JPH10107272A - Semiconductor device with high breakdown strength and fabrication thereof - Google Patents

Semiconductor device with high breakdown strength and fabrication thereof

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JPH10107272A
JPH10107272A JP8256562A JP25656296A JPH10107272A JP H10107272 A JPH10107272 A JP H10107272A JP 8256562 A JP8256562 A JP 8256562A JP 25656296 A JP25656296 A JP 25656296A JP H10107272 A JPH10107272 A JP H10107272A
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JP
Japan
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region
voltage
drain region
semiconductor device
high breakdown
Prior art date
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Pending
Application number
JP8256562A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinya Imoto
晋也 井元
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Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Publication date
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device with high breakdown strength, and a fabrication method thereof, in which the channel length can be set accurately while allowing fine patterning and suppressing increase in the number of fabrication steps. SOLUTION: A source region 11 and a subdrain region 12 are formed simultaneously by a self-alignment technology using a gate electrode 4 provided on a P type silicon substrate 2 as a mask. Consequently, an accurate channe.l length can be attained. The subdrain region 12 is connected with a drift drain region 5 formed by implanting impurities at low concentration. In the case of a lightly doped PN junction, a depletion layer is widened in the vicinity of the junction. When a high voltage of 500V is applied to the drain region 13, as shown at B, the depletion layer 9 is extended and the drift drain region 5 is depleted completely to cause applied voltage drop in the range L6 of the drift drain region 5 thus realizing a transistor having high breakdown strength.

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】本発明は高耐圧半導体装置お
よびその製造方法に関し、特にチャネル長を正確に形成
することができ、しかも微細化が可能で、さらに製造工
程の工程数の増加を抑えることができる高耐圧半導体装
置およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-breakdown-voltage semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a semiconductor device capable of accurately forming a channel length, miniaturizing the device, and suppressing an increase in the number of manufacturing steps. And a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7AはMOSトランジスタの構造を示
している。ドレイン領域(N+)45とソース領域
(N+)46の間のチャネル長L8は、トランジスタの
特性に重要な影響を及ぼす。このため、ゲート電極44
をマスクとするセルフアライメントによってドレイン領
域45とソース領域46を形成する。ゲート電極44を
マスクとしてドレイン領域45、ソース領域46を形成
することによって、アライメントのずれを回避し、正確
なチャネル長L8を得ることができる。
2. Description of the Related Art FIG. 7A shows a structure of a MOS transistor. The channel length L8 between the drain region (N + ) 45 and the source region (N + ) 46 has an important influence on the characteristics of the transistor. Therefore, the gate electrode 44
The drain region 45 and the source region 46 are formed by self-alignment using the mask as a mask. By forming the drain region 45 and the source region 46 using the gate electrode 44 as a mask, misalignment can be avoided and an accurate channel length L8 can be obtained.

【0003】ところで、半導体装置の耐圧を高めるた
め、従来、ドリフトドレイン領域を形成した高耐圧半導
体装置が提供されている。従来の高耐圧トランジスタを
図7Bに示す。P型半導体とN型半導体との接合部近傍
では、電子と正孔とが結合し、電子も正孔も存在しない
空乏層ができる。そして、逆方向電圧を加えた場合、空
乏層は絶縁体として機能し、この空乏層の幅が大きいほ
ど耐圧が大きく絶縁破壊が生じにくい。不純物濃度の低
いPN接合の場合、この空乏層の幅は大きくなる。
[0003] In order to increase the breakdown voltage of a semiconductor device, a high breakdown voltage semiconductor device having a drift drain region has been conventionally provided. FIG. 7B shows a conventional high breakdown voltage transistor. In the vicinity of the junction between the P-type semiconductor and the N-type semiconductor, electrons and holes are combined to form a depletion layer in which neither electrons nor holes exist. When a reverse voltage is applied, the depletion layer functions as an insulator. The larger the width of the depletion layer, the higher the breakdown voltage and the less likely it is to cause dielectric breakdown. In the case of a PN junction having a low impurity concentration, the width of the depletion layer increases.

【0004】このため、図7Bに示すように、P型シリ
コン基板2に不純物濃度の低いN-型のドリフトドレイ
ン領域48を形成し、幅の大きい空乏層を得る。ドリフ
トドレイン領域48がN-型であるのため不純物濃度の
低いPN接合となり、空乏層幅L9の大きな空乏層49
が生じ、耐圧を高めることができる。
For this reason, as shown in FIG. 7B, an N -type drift drain region 48 having a low impurity concentration is formed in the P-type silicon substrate 2 to obtain a wide depletion layer. Since the drift drain region 48 is of the N type, it becomes a PN junction having a low impurity concentration, and the depletion layer 49 having a large depletion layer width L9.
Occurs, and the breakdown voltage can be increased.

【0005】なお、ドレイン電極は、不純物濃度の高い
領域に接続する必要がある。このため、ドリフトドレイ
ン領域48内にN+型のドレイン領域45を形成しここ
にドレイン電極を接続する。また、耐圧を確保するため
に、ドリフトドレイン領域48の上部には厚い誘電体領
域47を設け、さらにゲート電極44部分での耐圧を確
保するためゲート電極44の一部で誘電体領域47を覆
う。
It is necessary to connect the drain electrode to a region having a high impurity concentration. Therefore, an N + -type drain region 45 is formed in the drift drain region 48, and a drain electrode is connected thereto. Further, a thick dielectric region 47 is provided above the drift drain region 48 in order to ensure a withstand voltage, and a part of the gate electrode 44 covers the dielectric region 47 in order to ensure a withstand voltage in the gate electrode 44 portion. .

【0006】図7Bの高耐圧半導体装置を製造する場
合、まず、P型シリコン基板2に対して、濃度が比較的
低い不純物を打ち込みN-型のドリフトドレイン領域4
8を形成する。その後、誘電体領域47を形成し、この
誘電体領域47を一部が覆うようにゲート電極44を形
成する。そして、ゲート電極44をマスクとして高濃度
の不純物を打ち込みソース領域46を形成するととも
に、ドリフトドレイン領域48内にドレイン領域45を
形成する。
In manufacturing the high breakdown voltage semiconductor device shown in FIG. 7B, first, an impurity having a relatively low concentration is implanted into the P-type silicon substrate 2 to form an N -type drift drain region 4.
8 is formed. Thereafter, a dielectric region 47 is formed, and a gate electrode 44 is formed so as to partially cover the dielectric region 47. Then, using the gate electrode 44 as a mask, a high concentration impurity is implanted to form the source region 46 and the drain region 45 is formed in the drift drain region 48.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところが上記従来の高
耐圧半導体装置には次のような問題があった。図7Bに
示す従来の高耐圧半導体装置は、上述のようにまず、ゲ
ート電極44を形成する前の工程でドリフトドレイン領
域48を形成する。このため、ゲート電極44をマスク
とするセルフアライメントによってドリフトドレイン領
域48を形成することができない。したがって、正確な
チャネル長L8を得ることが難しく、チャネル部を微細
化することができない。
However, the above-mentioned conventional high breakdown voltage semiconductor device has the following problems. In the conventional high breakdown voltage semiconductor device shown in FIG. 7B, the drift drain region 48 is first formed in a step before the gate electrode 44 is formed as described above. Therefore, the drift drain region 48 cannot be formed by self-alignment using the gate electrode 44 as a mask. Therefore, it is difficult to obtain an accurate channel length L8, and the channel portion cannot be miniaturized.

【0008】仮に、ドリフトドレイン領域48をゲート
電極44をマスクとしたセルフアライメントで形成しよ
うとすると、ゲート電極44を設けた後の工程で、N-
型のドリフトドレイン領域48を形成するために、低濃
度の不純物を打ち込む必要がある。ドリフトドレイン領
域48は、通常、ゲート電極44を設ける前の工程で、
たとえばチャネルストッパーを形成するための低濃度不
純物の打ち込みの際に同時に形成する。
If the drift drain region 48 is to be formed by self-alignment using the gate electrode 44 as a mask, N − in the step after the gate electrode 44 is provided.
In order to form the type drift drain region 48, it is necessary to implant a low concentration impurity. The drift drain region 48 is usually formed in a step before the gate electrode 44 is provided,
For example, it is formed at the same time when a low concentration impurity is implanted for forming a channel stopper.

【0009】すなわち、ドリフトドレイン領域48をゲ
ート電極44をマスクとしたセルフアライメントで形成
しようとすると、ゲート電極44の形成後に、新たに濃
度の低い不純物の打ち込み工程を追加する必要があ、工
程数が増加してしまうという新たな問題が生じる。
That is, if the drift drain region 48 is to be formed by self-alignment using the gate electrode 44 as a mask, it is necessary to add a step of implanting a low-concentration impurity after the gate electrode 44 is formed. A new problem arises in that the number increases.

【0010】そこで本発明は、チャネル長を正確に形成
することができ、しかも微細化が可能で、さらに製造工
程の工程数の増加を抑えることができる高耐圧半導体装
置およびその製造方法の提供を目的とする。
Accordingly, the present invention provides a high-breakdown-voltage semiconductor device and a method of manufacturing the same, which can accurately form a channel length, can be miniaturized, and can suppress an increase in the number of manufacturing steps. Aim.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る高耐圧半
導体装置は、半導体基板、半導体基板に形成された第1
領域、半導体基板に形成されており、第1領域との間に
間隔領域を形成する第2領域、半導体基板上に設けられ
ており、間隔領域にほぼ対応する位置に設けられている
導電体であって、間隔領域に選択的にチャネルを形成
し、またはチャネルを消去する導電体、半導体基板に形
成された第3領域、半導体基板に形成されており、第2
領域および第3領域に接続され、かつ間隔領域とは接続
されない電圧降下領域であって、第3領域に印加された
電圧を降下させて第2領域に伝達する電圧降下領域、を
備えたことを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a high withstand voltage semiconductor device comprising: a semiconductor substrate;
A second region, which is formed on the semiconductor substrate, forms a spacing region between the first region and the second region, and is a conductor provided on the semiconductor substrate and provided at a position substantially corresponding to the spacing region. A conductor for selectively forming a channel in the interval region or erasing the channel, a third region formed in the semiconductor substrate, a second region formed in the semiconductor substrate,
A voltage drop region connected to the region and the third region and not connected to the interval region, wherein the voltage drop region drops the voltage applied to the third region and transmits the voltage to the second region. Features.

【0012】請求項2に係る高耐圧半導体装置は、請求
項1に係る高耐圧半導体装置において、電圧降下領域
は、第2領域を挟んで間隔領域の反対側に形成されてい
る、ことを特徴としている。
A high withstand voltage semiconductor device according to a second aspect of the present invention is the high withstand voltage semiconductor device according to the first aspect, wherein the voltage drop region is formed on the opposite side of the interval region with the second region interposed therebetween. And

【0013】請求項3に係る高耐圧半導体装置は、請求
項1または請求項2に係る高耐圧半導体装置において、
半導体基板は第1導電型であり、第1領域、第2領域、
第3領域および電圧降下領域は、第2導電型であり、第
1領域、第2領域および第3領域は、高濃度の不純物の
打ち込みによって形成され、電圧降下領域は、低濃度の
不純物の打ち込みによって形成されている、ことを特徴
としている。
The high breakdown voltage semiconductor device according to claim 3 is the high breakdown voltage semiconductor device according to claim 1 or 2,
The semiconductor substrate is of a first conductivity type, and includes a first region, a second region,
The third region and the voltage drop region are of the second conductivity type, the first region, the second region and the third region are formed by implanting high concentration impurities, and the voltage drop region is formed by implantation of low concentration impurities. , Is characterized by that.

【0014】請求項4に係る高耐圧半導体装置の製造方
法は、第1導電型の半導体基板に低濃度の不純物を打ち
込み、第2導電型の電圧降下領域を形成するステップ、
半導体基板上に導電体を形成するステップ、導電体をマ
スクとして高濃度の不純物を打ち込み、第2導電型の第
1領域を形成するとともに、電圧降下領域に接続された
第2導電型の第2領域を形成するステップ、を備えたこ
とを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a high breakdown voltage semiconductor device, wherein a low concentration impurity is implanted into a semiconductor substrate of a first conductivity type to form a voltage drop region of a second conductivity type.
Forming a conductor on the semiconductor substrate; implanting high-concentration impurities using the conductor as a mask to form a first region of a second conductivity type and a second region of a second conductivity type connected to the voltage drop region; Forming a region.

【0015】[0015]

【発明の効果】請求項1に係る高耐圧半導体装置におい
ては、導電体は、間隔領域にほぼ対応する位置に設けら
れている。したがって、導電体をマスクとするセルフア
ライメントによって第1領域および第2領域を同時に形
成することができ、間隔領域を正確な長さに形成し、正
確なチャネル長を得ることができる。
According to the first aspect of the present invention, the conductor is provided at a position substantially corresponding to the interval region. Therefore, the first region and the second region can be formed at the same time by self-alignment using the conductor as a mask, and the interval region can be formed with a correct length, and a correct channel length can be obtained.

【0016】また、電圧降下領域は、第2領域および第
3領域に接続され、かつ間隔領域とは接続されておら
ず、第3領域に印加された電圧を降下させて第2領域に
伝達する。したがって、チャネル部分の耐圧を高めるこ
とができ、微細化を図ることができる。
The voltage drop region is connected to the second region and the third region, and is not connected to the interval region. The voltage drop region drops the voltage applied to the third region and transmits the voltage to the second region. . Therefore, the breakdown voltage of the channel portion can be increased, and miniaturization can be achieved.

【0017】請求項2に係る高耐圧半導体装置において
は、電圧降下領域は、第2領域を挟んで間隔領域の反対
側に形成されている。したがって、半導体基板に電圧降
下領域を形成した後、半導体基板上において離れた箇所
に導電体を設け、この導電体をマスクとして第1領域と
ともに第2領域を形成することができる。このため、導
電体を設けた後に電圧降下領域を形成する必要がなく、
製造工程の工程数の増加を抑えることができる。
In the high withstand voltage semiconductor device according to the second aspect, the voltage drop region is formed on the opposite side of the interval region with the second region interposed therebetween. Therefore, after the voltage drop region is formed in the semiconductor substrate, a conductor can be provided at a remote location on the semiconductor substrate, and the second region can be formed together with the first region using the conductor as a mask. Therefore, it is not necessary to form a voltage drop region after providing the conductor,
An increase in the number of manufacturing steps can be suppressed.

【0018】請求項3に係る高耐圧半導体装置において
は、半導体基板は第1導電型であり、第1領域、第2領
域、第3領域および電圧降下領域は、第2導電型であ
る。そして、第1領域、第2領域および第3領域は、高
濃度の不純物の打ち込みによって形成され、電圧降下領
域は、低濃度の不純物の打ち込みによって形成されてい
る。
According to a third aspect of the present invention, the semiconductor substrate is of the first conductivity type, and the first, second, third, and voltage drop regions are of the second conductivity type. The first, second, and third regions are formed by implanting high-concentration impurities, and the voltage drop region is formed by implanting low-concentration impurities.

【0019】したがって、半導体基板と電圧降下領域と
の接合部には幅の大きな空乏層が形成され、第3領域に
印加された電圧は、空乏層が拡大した電圧降下領域にお
いて降下されて第2領域に伝達される。このため、チャ
ネル部分の耐圧を高めることができ、微細化を図ること
ができる。
Therefore, a large depletion layer is formed at the junction between the semiconductor substrate and the voltage drop region, and the voltage applied to the third region is reduced in the voltage drop region where the depletion layer is enlarged, and the voltage is applied to the second region. Transmitted to the area. Therefore, the withstand voltage of the channel portion can be increased, and miniaturization can be achieved.

【0020】請求項4に係る高耐圧半導体装置の製造方
法においては、第1導電型の半導体基板に低濃度の不純
物を打ち込み、第2導電型の電圧降下領域を形成した
後、半導体基板上に導電体を形成する。そして、導電体
をマスクとして高濃度の不純物を打ち込み、第2導電型
の第1領域を形成するとともに、電圧降下領域に接続さ
れた第2導電型の第2領域を形成する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a high-breakdown-voltage semiconductor device, a low-concentration impurity is implanted into a first-conductivity-type semiconductor substrate to form a second-conductivity-type voltage drop region. Form a conductor. Then, high-concentration impurities are implanted using the conductor as a mask to form a first region of the second conductivity type and a second region of the second conductivity type connected to the voltage drop region.

【0021】このように、導電体をマスクとするセルフ
アライメントによって第1領域および第2領域を同時に
形成することができ、第1領域と第2領域との間隔を正
確な長さに形成することができる。
As described above, the first region and the second region can be simultaneously formed by the self-alignment using the conductor as a mask, and the interval between the first region and the second region is formed to have an accurate length. Can be.

【0022】また、第1導電型の半導体基板に、低濃度
の不純物を打ち込むことによって第2導電型の電圧降下
領域を形成する。このため、半導体基板と電圧降下領域
との接合部には幅の大きな空乏層が形成され、電圧降下
領域において電圧が降下され、高耐圧の半導体装置を得
ることができる。
A second conductivity type voltage drop region is formed by implanting a low concentration impurity into the first conductivity type semiconductor substrate. Therefore, a wide depletion layer is formed at the junction between the semiconductor substrate and the voltage drop region, and the voltage drops in the voltage drop region, so that a semiconductor device with a high breakdown voltage can be obtained.

【0023】さらに、電圧降下領域を形成した後、半導
体基板上に導電体を形成するため、導電体を設けた後に
電圧降下領域を形成する必要がなく、製造工程の工程数
の増加を抑えることができる。
Furthermore, since the conductor is formed on the semiconductor substrate after the voltage drop region is formed, it is not necessary to form the voltage drop region after the conductor is provided, thereby suppressing an increase in the number of manufacturing steps. Can be.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

[半導体装置の構成]本発明に係る高耐圧半導体装置の
一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本実施形
態における高耐圧のMOSトランジスタの一部を示す断
面図である。半導体基板であるP型シリコン基板2上に
は、ゲート酸化膜3を介して導電体としてのゲート電極
4が設けられている。
[Structure of Semiconductor Device] One embodiment of a high breakdown voltage semiconductor device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a part of a high breakdown voltage MOS transistor according to the present embodiment. On a P-type silicon substrate 2 which is a semiconductor substrate, a gate electrode 4 as a conductor is provided via a gate oxide film 3.

【0025】そして、P型シリコン基板2表面には第1
領域であるN+型のソース領域11、第2領域であるN+
型のサブドレイン領域12が形成されており、両者の間
が間隔領域でありここにチャネルが形成される。ソース
領域11にはソース電極11Kが接続されている。製造
工程において、ソース領域11、サブドレイン領域12
はゲート電極4をマスクとするセルフアライメントによ
って同時に形成されるため、正確なチャネル長L1を得
ることができる。
The first surface of the P-type silicon substrate 2 is
N + -type source region 11 is a region, a second region N +
A type sub-drain region 12 is formed, and an interval region is formed between the two to form a channel. The source region 11 is connected to a source electrode 11K. In the manufacturing process, the source region 11, the sub-drain region 12
Are simultaneously formed by self-alignment using the gate electrode 4 as a mask, so that an accurate channel length L1 can be obtained.

【0026】サブドレイン領域12を挟んだチャネル部
の反対側にはサブドレイン領域12に接続された状態で
-型のドリフトドレイン領域5が形成されている。こ
のドリフトドレイン領域5内にはドレイン領域13が形
成され、このドレイン領域13にドレイン電極13Kが
接続されている。なお、図1には省略されているが、ド
リフトドレイン領域5の上部であってP型シリコン基板
2の表面には耐圧のために厚い誘電体領域が設けられ
る。
An N -type drift drain region 5 is formed on the opposite side of the channel portion across the sub-drain region 12 while being connected to the sub-drain region 12. A drain region 13 is formed in the drift drain region 5, and a drain electrode 13K is connected to the drain region 13. Although not shown in FIG. 1, a thick dielectric region is provided above the drift drain region 5 and on the surface of the P-type silicon substrate 2 for withstand voltage.

【0027】ドリフトドレイン領域5は低濃度の不純物
の打ち込みよって形成されている。不純物濃度の低いP
N接合の場合、接合部近傍の空乏層の幅は大きくなるた
め、本実施形態におけるP型シリコン基板2、ドリフト
ドレイン領域5の接合部には幅の大きな空乏層が形成さ
れる。図2にこの空乏層と印加電圧の降下の関係を示
す。なお、図2A、Bはチャネルを消去した状態を示し
ている。
The drift drain region 5 is formed by implanting a low concentration impurity. P with low impurity concentration
In the case of the N-junction, the width of the depletion layer near the junction is large, so that a large depletion layer is formed at the junction between the P-type silicon substrate 2 and the drift drain region 5 in the present embodiment. FIG. 2 shows the relationship between the depletion layer and the drop in applied voltage. 2A and 2B show a state where the channel is erased.

【0028】図2Aに示すようにP型シリコン基板2と
ドリフトドレイン領域5との接合部には空乏層幅L5の
空乏層9が形成されている。図2Aはドレイン領域13
に比較的低い電圧5Vを印加した状態である。この場
合、ドレイン領域13への印加電圧が低いため、ソース
領域11、サブドレイン領域12間に印加される電圧も
低い。
As shown in FIG. 2A, a depletion layer 9 having a depletion layer width L5 is formed at the junction between the P-type silicon substrate 2 and the drift drain region 5. FIG. 2A shows the drain region 13.
Is applied with a relatively low voltage of 5V. In this case, since the voltage applied to the drain region 13 is low, the voltage applied between the source region 11 and the sub-drain region 12 is also low.

【0029】これに対して、たとえばドレイン領域13
に高い電圧500Vを印加したとする。このときの状態
が図2Bである。ドレイン領域13に高電圧が印加され
た場合、空乏層9は広がりドリフトドレイン領域5内は
完全空乏化している。そして、この完全空乏化したドリ
フトドレイン領域5の範囲L6で電圧が降下し、ソース
領域11、サブドレイン領域12間に印加される電圧を
低く抑えることができる。図2Bの例では、範囲L6で
500V中の495Vが降下し、サブドレイン領域12
の端部近傍では5Vに低下している。
On the other hand, for example, the drain region 13
Is applied with a high voltage of 500V. FIG. 2B shows the state at this time. When a high voltage is applied to the drain region 13, the depletion layer 9 expands and the inside of the drift drain region 5 is completely depleted. Then, the voltage drops in the range L6 of the completely depleted drift drain region 5, and the voltage applied between the source region 11 and the sub-drain region 12 can be suppressed low. In the example of FIG. 2B, 495V out of 500V falls in the range L6 and the sub-drain region 12
The voltage drops to 5V near the end of the.

【0030】このように、濃度の低い不純物によって形
成されたドリフトドレイン領域5をサブドレイン領域1
2に接続することによって、印加電圧を降下させ、高耐
圧のトランジスタを得ることができる。なお、ドリフト
ドレイン領域5における電圧の降下率はドリフトドレイ
ン領域5の不純物濃度やドリフトドレイン領域5の長さ
によって変化するため、この不純物濃度や長さを制御す
ることによって電圧の降下率を調整することができる。
As described above, the drift drain region 5 formed by the low concentration impurity is replaced with the sub drain region 1.
2, the applied voltage is reduced, and a transistor with a high breakdown voltage can be obtained. Since the voltage drop rate in the drift drain region 5 changes depending on the impurity concentration of the drift drain region 5 and the length of the drift drain region 5, the voltage drop rate is adjusted by controlling the impurity concentration and the length. be able to.

【0031】図2Bに示す例では、ドレイン領域13に
高い電圧500Vを印加し、空乏層9の広がりによって
ドリフトドレイン領域5が完全空乏化して、印加電圧が
降下している。しかし、空乏層9が完全空乏化しなくて
も電圧降下は生じるため、ドリフトドレイン領域5が完
全空乏化しない状態で印加電圧を降下させ、耐圧を確保
することもできる。
In the example shown in FIG. 2B, a high voltage of 500 V is applied to the drain region 13, and the drift drain region 5 is completely depleted due to the expansion of the depletion layer 9, and the applied voltage drops. However, since a voltage drop occurs even when the depletion layer 9 is not completely depleted, the applied voltage can be reduced in a state where the drift drain region 5 is not completely depleted, and the breakdown voltage can be ensured.

【0032】[半導体装置の製造方法]次に、図3ない
し図6に基づいて本発明に係る高耐圧半導体装置の製造
方法一実施形態を詳述する。まず、パターニングされた
フォトレジストをマスクとしてP型シリコン基板2に不
純物を打ち込み、熱拡散させてNウェル領域15、16
を形成する(図3A)。図3Aに示す範囲H1にはNM
OSトランジスタが形成され、範囲H2にはPMOSト
ランジスタが形成される(図6B参照)。この範囲H
1、H2に形成されるトランジスタは、従来のCMOS
トランジスタと同様のものである。
[Method of Manufacturing Semiconductor Device] Next, an embodiment of a method of manufacturing a high breakdown voltage semiconductor device according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. First, impurities are implanted into the P-type silicon substrate 2 using the patterned photoresist as a mask, and thermally diffused into the N-well regions 15 and 16.
(FIG. 3A). The range H1 shown in FIG.
An OS transistor is formed, and a PMOS transistor is formed in the range H2 (see FIG. 6B). This range H
1. The transistor formed in H2 is a conventional CMOS.
It is similar to a transistor.

【0033】図3Aに示す範囲H3、H4に本実施形態
に係る高耐圧CMOSトランジスタが形成される。範囲
H3にはNMOSトランジスタが形成され、範囲H4に
はPMOSトランジスタが形成される(図6B参照)。
The high breakdown voltage CMOS transistor according to the present embodiment is formed in ranges H3 and H4 shown in FIG. 3A. An NMOS transistor is formed in the range H3, and a PMOS transistor is formed in the range H4 (see FIG. 6B).

【0034】まず、図3Aに示すように、P型シリコン
基板2にNウェル領域15、16を形成する。この後、
P型シリコン基板2上にパッド酸化膜65、シリコン窒
化膜67を形成し、LOCOS酸化のためのパターニン
グを行ない、さらにフォトレジスト66によってパター
ンを形成する(図3B)。そして、シリコン窒化膜6
7、フォトレジスト66をマスクとしてチャネルストッ
プ部分にN型形成のための低濃度の不純物を打ち込む。
この際、ドリフトドレイン領域5、25の形成部分にも
同時に低濃度の不純物を打ち込んでおく。
First, as shown in FIG. 3A, N-well regions 15 and 16 are formed in a P-type silicon substrate 2. After this,
A pad oxide film 65 and a silicon nitride film 67 are formed on the P-type silicon substrate 2, patterning for LOCOS oxidation is performed, and a pattern is formed using a photoresist 66 (FIG. 3B). Then, the silicon nitride film 6
7. Using the photoresist 66 as a mask, a low concentration impurity for N-type formation is implanted into the channel stop portion.
At this time, low-concentration impurities are simultaneously implanted into the portions where the drift drain regions 5 and 25 are formed.

【0035】続いて、図3Bに示すフォトレジスト66
を除去し、新たなフォトレジスト68によってパターン
を形成し、シリコン窒化膜67、フォトレジスト66を
マスクとしてチャネルストップ部分にP型形成のための
低濃度の不純物を打ち込む(図4A)。この際、ドリフ
トドレイン領域35、55の形成部分にも同時に低濃度
の不純物を打ち込んでおく。
Subsequently, the photoresist 66 shown in FIG.
Then, a pattern is formed with a new photoresist 68, and a low concentration impurity for forming a P-type is implanted into the channel stop portion using the silicon nitride film 67 and the photoresist 66 as a mask (FIG. 4A). At this time, a low concentration impurity is also implanted into the portions where the drift drain regions 35 and 55 are formed at the same time.

【0036】そして、フォトレジスト68を除去し、パ
ターニングされたシリコン窒化膜67をマスクとして、
P型シリコン基板2表面に選択的に素子分離領域81、
82、83、84、85、86、87、88、89を形
成する(図4B)。なお、不純物の打ち込み部分には熱
拡散によってチャネルストップ領域、ドリフトドレイン
領域が形成されている。
Then, the photoresist 68 is removed, and the patterned silicon nitride film 67 is used as a mask.
An element isolation region 81 selectively on the surface of the P-type silicon substrate 2;
82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89 are formed (FIG. 4B). Note that a channel stop region and a drift drain region are formed in the portion where the impurities are implanted by thermal diffusion.

【0037】この後、図5A、Bに示すようにゲート酸
化膜を酸化形成し、ゲート電極材料を堆積後、フォトレ
ジストによってパターニングし、ゲート酸化膜上にゲー
ト電極64、74、4、24、34、54を形成する。
そして、ゲート電極64、4、24をマスクとしてN型
形成のための高濃度の不純物を打ち込み(セルフアライ
メント)、熱拡散させてソース領域61、11、21、
ドレイン領域63、サブドレイン領域12、22を形成
する。なお、この際同時にドレイン領域13も形成す
る。
Thereafter, as shown in FIGS. 5A and 5B, a gate oxide film is formed by oxidation, a gate electrode material is deposited, and then patterned by a photoresist, and the gate electrodes 64, 74, 4, 24, and 24 are formed on the gate oxide film. 34 and 54 are formed.
Then, using the gate electrodes 64, 4, and 24 as masks, high-concentration impurities for N-type formation are implanted (self-alignment), and thermally diffused to form the source regions 61, 11, 21,.
The drain region 63 and the sub drain regions 12 and 22 are formed. At this time, the drain region 13 is also formed at the same time.

【0038】続いて、ゲート電極74、34、54をマ
スクとしてP型形成のための高濃度の不純物を打ち込み
(セルフアライメント)、熱拡散させてソース領域7
1、31、51、ドレイン領域73、サブドレイン領域
32、52を形成する。なお、この際同時にドレイン領
域33も形成する。
Subsequently, using the gate electrodes 74, 34 and 54 as a mask, a high-concentration impurity for forming a P-type is implanted (self-alignment) and thermally diffused to form the source region 7.
1, 31, 51, a drain region 73, and sub-drain regions 32 and 52 are formed. At this time, a drain region 33 is also formed at the same time.

【0039】そして、層間絶縁膜10を形成してコンタ
クトホールを設け、ソース電極61K、63K、71
K、73K、11K、13K、21K、31K、33
K、51Kを形成した後(図6B)、保護膜を形成しパ
ッド部を形成する(図示せず)。
Then, an interlayer insulating film 10 is formed to provide a contact hole, and the source electrodes 61K, 63K, 71
K, 73K, 11K, 13K, 21K, 31K, 33
After forming K and 51K (FIG. 6B), a protective film is formed and a pad portion is formed (not shown).

【0040】なお、上記実施形態におけるゲート電極
4、24、34、54が導電体であり、ソース領域1
1、21、31、51が第1領域である。また、サブド
レイン領域12、22、32、52が第2領域、ドレイ
ン領域13、33が第3領域、ドリフトドレイン領域
5、25、35、55が電圧降下領域である。
Note that the gate electrodes 4, 24, 34, 54 in the above embodiment are conductors and the source region 1
1, 21, 31, and 51 are first regions. The sub-drain regions 12, 22, 32, and 52 are the second region, the drain regions 13 and 33 are the third region, and the drift drain regions 5, 25, 35, and 55 are the voltage drop regions.

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

【図1】本発明に係る高耐圧半導体装置の一実施形態を
示す高耐圧のCMOSトランジスタの断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a high breakdown voltage CMOS transistor showing one embodiment of a high breakdown voltage semiconductor device according to the present invention.

【図2】図1に示すCMOSトランジスタにおける空乏
層と印加電圧の降下状況との関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a depletion layer and a drop state of an applied voltage in the CMOS transistor shown in FIG.

【図3】本発明に係る高耐圧半導体装置の一実施形態を
示す高耐圧トランジスタの製造工程を示す図である。
FIG. 3 is a view showing a manufacturing process of a high breakdown voltage transistor showing one embodiment of the high breakdown voltage semiconductor device according to the present invention.

【図4】本発明に係る高耐圧半導体装置の一実施形態を
示す高耐圧トランジスタの製造工程を示す図である。
FIG. 4 is a view showing a manufacturing process of a high breakdown voltage transistor showing one embodiment of the high breakdown voltage semiconductor device according to the present invention.

【図5】本発明に係る高耐圧半導体装置の一実施形態を
示す高耐圧トランジスタの製造工程を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a manufacturing process of a high breakdown voltage transistor showing one embodiment of the high breakdown voltage semiconductor device according to the present invention.

【図6】本発明に係る高耐圧半導体装置の一実施形態を
示す高耐圧トランジスタの製造工程を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a manufacturing process of a high breakdown voltage transistor showing one embodiment of the high breakdown voltage semiconductor device according to the present invention.

【図7】Aは従来のMOSトランジスタを示す断面図で
あり、Bは従来の高耐圧トランジスタを示す断面図であ
る。
FIG. 7A is a sectional view showing a conventional MOS transistor, and FIG. 7B is a sectional view showing a conventional high breakdown voltage transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2・・・・・P型シリコン基板 4、24、34、54・・・・・ゲート電極 5、25、35、55・・・・・ドリフトドレイン領域 11、21、31、51・・・・・ソース領域 12、22、32、52・・・・・サブドレイン領域 13、33・・・・・ドレイン領域 ... P-type silicon substrate 4, 24, 34, 54... Gate electrode 5, 25, 35, 55... Drift drain region 11, 21, 31, 51. .. Source region 12, 22, 32, 52... Sub-drain region 13, 33... Drain region

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板、 半導体基板に形成された第1領域、 半導体基板に形成されており、第1領域との間に間隔領
域を形成する第2領域、 半導体基板上に設けられており、間隔領域にほぼ対応す
る位置に設けられている導電体であって、間隔領域に選
択的にチャネルを形成し、またはチャネルを消去する導
電体、 半導体基板に形成された第3領域、 半導体基板に形成されており、第2領域および第3領域
に接続され、かつ間隔領域とは接続されない電圧降下領
域であって、第3領域に印加された電圧を降下させて第
2領域に伝達する電圧降下領域、 を備えたことを特徴とする高耐圧半導体装置。
A semiconductor substrate, a first region formed on the semiconductor substrate, a second region formed on the semiconductor substrate and forming an interval region between the semiconductor substrate and the first region, and provided on the semiconductor substrate. A conductor provided at a position substantially corresponding to the interval region, a conductor selectively forming a channel in the interval region or erasing the channel; a third region formed on the semiconductor substrate; A voltage drop region connected to the second region and the third region and not connected to the interval region, the voltage being applied to the third region and being transmitted to the second region. A high breakdown voltage semiconductor device comprising: a falling region.
【請求項2】請求項1に係る高耐圧半導体装置におい
て、 電圧降下領域は、第2領域を挟んで間隔領域の反対側に
形成されている、 ことを特徴とする高耐圧半導体装置。
2. The high breakdown voltage semiconductor device according to claim 1, wherein the voltage drop region is formed on a side opposite to the interval region with the second region interposed therebetween.
【請求項3】請求項1または請求項2に係る高耐圧半導
体装置において、 半導体基板は第1導電型であり、 第1領域、第2領域、第3領域および電圧降下領域は、
第2導電型であり、 第1領域、第2領域および第3領域は、高濃度の不純物
の打ち込みによって形成され、 電圧降下領域は、低濃度の不純物の打ち込みによって形
成されている、 ことを特徴とする高耐圧半導体装置。
3. The high breakdown voltage semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor substrate is of a first conductivity type, and the first region, the second region, the third region, and the voltage drop region are:
A second conductivity type, wherein the first region, the second region, and the third region are formed by implanting high-concentration impurities; and the voltage-drop region is formed by implantation of low-concentration impurities. High withstand voltage semiconductor device.
【請求項4】第1導電型の半導体基板に低濃度の不純物
を打ち込み、第2導電型の電圧降下領域を形成するステ
ップ、 半導体基板上に導電体を形成するステップ、 導電体をマスクとして高濃度の不純物を打ち込み、第2
導電型の第1領域を形成するとともに、電圧降下領域に
接続された第2導電型の第2領域を形成するステップ、 を備えたことを特徴とする高耐圧半導体装置の製造方
法。
4. A step of implanting a low-concentration impurity into a semiconductor substrate of a first conductivity type to form a voltage drop region of a second conductivity type; a step of forming a conductor on the semiconductor substrate; Implantation of impurities at a second concentration
Forming a first region of the conductivity type and a second region of the second conductivity type connected to the voltage drop region.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002164512A (en) * 2000-11-28 2002-06-07 Fujitsu Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
JP2009060107A (en) * 2007-08-31 2009-03-19 Dongbu Hitek Co Ltd Lcd driver chip, and method for manufacturing the same

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