JPH11214531A - High breakdown voltage semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

High breakdown voltage semiconductor device and manufacture thereof

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JPH11214531A
JPH11214531A JP10013617A JP1361798A JPH11214531A JP H11214531 A JPH11214531 A JP H11214531A JP 10013617 A JP10013617 A JP 10013617A JP 1361798 A JP1361798 A JP 1361798A JP H11214531 A JPH11214531 A JP H11214531A
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JP
Japan
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type
conductivity type
epitaxial layer
semiconductor device
region
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Withdrawn
Application number
JP10013617A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuyuki Tomii
和志 富井
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to easily realize a high breakdown voltage semiconductor device which hardly has a latchup, by making the thickness of an epitaxial layer of a second conductivity type below a well region of a first conductivity type larger than the other sections. SOLUTION: In the surface of an n-type epitaxial layer 6 formed on one face of a p-type semiconductor substrate 10, p-type drain regions 11 and n-type source regions 14 are formed. In p-type well regions 7, n-type drain regions 13 and n-type source regions 16 are formed. Then, gate electrodes 8 are formed on the surface of the drain regions 11, 13 and the source regions 14, 16 through an insulating film to fabricate a p-channel MOS and an n-channel MOS. A high-side section 30 and a low-side section 40 are electrically separated by a p-type isolation region 9. The thickness of a section 6a of the n-type epitaxial layer 6 below the p-type well region 7 in the high-side section 30 is made thicker than the other section. By this method, the width of the base of a parasitic transistor constituted of the section 6a becomes large, thereby reducing a current amplification factor of the transistor.

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
及びその製造方法に関するものである。
The present invention relates to a high breakdown voltage semiconductor device and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】負荷を接地電位に直接接続する場合のス
イッチングとして、図3に示すようなハイサイドスイッ
チ1があり、ハーフブリッジインバータ回路などもハイ
サイドスイッチが必要になる。図3に示すように負荷2
と高電圧電源との間に接続される高電圧のハイサイドス
イッチ1を駆動するハイサイドドライバ回路3の半導体
装置を構成するには、制御回路5からハイサイドドライ
バ回路3への信号を高電位にシフトするレベルシフト回
路4の要素と、ハイサイドドライバ回路3を他の低電圧
回路部分と電気的に分離する分離構造の要素が必要であ
る。これらの要素を同一半導体基板上に構成する方法と
して、p型半導体基板の上の、n型エピタキシャル層に
p型分離領域を形成して、pn接合分離によって分離さ
れた島の中にハイサイドドライバ回路3を形成し、p型
分離領域の周辺の構造やn型エピタキシャル層の不純物
濃度を適当に選ぶことにより、数100Vという高い電
圧に対しても電気的に分離する方法が用いられている。
ハイサイドドライバ回路3は、一般的なCMOS素子よ
り構成される場合が多い。
2. Description of the Related Art There is a high-side switch 1 as shown in FIG. 3 for switching when a load is directly connected to a ground potential, and a half-bridge inverter circuit also requires a high-side switch. As shown in FIG.
To configure the semiconductor device of the high-side driver circuit 3 for driving the high-voltage high-side switch 1 connected between the high-voltage power supply and the high-voltage power supply, a signal from the control circuit 5 to the high-side driver circuit 3 is supplied to a high potential And a component of a separation structure for electrically separating the high-side driver circuit 3 from other low-voltage circuit portions are required. As a method of configuring these elements on the same semiconductor substrate, a p-type isolation region is formed in an n-type epitaxial layer on a p-type semiconductor substrate, and a high-side driver is formed in an island separated by pn junction isolation. A method is used in which the circuit 3 is formed, and the structure around the p-type isolation region and the impurity concentration of the n-type epitaxial layer are appropriately selected to electrically isolate even a voltage as high as several hundred volts.
The high-side driver circuit 3 is often formed of a general CMOS device.

【0003】一般的なにCMOS素子では、素子構造上
寄生的に存在するpnpnサイリスタ構造により、ラッ
チアップという現象が起こる場合がある。ラッチアップ
が起きるとCMOS素子に印加されているバイアス電源
電圧(通常5V程度、ハイサイドドライバ回路3では1
5V程度)と接地電位間に過大電流が流れることにな
る。通常、このラッチアップが起こりにくくなるように
素子の構造を工夫して、寄生トランジスタのベース抵抗
を下げることや、増幅率を下げるようにしている。ま
た、万一ラッチアップが起きた場合でも、電源電圧が低
いのである程度の電流までは素子の破壊に至ることはな
い。
In general, in a CMOS device, a phenomenon called latch-up may occur due to a pnpn thyristor structure which is parasitically present in the device structure. When latch-up occurs, the bias power supply voltage applied to the CMOS element (normally about 5 V, 1 in the high-side driver circuit 3)
(About 5 V) and the ground potential. Usually, the structure of the element is devised so that the latch-up hardly occurs, so that the base resistance of the parasitic transistor is reduced and the amplification factor is reduced. Even if latch-up occurs, the power supply voltage is low, so that a certain amount of current does not lead to element destruction.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のハイサ
イドドライバ回路3等に用いる高耐圧半導体装置では、
そのハイサイドドライバ回路3内のCMOS素子で、何
等かの原因によりラッチアップが起きた場合、その電流
によって、ハイサイドドライバ回路3を構成している高
耐圧の分離構造に寄生的に存在するトランジスタがオン
し、ハイサイド−ローサイド間に印加されている高電圧
によって非常に大きい電流が素子内を流れることがあ
り、その場合は確実に素子の破壊に至る。
However, in the high breakdown voltage semiconductor device used for the high side driver circuit 3 and the like,
When a latch-up occurs in the CMOS element in the high-side driver circuit 3 due to any cause, a transistor parasitically present in the high breakdown voltage isolation structure constituting the high-side driver circuit 3 due to the current. Is turned on, and a very high current applied between the high side and the low side may cause a very large current to flow through the element, in which case the element is surely destroyed.

【0005】ハイサイドドライバ回路3を構成する素子
の寄生トランジスタにより高電圧が印加されているハイ
サイド−ローサイド間にラッチアップが起こる機構は次
の通りである。図4に従来のハイサイドドライバ回路を
構成するハイサイド部30とローサイドドライバ回路を
構成するローサイド部40をCMOS素子により形成し
た半導体装置の断面構造図とハイサイド部30の寄生素
子による等価回路図を示す。CMOS素子にはpnpト
ランジスタTr1 とnpnトランジスタTr2 が寄生的
にできる。これらのトランジスタTr1 ,Tr2 とn型
エピタキシャル層6やp型ウエル領域7の抵抗Repi,R
w成分により、何等かのある原因により(例えば、CM
OSの出力端子H0 に電源端子VS に対して負の電圧ノ
イズが入る等)、一方の寄生トランジスタがオンし、そ
の電流によって他方の寄生トランジスタもオンしてpn
pnサイリスタ構造に電流が流れ続けることになる。以
上は通常よくあるCMOSのラッチアップ現象である。
しかし、図4のハイサイド部30の場合、これらに加え
て寄生pnpトランジスタTr3 が存在し、前記の通常
のCMOSのラッチアップ電流により、pnpトランジ
スタTr3 のベース電位が下がってベース電流が流れる
と、pnpトランジスタTr3 がオン状態になって電源
端子Vs−p型半導体基板10(COM)間に高電圧電
源V1 より大電流が流れることになる。トランジスタT
3 のベース電位はエピタキシャル層6の抵抗Repi が
大きいほどその電圧降下によってベース側の電位が下が
る。したがって、n型エピタキシャル層6によるベース
抵抗をできるだけ低くしないとハイサイドーローサイド
間のラッチアップが起きる可能性が高くなる。
The mechanism by which latch-up occurs between the high side and the low side where a high voltage is applied by the parasitic transistor of the element constituting the high side driver circuit 3 is as follows. FIG. 4 is a cross-sectional structural view of a semiconductor device in which a high-side part 30 forming a conventional high-side driver circuit and a low-side part 40 forming a low-side driver circuit are formed by CMOS elements, and an equivalent circuit diagram of the high-side part 30 by parasitic elements. Is shown. A pnp transistor Tr 1 and an npn transistor Tr 2 can be parasitically formed in the CMOS device. These transistors Tr 1 , Tr 2 and the resistances Repi, R of the n-type epitaxial layer 6 and the p-type well region 7 are
Depending on the w component, due to some cause (for example, CM
For example, negative voltage noise enters the output terminal H 0 of the OS with respect to the power supply terminal V S ), and one of the parasitic transistors is turned on, and the other parasitic transistor is also turned on by the current, and pn
Current will continue to flow through the pn thyristor structure. The above is a common CMOS latch-up phenomenon.
However, in the case of the high-side unit 30 of FIG. 4, there is a parasitic pnp transistor Tr 3 in addition to the above, and the base potential of the pnp transistor Tr 3 drops due to the normal CMOS latch-up current and the base current flows. When, the high voltage and high current from the power source V 1 is flowing between pnp transistor Tr 3 is turned on since the power terminal Vs-p-type semiconductor substrate 10 (COM). Transistor T
base potential of r 3 is the potential of the base side is lowered by the voltage drop greater the resistance Repi epitaxial layer 6. Therefore, unless the base resistance by the n-type epitaxial layer 6 is reduced as much as possible, the possibility of latch-up between the high side and the low side increases.

【0006】しかし、高耐圧半導体装置によってハイサ
イドドライバ回路を構成するような場合には、n型エピ
タキシャル層6の抵抗Repi は、ある程度高抵抗に設定
しなければ、ハイサイド−ローサイド間の分離耐圧を高
く維持することができない。したがって、高耐圧のハイ
サイドドライバ回路を構成する素子構造では、n型エピ
タキシャル層6の抵抗をあまり低くすることはできな
い。
However, in the case where a high-side driver circuit is formed by a high-voltage semiconductor device, the resistance Repi of the n-type epitaxial layer 6 must be set to a high resistance to some extent, so that the high-side-low-side separation voltage is high. Cannot be kept high. Therefore, the resistance of the n-type epitaxial layer 6 cannot be reduced too much in the element structure constituting the high-side high-side driver circuit.

【0007】尚ハイサイド部30は、エピタキシャル層
6表面にドレイン領域11、ソース領域14により構成
されるpチャンネルMOSと、p型ウエル領域7の中に
n型のドレイン領域13、ソース領域16に構成される
nチャンネルMOSとを備え、夫々のの表面に絶縁膜を
介してゲート電極8を設けてある。そしてpチャンネル
MOSのソース領域12はエピタキシャルコンタクト領
域14でエピタキシャル層6に接続され、同様にnチャ
ンネルMOSのソース領域16はウエル領域7とp+領
域15を介して接続されている。電源端子VBとVSと
の間には低電圧電源V2 が接続されている。
The high-side portion 30 includes a p-channel MOS having a drain region 11 and a source region 14 on the surface of the epitaxial layer 6 and an n-type drain region 13 and a source region 16 in the p-type well region 7. And a gate electrode 8 provided on each surface via an insulating film. The source region 12 of the p-channel MOS is connected to the epitaxial layer 6 by an epitaxial contact region 14, and the source region 16 of the n-channel MOS is connected to the well region 7 via the p + region 15. Between the power source terminal VB and VS are connected to the low voltage power supply V 2.

【0008】ローサイド部40もハイサイド部30と同
様にpチャンネルMOS、nチャンネルMOSとで構成
されており、ソース領域、ドレイン領域及びゲート電極
にはハイサイド部30の夫々と同じ番号を付す。またL
0 はローサイド部40の出力端子、COMは共通端子、
Vccは電源端子を示す。9はハイサイド部30とロー
サイド部40を電気的に分離するためにp型の分離領域
である。
The low side section 40 is also formed of a p-channel MOS and an n-channel MOS like the high side section 30, and the source region, the drain region and the gate electrode are given the same numbers as those of the high side section 30 respectively. Also L
0 is an output terminal of the low side unit 40, COM is a common terminal,
Vcc indicates a power supply terminal. Reference numeral 9 denotes a p-type separation region for electrically separating the high side portion 30 and the low side portion 40.

【0009】本発明は上記問題点に鑑みて為されたもの
で、その目的とするところは、ラッチアップが起こりに
くい高耐圧半導体装置を提供するとともに、高耐圧半導
体装置を容易に実現できるその製造方法を提供すること
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a high withstand voltage semiconductor device in which latch-up does not easily occur, and a manufacturing method of the high withstand voltage semiconductor device which can be easily realized. It is to provide a method.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1の発明では、第一導電型の半導体基板と、該
半導体基板の一表面に設けた第二導電型のエピタキシャ
ル層表面に第一導電型のドレイン領域、ソース領域を形
成し、半導体基板の表面に設けた第一導電型のウエル領
域の中に第二導電型のドレイン領域、ソース領域を形成
し、夫々のドレイン領域、ソース領域の表面に絶縁膜を
介してゲート電極を設けて夫々pチャンネルMOS、n
チャンネルMOSを構成し、両MOSの回路領域を電気
的に第一導電型の分離領域で分離した相補型MOS半導
体装置からなり、前記第一導電型のウエル領域の下部の
前記第二導電型のエピタキシャル層の厚みを他の部分よ
りも厚くしたことを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, a semiconductor substrate of a first conductivity type and a surface of a second conductivity type epitaxial layer provided on one surface of the semiconductor substrate are provided. Forming a drain region of the first conductivity type and a source region, forming a drain region of the second conductivity type and a source region in a well region of the first conductivity type provided on the surface of the semiconductor substrate, and forming each drain region; A gate electrode is provided on the surface of the source region via an insulating film to form a p-channel MOS and an n-channel MOS, respectively.
A channel MOS, comprising a complementary MOS semiconductor device in which the circuit regions of both MOSs are electrically separated by an isolation region of the first conductivity type, wherein the second conductivity type lower portion of the well region of the first conductivity type is formed. It is characterized in that the thickness of the epitaxial layer is thicker than other portions.

【0011】請求項2の発明は、請求項1記載の高圧半
導体装置を製造する方法において、前記第一導電型のウ
エル領域が形成されるべき位置に、エッチングによって
前記第一導電型の半導体基板を掘り込み、その後に前記
第二導電型のエピタキシャル層を形成した後に前記相補
型CMOS半導体装置を形成することを特徴とする。よ
って本発明では、ハイサイドドライバ回路等を構成る高
耐圧半導体装置において、p型のウエル領域の下部のn
型エピタキシャル層の厚みを他の部分よりも厚くした構
成とすることにより、寄生pnpトランジスタのベース
幅が大きくなるので、トランジスタの電流増幅率が下が
りより寄生pnpトランジスタがオンしにくくなり、そ
のためラッチアップが起こりにくくなる。
According to a second aspect of the present invention, in the method of manufacturing a high-voltage semiconductor device according to the first aspect, the first conductivity type semiconductor substrate is etched by etching at a position where the first conductivity type well region is to be formed. And then forming the second conductivity type epitaxial layer and then forming the complementary CMOS semiconductor device. Therefore, according to the present invention, in the high breakdown voltage semiconductor device constituting the high side driver circuit and the like, the n under the p-type well region is reduced.
By making the thickness of the type epitaxial layer thicker than the other portions, the base width of the parasitic pnp transistor is increased, and the current amplification factor of the transistor is reduced, so that the parasitic pnp transistor is less likely to be turned on. Is less likely to occur.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施形態により説
明する。図1は本発明の一実施形態の高耐圧半導体装置
の構造断面図を示す。図において、p型の半導体基板1
0の一表面にn型のエピタキシャル層6を形成し、ハイ
サイド部30とローサイド部40を電気的に分離するた
めにp型の分離領域9を設けてある。ハイサイド部30
では前記エピタキシャル層6表面に、p型のドレイン領
域11、ソース領域14により構成されるpチャネルM
OSと、p型のウエル領域7の中にn型のドレイン領域
13、ソース領域16により構成されるnチャネルMO
Sと、それぞれにはその表面に絶縁膜を介してゲート電
極8が設けてある。また、pチャネルMOSのソース領
域12はn+のエピタキシャルコンタクト領域14でn
型のエピタキシャル層6と接続されている。同様にnチ
ャネルMOSのソース領域14はp型ウエル領域7とp
+のウエルコンタクト領域15を介して接続されてい
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to embodiments. FIG. 1 is a structural sectional view of a high breakdown voltage semiconductor device according to one embodiment of the present invention. In the figure, a p-type semiconductor substrate 1
An n-type epitaxial layer 6 is formed on one surface of P. 0, and a p-type isolation region 9 is provided for electrically separating the high side portion 30 and the low side portion 40. High side part 30
Then, a p-channel M formed by a p-type drain region 11 and a source region 14 is provided on the surface of the epitaxial layer 6.
An n-channel MO including an OS and an n-type drain region 13 and a source region 16 in a p-type well region 7;
S, and a gate electrode 8 is provided on each of the S through an insulating film. The source region 12 of the p-channel MOS is n + in the n + epitaxial contact region 14.
It is connected to the epitaxial layer 6 of the mold type. Similarly, the source region 14 of the n-channel MOS includes the p-type well region 7 and the p-type well region 7.
It is connected via a + well contact region 15.

【0013】基本的な構成は図4の従来例構造と同じで
あるが、本実施形態では、前記p型のウエル領域7の下
部のn型エピタキシャル層6の部位6aの厚みを他の部
分よりも厚くした構成となっており、この部位6aで構
成される寄生トランジスタ(図4のTr3 に相当)のベ
ース幅を従来に比べて広くしてある。尚その他の構成要
素については図4の構成要素と同じものには同じ番号、
記号を付し説明は省略する。
Although the basic structure is the same as that of the conventional example shown in FIG. 4, in this embodiment, the thickness of the portion 6a of the n-type epitaxial layer 6 below the p-type well region 7 is made larger than that of other portions. The base width of the parasitic transistor (corresponding to Tr 3 in FIG. 4) formed by the portion 6a is wider than that of the conventional transistor. The other components are the same as those in FIG.
A symbol is attached and the description is omitted.

【0014】次に、図1の高耐圧半導体装置の製造方法
を図2を用いて説明する。まず図2(a)に示すp型半
導体基板10に、最終的にp型ウエル領域7が形成され
る場所を除いて適当な材料のマスク20を施し、例えば
KOH(水酸化カリウム溶液)等のシリコン異方性エッ
チング溶液を用いてp型ウエル領域となる7部分を図2
(b)に示すように適当な深さにエッチングにより掘り
込む。掘り込む深さは、最終的に素子内に出来る寄生p
npトランジスタのベース幅が十分に広く、電流増幅率
が十分に低くなるように選べばよい。また、エッチング
の方法も上記の方法に限らない。
Next, a method of manufacturing the high breakdown voltage semiconductor device of FIG. 1 will be described with reference to FIG. First, a mask 20 of an appropriate material is applied to the p-type semiconductor substrate 10 shown in FIG. 2A except for a place where the p-type well region 7 is to be finally formed, for example, KOH (potassium hydroxide solution) or the like. FIG. 2 shows the seven portions that become p-type well regions using a silicon anisotropic etching solution.
As shown in FIG. 3B, a proper depth is dug by etching. The digging depth is the parasitic p that is finally formed in the device.
The selection may be made so that the base width of the np transistor is sufficiently wide and the current amplification factor is sufficiently low. Further, the etching method is not limited to the above method.

【0015】次に、図2(c)に示すようにn型層をエ
ピタキシャル成長法によって堆積して、n−層のエピタ
キシャル層6を形成する。このとき、p型半導体基板1
0をエッチングによって堀り込んだ部分には段差ができ
るが、エピタキシャル層6を厚めに積んだ後で表面を所
望の厚みまで研磨してやればよい。エピタキシャル層6
の厚みと不純物濃度は、ハイサイド部30の分離耐圧が
得られるように選べばよい。
Next, as shown in FIG. 2C, an n-type layer is deposited by an epitaxial growth method to form an n-type epitaxial layer 6. At this time, the p-type semiconductor substrate 1
Although a step is formed in a portion where 0 is dug by etching, the surface may be polished to a desired thickness after the epitaxial layer 6 is stacked thicker. Epitaxial layer 6
Thickness and impurity concentration may be selected so that the separation withstand voltage of the high side portion 30 can be obtained.

【0016】次に、図2(d)に示すようにハイサイド
部30とローサイド部40を分離する分離領域9を、p
型不純物を拡散して形成する。そして、先程エッチング
によってp型半導体基板10を掘り込んだ部分の上部に
p型ウエル領域7を図2(e)に示すように形成する。
その後は、回路に必要なCMOSトランジスタを通常の
プロセスを用いて各島に形成して行けばよい。
Next, as shown in FIG. 2D, the separation region 9 for separating the high side portion 30 and the low side portion 40 is formed by p
It is formed by diffusing a mold impurity. Then, a p-type well region 7 is formed above the portion where the p-type semiconductor substrate 10 is dug by etching as shown in FIG.
Thereafter, CMOS transistors required for the circuit may be formed on each island using a normal process.

【0017】[0017]

【発明の効果】請求項1の発明は、第一導電型の半導体
基板と、該半導体基板の一表面に設けた第二導電型のエ
ピタキシャル層表面に第一導電型のドレイン領域、ソー
ス領域を形成し、半導体基板の表面に設けた第一導電型
のウエル領域の中に第二導電型のドレイン領域、ソース
領域を形成し、夫々のドレイン領域、ソース領域の表面
に絶縁膜を介してゲート電極を設けて夫々pチャンネル
MOS、nチャンネルMOSを構成し、両MOSの回路
領域を電気的に第一導電型の分離領域で分離した相補型
MOS半導体装置からなり、前記第一導電型のウエル領
域の下部の前記第二導電型のエピタキシャル層の厚みを
他の部分よりも厚くしたので、通常のCMOS部が寄生
トランジスタによるラッチアップを起こしたときでも、
ハイサイド−ローサイド間に存在する寄生トランジスタ
がオンすることなく、高電圧が印加されている部分での
ラッチアップが起きるのとを防止することができ、その
結果、ハイサイドドライバ回路を構成する高耐圧集積回
路において、素子の破壊に直結する故障を未然に防止す
ることができることが可能となり、よって素子の信頼性
が高くなり、品質が著しく向上するという効果がある。
According to the first aspect of the present invention, a first conductivity type semiconductor substrate and a first conductivity type drain region and a source region are formed on the surface of the second conductivity type epitaxial layer provided on one surface of the semiconductor substrate. A drain region and a source region of the second conductivity type are formed in a well region of the first conductivity type provided on the surface of the semiconductor substrate, and a gate is formed on the surface of each drain region and source region via an insulating film. A complementary MOS semiconductor device in which electrodes are provided to form a p-channel MOS and an n-channel MOS, respectively, and the circuit regions of both MOSs are electrically separated by a first conductive type separation region; Since the thickness of the second conductivity type epitaxial layer below the region is made thicker than the other portions, even when a normal CMOS portion causes latch-up due to a parasitic transistor,
Without turning on a parasitic transistor existing between the high side and the low side, it is possible to prevent latch-up from occurring in a portion to which a high voltage is applied. In a pressure-resistant integrated circuit, it is possible to prevent a failure directly leading to the destruction of the element, and therefore, the reliability of the element is increased and the quality is significantly improved.

【0018】請求項2の発明は、請求項1記載の高圧半
導体装置を製造する方法において、前記第一導電型のウ
エル領域が形成されるべき位置に、エッチングによって
前記第一導電型の半導体基板を掘り込み、その後に前記
第二導電型のエピタキシャル層を形成した後に前記相補
型CMOS半導体装置を形成するので、簡単に所望の高
耐圧半導体装置を実現することができるという効果があ
る。
According to a second aspect of the present invention, in the method for manufacturing a high-voltage semiconductor device according to the first aspect, the first conductivity type semiconductor substrate is etched by etching at a position where the first conductivity type well region is to be formed. Since the complementary CMOS semiconductor device is formed after forming the second conductivity type epitaxial layer after that, the desired high breakdown voltage semiconductor device can be easily realized.

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

【図1】本発明のハイサイドドライバ回路を構成する一
実施形態の断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of one embodiment of a high-side driver circuit according to the present invention.

【図2】同上の製造方法の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a manufacturing method according to the embodiment.

【図3】ハイサイドスイッチの回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a high-side switch.

【図4】従来のハイサイドスイッチ回路を構成する半導
体装置の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a semiconductor device constituting a conventional high-side switch circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6 n型エピタキシャル層 7 p型ウエル領域 8 ゲート領域 9 p型分離領域 10 P型半導体基板 11 ドレイン領域 12 ソース領域 13 ソース領域 14 エピタキシャルコンタクト領域 16 ドレイン領域 15 ウエルコンタクト領域 30 ハイサイド部 40 ローサイド部 Reference Signs List 6 n-type epitaxial layer 7 p-type well region 8 gate region 9 p-type isolation region 10 p-type semiconductor substrate 11 drain region 12 source region 13 source region 14 epitaxial contact region 16 drain region 15 well contact region 30 high side portion 40 low side portion

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成10年11月9日[Submission date] November 9, 1998

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0003[Correction target item name] 0003

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0003】一般的にCMOS素子では、素子構造上寄
生的に存在するpnpnサイリスタ構造により、ラッチ
アップという現象が起こる場合がある。ラッチアップが
起きるとCMOS素子に印加されているバイアス電源電
圧(通常5V程度、ハイサイドドライバ回路3では15
V程度)と接地電位間に過大電流が流れることになる。
通常、このラッチアップが起こりにくくなるように素子
の構造を工夫して、寄生トランジスタのベース抵抗を下
げることや、増幅率を下げるようにしている。また、万
一ラッチアップが起きた場合でも、電源電圧が低いので
ある程度の電流までは素子の破壊に至ることはない。
Generally , in a CMOS device, a phenomenon called latch-up may occur due to a pnpn thyristor structure which is parasitically present in the device structure. When the latch-up occurs, the bias power supply voltage applied to the CMOS element (normally about 5 V, 15
V) and the ground potential.
Usually, the structure of the element is devised so that the latch-up hardly occurs, so that the base resistance of the parasitic transistor is reduced and the amplification factor is reduced. Even if latch-up occurs, the power supply voltage is low, so that a certain amount of current does not lead to element destruction.

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0011[Correction target item name] 0011

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0011】請求項2の発明は、請求項1記載の高圧半
導体装置を製造する方法において、前記第一導電型のウ
エル領域が形成されるべき位置に、エッチングによって
前記第一導電型の半導体基板を掘り込み、その後に前記
第二導電型のエピタキシャル層を形成した後に前記相補
型CMOS半導体装置を形成することを特徴とする。よ
って本発明では、ハイサイドドライバ回路等を構成
高耐圧半導体装置において、p型のウエル領域の下部の
n型エピタキシャル層の厚みを他の部分よりも厚くした
構成とすることにより、寄生pnpトランジスタのベー
ス幅が大きくなるので、トランジスタの電流増幅率が下
がりより寄生pnpトランジスタがオンしにくくなり、
そのためラッチアップが起こりにくくなる。
According to a second aspect of the present invention, in the method of manufacturing a high-voltage semiconductor device according to the first aspect, the first conductivity type semiconductor substrate is etched by etching at a position where the first conductivity type well region is to be formed. And then forming the second conductivity type epitaxial layer and then forming the complementary CMOS semiconductor device. Therefore, in the present invention, in the high breakdown voltage semiconductor device that make up the high-side driver circuit or the like to a structure in which the thickness of the lower portion of the n-type epitaxial layer of the p-type well region thicker than the other portions, the parasitic pnp Since the base width of the transistor is increased, the current amplification factor of the transistor is reduced, and the parasitic pnp transistor is less likely to be turned on.
Therefore, latch-up hardly occurs.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第一導電型の半導体基板と、該半導体基板
の一表面に設けた第二導電型のエピタキシャル層表面に
第一導電型のドレイン領域、ソース領域を形成し、半導
体基板の表面に設けた第一導電型のウエル領域の中に第
二導電型のドレイン領域、ソース領域を形成し、夫々の
ドレイン領域、ソース領域の表面に絶縁膜を介してゲー
ト電極を設けて夫々pチャンネルMOS、nチャンネル
MOSを構成し、両MOSの回路領域を電気的に第一導
電型の分離領域で分離した相補型MOS半導体装置から
なり、前記第一導電型のウエル領域の下部の前記第二導
電型のエピタキシャル層の厚みを他の部分よりも厚くし
たことを特徴とする高耐圧半導体装置。
A semiconductor substrate of a first conductivity type, and a drain region and a source region of a first conductivity type are formed on the surface of an epitaxial layer of a second conductivity type provided on one surface of the semiconductor substrate. A drain region and a source region of the second conductivity type are formed in the well region of the first conductivity type provided in the semiconductor device, and a gate electrode is provided on the surface of each of the drain region and the source region via an insulating film to form a p-channel. A complementary MOS semiconductor device comprising a MOS and an n-channel MOS, wherein the circuit regions of both MOSs are electrically separated by an isolation region of a first conductivity type; A high breakdown voltage semiconductor device, characterized in that the thickness of a conductive type epitaxial layer is made thicker than other portions.
【請求項2】請求項1記載の高耐圧半導体装置を製造す
る方法において、前記第一導電型のウエル領域が形成さ
れるべき位置に、エッチングによって前記第一導電型の
半導体基板を掘り込み、その後に前記第二導電型のエピ
タキシャル層を形成した後に前記相補型CMOS半導体
装置を形成することを特徴とする高耐圧半導体装置の製
造方法。
2. A method for manufacturing a high breakdown voltage semiconductor device according to claim 1, wherein said first conductivity type semiconductor substrate is dug by etching at a position where said first conductivity type well region is to be formed. Thereafter, the complementary CMOS semiconductor device is formed after forming the second conductivity type epitaxial layer.
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