KR20010091429A - Electro Static Discharge Protection Circuit and Method For Fabricating the Same - Google Patents

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KR20010091429A KR1020000013120A KR20000013120A KR20010091429A KR 20010091429 A KR20010091429 A KR 20010091429A KR 1020000013120 A KR1020000013120 A KR 1020000013120A KR 20000013120 A KR20000013120 A KR 20000013120A KR 20010091429 A KR20010091429 A KR 20010091429A
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Abstract

본 발명은 에프피디(FPD : Field Plate Diode)의 트리거링(triggering) 전압을 낮출 수 있는 이에스디(ESD : Electro Static Discharge) 보호회로 및 그의 제조방법에 관한 것으로써 제 1 도전형 반도체 기판과, 상기 제 1 도전형 반도체 기판 내부의 일영역에 형성된 제 2 도전형 딥 웰과, 상기 제 2 도전형 딥 웰 상의 상기 제 1 도전형 반도체 기판에 형성된 제 1 도전형 웰과 상기 제 1 도전형 웰 이외의 영역의 상기 제 1 도전형 반도체 기판에 형성된 제 2 도전형 웰과, 상기 제 1 도전형 웰의 소정 영역에 일정한 깊이로 형성된 고농도 제 1 도전형 제 1 불순물 확산 영역과, 상기 제 1 도전형 웰의 일영역 상에 형성된 게이트 전극과 상기 게이트 전극의 일측의 상기 제 1 도전형 웰에 형성된 고농도 제 2 도전형 제 2 불순물 확산 영역과 상기 게이트 전극의 타측의 상기 제 1 도전형 웰과 상기 제 2 도전형 웰의 계면의 표면에 형성된 고농도 제 2 도전형 제 3 불순물 확산 영역으로 구성되는 트랜지스터와, 상기 고농도 제 2 도전형 제 3 불순물 확산 영역과 인접하여 상기 제 2 도전형 웰 내에 형성된 고농도 제 1 도전형 제 4 불순물 확산 영역과, 상기 제 1 도전형 제 4 불순물 확산 영역에 접하여 상기 제 2 도전형 웰 내에 형성된 고농도 제 2 도전형 제 5 불순물 확산 영역을 포함하여 구성된다.The present invention relates to an electrostatic discharge (ESD) protection circuit capable of lowering a triggering voltage of a field plate diode (FPD) and a method of manufacturing the same. In addition to the second conductivity type deep well formed in one region of the first conductivity type semiconductor substrate, the first conductivity type well and the first conductivity type well formed in the first conductivity type semiconductor substrate on the second conductivity type deep well. A second conductivity type well formed in the first conductivity type semiconductor substrate in a region of the first conductivity type, a high concentration first conductivity type first impurity diffusion region formed at a predetermined depth in a predetermined region of the first conductivity type well, and the first conductivity type A high concentration second conductivity type second impurity diffusion region formed in a gate electrode formed on one region of the well and the first conductivity type well on one side of the gate electrode and the first conductivity type on the other side of the gate electrode A transistor comprising a high concentration second conductivity type third impurity diffusion region formed on a surface of an interface between the well and the second conductivity type well, and the second conductivity type well adjacent to the high concentration second conductivity type third impurity diffusion region And a high concentration first conductivity type fourth impurity diffusion region formed therein and a high concentration second conductivity type fifth impurity diffusion region formed in the second conductivity type well in contact with the first conductivity type fourth impurity diffusion region.

Description

이에스디(ESD) 보호회로 및 그의 제조방법{Electro Static Discharge Protection Circuit and Method For Fabricating the Same}H01LElectrostatic Discharge Protection Circuit and Method For Fabricating the Same H01L

본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로 특히, 에프피디(FPD : Field Plate Diode)의 트리거링(triggering) 전압을 낮출 수 있는 이에스디(ESD : Electro Static Discharge) 보호회로 및 그의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to an ESD protection circuit capable of lowering a triggering voltage of a field plate diode (FPD) and a method of manufacturing the same.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술의 ESD 보호회로를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an ESD protection circuit of the related art will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래의 ESD 보호회로의 구조 단면도이다.1 is a structural cross-sectional view of a conventional ESD protection circuit.

도 1에 도시된 바와 같이, p형 반도체 기판(101) 내의 일영역에 소정 깊이로 n웰(102)이 형성되고 상기 n웰(102) 형성 영역을 제외한 p형 반도체 기판(101)에 소정 깊이로 p웰(103)이 형성된다.As shown in FIG. 1, an n well 102 is formed in a region within the p-type semiconductor substrate 101 at a predetermined depth, and a predetermined depth is formed in the p-type semiconductor substrate 101 except for the region in which the n well 102 is formed. The p well 103 is formed.

그리고, 상기 p웰(103) 내의 일영역에 고농도 p형 제 1 불순물 확산 영역(104)이 형성된다.A high concentration p-type impurity diffusion region 104 is formed in one region of the p well 103.

그리고, 상기 고농도 p형 제 1 불순물 확산 영역(104)과 일정 간격 떨어진 상기 p웰(103) 상에 게이트 전극(110)이 형성되고 상기 게이트 전극(110) 일측 p웰(103)에 고농도 n형 제 2 불순물 확산 영역(105)이 형성되고 상기 게이트 전극(110)의 타측 p웰(103)과 n웰(102)의 계면의 표면내에 고농도 n형 제 3 불순물 확산 영역(106)이 형성된다.In addition, a gate electrode 110 is formed on the p well 103 spaced apart from the high concentration p-type first impurity diffusion region 104, and a high concentration n-type is formed on one side of the gate electrode 110. A second impurity diffusion region 105 is formed, and a high concentration n-type third impurity diffusion region 106 is formed in the surface of the interface between the other p well 103 and the n well 102 of the gate electrode 110.

여기에서 상기 고농도 n형 제 2 불순물 확산 영역(105)과 상기 고농도 n형제 3 불순물 확산 영역(106)을 소오스/드레인으로 하고 상기 게이트 전극(110)으로 구성되는 액티브 트랜지스터인 에프피디(FPD : Field Plate Diode)가 형성된다.Here, the high concentration n-type second impurity diffusion region 105 and the high concentration n-type third impurity diffusion region 106 are source / drain, and are active transistors composed of the gate electrode 110. Plate Diode) is formed.

그리고 상기 고농도 n형 제 3 불순물 확산 영역(106)과 접하는 n웰(102)의 소정 영역에 고농도 p형 제 4 불순물 확산 영역(107)이 형성되고, 상기 고농도 p형 제 4 불순물 확산 영역(107)과 접하는 n웰(102)의 소정영역에 고농도 n형 제 5 불순물 확산 영역(108)이 형성된다.A high concentration p-type fourth impurity diffusion region 107 is formed in a predetermined region of the n well 102 in contact with the high concentration n-type third impurity diffusion region 106, and the high concentration p-type fourth impurity diffusion region 107 is formed. ), A high concentration n-type fifth impurity diffusion region 108 is formed in a predetermined region of the n well 102 in contact with the N well 102.

또한, 상기 고농도 p형 제 1 불순물 확산 영역(104)과 상기 고농도 n형 제 2 불순물 확산 영역(105)과 상기 게이트 전극(110)은 접지 전압(GND)또는 Vss와 연결되고 상기 고농도 제 4 불순물 확산 영역(107)과 상기 고농도 제 5 불순물 확산 영역(108)은 패드(109)에 연결된다.In addition, the high concentration p-type first impurity diffusion region 104, the high concentration n-type second impurity diffusion region 105, and the gate electrode 110 are connected to a ground voltage GND or Vss and the high concentration fourth impurity. The diffusion region 107 and the high concentration fifth impurity diffusion region 108 are connected to the pad 109.

한편 도면에는 도시하지 않았지만 상기 패드(109)는 내부 회로와 연결된다.Although not shown in the figure, the pad 109 is connected to an internal circuit.

상기와 같이 구성되는 종래의 ESD 보호회로는 패드(109)에 정전기가 인가되면 상기 고농도 p형 제 4 불순물 확산 영역(107)의 전위가 상승하게 되어 상기 고농도 n형 제 3 불순물 확산 영역(106)으로 캐리어가 이동하게 된다.In the conventional ESD protection circuit configured as described above, when static electricity is applied to the pad 109, the potential of the high concentration p-type fourth impurity diffusion region 107 is increased to thereby increase the concentration n-type third impurity diffusion region 106. The carrier moves.

그리고, 상기 고농도 n형 제 3 불순물 확산 영역(106)과 상기 p웰(103)의 계면에서 전자는 전위가 높은 고농도 n형 제 3 불순물 확산 영역(106)으로 이동하고, 정공은 p웰(103)로 이동하여 p웰(103)에 높은 전위의 전압(snapback voltage)이 걸리게 되고 상기 FPD는 기생적인 npn 트랜지스터로 동작하게 된다.At the interface between the high concentration n-type third impurity diffusion region 106 and the p well 103, electrons move to the high concentration n-type third impurity diffusion region 106 having a high potential, and the holes are p-well 103. ), A high potential voltage (snapback voltage) is applied to the p well 103 and the FPD operates as a parasitic npn transistor.

따라서, 정전기로 인해 인가된 캐리어들은 도 1의 경로 ①을 통하여 접지단(GND)으로 빠져나가게 된다.Accordingly, carriers applied due to static electricity are discharged to the ground terminal GND through the path ① of FIG. 1.

그러나 상기와 같은 종래의 ESD 보호회로는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the conventional ESD protection circuit as described above has the following problems.

첫째, 고집적화 되면서 게이트의 옥사이드 두께가 얇아지기 때문에 옥사이드 항복 전압(Breakdown voltage)도 낮아지므로 ESD 보호회로의 트리거 전압(triggering voltage)이 게이트 옥사이드 항복 전압보다 높아 ESD를 방전하기 전에 내부 회로가 파괴된다.First, as the oxide thickness of the gate becomes thinner due to high integration, the oxide breakdown voltage is also lowered, so the triggering voltage of the ESD protection circuit is higher than the gate oxide breakdown voltage, thereby destroying the internal circuit before discharging the ESD.

둘째, 트리거 전압이 게이트 옥사이드 항복 전압보다 높으므로 추가적인 보호회로가 더 필요하다.Second, an additional protection circuit is needed because the trigger voltage is higher than the gate oxide breakdown voltage.

셋째, p웰의 도핑 농도를 낮출 경우 트리거 전압은 낮아지지만 래치 업(latch-up) 문제가 발생한다.Third, when the doping concentration of the p well is lowered, the trigger voltage is lowered, but a latch-up problem occurs.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로 FPD의 트리거링 전압을 낮출 수 있는 이에스디 보호회로 및 그의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an ESD protection circuit and a method of manufacturing the same, which can lower the triggering voltage of the FPD.

도 1은 종래의 ESD 보호회로의 구조 단면도1 is a structural cross-sectional view of a conventional ESD protection circuit

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 ESD 보호회로의 구조 단면도2 is a structural cross-sectional view of an ESD protection circuit according to an embodiment of the present invention.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시 예에 따른 ESD 보호회로의 제조 공정 단면도3A to 3D are cross-sectional views of a manufacturing process of an ESD protection circuit according to an embodiment of the present invention.

도면의 주요 부분에 대한 부호 설명Explanation of symbols for the main parts of drawings

201 : p형 반도체 기판 202 : n웰201: p-type semiconductor substrate 202: n well

203 : p웰203: p well

204 : 고농도 p형 제 1 불순물 확산 영역204 high concentration p-type first impurity diffusion region

205 : 고농도 n형 제 2 불순물 확산 영역205: high concentration n-type second impurity diffusion region

206 : 고농도 n형 제 3 불순물 확산 영역206: high concentration n-type third impurity diffusion region

207 : 고농도 p형 제 4 불순물 확산 영역207: high concentration p-type fourth impurity diffusion region

208 : 고농도 n형 제 5 불순물 확산 영역208: high concentration n-type fifth impurity diffusion region

209 : 패드209: Pad

210 : 게이트 전극210: gate electrode

211 : 딥 n웰211: deep n well

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 ESD 보호회로는 제 1 도전형 반도체 기판과, 상기 제 1 도전형 반도체 기판 내부의 일영역에 형성된 제 2 도전형 딥 웰과, 상기 제 2 도전형 딥 웰 상의 상기 제 1 도전형 반도체 기판에 형성된 제 1 도전형 웰과 상기 제 1 도전형 웰 이외의 영역의 상기 제 1 도전형 반도체 기판에 형성된 제 2 도전형 웰과, 상기 제 1 도전형 웰의 소정 영역에 일정한 깊이로 형성된 고농도 제 1 도전형 제 1 불순물 확산 영역과, 상기 제 1 도전형 웰의 일영역 상에 형성된 게이트 전극과 상기 게이트 전극의 일측의 상기 제 1 도전형 웰에 형성된 고농도 제 2 도전형 제 2 불순물 확산 영역과 상기 게이트 전극의 타측의 상기 제 1 도전형 웰과 상기 제 2 도전형 웰의 계면의 표면에 형성된 고농도 제 2 도전형 제 3 불순물 확산 영역으로 구성되는 트랜지스터와, 상기 고농도 제 2 도전형 제 3 불순물 확산 영역과 인접하여 상기 제 2 도전형 웰 내에 형성된 고농도 제 1 도전형 제 4 불순물 확산 영역과, 상기 제 1 도전형 제 4 불순물 확산 영역에 접하여 상기 제 2 도전형 웰 내에 형성된 고농도 제 2 도전형 제 5 불순물 확산 영역을 포함하여 구성된다.The ESD protection circuit of the present invention for achieving the above object is a first conductivity type semiconductor substrate, a second conductivity type deep well formed in one region inside the first conductivity type semiconductor substrate, and the second conductivity type dip A first conductivity type well formed in the first conductivity type semiconductor substrate on the well, a second conductivity type well formed in the first conductivity type semiconductor substrate in a region other than the first conductivity type well, and the first conductivity type well A high concentration first conductive impurity diffusion region formed at a predetermined depth in a predetermined region, a gate electrode formed on one region of the first conductivity type well, and a high concentration agent formed on the first conductivity type well on one side of the gate electrode The second conductivity type second impurity diffusion region and the high concentration second conductivity type third impurity diffusion region formed on the surface of the interface between the first conductivity type well and the second conductivity type well on the other side of the gate electrode. And a high concentration first conductivity type fourth impurity diffusion region formed in the second conductivity type well adjacent to the high concentration second conductivity type third impurity diffusion region, and the first conductivity type fourth impurity diffusion region. And a high concentration of the second conductivity type fifth impurity diffusion region formed in contact with the second conductivity type well.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 ESD 보호회로의 제조방법은 제 1 도전형 반도체 기판의 일영역의 소정 깊이 하부에 제 2 도전형 딥 웰을 형성하는 단계와, 상기 제 2 도전형 딥 웰 상부의 제 1 도전형 반도체 기판에 제 1 도전형 웰을 형성하는 단계와, 상기 제 1 도전형 웰 형성 영역을 제외한 상기 제 1 도전형 반도체 기판에 상기 제 2 도전형 딥 웰과 동일한 깊이를 갖는 제 2 도전형 웰을 형성하는 단계와, 상기 제 1 도전형 웰의 일영역 상에 산화막을 개재하여 게이트 전극을 형성하는 단계와, 상기 게이트 전극 일측의 상기 제 1 도전형 웰의 소정 영역 내에 고농도 제 1 도전형 제 1 불순물 확산 영역을 형성하는 동시에 상기 게이트 전극 타측의 상기 제 2 도전형 웰의 소정 영역 내에 고농도 제 1 도전형 제 4 불순물 확산 영역을 형성하는 단계와, 상기 게이트 전극 일측의 제 1 도전형 웰 내에 고농도 제 2 도전형 제 2 불순물 확산 영역을 형성하는 동시에 상기 게이트 전극 타측의 제 1 도전형 웰과 제 2 도전형 웰의 계면의 표면내에 고농도 제 2 도전형 제 3 불순물 확산 영역을 형성하고 상기 고농도 제 1 도전형 제 4 불순물 확산 영역과 접하는 상기 제 2 도전형 웰에 고농도 제 2 도전형 제 5 불순물 확산 영역을 형성하는 단계를 포함하여 형성한다.The method of manufacturing an ESD protection circuit of the present invention configured as described above may include forming a second conductive deep well below a predetermined depth of a region of a first conductive semiconductor substrate, and forming an upper portion of the second conductive deep well. Forming a first conductivity type well in the first conductivity type semiconductor substrate and a second depth having the same depth as the second conductivity type deep well in the first conductivity type semiconductor substrate except for the first conductivity type well formation region Forming a conductive well, forming a gate electrode on one region of the first conductive well via an oxide film, and forming a first high concentration in a predetermined region of the first conductive well on one side of the gate electrode Forming a first conductivity type impurity diffusion region and simultaneously forming a high concentration first conductivity type fourth impurity diffusion region in a predetermined region of the second conductivity type well on the other side of the gate electrode; A high concentration second conductivity type agent is formed in the first conductivity type well on one side of the electrode, and the second conductivity type second impurity diffusion region is formed on the surface of the interface between the first conductivity type well and the second conductivity type well on the other side of the gate electrode. Forming a third impurity diffusion region and forming a high concentration second conductivity type fifth impurity diffusion region in the second conductivity type well in contact with the high concentration first conductivity type fourth impurity diffusion region.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 ESD 보호회로 및 그의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an ESD protection circuit and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 ESD 보호회로를 나타낸 구조 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating an ESD protection circuit according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, p형 반도체 기판(201) 내의 일영역에 소정 깊이로 n웰(202)이 형성되고 상기 n웰(202) 형성 영역을 제외한 p형 반도체 기판(201)에 소정 깊이로 p웰(202)이 형성된다.As shown in FIG. 2, an n well 202 is formed in a region within the p-type semiconductor substrate 201 at a predetermined depth, and a predetermined depth is formed in the p-type semiconductor substrate 201 except for the region in which the n well 202 is formed. The p well 202 is formed.

그리고, 상기 p웰(203) 내의 소정 영역에 고농도 p형 제 1 불순물 확산 영역(204)이 형성된다.The high concentration p-type first impurity diffusion region 204 is formed in a predetermined region of the p well 203.

그리고, 상기 고농도 p형 제 1 불순물 확산 영역(204)과 일정 간격 떨어진 상기 p웰(203) 상에 게이트 전극(210)이 형성되고 상기 게이트 전극(210) 일측 p웰(203)내에 고농도 n형 제 2 불순물 확산 영역(205)이 형성되고 상기 게이트 전극(210)의 타측 p웰(203)과 n웰(202)의 계면의 표면내에 고농도 n형 제 3 불순물 확산 영역(206)이 형성된다.In addition, a gate electrode 210 is formed on the p well 203 spaced apart from the high concentration p-type first impurity diffusion region 204 by a predetermined distance, and the high concentration n-type is formed in the p well 203 on one side of the gate electrode 210. The second impurity diffusion region 205 is formed, and a high concentration n-type third impurity diffusion region 206 is formed in the surface of the interface between the other p well 203 and the n well 202 of the gate electrode 210.

여기에서 상기 고농도 n형 제 2 불순물 확산 영역(205)과 상기 고농도 n형 제 3 불순물 확산 영역(206)을 소오스/드레인으로 하고 상기 게이트 전극(210)으로 구성되는 액티브 트랜지스터인 에프피디(FPD : Field Plate Diode)가 형성된다.Here, the high concentration n-type second impurity diffusion region 205 and the high concentration n-type third impurity diffusion region 206 are source / drain and are formed of the gate electrode 210. Field Plate Diode) is formed.

그리고 상기 고농도 n형 제 3 불순물 확산 영역(206)과 접하는 n웰(202)의소정 영역에 고농도 p형 제 4 불순물 확산 영역(207)이 형성되고 이에 접하는 n웰(202)의 소정 영역에 고농도 n형 제 5 불순물 확산 영역(208)이 형성된다.A high concentration p-type fourth impurity diffusion region 207 is formed in a predetermined region of the n well 202 in contact with the high concentration n-type third impurity diffusion region 206, and a high concentration in a predetermined region of the n well 202 in contact with the high concentration n-type third impurity diffusion region 206. An n-type fifth impurity diffusion region 208 is formed.

그리고, 상기 p웰(203)의 하부를 포함하도록 상기 p형 반도체 기판(201) 상에 딥 n웰(211)이 형성된다.A deep n well 211 is formed on the p-type semiconductor substrate 201 to include a lower portion of the p well 203.

또한, 상기 고농도 p형 제 1 불순물 확산 영역(204)과 상기 고농도 n형 제 2 불순물 확산 영역(205)과 상기 게이트 전극(210)은 접지 전압(GND)또는 Vss와 연결되고 상기 고농도 p형 제 4 불순물 확산 영역(207)과 상기 고농도 n형 제 5 불순물 확산 영역(208)은 패드(209)에 연결된다.In addition, the high concentration p-type first impurity diffusion region 204, the high concentration n-type second impurity diffusion region 205, and the gate electrode 210 are connected to a ground voltage GND or Vss and the high concentration p-type agent. The four impurity diffusion region 207 and the high concentration n-type fifth impurity diffusion region 208 are connected to the pad 209.

한편 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 패드(209)는 내부 회로와 연결되어 있다.Although not shown in the figure, the pad 209 is connected to an internal circuit.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 ESD 보호회로의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, a method of manufacturing an ESD protection circuit according to an embodiment of the present invention configured as described above is as follows.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시 예에 따른 ESD 보호회로의 제조 공정 단면도이다.3A to 3D are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of an ESD protection circuit according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3a에 도시된 바와 같이, p형 반도체 기판(201)의 일영역에 높은 에너지를 갖는 불순물 이온을 주입하여 상기 제 1 도전형 반도체 기판(201)의 소정 깊이 하부에 딥 n웰(211)을 형성한다.As shown in FIG. 3A, a deep n well 211 is implanted under a predetermined depth of the first conductivity type semiconductor substrate 201 by implanting impurity ions having high energy into one region of the p-type semiconductor substrate 201. Form.

그리고, 상기 딥 n웰(211)의 형성 깊이는 불순물 이온 주입 에너지의 크기로 조절할 수 있다.The depth of formation of the deep n well 211 may be controlled by the size of impurity ion implantation energy.

그리고, 상기 딥 n웰(211)상의 p형 반도체 기판(201)은 p웰(203)로 사용되며상기 p웰(203)에 불순물 이온을 주입하여 상기 p웰(203)의 도핑 농도를 변화시킬 수 있다.The p-type semiconductor substrate 201 on the deep n well 211 is used as the p well 203 and implants impurity ions into the p well 203 to change the doping concentration of the p well 203. Can be.

이후, 상기 p형 반도체 기판(201)상에 포토레지스트를 도포하고 노광 및 현상 공정으로 상기 p웰(203)을 덮도록 상기 포토레지스트를 패터닝한다.Thereafter, a photoresist is applied on the p-type semiconductor substrate 201 and the photoresist is patterned to cover the p well 203 by an exposure and development process.

그리고, 상기 포토레지스트를 마스크로 이용한 n형 불순물 이온 주입을 통하여 n웰(202)을 형성한다.The n well 202 is formed by implanting n-type impurity ions using the photoresist as a mask.

도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 p웰(203)을 포함한 p형 반도체 기판(201) 전면에 산화막을 형성하고 상기 산화막 상에 폴리 실리콘을 증착한다.As shown in FIG. 3B, an oxide film is formed over the p-type semiconductor substrate 201 including the p well 203 and polysilicon is deposited on the oxide film.

그리고, 포토 및 식각 공정으로 상기 폴리 실리콘과 상기 산화막을 식각하여 상기 p웰(203) 상의 일영역에 산화막을 개재한 게이트 전극(210)을 형성한다.The polysilicon and the oxide film are etched by a photo and etching process to form a gate electrode 210 with an oxide film in one region on the p well 203.

도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 전극(210)을 포함함 p형 반도체 기판(201) 전면에 포토레지스트를 도포하고, 노광 및 현상 공정을 이용하여 상기 p웰(203)의 소정 영역과 상기 n웰(202)의 소정 영역이 드러나도록 상기 포토레지스트를 패터닝한다.As shown in FIG. 3C, a photoresist is coated on the entire surface of the p-type semiconductor substrate 201 including the gate electrode 210, and a predetermined region of the p well 203 and the exposure process are performed using an exposure and development process. The photoresist is patterned to reveal a predetermined area of n well 202.

이어, 상기 패터닝된 포토레지스트를 마스크로 이용한 이온 주입을 통하여 상기 p웰(203)과 n웰(202)의 소정 표면내에 고농도 p형 제 1 불순물 확산 영역(204)과 고농도 p형 제 4 불순물 확산 영역(207)을 각각 형성한다.Subsequently, the high concentration p-type first impurity diffusion region 204 and the high concentration p-type fourth impurity diffuse into the predetermined surfaces of the p well 203 and the n well 202 through ion implantation using the patterned photoresist as a mask. Regions 207 are formed respectively.

도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 전극(210)을 포함한 p형 반도체 기판(201) 전면에 포토레지스트를 도포한 후, 노광 및 현상 공정을 통하여 상기 게이트 전극(210)의 일측의 상기 p웰(203)과 상기 게이트 전극(210) 타측의 상기p웰(203)과 n웰(202)의 계면의 표면과 상기 n웰(202)의 소정 영역이 드러나도록 상기 포토레지스트를 패터닝한다.As shown in FIG. 3D, after the photoresist is coated on the entire surface of the p-type semiconductor substrate 201 including the gate electrode 210, the p well on one side of the gate electrode 210 is exposed and developed. The photoresist is patterned so that the surface of the interface between the p well 203 and the n well 202 and the predetermined region of the n well 202 is exposed.

그리고, 상기 패터닝된 포토레지스트를 마스크로 이용한 n형 불순물 이온 주입을 통하여 상기 게이트 전극(210) 일측의 p웰(203)에 소정 깊이로 고농도 n형 제 2 불순물 확산 영역(205)을 형성함과 동시에 상기 게이트 전극(210) 타측의 p웰(203)과 n웰(202)의 계면의 표면에 고농도 n형 제 3 불순물 확산 영역(206)을 형성하고, 상기 드러난 n웰(202)의 소정 영역에 일정한 깊이로 고농도 n형 제 5 불순물 확산 영역(208)을 형성한다.Forming a high concentration n-type second impurity diffusion region 205 at a predetermined depth in the p-well 203 on one side of the gate electrode 210 by implanting n-type impurity ions using the patterned photoresist as a mask; At the same time, a high concentration n-type third impurity diffusion region 206 is formed on the surface of the interface between the p well 203 and the n well 202 on the other side of the gate electrode 210, and the predetermined region of the exposed n well 202 is formed. A high concentration n-type fifth impurity diffusion region 208 is formed at a constant depth in the.

여기에서 상기 고농도 n형 제 3 불순물 확산 영역(206)과 상기 고농도 p형 제 4 불순물 확산 영역(207)과 상기 고농도 n형 제 5 불순물 확산 영역(208)은 차례로 접합되어 형성된다.Here, the high concentration n-type third impurity diffusion region 206, the high concentration p-type fourth impurity diffusion region 207, and the high concentration n-type fifth impurity diffusion region 208 are formed by joining one after another.

또한, 상기 고농도 n형 제 2 불순물 확산 영역(205)은 상기 고농도 p형 제 1 불순물 확산 영역(204)과 일정한 간격을 갖고 형성된다.In addition, the high concentration n-type second impurity diffusion region 205 is formed at regular intervals from the high concentration p-type first impurity diffusion region 204.

그리고, 상기 고농도 p형 제 1 불순물 확산 영역(204)과 상기 고농도 n형 제 2 불순물 확산 영역(205)과 상기 게이트 전극(210)은 접지 전압(GND) 혹은 Vss에 연결되고, 상기 고농도 p형 제 4 불순물 확산 영역(207)과 상기 고농도 n형 제 5 불순물 확산 영역(208)은 패드(209)와 연결된다.The high concentration p-type first impurity diffusion region 204, the high concentration n-type second impurity diffusion region 205, and the gate electrode 210 are connected to a ground voltage GND or Vss. The fourth impurity diffusion region 207 and the high concentration n-type fifth impurity diffusion region 208 are connected to the pad 209.

그리고, 도면에는 도시하지 않았지만 상기 패드(209)는 내부 회로와 연결된다.Although not shown in the figure, the pad 209 is connected to an internal circuit.

상기와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 ESD 보호회로의 동작은 상기패드(209)에 정전기가 인가되면 상기 고농도 p형 제 4 불순물 확산 영역(207)의 전위가 상승하게 되어 상기 고농도 n형 제 3 불순물 확산 영역(206)으로 캐리어가 이동한다.In the operation of the ESD protection circuit according to the embodiment of the present invention as described above, when the static electricity is applied to the pad 209, the potential of the high concentration p-type fourth impurity diffusion region 207 is increased, thereby increasing the concentration n-type third. The carrier moves to the impurity diffusion region 206.

그리고, 상기 고농도 n형 제 3 불순물 확산 영역(206)과 상기 p웰(203)의 계면에서 전자는 전위가 높은 고농도 n형 제 3 불순물 확산 영역(206)으로 이동하고, 정공은 p웰(203)로 이동하여 p웰(203)에 높은 전위의 전압(snapback voltage)이 걸리게되고 상기 FPD는 기생적인 npn트랜지스터로 동작하게 된다.At the interface between the high concentration n-type third impurity diffusion region 206 and the p well 203, electrons move to the high concentration n-type third impurity diffusion region 206 having a high potential, and the holes are p-well 203. ), The p well 203 is subjected to a high potential (snapback voltage), and the FPD operates as a parasitic npn transistor.

따라서, 정전기로 인해 인가된 캐리어들은 도 2의 경로②를 통하여 접지단(GND)으로 빠져나가게 된다.Accordingly, carriers applied due to static electricity are discharged to the ground terminal GND through the path ② of FIG. 2.

상기와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 ESD 보호회로는 상기 FPD의 바디(body) 영역에 딥 n웰(211)을 도입하므로써 상기 p웰(203)의 두께가 감소하고 저항 증가하여 FPD의 스냅백 전압이 낮아진다.In the ESD protection circuit according to the embodiment of the present invention as described above, the thickness of the p well 203 is reduced and the resistance is increased by introducing the deep n well 211 into the body region of the FPD, thereby increasing the snapback of the FPD. The voltage is lowered.

또한, 상기 딥 n웰(211)의 이온 주입 에너지와 도핑 농도를 조절하여 ESD 보호회로의 트리거 전압과 상기 p웰(203)의 저항을 제어할 수 있다.In addition, the ion implantation energy and the doping concentration of the deep n well 211 may be adjusted to control the trigger voltage of the ESD protection circuit and the resistance of the p well 203.

상기와 같은 본 발명의 ESD 보호회로 및 그의 제조방법은 다을과 같은 효과가 있다.As described above, the ESD protection circuit of the present invention and a method of manufacturing the same have the following effects.

첫째, FPD의 바디 영역에 딥 n웰을 도입하여 FPD 스냅백 전압 감소하게 되어 ESD 보호회로의 트리거 전압을 낮출 수 있다.First, a deep n well is introduced into the body region of the FPD to reduce the FPD snapback voltage, thereby lowering the trigger voltage of the ESD protection circuit.

둘째, 딥 n웰 이온 주입 에너지와 도핑 농도를 조절하여 ESD 보호회로의 트러거 전압을 게이트 옥사이드 파괴 전압 이하로 조절할 수 있으므로 추가적인 보호회로가 필요하지 않아 보호회로의 면적을 줄일 수 있다.Second, since the trigger voltage of the ESD protection circuit can be adjusted below the gate oxide breakdown voltage by controlling the deep n well ion implantation energy and doping concentration, an additional protection circuit is not required, thereby reducing the area of the protection circuit.

셋째, 딥 n웰 층을 이용하여 선택적으로 p웰의 저항을 제어할 수 있으므로 래치업(latch-up) 문제를 해결할 수 있다.Third, the resistance of the p well can be selectively controlled by using a deep n well layer, thereby solving the latch-up problem.

넷째, 디램(DRAM)등 트리플 웰 공정을 사용하는 제품에서 추가 공정 없이 본 고안을 구성할 수 있다.Fourth, the present invention can be configured without an additional process in a product using a triple well process such as DRAM.

Claims (4)

제 1 도전형 반도체 기판;A first conductivity type semiconductor substrate; 상기 제 1 도전형 반도체 기판 내부의 일영역에 형성된 제 2 도전형 딥 웰;A second conductivity type deep well formed in one region of the first conductivity type semiconductor substrate; 상기 제 2 도전형 딥 웰 상의 상기 제 1 도전형 반도체 기판에 형성된 제 1 도전형 웰과 상기 제 1 도전형 웰 이외의 영역의 상기 제 1 도전형 반도체 기판에 형성된 제 2 도전형 웰;A first conductivity type well formed in the first conductivity type semiconductor substrate on the second conductivity type deep well and a second conductivity type well formed in the first conductivity type semiconductor substrate in a region other than the first conductivity type well; 상기 제 1 도전형 웰의 소정 영역에 일정한 깊이로 형성된 고농도 제 1 도전형 제 1 불순물 확산 영역;A high concentration first conductivity type first impurity diffusion region formed at a predetermined depth in a predetermined area of the first conductivity type well; 상기 제 1 도전형 웰의 일영역 상에 형성된 게이트 전극과 상기 게이트 전극의 일측의 상기 제 1 도전형 웰에 형성된 고농도 제 2 도전형 제 2 불순물 확산 영역과 상기 게이트 전극의 타측의 상기 제 1 도전형 웰과 상기 제 2 도전형 웰의 계면의 표면에 형성된 고농도 제 2 도전형 제 3 불순물 확산 영역으로 구성되는 트랜지스터;A gate electrode formed on one region of the first conductivity type well, a second highly conductive second impurity diffusion region formed in the first conductivity type well on one side of the gate electrode, and the first conductivity on the other side of the gate electrode A transistor comprising a high concentration second conductivity type third impurity diffusion region formed on a surface of an interface between the type well and the second conductivity type well; 상기 고농도 제 2 도전형 제 3 불순물 확산 영역과 인접하여 상기 제 2 도전형 웰 내에 형성된 고농도 제 1 도전형 제 4 불순물 확산 영역;A high concentration first conductivity type fourth impurity diffusion region formed in the second conductivity type well adjacent to the high concentration second conductivity type third impurity diffusion region; 상기 제 1 도전형 제 4 불순물 확산 영역에 접하여 상기 제 2 도전형 웰 내에 형성된 고농도 제 2 도전형 제 5 불순물 확산 영역을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이에스디 보호회로.And a high concentration second conductivity type fifth impurity diffusion region formed in the second conductivity type well in contact with the first conductivity type fourth impurity diffusion region. 제 1 항에 있어서, 상기 고농도 제 2 도전형 제 5 불순물 확산 영역과 상기 고농도 제 1 도전형 제 4 불순물 확산 영역은 내부회로와 연결된 패드에 연결되고, 상기 고농도 제 2 도전형 제 2 불순물 확산 영역과 고농도 제 1 도전형 제 1 불순물 확산 영역과 게이트 전극은 접지 전압에 연결되도록 구성됨을 특징으로 하는 이에스디 보호회로.The high concentration second conductivity type fifth impurity diffusion region and the high concentration first conductivity type fourth impurity diffusion region are connected to a pad connected to an internal circuit, and the high concentration second conductivity type second impurity diffusion region. And the high concentration first conductivity type first impurity diffusion region and the gate electrode are connected to a ground voltage. 제 1 도전형 반도체 기판의 일영역의 소정 깊이 하부에 제 2 도전형 딥 웰을 형성하는 단계;Forming a second conductivity type deep well below a predetermined depth of one region of the first conductivity type semiconductor substrate; 상기 제 2 도전형 딥 웰 상부의 제 1 도전형 반도체 기판에 제 1 도전형 웰을 형성하는 단계;Forming a first conductivity type well on the first conductivity type semiconductor substrate on the second conductivity type deep well; 상기 제 1 도전형 웰 형성 영역을 제외한 상기 제 1 도전형 반도체 기판에 상기 제 2 도전형 딥 웰과 동일한 깊이를 갖는 제 2 도전형 웰을 형성하는 단계;Forming a second conductive well having the same depth as the second conductive deep well in the first conductive semiconductor substrate except for the first conductive well forming region; 상기 제 1 도전형 웰의 일영역 상에 산화막을 개재하여 게이트 전극을 형성하는 단계;Forming a gate electrode through an oxide film on one region of the first conductivity type well; 상기 게이트 전극 일측의 상기 제 1 도전형 웰의 소정 영역 내에 고농도 제 1 도전형 제 1 불순물 확산 영역을 형성하는 동시에 상기 게이트 전극 타측의 상기 제 2 도전형 웰의 소정 영역 내에 고농도 제 1 도전형 제 4 불순물 확산 영역을 형성하는 단계;A first concentration type first conductivity type impurity diffusion region is formed in a predetermined region of the first conductivity type well on one side of the gate electrode, and a first concentration type first conductivity type agent is formed in a predetermined region of the second conductivity type well on the other side of the gate electrode. Forming an impurity diffusion region; 상기 게이트 전극 일측의 제 1 도전형 웰 내에 고농도 제 2 도전형 제 2 불순물 확산 영역을 형성하는 동시에 상기 게이트 전극 타측의 제 1 도전형 웰과 제 2 도전형 웰의 계면의 표면내에 고농도 제 2 도전형 제 3 불순물 확산 영역을 형성하고 상기 고농도 제 1 도전형 제 4 불순물 확산 영역과 접하는 상기 제 2 도전형 웰에 고농도 제 2 도전형 제 5 불순물 확산 영역을 형성하는 단계를 포함하여 형성함을 특징으로 하는 이에스디 보호회로의 제조방법.A second high concentration second conductivity type impurity diffusion region is formed in the first conductivity type well on one side of the gate electrode, and a high concentration second conductivity is formed in the surface of the interface between the first conductivity type well and the second conductivity type well on the other side of the gate electrode. And forming a high concentration second conductivity type fifth impurity diffusion region in the second conductivity type well in contact with the high concentration first conductivity type fourth impurity diffusion region. Method for manufacturing an ESD protection circuit. 제 3항에 있어서, 상기 고농도 제 2 도전형 제 3 불순물 확산 영역과 상기 고농도 제 1 도전형 제 4 불순물 확산 영역과 상기 고농도 제 2 도전형 제 5 불순물 확산 영역은 서로 인접되도록 형성됨을 특징으로 하는 이에스디 보호회로의 제조 방법.The method of claim 3, wherein the high concentration second conductivity type third impurity diffusion region, the high concentration first conductivity type fourth impurity diffusion region and the high concentration second conductivity type fifth impurity diffusion region are formed adjacent to each other. Method for manufacturing an ESD protective circuit.
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