JPH01300554A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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JPH01300554A
JPH01300554A JP63130883A JP13088388A JPH01300554A JP H01300554 A JPH01300554 A JP H01300554A JP 63130883 A JP63130883 A JP 63130883A JP 13088388 A JP13088388 A JP 13088388A JP H01300554 A JPH01300554 A JP H01300554A
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JP
Japan
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region
semiconductor element
conductivity type
silicon substrate
mos
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Application number
JP63130883A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Tsukamoto
塚本 和宏
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent a latchup and to improve integration of a semiconductor integrated circuit device by relatively displacing the surface positions of first and second conductivity type regions perpendicularly in the main face of a semiconductor substrate. CONSTITUTION:A stepwise region is formed on a semiconductor substrate 1, and a first MOS semiconductor element 23 and a second MOS semiconductor element 24 are formed on the recess and protrusion regions of the stepwise region. Accordingly, the elements 23, 24 are formed at a distance in three- dimensional manner in the planar and stepwise directions of the main face of the substrate to reduce the planar distance. Thus, an occurrence of a latchup can be suppressed, and the integration of a device can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、半導体集積回路装置に関し、特にCMOS 
(Complementary  Metal  0x
ide  Sem1conductor)集積回路装置
の高集積化を図るための構造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 device, and particularly to a CMOS
(Complementary Metal 0x
This invention relates to a structure for achieving high integration of integrated circuit devices.

[従来の技術] 半導体集積回路装置において、同一基板上にnチャネル
MOS  FET (CMOS電界効果トランジスタ)
とpチャネルのMOS  FETとを併設して形成し電
気的に接続して相補型回路を構成したものとして相補型
MOS半導体装置(以下CMOS  ICと称す)があ
る。第2図は、従来の0MOSICの断面構造図であり
、以下本図に基づいてその構造を説明する。
[Prior art] In a semiconductor integrated circuit device, n-channel MOS FETs (CMOS field effect transistors) are mounted on the same substrate.
A complementary MOS semiconductor device (hereinafter referred to as CMOS IC) is a device in which a p-channel MOS FET and a p-channel MOS FET are formed together and electrically connected to form a complementary circuit. FIG. 2 is a cross-sectional structural diagram of a conventional 0MOSIC, and the structure will be explained below based on this figure.

p型シリコン基板1の表面領域にはn型不純物領域であ
るnウェル領域2が形成されている。nウェル領域2の
表面にはpMOs半導体素子3が形成され、p型シリコ
ン基板1の表面にはnMOS半導体素子4が形成されて
いる。pMOS半導体素子3とn M OS半導体素子
4との間に位置するp型シリコン基板1の表面上には厚
い素子分離酸化膜5が形成されている。pMOs半導体
素子3はnウェル領域2の表面上にゲート酸化膜6を介
して積層して形成されたゲート電極7とこのゲート電極
7と自己整合的にnウェル領域2の表面領域に形成され
たp型不純物拡散領域であるソース領域8およびドレイ
ン領域9とから構成されている。さらに、n M OS
半導体素子4はp型シリコン基板1表面上にゲート酸化
膜10を介して積層して形成されたゲート電極11と、
このゲート電極11と自己整合的な位置関係でp型シリ
コン基板1表面に形成されたn型不純物拡散領域である
n+ドレイン領域12およびn+ソース領域13とから
構成される。さらにpMOS半導体素子3とnMOS半
導体素子4の表面は層間絶縁膜14によって覆われてい
る。アルミニウムなどの金属配線層15a、15bは層
間絶縁膜14中に形成されたコンタクトホール16を介
してシリコン基板の所定の不純物拡散領域と接続されて
いる。
An n-well region 2, which is an n-type impurity region, is formed in a surface region of a p-type silicon substrate 1. A pMOS semiconductor element 3 is formed on the surface of the n-well region 2, and an nMOS semiconductor element 4 is formed on the surface of the p-type silicon substrate 1. A thick element isolation oxide film 5 is formed on the surface of the p-type silicon substrate 1 located between the pMOS semiconductor element 3 and the nMOS semiconductor element 4. The pMOs semiconductor element 3 is formed on the surface area of the n-well region 2 in a self-aligned manner with a gate electrode 7 which is laminated on the surface of the n-well region 2 with a gate oxide film 6 interposed therebetween. It is composed of a source region 8 and a drain region 9, which are p-type impurity diffusion regions. Furthermore, n M OS
The semiconductor element 4 includes a gate electrode 11 formed on the surface of the p-type silicon substrate 1 through a gate oxide film 10, and
It is composed of an n+ drain region 12 and an n+ source region 13, which are n-type impurity diffusion regions, formed on the surface of the p-type silicon substrate 1 in a self-aligned positional relationship with the gate electrode 11. Further, the surfaces of the pMOS semiconductor element 3 and the nMOS semiconductor element 4 are covered with an interlayer insulating film 14. Metal wiring layers 15a and 15b made of aluminum or the like are connected to predetermined impurity diffusion regions of the silicon substrate via contact holes 16 formed in interlayer insulating film 14.

このpMOS半導体素子3とn M OS半導体素子4
とは金属配線15a、15bにより相互に接続されイン
バータ回路を構成しており、金属配線15aはインバー
タの出力端子に、また各々のゲート電極7.11はイン
バータの入力端子に接続されている。また、p型シリコ
ン基板1は接地電圧vssに接続されている。
These pMOS semiconductor device 3 and nMOS semiconductor device 4
are connected to each other by metal wires 15a and 15b to form an inverter circuit, the metal wire 15a is connected to the output terminal of the inverter, and each gate electrode 7.11 is connected to the input terminal of the inverter. Further, the p-type silicon substrate 1 is connected to the ground voltage vss.

[発明が解決しようとする課題] ところが、このような構造を有するCMOSICでは、
従来よりラッチアップ現象の発生が問題となっている。
[Problem to be solved by the invention] However, in a CMOSIC having such a structure,
Conventionally, the occurrence of latch-up phenomenon has been a problem.

すなわち、CMOS構造では本来的に発生するpnp型
寄生バイポーラトランジスタとnpn型寄生バイポーラ
トランジスタとが複合してサイリスタ構造を形成し、こ
れに外部からのノイズが加わることにより両ソース領域
間に過大電流が流れ、CMOS回路の動作を狂わせるラ
ッチアップ現象が生じる。このラッチアップ現象につい
て第3図を用いて説明する。
That is, in a CMOS structure, a pnp parasitic bipolar transistor and an npn parasitic bipolar transistor, which are originally generated, combine to form a thyristor structure, and when external noise is added to this, an excessive current is generated between both source regions. This causes a latch-up phenomenon that disrupts the operation of the CMOS circuit. This latch-up phenomenon will be explained using FIG. 3.

図において、CMOS  ICにはp+ソース領域8を
エミッタ、nウェル領域2をベース、p型シリコン基板
1をコレクタとするpnp型寄生バイポーラトランジス
タ17と、n+ソース領域13をエミッタ、p型シリコ
ン基板1をベース、nウェル領域2をコレクタとするn
pn型寄生バイポーラトランジスタ18とが形成されて
いる。今、外部端子VCC、v、s間に正の高い外部ノ
イズが印加されるとnウェル領域2とp型シリコン基板
1との逆耐圧を越えてp型シリコン基板1内に正孔によ
る電流が生じる。これがVCC端子に流れるとき、p型
シリコン基板1の基板抵抗riにより電圧降下を生じ、
p型シリコン基板1とn+ソース領域13との間のpn
接合を正バイアスし、npn型寄生バイポーラトランジ
スタ18のエミッタ電流を生じさせる。このとき、エミ
ッタ(n1ソース領域13)より注入された電子はnp
n型寄生バイポーラトランジスタ18のベース(p型シ
リコン基板1)を通過し、nウェル領域2に流れ込みコ
レクタ電流となる。このコレクタ電流はnウェル領域2
を通って外部端子VCCより供給されるのでnウェル領
域2の抵抗rwの電圧降下を引き起こし、p+ソース領
域8とnウェル領域2との間を正バイアスにしpnp型
寄生バイポーラトランジスタ17のエミッタ電流を生じ
る。
In the figure, the CMOS IC includes a pnp parasitic bipolar transistor 17 with a p+ source region 8 as an emitter, an n well region 2 as a base, and a p-type silicon substrate 1 as a collector, and a pnp-type parasitic bipolar transistor 17 with an n+ source region 13 as an emitter and a p-type silicon substrate 1. is the base and n well region 2 is the collector.
A pn type parasitic bipolar transistor 18 is formed. Now, if a high positive external noise is applied between the external terminals VCC, v, and s, the reverse breakdown voltage between the n-well region 2 and the p-type silicon substrate 1 will be exceeded, and a current due to holes will flow in the p-type silicon substrate 1. arise. When this flows to the VCC terminal, a voltage drop occurs due to the substrate resistance ri of the p-type silicon substrate 1,
pn between p-type silicon substrate 1 and n+ source region 13
The junction is positively biased and an emitter current of the npn parasitic bipolar transistor 18 is generated. At this time, the electrons injected from the emitter (n1 source region 13) are np
The current passes through the base (p-type silicon substrate 1) of the n-type parasitic bipolar transistor 18, flows into the n-well region 2, and becomes a collector current. This collector current is
Since it is supplied from the external terminal VCC through the resistor rw of the n-well region 2, it causes a voltage drop across the resistor rw of the n-well region 2, and makes a positive bias between the p+ source region 8 and the n-well region 2, increasing the emitter current of the pnp parasitic bipolar transistor 17. arise.

これによりp+ソース領域8、nウェル領域2およびp
型シリコン基板1間に正孔によるコレクタ電流が流れ、
これがp型シリコン基板1を通して外部端子VSSに流
れる。このような正帰還ループを形成するため外部ノイ
ズがおさまっても外部端子Vcc1vss間に適当な電
圧を印加している限り電流が流れ続ける。寄生バイポー
ラトランジスタ17.18のコレクタ電流は帰還増幅作
用のために加速度的に増大しサイリスタ現象を生じる。
As a result, p + source region 8, n well region 2 and p
A collector current due to holes flows between the mold silicon substrates 1,
This flows through the p-type silicon substrate 1 to the external terminal VSS. Because such a positive feedback loop is formed, current continues to flow as long as an appropriate voltage is applied between the external terminals Vcc1vss even if the external noise subsides. The collector currents of the parasitic bipolar transistors 17 and 18 increase at an accelerating rate due to the feedback amplification effect, resulting in a thyristor phenomenon.

このために過電流がMOS型半導体素子3.4の両ソー
ス領域8.13を通して流れ、この過電流の通路に当た
るソース領域8.13に接続されたAm電極15bやあ
るいは他の引出電極などが過電流によるジュール熱のた
めに破壊されて溶断したりする場合も生じる。
For this reason, an overcurrent flows through both source regions 8.13 of the MOS type semiconductor element 3.4, and the Am electrode 15b or other extraction electrode connected to the source region 8.13 corresponding to the path of this overcurrent flows. There are also cases where it is destroyed and fused due to Joule heat caused by the current.

このようなラッチアップ現象を防止する方法の1つとし
ては、pn l)型寄生バイポーラトランジスタ17あ
るいはnpn型寄生バイポーラトランジスタ18の電流
増幅率を小さくする方法がある。
One method for preventing such a latch-up phenomenon is to reduce the current amplification factor of the pn l) type parasitic bipolar transistor 17 or the npn type parasitic bipolar transistor 18.

具体的にはnウェル領域2の拡散深さを深くしてpnp
型寄生バイポーラトランジスタ17のベース幅を広げる
、あるいはnウェル領域2とn+ソース領域13との距
離を広げnpn型寄生バイポーラトランジスタ18のベ
ース幅を広げることである。したがって、従来のCMO
S  ICでは第2図に示すようにpMOS半導体素子
3のp+ドレイン領域9の端部とnMOs半導体素子4
のn+ドレイン領域12の一端との距Mdを所定の距離
、たとえば20μm以上離以上形成する必要があった。
Specifically, the diffusion depth of the n-well region 2 is increased to form a pnp
The base width of the npn parasitic bipolar transistor 18 is increased by increasing the base width of the npn parasitic bipolar transistor 17, or by increasing the distance between the n well region 2 and the n+ source region 13. Therefore, traditional CMO
In the SIC, as shown in FIG.
It is necessary to form a distance Md from one end of the n+ drain region 12 to a predetermined distance, for example, 20 μm or more.

ところが、これはCMOS  ICの構造を大型化し装
置の高集積化を阻害するものとなり大きな問題となって
いた。
However, this has become a major problem as it increases the size of the CMOS IC structure and impedes higher integration of the device.

したがって、本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、0MOS構造の半導体集積回路装
置においてラッチアップ現象の発生を防止し、しかも集
積度を向上することができる素子構造をHした半導体集
積回路装置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and provides an element structure that can prevent the latch-up phenomenon from occurring in a semiconductor integrated circuit device having a 0MOS structure, and can also improve the degree of integration. An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device with high performance.

[課題を解決するための手段] 本発明は、互いに隣接して形成される第1導電型領域と
第2導電型領域とを含む半導体基板と、第1導電型領域
の表面に形成された第2導電型のチャネルを有する第1
MOS型半導体素子と、第2導電型領域の表面に形成さ
れた第1導電型のチャネルを有する第2M0S型半導体
素子とを含み、第1MOS型半導体素子と第2M0S型
半導体素子とを接続して相補型回路を構成する半導体集
積回路装置であり、第1導電型領域と第2導電型領域と
は互いにその表面位置が半導体基板の主面直角方向に相
対的にずれて形成されていることを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] The present invention provides a semiconductor substrate including a first conductivity type region and a second conductivity type region formed adjacent to each other, and a semiconductor substrate including a first conductivity type region and a second conductivity type region formed adjacent to each other; a first channel having two conductivity types;
A MOS type semiconductor element and a second MOS type semiconductor element having a first conductivity type channel formed on the surface of a second conductivity type region, the first MOS type semiconductor element and the second MOS type semiconductor element are connected. It is a semiconductor integrated circuit device that constitutes a complementary circuit, and the first conductivity type region and the second conductivity type region are formed so that their surface positions are shifted from each other in a direction perpendicular to the main surface of the semiconductor substrate. Features.

[作用] CMOS  ICのような半導体集積回路装置において
はその構造上本来的に形成される寄生バイポーラトラン
ジスタのサイリスタ構造によるラッチアップ現象を防止
するために、第1MOS型半導体素子と第2MOS型半
導体素子との距離を、成る一定距離離して形成されるこ
とが要求される。
[Operation] In order to prevent a latch-up phenomenon due to the thyristor structure of a parasitic bipolar transistor that is originally formed in a semiconductor integrated circuit device such as a CMOS IC, a first MOS type semiconductor element and a second MOS type semiconductor element are used. They are required to be formed a certain distance apart from each other.

本発明では半導体基板表面に段差領域を形成し、この段
差の凹部領域と凸部領域とに各々第1MOS型半導体素
子と第2M0S型半導体素子とを形成している。これに
より、第1MOS型半導体素子と第2M0S型半導体素
子とが半導体基板の主面の平面方向と段差方向とに3次
元的に距離を隔てて形成される。そして、ラッチアップ
現象を防止するために要求される両MOS型半導体素子
間の距離はその3次元的に隔てられた距離により確保さ
れる。したがって、従来この両MOS型半導体素子間距
離を平面的に確保していたのに比べて平面的な距離を減
少することができる。
In the present invention, a step region is formed on the surface of a semiconductor substrate, and a first MOS type semiconductor element and a second MOS type semiconductor element are formed in the recessed region and the convex region of this step, respectively. As a result, the first MOS type semiconductor element and the second MOS type semiconductor element are formed three-dimensionally apart from each other in the planar direction and the step direction of the main surface of the semiconductor substrate. The distance between the two MOS type semiconductor elements required to prevent the latch-up phenomenon is ensured by the three-dimensional distance. Therefore, compared to the conventional method where the distance between both MOS type semiconductor elements was secured in a two-dimensional manner, the two-dimensional distance can be reduced.

[実施例] 以下、本発明の一実施例を図を用いて詳細に説明する。[Example] Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail using the drawings.

第1A図ないし第1D図は本発明の一実施例によるCM
OS  ICの断面構造をその製造工程順に示した断面
構造図である。以下、本図を用いて説明する。
1A to 1D are commercials according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional structure diagram showing the cross-sectional structure of an OS IC in the order of manufacturing steps. This will be explained below using this figure.

まず、第1A図に示すように、p型シリコン基板1の表
面上にレジスト19を塗布し9MOs用のnウェル領域
に形成用のパターニングを行なう。
First, as shown in FIG. 1A, a resist 19 is applied on the surface of the p-type silicon substrate 1 and patterned to form an n-well region for 9MOs.

その後、パターニングされたレジスト膜19を用いてp
型シリコン基板1を所定の深さまでエツチング除去する
。このエツチングによる所定深さについては後述する。
After that, using the patterned resist film 19, p
The mold silicon substrate 1 is etched and removed to a predetermined depth. The predetermined depth of this etching will be described later.

その後、パターニングされたレジスト1つをマスクとし
てリンなどのnJJ1不純物をイオン注入しnウェル領
域2を形成する。
Thereafter, using one patterned resist as a mask, nJJ1 impurity such as phosphorus is ion-implanted to form an n-well region 2.

次に、第1B図に示すように、レジスト19を除去した
後p型シリコン基板1表面に厚い酸化膜からなる素子分
離酸化膜20を選択的に形成する。
Next, as shown in FIG. 1B, after removing the resist 19, an element isolation oxide film 20 made of a thick oxide film is selectively formed on the surface of the p-type silicon substrate 1.

素子分離酸化H20によって分離されたp型シリコン基
板1表面領域のうち、エツチングにより除去して形成さ
れた凹部はpMOs形成領域21となり、これに隣接す
るp型シリコン基板1表面の領域はn M OS形成領
域となる。
Among the surface regions of the p-type silicon substrate 1 separated by the element isolation oxidation H20, the recessed portions formed by removal by etching become pMOS formation regions 21, and the regions of the surface of the p-type silicon substrate 1 adjacent thereto are nMOS. This becomes the formation area.

さらに、第1C図に示すように、p型シリコン基板1表
面に薄い酸化膜およびポリシリコン層をCVD (Ch
emical  Vapour  Depositio
n)法を用いて堆積し、パターニングすることにより、
pMOSトランジスタのゲート酸化膜6およびゲート電
極7とnMOS)ランリスクのゲート酸化膜10および
ゲート電極11とを形成する。次に、nMOS形成領域
22の表面上をレジストで覆った後、pMOS形成領域
21のnウェル領域2表面にボロンなどのp型不純物を
イオン注入しp+ソース領域8とp+ドレイン領域9と
を形成する。さらに、今度は9MOS形成領域21の表
面上をレジストで覆った後、nMOS形成領域22表面
上を覆っていたレジストを除去し、p型シリコン基板1
の表面に砒素あるいはリンなどのn型不純物をイオン注
入しnMOSトランジスタのn+ドレイン領域12およ
びn+ソース領域13を形成する。これらの工程により
p型シリコン基板1の凹部領域であるnウェル領域2の
表面上には9MOS)ランリスク23が形成され、さら
にこれに隣接するp型シリコン基板1の表面上にはnM
Os)ランリスク24が形成される。
Furthermore, as shown in FIG. 1C, a thin oxide film and a polysilicon layer are formed on the surface of the p-type silicon substrate 1 by CVD (Ch
chemical vapor deposition
n) by depositing and patterning using a method;
A gate oxide film 6 and a gate electrode 7 of a pMOS transistor and a gate oxide film 10 and a gate electrode 11 of a run risk (nMOS) are formed. Next, after covering the surface of the nMOS formation region 22 with a resist, p-type impurities such as boron are ion-implanted into the surface of the n-well region 2 of the pMOS formation region 21 to form a p+ source region 8 and a p+ drain region 9. do. Furthermore, after covering the surface of the 9MOS formation region 21 with a resist, the resist covering the surface of the nMOS formation region 22 is removed, and the p-type silicon substrate 1
An n-type impurity such as arsenic or phosphorus is ion-implanted into the surface of the substrate to form an n+ drain region 12 and an n+ source region 13 of an nMOS transistor. Through these steps, a 9MOS) run risk 23 is formed on the surface of the n-well region 2, which is a concave region of the p-type silicon substrate 1, and furthermore, a 9MOS) run risk 23 is formed on the surface of the p-type silicon substrate 1 adjacent to this.
Os) A run risk 24 is formed.

最後に、第1D図に示すように、pMOs)ランリスク
23およびnMOS)ランリスク24が形成されたp型
シリコン基板1表面上に層間絶縁膜14を形成する。そ
して、この層間絶縁膜14中に配線用のコンタクトホー
ル16を形成する。
Finally, as shown in FIG. 1D, an interlayer insulating film 14 is formed on the surface of the p-type silicon substrate 1 on which the pMOs run risks 23 and the nMOS run risks 24 are formed. Then, a contact hole 16 for wiring is formed in this interlayer insulating film 14.

その後アルミニウムなどの金属配線層15a、15bを
配線して装置の製造を完了する。
Thereafter, metal wiring layers 15a and 15b made of aluminum or the like are wired to complete the manufacturing of the device.

9MOS)ランリスク23とnMOS)ランリスク24
とはインバータ回路を構成するように相互に配線されて
いる。すなわち、pMOSトランジスタ23においては
p+ソース領域8は電源電圧の外部端子VCCが接続さ
れ、またゲート電極7にはインバータの入力端子が接続
され、さらにp+ドレイン領域9にはインバータの出力
端子が接続されている。また、nMOSトランジスタ2
4においては、n+ソース領域13は外部端子V5.が
接続され、ゲート電極11はインバータの入力端子が接
続され、さらにn+ドレイン領域12は出力端子がそれ
ぞれ接続されている。また、nウェル領域2は電源電圧
の外部端子VCCに、p型シリコン基板1は外部端子V
SSに接続されている。
9MOS) run risk 23 and nMOS) run risk 24
and are interconnected to form an inverter circuit. That is, in the pMOS transistor 23, the p+ source region 8 is connected to the external terminal VCC of the power supply voltage, the gate electrode 7 is connected to the input terminal of the inverter, and the p+ drain region 9 is connected to the output terminal of the inverter. ing. In addition, the nMOS transistor 2
4, the n+ source region 13 is connected to the external terminal V5.4. The gate electrode 11 is connected to the input terminal of the inverter, and the n+ drain region 12 is connected to the output terminal. Further, the n-well region 2 is connected to the external terminal VCC of the power supply voltage, and the p-type silicon substrate 1 is connected to the external terminal VCC.
Connected to SS.

ここで、本例のような構造を有するCMOSICにおけ
るるラッチアップ現象の防止効果について説明する。前
述したようにCMOSICではその構造上本来的に寄生
バイポーラトランジスタが形成される。すなわち、その
1つはpMOsトランジスタ23のp+ソ°−ス領域8
、nウェル領域2およびp型シリコン基板1との間に形
成されるpnp寄生バイポーラトランジスタであり、他
方はnウェル領域2、p型シリコン基板1およびnMO
s)ランリスク24のn◆ソース領域13との間に形成
されるnpn型寄生バイポーラトランジスタである。こ
の両寄生バイポーラトランジスタがサイリスク構造を形
成し外部からのノイズにより動作してラッチアップ現象
を生じることは前述のとおりであるが、本実施例におい
ては、特にnpn型寄生バイポーラトランジスタのベー
ス幅を大きくシ、このバイポーラトランジスタの電流増
幅率を下げることによりラッチアップ現象の防止を図る
ものである。すなわち、npn型寄生バイポーラトラン
ジスタはそのベースとなる領域すなわちp型シリコン基
板1の領域を広くとることにより電流増幅率を低下させ
ることができる。
Here, the effect of preventing the latch-up phenomenon in a CMOSIC having a structure like this example will be explained. As described above, a parasitic bipolar transistor is inherently formed in a CMOSIC due to its structure. That is, one of them is the p+ source region 8 of the pMOS transistor 23.
, a pnp parasitic bipolar transistor formed between the n-well region 2 and the p-type silicon substrate 1;
s) An npn parasitic bipolar transistor formed between the run risk 24 and the n◆source region 13. As mentioned above, both parasitic bipolar transistors form a silicon risk structure and operate due to external noise, causing a latch-up phenomenon. Second, the latch-up phenomenon is prevented by lowering the current amplification factor of this bipolar transistor. In other words, the current amplification factor of the npn parasitic bipolar transistor can be reduced by widening its base region, that is, the region of the p-type silicon substrate 1.

したがって、たとえばpMOSトランジスタ23のp+
ドレイン領域9の端部とnMOS)ランリスク24のn
+ドレイン領域12の端部との間の距離を目安として考
えれば、この間の距1Iild、を広くとればよい。従
来ではこの距離をたとえば20μm以上確保するように
製造されていた。本実施例においてはpMOs)ランリ
スク23とnMOSトランジスタ24とをp型シリコン
基板1表面上に段差を設けて形成している。したがって
、npn型寄生バイポーラトランジスタのベース領域と
なるp型シリコン基板1のベースの有効距離は第1D図
に示すように水平距M a +および垂直距離d2の和
によって与えられるものとなる。したがって、ラッチア
ップ現象を防止するために必要とされる両トランジスタ
23.24の間の距離がたとえば20μm以上であるな
らばこの距離を水平距111d、と垂直距離d2との和
によって確保するようにCMOS  ICの段差構造を
決定すればよい。したがって、第1A図で示したp型シ
リコン基板1のエツチング除去工程においては、上記の
垂直距11ft d 2に該当する深さにエツチング除
去を行なえばよい。なお、このエツチング深さについて
は後工程において形成される層間絶縁膜14や金属配線
層15a、15bとの段切れ防止などの影響も加味する
必要がある。
Therefore, for example, p+ of the pMOS transistor 23
The end of the drain region 9 and n of the nMOS) run risk 24
Considering the distance between + and the end of the drain region 12 as a guideline, the distance 1Iild between them should be set wide. Conventionally, this distance has been manufactured to ensure, for example, 20 μm or more. In this embodiment, a pMOS (pMOS) run risk 23 and an nMOS transistor 24 are formed with a step on the surface of the p-type silicon substrate 1. Therefore, the effective distance of the base of the p-type silicon substrate 1, which becomes the base region of the npn-type parasitic bipolar transistor, is given by the sum of the horizontal distance M a + and the vertical distance d2, as shown in FIG. 1D. Therefore, if the distance between both transistors 23 and 24 required to prevent the latch-up phenomenon is, for example, 20 μm or more, this distance should be ensured by the sum of the horizontal distance 111d and the vertical distance d2. What is necessary is to determine the step structure of the CMOS IC. Therefore, in the etching removal process of the p-type silicon substrate 1 shown in FIG. 1A, it is sufficient to perform the etching removal to a depth corresponding to the above-mentioned vertical distance of 11 ft d 2 . It should be noted that the etching depth must also take into account effects such as prevention of breakage with the interlayer insulating film 14 and metal wiring layers 15a and 15b, which will be formed in a later process.

このように、上記実施例においてはnウェル領域2をシ
リコン基板をエツチングした領域に形成したが、nウェ
ル領域2がシリコン基板をエツチングした領域以外の領
域に形成されるようにトランジスタを形成してもよい。
In this way, in the above embodiment, the n-well region 2 was formed in the etched region of the silicon substrate, but the transistor was formed so that the n-well region 2 was formed in a region other than the etched region of the silicon substrate. Good too.

さらに、上記実施例ではp型シリコン基板とその内部に
nウェル領域を有する構造について説明したが、これに
限らずn型シリコン基板とその内部に形成されたpウェ
ル構造を持つものであっても構わない。
Further, in the above embodiment, a structure having a p-type silicon substrate and an n-well region formed therein has been described, but the structure is not limited to this. I do not care.

[発明の効果コ 以上のように、本発明においては相補型回路を構成する
第1MOS型半導体素子と第2MOS型半導体素子とを
同一基板上に段差を設けて構成したので、平面的な素子
の形成間隔を減少しかつ3次元的な両MOS半導体素子
間の距離を確保することによりラッチアップの発生を抑
制しかつ装置の集積度を向上させることができる半導体
集積回路装置を実現することができる。
[Effects of the Invention] As described above, in the present invention, the first MOS type semiconductor element and the second MOS type semiconductor element constituting the complementary circuit are configured with a step provided on the same substrate, so that it is possible to improve the structure of the planar element. By reducing the formation interval and ensuring a three-dimensional distance between both MOS semiconductor elements, it is possible to realize a semiconductor integrated circuit device that can suppress the occurrence of latch-up and improve the degree of integration of the device. .

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

第1A図、第1B図、第1C図および第1D図は、本発
明の一実施例による0MOSICの断面構造をその製造
工程順に示した断面構造図である。 第2図は、従来のCMOS  ICの断面構造図である
。 第3図は、従来のCMOS  ICのラッチアップ現象
を説明するための寄生サイリスク構造模式図において、
1はp型シリコン基板、3,23はpMOS半導体素子
、4.24はn M OS半導体素子、8はp+ソース
領域、9はp+ドレイン領域、12はn+ドレイン領域
、13はn+ソース領域を示している。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
FIGS. 1A, 1B, 1C, and 1D are cross-sectional structural diagrams showing the cross-sectional structure of an 0MOSIC according to an embodiment of the present invention in the order of its manufacturing steps. FIG. 2 is a cross-sectional structural diagram of a conventional CMOS IC. FIG. 3 is a schematic diagram of a parasitic silicon risk structure for explaining the latch-up phenomenon of a conventional CMOS IC.
1 is a p-type silicon substrate, 3 and 23 are pMOS semiconductor elements, 4.24 is an nMOS semiconductor element, 8 is a p+ source region, 9 is a p+ drain region, 12 is an n+ drain region, and 13 is an n+ source region. ing. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】  互いに隣接して形成される第1導電型領域と第2導電
型領域とを含む半導体基板と、 前記第1導電型領域の表面領域に形成された第2導電型
のチャネル領域を有する第1MOS型半導体素子と、 前記第2導電型領域の表面領域に形成された第1導電型
のチャネル領域を有する第2MOS型半導体素子とを含
み、 前記第1MOS型半導体素子と前記第2MOS型半導体
素子とを接続して相補型回路を構成する半導体集積回路
装置において、 前記第1MOS型半導体素子が形成された前記第1導電
型領域と前記第2MOS型半導体素子が形成された前記
第2導電型領域とは、互いにその表面位置が前記半導体
基板の主面直角方向に相対的にずれて形成されているこ
とを特徴とする、半導体集積回路装置。
[Scope of Claims] A semiconductor substrate including a first conductivity type region and a second conductivity type region formed adjacent to each other, and a second conductivity type channel formed in a surface region of the first conductivity type region. a first MOS type semiconductor element having a first conductivity type region; and a second MOS type semiconductor element having a first conductivity type channel region formed in a surface area of the second conductivity type region; In a semiconductor integrated circuit device in which two MOS type semiconductor elements are connected to form a complementary circuit, the first conductivity type region in which the first MOS type semiconductor element is formed and the first conductivity type region in which the second MOS type semiconductor element is formed. A semiconductor integrated circuit device, wherein the two conductivity type regions are formed such that their surface positions are relatively shifted from each other in a direction perpendicular to the main surface of the semiconductor substrate.
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