JPH01305560A - Complementary mos transistor - Google Patents

Complementary mos transistor

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JPH01305560A
JPH01305560A JP63136966A JP13696688A JPH01305560A JP H01305560 A JPH01305560 A JP H01305560A JP 63136966 A JP63136966 A JP 63136966A JP 13696688 A JP13696688 A JP 13696688A JP H01305560 A JPH01305560 A JP H01305560A
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JP
Japan
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conductivity type
guard ring
transistor
mos transistor
cut
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Application number
JP63136966A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazumi Hirata
和美 平田
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NEC Corp
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NEC Corp
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Abstract

PURPOSE:To prevent latch-up phenomena by forming a recessed cut-in part at the other face of a semiconductor substrate right below a guard ring, and providing a first conductivity type diffusion layer in contact with the guard ring inside the cut-in part. CONSTITUTION:A cut-in part 31 is formed below a complementary MOS transistor formed on a P-type silicon substrate 1, and a guard ring 16 is so formed between a PMOS transistor and an NMOS transistor in contact with an N<+> diffusion region 41 at the cut-in part 31. By this constitution, since the PMOS transistor and the NMOS transistor are formed as to be surrounded by a dielectric isolation layer, the P-type silicon substrate 1 and the N-type well 2 are electrically isolated at the guard ring part and at the N<+> diffusion area 41 part, accordingly even if carriers are injected into inside of the P-type silicon substrate 1due to noise, etc., positive feedback becomes hard to work and no latch-up phenomenon occurs.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は相補型MO5トランジスタに関するものである
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to complementary MO5 transistors.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第2図は従来の相補型MO5I−ランジスタの構造の一
例を示す断面図である。図において、1はP型シリコン
基板、2はP型シリコン基板1の一部に形成されたN型
ウェル、3及び4はP型シリコン基板」−の表面部に形
成されたPMOSl−ランジスタのソース及びI〜レイ
ン、5及び6はN型ウェル2の表面部に形成されたNM
O5+−ランジスタのソース及びドレイン、7はP型シ
リコン基板へのコンタク1〜用のビ領域、8はN型ウェ
ルへのコンタクト用のN+領領域9はゲーI〜酸化膜、
1oはPMO5lヘランジスタのゲート電極、11はN
MO5+−ランジスタのゲート電極、12は入力配線、
13は出力配線、14及び15は電源配線である。
FIG. 2 is a sectional view showing an example of the structure of a conventional complementary MO5I transistor. In the figure, 1 is a P-type silicon substrate, 2 is an N-type well formed in a part of the P-type silicon substrate 1, and 3 and 4 are the sources of PMOS transistors formed on the surface of the P-type silicon substrate. and I~rain, 5 and 6 are NM formed on the surface of the N-type well 2.
Source and drain of the O5+- transistor, 7 is a Bi region for contact 1 to the P-type silicon substrate, 8 is an N+ region 9 for contact to the N-type well, is a gate I to oxide film,
1o is the gate electrode of the PMO5l helangistor, 11 is N
Gate electrode of MO5+- transistor, 12 is input wiring,
13 is an output wiring, and 14 and 15 are power supply wirings.

第2図を用いて相補型MOS+〜ランジスタのラッチア
ップ現象について説明する。
The latch-up phenomenon of complementary MOS+ transistors will be explained using FIG.

電源配線14に+IOVが印加され、電源配線15にO
Vが印加されている場合において、外部雑音により、電
源配線14に瞬間的に負の過大電圧が印加されるとドレ
イン6が基板1に対して順方向にバイアスされ、電子が
基板1に注入される。この電子の一部がN型ウェル2に
達すると、N型ウェル2中を伝導してN+領域8及び電
源配線14を通して電流が流れる。
+IOV is applied to the power supply wiring 14, and O is applied to the power supply wiring 15.
When V is applied, if a negative excessive voltage is momentarily applied to the power supply wiring 14 due to external noise, the drain 6 is forward biased with respect to the substrate 1, and electrons are injected into the substrate 1. Ru. When some of these electrons reach the N-type well 2, they are conducted through the N-type well 2 and a current flows through the N+ region 8 and the power supply wiring 14.

このため、N型ウェル2に電圧降下が生じ、ソース3と
N型ウェル2との間が順方向にバイアスされる。その結
果、基板1とソース5との間が順方向にバイアスされ、
電子が基板1に注入される。
Therefore, a voltage drop occurs in the N-type well 2, and the gap between the source 3 and the N-type well 2 is biased in the forward direction. As a result, the relationship between the substrate 1 and the source 5 is forward biased,
Electrons are injected into the substrate 1.

この電子は外部雑音によってトレインから注入された電
子と同様の働きをするので、全体として正帰還がかかる
Since these electrons act in the same way as electrons injected from the train due to external noise, positive feedback is applied as a whole.

このようにして正帰還がかかると、電源配線14及び1
5の間に電流が流れつづけ、その結果素子破壊につなが
る。
When positive feedback is applied in this way, the power supply wiring 14 and 1
5, the current continues to flow, resulting in element destruction.

このようなラッチアップ現象を防止するために、従来は
第3図に示すように、PMOSl−ランジスタとNMO
5)−ランジスタとの距離を大きくする方法や、基板の
電位を固定するためにMOS トランジスタの周囲を拡
散層からなるガードリング16で囲む方法等がとられて
いた。
In order to prevent such latch-up phenomenon, conventionally, as shown in FIG.
5) - A method of increasing the distance from the transistor, or a method of surrounding the MOS transistor with a guard ring 16 made of a diffusion layer to fix the potential of the substrate, etc., have been used.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、」二連の1−ランジスタの距離を大きく
する方法を用いて充分なラッチアップ耐量を得るために
は、これに要する面積が大きく高密度の集積化には不向
きである。また、ガートリンクで囲む方法においては、
ガートリングを形成する拡散領域の下を通してランチア
ップ現象を起こすことがあり、完全な対策であるとはい
えない。
However, in order to obtain sufficient latch-up resistance using the method of increasing the distance between two series of 1-transistors, the area required for this is large, making it unsuitable for high-density integration. Also, in the method of enclosing with gart links,
A launch-up phenomenon may occur when passing under the diffusion region forming the gart ring, so it cannot be said to be a perfect countermeasure.

本発明の目的は高密度の集積化を図り、ラッチアップ現
象を生じないような相補型MOSトランジスタを提供す
ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a complementary MOS transistor that is highly integrated and does not cause latch-up.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

前記目的を達成するため、本発明の相補型MOS1〜ラ
ンジスタにおいては、第1導電型半導体基板内に形成さ
れた第2導電型のソース領域及び1−レイン領域からな
る第2導電型MO5トランジスタと、前記半導体基板内
の第2導電型ウェル層に形成された第1導電型のソース
領域及びドレイン領域からなる第1導電型MOSトラン
ジスタと、前記第2導電型MO5I−ランジスタの周囲
に形成された第1導電型ガードリングとを前記半導体基
板の一面に備え、 少なくとも前記ガードリング直下に対応して前記半導体
基板の他面に凹状の掘り込み部が形成され、前記掘り込
み部内に前記ガードリングに接した第1導電型の拡散層
を有するものである。
In order to achieve the above object, the complementary MOS 1 to transistor of the present invention includes a second conductivity type MO5 transistor formed in a first conductivity type semiconductor substrate and comprising a second conductivity type source region and a 1-rain region. , a first conductivity type MOS transistor consisting of a first conductivity type source region and a drain region formed in a second conductivity type well layer in the semiconductor substrate, and a first conductivity type MOS transistor formed around the second conductivity type MO5I-transistor. a first conductive type guard ring on one surface of the semiconductor substrate; a recessed recessed portion is formed on the other surface of the semiconductor substrate corresponding to at least immediately below the guard ring; It has a first conductivity type diffusion layer in contact with the first conductivity type.

〔作用〕[Effect]

シリコン基板上に形成された相補型MOS)−ランジス
タの下部には掘り込み部が形成され、PMOSトランジ
スタとNMOS)−ランジスタとの間にはガートリング
が掘り込み部の拡散層に接して形成されている。このた
め、P及びNMO5トランジスタは絶縁分離層によって
囲まれた構造になっている。従って、外部雑音等により
基板内部にキャリアが注入されても、基板とウェルとが
電気的に切り離されているため、正帰還がかからなくな
ってラッチアップ現象が発生しない。
A recessed portion is formed at the bottom of the complementary MOS) transistor formed on a silicon substrate, and a gart ring is formed between the PMOS transistor and the NMOS transistor in contact with the diffusion layer of the recessed portion. ing. Therefore, the P and NMO5 transistors have a structure surrounded by an insulating separation layer. Therefore, even if carriers are injected into the substrate due to external noise or the like, since the substrate and the well are electrically isolated, no positive feedback is applied and no latch-up phenomenon occurs.

〔実施例〕〔Example〕

以下に本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。第1図は本発明の一実施例を工程順に示す
断面図である。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention in the order of steps.

第1図(a)において、まず、P型シリコン基板1を酸
化し、表面及び裏面に酸化膜21髪形成する。
In FIG. 1(a), first, a P-type silicon substrate 1 is oxidized to form an oxide film 21 on the front and back surfaces.

次に、第1図(b)に示すように、通常のフォトリソグ
ラフィと選択エツチングを用いて裏面の酸化膜21に掘
り込み部31のための窓あけを行う。引続き、この酸化
膜21をマスクとして、例えばヒドラジン水溶液を用い
て所望の膜厚例えば3pを残してシリコンエツチングを
行い、凹状の掘り込み部31を形成する。
Next, as shown in FIG. 1(b), a window for the dug portion 31 is formed in the oxide film 21 on the back surface using ordinary photolithography and selective etching. Subsequently, using this oxide film 21 as a mask, silicon etching is performed using, for example, a hydrazine aqueous solution, leaving a desired film thickness, for example, 3p, to form a recessed portion 31.

引続き、第1図(C)に示すように、通常のフォトリソ
グラフィと選択エツチングを用いて表面の酸化膜21に
ガードリング16用の窓あけを行った後、P型不純物を
拡散し、ガートリング16及び掘り込み部31にビ拡散
領域41を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 1(C), a window for the guard ring 16 is formed in the oxide film 21 on the surface using ordinary photolithography and selective etching, and then a P-type impurity is diffused to form the guard ring. A bi-diffusion region 41 is formed in the trench 16 and the dug portion 31.

しかる後、第1図(d)に示すように、通常のシリコン
プレーナ技術を用い、N型ウェル2の層を形成し、この
内部にソース3、トレイン4、コンタり1〜用N゛領域
8、ゲー1へ電極10及びAll電極17を形成してP
MOSトランジスタを作成する。また、P型シリコン基
板1内にはソース5、トレイン6、コンタク1〜用ビ領
域7、グー1−電極11及びAQ電極17を形成してN
MO5+−ランジスタを作成する。
Thereafter, as shown in FIG. 1(d), a layer of an N-type well 2 is formed using ordinary silicon planar technology, and a source 3, a train 4, and a N-region 8 for contours 1 to 8 are formed inside the N-type well 2. , forming the electrode 10 and the All electrode 17 on the gate 1, and
Create a MOS transistor. Further, in the P type silicon substrate 1, a source 5, a train 6, contact areas 1 to 7, a goo 1 electrode 11, and an AQ electrode 17 are formed.
Create MO5+- transistor.

このような構造では、I)MOS l−ランジスタとN
MOS1−ランジスタとの間にはゴー1−リング16及
び拡散領域41によって囲まれた島状領域内に形成され
ているため、P型シリコン基板1とN型ウェル2とはビ
ガードリング部及び拡散領域41の部分で電気的に切り
離されており、外部雑音等により基板内部にキャリアが
注入されても、正帰還がかかりにくくなりランチアップ
現象が発生しない。
In such a structure, I) MOS l-transistor and N
Since the MOS 1 transistor is formed in an island region surrounded by the Go 1 ring 16 and the diffusion region 41, the P type silicon substrate 1 and the N type well 2 are connected to the bigard ring part and the diffusion region 41. Since the region 41 is electrically isolated, even if carriers are injected into the substrate due to external noise or the like, positive feedback is less likely to occur, and no launch-up phenomenon occurs.

従って、従来の構造に比べ、集積化を妨げることなく、
ラッチアップ現象が生じない相補型MO51ヘランジス
タが製造できる。
Therefore, compared to conventional structures, it does not hinder integration.
A complementary MO51 helangistor that does not cause the latch-up phenomenon can be manufactured.

また、掘り込み部の形成において、マスクの目合せ精度
は掘り込み部の面積を多少大きく作っておけば多少の目
合せずれは問題にならす、本発明の構成ゆえに素子の歩
留りを低下させることはほとんどない。
In addition, when forming the recessed portion, if the area of the recessed portion is made a little larger, slight misalignment will become a problem, but due to the structure of the present invention, the yield of the device will not be reduced. rare.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以」二詳細に説明したように本発明によれば、PMO8
1〜ランジスタとNMOSI−ランジスタとはガートリ
ンク及び拡散領域によって囲まれた島状領域内に形成さ
れているため、基板とウェルとは電気的に切り離され、
そのため外部雑音等により基板内部にキャリアが注入さ
れても正帰還がかかりにくくなり、ラッチアップ現象が
発生しない相補型MOSトランジスタを、集積化を妨げ
ることなく得ることができる。
According to the present invention, as described in detail below, PMO8
1 ~ Transistor and NMOSI - Since the transistor is formed in an island region surrounded by guard links and diffusion regions, it is electrically isolated from the substrate and the well.
Therefore, even if carriers are injected into the substrate due to external noise or the like, positive feedback is less likely to occur, and a complementary MOS transistor that does not cause a latch-up phenomenon can be obtained without hindering integration.

また、従来はウェルと基板のパンチスルー電圧をある程
度後るために、ウェルの押込み拡散を例えば1200℃
で20時間行い、約8虜のウェルを形成する必要があっ
たが、本発明によれば、各トランジスタはガードリング
及び拡散領域によって絶縁分離された島内に形成できる
ので、パンチスルー電圧は大きくできる。そのため、押
込み拡散は例えば3μmのウェルを形成するのに必要な
条件でよくなる。従って、押込み拡散に要する時間が短
縮でき、製造コス1−の低減を図ることができる効果を
有する。
In addition, conventionally, in order to reduce the punch-through voltage between the well and the substrate to some extent, the well indentation diffusion was carried out at a temperature of, for example, 1200°C.
However, according to the present invention, each transistor can be formed within an island isolated by a guard ring and a diffusion region, so the punch-through voltage can be increased. . Therefore, the indentation diffusion can be carried out under the conditions necessary to form a well of, for example, 3 μm. Therefore, the time required for indentation diffusion can be shortened, and the manufacturing cost 1- can be reduced.

【図面の簡単な説明】 第1図(a)〜(d)は本発明の一実施例の各工程の構
造を示す断面図、第2図及び第3図は従来の相補型MO
Sトランジスタの一例を示す断面図であり、第2図はラ
ッチアップ現象を説明するための図、第3図はラッチア
ンプ対策を図ったことを示す図である。
[BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS] FIGS. 1(a) to (d) are cross-sectional views showing the structure of each step of an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are conventional complementary MO
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of an S transistor, FIG. 2 is a diagram for explaining a latch-up phenomenon, and FIG. 3 is a diagram showing measures taken against latch amplifiers.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)第1導電型半導体基板内に形成された第2導電型
のソース領域及びドレイン領域からなる第2導電型MO
Sトランジスタと、 前記半導体基板内の第2導電型ウェル層に形成された第
1導電型のソース領域及びドレイン領域からなる第1導
電型MOSトランジスタと、前記第2導電型MOSトラ
ンジスタの周囲に形成された第1導電型ガードリングと
を前記半導体基板の一面に備え、 少なくとも前記ガードリング直下に対応して前記半導体
基板の他面に凹状の掘り込み部が形成され、前記掘り込
み部内に前記ガードリングに接した第1導電型の拡散層
を有することを特徴とする相補型MOSトランジスタ。
(1) A second conductivity type MO consisting of a second conductivity type source region and a drain region formed in a first conductivity type semiconductor substrate
a first conductivity type MOS transistor formed in a second conductivity type well layer in the semiconductor substrate and formed around the second conductivity type MOS transistor, the first conductivity type MOS transistor comprising a first conductivity type source region and a drain region; a first conductivity type guard ring formed on one surface of the semiconductor substrate, a recessed recessed portion is formed on the other surface of the semiconductor substrate corresponding to at least immediately below the guard ring, and the guard ring is provided within the recessed portion. A complementary MOS transistor characterized by having a first conductivity type diffusion layer in contact with a ring.
JP63136966A 1988-06-02 1988-06-02 Complementary mos transistor Pending JPH01305560A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016225541A (en) * 2015-06-02 2016-12-28 株式会社東海理化電機製作所 Semiconductor integrated circuit

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016225541A (en) * 2015-06-02 2016-12-28 株式会社東海理化電機製作所 Semiconductor integrated circuit

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