JPH06334127A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH06334127A
JPH06334127A JP5118238A JP11823893A JPH06334127A JP H06334127 A JPH06334127 A JP H06334127A JP 5118238 A JP5118238 A JP 5118238A JP 11823893 A JP11823893 A JP 11823893A JP H06334127 A JPH06334127 A JP H06334127A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
type
semiconductor substrate
epitaxial growth
growth layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP5118238A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Okamura
隆之 岡村
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP5118238A priority Critical patent/JPH06334127A/en
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a semiconductor device which prevents a latch-up phenomenon in a MOS transistor which is formed near a scribing region. CONSTITUTION:A P-well region 4 is formed in an N-type epitaxial growth layer 2 which is formed on an element region near a scribing region in a P-type semiconductor substrate 1. An NMOS transistor which is composed of a source region 6, a drain region 7 and a gate electrode 9 is formed in the P-well region 4. The source region 6 is connected to a VSS terminal 11, the P-well region 4 is connected to a VBB terminal 18, and the N-type epitaxial growth layer 2 is connected to a VCC terminal 15. The P-type semiconductor substrate 1 is connected to the VSS terminal 11 by a P-well region 5 which is formed in the scribing region at the end of the element region.

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CMOS集積回路に関
し、特にスクライブ領域の近傍に形成されるCMOS集
積回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a CMOS integrated circuit, and more particularly to a CMOS integrated circuit formed near a scribe region.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSIの動作速度が速くなり集積密度が
高まるにつれて、チップあたりの消費電力が増加してお
り、低消費電力のCMOSデバイスに対する要求が高ま
っている。素子の微細化及び大容量化は動作速度を改善
する反面、ラッチアップにより素子の動作不良及び破壊
を引き起こす。
2. Description of the Related Art As the operating speed of LSIs increases and the integration density increases, the power consumption per chip increases, and the demand for CMOS devices with low power consumption increases. While miniaturization and large capacity of the device improve the operating speed, latch-up causes the device to malfunction and break down.

【0003】ところで、ウェ−ハ上に多数形成された素
子はスクライブ工程により個々のペレットに分離され
る。この分離のための領域をスクライブ領域といい、こ
のスクライブ領域にはLSIの機能素子は構成しない。
しかしながら、素子の大容量化が進むにつれスクライブ
領域は狭くなっており、その近傍の素子領域端に多くの
素子が形成される。
By the way, a large number of elements formed on a wafer are separated into individual pellets by a scribing process. A region for this separation is called a scribe region, and no LSI functional element is formed in this scribe region.
However, as the capacity of the device increases, the scribe region becomes narrower, and many devices are formed at the edge of the device region near the scribe region.

【0004】スクライブ領域近傍に形成されたCMOS
回路を、図2(a)を用いて説明する。CMOS回路を
P型半導体基板21上のN型エピタキシャル成長層22
に形成する場合、エピタキシャル成長層22に設けられ
たPウェル領域23上にNMOSトランジスタが形成さ
れる。NMOSトランジスタはPウェル領域23に形成
されたN+ 型のソ−ス領域24及びドレイン領域25
と、絶縁膜26を介して形成されたゲ−ト電極27とか
らなる。
CMOS formed near the scribe region
The circuit will be described with reference to FIG. The CMOS circuit is provided with an N-type epitaxial growth layer 22 on a P-type semiconductor substrate 21.
In this case, the NMOS transistor is formed on the P well region 23 provided in the epitaxial growth layer 22. The NMOS transistor comprises an N + type source region 24 and a drain region 25 formed in the P well region 23.
And a gate electrode 27 formed via the insulating film 26.

【0005】ここで、ソ−ス領域24はソ−スコンタク
ト28及びVSS端子29に接続しており、ドレイン領域
25はドレインコンタクト30に接続される。また、エ
ピタキシャル成長層22はN+ 型領域31においてNウ
ェルコンタクト32及びVCC端子33に接続され、Pウ
ェル領域23はP+ 型領域34においてVBB端子36
(自己基板バイアス発生回路により発生させた負電位)
に接続される。
Here, the source region 24 is connected to the source contact 28 and the V SS terminal 29, and the drain region 25 is connected to the drain contact 30. The epitaxial growth layer 22 is connected to the N well contact 32 and the V CC terminal 33 in the N + type region 31, and the P well region 23 is connected to the V BB terminal 36 in the P + type region 34.
(Negative potential generated by self substrate bias generation circuit)
Connected to.

【0006】このように機能素子は素子領域に形成され
スクライブ領域には形成されない。ところで、スクライ
ブ工程における機械的切断により、スクライブ領域に結
晶欠陥が存在する。そのため、半導体基板21とエピタ
キシャル成長層22が電気的に分離されず同電位とな
る。その結果、図2(b)に示すように、P型半導体基
板21とN型エピタキシャル成長層22とPウェル領域
23とN+ 型ソ−ス領域24とからなる寄生サイリスタ
が導通状態、即ちラッチアップが起こりやすい構造とな
る。
As described above, the functional element is formed in the element region but not in the scribe region. By the way, due to mechanical cutting in the scribing process, crystal defects exist in the scribing region. Therefore, the semiconductor substrate 21 and the epitaxial growth layer 22 are not electrically separated and have the same potential. As a result, as shown in FIG. 2B, the parasitic thyristor composed of the P-type semiconductor substrate 21, the N-type epitaxial growth layer 22, the P-well region 23, and the N + -type source region 24 is in a conductive state, that is, latch-up. The structure is likely to occur.

【0007】例えば、電源投入直後自己基板バイアス発
生回路が動作するまでの間は自己基板バイアス発生回路
に接続されているPウェル領域23はフロ−ティングに
近い状態にある。そのため、Pウェル領域23とN型エ
ピタキシャル成長層22との間の容量カップリングによ
り、Pウェル領域23は一時的に電位が正の方向に持ち
上がる。この時、Pウェル領域23がVSS電位よりも高
い電位になるとN+ 型ソ−ス領域24とPウェル領域2
3とN型エピタキシャル成長層22からなるNPN寄生
バイポ−ラトランジスタが導通する。更に、P型半導体
基板21がVCC電位と同電位になっているため、P型半
導体基板21とN型エピタキシャル成長層22とPウェ
ル領域23とN+ 型ソ−ス領域24からなるPNPN寄
生サイリスタが導通状態、即ちラッチアップ現象が発生
する。
For example, immediately after the power is turned on, the P-well region 23 connected to the self-substrate bias generating circuit is in a state close to floating until the self-substrate bias generating circuit operates. Therefore, due to the capacitive coupling between the P well region 23 and the N-type epitaxial growth layer 22, the potential of the P well region 23 temporarily rises in the positive direction. At this time, when the P well region 23 becomes higher than the V SS potential, the N + type source region 24 and the P well region 2 are formed.
3 and the NPN parasitic bipolar transistor composed of the N-type epitaxial growth layer 22 become conductive. Further, since the P-type semiconductor substrate 21 has the same potential as the V CC potential, the PNPN parasitic thyristor including the P-type semiconductor substrate 21, the N-type epitaxial growth layer 22, the P-well region 23 and the N + -type source region 24 is formed. Is conductive, that is, a latch-up phenomenon occurs.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、スクラ
イブ領域の近傍に形成されたMOSトランジスタは、ス
クライブ領域に生じる結晶欠陥によるラッチアップが発
生しやすい。集積密度が向上するに伴いスクライブ領域
が狭まっており、上記結晶欠陥による影響は深刻であ
る。ラッチアップによるVCC電圧とVSS電圧との間に流
れる電流は電源電圧を下げない限り阻止できない。
As described above, in the MOS transistor formed in the vicinity of the scribe region, latch-up is likely to occur due to crystal defects generated in the scribe region. The scribe region is narrowed as the integration density is improved, and the influence of the crystal defects is serious. The current flowing between the V CC voltage and the V SS voltage due to latch-up cannot be blocked unless the power supply voltage is lowered.

【0009】それ故に、本発明はスクライブ領域の近傍
に形成されたMOSトランジスタにおいて、ラッチアッ
プ現象の発生を防止する半導体装置を提供することを目
的とする。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a semiconductor device which prevents a latch-up phenomenon from occurring in a MOS transistor formed near a scribe region.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
は、VSS電圧に接続されたP型半導体基板と、上記P型
半導体基板上のN型エピタキシャル成長層内に設けられ
かつ自己基板バイアス回路に接続されたPウェル領域
と、上記Pウェル領域に形成されかつN型ソ−ス領域が
SS電圧に接続されたNMOSトランジスタとからな
る。
A semiconductor device according to the present invention comprises a P-type semiconductor substrate connected to a V SS voltage and a self-substrate bias circuit provided in an N-type epitaxial growth layer on the P-type semiconductor substrate. It is composed of a connected P well region and an NMOS transistor formed in the P well region and having an N-type source region connected to the V SS voltage.

【0011】上記P型半導体基板は、スクライブ領域及
び素子領域端における上記P型半導体基板上にVSS電圧
に接続される他のPウェル領域を設けることによりVSS
電圧に接続される。
The P-type semiconductor substrate is provided with another P-well region connected to the V SS voltage on the P-type semiconductor substrate at the end of the scribe region and the device region, thereby providing V SS.
Connected to the voltage.

【0012】[0012]

【作用】上記構成によると、上記スクライブ領域に結晶
欠陥が発生したとしても、上記スクライブ領域及び素子
領域端は上記別のPウェル領域が形成されているため、
上記P型半導体基板と上記N型エピタキシャル成長層と
は電気的に分離される。また、上記N型ソ−ス領域と上
記Pウェル領域と上記N型エピタキシャル層とからなる
寄生バイポ−ラトランジスタが導通した場合でも、上記
P型半導体基板と上記N型エピタキシャル成長層と上記
Pウェル領域と上記N型ソ−ス領域とからなる寄生サイ
リスタにおいて、カソ−ドにあたる上記P型半導体基板
とアノ−ドにあたる上記N型ソ−ス領域とは同電位であ
る。従って、上記寄生サイリスタは導通することによる
ラッチアップ現象は発生を防止できる。
According to the above construction, even if a crystal defect occurs in the scribe region, the other P well region is formed at the scribe region and the end of the element region.
The P-type semiconductor substrate and the N-type epitaxial growth layer are electrically separated. Even when the parasitic bipolar transistor composed of the N-type source region, the P-well region and the N-type epitaxial layer is conductive, the P-type semiconductor substrate, the N-type epitaxial growth layer and the P-well region are also provided. In the parasitic thyristor consisting of the N type source region and the N type source region, the P type semiconductor substrate corresponding to the cathode and the N type source region corresponding to the anode have the same potential. Therefore, it is possible to prevent the latch-up phenomenon due to the conduction of the parasitic thyristor.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1を参照して説
明する。P型半導体基板1上の素子領域端及びスクライ
ブ領域にアクセプタイオンを注入後、半導体基板1上に
N型エピタキシャル成長層2を形成する。この時、素子
領域端に注入されたアクセプタイオンはN型エピタキシ
ャル成長層2内へ拡散するため、素子領域端のN型エピ
タキシャル成長層2内にP型半導体基板1と電気的に接
続するP型領域3が形成される。N型エピタキシャル成
長層2上にPウェル領域4、P型領域3上にPウェル領
域5がそれぞれ形成される。Pウェル領域4上にはNM
OSトランジスタが形成され、NMOSトランジスタは
Pウェル領域4に形成されたN+ 型のソ−ス領域6及び
ドレイン領域7と、絶縁膜8を介して形成されたゲ−ト
電極9とからなる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. After acceptor ions are implanted into the element region end and the scribe region on the P-type semiconductor substrate 1, the N-type epitaxial growth layer 2 is formed on the semiconductor substrate 1. At this time, since the acceptor ions implanted at the end of the element region diffuse into the N-type epitaxial growth layer 2, the P-type region 3 electrically connected to the P-type semiconductor substrate 1 in the N-type epitaxial growth layer 2 at the end of the element region. Is formed. A P well region 4 is formed on the N type epitaxial growth layer 2, and a P well region 5 is formed on the P type region 3. NM on the P-well region 4
The OS transistor is formed, and the NMOS transistor is composed of the N + type source region 6 and the drain region 7 formed in the P well region 4, and the gate electrode 9 formed through the insulating film 8.

【0014】ここで、ソ−ス領域6はソ−スコンタクト
10及びVSS端子11に接続しており、ドレイン領域7
はドレインコンタクト12に接続される。また、エピタ
キシャル成長層2はN+ 型領域13においてNウェルコ
ンタクト14及びVCC端子15に接続され、Pウェル領
域4はP+ 型領域16においてPウェルコンタクト17
及びVBB端子(自己基板バイアス発生回路により発生さ
せた負電位)18に接続される。一方、Pウェル領域5
はP+ 型領域19においてPウェルコンタクト20及び
SS端子11に接続される。
Here, the source region 6 is connected to the source contact 10 and the V SS terminal 11, and the drain region 7 is connected.
Is connected to the drain contact 12. The epitaxial growth layer 2 is connected to the N well contact 14 and the V CC terminal 15 in the N + type region 13, and the P well region 4 is connected to the P well contact 17 in the P + type region 16.
And V BB terminals (negative potential generated by the self-substrate bias generating circuit) 18. On the other hand, P well region 5
Is connected to P well contact 20 and V SS terminal 11 in P + type region 19.

【0015】このような構造とすることにより、P型半
導体基板1とN型エピタキシャル成長層2とPウェル領
域4とNMOSトランジスタのソ−ス領域6とからなる
PNPN寄生サイリスタにおいて、アノ−ドに当たるP
型半導体基板1とカソ−ドに当たるソ−ス領域6とはい
ずれもVSS端子11に接続され、P型半導体基板1を含
むラッチアップ現象は発生しにくい。
With such a structure, the P-type semiconductor substrate 1, the N-type epitaxial growth layer 2, the P-well region 4, and the source region 6 of the NMOS transistor, which corresponds to the node P in the PNPN parasitic thyristor.
The type semiconductor substrate 1 and the source region 6 corresponding to the cathode are both connected to the V SS terminal 11, and the latch-up phenomenon including the P type semiconductor substrate 1 is unlikely to occur.

【0016】例えば、電源投入後自己基板バイアス発生
回路が動作する以前に、Pウェル領域4がN型エピタキ
シャル成長層との容量カップリングのためPウェル領域
4の電位がVSS電位より高い電位になり、N型のソ−ス
領域6とPウェル領域4とN型エピタキシャル成長層2
からなるNPN寄生バイポ−ラトランジスタが導通状態
になったとする。その場合でも、P型半導体基板1はV
SS電位であるからPNPN寄生サイリスタが導通状態に
なることはない。その後、自己基板バイアス発生回路が
作動しPウェル領域4が負電位になれば、上記NPN寄
生バイポ−ラトランジスタはオフ状態となり、VCC電圧
とVSS電圧との間の貫通電流は流れなくなる。
For example, after the power is turned on and before the self-substrate bias generating circuit operates, the potential of the P well region 4 becomes higher than the V SS potential because of the capacitive coupling of the P well region 4 with the N type epitaxial growth layer. , N type source region 6, P well region 4 and N type epitaxial growth layer 2
It is assumed that the NPN parasitic bipolar transistor composed of is turned on. Even in that case, the P-type semiconductor substrate 1 is V
Since it is the SS potential, the PNPN parasitic thyristor will not be in a conductive state. After that, when the self-substrate bias generating circuit operates and the P well region 4 becomes a negative potential, the NPN parasitic bipolar transistor is turned off, and the through current between the V CC voltage and the V SS voltage stops flowing.

【0017】[0017]

【発明の効果】本発明による半導体装置は、スクライブ
領域及び素子領域端におけるP型半導体基板上にVSS
子に接続されたPウェル領域を設けているため、P型半
導体基板はVSS端子と電気的に接続される。そのため、
スクライブ領域近傍の素子領域上において、P型半導体
基板とN型エピタキシャル成長層と自己基板バイアス発
生回路に接続されたPウェル領域とVSS端子に接続され
たソ−ス領域とからなる寄生サイリスタが導通すること
によるラッチアップ現象の発生を防止できる。
In the semiconductor device according to the present invention, since the P well region connected to the V SS terminal is provided on the P type semiconductor substrate at the end of the scribe region and the element region, the P type semiconductor substrate becomes the V SS terminal. It is electrically connected. for that reason,
A parasitic thyristor consisting of a P-type semiconductor substrate, an N-type epitaxial growth layer, a P-well region connected to the self-substrate bias generation circuit, and a source region connected to the V SS terminal is conducted on the element region near the scribe region. By doing so, it is possible to prevent the occurrence of the latch-up phenomenon.

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

【図1】本発明による一実施例の半導体装置を示す断面
図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a semiconductor device of an embodiment according to the present invention.

【図2】従来における半導体装置を示す断面図(a)と
寄生サイリスタの回路図(b)である。
FIG. 2 is a sectional view (a) showing a conventional semiconductor device and a circuit diagram (b) of a parasitic thyristor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…P型半導体基板、2…N型エピタキシャル成長層、
3…P型領域 4,5…Pウェル領域、6…ソ−ス領域、7…ドレイン
領域、8…絶縁膜 9…ゲ−ト電極、10…ソ−スコンタクト、11…VSS
端子 12…ドレインコンタクト、13…N+ 型領域、14…
Nウェルコンタクト 15…VCC端子、16…P+ 型領域、17…Pウェルコ
ンタクト 18…VBB端子、19…P+ 型領域、20…Pウェルコ
ンタクト
1 ... P-type semiconductor substrate, 2 ... N-type epitaxial growth layer,
3 ... P-type region 4, 5 ... P-well region, 6 ... Source region, 7 ... Drain region, 8 ... Insulating film 9 ... Gate electrode, 10 ... Source contact, 11 ... V SS
Terminal 12 ... Drain contact, 13 ... N + type region, 14 ...
N-well contact 15 ... V CC terminal, 16 ... P + type region, 17 ... P well contact 18 ... V BB terminal, 19 ... P + type region, 20 ... P well contact

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 P型半導体基板と、上記P型半導体基板
上に形成されたN型エピタキシャル成長層と、上記N型
エピタキシャル成長層に形成され自己基板バイアス発生
回路に接続されたPウェル領域と、上記Pウェル領域上
に形成されたNMOSトランジスタとからなり、上記P
型半導体基板と上記NMOSトランジスタのソ−ス領域
が同電位であることを特徴とする半導体装置。
1. A P-type semiconductor substrate, an N-type epitaxial growth layer formed on the P-type semiconductor substrate, a P-well region formed in the N-type epitaxial growth layer and connected to a self-substrate bias generating circuit, An NMOS transistor formed on the P well region,
A semiconductor device, wherein the source region of the semiconductor substrate and the source region of the NMOS transistor have the same potential.
【請求項2】 上記P型半導体基板は、上記P型半導体
基板上に素子領域において上記N型エピタキシャル層を
有すると共に素子領域端においてPウェル領域を有する
ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
2. The semiconductor according to claim 1, wherein the P-type semiconductor substrate has the N-type epitaxial layer in an element region on the P-type semiconductor substrate and has a P-well region at an end of the element region. apparatus.
JP5118238A 1993-05-20 1993-05-20 Semiconductor device Pending JPH06334127A (en)

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