JPH0851188A - Semiconductor integrated circuit device and manufacturing method thereof - Google Patents
Semiconductor integrated circuit device and manufacturing method thereofInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置お
よびその製造技術に関し、特に、寄生バイポーラトラン
ジスタ動作を利用した静電気破壊(ESD)防止回路を
備えた半導体集積回路装置に適用して有効な技術に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device and a manufacturing technique thereof, and is particularly effective when applied to a semiconductor integrated circuit device provided with an electrostatic discharge (ESD) prevention circuit utilizing the operation of a parasitic bipolar transistor. It is about technology.
【0002】[0002]
【従来の技術】シリコン基板上に形成されるLSIは、
チップの外部端子(ボンディングパッド)を通じて入力
される過大電流から回路を保護するための静電気破壊防
止回路を備えている。この種の静電気破壊防止回路は、
例えば特開平3−234055号公報などに記載がある
ように、MISFET、抵抗素子、バイポーラトランジ
スタなどを組み合わせて構成され、通常、外部端子と入
出力回路との間に配置される。2. Description of the Related Art LSIs formed on a silicon substrate are
It is provided with an electrostatic breakdown prevention circuit for protecting the circuit from an excessive current input through an external terminal (bonding pad) of the chip. This kind of electrostatic breakdown prevention circuit,
For example, as described in JP-A-3-234055 and the like, it is configured by combining a MISFET, a resistance element, a bipolar transistor, etc., and is usually arranged between an external terminal and an input / output circuit.
【0003】静電気破壊防止回路の一つに、寄生バイポ
ーラトランジスタ動作を利用したものがある。この回路
は、素子分離用のフィールド絶縁膜下の半導体基板に形
成されたp型半導体領域と、このp型半導体領域を挟む
一対のn型半導体領域とで構成されるもので、一対のn
型半導体領域のうちの一方(外部端子に接続された側)
をコレクタ領域、他方(GNDに接続された側)をエミ
ッタ領域、p型半導体領域をベース領域として動作し、
外部端子を通じて入力される過大な電流をGND側に吸
収する。One of the electrostatic breakdown prevention circuits utilizes a parasitic bipolar transistor operation. This circuit is composed of a p-type semiconductor region formed on a semiconductor substrate below a field insulating film for element isolation, and a pair of n-type semiconductor regions sandwiching the p-type semiconductor region.
One of the type semiconductor regions (the side connected to the external terminal)
Operates as a collector region, the other (side connected to GND) as an emitter region, and the p-type semiconductor region as a base region,
It absorbs the excessive current input through the external terminal to the GND side.
【0004】上記静電気破壊防止回路を構成するp型半
導体領域は、フィールド絶縁膜下の半導体基板に反転防
止用のp型チャネルストッパ領域を形成する工程で同時
に形成され、一対のn型半導体領域は、半導体基板にn
チャネル型MISFETのソース領域、ドレイン領域を
形成する工程で同時に形成される。これにより、製造工
程を増やすことなく、静電気破壊防止回路を形成するこ
とができる。The p-type semiconductor region forming the electrostatic breakdown prevention circuit is formed simultaneously in the step of forming a p-type channel stopper region for inversion prevention on the semiconductor substrate below the field insulating film, and a pair of n-type semiconductor regions are formed. , N on the semiconductor substrate
It is formed at the same time in the process of forming the source region and the drain region of the channel type MISFET. As a result, the electrostatic breakdown prevention circuit can be formed without increasing the number of manufacturing steps.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前記寄生
バイポーラトランジスタ動作を利用した静電気破壊(E
SD)防止回路を検討した結果、この回路はESD耐性
が劣化し易いことを見出した。The inventor of the present invention has proposed the electrostatic breakdown (E) utilizing the operation of the parasitic bipolar transistor.
As a result of studying the SD) prevention circuit, it was found that the ESD resistance of this circuit is likely to deteriorate.
【0006】前述したように、この静電気破壊防止回路
のp型半導体領域(寄生バイポーラトランジスタのベー
ス領域)は、フィールド絶縁膜下の半導体基板に反転防
止用のp型チャネルストッパ領域を形成する工程を利用
して形成する。具体的には、半導体基板の表面に熱酸化
のマスクとなる窒化シリコン膜を堆積し、フィールド絶
縁膜形成領域の上記窒化シリコン膜をエッチングで除去
した後、素子分離領域にp型不純物(ホウ素)をイオン
注入し、次いで半導体基板の表面をスチーム酸化する。
これにより、素子分離領域の半導体基板には膜厚の厚い
フィールド絶縁膜が形成され、その下部には上記p型不
純物の拡散によってp型半導体領域が形成される。この
p型半導体領域は、静電気破壊防止回路においては寄生
バイポーラトランジスタのベース領域を構成し、他の回
路(静電気破壊防止回路以外の周辺回路やメモリ回路な
ど)においてはチャネルストッパ領域を構成する。As described above, the p-type semiconductor region (base region of the parasitic bipolar transistor) of this electrostatic breakdown prevention circuit is formed by forming the p-type channel stopper region for inversion prevention on the semiconductor substrate below the field insulating film. Use it to form. Specifically, a silicon nitride film serving as a mask for thermal oxidation is deposited on the surface of a semiconductor substrate, the silicon nitride film in the field insulating film formation region is removed by etching, and then a p-type impurity (boron) is formed in the element isolation region. Is ion-implanted, and then the surface of the semiconductor substrate is steam-oxidized.
As a result, a thick field insulating film is formed on the semiconductor substrate in the element isolation region, and a p-type semiconductor region is formed thereunder by diffusion of the p-type impurities. This p-type semiconductor region constitutes the base region of the parasitic bipolar transistor in the electrostatic breakdown prevention circuit, and the channel stopper region in other circuits (peripheral circuits other than the electrostatic breakdown prevention circuit, memory circuits, etc.).
【0007】ところが、本発明者の検討によると、静電
気破壊防止回路のp型半導体領域を上記のような方法で
形成した場合、フィールド絶縁膜の成長時にp型不純物
の一部がフィールド絶縁膜に吸い上げられ、図10に示
すように、フィールド絶縁膜直下の不純物濃度が低下す
ることが見出された。そして、この結果、寄生バイポー
ラトランジスタの動作時にフィールド絶縁膜直下に電界
が集中し、n型半導体領域(コレクタ領域)の半導体基
板に転移(dislocation) のような結晶欠陥の発生がTE
M(Transmission Electron Microscope)観測によって見
出された。However, according to the study by the present inventor, when the p-type semiconductor region of the electrostatic breakdown prevention circuit is formed by the method as described above, a part of the p-type impurities becomes the field insulating film during the growth of the field insulating film. It was found that the impurities were sucked up and the impurity concentration immediately below the field insulating film was lowered as shown in FIG. As a result, when the parasitic bipolar transistor operates, the electric field concentrates immediately below the field insulating film, and crystal defects such as dislocation are generated in the semiconductor substrate in the n-type semiconductor region (collector region).
It was found by M (Transmission Electron Microscope) observation.
【0008】上記のような結晶欠陥の発生は、フィール
ド絶縁膜直下の電界集中に起因して半導体基板に局所的
な発熱が生じ、機械的なストレスが発生することが原因
になっていると考えられるが、このような結晶欠陥が発
生するとリーク電流が増大するために、寄生バイポーラ
トランジスタの駆動能力が低下してESD耐性が劣化し
てしまう。It is considered that the occurrence of the crystal defects as described above is caused by the local heat generation in the semiconductor substrate due to the electric field concentration directly under the field insulating film and the mechanical stress. However, if such a crystal defect occurs, the leak current increases, so that the driving capability of the parasitic bipolar transistor decreases and the ESD resistance deteriorates.
【0009】本発明の目的は、寄生バイポーラトランジ
スタ動作を利用した静電気破壊防止回路のESD耐性を
向上させることのできる技術を提供することにある。An object of the present invention is to provide a technique capable of improving the ESD resistance of an electrostatic breakdown prevention circuit using a parasitic bipolar transistor operation.
【0010】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。Of the inventions disclosed in the present application, a representative one will be briefly described below.
It is as follows.
【0012】本発明の半導体集積回路装置は、第1導電
型半導体基板のフィールド絶縁膜の下部に形成された第
1導電型半導体領域と、前記第1導電型半導体領域を挟
む一対の第2導電型半導体領域とで静電気破壊防止回路
を構成し、前記フィールド絶縁膜の直下の前記第1導電
型半導体領域の不純物濃度を、前記静電気破壊防止回路
の周囲のフィールド絶縁膜の下部に形成されたチャネル
ストッパ領域の不純物濃度よりも高くしたものである。According to another aspect of the semiconductor integrated circuit device of the present invention, a first conductive type semiconductor region is formed below a field insulating film of a first conductive type semiconductor substrate, and a pair of second conductive type semiconductor regions sandwiching the first conductive type semiconductor region. A channel formed in the lower portion of the field insulating film around the electrostatic breakdown prevention circuit by forming an electrostatic breakdown prevention circuit with the type semiconductor region and adjusting the impurity concentration of the first conductivity type semiconductor region immediately below the field insulating film. It is higher than the impurity concentration of the stopper region.
【0013】本発明の半導体集積回路装置の製造方法
は、前記静電気破壊防止回路を形成する際、次の工程
(a) 〜(d) を含むものである。The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes the following steps when forming the electrostatic breakdown prevention circuit.
It includes (a) to (d).
【0014】(a) 第1導電型半導体基板の主面に酸化の
マスクとなる絶縁膜を堆積し、素子分離領域の前記絶縁
膜を除去した後、前記素子分離領域の前記半導体基板に
第1導電型不純物をイオン注入する工程、(b) 前記半導
体基板を熱酸化することにより、前記素子分離領域の前
記半導体基板の主面にフィールド絶縁膜を形成すると共
に、前記フィールド絶縁膜の下部の前記半導体基板に第
1導電型半導体領域を形成する工程、(c) 静電気破壊防
止回路を形成する領域の前記フィールド絶縁膜の上部を
開孔したフォトレジストをマスクにして、前記フィール
ド絶縁膜の下部の前記第1導電型半導体領域に第1導電
型不純物をイオン注入する工程、(d) 前記半導体基板に
第2導電型不純物をイオン注入した後、前記第2導電型
不純物を熱拡散させることにより、前記第1導電型半導
体領域を挟む一対の第2導電型半導体領域を形成する工
程。(A) An insulating film serving as an oxidation mask is deposited on the main surface of the first conductivity type semiconductor substrate, the insulating film in the element isolation region is removed, and then a first film is formed on the semiconductor substrate in the element isolation region. Ion-implanting conductivity type impurities, (b) by thermally oxidizing the semiconductor substrate to form a field insulating film on the main surface of the semiconductor substrate in the element isolation region, and at the bottom of the field insulating film. A step of forming a first conductive type semiconductor region on a semiconductor substrate, (c) using a photoresist having a hole formed in an upper portion of the field insulating film in a region for forming an electrostatic breakdown preventing circuit as a mask, Ion implanting a first conductivity type impurity into the first conductivity type semiconductor region, (d) ion implanting a second conductivity type impurity into the semiconductor substrate, and then thermally diffusing the second conductivity type impurity. And a step of forming a pair of second conductivity type semiconductor regions sandwiching the first conductivity type semiconductor region.
【0015】本発明の半導体集積回路装置の製造方法
は、前記工程(d) でMISFETのソース領域、ドレイ
ン領域を構成する第2導電型半導体領域を形成するもの
である。In the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of the present invention, in the step (d), the second conductivity type semiconductor region forming the source region and the drain region of the MISFET is formed.
【0016】[0016]
【作用】上記した手段によれば、静電気破壊防止回路の
第1導電型半導体領域の不純物濃度を高くすることによ
り、フィールド絶縁膜直下の電界集中を防止することが
できるので、この電界集中に起因する結晶欠陥の発生を
防止してリーク電流を低減することができる。According to the above-mentioned means, the electric field concentration under the field insulating film can be prevented by increasing the impurity concentration of the first conductivity type semiconductor region of the electrostatic breakdown prevention circuit. It is possible to prevent the occurrence of such crystal defects and reduce the leak current.
【0017】また、上記した手段によれば、従来プロセ
スにフォトマスクを形成してイオン注入を行う工程を付
加するだけなので、最小限の工程増加で静電気破壊防止
回路のESD耐性を向上させることができる。Further, according to the above-mentioned means, since only the step of forming a photomask and performing ion implantation is added to the conventional process, the ESD resistance of the electrostatic breakdown prevention circuit can be improved with a minimum increase in steps. it can.
【0018】[0018]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.
【0019】図1は、本実施例の静電気破壊防止回路を
示す半導体基板1の要部断面図である。同図に示すよう
に、本実施例の静電気破壊防止回路は、半導体基板1の
p型ウエル2の主面に形成された酸化シリコンからなる
素子分離用のフィールド絶縁膜3の下部のp型半導体領
域4と、このp型半導体領域4を挟む一対のn型半導体
領域5,6とで構成されている。また、この一対のn型
半導体領域5,6の一方(半導体領域5)は、外部端子
(ボンディングパッド)BPに接続され、他方(半導体
領域6)はGNDに接続されている。FIG. 1 is a sectional view of a main part of a semiconductor substrate 1 showing an electrostatic breakdown prevention circuit of this embodiment. As shown in the figure, the electrostatic breakdown prevention circuit of this embodiment has a p-type semiconductor under a field insulating film 3 for element isolation made of silicon oxide formed on the main surface of a p-type well 2 of a semiconductor substrate 1. The region 4 and a pair of n-type semiconductor regions 5 and 6 sandwiching the p-type semiconductor region 4 are formed. Further, one of the pair of n-type semiconductor regions 5 and 6 (semiconductor region 5) is connected to an external terminal (bonding pad) BP, and the other (semiconductor region 6) is connected to GND.
【0020】上記静電気破壊防止回路は、例えば外部端
子BPと入力回路Iとの間に配置され、外部端子BPを
通じて過大な電流が入力された際には、外部端子BP側
のn型半導体領域5をコレクタ領域(C)、GND側の
n型半導体領域6をエミッタ領域(E)、フィールド絶
縁膜3の下部のp型半導体領域4をベース領域(B)と
する寄生のバイポーラトランジスタが動作し、この過大
な電流をGND側に吸収する。The electrostatic breakdown prevention circuit is arranged, for example, between the external terminal BP and the input circuit I, and when an excessive current is inputted through the external terminal BP, the n-type semiconductor region 5 on the external terminal BP side. Is a collector region (C), the n-type semiconductor region 6 on the GND side is an emitter region (E), and the p-type semiconductor region 4 below the field insulating film 3 is a base region (B). This excessive current is absorbed on the GND side.
【0021】次に、上記静電気破壊防止回路の製造方法
の一例を図2〜図7を用いて説明する。Next, an example of a method of manufacturing the above electrostatic breakdown prevention circuit will be described with reference to FIGS.
【0022】まず、図2に示すように、p型の単結晶シ
リコンからなる半導体基板1にp型不純物(BF2 + )
をイオン注入(60keV、4.7×1012/cm -2)した
後、半導体基板1を熱処理(1200℃、3時間)して
上記p型不純物を引延し拡散することにより、p型ウエ
ル2を形成する。First, as shown in FIG. 2, p-type impurities (BF 2 + ) are added to the semiconductor substrate 1 made of p-type single crystal silicon.
Are ion-implanted (60 keV, 4.7 × 10 12 / cm −2 ), and then the semiconductor substrate 1 is heat-treated (1200 ° C., 3 hours) to extend and diffuse the p-type impurities to obtain a p-type well. Form 2.
【0023】次に、図3に示すように、上記p型ウエル
2の主面にCVD法で窒化シリコン膜3を堆積した後、
フォトレジストをマスクにしたドライエッチングで素子
分離領域の窒化シリコン膜3を除去する。Next, as shown in FIG. 3, after depositing a silicon nitride film 3 on the main surface of the p-type well 2 by the CVD method,
The silicon nitride film 3 in the element isolation region is removed by dry etching using a photoresist as a mask.
【0024】次に、図4に示すように、上記窒化シリコ
ン膜3をマスクにして素子分離領域のp型ウエル2にp
型不純物(BF2 + ) をイオン注入(60keV、2×
1013/cm -2)し、次いで半導体基板1をスチーム酸化
(1000℃、2時間)することにより、図5に示すよ
うに、素子分離領域のp型ウエル2の主面に厚い酸化シ
リコンのフィールド絶縁膜3を形成すると共に、このフ
ィールド絶縁膜3の下部のp型ウエル2にp型半導体領
域4を形成する。このp型半導体領域4は、静電気破壊
防止回路においては前記寄生バイポーラトランジスタの
ベース領域を構成するものであるが、他の回路(静電気
破壊防止回路以外の周辺回路やメモリ回路など)におい
てはp型のチャネルストッパ領域を構成する。Next, as shown in FIG. 4, the silicon nitride film 3 is used as a mask to p-type the p-type well 2 in the element isolation region.
Type impurities (BF 2 + ) by ion implantation (60 keV, 2 ×
10 13 / cm −2 ) and then steam-oxidizing the semiconductor substrate 1 (1000 ° C., 2 hours) to deposit a thick silicon oxide film on the main surface of the p-type well 2 in the element isolation region as shown in FIG. The field insulating film 3 is formed, and the p-type semiconductor region 4 is formed in the p-type well 2 below the field insulating film 3. This p-type semiconductor region 4 constitutes the base region of the parasitic bipolar transistor in the electrostatic breakdown prevention circuit, but is p-type in other circuits (peripheral circuits other than the electrostatic breakdown prevention circuit, memory circuits, etc.). The channel stopper region of.
【0025】次に、上記窒化シリコン膜3を熱リン酸で
除去した後、図6に示すように、静電気破壊防止回路を
形成する領域のフィールド絶縁膜3の上部を開孔したフ
ォトレジスト8をマスクにして、このフィールド絶縁膜
3の下部のp型半導体領域4にp型不純物(B) をイオ
ン注入(240keV、5×1013/cm -2)する。Next, after the silicon nitride film 3 is removed by hot phosphoric acid, as shown in FIG. 6, a photoresist 8 having a hole formed in the upper portion of the field insulating film 3 in the region where the electrostatic breakdown preventing circuit is formed is formed. Using the mask as a mask, p-type impurities (B) are ion-implanted (240 keV, 5 × 10 13 / cm −2 ) into the p-type semiconductor region 4 below the field insulating film 3.
【0026】このように、本実施例では、p型ウエル2
のフィールド絶縁膜3の下部にチャネルストッパ領域を
形成する工程で静電気破壊防止回路のp型半導体領域4
を形成した後、フォトレジスト8をマスクにしてこのp
型半導体領域4にp型不純物をイオン注入することによ
り、静電気破壊防止回路のp型半導体領域4の不純物濃
度をチャネルストッパ領域の不純物濃度よりも高くす
る。As described above, in this embodiment, the p-type well 2 is used.
Of the p-type semiconductor region 4 of the electrostatic breakdown prevention circuit in the step of forming the channel stopper region under the field insulating film 3 of FIG.
After forming the p
By implanting p-type impurities into the type semiconductor region 4, the impurity concentration of the p-type semiconductor region 4 of the electrostatic breakdown prevention circuit is made higher than that of the channel stopper region.
【0027】次に、上記フォトレジスト8を除去した
後、図7に示すように、p型ウエル2の全面にn型不純
物(P) をイオン注入し、その後、このn型不純物を拡
散させることにより、前記図1に示す静電気破壊防止回
路のn型半導体領域5,6を形成する。また、この工程
でp型ウエル2の他の領域にnチャネル型MISFET
のソース領域、ドレイン領域を形成する。Next, after the photoresist 8 is removed, as shown in FIG. 7, an n-type impurity (P) is ion-implanted into the entire surface of the p-type well 2 and then the n-type impurity is diffused. Thus, the n-type semiconductor regions 5 and 6 of the electrostatic breakdown prevention circuit shown in FIG. 1 are formed. Further, in this step, the n-channel type MISFET is formed in the other region of the p-type well 2.
Source region and drain region are formed.
【0028】図8は、コンピュータ・シミュレーション
によって測定した静電気破壊防止回路のp型半導体領域
の不純物濃度プロファイルであり、図中の白丸は本実施
例の方法で製造したp型半導体領域4、黒丸は従来方法
で製造したp型半導体領域のそれぞれの基板方向に沿っ
た不純物濃度を示している。図示のように、本実施例の
方法で製造したp型半導体領域4は、フィールド絶縁膜
直下の不純物濃度が従来技術に比べて高くなっているこ
とが分かる。FIG. 8 shows the impurity concentration profile of the p-type semiconductor region of the electrostatic breakdown prevention circuit measured by computer simulation. The white circles in the figure are the p-type semiconductor regions 4 manufactured by the method of this embodiment, and the black circles are. The impurity concentration along each substrate direction of the p-type semiconductor region manufactured by the conventional method is shown. As shown in the figure, it can be seen that the p-type semiconductor region 4 manufactured by the method of this embodiment has a higher impurity concentration immediately below the field insulating film than that of the conventional technique.
【0029】また、本実施例の方法で製造した静電気破
壊防止回路と従来方法で製造した静電気破壊防止回路の
それぞれのESD耐圧を測定した結果を図9に示す。図
示のように、本実施例の方法で製造した静電気破壊防止
回路は、従来方法に比べてESD耐圧が大幅に向上した
ことが分かる。FIG. 9 shows the results of measuring the ESD withstand voltage of each of the electrostatic breakdown prevention circuit manufactured by the method of this embodiment and the electrostatic breakdown prevention circuit manufactured by the conventional method. As shown in the figure, it can be seen that the ESD breakdown voltage of the electrostatic breakdown prevention circuit manufactured by the method of this embodiment is significantly improved as compared with the conventional method.
【0030】このように、本実施例によれば、製造工程
を従来よりも一工程増やすだけで静電気破壊防止回路の
ESD耐性を大幅に向上させることができる。As described above, according to this embodiment, the ESD resistance of the electrostatic breakdown prevention circuit can be significantly improved by increasing the number of manufacturing steps by one step as compared with the conventional method.
【0031】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施
例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変更可能であることはいうまでもない。Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the embodiments and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
【0032】前記実施例では、p型ウエルの主面にフィ
ールド絶縁膜を形成する際にチャネルストッパ領域を同
時に形成するプロセスに適用した場合を説明したが、例
えば半導体基板の主面にフィールド絶縁膜を形成した
後、p型不純物をイオン注入してp型ウエルとp型チャ
ネルストッパ領域(および静電気破壊防止回路のp型半
導体領域)を同時に形成するプロセスに適用することも
できる。この場合は、チャネルストッパ領域(および静
電気破壊防止回路のp型半導体領域)を形成した後、フ
ォトレジストをマスクにしたイオン注入で静電気破壊防
止回路のp型半導体領域にp型不純物を導入すればよ
い。In the above-mentioned embodiment, the case where the present invention is applied to the process of simultaneously forming the channel stopper region when forming the field insulating film on the main surface of the p-type well, is described, for example, on the main surface of the semiconductor substrate. It is also possible to apply to the process of forming the p-type well and the p-type channel stopper region (and the p-type semiconductor region of the electrostatic breakdown prevention circuit) at the same time by forming the p-type impurity by ion implantation after forming the. In this case, after forming the channel stopper region (and the p-type semiconductor region of the electrostatic breakdown prevention circuit), p-type impurities are introduced into the p-type semiconductor region of the electrostatic breakdown prevention circuit by ion implantation using a photoresist as a mask. Good.
【0033】また、デバイスによっては、フィールド絶
縁膜(およびp型チャネルストッパ領域)を形成した
後、p型ウエルにp型の埋込み層を形成する場合があ
る。このようなデバイスに本発明を適用する場合は、p
型ウエルにp型の埋込み層を形成する工程を利用して静
電気破壊防止回路のp型半導体領域にp型不純物を導入
することにより、従来と同じ製造工程で静電気破壊防止
回路のESD耐性を大幅に向上させることができる。Depending on the device, a p-type buried layer may be formed in the p-type well after forming the field insulating film (and the p-type channel stopper region). When the present invention is applied to such a device, p
By introducing the p-type impurity into the p-type semiconductor region of the electrostatic breakdown prevention circuit by using the step of forming the p-type buried layer in the well, the ESD resistance of the electrostatic breakdown prevention circuit can be greatly increased by the same manufacturing process as before. Can be improved.
【0034】前記実施例では、フィールド絶縁膜の下部
のp型半導体領域とこれを挟む一対のn型半導体領域と
で構成される静電気破壊防止回路に適用した場合を説明
したが、n型ウエルの主面に形成されたフィールド絶縁
膜の下部のn型半導体領域とこれを挟む一対のp型半導
体領域とで構成される静電気破壊防止回路に適用するこ
ともできる。In the above-mentioned embodiment, the case of applying to the electrostatic breakdown preventing circuit composed of the p-type semiconductor region under the field insulating film and the pair of n-type semiconductor regions sandwiching the field insulating film has been described. It can also be applied to an electrostatic breakdown prevention circuit composed of an n-type semiconductor region below a field insulating film formed on the main surface and a pair of p-type semiconductor regions sandwiching the n-type semiconductor region.
【0035】また、本発明は、活性領域の主面に形成さ
れた第1導電型半導体領域とこれを挟む一対の第2導電
型半導体領域とで構成される静電気破壊防止回路に適用
することもできる。The present invention can also be applied to an electrostatic breakdown prevention circuit composed of a first conductivity type semiconductor region formed on the main surface of an active region and a pair of second conductivity type semiconductor regions sandwiching the first conductivity type semiconductor region. it can.
【0036】[0036]
【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下の通りである。The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in this application will be briefly described as follows.
It is as follows.
【0037】本発明によれば、静電気破壊防止回路のE
SD耐圧を向上させることができるので、LSIの信頼
性を向上させることができる。また、これにより、LS
Iの低スタンバイ電力化を促進することができる。According to the present invention, the E of the electrostatic breakdown prevention circuit is
Since the SD breakdown voltage can be improved, the reliability of the LSI can be improved. In addition, LS
It is possible to promote low standby power consumption of I.
【図1】本発明の一実施例である静電気破壊防止回路を
示す半導体基板の要部断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of essential parts of a semiconductor substrate showing an electrostatic breakdown prevention circuit according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施例である静電気破壊防止回路の
製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。FIG. 2 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a method for manufacturing an electrostatic breakdown prevention circuit according to an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施例である静電気破壊防止回路の
製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。FIG. 3 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a method for manufacturing an electrostatic breakdown prevention circuit according to an embodiment of the present invention.
【図4】本発明の一実施例である静電気破壊防止回路の
製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。FIG. 4 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a method of manufacturing an electrostatic breakdown prevention circuit according to an embodiment of the present invention.
【図5】本発明の一実施例である静電気破壊防止回路の
製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。FIG. 5 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a method of manufacturing an electrostatic breakdown prevention circuit according to an embodiment of the present invention.
【図6】本発明の一実施例である静電気破壊防止回路の
製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。FIG. 6 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a method for manufacturing an electrostatic breakdown prevention circuit according to an embodiment of the present invention.
【図7】本発明の一実施例である静電気破壊防止回路の
製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。FIG. 7 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a method for manufacturing an electrostatic breakdown prevention circuit according to an embodiment of the present invention.
【図8】コンピュータ・シミュレーションによって測定
した本発明および従来の静電気破壊防止回路の不純物濃
度プロファイルを示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the impurity concentration profiles of the present invention and the conventional electrostatic breakdown prevention circuit measured by computer simulation.
【図9】本発明および従来の静電気破壊防止回路のES
D耐圧の測定結果を示すグラフである。FIG. 9: ES of the present invention and the conventional electrostatic breakdown prevention circuit
It is a graph which shows the measurement result of D withstand voltage.
【図10】従来の静電気破壊防止回路のフィールド絶縁
膜下部の不純物濃度プロファイルを示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing an impurity concentration profile below a field insulating film of a conventional electrostatic breakdown prevention circuit.
【符号の説明】 1 半導体基板 2 p型ウエル 3 フィールド絶縁膜 4 p型半導体領域 5 n型半導体領域 6 n型半導体領域 7 窒化シリコン膜 8 フォトレジスト BP 外部端子(ボンディングパッド) I 入力回路[Explanation of reference numerals] 1 semiconductor substrate 2 p-type well 3 field insulating film 4 p-type semiconductor region 5 n-type semiconductor region 6 n-type semiconductor region 7 silicon nitride film 8 photoresist BP external terminal (bonding pad) I input circuit
フロントページの続き (72)発明者 橋本 ちえみ 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 奥山 幸祐 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 石塚 裕康 山形県米沢市大字花沢字八木橋東3の3274 日立米沢電子株式会社内Front Page Continuation (72) Chiemi Hashimoto, Inventor, 5-20-1 Kamimizuhoncho, Kodaira-shi, Tokyo Inside Hitate Cho-LS Engineering Co., Ltd. (72) Kosuke Okuyama, Komizu-shi, Tokyo 5-20-1, Honmachi Ltd. Semiconductor Company, Hitachi Ltd. (72) Inventor Hiroyasu Ishizuka 3274, Yagibashi Higashi 3 Yanagibashi Higashi, Yonezawa, Yonezawa, Yamagata Prefecture
Claims (4)
膜の下部に形成された第1導電型半導体領域と、前記第
1導電型半導体領域を挟む一対の第2導電型半導体領域
とで構成される静電気破壊防止回路を備えた半導体集積
回路装置であって、前記フィールド絶縁膜の直下の前記
第1導電型半導体領域の不純物濃度を、前記静電気破壊
防止回路の周囲のフィールド絶縁膜の下部に形成された
チャネルストッパ領域の不純物濃度よりも高くしたこと
を特徴とする半導体集積回路装置。1. A first conductivity type semiconductor region formed below a field insulating film of a first conductivity type semiconductor substrate, and a pair of second conductivity type semiconductor regions sandwiching the first conductivity type semiconductor region. A semiconductor integrated circuit device having an electrostatic breakdown prevention circuit according to claim 1, wherein an impurity concentration of the first conductivity type semiconductor region immediately below the field insulation film is formed under a field insulating film around the electrostatic breakdown prevention circuit. The semiconductor integrated circuit device is characterized in that the impurity concentration of the channel stopper region is increased.
入出力回路との間に配置されることを特徴とする請求項
1記載の半導体集積回路装置。2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the electrostatic breakdown prevention circuit is arranged between an external terminal and an input / output circuit.
回路を備えた半導体集積回路装置の製造方法であって、
次の工程(a) 〜(d) を含むことを特徴とする半導体集積
回路装置の製造方法。 (a) 第1導電型半導体基板の主面に酸化のマスクとなる
絶縁膜を堆積し、素子分離領域の前記絶縁膜を除去した
後、前記素子分離領域の前記半導体基板に第1導電型不
純物をイオン注入する工程、(b) 前記半導体基板を熱酸
化することにより、前記素子分離領域の前記半導体基板
の主面にフィールド絶縁膜を形成すると共に、前記フィ
ールド絶縁膜の下部の前記半導体基板に第1導電型半導
体領域を形成する工程、(c) 静電気破壊防止回路を形成
する領域の前記フィールド絶縁膜の上部を開孔したフォ
トレジストをマスクにして、前記フィールド絶縁膜の下
部の前記第1導電型半導体領域に第1導電型不純物をイ
オン注入する工程、(d) 前記半導体基板に第2導電型不
純物をイオン注入した後、前記第2導電型不純物を熱拡
散させることにより、前記第1導電型半導体領域を挟む
一対の第2導電型半導体領域を形成する工程。3. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device comprising the electrostatic breakdown prevention circuit according to claim 1 or 2.
A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising the following steps (a) to (d). (a) An insulating film serving as an oxidation mask is deposited on the main surface of the first conductivity type semiconductor substrate, the insulating film in the element isolation region is removed, and then the first conductivity type impurity is added to the semiconductor substrate in the element isolation region. A step of ion-implanting (b) by thermally oxidizing the semiconductor substrate to form a field insulating film on the main surface of the semiconductor substrate in the element isolation region, and to the semiconductor substrate below the field insulating film. Forming a first conductive type semiconductor region, and (c) using the photoresist having an opening in the upper portion of the field insulating film in the region where the electrostatic breakdown prevention circuit is formed as a mask, the first portion of the lower portion of the field insulating film Ion implanting a first conductivity type impurity into the conductivity type semiconductor region, and (d) ion implanting a second conductivity type impurity into the semiconductor substrate, and then thermally diffusing the second conductivity type impurity. A step of forming a pair of second conductivity type semiconductor regions sandwiching the first conductivity type semiconductor region.
域を構成する第2導電型半導体領域を前記工程(d) で形
成することを特徴とする請求項3記載の半導体集積回路
装置の製造方法。4. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 3, wherein the second conductivity type semiconductor region forming the source region and the drain region of the MISFET is formed in the step (d).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18571594A JPH0851188A (en) | 1994-08-08 | 1994-08-08 | Semiconductor integrated circuit device and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18571594A JPH0851188A (en) | 1994-08-08 | 1994-08-08 | Semiconductor integrated circuit device and manufacturing method thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0851188A true JPH0851188A (en) | 1996-02-20 |
Family
ID=16175590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18571594A Withdrawn JPH0851188A (en) | 1994-08-08 | 1994-08-08 | Semiconductor integrated circuit device and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0851188A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6445040B1 (en) | 1999-02-10 | 2002-09-03 | Nec Corporation | Lateral bipolar type input/output protection device |
| US6759716B1 (en) | 1999-07-19 | 2004-07-06 | Nec Electronics Corporation | Input/output protection device for a semiconductor integrated circuit |
-
1994
- 1994-08-08 JP JP18571594A patent/JPH0851188A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6445040B1 (en) | 1999-02-10 | 2002-09-03 | Nec Corporation | Lateral bipolar type input/output protection device |
| US6759716B1 (en) | 1999-07-19 | 2004-07-06 | Nec Electronics Corporation | Input/output protection device for a semiconductor integrated circuit |
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