JPH0622276B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH0622276B2
JPH0622276B2 JP59219146A JP21914684A JPH0622276B2 JP H0622276 B2 JPH0622276 B2 JP H0622276B2 JP 59219146 A JP59219146 A JP 59219146A JP 21914684 A JP21914684 A JP 21914684A JP H0622276 B2 JPH0622276 B2 JP H0622276B2
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mos transistor
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征史 橋本
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    • H01L27/092Devices 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 potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate complementary MIS field-effect transistors
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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は半導体装置に係り、詳しくは、ガードリング
を備えることで、ラッチアップ現象の防止を可能にした
半導体装置に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a semiconductor device that includes a guard ring to prevent a latch-up phenomenon.

〈従来技術〉 近年、半導体製造技術の進歩により、単一の半導体基板
に多数の論理素子が集積されるようになると、各論理素
子の消費電力の減少を図る必要が増大し、電力の少ない
相補形MOSトランジスタ(以下、C−MOSと略す)
により論理回路が構成されるようになってきた。
<Prior Art> In recent years, when a large number of logic elements are integrated on a single semiconductor substrate due to the progress of semiconductor manufacturing technology, it becomes necessary to reduce the power consumption of each logic element. Type MOS transistor (hereinafter abbreviated as C-MOS)
Logic circuits have come to be constructed by.

先ず、半導体基板上に形成される。従前のC−MOSト
ランジスタの構造を第2図に基づいて説明すれば以下の
通りである。
First, it is formed on a semiconductor substrate. The structure of the conventional C-MOS transistor will be described below with reference to FIG.

1は基準電圧の印加されたN形の基板であり、該基板1
の表面部にはP形のウエル2が一定の深さで島状に形成
されている。基板1表面のウエル2との境界には高濃度
のP形不純物にてガードリング3が形成されており、ウ
エル2内にはN形の不純物がドープされてソース領域4
およびドレイン領域5が形成されている。これらソース
領域4およびドレイン領域5間のウエル表面部はチャン
ネル領域となり、該チャンネル領域に絶縁層を介して対
向するゲード電極6と共に、NチャンネルMOSトラン
ジスタ7を構成している。
Reference numeral 1 is an N-type substrate to which a reference voltage is applied.
A P-type well 2 is formed in an island shape at a constant depth on the surface of the. A guard ring 3 is formed with a high concentration of P-type impurities at the boundary with the well 2 on the surface of the substrate 1, and the well 2 is doped with N-type impurities to form a source region 4.
And a drain region 5 is formed. The well surface portion between the source region 4 and the drain region 5 serves as a channel region, and constitutes an N-channel MOS transistor 7 together with the gate electrode 6 facing the channel region via an insulating layer.

一方、ウエル2近傍の基板表面には、P形不純物がドー
プされてドレイン領域8およびソース領域9が形成され
ており、これらドレイン領域8およびソース領域9間の
チャンネル領域に絶縁層を介して対向するゲート電極1
0と共にPチャンネルMOSトランジスタ11を構成し
ている。これらNチャンネルMOSトランジスタ7とP
チャネルMOSトランジスタ11とはC−MOSトラン
ジスタを構成しており、各領域が適宜接続されて論理回
路、例えば、インバータ等が構成される。
On the other hand, on the surface of the substrate in the vicinity of the well 2, a drain region 8 and a source region 9 are formed by being doped with P-type impurities, and the channel region between the drain region 8 and the source region 9 is opposed via an insulating layer. Gate electrode 1
0 constitutes a P channel MOS transistor 11. These N channel MOS transistor 7 and P
The channel MOS transistor 11 constitutes a C-MOS transistor, and each region is appropriately connected to form a logic circuit such as an inverter.

ところで、C−MOSトランジスタにあっては、N形の
基板1中にP形のウエル2が形成されるため、Pチャン
ネルMOSトランジスタ11のソース領域9と基板1お
よびP形のウエル2とでPNP接合が形成され、寄生ト
ランジスタ12が構成される。基板1およびP形のウエ
ル2はNチャンネルMOSトランジスタ7のソース領域
4ともNPN接合を形成し、寄生トランジスタ13を構
成する。一方、NチャンネルMOSトランジスタ7のド
レイン領域5はP形ウエル2および基板1とともにPN
P接合を形成して寄生トランジスタ14を構成するの
で、寄生トランジスタ14に不所望の電流が流れると、
寄生トランジスタ12、13にて構成されるサイリスタ
にラッチアップ現象が発生し、大電流が流れる恐れがあ
った。そこで、従来のC−MOSトランジスタにおいて
は、ガードリング3を形成し、ラッチアップ現象の発生
を防止せんとしていた。すなわち、高濃度のP形不純物
のドープされているガードリング3は、ゲート電極6に
接続されている信号回路等にチャタリングが発生し、ド
レイン領域5が瞬時の間負電位になり、寄生トランジス
タ14がONになっても、ソース領域4が接地されてい
るので、これと接続されるガードリング3がP形のウエ
ル2を接地電位に保つよう働き、P形のウエル2と接地
電位のソース領域4との間に寄生トランジスタ13のベ
ース・エミッタ間の障壁電圧以上の電位差が生じるのを
抑制する。さらに、ガードリング3は、ソース領域9と
P形のウエル2との距離を増加させるので、寄生トラン
ジスタ12のベース抵抗値を等価的に増大させることに
なり、P形のウエル2の電位上昇の抑制とともにラッチ
アップ現象の防止に寄与していた。
By the way, in the C-MOS transistor, since the P-type well 2 is formed in the N-type substrate 1, the PNP is formed between the source region 9 of the P-channel MOS transistor 11 and the substrate 1 and the P-type well 2. The junction is formed and the parasitic transistor 12 is formed. The substrate 1 and the P-type well 2 form an NPN junction with the source region 4 of the N-channel MOS transistor 7 to form a parasitic transistor 13. On the other hand, the drain region 5 of the N-channel MOS transistor 7 is PN together with the P-type well 2 and the substrate 1.
Since the P-junction is formed to form the parasitic transistor 14, when an undesired current flows in the parasitic transistor 14,
A latch-up phenomenon may occur in the thyristor formed by the parasitic transistors 12 and 13, and a large current may flow. Therefore, in the conventional C-MOS transistor, the guard ring 3 is formed to prevent the occurrence of the latch-up phenomenon. That is, in the guard ring 3 doped with a high concentration of P-type impurities, chattering occurs in the signal circuit or the like connected to the gate electrode 6, the drain region 5 becomes a negative potential for a moment, and the parasitic transistor 14 Since the source region 4 is grounded even when is turned on, the guard ring 3 connected to the source region 4 functions to keep the P-type well 2 at the ground potential, and the P-type well 2 and the source region at the ground potential. It is possible to prevent a potential difference of 4 or more from the base-emitter barrier voltage of the parasitic transistor 13 from occurring. Furthermore, since the guard ring 3 increases the distance between the source region 9 and the P-type well 2, the base resistance value of the parasitic transistor 12 is equivalently increased, and the potential rise of the P-type well 2 is increased. Along with the suppression, it contributed to the prevention of the latch-up phenomenon.

従来のC−MOSトランジスタは上述のようにガードリ
ング3によりラッチアップ現象の防止を図っていたが、
それに加えてP形のウエル2の底面下に高濃度にP形不
純物をドープした埋込層を設け、P形のウエル2の電位
の安定化と、寄生トランジスタ14のベース抵抗の増大
を図ることもしばしば行われていた。
In the conventional C-MOS transistor, the guard ring 3 is used to prevent the latch-up phenomenon as described above.
In addition, a buried layer doped with a high concentration of P-type impurities is provided below the bottom surface of the P-type well 2 to stabilize the potential of the P-type well 2 and increase the base resistance of the parasitic transistor 14. Was also often done.

〈従来技術の問題点〉 しかしながら、従来のC−MOSトランジスタのガード
リング3は広大なP形のウエル2全体の電位を安定化さ
せるには不充分であるうえ、ソース領域9をウエル2か
ら充分に離すためには、ガードリング3の幅を大きくし
なければならないので、各C−MOSトランジスタの基
板1に占める面積が大きくなり、集積度が低下するとい
う問題点があった。さらに、ウエル2底面下に埋込層を
設けた構成にあっては、ウエル2の電位の安定化には寄
与するものの、基板1中にP形不純物を高濃度にドープ
するには、相当数の工程を要し、半導体装置の製造工程
が複雑化するという問題点があった。
<Problems of the Prior Art> However, the guard ring 3 of the conventional C-MOS transistor is not sufficient to stabilize the potential of the entire vast P-type well 2, and the source region 9 is sufficiently removed from the well 2. In order to separate the C-MOS transistors from each other, the width of the guard ring 3 must be increased, so that the area occupied by each C-MOS transistor in the substrate 1 becomes large, and there is a problem that the degree of integration is reduced. Further, in the structure in which the buried layer is provided below the bottom surface of the well 2, although it contributes to the stabilization of the potential of the well 2, a considerable number of P-type impurities need to be doped in the substrate 1 at a high concentration. However, there is a problem in that the manufacturing process of the semiconductor device becomes complicated.

〈問題点を解決するための手段〉 この発明は上記従来技術に基づく、集積度の低下、さら
には製造工程の複雑化という問題点に着目してなされた
ものであり、第2導電形MOSトランジスタの形成され
る第1導電形の基板と第1導電形MOSトランジスタの
形成される第2導電形のウエルとの境界に、第2導電形
の不純物を高濃度にドープしたガードリングを形成し、
該ガードリングを深さ方向に貫通するゲートと、該ゲー
トを基板およびウエルから絶縁する絶縁層とを設け、ゲ
ートおよびガードリングを所定のバイアス電源に接続し
て、ラッチアップ現象の防止を可能にした半導体装置の
構成を要旨とする。
<Means for Solving Problems> The present invention has been made in view of the problems of reduction in degree of integration and complication of manufacturing process, which is based on the above-mentioned conventional technique. Forming a guard ring, which is highly doped with impurities of the second conductivity type, at the boundary between the substrate of the first conductivity type in which is formed and the well of the second conductivity type in which the first conductivity type MOS transistor is formed,
A gate that penetrates through the guard ring in the depth direction and an insulating layer that insulates the gate from the substrate and the well are provided, and the gate and the guard ring are connected to a predetermined bias power supply to prevent the latch-up phenomenon. The gist is the configuration of the semiconductor device.

〈作用〉 上記構成に係る半導体装置は、ガードリングを深さ方向
に貫通するゲートが、ウエルをソースとし、ガードリン
グをドレインとするMOSトランジスタを構成するの
で、ウエルの深部において電圧の変化が生じ、ゲートと
ウエル深部との間の電圧差が閾値以上になるとウエル、
ガードリング間にチャンネルが形成される。したがっ
て、ガードリングを介して、バイアス電源と同電位に保
つことになるので、バイアス電源の電位を、基板、ウエ
ル、ウエル内のソース領域にて構成される寄与トランジ
スタがONすることのない値に選択することにより、ラ
ッチアップ現象の発生を防止することができる。
<Operation> In the semiconductor device having the above structure, the gate penetrating the guard ring in the depth direction constitutes a MOS transistor having the well as the source and the guard ring as the drain, so that a voltage change occurs in the deep portion of the well. , If the voltage difference between the gate and the depth of the well exceeds a threshold value, the well,
A channel is formed between the guard rings. Therefore, the potential of the bias power supply is maintained at the same potential as that of the bias power supply through the guard ring, and the potential of the bias power supply is set to a value at which the contributing transistor constituted by the substrate, the well, and the source region in the well is not turned on. The selection can prevent the occurrence of the latch-up phenomenon.

〈実施例〉 続いて、第1図および第3乃至第4図に基き、この発明
の第1実施例を説明する。なお同図中、従来技術に関し
説明した第1図中のC−MOSトランジスタと同一構成
部分には、同一符号のみ付して、その詳細な説明は簡略
のために省略する。
<Embodiment> Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 3 to 4. In the figure, the same components as those of the C-MOS transistor in FIG. 1 described in the related art are given the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

第1図およびその一部を拡大図示する第4図において、
21はP形不純物を高濃度にドープしてN形の基板1表
面に形成されたガードリングであり、該ガードリング2
1の中央部には環状の凹部22が画成される。結局のと
ころ、凹部22は、ウエル2である第1の領域と基板1
間の境界部分に形成される。換言すれば、ガードリング
21である第2の領域が凹部22の基板1表面部分に隣
接し、該凹部を取り囲むように形成されることになる。
この場合、凹部22の深さは、ガードリング21のそれ
より深く、ウエル2としての第1の領域よりも浅く形成
される。凹部22には、第3図に詳示されているよう
に、複数のポリシリコンゲート23が間隔をおいて埋設
されており、全てのポリシリコンゲート23はガードリ
ング21に接続されるとともに、互いにポリシリコンの
接続線24に連結されている。電極としての各ポリシリ
コンゲート23は、凹部22内壁を絶縁被覆するように
形成された二酸化シリコン層25である絶縁層に囲まれ
て埋設されており、基板1及びウエル2から絶縁されて
いる。ポリシリコンゲート23は接地(V SS)されてい
る。したがって、ポリシリコンゲート23はウエル2お
よびガードリング21と共にPチャンネルMOSトラン
ジスタ26のソース領域を形成するのに足りればよく、
従来のガードリング3に比べ狭小で足りる。ガードリン
グ21には、さらにバックバイアス発生器27が接続さ
れており、バックバイアス発生器27はドレイン領域5
に印加される不所望の負電圧以下の電圧を発生させ、ガ
ードリング21に印加する。例えば、チャタリング等の
影響でドレイン領域5に−3V程度の負電圧が印加され
ると予想されるならば、バックバイアス発生器27では
−3V以下の電圧をガードリングに印加できるよう設定
すればよい。
In FIG. 1 and FIG. 4 which is an enlarged view of a part thereof,
Reference numeral 21 is a guard ring formed on the surface of the N-type substrate 1 by heavily doping P-type impurities.
An annular recess 22 is defined in the central portion of 1. After all, the recess 22 is formed in the first region, which is the well 2, and the substrate 1.
It is formed at the boundary part between them. In other words, the second region, which is the guard ring 21, is formed adjacent to the surface of the recess 22 adjacent to the surface of the substrate 1 and surrounding the recess.
In this case, the depth of the recess 22 is formed deeper than that of the guard ring 21 and shallower than the first region of the well 2. As shown in detail in FIG. 3, a plurality of polysilicon gates 23 are embedded in the recess 22 at intervals, and all the polysilicon gates 23 are connected to the guard ring 21 and are mutually connected. It is connected to a connection line 24 of polysilicon. Each polysilicon gate 23 as an electrode is embedded and surrounded by an insulating layer which is a silicon dioxide layer 25 formed so as to cover the inner wall of the recess 22 so as to be insulated from the substrate 1 and the well 2. The polysilicon gate 23 is grounded (V SS). Therefore, it is sufficient that the polysilicon gate 23 together with the well 2 and the guard ring 21 forms the source region of the P-channel MOS transistor 26.
Narrower than the conventional guard ring 3 is sufficient. A back bias generator 27 is further connected to the guard ring 21, and the back bias generator 27 is connected to the drain region 5.
A voltage equal to or lower than an undesired negative voltage applied to the guard ring 21 is generated and applied to the guard ring 21. For example, if a negative voltage of about −3 V is expected to be applied to the drain region 5 due to chattering or the like, the back bias generator 27 may be set so that a voltage of −3 V or less can be applied to the guard ring. .

次に、埋込MOSトランジスタ26の形成方法について
述べれば、基板1表面から異方性エッチング、例えば、
リアクティブ、イオン・エッチング等で凹部22を形成
し、その後、ポリシリコンゲート23と二酸化シリコン
層25とを形成するものである。
Next, a method of forming the embedded MOS transistor 26 will be described. Anisotropic etching from the surface of the substrate 1, for example,
The recess 22 is formed by reactive or ion etching, and then the polysilicon gate 23 and the silicon dioxide layer 25 are formed.

上記構成に係るC−MOSトランジスタのラッチアップ
防止装置について述べれば、以下の通りである。
The latch-up prevention device for the C-MOS transistor having the above configuration will be described below.

まず、C−MOSトランジスタにて構成された論理回路
に電源電圧が印加された過渡状態について説明する。か
かる過渡状態では、バックバイアス発生器27が機能し
ておらず、何らかの原因でドレイン領域5の電位がウエ
ル2の電位より低下し、寄生トランジスタ14がON状
態になろうとすることがある。しかしながら、ガードリ
ング21およびポリシリコンゲート23は接地電位VSS
であるので、寄生トランジスタ14により基板1からウ
エル2に電流が供給され、ウエル2の電位が上昇する
と、ウエル2、ポリシリコンゲート23間の電圧がMO
Sトランジスタ26の閾値以上になり、ゲートとしての
電極23と第1、第2の領域2、21で構成されるトラ
ンジスタの両領域間にチャンネルが形成される。その結
果、ウエル2からチャンネルを介して電流がガードリン
グ21に流れ、さらにアースされるため、ウエル2の電
位は低下して、寄生トランジスタ14をOFF状態に保
つことができる。
First, a transient state in which a power supply voltage is applied to a logic circuit composed of C-MOS transistors will be described. In such a transient state, the back bias generator 27 is not functioning, the potential of the drain region 5 becomes lower than the potential of the well 2 for some reason, and the parasitic transistor 14 tends to be turned on. However, the guard ring 21 and the polysilicon gate 23 are connected to the ground potential VSS.
Therefore, when a current is supplied from the substrate 1 to the well 2 by the parasitic transistor 14 and the potential of the well 2 rises, the voltage between the well 2 and the polysilicon gate 23 becomes MO.
When the voltage is equal to or higher than the threshold of the S-transistor 26, a channel is formed between the electrode 23 as a gate and both regions of the transistor including the first and second regions 2 and 21. As a result, a current flows from the well 2 to the guard ring 21 through the channel and is further grounded, so that the potential of the well 2 is lowered and the parasitic transistor 14 can be kept in the OFF state.

また、ウエル2の電位上昇により、ウエル2とソース領
域4との電位差が寄生トランジスタ13のベース・エミ
ッタ間障壁電位差以上になり、寄生トランジスタ14が
ON状態となって、寄生トランジスタ12もONし、寄
生トランジスタ12、13で構成される寄生サイリスタ
にラッチアップ現象が発生しても、前述のようにウエル
2の電位が低下させられるので、ウエル2、ソース領域
間の電位も寄生トランジスタ12のベース・エミッタ間
障壁電位差未満になり、ラッチアップ現象を消滅させ
る。加えて、埋込MOSトランジスタ26が基板1から
ウエル2への電流経路(すなわち、寄生トランジスタ1
2のコレクタ電流経路)を狭小にしているので、寄生ト
ランジスタ12の利得を減少させ、ラッチアップ現象の
消滅に寄与することができる。
Further, due to the rise in the potential of the well 2, the potential difference between the well 2 and the source region 4 becomes equal to or greater than the base-emitter barrier potential difference of the parasitic transistor 13, the parasitic transistor 14 is turned on, and the parasitic transistor 12 is also turned on. Even if a latch-up phenomenon occurs in the parasitic thyristor composed of the parasitic transistors 12 and 13, the potential of the well 2 is lowered as described above. It becomes less than the barrier potential difference between the emitters, and the latch-up phenomenon disappears. In addition, the embedded MOS transistor 26 causes the current path from the substrate 1 to the well 2 (that is, the parasitic transistor 1
Since the collector current path (2) is narrowed, the gain of the parasitic transistor 12 can be reduced to contribute to elimination of the latch-up phenomenon.

次に、過渡状態が終了し、バックバイアス発生器27が
ガードリング21に負電圧を供給するようになると、ガ
ードリング21とウエル2とはオーミックコンタクトに
なっているので、ウエル2が負電位になる。そのため、
ドレイン領域5が負電位になっても、寄生トランジスタ
14がONしにくく、寄生サイリスタのラッチアップ現
象が防止される。
Next, when the transient state ends and the back bias generator 27 supplies a negative voltage to the guard ring 21, since the guard ring 21 and the well 2 are in ohmic contact, the well 2 is at a negative potential. Become. for that reason,
Even if the drain region 5 has a negative potential, the parasitic transistor 14 is unlikely to turn on, and the parasitic thyristor latch-up phenomenon is prevented.

第5図は本発明の第2実施例を示す図であり、基板31
がP形に、ウエル32がN形に、ガードリング33がN
形にドープされている。したがって、ポリシリコンゲ
ート23が電源電圧VDDに接続され、バックバイアス発
生器34に充分な正電圧、例えば8Vの電圧が印加され
ている。
FIG. 5 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.
Is P-type, well 32 is N-type, guard ring 33 is N-type
It is + doped. Therefore, the polysilicon gate 23 is connected to the power supply voltage VDD, and the back bias generator 34 is applied with a sufficient positive voltage, for example, 8V.

さらに、本発明はツインタプのC−MOSトランジスタ
にも適用できることは論を待たない。
Further, it is needless to say that the present invention can be applied to a twin tap C-MOS transistor.

なお、上記実施例の説明において、各部材に符号を付
し、これと同一の符号をもって、特許請求の範囲の欄に
記載された構成要素を特定しているが、かかる構成要素
を実施例の部材に限定する趣旨ではない。
In the description of the above embodiment, each member is given a reference numeral, and the same reference numeral is used to identify the constituent elements described in the section of the claims. It is not intended to be limited to members.

〈発明の効果〉 以上説明してきたように、本発明によれば、第2導電形
MOSトランジスタの形成される第1導電形の基板と第
1導電形MOSトランジスタの形成される第2導電形の
ウエルとの境界に、第2導電形の不純物を高濃度にドー
ブしたガードリングを形成し、該ガードリングを深さ方
向に貫通するゲートを基板およびウエルから絶縁する絶
縁層を設け、ゲートおよびガードリングを所定のバイア
ス電源に接続した構成したことにより、基板の深さ方向
にゲートと第1、第2の領域(即ち、ウエルとガードリ
ング)から成るトランジスタを形成して、実質的に第2
の領域(即ち、ガードリング)を深さ方向に延長したも
のと同等の作用を確保するようにし、これにより、従前
のように、拡散層だけでガードリングを形成したものに
比べて、ガードリングの幅を小さくすることができるの
で、各C−MOSトランジスタの基板に占める面積を減
少させ、集積度の大幅な向上が図れるという優れた効果
をが奏される。
<Effects of the Invention> As described above, according to the present invention, the first conductivity type substrate on which the second conductivity type MOS transistor is formed and the second conductivity type on the first conductivity type MOS transistor are formed. At the boundary with the well, a guard ring in which impurities of the second conductivity type are doped at a high concentration is formed, and an insulating layer is provided to insulate the gate penetrating the guard ring in the depth direction from the substrate and the well. By configuring the ring to be connected to a predetermined bias power supply, a transistor including the gate and the first and second regions (that is, the well and the guard ring) is formed in the depth direction of the substrate to substantially form the second transistor.
Area (that is, the guard ring) is ensured to have an effect equivalent to that of extending in the depth direction, so that the guard ring is formed as compared with the case where the guard ring is formed only by the diffusion layer as in the past. Since the width of each C-MOS transistor can be reduced, the area occupied by the substrate of each C-MOS transistor can be reduced, and a great improvement in the degree of integration can be achieved.

さらに、広大なウエルを所定のバイアス電源の電位に保
てるので、埋込層を不要にすることができ、製造工程を
減少させるという優れた効果もある。特に、高集積度の
ランダムアクセスメモリにおいては、トレンチ形キャパ
シタの形成等の異方性エッチングを使用するので、ゲー
ト埋込用の凹部を形成する工程に関しては、トレンチ形
キャパシタを形成する工程と同時的にこれを行なうこと
により、製造工程を増加させることなく、ラッチアップ
防止装置を形成できる利点もある。
Further, since the vast well can be kept at the potential of the predetermined bias power source, the buried layer can be eliminated and the manufacturing process can be reduced. In particular, in a highly integrated random access memory, anisotropic etching such as formation of a trench type capacitor is used. Therefore, the step of forming the recess for filling the gate is performed simultaneously with the step of forming the trench type capacitor. By doing so, there is also an advantage that the latch-up prevention device can be formed without increasing the manufacturing process.

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

第1図は本願発明の第1実施例を示す正面断面図、第2
図は従来のラッチアップ防止装置を示す正面断面図、第
3図は第1図の一部平面図、第4図は第1図の一部拡大
図、第5図は本願発明の第2実施例を示す正面断面図で
ある。 1……基板、2……ウエル、 4……ソース領域、5……ドレイン領域、 6……ゲート領域、 7……第1導電形MOSトランジスタ、 8……ドレイン領域、9……ソース領域、 10……ゲート電極、 11……第2導電形MOSトランジスタ、 21、33……ガードリング、 23……ゲート(ポリシリコンゲート)、 25……絶縁層(二酸化シリコン層)、 VSS、VDD……バイアス電源。
FIG. 1 is a front sectional view showing a first embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 1 is a front sectional view showing a conventional latch-up prevention device, FIG. 3 is a partial plan view of FIG. 1, FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG. 1, and FIG. 5 is a second embodiment of the present invention. It is a front sectional view showing an example. 1 ... Substrate, 2 ... Well, 4 ... Source region, 5 ... Drain region, 6 ... Gate region, 7 ... First conductivity type MOS transistor, 8 ... Drain region, 9 ... Source region, 10 ... Gate electrode, 11 ... Second conductivity type MOS transistor, 21, 33 ... Guard ring, 23 ... Gate (polysilicon gate), 25 ... Insulating layer (silicon dioxide layer), VSS, VDD ... Bias power supply.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1導電形の基板1表面に島状に形成され
た第2導電形の第1の領域2と、 第1の領域2と基板1間の境界部分に第1の領域2より
も浅く形成された凹部22と、 凹部22内壁を絶縁被覆するように形成された絶縁層2
5と、 凹部22の基板1表面部分に隣接し、凹部22を取り囲
むように、第1導電形の基板1表面に形成された第2導
電形の第2の領域21と、 凹部22内の絶縁層25に囲まれて埋設され、第2の領
域21に対して電気的に接続された電極23とを備え、 凹部22に沿って基板1の深さ方向に第1の領域2と第
2の領域21との間に、電極23をゲートとするトラン
ジスタが形成され、第1の領域2の電位と電極23の電
位との差が該トランジスタのしきい値を越えると、第
1、第2の領域2、21間にチャンネルが形成されるこ
とを特徴とする半導体装置。
1. A first region 2 of a second conductivity type formed in an island shape on a surface of a substrate 1 of a first conductivity type, and a first region 2 at a boundary portion between the first region 2 and the substrate 1. And the insulating layer 2 formed so as to insulate the inner wall of the recess 22.
5, the second region 21 of the second conductivity type formed on the surface of the substrate 1 of the first conductivity type so as to be adjacent to the surface of the substrate 22 of the recess 22 and surround the recess 22, and the insulation in the recess 22. The electrode 23 is embedded in the layer 25 and is electrically connected to the second region 21, and the first region 2 and the second region 21 are formed in the depth direction of the substrate 1 along the recess 22. A transistor having the gate of the electrode 23 is formed between the region 21 and the first and second transistors when the difference between the potential of the first region 2 and the potential of the electrode 23 exceeds the threshold value of the transistor. A semiconductor device, wherein a channel is formed between regions 2 and 21.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4939567A (en) * 1987-12-21 1990-07-03 Ibm Corporation Trench interconnect for CMOS diffusion regions
JPH02102569A (en) * 1988-10-12 1990-04-16 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Semiconductor device and manufacture thereof
JP3093771B2 (en) * 1990-03-22 2000-10-03 沖電気工業株式会社 Semiconductor storage device
US5438005A (en) * 1994-04-13 1995-08-01 Winbond Electronics Corp. Deep collection guard ring
JP4387119B2 (en) 2003-03-27 2009-12-16 三菱電機株式会社 Semiconductor device
JP2009231851A (en) * 2009-07-09 2009-10-08 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device
JP6889048B2 (en) * 2017-06-30 2021-06-18 株式会社日立製作所 Silicon carbide semiconductor device and its manufacturing method
US11695007B2 (en) 2020-03-31 2023-07-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Guard ring capacitor method and structure

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