JPH0567737A - Semiconductor device having input protective circuit and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device having input protective circuit and manufacturing method thereof

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JPH0567737A
JPH0567737A JP22688791A JP22688791A JPH0567737A JP H0567737 A JPH0567737 A JP H0567737A JP 22688791 A JP22688791 A JP 22688791A JP 22688791 A JP22688791 A JP 22688791A JP H0567737 A JPH0567737 A JP H0567737A
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JP
Japan
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well
region
semiconductor device
layer
protection circuit
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JP22688791A
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Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Nakamura
正行 中村
Hitoshi Miwa
仁 三輪
Kiyoshi Nakai
潔 中井
Tatsuyuki Ota
達之 大田
Kazuyuki Miyazawa
一幸 宮沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To considerably enhance breakdown strength against a surge voltage in an input protective circuit itself when the input protection circuit in a semiconductor device having a BiCM0S structure is made. CONSTITUTION:On the semiconductor substrate surface formed with a p<+> embedded layer 2, an epitaxial layer for constructing a BiCM0S is formed. A plurality of n well/p well regions are formed in this layer, and in one well 3 thereof, input protective circuits 10, 20 are provided. Under the well in which this input protective circuit is formed, the p<+> embedded layer 2 is not formed, and namely the well comprising the epitaxial layer is directly formed on the substrate. An n<+> diffusion layer is formed on the well 3 surface to be an input terminal of the input protective circuit, and the well 3 is connected to a power source voltage terminal (Vcc, Vss). When the p<+> embedded layer 2 is formed, impurities are introduced based on a mask pattern corresponding to a region provided with the input protective circuit.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体技術さらに入力
保護回路を備えた半導体装置に適用して特に有効な技術
に関し、例えば同一基板上にバイポーラトランジスタと
CMOS FETが形成されてなるBi・CMOS型半
導体装置における入力保護回路の形成に利用して有用な
技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor technology and a technology particularly effective when applied to a semiconductor device having an input protection circuit. For example, a Bi-CMOS in which a bipolar transistor and a CMOS FET are formed on the same substrate. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a technique useful for forming an input protection circuit in a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】BiCMOSが形成される半導体装置に
あっては、半導体基板に、n+型埋込み層及び/又はp+
型埋込み層が形成され、これらの埋込み層の上にエピタ
キシャル層が成長され、このエピタキシャル層にnウェ
ル領域及び/又pウェル領域が形成され、これらの領域
にバイポーラトランジスタや、CMOSトランジスタ等
の素子が形成される。上記半導体基板にn+埋込み層及
び/又はp+型埋込み層を形成するに当たっては、半導
体基板表面に自己整合によって選択的にn型不純物また
はp型不純物を導入して埋込み層を形成するようにして
いた。
2. Description of the Related Art In a semiconductor device in which BiCMOS is formed, an n + type buried layer and / or p + is formed on a semiconductor substrate.
A type buried layer is formed, an epitaxial layer is grown on these buried layers, an n well region and / or a p well region is formed in this epitaxial layer, and devices such as a bipolar transistor and a CMOS transistor are formed in these regions. Is formed. In forming the n + buried layer and / or the p + buried layer on the semiconductor substrate, the buried layer is formed by selectively introducing n-type impurities or p-type impurities into the surface of the semiconductor substrate by self-alignment. Was there.

【0003】ところで半導体装置には、従来より、外部
(入力パッド32)から入力信号が、アルミ配線30を
介して入力される素子領域に入力保護回路が形成される
ようになっている(例えば特願平1−065841
号)。この従来の入力保護回路は、図9に示すように、
p+埋込み層102の上面に形成されたpウェル領域1
03内に設けられるもので、入力パッド32からの入力
信号が入力される入力部がn+拡散層104にて形成さ
れる。そして、入力保護回路を構成すべく、このn+拡
散層104をソース電極とし、ドレイン電極(n+拡散
層)105/ゲート電極106が接地されたnチャネル
MOS110が形成され、一方で、上記n+拡散層10
4をコレクタ電極とし、エミッタ電極(n+拡散層)1
21が定電圧電源Vccに接続されたバイポーラトラン
ジスタ120が形成されている。
By the way, conventionally, in semiconductor devices, an input protection circuit is formed in an element region where an input signal is input from the outside (input pad 32) through an aluminum wiring 30 (for example, a special feature). Wishhei 1-065841
issue). This conventional input protection circuit, as shown in FIG.
p well region 1 formed on the upper surface of the p + buried layer 102
An input portion to which an input signal from the input pad 32 is input is formed by the n + diffusion layer 104. Then, in order to form an input protection circuit, an n-channel MOS 110 is formed in which the n + diffusion layer 104 is used as a source electrode and the drain electrode (n + diffusion layer) 105 / gate electrode 106 is grounded. + Diffusion layer 10
4 as a collector electrode and an emitter electrode (n + diffusion layer) 1
A bipolar transistor 120 is formed, 21 of which is connected to the constant voltage power supply Vcc.

【0004】このうち、バイポーラトランジスタ120
は、pウェル103内に形成されたn+拡散層104、
nウェル122,pウェル103,nウェル124及び
n+拡散層121にて構成されている。このように構成
された半導体装置の入力保護回路においては、上記n+
拡散層104に過大なサージ電圧がかかると、nチャネ
ルMOS110又はバイポーラトランジスタ120がO
Nして、アース側又は定電源電圧側にサージ電圧が放電
される。
Of these, the bipolar transistor 120
Is an n + diffusion layer 104 formed in the p-well 103,
The n-well 122, the p-well 103, the n-well 124 and the n + diffusion layer 121 are included. In the input protection circuit of the semiconductor device configured as described above, the above n +
When an excessive surge voltage is applied to the diffusion layer 104, the n-channel MOS 110 or the bipolar transistor 120 becomes O.
Then, the surge voltage is discharged to the ground side or the constant power supply voltage side.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た構造の半導体装置の入力保護回路には、次のような問
題のあることが本発明者らによってあきらかとされた。
すなわち、上記構成の従来の入力保護回路は元々CMO
S構造の半導体装置に適用されていたものであって、B
iCMOS構造を採る半導体装置では十分にその機能が
達成できない。即ち、特性のすぐれたバイポーラトラン
ジスタを形成するためにはウェル領域を深く形成するこ
とができない(このウェル領域はエピタキシャル層に形
成される)。従って、BiCMOS構造をとる半導体装
置では、上記サージ電圧を分散させるための界面(入力
部104aと接合するnウェル122と、pウェル10
3との接合面)が十分確保できず、このため、サージ電
圧が印加されたときにnウェル122とpウェル103
との界面を流れる放電電流の密度が高くなる。特に、ウ
ェル領域が浅いために電流は半導体装置の縦方向に流れ
易く、且つnウェル122にp+領域(p+埋込み層)が
接しているため、入力保護回路のnチャネルMOS及び
/又はバイポーラトランジスタを介した放電が十分に行
われず、この界面に集中的に放電電流が流れジャンクシ
ョン破壊が生じ易くなる。
However, the present inventors have clarified that the input protection circuit of the semiconductor device having the above-mentioned structure has the following problems.
That is, the conventional input protection circuit having the above-mentioned configuration originally has a CMO.
Which has been applied to a semiconductor device having an S structure,
A semiconductor device having an iCMOS structure cannot sufficiently achieve its function. That is, the well region cannot be deeply formed in order to form a bipolar transistor having excellent characteristics (this well region is formed in the epitaxial layer). Therefore, in the semiconductor device having the BiCMOS structure, the interface for dispersing the surge voltage (the n well 122 that joins with the input section 104a and the p well 10)
3) cannot be ensured sufficiently. Therefore, when a surge voltage is applied, the n well 122 and the p well 103
The density of the discharge current flowing through the interface with and becomes high. In particular, since the well region is shallow, the current easily flows in the vertical direction of the semiconductor device, and the n + well (p + buried layer) is in contact with the n well 122, so that the n channel MOS and / or the bipolar of the input protection circuit is formed. Discharge through the transistor is not sufficiently performed, and a discharge current concentrates on this interface, and junction breakdown easily occurs.

【0006】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、BiCMOSが形成された半導体装置の入力保護回
路を作成するに当たり、入力保護回路自体のサージ電圧
に対する耐圧を大幅に向上させ、サージ電圧による静電
破壊が生じないようにした半導体装置を提供することを
目的とする。この発明の前記ならびにそのほかの目的と
新規な特徴については、本明細書の記述および添附図面
から明らかになるであろう。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and in making an input protection circuit for a semiconductor device having a BiCMOS formed therein, the withstand voltage of the input protection circuit itself against surge voltage is significantly improved, and It is an object of the present invention to provide a semiconductor device in which electrostatic breakdown due to the above does not occur. The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0007】[0007]

【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説明すれば、下記のと
おりである。すなわち、本発明の半導体装置は、その基
板表面に複数の埋込み層が形成され、これら複数の埋込
み層の上にnウェル領域及び/又はpウェル領域が形成
され、これらnウェル領域/又はpウェル領域にCMO
Sトランジスタ及び/又はバイポーラトランジスタが形
成され、さらに入力保護回路が形成される領域には、埋
込み層が形成されず基板上に直接エピタキシャル層から
なるウェル領域が形成され、かつこのウェル領域表面に
はこれと異なる導電型の半導体領域が形成され、この半
導体領域に入力端子が、また、上記ウェル領域に電源電
圧端子が接続されている。
The typical ones of the inventions disclosed in the present application will be outlined below. That is, in the semiconductor device of the present invention, a plurality of buried layers are formed on the surface of the substrate, an n well region and / or a p well region are formed on the plurality of buried layers, and these n well regions and / or p wells are formed. CMO in the area
In a region where an S transistor and / or a bipolar transistor is formed and an input protection circuit is further formed, a buried region is not formed and a well region formed of an epitaxial layer is formed directly on the substrate, and the well region surface is formed. A semiconductor region of a conductivity type different from this is formed, an input terminal is connected to this semiconductor region, and a power supply voltage terminal is connected to the well region.

【0008】[0008]

【作用】BiCMOSが形成される半導体装置の入力保
護回路が形成される領域に埋込み層が形成されず、基板
に直接エピタキシャル層からなるウェル領域が形成さ
れ、このウェル領域表面にこれと異なる導電型で入力端
子が接続される半導体領域が形成され、上記ウェル領域
に電源電圧端子が接続されるので、上記入力端子にサー
ジ電圧等が掛かった場合でも、上記ウェル領域の下側に
放電電流が集中することがなくなる。
The buried layer is not formed in the region where the input protection circuit of the semiconductor device in which the BiCMOS is formed is formed, and the well region formed of the epitaxial layer is formed directly on the substrate. The well region has a conductivity type different from that of the well region. Since the semiconductor region to which the input terminal is connected is formed and the power supply voltage terminal is connected to the well region, the discharge current concentrates on the lower side of the well region even when a surge voltage is applied to the input terminal. There is nothing to do.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面を参照し
て説明する。図1は本発明に係る半導体装置の入力保護
回路部分を示す平面図であり、図2は図1のII−II線に
沿った半導体装置の断面図、図3は上記入力保護回路の
等価回路を示す回路図である。この半導体装置は、p-
型半導体基板1上に複数のp+埋込み層及びn+埋込み層
が形成され(図1,図2にはp+埋込み層2のみが図示
されている)、これら埋込み層の上面にエピタキシャル
層(例えばn-層)が成長される。そしてこのエピタキ
シャル層にp型不純物が導入されてpウェル領域が、そ
の他の領域にnウェルが形成されこれら各々のウェル領
域にバイポーラトランジスタやCMOSが形成される。
上述のようにバイポーラトランジスタやCMOSが形成
される層(ウェル)をエピタキシャル層によって形成す
るのは、これらの領域の深さを浅くすることによって特
性の優れたバイポーラトランジスタを達成するためであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. 1 is a plan view showing an input protection circuit portion of a semiconductor device according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view of the semiconductor device taken along line II-II of FIG. 1, and FIG. 3 is an equivalent circuit of the input protection circuit. It is a circuit diagram showing. This semiconductor device is p-
A plurality of p + buried layers and n + buried layers are formed on the type semiconductor substrate 1 (only the p + buried layer 2 is shown in FIGS. 1 and 2), and an epitaxial layer ( N-layers) are grown. Then, a p-type impurity is introduced into this epitaxial layer to form a p-well region, an n-well is formed in the other regions, and a bipolar transistor or a CMOS is formed in each of these well regions.
As described above, the layer (well) in which the bipolar transistor and the CMOS are formed is formed of an epitaxial layer in order to achieve a bipolar transistor having excellent characteristics by reducing the depth of these regions.

【0010】ところで図1及び図2に示すp+埋込み層
2には、半導体装置の外部からの入力信号を入力パッド
32を介して入力するアルミ配線30に、コンタクトホ
ール31を介して接続されるn+拡散層4が形成されて
いる。このn+拡散層4は一方で、半導体装置の他の素
子領域に形成された素子(図3の内部回路33等)に、
上記アルミ配線30からの入力信号を供給する出力部と
しても機能している。さらにまた、このn+拡散層4は
入力保護回路の一部をなすnチャネルMOS10のドレ
イン領域となっている。そしてこのn+拡散層4は、保
護回路の一部をなすバイポーラ装置20のエミッタとし
ても機能している。
By the way, the p + buried layer 2 shown in FIGS. 1 and 2 is connected through a contact hole 31 to an aluminum wiring 30 for inputting an input signal from the outside of the semiconductor device through an input pad 32. An n + diffusion layer 4 is formed. On the other hand, the n + diffusion layer 4 is used for elements (such as the internal circuit 33 in FIG. 3) formed in other element regions of the semiconductor device,
It also functions as an output unit that supplies an input signal from the aluminum wiring 30. Furthermore, the n + diffusion layer 4 serves as the drain region of the n-channel MOS 10 forming a part of the input protection circuit. The n + diffusion layer 4 also functions as the emitter of the bipolar device 20 which is part of the protection circuit.

【0011】上記nチャネルMOS10は、ドレイン領
域が上記n+拡散層4にて形成され、ソース領域がn+拡
散層5にて形成されている。また、ドレイン領域を形成
するn+拡散層4の図中右端部4bは縦長に形成され、
この縦長のn+拡散層4bと対向するようにn+拡散層5
が縦長に形成されて上記nチャネルMOS10のドレイ
ン領域を形成している。これら2つのn+拡散層4b,
5に挟まれた領域はp-層(pウェル3)となり、この
上にゲート電極6が薄いシリコン酸化膜(ゲート酸化
膜)を介して配されている。このように形成されたnチ
ャネルMOS10は、上記ゲート電極6及びソース領域
(n+拡散層)5が共に接地されて(Vss)入力保護
回路をなしている(図3参照)。
In the n-channel MOS 10, the drain region is formed by the n + diffusion layer 4 and the source region is formed by the n + diffusion layer 5. Further, the right end portion 4b of the n + diffusion layer 4 forming the drain region in the drawing is formed vertically long,
The n + diffusion layer 5 is formed so as to face the vertically long n + diffusion layer 4b.
Are vertically elongated to form the drain region of the n-channel MOS 10. These two n + diffusion layers 4b,
The region sandwiched by 5 becomes a p-layer (p well 3), on which the gate electrode 6 is arranged via a thin silicon oxide film (gate oxide film). In the n-channel MOS 10 thus formed, the gate electrode 6 and the source region (n + diffusion layer) 5 are both grounded (Vss) to form an input protection circuit (see FIG. 3).

【0012】さらにn+拡散層4の図中左側に形成され
たバイポーラトランジスタ(バイポーラトランジスタ)
20は、n+拡散層4の入力部4aを囲むようにこの下
側に形成されたウェル22、これにpウェル3を介して
隣合うように形成されるnウェル24よって形成され
る。このうちnウェル24の上部には電源電圧(Vc
c)が印加されるn+拡散層21が形成されている。
Further, a bipolar transistor (bipolar transistor) formed on the left side of the n + diffusion layer 4 in the figure.
20 is formed by a well 22 formed below the n + diffusion layer 4 so as to surround the input portion 4a and an n well 24 formed adjacent to the well 22 via the p well 3. Of these, the power supply voltage (Vc
An n + diffusion layer 21 to which c) is applied is formed.

【0013】上述のように構成された入力保護回路のn
チャネルMOS10及びバイポーラトランジスタ20
は、通常は、半導体基板1上のp+埋込み層2の上に形
成されるが、本発明に係わる半導体装置においては、入
力保護回路の静電気等のサージ電圧に対する耐圧を高め
るべく、入力保護回路が形成される素子領域付近(図1
中2点鎖線で示す領域)のp+埋込み層2をその形成時
にマスクパターン等を用いて取り除くようにしている
(この形成方法は後述する)。
N of the input protection circuit configured as described above
Channel MOS 10 and bipolar transistor 20
Is usually formed on the p + buried layer 2 on the semiconductor substrate 1. However, in the semiconductor device according to the present invention, the input protection circuit is provided in order to increase the withstand voltage against surge voltage such as static electricity of the input protection circuit. Near the element region where the
The p + buried layer 2 in the middle two-dot chain line) is removed by using a mask pattern or the like during its formation (this forming method will be described later).

【0014】このように、入力保護回路が形成されるp
+埋込み層2の一部を予め取り除いておくのは以下の理
由による。即ち、従前の半導体装置(図9参照)のよう
に、1つの素子領域全般に、p+埋込み層(埋込み層1
02)を形成すると、入力保護回路の入力部(図7の1
04a)及びこれに隣接するnウェル(図7の122)
とこの下側のp+埋込み層(図7の102)との境界面
の抵抗値が、nウェル(122)の他の接合面(例えば
nウェル(122)とpウェル(103)との接合面)
に比して低くなる。さらにBiCMOS構造を採る半導
体装置にあっては、ウェル領域がエピタキシャル成長に
て形成されるために素子領域の深さが浅く、従ってサー
ジ電圧発生時の放電電流がこの接合面に集中して流れ、
入力保護回路のnチャネルMOS及び/又はバイポーラ
トランジスタを介した放電が十分に行われず、この部分
でのジャンクション耐圧が低下する。そこで、この実施
例にて示す半導体装置では入力保護回路が形成される領
域(少なくとも入力部4aと接するnウェル22)がp
+埋込み層2と当接しないように、p+埋込み層の形成時
にnウェル22が位置する半導体基板1表面をマスクパ
ターンで覆い、これによってnウェル22がp+埋込み
層2と接しないようにした。このように入力保護回路を
形成しておくことによって、入力部4aに加えられたサ
ージ電圧は、nウェル22を介してこれに接合する全て
のp-領域(pウェル3,p-半導体基板1)に分散され
るので、放電電流はnチャネルMOS10及び/又はバ
イポーラトランジスタ20を介して放電されるようにな
る。
In this way, the input protection circuit is formed by p
+ The reason for removing a part of the buried layer 2 in advance is as follows. That is, as in the conventional semiconductor device (see FIG. 9), the p + buried layer (buried layer 1
02) is formed, the input portion (1 in FIG. 7) of the input protection circuit is formed.
04a) and its adjacent n-well (122 in FIG. 7).
And the resistance value of the boundary surface between the p + buried layer (102 in FIG. 7) on the lower side of the n well (122) is different from that of the other junction surface (for example, the n well (122) and the p well (103)). surface)
It will be lower than. Further, in the semiconductor device having the BiCMOS structure, the well region is formed by epitaxial growth, so the depth of the element region is shallow, and therefore the discharge current at the time of surge voltage is concentrated on this junction surface.
The discharge through the n-channel MOS and / or the bipolar transistor of the input protection circuit is not sufficiently performed, and the junction breakdown voltage in this portion is lowered. Therefore, in the semiconductor device shown in this embodiment, the region in which the input protection circuit is formed (at least the n well 22 in contact with the input portion 4a) is p
The surface of the semiconductor substrate 1 on which the n well 22 is located is covered with a mask pattern so that the n well 22 is not in contact with the p + buried layer 2 so as not to contact the + buried layer 2. did. By forming the input protection circuit in this way, the surge voltage applied to the input portion 4a is applied to all p-regions (p-well 3, p-semiconductor substrate 1) which are bonded to the surge voltage through the n-well 22. ), The discharge current is discharged through the n-channel MOS 10 and / or the bipolar transistor 20.

【0015】このように形成された入力保護回路にあっ
ては、入力部4a(n+拡散層)に正のサージ電圧が掛
かると、バイポーラトランジスタ20がONし、正の放
電電流は主に該トランジスタ20を介して電源電圧Vc
c側に放電される。また、逆に負のサージ電圧が掛かる
とその時発生する放電電流はnチャネルMOS10、パ
イポーラトランジスタ20を介してアース(電源電圧V
ss)側に放出される。尚一部の電流はnウェル22を
介して、これに接するp-領域(pウェル3,p-半導体
基板1)に流れることとなる(図3参照)。
In the input protection circuit thus formed, when a positive surge voltage is applied to the input portion 4a (n + diffusion layer), the bipolar transistor 20 is turned on, and the positive discharge current is mainly generated. Power supply voltage Vc via transistor 20
It is discharged to the c side. On the contrary, when a negative surge voltage is applied, the discharge current generated at that time is grounded (power source voltage V through the n-channel MOS 10 and bipolar transistor 20).
ss) side. A part of the current flows through the n-well 22 to the p-region (p-well 3, p-semiconductor substrate 1) in contact therewith (see FIG. 3).

【0016】図4〜図8は、本発明の半導体装置の製造
プロセスのうち半導体基板1表面に図1及び図2に示す
形状(nウェル22の下側のp+埋込み層を取り除いた
形状)のp+埋込み層2及びこれに隣接するn+埋込み層
8,9(図1及び図2には現れていない)を形成するま
での工程を示す半導体装置の断面図である。
FIGS. 4 to 8 show the shape shown in FIGS. 1 and 2 on the surface of the semiconductor substrate 1 in the manufacturing process of the semiconductor device of the present invention (the shape in which the p + buried layer below the n well 22 is removed). FIG. 3 is a cross-sectional view of the semiconductor device showing steps up to the formation of p + buried layer 2 and n + buried layers 8 and 9 (not shown in FIGS. 1 and 2) adjacent thereto.

【0017】上記形状のp+埋込み層2及びn+埋込み層
を形成するに当たっては、先ず、半導体基板1のn+埋
込み層8,9に対応する領域以外の領域に窒化シリコン
膜(Si3N4)41を形成する(図4)。これにn型不
純物のイオンインプランテーションを行なってn+埋込
み層8,9を得る(図5)。次いで、半導体基板1の表
面酸化(シリコン酸化膜43の形成)を行う(図6)。更
に、窒化シリコン膜41の除去を行なった後、前述した
入力保護回路の入力部4a(図1参照)に対応する領域
にレジスト(p形アイソレーションマスク)44を形成
し、これをマスクとしてp型不純物のイオンインプラン
テーションを行なってp+埋込み層2,2を形成する
(図7)。次いで、レジスト44の除去、酸化シリコン
膜43の除去を行って図8に示す構成の半導体装置を得
る。
In forming the p + buried layer 2 and the n + buried layer having the above-described shapes, first, the silicon nitride film (Si 3 N 4) 41 is formed in a region other than the regions corresponding to the n + buried layers 8 and 9 of the semiconductor substrate 1. Are formed (FIG. 4). Ion implantation of n-type impurities is performed on this to obtain n + buried layers 8 and 9 (FIG. 5). Next, surface oxidation of the semiconductor substrate 1 (formation of the silicon oxide film 43) is performed (FIG. 6). Further, after removing the silicon nitride film 41, a resist (p-type isolation mask) 44 is formed in a region corresponding to the input portion 4a (see FIG. 1) of the above-mentioned input protection circuit, and p is used as a mask. Ion implantation of type impurities is performed to form p + buried layers 2 and 2 (FIG. 7). Next, the resist 44 and the silicon oxide film 43 are removed to obtain the semiconductor device having the structure shown in FIG.

【0018】以上詳述したように本実施例の入力保護回
路は、入力保護回路が形成されたp+埋込み層2におい
て、該入力保護回路の下側(特に入力部4a及びこれに
接するnウェル22の下側)のp+埋込み層が取り除か
れているため、上記入力保護回路の一部(バイポーラト
ランジスタ20)を形成するnウェル領域がp+層(p+
埋込み層)と接することなく、サージ電圧発生時の放電
電流の流路が一カ所に集中することがなくなって、nチ
ャネルMOS10及びバイポーラトランジスタ20を介
した放電が効率よく行えるようになり、静電耐圧が向上
する。このような構成の入力保護回路は、CMOSトラ
ンジスタ及び/又はバイポーラトランジスタがともに形
成された所謂BiCMOSトランジスタに適用して有効
である。
As described above in detail, in the input protection circuit of this embodiment, in the p + buried layer 2 in which the input protection circuit is formed, the lower side of the input protection circuit (particularly the input portion 4a and the n well contacting the same) Since the p + buried layer on the lower side of 22 is removed, the n well region forming a part of the input protection circuit (bipolar transistor 20) is a p + layer (p +).
The flow path of the discharge current when a surge voltage is generated is not concentrated in one place without contact with the buried layer), and the discharge through the n-channel MOS 10 and the bipolar transistor 20 can be efficiently performed. Withstand voltage is improved. The input protection circuit having such a configuration is effective when applied to a so-called BiCMOS transistor in which a CMOS transistor and / or a bipolar transistor are formed together.

【0019】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、p
+埋込み層を形成しない領域は、図示例の領域に限るこ
となく、要は入力部と同導電型の領域(nウェル22)
が、これと反対の導電型の領域と接するに際し、その領
域が高濃度不純物領域とならないようにすればよい。ま
た、本実施例では、入力保護回路をp+埋込み層2に形
成したが、これに限ることなく、n+埋込み層(図6の
8,9)に形成するようにしてもよい。この場合には半
導体装置に形成された各領域の導電型は、上記実施例の
ものとすべて逆の導電型となる。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say. For example, p
The region where the + buried layer is not formed is not limited to the region shown in the figure, and the point is that it is a region of the same conductivity type as the input part (n well 22).
However, when it comes into contact with a region of opposite conductivity type, that region may not be a high-concentration impurity region. Further, although the input protection circuit is formed in the p + buried layer 2 in this embodiment, the present invention is not limited to this, and it may be formed in the n + buried layer (8, 9 in FIG. 6). In this case, the conductivity type of each region formed in the semiconductor device is the opposite conductivity type to that of the above-described embodiment.

【0020】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるBiC
MOSが形成された半導体装置について説明したが、素
子領域を薄くしなければならない構造の半導体装置全て
に適用可能である。
In the above description, the invention made by the present inventor is the field of application which is the background of the invention, BiC.
Although the semiconductor device in which the MOS is formed has been described, the present invention can be applied to all semiconductor devices having a structure in which the element region must be thin.

【0021】[0021]

【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。すなわち、BiCMOS構造の半導体
装置に形成される入力保護回路の静電耐圧が、CMOS
構造に用いられる入力保護回路並の静電耐圧にまで高め
られる。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, the electrostatic withstand voltage of the input protection circuit formed in the semiconductor device having the BiCMOS structure is
The electrostatic withstand voltage is as high as that of the input protection circuit used in the structure.

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

【図1】本発明に係る半導体装置の入力保護回路部分を
示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing an input protection circuit portion of a semiconductor device according to the present invention.

【図2】図1のII−II線に沿った半導体装置の断面図で
ある。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the semiconductor device taken along the line II-II of FIG.

【図3】入力保護回路の等価回路を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of an input protection circuit.

【図4】本発明の半導体装置の製造プロセスのうち、半
導体基板のn+埋込み層に対応する領域以外の領域に窒
化シリコン膜を塗布した状態を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state where a silicon nitride film is applied to a region other than a region corresponding to the n + buried layer of the semiconductor substrate in the manufacturing process of the semiconductor device of the present invention.

【図5】図4に示す半導体基板1にイオン打ち込みを行
ってn+埋込み層を形成した状態を示す断面図である。
5 is a cross-sectional view showing a state in which an n + buried layer is formed by performing ion implantation on the semiconductor substrate 1 shown in FIG.

【図6】図5に示す半導体基板1に表面酸化を行った状
態を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state where the semiconductor substrate 1 shown in FIG. 5 is subjected to surface oxidation.

【図7】図6に示す半導体装置の窒化シリコン膜の除去
を行い、レジスト44を塗布し、これにイオン打ち込み
を行ってp+埋込み層を形成した状態を示す断面図であ
る。
7 is a cross-sectional view showing a state in which the silicon nitride film of the semiconductor device shown in FIG. 6 is removed, a resist 44 is applied, and ion implantation is performed to form a p + buried layer.

【図8】半導体基板表面に、n+埋込み層とp+埋込み層
を選択的に形成した状態を示す半導体装置の断面図であ
る。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a semiconductor device showing a state where an n + buried layer and a p + buried layer are selectively formed on the surface of a semiconductor substrate.

【図9】従来の入力保護回路が形成された半導体装置の
断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a semiconductor device having a conventional input protection circuit formed therein.

【符号の説明】 2 p+埋込み層 3 pウェル 4 n+拡散層 10 nチャネルMOS 20 バイポーラトランジスタ 22 nウェル[Explanation of reference numerals] 2 p + buried layer 3 p well 4 n + diffusion layer 10 n channel MOS 20 bipolar transistor 22 n well

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大田 達之 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 宮沢 一幸 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tatsuyuki Ota 2326 Imai, Ome City, Tokyo, Hitachi, Ltd. Device Development Center (72) Inventor Kazuyuki Miyazawa 2326 Imai, Ome City, Tokyo Hitachi, Ltd. Device Development In the center

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板表面に複数の埋込み層が形成
され、これら複数の埋込み層の上にnウェル領域及び/
又はpウェル領域が形成され、これらnウェル領域/又
はpウェル領域にCMOSトランジスタ及び/又はバイ
ポーラトランジスタが形成された半導体装置において、
入力保護回路が形成される領域には、埋込み層が形成さ
れず基板上に直接エピタキシャル層からなるウェル領域
が形成され、かつこのウェル領域表面にはこれと異なる
導電型の半導体領域が形成され、この半導体領域に入力
端子が、また、上記ウェル領域に電源電圧端子が接続さ
れていることを特徴とする半導体装置。
1. A plurality of buried layers are formed on a surface of a semiconductor substrate, and an n-well region and / or a plurality of buried layers are formed on the plurality of buried layers.
Alternatively, in a semiconductor device in which p-well regions are formed and CMOS transistors and / or bipolar transistors are formed in these n-well regions / or p-well regions,
In the region where the input protection circuit is formed, a buried layer is not formed and a well region formed of an epitaxial layer is formed directly on the substrate, and a semiconductor region of a conductivity type different from this is formed on the well region surface. An input terminal is connected to the semiconductor region, and a power supply voltage terminal is connected to the well region.
【請求項2】 前記入力保護回路は、MOSトランジス
タとバイポーラトランジスタとによって構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the input protection circuit includes a MOS transistor and a bipolar transistor.
【請求項3】 半導体基板表面に複数のn+型不純物埋
込み層及び/又はp+型不純物埋込み層を形成し、これ
ら複数の埋込み層の上にエピタキシャル層を成長させ、
このエピタキシャル層内にnウェル領域及び/又はpウ
ェル領域を形成し、これらnウェル領域及び/又はpウ
ェル領域にCMOSトランジスタ及び/又はバイポーラ
トランジスタを形成する半導体装置の製造方法におい
て、前記n+型不純物埋込み層及び/又はp+型不純物埋
込み層を形成するにあたり入力保護回路が設けられる領
域に対応させて前記半導体基板の表面にマスクパターン
を形成し、このマスクパターンを用いて前記半導体基板
にp+型不純物及び/又はn+型不純物を導入して入力保
護回路形成領域以外の部分にのみ埋込み層を形成するよ
うにしたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. A plurality of n + -type impurity buried layers and / or p + -type impurity buried layers are formed on a surface of a semiconductor substrate, and an epitaxial layer is grown on the plurality of buried layers.
In the method of manufacturing a semiconductor device, which comprises forming an n-well region and / or a p-well region in the epitaxial layer and forming a CMOS transistor and / or a bipolar transistor in the n-well region and / or the p-well region, When forming the impurity-embedded layer and / or the p + -type impurity-embedded layer, a mask pattern is formed on the surface of the semiconductor substrate corresponding to the region where the input protection circuit is provided, and the mask pattern is used to p-type the semiconductor substrate. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a + type impurity and / or an n + type impurity is introduced to form a buried layer only in a portion other than an input protection circuit forming region.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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