JPS621264B2 - - Google Patents

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JPS621264B2
JPS621264B2 JP54036875A JP3687579A JPS621264B2 JP S621264 B2 JPS621264 B2 JP S621264B2 JP 54036875 A JP54036875 A JP 54036875A JP 3687579 A JP3687579 A JP 3687579A JP S621264 B2 JPS621264 B2 JP S621264B2
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mis
gate
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Satoshi Meguro
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Hitachi Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D64/00Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/111Field plates
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D64/00Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/20Electrodes characterised by their shapes, relative sizes or dispositions 
    • H10D64/27Electrodes not carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. gates
    • H10D64/311Gate electrodes for field-effect devices
    • H10D64/411Gate electrodes for field-effect devices for FETs
    • H10D64/511Gate electrodes for field-effect devices for FETs for IGFETs
    • H10D64/517Gate electrodes for field-effect devices for FETs for IGFETs characterised by the conducting layers
    • H10D64/519Gate electrodes for field-effect devices for FETs for IGFETs characterised by the conducting layers characterised by their top-view geometrical layouts

Landscapes

  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Element Separation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高耐圧の絶縁ゲート型電界効果トラン
ジスタ(以下の説明ではMIS型トランジスタと言
う。)を含む半導体装置およびその製造方法に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor device including a high voltage insulated gate field effect transistor (hereinafter referred to as an MIS transistor) and a method for manufacturing the same.

一般にMIS型トランジスタを含む半導体装置に
おいては、同一半導体基板内に形成された複数の
MIS型トランジスタの素子領域相互間が寄生チヤ
ンネルで接続されることを防止するため、これら
素子領域間のフイールド絶縁膜直下の半導体基板
表面部に半導体基板と同一導電型でそれより高不
純物濃度の寄生チヤンネル防止領域を設けるのが
普通である。その理由は、寄生チヤンネル防止領
域の形成によりその部分の半導体基板−フイール
ド絶縁膜−フイールド絶縁膜上の電極配線等によ
り構成されるMIS構造でのしきい値(スレシヨル
ド)電圧を大きくできるからである。
Generally, in semiconductor devices including MIS transistors, multiple transistors are formed on the same semiconductor substrate.
In order to prevent the element regions of MIS transistors from being connected by parasitic channels, a parasitic impurity of the same conductivity type as the semiconductor substrate but with a higher concentration is added to the semiconductor substrate surface directly under the field insulating film between these element regions. It is common to provide a channel prevention area. The reason is that by forming a parasitic channel prevention region, the threshold voltage of the MIS structure consisting of the semiconductor substrate, field insulating film, electrode wiring on the field insulating film, etc. can be increased. .

この寄生チヤンネル防止領域の設け方として
は、ソース、ドレイン、チヤンネル形成領域等の
素子領域を除く半導体基板に予め選択的に形成す
る方法が知られている。
As a method for providing this parasitic channel prevention region, a method is known in which the parasitic channel prevention region is selectively formed in advance in a semiconductor substrate excluding element regions such as source, drain, and channel forming regions.

ところで、その方法によれば、後で形成される
MIS型トランジスタのソース、ドレイン領域等と
接触もしくは部分的に重なり合つてしまう場合が
あり、特に高電圧の印加されるドレイン領域での
接合耐圧が低下するという問題があり、更に意識
的に寄生チヤンネル防止領域と素子領域とを離間
させると集積密度の低下を招くという別の問題が
発生した。
By the way, according to that method, later formed
There are cases where the source and drain regions of MIS transistors contact or partially overlap, and there is a problem that the junction breakdown voltage decreases especially in the drain region where high voltage is applied. Another problem has arisen in that separating the prevention region and the element region leads to a reduction in integration density.

この点で、第1図に示すように半導体基板1中
にフイールド絶縁膜2を選択的に埋込み、この時
のマスクと同一マスクで寄生チヤンネル防止領域
3を形成し、その後各々のMIS型トランジスタ
4,5を構成するソース、ドレイン領域6,7お
よび8,9を形成するという方式によれば集積度
の低下がなくむしろ向上させることができるが、
ソース、ドレイン領域と寄生チヤンネル防止領域
との重なり合いは避け難かつた。
In this regard, as shown in FIG. 1, a field insulating film 2 is selectively buried in a semiconductor substrate 1, a parasitic channel prevention region 3 is formed using the same mask as that used at this time, and then each MIS type transistor 4 is , 5, the degree of integration can be improved rather than reduced by the method of forming the source and drain regions 6, 7 and 8, 9 constituting the structure.
It is difficult to avoid overlapping of the source and drain regions and the parasitic channel prevention region.

しかも、接合耐圧とフイールド絶縁膜部分のス
レシヨルド電圧とが寄生チヤンネル防止領域の不
純物濃度に関して互いに逆の関係にあるため(す
なわち、寄生チヤンネル防止領域の不純物濃度が
高ければフイールド部分のスレシヨルド電圧は上
昇するが接合耐圧は低下する。また逆の場合には
スレシヨルド電圧、接合耐圧の上昇、下降傾向が
逆転する)、実際の半導体装置の製造にあたつて
は使用電圧との関係において所望のスレシヨルド
電圧、接合耐圧を満足させるような寄生チヤンネ
ル防止領域の不純物濃度を選定し制御しなければ
ならず、また、ある場合には出来上がつた装置の
特性から使用電圧範囲に制限が課せられるという
状態にあつた。
Moreover, since the junction breakdown voltage and the threshold voltage of the field insulating film part have an inverse relationship with respect to the impurity concentration of the parasitic channel prevention region (that is, the higher the impurity concentration of the parasitic channel prevention region, the higher the threshold voltage of the field part However, in the opposite case, the rising and falling trends of the threshold voltage and junction breakdown voltage are reversed.) In the actual manufacturing of semiconductor devices, the desired threshold voltage, The impurity concentration in the parasitic channel prevention region must be selected and controlled to satisfy the junction breakdown voltage, and in some cases, the operating voltage range may be restricted due to the characteristics of the completed device. Ta.

このような状況にあつて、半導体装置の微細
化、高集積度化が増々強く要求されており、その
実現のため半導体基板上に形成される絶縁膜の薄
層化の傾向にある。これに対応して、フイールド
部分のスレシヨルド電圧を低下させない、あるい
は上昇させるためには寄生チヤンネル防止領域の
不純物濃度を増加する必要があり、そうした場合
には上述した接合耐圧低下の問題がより一層顕在
化してくる。
Under these circumstances, there is an increasingly strong demand for miniaturization and higher integration of semiconductor devices, and in order to achieve this, there is a trend toward thinner insulating films formed on semiconductor substrates. Correspondingly, in order to prevent or increase the threshold voltage of the field portion, it is necessary to increase the impurity concentration in the parasitic channel prevention region, and in such a case, the above-mentioned problem of reduced junction breakdown voltage becomes even more obvious. It's starting to change.

したがつて、本発明の目的は以下の各項を実現
することにある。
Therefore, an object of the present invention is to realize the following items.

(1) 寄生チヤンネル防止領域の不純物濃度の高低
に関係なく高耐圧を維持できるMIS型トランジ
スタを得ること。
(1) To obtain an MIS type transistor that can maintain a high breakdown voltage regardless of the level of impurity concentration in the parasitic channel prevention region.

(2) より高使用電圧下で利用し得るMIS型トラン
ジスタを含む半導体装置を得ること。
(2) To obtain a semiconductor device including an MIS type transistor that can be used under higher operating voltage.

(3) 集積密度を向上し得る、高耐圧MIS型トラン
ジスタを含む半導体装置を得ること。
(3) To obtain a semiconductor device including a high-voltage MIS type transistor that can improve integration density.

(4) 要求される用途に対応して使い分けのできる
各種の高耐圧MIS型トランジスタを含む半導体
装置を得ること。
(4) To obtain a semiconductor device including various high-voltage MIS type transistors that can be used selectively depending on the required application.

(5) 高耐圧MIS型トランジスタとの特別な隔離手
段なしに通常耐圧(低耐圧)MIS型トランジス
タを一体形成し得る半導体装置を得ること。
(5) To obtain a semiconductor device in which a normal voltage (low voltage) MIS type transistor can be integrally formed without special isolation means from a high voltage MIS type transistor.

(6) 通常耐圧のMIS型トランジスタと高耐圧MIS
型トランジスタを同一半導体基板に容易に一体
化形成する製造方法を提供すること。
(6) Normal voltage MIS transistors and high voltage MIS
To provide a manufacturing method for easily integrating type transistors on the same semiconductor substrate.

これらの目的を達成するための本発明の構成
は、基本的には次の通りである。
The configuration of the present invention for achieving these objects is basically as follows.

1 半導体基板表面部にソース領域、ドレイン領
域、およびソース、ドレイン領域間のチヤンネ
ル領域上のゲート絶縁膜およびゲート絶縁膜上
のゲート電極によつて構成されるゲート部、か
ら成るMIS型トランジスタと、寄生チヤンネル
防止領域とが形成された半導体装置において、
上記ソース領域あるいはドレイン領域の少なく
とも一方の周辺を上記ゲート部またはゲート部
とその延長部によりとり囲むことにより、少な
くとも上記ゲート部またはその延長部の幅にほ
ぼ等しい距離だけ上記寄生チヤンネル防止領域
から離間させたことを特徴とする半導体装置。
1. A MIS transistor comprising a source region, a drain region, a gate insulating film on a channel region between the source and drain regions, and a gate electrode on the gate insulating film on the surface of a semiconductor substrate; In a semiconductor device in which a parasitic channel prevention region is formed,
The periphery of at least one of the source region or the drain region is surrounded by the gate portion or the gate portion and its extension, so that the source region or the drain region is separated from the parasitic channel prevention region by a distance substantially equal to the width of the gate portion or its extension. A semiconductor device characterized by:

2 半導体基板表面部にソース領域、ドレイン領
域、およびソース、ドレイン領域間のチヤンネ
ル領域上のゲート絶縁膜およびゲート絶縁膜上
のゲート電極によつて構成されるゲート部、か
ら成るMIS型トランジスタと、寄生チヤンネル
防止領域とが形成された半導体装置において、
上記ソース領域あるいはドレイン領域の少なく
とも一方の周辺を上記ゲート部またはゲート部
とその延長部によりとり囲むことにより、少な
くとも上記ゲート部またはその延長部の幅にほ
ぼ等しい距離だけ上記寄生チヤンネル防止領域
から離間させ、さらに別のMIS型トランジスタ
を上記半導体基板に形成し、両トランジスタを
電気的に接続したことを特徴とする半導体装
置。
2. A MIS transistor comprising a source region, a drain region, a gate insulating film on a channel region between the source and drain regions, and a gate electrode on the gate insulating film on the surface of a semiconductor substrate; In a semiconductor device in which a parasitic channel prevention region is formed,
The periphery of at least one of the source region or the drain region is surrounded by the gate portion or the gate portion and its extension, so that the source region or the drain region is separated from the parasitic channel prevention region by a distance substantially equal to the width of the gate portion or its extension. A semiconductor device, further comprising: further forming another MIS type transistor on the semiconductor substrate, and electrically connecting both transistors.

3 上記第2項記載の半導体装置において、前記
さらに別のMIS型トランジスタをデプレシヨン
形としたことを特徴とする半導体装置。
3. The semiconductor device according to item 2 above, wherein the further MIS type transistor is a depletion type transistor.

4 MIS型トランジスタを含む半導体装置の製造
方法において、 (a) 半導体基板の表面部に所定パターンで寄生
チヤンネル防止領域を形成する工程、 (b) 上記半導体基板上に上記寄生チヤンネル防
止領域のパターンとほぼ同一パターンでフイ
ールド絶縁膜を形成し、それにより高耐圧
MIS型トランジスタ形成領域と低耐圧MIS型
トランジスタ形成領域を規定する工程、 (c) 上記両MIS型トランジスタ形成領域内にフ
イールド絶縁膜よりも薄い絶縁層および電極
配線材料層を順次形成して積層構成体となす
工程、 (d) 上記高耐圧MIS型トランジスタ形成領域内
で、上記積層構成体によつて仕切られかつ少
なくとも一方がそれによつてとり囲まれたソ
ース、ドレイン領域形成予定部分を露出させ
る工程、 (e) 上記低耐圧MIS型トランジスタ形成領域内
で、上記積層構成体によつて仕切られたソー
ス、ドレイン形成予定部分を露出させる工
程、 (f) 上記各MIS型トランジスタのソース、ドレ
イン領域形成予定部分の上記半導体基板表面
部に不純物を導入して各MIS型トランジスタ
のソース、ドレイン領域を形成する工程、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方
法。
4. A method for manufacturing a semiconductor device including an MIS transistor, including (a) forming a parasitic channel prevention region in a predetermined pattern on the surface of a semiconductor substrate; (b) forming a pattern of the parasitic channel prevention region on the semiconductor substrate; Field insulation film is formed in almost the same pattern, thereby achieving high withstand voltage.
Step of defining an MIS type transistor formation region and a low breakdown voltage MIS type transistor formation region, (c) A laminated structure by sequentially forming an insulating layer and an electrode wiring material layer thinner than the field insulating film in both MIS type transistor formation regions. (d) a step of exposing, in the high-voltage MIS type transistor formation region, a portion where the source and drain regions are to be formed, partitioned by the laminated structure and surrounded by at least one side thereof; (e) exposing the portion where the source and drain are to be formed, which are partitioned by the laminated structure, in the low-voltage MIS transistor formation region; (f) forming the source and drain regions of each of the MIS transistors; A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the step of introducing impurities into a planned portion of the surface of the semiconductor substrate to form source and drain regions of each MIS type transistor.

以下、具体的な実施例に従つて本発明を説明す
る。上記した目的に含まれる更に具体的な目的、
ならびにそれを達成するための詳細な構成もそれ
らの実施例において明らかにされる。
The present invention will be described below with reference to specific examples. More specific purposes included in the above purposes,
As well as detailed configurations for achieving the same are also made clear in those examples.

第2図、aおよびbは本発明の基軸となる単一
構成の高耐圧MIS型トランジスタを示す平面図お
よび断面図である。
FIGS. 2A and 2B are a plan view and a cross-sectional view showing a high breakdown voltage MIS type transistor having a single configuration, which is the basis of the present invention.

フイールド絶縁膜12のパターンによつて規定
された境界21内の半導体基板11の表面部に、
MIS型トランジスタが形成されている。このMIS
型トランジスタは、P+型ソース、およびドレイ
ン領域13,14、ソース、ドレイン領域間のチ
ヤンネル領域上にあるゲート絶縁膜15、その上
のゲート電極16から成つており、17,18は
それぞれ層間絶縁膜19を介して設けられたソー
ス、ドレイン電極配線である。フイールド絶縁膜
12の下側には、半導体基板11より高不純物濃
度の寄生チヤンネル防止領域20が設けられてい
る(同図b)。
On the surface of the semiconductor substrate 11 within the boundary 21 defined by the pattern of the field insulating film 12,
A MIS type transistor is formed. This MIS
The type transistor consists of P + type source and drain regions 13 and 14, a gate insulating film 15 on the channel region between the source and drain regions, and a gate electrode 16 thereon, and 17 and 18 are interlayer insulating layers, respectively. These are source and drain electrode wirings provided through the film 19. A parasitic channel prevention region 20 having a higher impurity concentration than the semiconductor substrate 11 is provided below the field insulating film 12 (FIG. 2B).

ここで注目すべきは、同図aに示す如く、ゲー
ト電極配線22がソース、ドレイン領域13,1
4間のチヤンネル領域上のみならず、境界21か
ら素子形成領域内まで拡がり、ドレイン領域をと
り囲む如く延在する部分24をもつ点である。こ
の部分24は、ゲート絶縁膜15およびゲート電
極16によつて構成されるゲート部23から連続
する一体構成体であり、ゲート部23の延長部で
ある。
What should be noted here is that, as shown in FIG.
It has a portion 24 that extends not only over the channel region between the regions 4 and 4 but also extends from the boundary 21 into the element formation region and surrounds the drain region. This portion 24 is an integral structure continuous from the gate portion 23 constituted by the gate insulating film 15 and the gate electrode 16, and is an extension of the gate portion 23.

ここで、上記ゲート電極配線材料としてシリコ
ン等を用い、そのパターニングを行なつた後、ソ
ース、ドレイン領域を拡散等によつて、例えばセ
ルフアライン形成すると延長部24の直下にはド
レイン領域が存在しなくなるためドレイン領域1
4と寄生チヤンネル防止領域20との接触は皆無
となる。
Here, if silicon or the like is used as the gate electrode wiring material and patterned, the source and drain regions are formed, for example, in self-alignment, by diffusion or the like, so that the drain region exists directly below the extension portion 24. Drain region 1
4 and the parasitic channel prevention region 20 are completely eliminated.

したがつて、このような構造によればドレイン
領域14の周辺が寄生チヤンネル防止領域から離
間されるので、寄生チヤンネル防止領域20の不
純物濃度に関係なく高耐圧が得られる。
Therefore, with such a structure, the periphery of the drain region 14 is separated from the parasitic channel prevention region, so that a high breakdown voltage can be obtained regardless of the impurity concentration of the parasitic channel prevention region 20.

ドレイン領域14と寄生チヤンネル防止領域2
0との離間距離は、上記ゲート部23の延長部2
4直下部への両領域の横方向拡散がある場合には
多少短かくなる傾向をもつが、予想される横方向
拡散幅よりも延長部24の幅dを大として設計し
ておけばほぼこのdで規定される。
Drain region 14 and parasitic channel prevention region 2
0 is the extension part 2 of the gate part 23.
4. If there is lateral diffusion in both regions directly below the area, the width will tend to be somewhat shorter, but if the width d of the extension part 24 is designed to be larger than the expected lateral diffusion width, it will almost become shorter. d.

dの大きさは、ドレイン領域24に印加され得
る電圧の大きさに応じて空乏層の伸びを考慮して
設定することができる。
The magnitude of d can be set depending on the magnitude of the voltage that can be applied to the drain region 24, taking into consideration the extension of the depletion layer.

第2図においては、ドレイン領域14がゲート
部23およびその延長部24によつてとり囲まれ
る場合を示したが、ドレイン領域と寄生チヤンネ
ル防止領域から離間させるという考え方に基づく
と、ゲート部のみでドレイン領域をとり囲むよう
に構成してもよい。
Although FIG. 2 shows a case in which the drain region 14 is surrounded by the gate portion 23 and its extension portion 24, based on the concept of separating the drain region from the parasitic channel prevention region, it is possible to surround the drain region by only the gate portion. It may be configured to surround the drain region.

すなわち、後述する第5図のQ2のようにドレ
イン領域をゲート部でとり囲み、さらにゲート部
とソース領域でとり囲むような構造である。この
場合、ソース領域は寄生チヤンネル防止領域と接
触するが、一般にソース領域には高電圧が印加さ
れることが少ないので、耐圧低下を招来する恐れ
は少ない。
That is, it has a structure in which a drain region is surrounded by a gate part, and further surrounded by a gate part and a source region, as shown in Q2 in FIG. 5, which will be described later. In this case, the source region comes into contact with the parasitic channel prevention region, but since high voltage is generally not often applied to the source region, there is little risk of a drop in breakdown voltage.

ただし、MIS型トランジスタを両方向性で使用
したり、その他の場合でソース領域にも高耐圧が
要求されるときには上記した高耐圧比の手段がそ
のまま適用し得る。
However, when a MIS type transistor is used bidirectionally or in other cases where a high breakdown voltage is required also in the source region, the above-mentioned means for achieving a high breakdown voltage ratio can be applied as is.

ここで開示した構造のMIS型トランジスタの導
電形式は、基本的にはエンハンスメント形、デプ
レシヨン形いずれでもよい。ただし、図示の構造
においてデプレシヨン形をとる場合には、ソー
ス、ドレイン領域13,14間の半導体基板11
表面部にデプレシヨンチヤンネル領域を形成する
段階で延長部24直下の半導体基板表面部への不
純ドーピングが行なわれないようにする必要があ
る。なお、第2図ではフイールド絶縁膜12が半
導体基板11中に部分的に埋め込まれている形で
示したが、上述したことからも明らかなように本
発明の必須要件ではなく、他に平坦な半導体基板
上に形成したものであつてもよいことは言うまで
もない。
The conduction type of the MIS type transistor having the structure disclosed herein may basically be either an enhancement type or a depletion type. However, when the structure shown in the figure takes a depletion type, the semiconductor substrate 11 between the source and drain regions 13 and 14
At the stage of forming the depletion channel region on the surface, it is necessary to prevent impurity doping into the surface of the semiconductor substrate immediately below the extension 24. Although the field insulating film 12 is shown partially embedded in the semiconductor substrate 11 in FIG. 2, as is clear from the above, this is not an essential requirement of the present invention, and other flat materials may be used. Needless to say, it may be formed on a semiconductor substrate.

第3図aおよびbは、第2図に関して説明した
高耐圧MIS型トランジスタを他のMIS型トランジ
スタと接続し、以つて両トランジスタを単一の
MIS型トランジスタとして見た場合の高耐圧化を
図る構造を示している。
Figures 3a and 3b show that the high-voltage MIS transistor described in connection with Figure 2 is connected to another MIS transistor, and both transistors are combined into a single transistor.
It shows a structure that aims to achieve high voltage resistance when viewed as an MIS type transistor.

この例では、N-型半導体基板31表面部に形
成されたフイールド絶縁膜32の境界42および
43内の素子形成領域にそれぞれ、MIS型トラン
ジスタQ1およびQ2,Q3が形成されている。Q1
よびQ2は高耐圧部分を形成し、Q3は通常耐圧
(低耐圧)部分を構成する。
In this example, MIS type transistors Q 1 , Q 2 , and Q 3 are formed in element formation regions within boundaries 42 and 43 of field insulating film 32 formed on the surface of N - type semiconductor substrate 31, respectively. Q 1 and Q 2 form the high-voltage section, and Q 3 forms the normal-voltage (low-voltage) section.

同図aから明らかなように、ゲート電極配線4
4は、Q1のゲート部45、Q2のゲート部46を
有しており、さらにゲート部46の延長部47へ
連続している。
As is clear from figure a, the gate electrode wiring 4
4 has a gate portion 45 of Q 1 and a gate portion 46 of Q 2 , and is further continuous to an extension portion 47 of the gate portion 46.

この延長部47は第2図と同様境界42の内側
の素子形成領域まで拡がるように形成されてい
る。
This extension 47 is formed so as to extend to the element formation region inside the boundary 42, as in FIG.

また同図bは、Q1がソース領域33、ドレイ
ン領域34、ゲート絶縁膜36およびゲート電極
37によつて構成され、Q2がソース領域34
(この領域はQ1のドレイン領域でもあり、Q1,Q2
間の中間領域である)、ドレイン領域35、Q1
ゲート部と同一構成のゲート絶縁膜36およびゲ
ート電極37によつて構成され、ドレイン電極配
線39が層間絶縁膜40を介して引き出されるこ
とを示している。ソース電極配線は、同図aのよ
うにソース領域33にやはり層間絶縁膜40を介
して接続されている。
In addition, in FIG .
(This region is also the drain region of Q 1 , and Q 1 , Q 2
), the drain region 35, and the gate insulating film 36 and gate electrode 37 having the same structure as the gate part of Q1 , and the drain electrode wiring 39 is drawn out through the interlayer insulating film 40. It shows. The source electrode wiring is also connected to the source region 33 via an interlayer insulating film 40, as shown in FIG.

上記素子領域33,34、および35はゲート
部45,46および延長部47に対してセルフア
ライン的に形成される。
The device regions 33, 34, and 35 are formed in self-alignment with respect to the gate portions 45, 46 and the extension portion 47.

この構造によれば、高電圧が印加されるドレイ
ン領域35の周辺部が寄生チヤンネル防止領域4
1と全く接触しないので第2図について説明した
と同様高耐圧が得られ、MIS型トランジスタQ1
Q2全体としての耐圧を高くすることができる。
According to this structure, the peripheral part of the drain region 35 to which a high voltage is applied is the parasitic channel prevention region 4.
Since there is no contact with Q 1 at all, a high withstand voltage can be obtained as explained with reference to FIG.
Q 2The overall withstand voltage can be increased.

この構造の等価回路を第6図aに示す。同図に
よればMIS型トランジスタQ1,Q2がゲート共通
で接続され、Q1のソース側が基準電位GNDに接
続されている。これらのトランジスタ構成を用い
て論理回路等を構成する場合には、Q2のドレイ
ン側に負荷用MIS型トランジスタを接続して、そ
れを電源電位等の高電位点に接続する。これによ
りQ1とQ2とはインバータ回路のドライバートラ
ンジスタとして動作する。
An equivalent circuit of this structure is shown in FIG. 6a. According to the figure, MIS type transistors Q 1 and Q 2 have their gates connected in common, and the source side of Q 1 is connected to the reference potential GND. When configuring a logic circuit or the like using these transistor configurations, a load MIS type transistor is connected to the drain side of Q2 , and it is connected to a high potential point such as a power supply potential. As a result, Q 1 and Q 2 operate as driver transistors of the inverter circuit.

この構成の場合には、Q2をデプレシヨン形と
するとより高耐圧が得られる。その理由はデプレ
シヨン形の場合には予めチヤンネル領域が形成さ
れているのでドレイン領域35に高電圧が印加さ
れた場合のドレイン領域35からの空乏層の伸び
を助長することができるとともに、導通状態での
チヤンネル領域における抵抗成分による電圧降下
により、中間領域34に印加される電圧をある程
度下げることができるからである。
In this configuration, a higher withstand voltage can be obtained if Q 2 is a depletion type. The reason for this is that in the case of the depletion type, since a channel region is formed in advance, it is possible to promote the extension of the depletion layer from the drain region 35 when a high voltage is applied to the drain region 35, and to keep the channel region in a conductive state. This is because the voltage applied to the intermediate region 34 can be lowered to some extent due to the voltage drop due to the resistance component in the channel region.

第3図ではQ1,Q2を同一の素子形成領域内に
共存させたが、設計上は、それぞれのトランジス
タを別個の素子形成領域内に形成して必要な電気
的接続を行なうようにしてもよい。
In Figure 3, Q 1 and Q 2 are made to coexist in the same element formation area, but in terms of design, each transistor is formed in a separate element formation area and the necessary electrical connections are made. Good too.

第4図は本発明のさらに他の実施例であり、第
3図と共通する部分には同一符号を付してある。
FIG. 4 shows still another embodiment of the present invention, in which parts common to those in FIG. 3 are given the same reference numerals.

この構造が、第3図の構造と基本的に異なるの
は、Q2のゲート部48およびその延長部49が
Q1ゲート部45およびその電極配線44から独
立しドレイン領域35と接続している点である。
ゲート部48が部分的に素子形成領域内側にとど
まる如く図示されているが、その拡がりはフイー
ルド絶縁膜32上まで到達していてもよく、本質
的事項ではない。Q1とQ2の合成特性としてドレ
イン電流IDを低下させたくない用途のために
は、ゲート部48を後述の第5図aの如く、境界
42内にのみ形成することが望ましい。
This structure is basically different from the structure shown in FIG. 3 because the gate part 48 of Q2 and its extension part 49 are
Q 1 is independent from the gate portion 45 and its electrode wiring 44 and is connected to the drain region 35 .
Although the gate portion 48 is illustrated as partially staying inside the element formation region, its expansion may reach the top of the field insulating film 32, and this is not an essential matter. For applications in which it is desired not to reduce the drain current I D as a composite characteristic of Q 1 and Q 2 , it is desirable to form the gate portion 48 only within the boundary 42 as shown in FIG. 5a, which will be described later.

この構造の等価回路は第6図bの如くであり、
Q1とQ2の接続に更に負荷用としてQLを接続して
もよいし、Q2がエンハンスメント形の場合には
LなしにQ2自身を負荷用として用いることも可
能である。
The equivalent circuit of this structure is as shown in Figure 6b,
Q L may be further connected to the connection between Q 1 and Q 2 as a load, or if Q 2 is an enhancement type, Q 2 itself can be used as a load without Q L.

ここで、Q2をエンハンスメント形MIS型トラン
ジスタとして形成した場合についてみてみると、
ドレイン領域35の周辺部が寄生チヤンネル防止
領域41と接触しないので、これに相当して高耐
圧が得られる。これに加えてQ1が非導通また
は非導通になろうとするときには、Q2のソース
領域34の電位が上昇することによりQ2の見か
け上のスレシヨルド電圧はその逆バイアス分に応
じて真のスレシヨルド電圧より高くなるから、結
果として中間領域34に現われる電位はドレイン
領域35に印加される電圧よりも上記見かけ上の
スレシヨルド電圧だけ低い値となること、および
Q2のチヤンネル領域での抵抗成分による電圧
降下が生じることより、中間領域34に印加され
る電圧をドレイン領域35に印加される値より相
当程度小さくすることができることから、より高
い使用電圧(電源電圧)での利用が可能となる。
Now, let's look at the case where Q 2 is formed as an enhancement MIS type transistor.
Since the peripheral portion of the drain region 35 does not come into contact with the parasitic channel prevention region 41, a correspondingly high breakdown voltage can be obtained. In addition, when Q 1 is non-conducting or about to become non-conducting, the potential of the source region 34 of Q 2 rises, causing the apparent threshold voltage of Q 2 to drop to the true threshold according to its reverse bias. As a result, the potential appearing in the intermediate region 34 is lower than the voltage applied to the drain region 35 by the above-mentioned apparent threshold voltage, and
Since a voltage drop occurs due to the resistance component in the channel region of Q 2 , the voltage applied to the intermediate region 34 can be made considerably smaller than the value applied to the drain region 35. voltage).

ただ、Q1およびQ2を一体化した単一のトラン
ジスタとして使用する場合、すなわち、第6図b
のQ2とQL間から出力を取り出す場合には、Q1
Q2の合成のドレイン電流−ドレイン電圧(ID
D)特性曲線がQ2のスレシヨルド電圧分だけシ
フトするため低出力レベルの電圧値が高めにな
り、ノイズマージンが小さくなるので、用途に応
じて選択使用することが望ましい。
However, when Q 1 and Q 2 are integrated into a single transistor,
When extracting the output from between Q 2 and Q L of
Combined drain current − drain voltage (I D
Since the V D ) characteristic curve shifts by the threshold voltage of Q 2 , the voltage value at the low output level becomes higher and the noise margin becomes smaller, so it is desirable to use it selectively depending on the application.

また、Q2をデプレシヨン形として形成した場
合には、第3図で説明したと同様の理由で高耐圧
が得られる。
Further, when Q 2 is formed as a depletion type, a high breakdown voltage can be obtained for the same reason as explained in FIG. 3.

Q2がデプレシヨン形の場合には上記のエンハ
ンスメント形のようなID−VD特性のシフトが起
こらないので、抽力振幅の減少は生じないから、
ノイズマージンを大きくとる必要のある用途に適
している。
When Q 2 is of the depletion type, there is no shift in the I D -V D characteristic as in the enhancement type described above, so there is no decrease in the extraction force amplitude.
Suitable for applications that require a large noise margin.

第4図のような、MIS型トランジスタQ2を複数
個接続することも可能で、この場合にはより高耐
圧の半導体装置が得られる。
It is also possible to connect a plurality of MIS type transistors Q2 as shown in FIG. 4, and in this case, a semiconductor device with higher breakdown voltage can be obtained.

この実施例ではドレイン電極配線39の取出し
を延長部49にまたがつて行なえるので、精密な
マスク合せなしに電極取出しができる利点があ
る。
In this embodiment, since the drain electrode wiring 39 can be taken out across the extension part 49, there is an advantage that the electrode can be taken out without precise mask alignment.

第4図の実施例の変形として、第6図cのよう
にQ2のゲートを負荷用トランジスタQLを介さず
直接電源電圧VDもしくは他の適当な高電位点に
接続することも可能である。この場合にはQ2
エンハンスメント形で形成でき、而も上述のID
−VD特性のシフトをなくすこともできる。
As a modification of the embodiment shown in FIG. 4, it is also possible to connect the gate of Q 2 directly to the power supply voltage V D or another suitable high potential point without passing through the load transistor Q L , as shown in FIG. 6 c. be. In this case, Q 2 can be formed in the enhancement form, and also the above I D
It is also possible to eliminate shifts in the −V D characteristics.

第5図は、Q2をデプレシヨン形として形成し
て好適な構造例である。Q2のゲート部48のゲ
ード電極は、そのソース領域34に接続されてい
る。
FIG. 5 shows a suitable structural example in which Q 2 is formed as a depletion type. The gate electrode of the gate portion 48 of Q 2 is connected to its source region 34 .

このような構成により、Q2のドレイン領域3
5に関してはその周辺部が寄生チヤンネル防止領
域41から完全に離間していることに加えて、ソ
ース領域34の電位がゲート部48に印加される
ことによりドレイン領域35からの空乏層の伸び
が助長されるため耐圧の向上が著しい。
With this configuration, the drain region 3 of Q2
Regarding No. 5, in addition to the fact that its peripheral portion is completely separated from the parasitic channel prevention region 41, the potential of the source region 34 is applied to the gate portion 48, which facilitates the extension of the depletion layer from the drain region 35. Because of this, the withstand voltage is significantly improved.

また、ソース領域34の電位が上昇してゆくと
基板バイアス効果によりQ2がピンチオフ状態に
追い込まれるため、ソース領域34の電位はピン
チオフ時の電位にクランプされる。
Further, as the potential of the source region 34 increases, the substrate bias effect forces Q 2 into a pinch-off state, so the potential of the source region 34 is clamped to the potential at the pinch-off state.

したがつて、ドレイン領域35の耐圧以下の範
囲のいかなる電圧がドレイン領域に印加されても
ソース電位は常にピンチオフ時の電流を保つか
ら、このピンチオフ時の電圧がソース領域34の
耐圧より小さいという関係を維持することによ
り、より高い電源電圧下での使用に耐えることが
できる。
Therefore, even if any voltage in the range below the withstand voltage of the drain region 35 is applied to the drain region, the source potential always maintains the current at the pinch-off time, so there is a relationship that the voltage at the pinch-off time is smaller than the withstand voltage of the source region 34. By maintaining , it can withstand use under higher power supply voltage.

上記の関係を維持するには、Q2の真のスレシ
ヨルド電圧Vthiと基板バイアス効果によるスレシ
ヨルド電圧増加分△Vthとを互いに打消し合う
(Vthi−△Vth=0)ようにすればよい(このこ
とは、一般に知られている基板バイアス効果によ
る見かけ上のスレシヨルド電圧の算出式と、ドレ
イン電流−コンダクタンス−スレシヨルド電圧等
の関係式とから導かれる)。
In order to maintain the above relationship, the true threshold voltage V thi of Q 2 and the threshold voltage increase △V th due to the body bias effect should cancel each other out (V thi - △V th = 0). (This is derived from the generally known formula for calculating the apparent threshold voltage due to the substrate bias effect and the relational formula for drain current-conductance-threshold voltage, etc.).

ここで△Vthは基板効果係数K(ゲート絶縁膜
厚、半導体基板の不純物濃度等によつて定まる)
とピンチオフ時の電圧の関数であるから、ソース
領域34の耐圧以下のピンチオフ時の電圧を設定
しておけば△Vthi−△Vth=0はVthiそのものの
値とKの値の相互間の調整において達成されるこ
とになる。
Here, △V th is the substrate effect coefficient K (determined by the gate insulating film thickness, impurity concentration of the semiconductor substrate, etc.)
Since this is a function of the pinch-off voltage, if the pinch-off voltage is set to be less than the withstand voltage of the source region 34, △V thi - △V th = 0 is a function between the value of V thi itself and the value of K. This will be achieved through the coordination of

K値の調整はデバイス設計全般に与える影響が
大きいので、現実的にはイオン打込み等によるK
値とは独立した△Vthi制御の方が容易に選べる手
段と考えられる。
Adjusting the K value has a large impact on overall device design, so in reality, adjusting the K value by ion implantation, etc.
ΔV thi control, which is independent of the value, is considered to be an easier method to select.

ただし、Vthiを小さくすると通常の動作状態で
はドレイン電流値が低下するので、その低下の度
合が問題になる場合には、第5図aに示す如く、
Q2のゲート部48に境界42の内側に完全にお
さまるように形成すればよい。これにより、コン
ダクタンスβが大きくできるからである。
However, if V thi is decreased, the drain current value decreases under normal operating conditions, so if the degree of decrease becomes a problem, as shown in Figure 5a,
It is sufficient to form the gate portion 48 of Q 2 so as to fit completely inside the boundary 42 . This is because the conductance β can be increased.

この構造の等価回路は第6図dの如くであり、
Q2を負荷用として兼用してもよいし、さらに別
のMIS型トランジスタQLを負荷用として接続し
てもよい。
The equivalent circuit of this structure is as shown in Figure 6d,
Q 2 may also be used as a load, or another MIS type transistor Q L may be connected as a load.

また、Q1とQ2とを別個の素子形成領域に形成
して電気的に接続することによつて第6図dのよ
うな構成とすることも可能である。
Further, by forming Q 1 and Q 2 in separate element forming regions and electrically connecting them, it is also possible to obtain a structure as shown in FIG. 6d.

さらに、高電源電圧を使用してなおかつ高出力
電圧を得ることのできる高耐圧MIS型トランジス
タ構成を実現させたい場合には、第6図dにおけ
るQLを本発明のような高耐圧構造にし、そのゲ
ート電極をQLのドレイン領域側すなわち電源電
圧VD側に接続してQ2とQLの間で出力を取出す
ようにすればよい。
Furthermore, if it is desired to realize a high-voltage MIS type transistor configuration that can obtain a high output voltage while using a high power supply voltage, Q L in FIG. The gate electrode may be connected to the drain region side of Q L , that is, to the power supply voltage V D side, so that the output can be taken out between Q 2 and Q L.

このときの出力電圧は、電源電圧VDとQLの見
かけ上のスレシヨルド電圧との差電圧となる。こ
の見かけ上のスレシヨルド電圧の大きさは前述し
たようにQLの真のスレシヨルド電圧Vthiと基板
バイアス効果によるスレシヨルド電圧変化分△V
thとの関係で定まるが、K値が0.5程度、|Vthi
が2V程度のときには電源電圧の10%以内とする
ことが可能である。このような電圧降下の範囲で
使用できるMIS型トランジスタとしてはエンハン
スメント形、デプレシヨン形のいずれも可能であ
り、特にデプレシヨン形の場合は見かけ上のスレ
シヨルド電圧を小さくできるのでより有利であ
る。
The output voltage at this time is the difference voltage between the power supply voltage V D and the apparent threshold voltage of Q L. As mentioned above, the magnitude of this apparent threshold voltage is determined by the true threshold voltage V thi of Q L and the threshold voltage change △V due to the body bias effect.
It is determined by the relationship with th , but when the K value is about 0.5, |V thi |
When is about 2V, it is possible to keep it within 10% of the power supply voltage. MIS type transistors that can be used in such a voltage drop range can be either enhancement type or depletion type, and depletion type is particularly advantageous because it can reduce the apparent threshold voltage.

以上説明したように本発明によればその種々の
構成により優れた耐圧の半導体装置が得られる。
As explained above, according to the present invention, a semiconductor device with excellent breakdown voltage can be obtained through various configurations thereof.

例えば、第5図のように構成した高耐圧MIS型
トランジスタでは、ゲート酸化膜厚tpx=1000
Å、フイールド酸化膜厚Tpx=1.2μ、半導体基
板の不純物濃度CB=1×1015原子/cm2、ソー
ス、ドレイン領域の不純物濃度NA=〜1×1020
原子/cm2、フイールド部の寄生チヤンネル防止領
域の不純物濃度NF=〜3×1016原子/cm3(リン
のイオン打込み6×1012原子/cm3)Q2のVthi=2V
として作つたところ、フイールド部のスレシヨル
ド電圧VthF=50V、ドレイン領域耐圧BVD
50V、ソース領域耐圧BVS≒20V、|ソース領域
電位|16Vの特性が得られ、最高50Vまでの高
電源電圧での使用が可能であることが確められ
た。
For example, in a high voltage MIS transistor configured as shown in FIG. 5, the gate oxide film thickness t px = 1000
Å, field oxide film thickness T px = 1.2 μ, impurity concentration of semiconductor substrate C B = 1×10 15 atoms/cm 2 , impurity concentration of source and drain regions N A = ~1×10 20
atoms/cm 2 , impurity concentration in the parasitic channel prevention region of the field portion N F = ~3×10 16 atoms/cm 3 (phosphorus ion implantation 6×10 12 atoms/cm 3 ) V thi of Q 2 = 2V
As a result, the threshold voltage of the field section V thF = 50V, and the drain region breakdown voltage B VD =
Characteristics of 50V, source region breakdown voltage B VS ≒20V, |source region potential | 16V were obtained, confirming that it can be used at high power supply voltages up to 50V.

これに対し、同一条件で作つたこのような構成
による対策を全く行なわないMIS型トランジスタ
では、使用可能な電源電圧は最高値でも25V程度
であつた(VthF=BVD=BVS=25V)。
On the other hand, for MIS transistors made under the same conditions and without any countermeasures, the maximum usable power supply voltage was about 25V (V thF = B VD = B VS = 25 V). .

このように本発明の構成によるMIS型トランジ
スタはそれを実施しないものに比べてその特性が
著しく改善されている。
As described above, the characteristics of the MIS type transistor according to the configuration of the present invention are significantly improved compared to those without the configuration.

また、前記MIS型トランジスタQ2を複数個接続
することによつてより高耐圧の半導体装置を得る
ことができる。
Further, by connecting a plurality of MIS type transistors Q2 , a semiconductor device with higher breakdown voltage can be obtained.

さらに、本発明ではMIS型トランジスタの耐圧
を寄生チヤンネル防止領域の不純物濃度の高低に
関係なく設定できるため、その不純物濃度を増加
してフイールド絶縁膜の占有面積を縮少すること
も可能であり、さらにフイールド絶縁膜自体の厚
さを薄くして微細加工を可能ならしめるので、高
集積度の半導体装置を実現できる。
Furthermore, in the present invention, the breakdown voltage of the MIS transistor can be set regardless of the impurity concentration in the parasitic channel prevention region, so it is also possible to increase the impurity concentration and reduce the area occupied by the field insulating film. Furthermore, since the thickness of the field insulating film itself can be reduced to enable microfabrication, a highly integrated semiconductor device can be realized.

第7図に第5図の半導体装置を得るための製造
方法の一例を工程順に示す。
FIG. 7 shows an example of a manufacturing method for obtaining the semiconductor device shown in FIG. 5 in order of steps.

(a) (100)面の比抵抗5〜8Ω−cmのN-型半導
体基板71表面に厚さ800Åの熱酸化膜
(SiO2)72を形成し、このSiO2膜72上に厚
さ1400Åのナイトライド膜(SiN)73を形成
する。そしてこのSiN膜73上に厚さ8500Åの
ホトレジスト膜74を形成し、このホトレジス
ト膜を選択的に露光、エツチングする。このホ
トレジスト膜74をマスクとしてSiN膜73お
よびSiO2膜72を選択的にエツチング処理
し、寄生チヤンネル防止領域形成用窓あけを行
なう。この状態で露出した半導体基板71表面
にリンイオンを2〜5×1012原子/cm2程度打込
み寄生チヤンネル防止領域75を形成する。こ
の寄生チヤンネル防止領域は後の工程で形成さ
れるドレイン領域と接触することがないので、
ここでイオン打込み濃度はフイールド部の所望
スレシヨルド電圧の大きさに応じて任意に増加
し得る。
(a) A thermal oxide film (SiO 2 ) 72 with a thickness of 800 Å is formed on the surface of an N - type semiconductor substrate 71 with a specific resistance of 5 to 8 Ω-cm on the (100) plane, and a 1400 Å thick thermal oxide film (SiO 2 ) 72 is formed on this SiO 2 film 72. A nitride film (SiN) 73 is formed. Then, a photoresist film 74 with a thickness of 8500 Å is formed on this SiN film 73, and this photoresist film is selectively exposed and etched. Using this photoresist film 74 as a mask, the SiN film 73 and the SiO 2 film 72 are selectively etched to form a window for forming a parasitic channel prevention region. In this state, phosphorus ions are implanted into the exposed surface of the semiconductor substrate 71 in an amount of about 2 to 5×10 12 atoms/cm 2 to form a parasitic channel prevention region 75 . This parasitic channel prevention region does not come into contact with the drain region that will be formed in a later step.
Here, the ion implantation concentration can be increased arbitrarily depending on the magnitude of the desired threshold voltage of the field portion.

(b) ホトレジスト膜74を除去し、SiO2膜72
およびSiN膜73をマスクとして半導体基板7
1の露出表面を選択酸化する。この選択酸化は
酸素と水蒸気の混合雰囲気中で温度1000℃、6
〜7時間程度行なわれる。この結果厚さ約1.2
μの厚い埋込み酸化膜(SiO2膜)76が形成
される。またこのSiO2膜76の直下には不純
物濃度1016〜1017原子/cm3程度の寄生チヤンネ
ル防止領域75が存在する。この寄生チヤンネ
ル防止領域およびSiO2膜76は同一のマスク
でセルフアライン形成されることになる。
(b) Remove the photoresist film 74 and remove the SiO 2 film 72.
and the semiconductor substrate 7 using the SiN film 73 as a mask.
The exposed surface of No. 1 is selectively oxidized. This selective oxidation is carried out at a temperature of 1000℃ in a mixed atmosphere of oxygen and water vapor.
It lasts about 7 hours. This results in a thickness of approximately 1.2
A thick buried oxide film (SiO 2 film) 76 of μ is formed. Further, a parasitic channel prevention region 75 with an impurity concentration of about 10 16 to 10 17 atoms/cm 3 exists directly below this SiO 2 film 76 . This parasitic channel prevention region and the SiO 2 film 76 are self-aligned and formed using the same mask.

(c) SiN膜73をエツチング除去し、SiO2膜72
は残しくおく。このSiO2膜72は後にその一
部をゲート酸化膜として利用するためのもので
ある。あるいは一坦SiO2膜72を除去し、新
たに清浄な酸化膜(SiO2膜)を形成してもよ
い。
(c) Etching and removing the SiN film 73 and removing the SiO 2 film 72
I'll leave it there. A portion of this SiO 2 film 72 is to be used later as a gate oxide film. Alternatively, the flat SiO 2 film 72 may be removed and a new clean oxide film (SiO 2 film) formed.

半導体基板71上全面に600℃、窒素とシラ
ン(SiH4)の混合雰囲気中で厚さ3500Åの多結
晶シリコン層77を形成する。
A polycrystalline silicon layer 77 with a thickness of 3500 Å is formed over the entire surface of the semiconductor substrate 71 at 600° C. in a mixed atmosphere of nitrogen and silane (SiH 4 ).

(d) この多結晶層77をホトレジスト層をマスク
として選択的にエツチングし、次いで多結晶層
をマスクとしてSiO2膜72をエツチング除去
する。この時のパターンはゲート絶縁膜78と
ゲート電極79,80と81,82と83がそ
れぞれ独立したゲート部を構成するように、ま
た、高耐圧部のドレイン形成予定領域をゲート
絶縁膜80およびゲート電極81から成るゲー
ト部がとり囲むように形成される。
(d) This polycrystalline layer 77 is selectively etched using the photoresist layer as a mask, and then the SiO 2 film 72 is removed by etching using the polycrystalline layer as a mask. The pattern at this time is such that the gate insulating film 78 and the gate electrodes 79, 80 and 81, 82 and 83 constitute independent gate parts, and the gate insulating film 80 and gate A gate portion consisting of an electrode 81 is formed to surround it.

その後、各ゲート部とSiO2膜76をマスク
としてN-型半導体基板71内に不純物濃度1020
原子/cm3となるようにP型不純物のボロンを温
度1000℃、30分程度で拡散し、高耐圧部および
通常耐圧(低耐圧)部を構成するMIS型トラン
ジスタのソース、ドレイン領域84,85,8
6,87および88を同時にセルフアライン形
成する。
After that, using each gate portion and the SiO 2 film 76 as a mask, an impurity concentration of 10 20 is added into the N - type semiconductor substrate 71.
Boron, a P-type impurity, is diffused at a temperature of 1000°C for about 30 minutes to a concentration of atoms/cm 3 to form the source and drain regions 84 and 85 of MIS transistors that constitute the high breakdown voltage section and the normal breakdown voltage (low breakdown voltage) section. ,8
6, 87 and 88 are simultaneously formed in self-alignment.

この時、各ゲート電極79,81および83
にもP型不純物が高濃度にドープされるので低
抵抗となり、電極配線として用い得る。
At this time, each gate electrode 79, 81 and 83
Since it is also heavily doped with P-type impurities, it has low resistance and can be used as electrode wiring.

(e) 半導体基板71上全面に層間絶縁膜(フオス
フオシリケートガラス:PSG)84を7000Å程
度の厚さで形成し、ホトレジスト層をマスクと
して各MIS型トランジスタのソース、ドレイン
領域の一部を露出する窓あけを行ない、これら
の窓を通して各領域に接続する電極配線層(ア
ルミニウム層)を形成して最終的に第5図のよ
うな半導体装置を得る。
(e) An interlayer insulating film (phosphorus silicate glass: PSG) 84 with a thickness of approximately 7000 Å is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 71, and a portion of the source and drain regions of each MIS transistor is exposed using the photoresist layer as a mask. Then, electrode wiring layers (aluminum layers) connected to each region are formed through these windows, and finally a semiconductor device as shown in FIG. 5 is obtained.

以上より明らかな如く、本発明の製法によれば
新たな付加工程なしに完全に両立する工程で、高
耐圧MIS型トランジスタと通常耐圧のMIS型トラ
ンジスタとを同一半導体基板に一体化形成するこ
とができる。
As is clear from the above, according to the manufacturing method of the present invention, a high voltage MIS transistor and a normal voltage MIS transistor can be integrally formed on the same semiconductor substrate in a completely compatible process without any additional process. can.

また、寄生チヤンネル防止領域と埋込みSiO2
膜、ゲート部とソース、ドレイン領域が相互にセ
ルフアラインで形成されるので、マスクキング、
エツチング等の繰返しが不要となり、工程数の削
減と併せ、高集積度をも実現し得る。
Also, parasitic channel prevention area and embedded SiO2
Since the film, gate region, source and drain regions are formed in self-alignment with each other, masking and
There is no need to repeat etching, etc., and in addition to reducing the number of steps, it is possible to achieve a high degree of integration.

さらに、寄生チヤンネル防止領域形成の不純物
濃度の制御を任意に行なえるから、濃度の増加に
相応した微細化が達成されるのでより高集積度化
が促進される。
Furthermore, since the impurity concentration for forming the parasitic channel prevention region can be controlled arbitrarily, miniaturization corresponding to an increase in concentration can be achieved, thereby promoting higher integration.

このように、本発明の製法は工程の簡素化に適
合したプロセスであり、歩留り向上、集積度向
上、コスト低減等の面で工業的価値の大きいもの
である。
As described above, the manufacturing method of the present invention is a process that is suitable for process simplification, and has great industrial value in terms of yield improvement, integration degree improvement, cost reduction, etc.

本発明は、例えば第8図に示すような通常耐圧
回路部からの出力信号を高電圧電源下で出力する
ような場合に応用し得るが、先にも述べたよう
に、高耐圧とフイールド部のスレシヨルド電圧の
大きさを独立して上昇させることができるので、
同一半導体基板内に集積化した場合にも、フイー
ルド部のスレシヨルド電圧を高く設定しておけば
異なる耐圧の回路部のMIS型トランジスタ同士を
近接配置することが可能である。
The present invention can be applied, for example, to a case where an output signal from a normal withstand voltage circuit section as shown in FIG. 8 is outputted under a high voltage power supply. Since the magnitude of the threshold voltage of can be increased independently,
Even when integrated on the same semiconductor substrate, if the threshold voltage of the field section is set high, it is possible to arrange MIS type transistors in circuit sections with different withstand voltages close to each other.

さらに、通常耐圧回路部のMIS型トランジスタ
にも本発明のような高耐圧化構造を適用すれば、
高耐圧回路部と通常耐圧回路部との隔離手段、な
いしは通常耐圧回路部の保護手段なしに集積化で
きる。
Furthermore, if the high voltage structure of the present invention is applied to the MIS type transistor in the normal voltage circuit section,
Integration is possible without means for isolating the high voltage circuit section and the normal voltage circuit section or for protecting the normal voltage circuit section.

これらは総じて、両耐圧回路部を構成するMIS
型トランジスタを高集積度に一体化形成できるこ
とを示している。
These are the MIS components that make up both voltage-resistant circuits.
This shows that it is possible to integrate and form transistors with a high degree of integration.

さらにまた、後者の場合には、通常耐圧回路
部、高耐圧回路部でのそれぞれ異なる電圧の電源
D,VHの使用が単電源に統一できるという利点
も含まれる。
Furthermore, the latter case also has the advantage that the power supplies V D and V H of different voltages in the normal voltage circuit section and the high voltage circuit section can be unified into a single power source.

第8図のような回路において、デプレシヨン形
MIS型トランジスタを用いて好適な例として説明
した第5図のような高耐圧化構造を適用した場合
には、通常耐圧回路部においては高電源電圧使用
の下でも構成トランジスタの耐圧に全く影響をお
よぼすことのない低電圧駆動を確実にし、また高
耐圧回路部においては使用電源電圧にほぼ近似し
た高電圧出力動作を保証するので、実用上高耐圧
化の広範な要求に応えることができる。
In a circuit like the one shown in Figure 8, the depletion type
When applying a high breakdown voltage structure as shown in Fig. 5, which is explained as a preferred example using MIS transistors, the breakdown voltage of the constituent transistors is not affected at all even when a high power supply voltage is used in the normal breakdown circuit section. It ensures low-voltage drive without any voltage disturbance, and also guarantees high-voltage output operation approximately close to the power supply voltage used in the high-voltage circuit section, so it can meet the wide-ranging demands for higher voltage resistance in practice.

本発明の各実施例ではPチヤンネル形のMIS型
トランジスタを用いて説明を行なつたが、Nチヤ
ンネル形のMIS型トランジスタさらにはCMOSに
おける両タイプのMIS型トランジスタにも同様に
適用し得る。
Although each embodiment of the present invention has been described using a P-channel MIS transistor, the present invention can be similarly applied to an N-channel MIS transistor or both types of CMOS MIS transistors.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はMIS型トランジスタを含む半導体装置
の断面図、第2図a及びbは夫々本発明のMIS型
トランジスタを示す平面図および断面図、第3図
a,b、第4図a,b及び第5図a,bは各々本
発明のMIS型トランジスタを含む半導体装置の実
施例を示す図であり各aは平面図であり各bは断
面図である。第6図a,b,c,dはMIS型トラ
ンジスタの回路図、第7図a,b,c,d,eは
本発明のMIS型トランジスタを含む半導体装置の
製造方法の一実施例を示す工程毎の断面図、第8
図は本発明が適用され得る一例としての集積化さ
れた半導体装置の回路図である。 1,11,31,71……N-型半導体基板、
2,12,32,76……フイールド絶縁膜、
3,20,41,75……N型寄生チヤンネル防
止領域、4,5,Q1,Q2,Q3,QL……MIS型ト
ランジスタ、6,7,8,9,13,14,3
3,34,35,84,85,86,87,88
……P+型ソース、ドレイン領域、17,18,
38,39……ソース、ドレイン電極配線、1
9,40,89……層間絶縁膜、15,36,7
8,80,82……ゲート絶縁膜、16,37,
79,81,83……ゲート電極、22,44…
…ゲート電極配線、23,45,46,48……
ゲート部、24,47,49……ゲート部の延長
部、21,42,43……境界、72……SiO2
膜、73……SiN膜、74……ホトレジスト膜。
FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor device including an MIS transistor, FIGS. 2 a and b are a plan view and a sectional view, respectively, of the MIS transistor of the present invention, FIGS. 3 a, b, and 4 a, b. 5a and 5b are diagrams each showing an embodiment of a semiconductor device including an MIS type transistor of the present invention, where each a is a plan view and each b is a sectional view. Figures 6a, b, c, and d show circuit diagrams of MIS type transistors, and Figures 7a, b, c, d, and e show an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device including the MIS type transistor of the present invention. Cross-sectional diagram for each process, No. 8
The figure is a circuit diagram of an integrated semiconductor device as an example to which the present invention can be applied. 1, 11, 31, 71...N - type semiconductor substrate,
2, 12, 32, 76...field insulating film,
3, 20, 41, 75... N-type parasitic channel prevention region, 4, 5, Q 1 , Q 2 , Q 3 , Q L ... MIS type transistor, 6, 7, 8, 9, 13, 14, 3
3, 34, 35, 84, 85, 86, 87, 88
...P + type source and drain regions, 17, 18,
38, 39...source, drain electrode wiring, 1
9, 40, 89...Interlayer insulating film, 15, 36, 7
8, 80, 82...gate insulating film, 16, 37,
79, 81, 83...gate electrode, 22, 44...
...Gate electrode wiring, 23, 45, 46, 48...
Gate part, 24, 47, 49... Extension part of gate part, 21, 42, 43... Boundary, 72... SiO 2
Film, 73... SiN film, 74... Photoresist film.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 半導体基板表面部にソース領域、ドレイン領
域、およびソース、ドレイン領域間のチヤンネル
領域上のゲート絶縁膜およびゲート絶縁膜上のゲ
ート電極によつて構成されるゲート部、から成る
MIS型トランジスタと、寄生チヤンネル防止領域
とが形成された半導体装置において、上記ソース
領域あるいはドレイン領域の少なくとも一方の周
辺を上記ゲート部またはゲート部とその延長部に
よりとり囲むことにより、少なくとも上記ゲート
部またはその延長部の幅にほぼ等しい距離だけ上
記寄生チヤンネル防止領域から離間させたことを
特徴とする半導体装置。 2 半導体基板表面部にソース領域、ドレイン領
域、およびソース、ドレイン領域間のチヤンネル
領域上のゲート絶縁膜およびゲート絶縁膜上のゲ
ート電極によつて構成されるゲート部、から成る
MIS型トランジスタと、寄生チヤンネル防止領域
とが形成された半導体装置において、上記ソース
領域あるいはドレイン領域の少なくとも一方の周
辺を上記ゲート部またはゲート部とその延長部に
よりとり囲むことにより、少なくとも上記ゲート
部またはその延長部の幅にほぼ等しい距離だけ上
記寄生チヤンネル防止領域から離間させ、さらに
別のMIS型トランジスタを上記半導体基板に形成
し、両トランジスタを電気的に接続したことを特
徴とする半導体装置。 3 特許請求の範囲第2項記載の半導体装置にお
いて、前記さらに別のMIS型トランジスタをデプ
レシヨン形としたことを特徴とする半導体装置。 4 MIS型トランジスタを含む半導体装置の製造
方法において、 (a) 半導体基板の表面部に所定パターンで寄生チ
ヤンネル防止領域を形成する工程、 (b) 上記半導体基板上に上記寄生チヤンネル防止
領域のパターンとほぼ同一パターンでフイール
ド絶縁膜を形成し、それにより高耐圧MIS型ト
ランジスタ形成領域と低耐圧MIS型トランジス
タ形成領域を規定する工程、 (c) 上記両MIS型トランジスタ形成領域内にフイ
ールド絶縁膜よりも薄い絶縁層および電極配線
材料層を順次形成して積層構成体となす工程、 (d) 上記高耐圧MIS型トランジスタ形成領域内
で、上記積層構成体によつて仕切られかつ少な
くとも一方がそれによつてとり囲まれたソー
ス、ドレイン領域形成予定部分を露出させる工
程、 (e) 上記低耐圧MIS型トランジスタ形成領域内
で、上記積層構成体によつて仕切られたソー
ス、ドレイン形成予定部分を露出させる工程、 (f) 上記各MIS型トランジスタのソース、ドレイ
ン領域形成予定部分の上記半導体基板表面部に
不純物を導入して各MIS型トランジスタのソー
ス、ドレイン領域を形成する工程 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
[Scope of Claims] 1. A gate portion comprising a source region, a drain region, a gate insulating film on a channel region between the source and drain regions, and a gate electrode on the gate insulating film on the surface of a semiconductor substrate. Become
In a semiconductor device in which an MIS type transistor and a parasitic channel prevention region are formed, at least one of the source region and the drain region is surrounded by the gate portion or the gate portion and an extension thereof. or a semiconductor device separated from the parasitic channel prevention region by a distance approximately equal to the width of the extended portion thereof. 2. Consists of a source region, a drain region, a gate insulating film on a channel region between the source and drain regions, and a gate electrode on the gate insulating film on the surface of the semiconductor substrate.
In a semiconductor device in which an MIS type transistor and a parasitic channel prevention region are formed, at least one of the source region and the drain region is surrounded by the gate portion or the gate portion and an extension thereof. Alternatively, a semiconductor device characterized in that another MIS type transistor is formed on the semiconductor substrate, separated from the parasitic channel prevention region by a distance approximately equal to the width of the extended portion thereof, and both transistors are electrically connected. 3. The semiconductor device according to claim 2, wherein the further MIS type transistor is a depletion type transistor. 4. A method for manufacturing a semiconductor device including an MIS transistor, including (a) forming a parasitic channel prevention region in a predetermined pattern on the surface of a semiconductor substrate; (b) forming a pattern of the parasitic channel prevention region on the semiconductor substrate; (c) forming a field insulating film in almost the same pattern, thereby defining a high voltage MIS transistor formation region and a low voltage MIS transistor formation region; (c) forming a field insulation film in both MIS transistor formation regions; a step of sequentially forming a thin insulating layer and an electrode wiring material layer to form a laminated structure; (e) exposing the surrounded source/drain region forming area; (e) exposing the source/drain forming area partitioned by the laminated structure within the low-voltage MIS transistor forming area; (f) A semiconductor characterized by including the step of introducing impurities into the surface portion of the semiconductor substrate in the portion where the source and drain regions of each of the MIS type transistors are to be formed to form the source and drain regions of each of the MIS type transistors. Method of manufacturing the device.
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