JPH0964344A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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Publication number
JPH0964344A
JPH0964344A JP22188795A JP22188795A JPH0964344A JP H0964344 A JPH0964344 A JP H0964344A JP 22188795 A JP22188795 A JP 22188795A JP 22188795 A JP22188795 A JP 22188795A JP H0964344 A JPH0964344 A JP H0964344A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
diffusion layer
gate electrode
field insulating
breakdown voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP22188795A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takaharu Kudo
隆治 工藤
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH0964344A publication Critical patent/JPH0964344A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce semiconductor chip area and cost, by forming a first diffusion layer in the inside, and constituting, around it, an insulating film having a ring type pattern form, a second diffusion layer, a gate electrode having a half ring type pattern form which is cut off by a part of the insulating film, etc. SOLUTION: An N-well layer 1 is formed on the surface of a P-type silicon substrate. A low concentration drain diffusion layer 2 as a second diffusion layer whose outer peripheral form is octagonal is formed in the central region of the N-well layer 1. A ring type field insulating film 3a and a leading-out insulating film 3b are formed. A high concentration drain diffusion layer 5 as a first P-type diffusion layer having the same form as the ring type field insulating film 3a is formed inside the ring type field insulating film 3a. A gate electrode 4 of a half ring type which is cut off by the field insulating film 3b is formed outside the ring type field insulating film 3a. A drain electrode 8 is connected with the high concentration drain diffusion layer 5 through a drain contact hole 7.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置に関し、
特にCMOS半導体装置でのIC化が容易になる高耐圧
MOSFETに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device,
In particular, the present invention relates to a high breakdown voltage MOSFET that can be easily integrated into a CMOS semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置においては、その高集積化お
よび高速化とともに、その用途の多様化が進んでいる。
そして、同一の半導体チップ上に一般論理回路用のCM
OSFETと高耐圧MOSFETとを並設する大規模の
半導体装置が実用化されている。例えば、蛍光表示管の
制御に用いられる半導体装置では、半導体チップから外
部への出力端子に接続する周辺回路に高耐圧MOSFE
Tが用いられ、半導体チップの内部にこの高耐圧MOS
FETを制御する低電圧動作の高集積回路を構成するC
MOSFETが形成される。そして、この場合では高耐
圧MOSFETのドレインに高電圧が印加される。
2. Description of the Related Art In semiconductor devices, their applications have been diversified along with their high integration and high speed.
Then, a CM for a general logic circuit is provided on the same semiconductor chip.
A large-scale semiconductor device in which an OSFET and a high breakdown voltage MOSFET are arranged in parallel has been put into practical use. For example, in a semiconductor device used for controlling a fluorescent display tube, a high breakdown voltage MOSFE is provided in a peripheral circuit connected to an output terminal from a semiconductor chip to the outside.
The high withstand voltage MOS is used inside the semiconductor chip.
C which constitutes a high voltage integrated circuit of low voltage operation for controlling FET
A MOSFET is formed. Then, in this case, a high voltage is applied to the drain of the high breakdown voltage MOSFET.

【0003】従来、このような高耐圧MOSFETの形
成においては、主に以下の3点を念頭に装置の構造、寸
法および製法等が設計される。
Conventionally, in the formation of such a high breakdown voltage MOSFET, the structure, dimensions, manufacturing method, etc. of the device are designed mainly with the following three points in mind.

【0004】即ち、(1)ドレインを形成する拡散層の
接合部の高耐圧化 (2)ゲートとドレイン間の絶縁破壊の防止 (3)ドレイン電圧による高耐圧MOSFETチャネル
部の反転防止 このような半導体集積回路に用いられている高耐圧MO
SFETの構造について、図5に基づいて説明する。こ
こで、図5(a)はPチャネル型の高耐圧MOSFET
の平面図であり、図5(b)は、図5(a)に記すA’
−B’で切断した断面図である。
That is, (1) high breakdown voltage of the junction of the diffusion layer forming the drain (2) prevention of dielectric breakdown between gate and drain (3) prevention of inversion of high breakdown voltage MOSFET channel portion by drain voltage High breakdown voltage MO used in semiconductor integrated circuits
The structure of the SFET will be described with reference to FIG. Here, FIG. 5A shows a P-channel type high breakdown voltage MOSFET.
FIG. 5B is a plan view of FIG. 5A, and FIG.
It is sectional drawing cut | disconnected by -B '.

【0005】図5(a)および図5(b)に示すよう
に、導電型がP型のシリコン基板101の所定の領域に
Nウェル層102を形成する。そして、このNウェル層
102の内部にPウェル層を形成し低濃度ドレイン拡散
層103を形成する。さらに、このようなウェル層を形
成したシリコン基板の表面に選択的にフィールド絶縁膜
104,104aを形成する。
As shown in FIGS. 5A and 5B, an N well layer 102 is formed in a predetermined region of a P type silicon substrate 101. Then, a P well layer is formed inside the N well layer 102 to form a low concentration drain diffusion layer 103. Further, field insulating films 104 and 104a are selectively formed on the surface of the silicon substrate on which such a well layer is formed.

【0006】次に、高耐圧MOSFETのゲート絶縁膜
105を形成した後、ゲート電極106を設ける。そし
て、導電型がP型の高濃度ドレイン拡散層107とソー
ス拡散層108を形成する。先述したフィールド絶縁膜
104,104a、ゲート電極106、高濃度ドレイン
拡散層107およびソース拡散層108を被覆する層間
絶縁膜109を形成する。
Next, after forming the gate insulating film 105 of the high breakdown voltage MOSFET, a gate electrode 106 is provided. Then, a high-concentration drain diffusion layer 107 and a source diffusion layer 108 having a P-type conductivity are formed. An interlayer insulating film 109 that covers the field insulating films 104 and 104a, the gate electrode 106, the high-concentration drain diffusion layer 107, and the source diffusion layer 108 is formed.

【0007】そして、ドレインコンタクト孔110を通
して高濃度ドレイン拡散層107に接続するドレイン電
極111、ソースコンタクト孔112を通してソース拡
散層108に接続するソース電極113を形成して従来
のPチャネル型の高耐圧MOSFETが完成する。
Then, a drain electrode 111 connected to the high concentration drain diffusion layer 107 through the drain contact hole 110 and a source electrode 113 connected to the source diffusion layer 108 through the source contact hole 112 are formed to form a conventional P-channel type high breakdown voltage. MOSFET is completed.

【0008】このような構造においては、ドレイン領域
は先述した低濃度ドレイン拡散層103と高濃度ドレイ
ン拡散層107とで構成される。このため、ドレイン領
域の接合部はNウェル層102と低濃度ドレイン拡散層
103の接合領域に形成される。そして、ドレイン電極
111に負の高電圧、例えば−30Vが印加されると、
先述したNウェル層102および低濃度ドレイン拡散層
103の不純物の濃度が低いので空乏層は両方向に拡が
る。このために、拡散層の接合部の降伏電圧は向上し先
述の高電圧に耐えるようになり、先述した(1)の要求
は満足されるようになる。
In such a structure, the drain region is composed of the low concentration drain diffusion layer 103 and the high concentration drain diffusion layer 107 described above. Therefore, the junction of the drain region is formed in the junction region of the N well layer 102 and the low concentration drain diffusion layer 103. Then, when a negative high voltage such as −30 V is applied to the drain electrode 111,
Since the impurity concentration of the N well layer 102 and the low concentration drain diffusion layer 103 described above is low, the depletion layer extends in both directions. For this reason, the breakdown voltage of the junction of the diffusion layer is improved to withstand the high voltage described above, and the requirement (1) described above is satisfied.

【0009】また、ゲート電極106と低濃度ドレイン
拡散層103との間にフィールド絶縁膜104aが形成
される。通常、このフィールド絶縁膜104aの膜厚は
厚くゲート電極106とドレイン電極111に印加され
る高電圧で絶縁破壊することはない。すなわち、先述し
た(2)の要求も満足している。
A field insulating film 104a is formed between the gate electrode 106 and the low concentration drain diffusion layer 103. Usually, the field insulating film 104a is thick and does not cause dielectric breakdown by the high voltage applied to the gate electrode 106 and the drain electrode 111. That is, the requirement (2) described above is also satisfied.

【0010】図5(a)の平面図で判るように、ゲート
電極106、ドレイン電極111およびソース電極11
3は共に平行に配置される。すなわち、この構造ではド
レイン電極111がゲート電極106と絶縁膜を介して
交差することはない。すなわち、ドレイン電極111が
高耐圧MOSFETのチャネル領域上部に配設されるこ
とはない。このようにして、先述した(3)の要求も満
足している。
As can be seen from the plan view of FIG. 5A, the gate electrode 106, the drain electrode 111 and the source electrode 11 are formed.
3 are both arranged in parallel. That is, in this structure, the drain electrode 111 does not intersect with the gate electrode 106 via the insulating film. That is, the drain electrode 111 is not provided above the channel region of the high breakdown voltage MOSFET. In this way, the requirement (3) described above is also satisfied.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】このような高耐圧MO
SFETを搭載する半導体装置では、その用途により、
例えば、先述した蛍光表示管の制御のような場合に大出
力電流が必要とされるため、その駆動能力の向上が要求
されるようになる。このような場合には、従来の技術で
説明した高耐圧MOSFETでは、MOSFETのゲー
ト幅が増大し、半導体チップ内でのこれらの配置が難し
くなる。
Such a high breakdown voltage MO
In semiconductor devices equipped with SFET, depending on the application,
For example, a large output current is required in the case of the above-described control of the fluorescent display tube, so that it is required to improve the driving capability thereof. In such a case, in the high breakdown voltage MOSFET described in the related art, the gate width of the MOSFET increases, and it becomes difficult to arrange these in the semiconductor chip.

【0012】あるいは、この駆動能力を増大させるた
め、複数の高耐圧MOSFETを並列に電気接続させる
ようになるが、全体の高耐圧MOSFETの占有面積が
増加し半導体チップ面積の増大を招くようになる。
Alternatively, in order to increase the driving capability, a plurality of high breakdown voltage MOSFETs are electrically connected in parallel, but the area occupied by the entire high breakdown voltage MOSFETs increases, which causes an increase in the semiconductor chip area. .

【0013】本発明の目的は、先述したような問題を解
決し、半導体チップ面積が縮小しコスト低減が容易な高
耐圧MOSFETを搭載した半導体装置を提供すること
にある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a semiconductor device equipped with a high breakdown voltage MOSFET in which the semiconductor chip area is reduced and the cost can be easily reduced.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】このために本発明の半導
体装置は、半導体基板の所定の領域に形成された一導電
型の第1の拡散層と、前記第1の拡散層を内側としてそ
の周りに形成され環状パターン形状をもつ厚い絶縁膜
と、前記厚い絶縁膜下の前記半導体基板表面に形成され
前記第1の拡散層より不純物低濃度で同導電型の第2の
拡散層とを有し、前記第1の拡散層と前記第2の拡散層
とをドレイン領域とし、前記厚い絶縁膜パターンの外側
に形成された前記半導体基板上の薄い絶縁膜と前記厚い
絶縁膜とをゲート絶縁膜とし、前記ゲート絶縁膜上に形
成され前記厚い絶縁膜の一部で切断され半環状のハター
ン形状をもつ導電体薄膜をゲート電極とし、前記ゲート
電極を挟んで前記厚い絶縁膜パターンの外側に形成され
た同導電型の第3の拡散層をソース領域とする高耐圧M
OSFETを搭載する。
To this end, a semiconductor device according to the present invention has a first conductivity type first diffusion layer formed in a predetermined region of a semiconductor substrate and the first diffusion layer as an inner side. A thick insulating film formed in the periphery and having an annular pattern shape, and a second diffusion layer of the same conductivity type that is formed on the surface of the semiconductor substrate below the thick insulating film and has a lower impurity concentration than the first diffusion layer. The first diffusion layer and the second diffusion layer are used as drain regions, and the thin insulating film and the thick insulating film on the semiconductor substrate formed outside the thick insulating film pattern are formed into a gate insulating film. A semiconductive thin film formed on the gate insulating film and cut in a part of the thick insulating film and having a semi-annular pattern as a gate electrode, and formed outside the thick insulating film pattern with the gate electrode interposed therebetween. The same conductivity type of the third The high-voltage M to the goldenrod as a source region
Equipped with OSFET.

【0015】この半導体装置では、前記第1の拡散層と
電気接続され前記厚い絶縁膜パターンの外側に引き出さ
れるドレイン電極が、前記切断されたゲート電極上の層
間絶縁膜上に配設され、前記層間絶縁膜を介して前記ゲ
ート電極と交差することのないように形成される。
In this semiconductor device, the drain electrode that is electrically connected to the first diffusion layer and is drawn out to the outside of the thick insulating film pattern is disposed on the interlayer insulating film on the cut gate electrode, It is formed so as not to cross the gate electrode through the interlayer insulating film.

【0016】あるいは、この半導体装置では、前記高耐
圧MOSFETが複数個並列に電気接続されて搭載され
る。
Alternatively, in this semiconductor device, a plurality of the high breakdown voltage MOSFETs are electrically connected in parallel and mounted.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は本発明の実施形態を示すた
めの高耐圧MOSFETの平面図である。図1に示すよ
うに、導電型がP型のシリコン基板の表面の所定の領域
にNウェル層1を設ける。そして、このNウェル層1内
の中心の領域に低濃度ドレイン拡散層2を形成する。こ
こで、この低濃度ドレイン拡散層2の外周の形状が8角
形に図示されているが、この形状は円形でもよいしその
他の多角形でもよい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of a high breakdown voltage MOSFET showing an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, an N well layer 1 is provided in a predetermined region on the surface of a silicon substrate having a P conductivity type. Then, the low concentration drain diffusion layer 2 is formed in the central region of the N well layer 1. Here, the outer peripheral shape of the low concentration drain diffusion layer 2 is illustrated as an octagon, but this shape may be circular or other polygonal shape.

【0018】そして、フィールド絶縁膜3を形成する。
ここで、フィールド絶縁膜3の一部は環状に形成され
る。すなわち、前述した低濃度ドレイン拡散層2の内部
に位置するように環状フィールド絶縁膜3aが設けられ
る。さらに、フィールド絶縁膜3の一部には、引き出し
フィールド絶縁膜3bが形成される。これは、図1に示
すように環状フィールド絶縁膜3aと接続されている。
Then, the field insulating film 3 is formed.
Here, a part of the field insulating film 3 is formed in a ring shape. That is, the annular field insulating film 3a is provided so as to be located inside the low concentration drain diffusion layer 2 described above. Further, a lead field insulating film 3b is formed on a part of the field insulating film 3. This is connected to the annular field insulating film 3a as shown in FIG.

【0019】高耐圧MOSFETのゲート電極4は、図
1に示すような半環状の形状であり先述した環状フィー
ルド絶縁膜3aの外周部の領域を被覆する。そして、先
述した引き出しフィールド絶縁膜3bの領域上で開かれ
た形状になる。図1では、このゲート電極4は8角形に
なるように図示されているが、この形状は先述した低濃
度ドレイン拡散層2の外周の形状に合わせて設計すれば
よい。
The gate electrode 4 of the high breakdown voltage MOSFET has a semi-annular shape as shown in FIG. 1 and covers the outer peripheral region of the annular field insulating film 3a. Then, the shape becomes an open shape on the region of the extraction field insulating film 3b described above. In FIG. 1, the gate electrode 4 is illustrated as an octagon, but this shape may be designed according to the shape of the outer periphery of the low concentration drain diffusion layer 2 described above.

【0020】そして、先述した環状フィールド絶縁膜3
aの内部には、導電型がP型の高濃度ドレイン拡散層5
を形成する。ここで、この高濃度ドレイン拡散層5の形
状は、先述した環状フィールド絶縁膜3aの形状と同一
になる。そして、フィールド絶縁膜3に囲われる領域で
ありゲート電極4の形成された領域以外のシリコンの活
性領域にソース拡散層6を設ける。ここで、このソース
拡散層6の導電型もP型になるように構成される。
Then, the above-mentioned annular field insulating film 3 is formed.
In the inside of a, the high-concentration drain diffusion layer 5 having a P-type conductivity is formed.
To form Here, the shape of the high-concentration drain diffusion layer 5 is the same as the shape of the annular field insulating film 3a described above. Then, the source diffusion layer 6 is provided in the silicon active region other than the region where the gate electrode 4 is formed, which is the region surrounded by the field insulating film 3. Here, the conductivity type of the source diffusion layer 6 is also P-type.

【0021】前述の高濃度ドレイン拡散層5には、ドレ
インコンタクト孔7を通してドレイン電極8を電気接続
させる。そして、このドレイン電極8は、図1に示すよ
うに、前述の環状フィールド絶縁膜3aの一部および引
き出しフィールド絶縁膜3b上の層間絶縁膜表面に配設
されるようになる。また、ソース拡散層6には、ソース
コンタクト孔9を通してソース電極10を電気接続させ
る。以上のようにして、本発明の高耐圧MOSFETが
形成される。
A drain electrode 8 is electrically connected to the high-concentration drain diffusion layer 5 through the drain contact hole 7. Then, as shown in FIG. 1, the drain electrode 8 is arranged on a part of the annular field insulating film 3a and the surface of the inter-layer insulating film on the extraction field insulating film 3b. Further, the source electrode 10 is electrically connected to the source diffusion layer 6 through the source contact hole 9. As described above, the high breakdown voltage MOSFET of the present invention is formed.

【0022】次に、図2および図3に基づいて本発明の
高耐圧MOSFETの断面構造を説明するとともにその
製造方法を説明する。ここで、図2および図3はそれぞ
れ図1に記すA−BおよびC−Dで切断したところの断
面図である。
Next, the cross-sectional structure of the high breakdown voltage MOSFET of the present invention will be described and the manufacturing method thereof will be described with reference to FIGS. Here, FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views taken along the lines AB and CD shown in FIG. 1, respectively.

【0023】図2に示すように、導電型がP型で不純物
濃度が1015原子/cm3 のシリコン基板11の表面の
所定の領域にNウェル層1を形成する。ここで、このN
ウェル層1はリン不純物のイオン注入とその後の熱処理
で形成される。このリン不純物のイオン注入は、注入エ
ネルギーが150keVであり、ドーズ量が1×1013
/cm2 となる条件で行われる。最終的なNウェル層の
深さは10μm程度であり、リン不純物の濃度は1016
原子/cm3 程度である。
As shown in FIG. 2, an N well layer 1 is formed in a predetermined region on the surface of a silicon substrate 11 having a P type conductivity and an impurity concentration of 10 15 atoms / cm 3 . Where this N
The well layer 1 is formed by ion implantation of phosphorus impurities and subsequent heat treatment. This phosphorus impurity ion implantation has an implantation energy of 150 keV and a dose of 1 × 10 13.
/ Cm 2 It is performed under the condition. The final depth of the N well layer is about 10 μm, and the concentration of phosphorus impurities is 10 16
It is about atoms / cm 3 .

【0024】次に、低濃度ドレイン拡散層2を形成す
る。ここで、この低濃度ドレイン拡散層2はホウ素不純
物のイオン注入とその後の熱処理で形成される。このホ
ウ素不純物のイオン注入は、注入エネルギーが100k
eVであり、ドーズ量が1.5×1013/cm2 となる
ような条件で行われる。そして、最終的な低濃度ドレイ
ン拡散層2の深さは3μm程度であり、ホウ素不純物の
濃度は1017原子/cm3 程度である。
Next, the low concentration drain diffusion layer 2 is formed. Here, the low concentration drain diffusion layer 2 is formed by ion implantation of boron impurities and subsequent heat treatment. This boron impurity ion implantation has an implantation energy of 100 k.
eV, and the conditions are such that the dose amount is 1.5 × 10 13 / cm 2 . The final depth of the low-concentration drain diffusion layer 2 is about 3 μm, and the concentration of boron impurities is about 10 17 atoms / cm 3 .

【0025】このようにした後、フィールド絶縁膜3を
形成する。さらに、低濃度ドレイン拡散層2内に環状フ
ィールド絶縁膜3aを形成する。ここで、これらのフィ
ールド絶縁膜はシリコン基板表面の公知の選択酸化法で
形成され、その膜厚は600nm程度に設定される。
After this, the field insulating film 3 is formed. Further, an annular field insulating film 3a is formed in the low concentration drain diffusion layer 2. Here, these field insulating films are formed by a known selective oxidation method on the surface of the silicon substrate, and the film thickness thereof is set to about 600 nm.

【0026】次に、膜厚が15nm程度のシリコン酸化
膜を形成しゲート絶縁膜12を設ける。そして、一部が
環状フィールド絶縁膜3aを被覆するようにゲート電極
4を形成する。ここで、このゲート電極4はタングステ
ン・ポリサイドで形成される。このようにした後、高濃
度ドレイン拡散層5とソース拡散層6とを形成する。こ
れらの拡散層は、BF2 のイオン注入と熱処理で形成さ
れる。ここで、注入エネルギーは70keV程度でその
ドーズ量は1015/cm2 程度である。このようにして
これらの拡散層の深さは1μm程度に設定される。
Next, a silicon oxide film having a film thickness of about 15 nm is formed and a gate insulating film 12 is provided. Then, the gate electrode 4 is formed so that a part thereof covers the annular field insulating film 3a. Here, the gate electrode 4 is formed of tungsten polycide. After doing so, the high concentration drain diffusion layer 5 and the source diffusion layer 6 are formed. These diffusion layers are formed by ion implantation of BF 2 and heat treatment. Here, the implantation energy is about 70 keV and the dose amount is about 10 15 / cm 2 . In this way, the depth of these diffusion layers is set to about 1 μm.

【0027】次に、膜厚が500nm程度のシリコン酸
化膜で層間絶縁膜13を形成する。ここで、このシリコ
ン酸化膜は公知の化学気相成長(CVD)法で堆積され
る。そして、高濃度ドレイン拡散層5上の層間絶縁膜1
3およびソース拡散層6上の層間絶縁膜13にコンタク
ト孔を形成し、高濃度ドレイン拡散層5に電気接続する
ドレイン電極8とソース拡散層6に電気接続するソース
電極10を形成する。このようにして、本発明の高耐圧
MOSFETは形成される。
Next, the interlayer insulating film 13 is formed of a silicon oxide film having a film thickness of about 500 nm. Here, this silicon oxide film is deposited by a known chemical vapor deposition (CVD) method. Then, the interlayer insulating film 1 on the high-concentration drain diffusion layer 5
3 and a contact hole is formed in the interlayer insulating film 13 on the source diffusion layer 6, and the drain electrode 8 electrically connected to the high-concentration drain diffusion layer 5 and the source electrode 10 electrically connected to the source diffusion layer 6 are formed. In this way, the high breakdown voltage MOSFET of the present invention is formed.

【0028】次に、図3で本発明の構造を説明する。図
3に示すように、シリコン基板11の表面にNウェル層
1を形成している。図2で説明したように、このNウェ
ル層の不純物濃度は1×1016原子/cm3 である。そ
して、Nウェル層1の表面部で前述の引き出しフィール
ド絶縁膜3bとの境界領域にチャネル防止層1aを形成
する。ここで、このチャネル防止層1aのリン不純物濃
度は5×1016原子/cm3 程度に設定される。次に、
低濃度ドレイン拡散層2を形成する。ここで、この拡散
層深さは3μm程度であり、その不純物濃度は1017
子/cm3 程度である。そして、シリコン基板11の表
面にフィールド絶縁膜3あるいは環状フィールド絶縁膜
3aおよび引き出しフィールド絶縁膜3bが形成されて
いる。
Next, the structure of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the N well layer 1 is formed on the surface of the silicon substrate 11. As described with reference to FIG. 2, the impurity concentration of this N well layer is 1 × 10 16 atoms / cm 3 . Then, the channel prevention layer 1a is formed on the surface portion of the N well layer 1 in the boundary region with the above-mentioned extraction field insulating film 3b. Here, the phosphorus impurity concentration of the channel prevention layer 1a is set to about 5 × 10 16 atoms / cm 3 . next,
The low concentration drain diffusion layer 2 is formed. Here, the depth of the diffusion layer is about 3 μm, and the impurity concentration thereof is about 10 17 atoms / cm 3 . Then, the field insulating film 3 or the annular field insulating film 3a and the extraction field insulating film 3b are formed on the surface of the silicon substrate 11.

【0029】次に、シリコン酸化膜でゲート絶縁膜12
を設ける。そして、ゲート電極4を形成する。ここで、
このゲート電極4はタングステン・ポリサイドで形成さ
れる。このようにした後、高濃度ドレイン拡散層5を形
成する。この拡散層の深さは1μm程度に設定される。
Next, the gate insulating film 12 is formed of a silicon oxide film.
Is provided. Then, the gate electrode 4 is formed. here,
The gate electrode 4 is made of tungsten polycide. After doing so, the high concentration drain diffusion layer 5 is formed. The depth of this diffusion layer is set to about 1 μm.

【0030】次に、膜厚が500nm程度のシリコン酸
化膜で層間絶縁膜13を形成する。ここで、このシリコ
ン酸化膜は公知のCVD法で堆積される。そして、高濃
度ドレイン拡散層5上の層間絶縁膜13にコンタクト孔
を形成し、高濃度ドレイン拡散層5に電気接続するドレ
イン電極8aを形成する。このようにして、本発明の高
耐圧MOSFETは形成されている。
Next, the interlayer insulating film 13 is formed of a silicon oxide film having a film thickness of about 500 nm. Here, this silicon oxide film is deposited by a known CVD method. Then, a contact hole is formed in the interlayer insulating film 13 on the high concentration drain diffusion layer 5, and a drain electrode 8a electrically connected to the high concentration drain diffusion layer 5 is formed. In this way, the high breakdown voltage MOSFET of the present invention is formed.

【0031】以上、平面図とその2方向での断面図で説
明したように本発明の高耐圧MOSFETでは、環状に
閉じた形状の環状フィールド絶縁膜に囲まれたシリコン
基板表面に高濃度ドレイン拡散層が形成される。そし
て、チャネル領域はこのような環状フィールド絶縁膜の
外周領域に沿って形成される。また、ソースとなる拡散
層はこのチャネル領域の外側に形成される。このため
に、例えば、ゲート電極の幅が35μmであり蛍光表示
管制御に必要な30mA電流の駆動力を有する高耐圧M
OSFETの場合に、この高耐圧MOSFETの占有す
る面積は従来の場合より80%程度にまで縮小するよう
になる。
As described above with reference to the plan view and the sectional views in the two directions, in the high breakdown voltage MOSFET of the present invention, the high concentration drain diffusion is performed on the surface of the silicon substrate surrounded by the annular field insulating film having an annular closed shape. A layer is formed. The channel region is formed along the outer peripheral region of the annular field insulating film. Further, the diffusion layer serving as the source is formed outside the channel region. For this reason, for example, a high breakdown voltage M having a gate electrode width of 35 μm and a driving force of 30 mA current necessary for controlling a fluorescent display tube.
In the case of the OSFET, the area occupied by this high breakdown voltage MOSFET is reduced to about 80% as compared with the conventional case.

【0032】なお、本発明の構造ではドレイン電極の引
き出しにおいてドレイン電極8aがゲート電極4の上層
部に配設されることもない。そして、従来の技術と同様
に、先述した(1)、(2)および(3)の条件は満足
される。
In the structure of the present invention, the drain electrode 8a is not provided in the upper layer portion of the gate electrode 4 when the drain electrode is drawn out. Then, similarly to the conventional technique, the above-described conditions (1), (2) and (3) are satisfied.

【0033】次に、図4で本発明の構造の高耐圧MOS
FETを複数個並列して接続する場合の実施の形態を簡
単に説明する。ここでは簡明にするために、先述した低
濃度ドレイン拡散層の記載は省略されている。
Next, referring to FIG. 4, a high breakdown voltage MOS having the structure of the present invention.
An embodiment in which a plurality of FETs are connected in parallel will be briefly described. Here, for the sake of simplicity, the description of the low-concentration drain diffusion layer is omitted.

【0034】図4に示すように、複数の高耐圧MOSF
ETに共通して使用されるNウェル層21を形成する。
そして、フィールド絶縁膜22を形成し、さらに、複数
のゲート電極に接続するゲート電極配線23を形成す
る。
As shown in FIG. 4, a plurality of high breakdown voltage MOSFs are provided.
An N well layer 21 commonly used for ET is formed.
Then, the field insulating film 22 is formed, and further the gate electrode wiring 23 connected to the plurality of gate electrodes is formed.

【0035】そして、高濃度ドレイン拡散層24とソー
ス拡散層25とを形成する。また、それぞれの高耐圧M
OSFETに形成された高濃度ドレイン拡散層24に、
ドレインコンタクト孔26を通して電気接続するドレイ
ン電極配線27を形成する。さらに、ソースコンタクト
孔28を通してソース拡散層25に電気接続するソース
電極配線29を形成する。
Then, the high concentration drain diffusion layer 24 and the source diffusion layer 25 are formed. Also, each high withstand voltage M
In the high concentration drain diffusion layer 24 formed in the OSFET,
A drain electrode wiring 27 that is electrically connected through the drain contact hole 26 is formed. Further, a source electrode wiring 29 electrically connected to the source diffusion layer 25 through the source contact hole 28 is formed.

【0036】このようにして、本発明の構造の高耐圧M
OSFETを複数個並列に接続すると、従来の場合より
駆動能力の高い高耐圧MOSFETが半導体チップ内に
高密度に搭載できるようになる。
In this way, the high breakdown voltage M of the structure of the present invention is
By connecting a plurality of OSFETs in parallel, it becomes possible to mount high-voltage MOSFETs having a higher driving capability than in the conventional case in a high density in a semiconductor chip.

【0037】以上の発明の実施を形態では、高耐圧MO
SFETがPチャネル型の場合について説明したが、N
チャネル型の場合ではその導電型を逆にすることで同様
に形成できることに言及しておく。
In the embodiment of the invention described above, the high breakdown voltage MO
Although the case where the SFET is a P-channel type has been described,
It should be noted that in the case of the channel type, it can be similarly formed by reversing the conductivity type.

【0038】また、この実施の形態でソースコンタクト
孔を半環状のゲート電極の外側に等間隔に沿って形成し
ソース拡散層をソース電極に電気接続すると、ソース側
の電気抵抗は低減し、高耐圧MOSFETの駆動能力は
さらに向上することに触れておく。
Further, in this embodiment, when the source contact holes are formed outside the semi-annular gate electrode at equal intervals and the source diffusion layer is electrically connected to the source electrode, the electrical resistance on the source side is reduced and the It should be noted that the driving capability of the breakdown voltage MOSFET is further improved.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明の半導体装置では、搭載される高
耐圧MOSFETが半導体基板の所定の領域に形成され
た一導電型の第1の拡散層と、前記第1の拡散層を内側
としてその周りに形成され一定の幅をもち閉じたパター
ン形状の厚い絶縁膜と、前記厚い絶縁膜下の前記半導体
基板表面に形成され前記第1の拡散層より不純物低濃度
で同導電型の第2の拡散層とを有し、前記第1の拡散層
と前記第2の拡散層とをドレイン領域とし、前記厚い絶
縁膜パターンの外側に形成された前記半導体基板上の薄
い絶縁膜と前記厚い絶縁膜とをゲート絶縁膜とし、前記
ゲート絶縁膜上に形成され前記厚い絶縁膜の一部で切断
された導電体薄膜パターンをゲート電極とし、前記ゲー
ト電極を挟んで前記厚い絶縁膜パターンの外側に形成さ
れた同導電型の第3の拡散層をソース領域とする。
In the semiconductor device of the present invention, the high withstand voltage MOSFET to be mounted is a first conductivity type first diffusion layer formed in a predetermined region of the semiconductor substrate, and the first diffusion layer is inside. A pattern-shaped thick insulating film which is formed around and has a certain width and is closed, and a second insulating layer which is formed on the surface of the semiconductor substrate below the thick insulating film and has a lower impurity concentration than the first diffusion layer and which has the same conductivity type. A thin insulating film on the semiconductor substrate and a thick insulating film formed outside the thick insulating film pattern, the first insulating layer and the second diffusing layer serving as drain regions. As a gate insulating film, a conductor thin film pattern formed on the gate insulating film and cut by a part of the thick insulating film as a gate electrode, and formed outside the thick insulating film pattern with the gate electrode interposed therebetween. Same conductivity type The diffusion layer and the source region.

【0040】このために、高耐圧MOSFETの占有面
積が減少するとともに、その駆動能力は大幅に向上す
る。そして、本発明の半導体装置の半導体チップ面積は
縮小しそのコスト低減が容易になる。
For this reason, the occupied area of the high breakdown voltage MOSFET is reduced and the driving capability thereof is significantly improved. Then, the semiconductor chip area of the semiconductor device of the present invention is reduced, and the cost can be easily reduced.

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

【図1】本発明を説明するための高耐圧MOSFETの
平面図である。
FIG. 1 is a plan view of a high breakdown voltage MOSFET for explaining the present invention.

【図2】本発明を説明するための高耐圧MOSFETの
断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a high breakdown voltage MOSFET for explaining the present invention.

【図3】本発明を説明するための高耐圧MOSFETの
断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a high breakdown voltage MOSFET for explaining the present invention.

【図4】本発明の並列した高耐圧MOSFETの平面図
である。
FIG. 4 is a plan view of parallel high breakdown voltage MOSFETs of the present invention.

【図5】従来の技術を説明するための高耐圧MOSFE
T図である。
FIG. 5: High breakdown voltage MOSFET for explaining a conventional technique
FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,21,102 Nウェル層 1a チャネル防止層 2,103 低濃度ドレイン拡散層 3,22,104,104a フィールド絶縁膜 3a 環状フィールド絶縁膜 3b 引き出しフィールド絶縁膜 4,106 ゲート電極 5,24,107 高濃度ドレイン拡散層 6,25,108 ソース拡散層 7,26,110 ドレインコンタクト孔 8,111 ドレイン電極 9,28,112 ソースコンタクト孔 10,113 ソース電極 11,101 シリコン基板 12,105 ゲート絶縁膜 13,109 層間絶縁膜 23 ゲート電極配線 27 ドレイン電極配線 29 ソース電極配線 1, 21, 102 N well layer 1a Channel prevention layer 2, 103 Low concentration drain diffusion layer 3, 22, 104, 104a Field insulating film 3a Annular field insulating film 3b Extraction field insulating film 4, 106 Gate electrode 5, 24, 107 High concentration drain diffusion layer 6,25,108 Source diffusion layer 7,26,110 Drain contact hole 8,111 Drain electrode 9,28,112 Source contact hole 10,113 Source electrode 11,101 Silicon substrate 12,105 Gate insulating film 13,109 Interlayer insulating film 23 Gate electrode wiring 27 Drain electrode wiring 29 Source electrode wiring

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板の所定の領域に形成された一
導電型の第1の拡散層と、前記第1の拡散層を内側とし
てその周りに形成され環状のパターン形状をもつ厚い絶
縁膜と、前記厚い絶縁膜下の前記半導体基板表面に形成
され前記第1の拡散層より低不純物濃度で同導電型の第
2の拡散層とを有し、前記第1の拡散層と前記第2の拡
散層とをドレイン領域とし、前記厚い絶縁膜パターンの
外側に形成された前記半導体基板上の薄い絶縁膜と前記
厚い絶縁膜とをゲート絶縁膜とし、前記ゲート絶縁膜上
に形成され前記厚い絶縁膜の一部で切断され半環状のパ
ターン形状をもつ導電体薄膜をゲート電極とし、前記ゲ
ート電極を挟んで前記厚い絶縁膜パターンの外側に形成
された同導電型の第3の拡散層をソース領域とする高耐
圧MOSFETを搭載してなることを特徴とする半導体
装置。
1. A first conductivity type first diffusion layer formed in a predetermined region of a semiconductor substrate, and a thick insulating film formed around the first diffusion layer and having an annular pattern shape. A second diffusion layer formed on the surface of the semiconductor substrate below the thick insulating film and having a lower impurity concentration and the same conductivity type than the first diffusion layer, the first diffusion layer and the second diffusion layer. A diffusion layer as a drain region, a thin insulating film on the semiconductor substrate formed outside the thick insulating film pattern and the thick insulating film as a gate insulating film, and the thick insulating film formed on the gate insulating film. A conductive thin film having a semi-circular pattern shape cut by a part of the film is used as a gate electrode, and a third diffusion layer of the same conductivity type formed outside the thick insulating film pattern with the gate electrode interposed therebetween is used as a source. High-voltage MOSFET for the area A semiconductor device characterized by being mounted.
【請求項2】 前記第1の拡散層と電気接続され前記厚
い絶縁膜パターンの外側に引き出されるドレイン電極
が、前記切断されたゲート電極の上部に配設され、層間
絶縁膜を介して前記ゲート電極とは交差しないように形
成されていることを特徴とする請求項1記載の半導体装
置。
2. A drain electrode, which is electrically connected to the first diffusion layer and is drawn out to the outside of the thick insulating film pattern, is disposed on the cut gate electrode, and the gate is formed through an interlayer insulating film. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is formed so as not to intersect the electrodes.
【請求項3】 前記高耐圧MOSFETが複数個並列に
電気接続されて搭載してなることを特徴とする請求項1
または請求項2記載の半導体装置。
3. A plurality of the high breakdown voltage MOSFETs are electrically connected in parallel and mounted.
Alternatively, the semiconductor device according to claim 2.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6140687A (en) * 1996-11-28 2000-10-31 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. High frequency ring gate MOSFET

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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