みでP型不純物33、例えばニフッ化ボロン(
B F2)を導入する。ドーズ量は7 X 10 ”a
tones/ aJ径程度する。
Next, a two-layer film (polycide film) consisting of, for example, a polycrystalline silicon film and a high melting point metal silicide film is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1, and this is patterned to form the respective layers as shown in FIG. A gate electrode 7 is formed. When forming this gate electrode 7, P-channel MISFETs Qpl, Qp2 . The gate length of N-channel MISFETQn1, Qn2 and P-channel MISFETQp4, N-channel MISFETQn4 that constitute the output buffer circuit is 3.0 to 3.5 μm.
The gate length of other MISFETs is 16
The thickness is about 3 μm. Next, the source and drain are LD
A mask 30 (FIG. 11) made of a resist film is formed on the semiconductor substrate 1 in order to form a portion with a low impurity concentration among the source and drain of the N-channel MI SFET Qn3 having a D structure. Next, as shown in FIG. 11, an n-type impurity 31, for example, phosphorus, is introduced by ion implantation into the region where the N-channel MISFET Qn3 is provided. The dose is I x 1013 atoms/d
to a certain degree. This ion implantation leads to N-channel MISF
This is a step of forming the n-type semiconductor region 13 of ETQn3. After this, the mask 30 is removed. Next, P of the internal circuit
In order to form a p-type semiconductor region 9, which is part of the source and drain of the channel MISFET Qp3, by ion implantation, a mask 32 (made of a resist film) is formed on the semiconductor substrate 1.
FIG. 12) is formed. Then, as shown in FIG. 12, a P-type impurity 33, such as boron nifluoride (
B F2) is introduced. The dose is 7 x 10”a
tones/aJ diameter.

このイオン打込みが、PチャネルMISFETQP3の
p型半導体領域9を形成する工程である。
This ion implantation is the step of forming the p-type semiconductor region 9 of the P-channel MISFET QP3.

この後、マスク32を除去する。次に、NチャネルMI
SFETQn2のソース、ドレインをイオン打込みで形
成するために、半導体基板1上にレジスト膜からなるマ
スク34(第13図)を形成する。
After this, the mask 32 is removed. Next, N-channel MI
In order to form the source and drain of SFETQn2 by ion implantation, a mask 34 (FIG. 13) made of a resist film is formed on the semiconductor substrate 1.

そして、第13図に示すように、NチャネルMISFE
TQn2が設けられる領域にイオン打込みでn型不純物
351例えばリン(P)を導入する。
Then, as shown in FIG. 13, the N-channel MISFE
An n-type impurity 351, such as phosphorus (P), is introduced by ion implantation into the region where TQn2 is provided.

ドーズ量は、5 X 10 ”atoms/ aa程度
にする。
The dose amount is approximately 5×10” atoms/aa.

このイオン打込みが、NチャネルMISFETQn2の
ゴ型半導体領域12を形成する工程である。
This ion implantation is the step of forming the go-type semiconductor region 12 of the N-channel MISFETQn2.

この後、マスク34を除去する。次に、PチャネルMI
 5FETQp2のソース、ドレインをイオン打込みで
形成するために、半導体基板1上にレジスト膜からなる
マスク36(第14図)を形成する。
After this, the mask 34 is removed. Then P channel MI
In order to form the source and drain of the 5FET Qp2 by ion implantation, a mask 36 (FIG. 14) made of a resist film is formed on the semiconductor substrate 1.

そして、第14図に示すように、PチャネルMISFE
TQp2が設けられる領域にイオン打込みでp型不純物
371例えばニフッ化ボロン37を導入する。ドーズ量
は、 2 X 10”atoms/ a1程度にする。
Then, as shown in FIG. 14, the P-channel MISFE
A p-type impurity 371, such as boron difluoride 37, is introduced by ion implantation into the region where TQp2 is provided. The dose amount is approximately 2×10”atoms/a1.

このイオン打込みが、PチャネルMISFETQp 2
のp°型半導体領域11を形成する工程である。この後
、マスク36を除去する。次に、サイドウオール8を形
成するために、第15図に示すように、半導体基板1上
の全面に例えばCVDで酸化シリコン膜8Aを形成する
0次に、酸化シリコン膜8Aを反応性イオンエツチング
でエッチバックして、第16図に示すように、ゲート電
極7の側面部にサイドウオール8を形成する。次に。
This ion implantation leads to P-channel MISFETQp 2
This is a step of forming a p° type semiconductor region 11. After this, the mask 36 is removed. Next, in order to form the sidewall 8, as shown in FIG. 15, a silicon oxide film 8A is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1 by, for example, CVD.Next, the silicon oxide film 8A is subjected to reactive ion etching. Then, as shown in FIG. 16, a sidewall 8 is formed on the side surface of the gate electrode 7. next.

Arアニール、シリサイド酸化を施す。このとき半導体
基板1に加わる熱によって前記不純物31゜33、35
.37のそれぞれが少し拡散されて、接合深さの浅いn
型半導体領域13.p型半導体領域9゜p°型半導体領
域11.n″型半導体領域12が形成される。次に、N
チャネルMISFETQn3のソース、ドレインの高濃
度の部分(n°型半導体領域14)をイオン打込みで形
成するために、半導体基板1上にレジスト膜からなるマ
スク38(第17図)を形成する。そして、Nチャネル
M I S F E T Q n3が設けられる領域に
イオン打込みによってn型不純物39、例えばヒ素(A
s)を導入する。ドーズ量は、5 X 10 ”ato
ms/ cxi程度にする。このイオン打込みが、Nチ
ャネルM I S F E T Q n 3のゴ型半導
体領域14を形成する工程である。この後、マスク38
を除去する。次に、PチャネルMISFETQP3のソ
ース、ドレインの高濃度の部分(p゛型半導体領域10
)をイオン打込みで形成するために、半導体基板1上に
レジスト膜からなるマスク40を形成する。そして、P
チャネルMISFETQp3が設けられる領域にイオン
打込みでp型不純物411例えばニフッ化ボロン(B 
F2)を導入する。ドーズ量は、2 X 101′at
oI!ls/cJ程度にする。このイオン打込みがPチ
ャネルMISFETQP2のp゛型半導体領域11を形
成する工程である。この後、マスク40を除去する。次
に。
Perform Ar annealing and silicide oxidation. At this time, due to the heat applied to the semiconductor substrate 1, the impurities 31, 33, 35
.. 37 are slightly diffused to form a shallow junction depth n
type semiconductor region 13. p-type semiconductor region 9°p-type semiconductor region 11. An n″ type semiconductor region 12 is formed.Next, an N″ type semiconductor region 12 is formed.
A mask 38 (FIG. 17) made of a resist film is formed on the semiconductor substrate 1 in order to form the high concentration portions (n° type semiconductor region 14) of the source and drain of the channel MISFET Qn3 by ion implantation. Then, an n-type impurity 39, such as arsenic (A
s). The dose is 5 x 10”ato
Set it to about ms/cxi. This ion implantation is a step for forming the go-type semiconductor region 14 of the N-channel MISFET Q n 3. After this, mask 38
remove. Next, the highly doped portions of the source and drain of the P-channel MISFET QP3 (the p-type semiconductor region 10
) is formed by ion implantation, a mask 40 made of a resist film is formed on the semiconductor substrate 1. And P
A p-type impurity 411 such as boron difluoride (B
F2) is introduced. The dose is 2 x 101'at
oI! Set it to about ls/cJ. This ion implantation is the step of forming the p' type semiconductor region 11 of the P channel MISFET QP2. After this, the mask 40 is removed. next.

アニールして、前記導入したそれぞれの不純物31゜3
3、35.37.39.41を活性化し、又所定の深さ
まで拡散させることにより、n型半導体領域13.p型
半導体領域9.r1″型半導体領域12+ p”型半導
体領域11. r1′型半導体領域14* p”型半導
体領域10のそれぞれが完成する。
After annealing, each of the introduced impurities was removed by 31°3.
3, 35, 37, 39, 41 and diffused to a predetermined depth, the n-type semiconductor region 13. p-type semiconductor region9. r1'' type semiconductor region 12+p'' type semiconductor region 11. The r1' type semiconductor region 14* and the p'' type semiconductor region 10 are each completed.

以上、説明したように、半導体集積回路装置の外部電極
(ポンディングパッドBPI、BP2)に接続された保
護回路を構成するPチャネルMISFETQp 1・Q
p2と、前記半導体集積回路装置の前記保護回路より内
側の内部回路を構成するPチャネルMISFETQp3
を備えた半導体集積回路装置において、前記保護回路を
構成するPチャネルMISFETQpl、Qp2のドレ
インは、高不純物濃度層(p”型半導体領域11)のみ
で構成し、前記内部回路のPチャネルMISFET Q
 p 3のドレインは、それのチャネル領域側の端部を
低不純物濃度層(p型半導体領域)、それ以外の部分を
高不純物濃度層(p゛型半導体領域10)で構成したこ
とにより、前記入力保護回路や出力保護回路のPチャネ
ルMISFETQPI、Qp2、Qp4のドレイン(p
°型半導体領域11)の濃度分布が急峻であり、ブレイ
クダウン時にそのドレインの周辺部が高温となって破わ
されることがないので、接合耐圧が劣化するのを防止す
ることができる。一方、内部回路のPチャネルMISF
ETQp3では、チャネル領域側の端部が低不純物濃度
層(p型半導体領域9)となっているので、ドレイン端
部でのホットキャリアの発生が抑制され、また短チヤネ
ル効果が抑制される。これらのことから、半導体集積回
路装置の電気的な信頼性を高めることができる。
As explained above, the P-channel MISFETQp1/Q constitutes the protection circuit connected to the external electrodes (ponding pads BPI, BP2) of the semiconductor integrated circuit device.
p2, and a P-channel MISFET Qp3 that constitutes an internal circuit inside the protection circuit of the semiconductor integrated circuit device.
In the semiconductor integrated circuit device, the drains of the P-channel MISFETs Qpl and Qp2 constituting the protection circuit are composed only of a high impurity concentration layer (p" type semiconductor region 11), and the drains of the P-channel MISFET Qpl and Qp2 of the internal circuit
The drain of p3 is formed by forming a low impurity concentration layer (p type semiconductor region) at the end on the channel region side and a high impurity concentration layer (p type semiconductor region 10) at the other part. The drains (p
Since the concentration distribution of the °-type semiconductor region 11) is steep, the surrounding area of the drain does not become hot and break during breakdown, so deterioration of the junction breakdown voltage can be prevented. On the other hand, the P-channel MISF of the internal circuit
In ETQp3, since the end on the channel region side is a low impurity concentration layer (p-type semiconductor region 9), the generation of hot carriers at the drain end is suppressed and the short channel effect is suppressed. For these reasons, the electrical reliability of the semiconductor integrated circuit device can be improved.

なお、本発明の半導体集積回路装置は、次のように形成
してもよい。
Note that the semiconductor integrated circuit device of the present invention may be formed as follows.

すなわち、入力保護回路、出力保護回路(すなわち出カ
バソファ回路)及び内部回路のそれぞれのPチャネルM
ISFETのゲート電極7のゲート長を同じにし、かつ
内部回路のNチャネルMISFETのゲート長より少し
長くして、前記それぞれのPチャネルMISFETのソ
ース、ドレインを同じ工程で形成するものである。
That is, each P channel M of the input protection circuit, output protection circuit (i.e., output sofa circuit), and internal circuit
The gate lengths of the gate electrodes 7 of the ISFETs are made the same and slightly longer than the gate lengths of the N-channel MISFETs in the internal circuit, and the sources and drains of the respective P-channel MISFETs are formed in the same process.

第20図乃至第25図は1本発明の前記と異る半導体集
積回路装置の製造方法を説明するための図であり、第2
図と同一部分の製造工程における断面図である。
20 to 25 are diagrams for explaining a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, which is different from the above-mentioned method.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the same part as the figure in the manufacturing process.

なお、入力保護回路のPチャネルMISFETQplは
、PチャネルMISFETQp2.Qp3と同様に形成
され、入力保護回路のNチャネルM I S F E 
T Q n 1は、NチャネルMISFETQn2と同
様に形成するので、省略する。また、例えばマスクRO
M等のメモリでは、メモリセルをNチャネルMISFE
TQn3と同様に形成するので、説明を省略する。
Note that the P-channel MISFETQpl of the input protection circuit is the same as the P-channel MISFETQp2. Formed similarly to Qp3, N-channel M I S F E of the input protection circuit
T Q n 1 is formed in the same way as N-channel MISFET Qn2, so it will be omitted. Also, for example, mask RO
In memory such as M, memory cells are N-channel MISFE
Since it is formed in the same manner as TQn3, the explanation will be omitted.

前記実施例と異る半導体集積回路装置の製造方法は、ま
ず、半導体基板1上にそれぞれのゲート電極子(第20
図)を形成する。ここで、入力保護回路を構成するNチ
ャネルMISFETQn2のゲート長は、3.0〜3.
5μm程度にし、入力保護回路のPチャネルM I S
 F E T Q p 2及び内部回路のPチャネルM
ISFETQp3のゲート長は1.5μm程度にする。
In a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device that is different from the above embodiment, first, each gate electrode element (the 20th
form). Here, the gate length of N-channel MISFETQn2 constituting the input protection circuit is 3.0 to 3.0.
The P-channel M I S of the input protection circuit should be approximately 5 μm.
F E T Q p 2 and internal circuit P channel M
The gate length of ISFETQp3 is set to about 1.5 μm.

そして、内部回路のNチャネルMISFETQn3のゲ
ート長は、1゜3μm程度にする。次に、NチャネルM
ISFETQn3の低濃度層(n型半導体領域13)を
イオン打込みで形成するために、半導体基板1上にレジ
スト膜からなるマスク42を形成する。次に、第20図
に示すように、NチャネルMISFETQn3が設けら
れる領域へイオン打込みによってn型不純物43、例え
ばリンを導入する。このイオン打込みがn型半導体領域
13を形成する工程である。
The gate length of the N-channel MISFET Qn3 in the internal circuit is set to about 1.degree. 3 .mu.m. Next, N channel M
A mask 42 made of a resist film is formed on the semiconductor substrate 1 in order to form the low concentration layer (n-type semiconductor region 13) of the ISFET Qn3 by ion implantation. Next, as shown in FIG. 20, an n-type impurity 43, for example, phosphorus, is introduced by ion implantation into the region where the N-channel MISFET Qn3 is provided. This ion implantation is a step for forming the n-type semiconductor region 13.

この後、マスク42を除去する。次に、NチャネルMI
SFETQn2のソース、ドレインであるn。
After this, the mask 42 is removed. Next, N-channel MI
n is the source and drain of SFETQn2.

型半導体領域12をイオン打込みで形成するために、半
導体基板1上にレジスト膜からなるマスク43(第21
図)を形成する。そして、第21図に示すように、Nチ
ャネルM I S F E T Q n 2が設けられ
る領域へイオン打込みによってn型不純物45゜例えば
リンを導入する。このイオン打込みがn゛型半導体領域
12を形成する工程である。この後、マスク43を除去
する。次に、PチャネルMISFETQp2 (入力保
護回路)及びPチャネルMISFETQp3 (内部回
路)のソース、ドレインをイオン打込みで形成するため
に、半導体基板1上にレジスト膜からなるマスク46(
第22項)を形成する。そして、PチャネルMISFE
TQp2゜Qp3が設けられる領域へイオン打込みによ
ってp型不純物47、例えばニフッ化ボロンを導入する
In order to form the type semiconductor region 12 by ion implantation, a mask 43 (the 21st resist film) is formed on the semiconductor substrate 1.
form). Then, as shown in FIG. 21, an n-type impurity, for example, phosphorus, is introduced by 45° by ion implantation into the region where the N-channel MISFET Q n 2 is provided. This ion implantation is a process for forming the n' type semiconductor region 12. After this, the mask 43 is removed. Next, in order to form the sources and drains of P-channel MISFETQp2 (input protection circuit) and P-channel MISFETQp3 (internal circuit) by ion implantation, a mask 46 made of a resist film (
Section 22). And P channel MISFE
A p-type impurity 47, such as boron difluoride, is introduced by ion implantation into the region where TQp2°Qp3 is provided.

このイオン打込みが、PチャネルMISFETQp 2
 + Q p 3を形成する工程である。この後、マス
ク46を除去する。次に、第23図に示すように、それ
ぞれのゲート電極7の側面部に酸化シリコン膜からなる
サイドウオール8を形成する。このとき半導体基板lに
加わる熱で前記それぞれの不純物が少し拡散されて、接
合の浅いn型半導体領域13、ゴ型半導体領域12yP
’型半導体領域10.11が形成される。次に、Nチャ
ネルMISFETQn3のソース、ドレインの高濃度層
(n″型半導体領域14)をイオン打込みで形成するた
め、半導体基板1上にレジスト膜からなるマスク48(
第24図)を形成する。そして、第24図に示すように
、NチャネルM I S F E T Q n 3が設
けられる領域へイオン打込みによってn型不純物49、
例えばヒ素を導入する。このイオン打込みが、前記ソー
ス。
This ion implantation leads to P-channel MISFETQp 2
This is a step of forming +Q p 3. After this, the mask 46 is removed. Next, as shown in FIG. 23, a sidewall 8 made of a silicon oxide film is formed on the side surface of each gate electrode 7. At this time, the respective impurities are slightly diffused by the heat applied to the semiconductor substrate l, and the shallow junctions of the n-type semiconductor region 13 and the go-type semiconductor region 12yP
' type semiconductor regions 10.11 are formed. Next, a mask 48 (made of a resist film) (
Figure 24) is formed. Then, as shown in FIG. 24, n-type impurities 49,
For example, introducing arsenic. This ion implantation is the source.

ドレインの高濃度層を形成する工程である。この後、マ
スク48を除去する。次に、アニールを施して、先に導
入したそれぞれの不純物の活性化を図ることにより、第
25図に示すように、n型半導体領域13. rl″型
半導体領域12.14. p’型半導体領域10.11
が完成する。
This is a step of forming a high concentration layer for the drain. After this, mask 48 is removed. Next, annealing is performed to activate each of the previously introduced impurities, thereby forming the n-type semiconductor region 13. as shown in FIG. rl'' type semiconductor region 12.14. p' type semiconductor region 10.11
is completed.

以上、説明したように、出力保護回路及び入力保護回路
のPチャネルMISFETと、内部回路のPチャネルM
ISFETのそれぞれのゲート電極7のゲート長を同じ
くし、かつ内部回路のNチャネルM I S FETの
ゲート電極7のゲート長より長くしたことにより、前記
それぞれのPチャネルMISFETのドレイン(p”型
半導体領域11)をサイドウオール8を形成する以前の
イオン打込みで同時に形成することができるので、前記
入力保護回路や出力保護回路のPチャネルMISFET
ではブレイクダウン特性を向上することができ、内部回
路のPチャネルMISFETでは短チヤネル効果やホッ
トキャリアの発生を抑制することができる。さらに、前
記それぞれのPチャネルMISFETのドレイン(ソー
スを含めて)を同じ工程で形成することができるので、
製造工程の短縮を図ることができる。
As explained above, the P-channel MISFET of the output protection circuit and the input protection circuit, and the P-channel MISFET of the internal circuit
By making the gate lengths of the respective gate electrodes 7 of the ISFETs the same and longer than the gate lengths of the gate electrodes 7 of the N-channel MISFETs in the internal circuit, the drains of the respective P-channel MISFETs (p" type semiconductor Since the region 11) can be formed at the same time by ion implantation before forming the sidewall 8, the P-channel MISFET of the input protection circuit and output protection circuit can be formed simultaneously.
The breakdown characteristics can be improved, and the generation of short channel effects and hot carriers can be suppressed in the P-channel MISFET of the internal circuit. Furthermore, since the drains (including the sources) of each of the P-channel MISFETs can be formed in the same process,
The manufacturing process can be shortened.

なお、前記内部のNチャネルMISFETのソース、ド
レインをLDD構造にしたが、このソース、ドレインは
低不純物濃度層の中に高不純物濃度層を設けたいわゆる
二重ドレイン構造にしてもよい。
Although the source and drain of the internal N-channel MISFET have an LDD structure, the source and drain may have a so-called double drain structure in which a high impurity concentration layer is provided within a low impurity concentration layer.

以上、本発明を実施例にもとづき具体的に説明したが、
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は言うまでもない。
The present invention has been specifically explained above based on examples, but
It goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments described above, and can be modified in various ways without departing from the spirit thereof.

例えば、第2の実施例において、マスク42を省 。For example, in the second embodiment, the mask 42 is omitted.

略して、n型不純物をウェハ全面に導入して、n型半導
体領域13を形成することにより、製造工程の短縮を計
ることができる。
In short, the manufacturing process can be shortened by introducing n-type impurities into the entire surface of the wafer to form the n-type semiconductor region 13.

(発明の効果〕 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。
(Effects of the Invention) The effects obtained by typical inventions disclosed in this application are briefly described below.

入力保護回路や出力保護回路のPチャネルMISFET
では、それらのドレインが高不純物濃度層のみからなり
、またその濃度分布が急峻であるので、ブレイクダウン
時にそのトレインの周辺部が高温となって破わされるこ
とがなく、接合耐圧が劣化するのを防止することができ
る。一方、内部回路のPチャネルMISFETでは、チ
ャネル領域側の端部が低不純物濃度層となっているので
、ドレイン端部でのホットキャリアの発生が抑制され、
また短チヤネル効果が抑制される。これらのことから、
半導体集積回路装置の電気的な信頼性を高めることがで
きる。
P-channel MISFET for input protection circuit and output protection circuit
In this case, since these drains consist only of a layer with high impurity concentration, and the concentration distribution is steep, the surrounding area of the train does not become hot and rupture during breakdown, and the junction breakdown voltage deteriorates. can be prevented. On the other hand, in the P-channel MISFET of the internal circuit, the edge on the channel region side is a low impurity concentration layer, so the generation of hot carriers at the drain edge is suppressed.
Also, short channel effects are suppressed. from these things,
The electrical reliability of the semiconductor integrated circuit device can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、前記半導体集積回路装置の入力保護回路の部
分の平面図、 第2図は、第1図に示した入力保護回路の■−■切断線
における断面図、 第3図は、前記半導体集積回路装置の出力保護回路の部
分の平面図、 第4図は、第3図に示した出力保護回路のIV−■切断
線における断面図。 第5図は、第1図に示した入力保護回路の等価回路図、 第6図は、第3図に示した出力保護回路の等価回路図、 第7図は、シングルドレインと、LDD構造のドレイン
又は二重ドレインの静電破壊電圧に対する不良率を示し
た図、 第8図は、シングルドレインと、LDD構造のドレイン
又は二重ドレインのブレイクダウン後のリーク電流特性
を示した図、 第9図は、シングルドレインと、LDD構造のドレイン
又は二重ドレインのストレス電圧に対する劣化時間を示
した図。 第10図乃至第19図は、前記PチャネルMISFET
Qp 2、NチャネルMISFETQn2、抵抗素子R
と、PチャネルMISFETQp3゜NチャネルMIS
FETQn3の製造方法を説明するための図、 第20図乃至第25図は、前記第10図乃至第19図に
示した製造方法と異る半導体集積回路装置の製造方法を
説明するための図である。 図中、Q p 1 + Q p 2・・・入力保護用P
チャネルM I S F E T 、 Q n 1 、
 Q n 2−−−人力保護用NチャネルMISFET
、Qp3・・・内部回路のPチャネルMISFET、Q
n3・・・内部回路のNチャネルMISFET、6・・
・ゲート絶縁膜、7・・・ゲート電極、8・・・サイド
ウオール、9・・・p型半導体領域、10、11・・・
p°型半導体領域、 12.14・・・n°型半導体領
域、13・・・n型半導体領域である。 (し
FIG. 1 is a plan view of the input protection circuit portion of the semiconductor integrated circuit device, FIG. 2 is a sectional view of the input protection circuit shown in FIG. FIG. 4 is a plan view of the output protection circuit portion of the semiconductor integrated circuit device; FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV--■ of the output protection circuit shown in FIG. 3; Figure 5 is an equivalent circuit diagram of the input protection circuit shown in Figure 1, Figure 6 is an equivalent circuit diagram of the output protection circuit shown in Figure 3, and Figure 7 is an equivalent circuit diagram of the input protection circuit shown in Figure 3. Figure 8 is a diagram showing the failure rate with respect to electrostatic breakdown voltage of a drain or double drain. Figure 8 is a diagram showing leakage current characteristics after breakdown of a single drain and a drain of an LDD structure or a double drain. The figure shows the deterioration time of a single drain, a drain of an LDD structure, or a double drain with respect to stress voltage. 10 to 19 show the P-channel MISFET
Qp 2, N-channel MISFET Qn2, resistance element R
and P-channel MISFETQp3゜N-channel MIS
20 to 25 are diagrams for explaining a method for manufacturing the FETQn3, and FIGS. 20 to 25 are diagrams for explaining a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device that is different from the manufacturing method shown in FIGS. 10 to 19. be. In the figure, Q p 1 + Q p 2...P for input protection
Channel M I S F E T , Q n 1 ,
Q n 2---N-channel MISFET for human power protection
, Qp3... P-channel MISFET of internal circuit, Q
n3... N-channel MISFET of internal circuit, 6...
- Gate insulating film, 7... Gate electrode, 8... Side wall, 9... P-type semiconductor region, 10, 11...
p° type semiconductor region, 12.14... n° type semiconductor region, 13... n type semiconductor region. (death

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、半導体集積回路装置の外部電極に接続された保護回
路を構成するPチャネルMISFETと、前記半導体集
積回路装置の前記保護回路より内側の内部回路を構成す
るPチャネルMISFETを備えた半導体集積回路装置
において、前記保護回路を構成するPチャネルMISF
ETのドレインは、高不純物濃度層のみで構成し、前記
内部回路のPチャネルMISFETのドレインは、それ
のチャネル領域側の端部を低不純物濃度層、それ以外の
部分を高不純物濃度層で構成したことを特徴とする半導
体集積回路装置。 2、半導体集積回路装置の外部電極に接続された保護回
路を構成するPチャネルMISFETと、前記半導体集
積回路装置の前記保護回路より内側の内部回路を構成す
るPチャネルMISFETと、前記内部回路を構成する
NチャネルMISFETを備えた半導体集積回路装置に
おいて、前記保護回路のPチャネルMISFET及び前
記内部回路のPチャネルMISFETのゲート電極のゲ
ート長を同じにし、かつ前記内部回路のNチャネルMI
SFETのゲート電極のゲート長より少し長くしたこと
を特徴とする半導体集積回路装置。
[Claims] 1. A P-channel MISFET constituting a protection circuit connected to an external electrode of a semiconductor integrated circuit device, and a P-channel MISFET constituting an internal circuit inside the protection circuit of the semiconductor integrated circuit device. In the semiconductor integrated circuit device comprising: a P-channel MISF constituting the protection circuit;
The drain of the ET is composed of only a high impurity concentration layer, and the drain of the P-channel MISFET of the internal circuit is composed of a low impurity concentration layer at the end on the channel region side and a high impurity concentration layer at the other part. A semiconductor integrated circuit device characterized by: 2. A P-channel MISFET forming a protection circuit connected to an external electrode of the semiconductor integrated circuit device, a P-channel MISFET forming an internal circuit inside the protection circuit of the semiconductor integrated circuit device, and forming the internal circuit. In a semiconductor integrated circuit device having an N-channel MISFET, the gate lengths of the gate electrodes of the P-channel MISFET of the protection circuit and the P-channel MISFET of the internal circuit are made the same, and the N-channel MISFET of the internal circuit is
A semiconductor integrated circuit device characterized by having a gate length slightly longer than the gate length of a gate electrode of an SFET.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002324847A (en) * 2001-04-24 2002-11-08 Nec Corp Semiconductor device and its manufacturing method
JP2009088328A (en) * 2007-10-01 2009-04-23 Nec Electronics Corp Semiconductor integrated circuit

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