JPS61207052A - 高耐圧cmos半導体装置 - Google Patents

高耐圧cmos半導体装置

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JPS61207052A
JPS61207052A JP60048553A JP4855385A JPS61207052A JP S61207052 A JPS61207052 A JP S61207052A JP 60048553 A JP60048553 A JP 60048553A JP 4855385 A JP4855385 A JP 4855385A JP S61207052 A JPS61207052 A JP S61207052A
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JP
Japan
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channel stopper
semiconductor substrate
guard
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Pending
Application number
JP60048553A
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English (en)
Inventor
Yasusuke Imai
今井 靖祐
Hiroyuki Oyabu
大薮 宏之
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Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/08Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
    • H01L27/085Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only
    • H01L27/088Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate
    • H01L27/092Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate complementary MIS field-effect transistors

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は同一チップ内に集積化した高耐圧CMOS半導
体装置、特にラッチアップを有効に防止できる少面積の
高耐圧CMOS半導体装置に関する。
(ロ) 従来の技術 CMOS半導体装置は本質的にPNPNm造によるラッ
チアップを発生するので、ラッチアップを抑制したレイ
アウトが要求されている。
従来のCMOS半導体装置(例えば特開昭59−406
7号公報参照)を第3図を参照して説明する。CυはN
型半導体基板であり、(2)はP型のウェル領域であり
、半導体基板(211およびウェル領域t4のフィール
ド領域にはLOCO8法により形成された埋め込み型フ
ィールド酸化膜(ハ)が形成されている。半導体基板1
21)の表面にはP 型のソースおよびドレイン領域c
!4)(ハ)およびゲート酸化膜(2);上のポリシリ
コンゲート電極端より成るPチャンネルMO8トランジ
スタ(ハ)が形成され、ウェル領域圏表面にはN 型の
ソースおよびドレイン領域−−およびゲート酸化膜0υ
上のポリシリコンゲート電極04より成るNチャンネル
MO8トランジスタqが形成されている。半導体基板す
Ilのフィールド領域のフィールド酸化膜(ハ)下には
N型のチャンネルストッパ領域(341が設けられ、ウ
ェル領域■のフィールド領域のフィールド酸化膜田下に
はP型のチャンネルストッパ領域C151が設けられて
いる。斯るCMOS半導体装置ではチャンネルストッパ
領域c!AI C351を高不純物濃度に形成すると、
チャンネルストッパ領域(ロ)C351と各MOSトラ
ンジスタ(ハ)(ハ)のソースおよびドレイン領域04
11251 @釦とが@接するために高濃度接合が形成
され、この接合耐圧が低いので高耐圧CMOS半導体装
置を得られなかった。そこで接合耐圧を上昇させるには
チャンネルストッパ領域(34)(ハ)の不純物濃度を
下げる必要があり、チャンネルストッパ領域(ホ))(
ト)を低不純物濃度に形成するとフィールド酸化膜(ハ
)下での反転が発生して寄生MO8を生じ、ラッチアッ
プも発生し易くなる欠点があった。
斯上の欠点を改善するために第4図に示すCMOS半導
体装置を考えた。第4図に於いて、QυはN型半導体基
板であり、(ハ)はP型のウェル領域であり、半導体基
板21)およびウェル領域(2)のフィールド領域には
LOCO8法により形成された埋め込み型フィールド酸
化膜(2)脅が形成されている。PチャンネルMOSト
ランジスタ外はP 型のソースおよびドレイン領域Q砕
辻ゲート酸化膜(26)上のポリシリコンゲート電極い
とで形成され、Nチャ+ ンネルMOSトランジスタ(ハ)はN 型のソースおよ
びドレイン領域@(至)とゲート酸化膜Gυ上のポリシ
リコンゲート電極翰とで形成されている。第4図のCM
OS半導体装置では半導体基板121)およびウェル領
域器のフィールド領域にN 型のガード領域(支))と
P 型のガード領域(371を各MO8)ランシスタの
ソースおよびドレイン領域の形成時に同時に形成する。
第5図にその上面図を示す。N型半導体基板(21)表
面にはPチャンネルMO8)ランシスタ(2)が形成さ
れ、P型のウェル領域(ハ)表面にはNチャンネルMO
S)ランシスタ(ト)が形成されている。ガード領域(
ト)G力はPチャンネルMO8)ランシスタ(ハ)及び
Nチャンネ/I/MO8)ランシスターの周囲を囲み、
半導体基板r21)を電源電圧■DDに固定し、ウェル
領域@を接地電位v、、に固定してラッチアップを防止
している。またガード領域伽)0ηは高不純物濃度に設
定できるので反転チャンネルも遮断している。
(ハ)発明が解決しようとする問題点 しかしながら斯るCMOS半導体装置ではガード領域間
Gηを形成するためにフィールド領域を大きく設計する
必要があり、CMOS半導体装置の小型化の障害となっ
ていた。またCMOS半導体装置によるインバータ回路
では両MO8)ランシスタ@□□□のゲート電極(2′
1JC3aをポリシリコンを延在して接続しているので
、ガード領域(361C37)を形成する際にこの接続
用のポリシリコンの下には拡散できず、両MO8)ラン
シスタ(281(至)をガード領域(36)07)で完
全に囲むことができなかった。このためにポリシリコン
下では寄生MO8が形成される欠点があった。
に)問題点を解決するための手段 本発明は斯る欠点に鑑みてなされ、フィールド酸化膜(
3)下全面に低不純物濃度のチャンネルストッパ領域(
141(15+を設け、このチャンネルストッパ領域Q
41(15)内にMOS)ランシスタ(81(13)と
離間して高不純物濃度のガード領域(161Qηを設け
ることにより、小型でラッチアップ耐量の大きい高耐圧
CMOS半導体装置を提供するものである。
(ホ)作用 本発明に依れば、高不純物濃度のガード領域αυαDを
フィールド酸化膜(3)下にMOS)ランシスタ(81
031と離間して設けているので、半導体基板(1)お
よびウェル領域(2)の電位を固定できラッチアップ耐
量を大きくでき、また高濃度接合を形成しないので高耐
圧化を図れる。
(へ)実施例 本発明の高耐圧CMOS半導体装置の一実施例を第1図
および第2図を参照して詳述する。
本実施例に於いて、(1)はN型シリコン半導体基板で
あり、(2)はPiのウェル領域である。半導体基板(
1)およびウェル領域(2)のフィールド領域にはLO
CO8法で形成された埋め込み型フィールド酸化膜(3
)が形成されている。半導体基板(1)表面にはP型の
ソースおよびドレイン領域(41(51およびゲート酸
化膜(6)上のポリシリコンゲート電極(7)より成る
PチャンネルMO8トランジスタ(8)が形成され、ウ
ェル領域(2)表面にはN 型のソースおよびドレイン
領域(9)α〔およびゲート酸化膜住υ上のポリシリコ
ンゲート電極αδより成るNチャンネルMOSトランジ
スタ0が形成されている。
本発明の特徴はフィールド酸化膜(3)下の構造にある
。フィールド酸化膜(3)下には低不純物濃度のチャン
ネルストッパ領域α4)α9と高不純物濃度のガード領
域Q6)a′Dを設けている。即ち、半導体基板(1〕
のフィールド酸化膜(3)下金面にはN型のチャンネル
ストッパ領域α4を設け、PチャンネルMO8トランジ
スタ(8)のP 型ソースおよびドレイン領域(41(
5)とは離間してチャンネルストッパ領域α荀内にN+
型のガード領域αeが形成され、ウェル領域(2)のフ
ィールド酸化膜(3)下金面にはP型のチャンネルスト
ッパ領域α9を設け、NチャンネルMO8トランジスタ
C131のN 減ソースおよびドレイン領域(9)aα
とは離間してチャンネルストッパ領域aω内に+ P 型のガード領域α7)が形成されている。
チャンネルストッパ領域α4)0■は両MOSトランジ
スタ(81(131のソースおよびドレイン領域(41
(5バ1→)α0)を10!0個/am’ の不純物濃
度に設定すると、20v以上の接合耐圧を得るために1
0′?個/則3以下の不純物濃度に形成される。本発明
の特徴はガード領域α6i0を101a個/ Cm’ 
以上と高不純物濃度に形成することにある。ガード領域
Q61(lηは高不純物濃度に形成する方が半導体基板
+11およびウェル領域(2)の寄生抵抗を大巾に低減
でき、ラッチアップ耐量を増大できる。一方ガード領域
(lb+a力はチャンネルストッパ領域(14)(15
)と3に!しているが、各MO8トランジスタ(81α
見のソースおよびドレイン領域(4)(5)(91QO
Iと約4μm程度離間させているので高濃度接合は形成
されず接合耐圧の低下は防止できる。
次に第2図を参照すると、半導体基板(11表面にはP
チャンネルMO8トランジスタ(8)が形成され、ウェ
ル領域(2)表面にはNチャンネルMOSトランジスタ
Q31が形成される。両MO8トランジスタ(8)(1
,11のゲート電極(7)(12)は延在されてポリシ
リコン層α稀で接続されている。半導体基板(1)には
PチャンネルMO8トランジスタ(8)を囲む様にN 
型のガード領域αeがフィールド酸化膜(3)下をポリ
シリコン層α&と交叉して延在され、ウェル領域(2)
KはNチャンネルMO8トランジスタロ譜を囲む様にP
+型のガード領域αDが同様にフィールド酸化膜(3)
下をポリシリコン層と交叉して延在されている。両MO
8トランジスタ(8)(13のドレイン領域(5)(1
Gは点線で示す如くX印の点でオーミックコンタクトと
したアルミニウム電極(11で接続され、Pチャンネル
MO8トランジスタ(8)のソース領域(4)はN 型
ガード領域αeとともにアルミニウム電極部で電源電圧
VD、に接続され、NチャンネルMO8トランジスタα
四のソース領域(97はPWガード領域(I7)ととも
にアルミニウム電極部で接地電位Vllに接続されイン
バータ回路を形成している。
(ト)発明の効果 本発明に依ればガード領域翰(17)をフィールド酸化
膜(3)下にチャンネルストッパ領域(14)(J51
と重畳して設けるので、極めて小型のCMOS半導体装
置を実現できる利点を有する。
マタカ−)’領域QtiIQ7nt、 M OS ト5
 y シ、x、 I (8)03のソースおよびドレイ
ン領域(41(5)(9)ααと離間して設けるので接
合耐圧に関係なく高不純物濃度に設定でき、半導体基板
(11およびウェル領域(2)の電位を良好に固定して
ラッチアップ耐量を増加できる利点を有する。
更にガード領域α6)Qηはフィールド酸化膜(3)形
成前に作るのでポリシリコン層α榎との交叉が可能とな
り、両MO8トランジスタ(8)a階を完全に囲むこと
ができる利点を有し、この結果高電圧によりフィールド
酸化膜(3)下のチャンネルストッパ領域l051が反
転してもガード領域(161c17)で寄生チャンネル
を遮断できる。
更にまたチャンネルストッパ領域Q4)(151は低不
純物濃度に設定できるので、両MO8トランジスタ(8
1(131のソースおよびドレイン領域(41(51(
9)αC間で高濃度接合が形成されず、高耐圧CMOS
半導体装置を容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明の高耐圧CMOS半導体装
置を説明する断面図および上面図であり、第3図乃至第
5図は従来のCMOS半導体装置を説明する断面図およ
び上面囚である。 主な図番の説明 (11は半導体基板、(2)はウェル領域、(3)はフ
ィールド酸化膜、(8)はPチャンネルMO8トランジ
スタ、(13はNチャンネルMOSトランジスタ、(1
4J(151はチャンネルストッパ領域、(161(1
7)はガード領域である。 出願人 三洋電機株式会社 外1名 代理人 弁理士  佐 野 靜 失 策1図 第2図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一導電型の半導体基板と逆導電型のウェル領域と
    前記半導体基板表面に形成した一導電チャンネルのMO
    Sトランジスタと前記ウェル領域に形成した逆導電チャ
    ンネルのMOSトランジスタと前記半導体基板およびウ
    ェル領域のフィールド領域を被覆する埋め込みフィール
    ド酸化膜とを具備するCMOS半導体装置に於いて、前
    記半導体基板およびウェル領域のフィールド領域全面に
    設けた低不純物濃度のチャンネルストッパ領域と該チャ
    ンネルストッパ領域内で夫々のMOSトランジスタと離
    間して設けた高不純物濃度のガード領域とを有すること
    を特徴とする高耐圧CMOS半導体装置。
JP60048553A 1985-03-12 1985-03-12 高耐圧cmos半導体装置 Pending JPS61207052A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0316256A (ja) * 1989-06-14 1991-01-24 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
FR2667726A1 (fr) * 1990-10-05 1992-04-10 Samsung Electronics Co Ltd Dispositif a semi-conducteur ayant une couche d'arret de canal dopee double et procede de fabrication.
JPH09107038A (ja) * 1995-08-25 1997-04-22 Hyundai Electron Ind Co Ltd Cmosトランジスターの製造方法
KR100265356B1 (ko) * 1997-09-30 2000-10-02 김영환 상보형모스트랜지스터
US6570237B2 (en) * 2001-04-23 2003-05-27 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device with a protective diode having a high breakdown voltage

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JPH0316256A (ja) * 1989-06-14 1991-01-24 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
FR2667726A1 (fr) * 1990-10-05 1992-04-10 Samsung Electronics Co Ltd Dispositif a semi-conducteur ayant une couche d'arret de canal dopee double et procede de fabrication.
JPH09107038A (ja) * 1995-08-25 1997-04-22 Hyundai Electron Ind Co Ltd Cmosトランジスターの製造方法
KR100265356B1 (ko) * 1997-09-30 2000-10-02 김영환 상보형모스트랜지스터
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