JP2604129B2 - Semiconductor device - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、例えば半導体集積回
路の入力保護に使用される半導体装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device used for input protection of a semiconductor integrated circuit, for example.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体集積回路においては、ユーザ側で
の組立て工程中に発生する素子の静電破壊がしばしば大
きな問題となる。これは、組立て工程中に過大な電圧が
ICのピンに加わった場合に起こるもので、これによっ
てしばしば内部素子の破壊が発生される。2. Description of the Related Art In a semiconductor integrated circuit, electrostatic breakdown of an element which occurs during an assembly process on a user side often poses a serious problem. This occurs when an excessive voltage is applied to the pins of the IC during the assembly process, which often causes the destruction of internal elements.
【0003】図7はこのような静電破壊を防ぐために使
用される入力保護回路の構成を示すもので、外部からの
入力信号が供給される入力パッド11と内部回路の初段
トランジスタQ1との間には、多結晶シリコン層から成
る保護抵抗R1と保護用Nチャンネル型トランジスタQ
2が設けられている。そして、この保護用Nチャンネル
型トランジスタQ2のドレインは、上記保護抵抗R1と
上記トランジスタQ1のゲートとの接続点に接続され、
またトランジスタQ2のゲートおよびソースは接地され
ている。FIG. 7 shows a configuration of an input protection circuit used to prevent such an electrostatic breakdown. An input protection circuit is provided between an input pad 11 to which an external input signal is supplied and a first-stage transistor Q1 of an internal circuit. Has a protection resistor R1 made of a polycrystalline silicon layer and a protection N-channel transistor Q
2 are provided. The drain of the protection N-channel transistor Q2 is connected to a connection point between the protection resistor R1 and the gate of the transistor Q1,
The gate and source of transistor Q2 are grounded.
【0004】次に、このような構成の入力保護回路の動
作を図8に示されている上記入力保護用Nチャンネル型
トランジスタQ2の断面構造を参照して説明する。入力
パッドD0に過度の電圧が印加され、保護抵抗R1によ
って降下された電位すなわちNチャンネルトランジスタ
Q2のドレイン12に供給される電位V1が、そのドレ
イン12とP型基板10との接合表面の接合耐圧(Su
rfaceBreakdown電圧)以上になると、こ
のトランジスタQ2のドレイン12であるN+ 拡散層と
P型基板10とのNP接合表面でブレークダウンが発生
して、上記P型基板10に大量のホールが出される。こ
のホールによって上昇されるP型基板10の電位が、こ
のP型基板10とソース11(N+ 拡散層)とのPN接
合の順方向電圧降下分だけ接地電位よりも大きくなる
と、これらのホールはソースに流れ出す。この結果、上
記Nチャンネル型トランジスタQ2はNPNバイポーラ
トランジスタとして動作して、外部から供給される高電
圧を放電する。Next, the operation of the input protection circuit having such a configuration will be described with reference to the sectional structure of the input protection N-channel transistor Q2 shown in FIG. An excessive voltage is applied to the input pad D0, and the potential dropped by the protection resistor R1, that is, the potential V1 supplied to the drain 12 of the N-channel transistor Q2 is the junction breakdown voltage of the junction surface between the drain 12 and the P-type substrate 10. (Su
When the voltage is equal to or higher than the rf-breakdown voltage, breakdown occurs at the NP junction surface between the N + diffusion layer, which is the drain 12 of the transistor Q2, and the P-type substrate 10, and a large amount of holes are generated in the P-type substrate 10. When the potential of the P-type substrate 10 raised by the holes becomes higher than the ground potential by the forward voltage drop of the PN junction between the P-type substrate 10 and the source 11 (N + diffusion layer), these holes become Flow out to the source. As a result, the N-channel transistor Q2 operates as an NPN bipolar transistor and discharges a high voltage supplied from the outside.
【0005】したがって、内部回路初段のトランジスタ
Q1のゲート電圧は、トランジスタQ2のドレイン12
とP型基板10との接合表面におけるブレークダウン電
圧以下に保たれるので、上記トランジスタQ1のゲート
酸化膜破壊が保護されるようになる。Therefore, the gate voltage of the transistor Q1 in the first stage of the internal circuit is equal to the drain voltage of the transistor Q2.
Is maintained below the breakdown voltage at the junction surface between the transistor Q1 and the P-type substrate 10, so that the gate oxide film breakdown of the transistor Q1 is protected.
【0006】このように、入力保護回路は保護用のトラ
ンジスタQ2のNP接合をブレークダウンさせることに
よって、内部回路初段のトランジスタQ1のゲートに過
大な電圧が印加されるのを防ぐ構造となっている。As described above, the input protection circuit has a structure in which an excessive voltage is prevented from being applied to the gate of the transistor Q1 in the first stage of the internal circuit by breaking down the NP junction of the protection transistor Q2. .
【0007】最近では、半導体装置を高集積化する目的
で内部回路素子の微細化と共に入力保護用トランジスタ
の微細化も進められている。しかしながら、このような
素子の微細化に伴って、入力保護用トランジスタQ2の
ブレークダウン時に発生される熱によりこのトランジス
タQ2のNP接合が破壊され易くなると云う問題が生じ
て来ている。Recently, for the purpose of high integration of semiconductor devices, miniaturization of internal circuit elements and miniaturization of input protection transistors have been promoted. However, with the miniaturization of such elements, a problem has arisen that the NP junction of the transistor Q2 is easily broken by heat generated at the time of breakdown of the input protection transistor Q2.
【0008】これは、保護用トランジスタQ2のドレイ
ン12となるN+ 拡散層とP型基板10とのNP接合表
面121でブレークダウンが発生した際に、その接合面
で発生される熱がドレイン電極14を形成しているアル
ミニウムに伝導することによるもので、この熱によりア
ルミニウムの温度がその融点に達するとドレイン12と
のコンタクト部分におけるアルミニウムが溶けて、電流
の流れる方向に沿ってそのアルミニウムがN+ 拡散層表
面を流れ出し、この流れ出したアルミニウムが基板10
にまで達した時にドレイン電極14がショートした状態
となり、結果的にPN接合が破壊されたことになるため
である。This is because, when a breakdown occurs at the NP junction surface 121 between the N + diffusion layer serving as the drain 12 of the protection transistor Q2 and the P-type substrate 10, heat generated at the junction surface is generated by the drain electrode. When the temperature of the aluminum reaches its melting point, the aluminum at the contact portion with the drain 12 is melted by this heat, and the aluminum becomes N along the direction of current flow. + The aluminum that flows out of the surface of the diffusion layer
Is reached, the drain electrode 14 is short-circuited, and as a result, the PN junction is destroyed.
【0009】このようなアルミニウムの溶解に起因する
接合破壊は、アルミニウムの融点が低いため、電解の集
中によるPN接合破壊が起こる前に発生されるので、素
子の微細化とそのPN接合の耐圧とを両立させることは
非常に困難であった。特に、LDD(Lightly
Doped Drain)構造のトランジスタやGDD
(Guarded Doped Drain)構造のト
ランジスタを入力保護用トランジスタとして使用する場
合には、このようなアルミニウムの溶解による接合破壊
がさらに発生し易くなる。なぜなら、これらのLDDお
よびGDD構造のトランジスタは、チャネルホットエレ
クトロンによるコンダクタンスの劣化を防ぐために、ド
レイン近傍の不純物濃度を下げているので、この低濃度
層における抵抗値が高く発熱が大きくなるためである。[0009] Such a junction breakdown caused by the dissolution of aluminum occurs before the PN junction breakdown due to the concentration of electrolysis because the melting point of aluminum is low, so that the element is miniaturized and the breakdown voltage of the PN junction is reduced. It was very difficult to achieve both. In particular, LDD (Lightly
Doped Drain) transistor or GDD
In the case where a transistor having a (Guarded Doped Drain) structure is used as an input protection transistor, such junction breakdown due to dissolution of aluminum is more likely to occur. This is because these LDD and GDD transistors have a low impurity concentration in the vicinity of the drain in order to prevent the conductance from being deteriorated by channel hot electrons. .
【0010】このようなLDDまたはGDD構造は、例
えば5[V]単一電源での動作の信頼性確保のために半
導体集積回路において今後広く使用される技術であるの
で、上記したようなアルミニウムの溶解による接合破壊
の問題はさらに大きなものとなっている。Such an LDD or GDD structure is a technique which will be widely used in semiconductor integrated circuits in the future to ensure the reliability of operation with a single power supply of 5 [V]. The problem of joint failure due to melting has become even greater.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、従来の半導体装置ではアル
ミニウムの溶解による接合破壊が発生し易かった点を改
善し、素子の微細化の観点から最も効率良くこのような
アルミニウムの溶解による接合破壊を防ぎ静電耐圧の高
い半導体装置を提供しようとするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is an object of the present invention to improve the point that junction breakage due to dissolution of aluminum is apt to occur in a conventional semiconductor device. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device having high electrostatic withstand voltage by preventing the junction breakdown due to the dissolution of aluminum most efficiently from the viewpoint.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するに
は、熱の発生源となるPN接合表面とアルミニウム電極
とを離して形成して、アルミニウム電極が熱の影響を受
けないようにすれば良いが、これらを単に離して形成し
たのではその素子面積が無用に大きくなってしまう。し
たがって、この発明に係る半導体装置にあっては、ドレ
イン領域と基板とのPN接合界面で発生する熱によるア
ルミの溶解によってドレイン領域のPN接合破壊が引き
起こされるという点に着眼し、特にドレイン領域におけ
るソース側のPN接合だけでなく、素子分離用のフィー
ルド絶縁膜側のPN接合についてもアルミ溶解によるP
N接合破壊を引き起こす熱源として作用するという点に
着目して、フィールドトランジスタのドレイン領域をソ
ース領域よりも大きくし、且つドレイン電極をドレイン
領域の中央に配置して、アルミニウム溶解によるPN接
合破壊に対する耐圧を向上させたものである。In order to solve the above-mentioned problems, a PN junction surface, which is a source of heat, is formed apart from an aluminum electrode so that the aluminum electrode is not affected by heat. However, simply forming them apart from each other unnecessarily increases the element area. Therefore, in the semiconductor device according to the present invention, attention has been paid to the point that the PN junction breakdown of the drain region is caused by the dissolution of aluminum due to heat generated at the PN junction interface between the drain region and the substrate. Not only the PN junction on the source side but also the PN junction on the field insulating film side for element isolation are formed by melting P
Paying attention to the fact that it acts as a heat source causing N junction breakdown, the drain region of the field transistor is made larger than the source region, and the drain electrode is arranged at the center of the drain region. Is improved.
【0013】[0013]
【作用】上記のような構成の半導体装置にあっては、ソ
ース領域については微細に形成でき、ドレイ領域につい
てはアルミ溶解に起因するPN接合破壊に対する耐圧を
向上させることができる。よって、アルミニウムの溶解
によるPN接合破壊を最も効率良く押えることができる
ようになり、素子の微細化とその耐圧とを効果的に実現
できるようになる。In the semiconductor device having the above-mentioned structure, the source region can be formed finely, and the withstand voltage against the PN junction breakdown due to the dissolution of aluminum can be improved in the drain region. Therefore, PN junction destruction due to dissolution of aluminum can be suppressed most efficiently, and miniaturization of the element and its withstand voltage can be effectively realized.
【0014】[0014]
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。図1は入力保護用トランジスタとしてNチャン
ネル型のMOSトランジスタが使用される場合の実施例
を示すもので、図1(A)にはそのパターン平面が示さ
れており、図1(B)にはI−I線に沿った断面構造が
示されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment in which an N-channel MOS transistor is used as an input protection transistor. FIG. 1A shows a pattern plane thereof, and FIG. The cross-sectional structure along the line II is shown.
【0015】すなわち、P型半導体基板21上には素子
領域がフィールド絶縁膜22を利用して形成されてお
り、この素子領域内の上記基板21の表面にはそれぞれ
N+ 拡散層から成るソース23およびドレイン24が離
隔された状態で形成されている。これらのソース23と
ドレイン24との間のチャネル領域に対応する半導体基
板21上にはゲート絶縁膜25を介してゲート電極26
が形成されている。That is, an element region is formed on the P-type semiconductor substrate 21 by utilizing the field insulating film 22, and the surface of the substrate 21 in the element region is provided with a source 23 made of an N + diffusion layer. And the drain 24 are formed separated from each other. A gate electrode 26 is formed on a semiconductor substrate 21 corresponding to a channel region between the source 23 and the drain 24 via a gate insulating film 25.
Are formed.
【0016】ソース電極27およびドレイン電極28
は、ソース23およびドレイン24の領域上にそれぞれ
形成されており、この場合、ドレイン電極28は上記ゲ
ート電極25との距離、すなわちドレイン電極24と基
板21とのPN接合界面の露出部との距離が通常の設計
基準値よりも隔てられた状態でドレイン24とコンタク
トしている。これは、ブレークダウン時に接合表面24
1で発生される熱によりドレイン電極28を形成してい
るアルミニウムが溶かされるのを防ぐためであり、この
距離は、図2に示されているようなゲート電極26とド
レイン電極28間の距離、すなわちドレイン電極24と
基板21とのPN接合界面の露出部からドレイン電極2
8のコンタクト位置までの距離に対するそのPN接合の
耐圧特性に基づいて決定される。Source electrode 27 and drain electrode 28
Are formed on the regions of the source 23 and the drain 24, respectively. In this case, the distance between the drain electrode 28 and the gate electrode 25, that is, the distance between the drain electrode 24 and the exposed portion of the PN junction interface between the substrate 21 and Are in contact with the drain 24 in a state separated from the normal design standard value. This is because the bonding surface 24
This is to prevent the aluminum that forms the drain electrode 28 from being melted by the heat generated in Step 1, and the distance between the gate electrode 26 and the drain electrode 28 as shown in FIG. That is, the drain electrode 2 is exposed from the exposed portion of the PN junction interface between the drain electrode 24 and the substrate 21.
8 based on the withstand voltage characteristics of the PN junction with respect to the distance to the contact position.
【0017】すなわち、この図から明らかなように、ア
ルミニウムが熱溶解して半導体基板に到達することによ
って生じるPN接合の破壊に対する耐圧特性は、ゲート
電極26とドレイン電極28間の距離に対応して一定の
耐圧まで向上するが、それ以降は飽和状態となりほとん
どその距離に依存しなくなる。なぜなら、その距離があ
る一定値以上長くなると、熱源からの影響はほとんど無
くなるからである。また、距離が長くなるほど、例えば
ドレイン拡散層の抵抗値の増大による発熱量が増加する
などの相反する作用も大きくなるためである。That is, as is apparent from this figure, the withstand voltage characteristic against breakdown of the PN junction caused by the thermal melting of aluminum and reaching the semiconductor substrate depends on the distance between the gate electrode 26 and the drain electrode 28. The breakdown voltage is improved to a certain level, but thereafter becomes saturated and hardly depends on the distance. This is because if the distance is longer than a certain value, the influence from the heat source is almost eliminated. Further, as the distance becomes longer, the opposing effects such as an increase in the amount of heat generated due to an increase in the resistance value of the drain diffusion layer increase.
【0018】このため、ドレイン電極28とゲート電極
26との距離を上記飽和状態に対応する値以上に離して
も、素子面積が大きく成るだけでその距離はアルミニウ
ムの溶解防止に何等作用しなくなる。そこで、その飽和
状態近傍に対応する距離だけドレイン電極28とゲート
電極26とを隔てて設定する。For this reason, even if the distance between the drain electrode 28 and the gate electrode 26 is made larger than the value corresponding to the above-mentioned saturated state, the element area is increased but the distance has no effect on the prevention of dissolution of aluminum. Therefore, the drain electrode 28 and the gate electrode 26 are set apart by a distance corresponding to the vicinity of the saturation state.
【0019】したがって、上記のように、ゲート電極2
6とドレイン電極27との距離を、接合の耐圧特性の飽
和状態近傍に対応する距離だけ離してトランジスタを形
成することにより、最も効率良く素子の微細化とその耐
圧とを実現できるようになる。Therefore, as described above, the gate electrode 2
By forming the transistor such that the distance between the gate electrode 6 and the drain electrode 27 is separated by a distance corresponding to the vicinity of the saturated state of the withstand voltage characteristic of the junction, miniaturization of the element and its withstand voltage can be realized most efficiently.
【0020】また、上記接合表面241と同様にフィー
ルド絶縁膜22近傍の接合表面242においても熱が発
生されるので、ドレイン電極28は、ドレイン24を形
成するN+ 拡散層のほぼ中央に形成することが好まし
い。Further, since heat is also generated on the bonding surface 242 near the field insulating film 22 as in the bonding surface 241, the drain electrode 28 is formed substantially at the center of the N + diffusion layer forming the drain 24. Is preferred.
【0021】図3は、フィールド絶縁膜31と層間絶縁
膜32とによって膜厚の厚いゲート絶縁膜が形成される
と共に、ドレイン電極とゲート電極が共用となるフィー
ルドトランジスタに本発明を適用した例を示すもので、
図3(A)にはそのパターン平面が示されており、図3
(B)にはII−II線に沿った断面構造が示されている。FIG. 3 shows an example in which the present invention is applied to a field transistor in which a thick gate insulating film is formed by a field insulating film 31 and an interlayer insulating film 32 and a drain electrode and a gate electrode are shared. Showing,
FIG. 3A shows the pattern plane, and FIG.
(B) shows a cross-sectional structure along the line II-II.
【0022】この場合にも、ブレークダウン時に熱が発
生されるのはドレイン24と基板21との接合表面24
1,242であるので、図3に示されているように、ド
レイン領域24はソース領域23よりも大きく設定さ
れ、ドレイン電極はフィールド22,31からそれぞれ
所定の間隔だけ隔てられるようにドレイン領域24の中
央に設けられている。Also in this case, heat is generated at the time of breakdown due to the bonding surface 24 between the drain 24 and the substrate 21.
3, the drain region 24 is set to be larger than the source region 23 as shown in FIG. 3, and the drain electrode is separated from the fields 22 and 31 by a predetermined distance. It is provided in the center of.
【0023】図4は入力保護用にダイオードを利用した
場合の例を示すもので、図4(A)にはそのパターン平
面が示されており、図4(B)には III−III 線に沿っ
た断面構造が示されている。FIG. 4 shows an example in which a diode is used for input protection. FIG. 4 (A) shows a pattern plane thereof, and FIG. 4 (B) shows a line III-III. The cross-sectional structure along is shown.
【0024】すなわち、P型半導体基板41上には素子
領域がフィールド絶縁膜42によって形成されており、
この素子領域にN+ 拡散層43が形成されて、このN+
拡散層43とP型基板41とによってダイオードが構成
される。That is, an element region is formed on the P-type semiconductor substrate 41 by the field insulating film 42.
An N + diffusion layer 43 is formed in this element region, and this N +
The diffusion layer 43 and the P-type substrate 41 form a diode.
【0025】このような構成のダイオードにあっては、
ブレークダウン時に最も熱が発生されるN+ 拡散層43
と基板41との接合表面431,432から所定の間隔
を置いて電極44を図示のようにN+ 拡散層43の中央
に形成すれば、アルミニウムの溶解による接合破壊を効
果的に防ぐことができる。In the diode having such a configuration,
N + diffusion layer 43 which generates the most heat during breakdown
By forming the electrode 44 at the center of the N + diffusion layer 43 at a predetermined distance from the bonding surfaces 431 and 432 of the substrate 41 and the substrate 41, it is possible to effectively prevent the junction breakdown due to the dissolution of aluminum. .
【0026】図5はダイオードとそのダイオードを構成
する拡散層の内部抵抗とを利用した入力保護の例を示す
もので、図5(A)にはそのパターン平面が示されてお
り、図5(B)にはIV−IV線に沿った断面構造が示され
ている。FIG. 5 shows an example of input protection using a diode and the internal resistance of a diffusion layer constituting the diode. FIG. 5A shows a pattern plane thereof, and FIG. B) shows the cross-sectional structure along the line IV-IV.
【0027】すなわち、P型基板51上には素子領域が
フィールド絶縁膜52によって形成され、この素子領域
にはN+ 拡散層53が形成されている。そして、このN
+ 拡散層53上には2つの電極が54,55が互いに隔
てられた位置に形成されており、電極54は入力パッド
11に接続され、電極55は内部回路初段のトランジス
タQ1のゲートに接続されている。この場合、電極54
は、N+ 拡散層53とP型基板51とから構成されるP
N接合ダイオードがブレークダウンした際に最も熱が発
生される接合表面531から所定の間隔を置いて形成さ
れている。That is, an element region is formed on the P-type substrate 51 by the field insulating film 52, and an N + diffusion layer 53 is formed in this element region. And this N
On the diffusion layer 53, two electrodes 54 and 55 are formed at positions separated from each other. The electrode 54 is connected to the input pad 11, and the electrode 55 is connected to the gate of the transistor Q1 in the first stage of the internal circuit. ing. In this case, the electrode 54
Is a P which is composed of an N + diffusion layer 53 and a P-type substrate 51.
It is formed at a predetermined distance from the junction surface 531 where the heat is most generated when the N-junction diode breaks down.
【0028】すなわち、図5(A)から分かるように、
電極54からその右側のフィールド53までの距離とそ
の上側及び下側のフィールド52までの距離は、電極5
5からその左側のフィールド52までの距離よりも大き
くなっている。That is, as can be seen from FIG.
The distance from the electrode 54 to the field 53 on the right side thereof and the distance from the upper and lower fields 52 to the electrode 53 are determined by the
5 is greater than the distance from field 5 to the left.
【0029】以上、入力保護用として使用される素子の
構造について説明したが、この発明は入力保護用に用い
られるのみならず、例えば図6に示すような出力バッフ
ァにも適用できる。Although the structure of the element used for input protection has been described above, the present invention can be applied not only to input protection but also to an output buffer as shown in FIG.
【0030】図6に示されている出力バッファはPチャ
ンネル型MOSトランジスタQ11とNチャンネル型M
OSトランジスタ12とから構成されるもので、この場
合には、出力パッドD1が直接接続されるNチャンネル
型トランジスタQ12のドレインに図1に示したような
構造を適用すればアルミニウムの溶解による接合破壊を
防止できるようになる。The output buffer shown in FIG. 6 includes a P-channel type MOS transistor Q11 and an N-channel type M transistor.
In this case, if the structure as shown in FIG. 1 is applied to the drain of the N-channel transistor Q12 to which the output pad D1 is directly connected, the junction breakdown due to the dissolution of aluminum Can be prevented.
【0031】このように、パッドからの電位を直接また
は抵抗を介して素子に供給するアルミニウム配線がトラ
ンジスタまたはダイオードの半導体領域にコンタクトし
て電極を形成する場合には、上記半導体領域を一方とす
るPN接合界面の露出部と上記アルミニウム電極のコン
タクト位置との間の距離をそのPN接合の耐圧特性が飽
和状態となる近傍に設定すれば、アルミニウムの溶解に
よる接合破壊を効率良く押えることができるようにな
る。As described above, when the aluminum wiring for supplying the potential from the pad to the element directly or via the resistor contacts the semiconductor region of the transistor or the diode to form an electrode, the above-mentioned semiconductor region is regarded as one side. If the distance between the exposed portion of the PN junction interface and the contact position of the aluminum electrode is set in the vicinity where the breakdown voltage characteristic of the PN junction is in a saturated state, it is possible to efficiently suppress the junction breakdown due to the dissolution of aluminum. become.
【0032】尚、この実施例では、アルミニウム電極と
コンタクトされる拡散層が高濃度層だけで形成される場
合について説明したが、例えばLDDまたはGDD構造
のように高濃度層の周辺に低濃度層が形成されているよ
うな場合にも本発明を適用できることはもちろんであ
る。In this embodiment, the case where the diffusion layer which is in contact with the aluminum electrode is formed only of the high-concentration layer has been described, but the low-concentration layer is formed around the high-concentration layer such as an LDD or GDD structure. It is needless to say that the present invention can also be applied to the case where is formed.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、フィー
ルドトランジスタのドレイン領域をソース領域よりも大
きく形成し、ドレインコンタクトをドレイン領域中央に
設けたことにより、ソース領域については微細に形成で
き、ドレイ領域についてはアルミ溶解に起因するPN接
合破壊に対する耐圧を向上させることができる。よっ
て、素子の微細化とその耐圧とをバランス良く実現でき
るようになる。また、抵抗素子を形成する場合にも、パ
ット側の電極からフィールドまでの距離を、ゲートに接
続される電極からフィールドまでの距離よりも長くする
ことにより、素子の微細化とその耐圧とをバランス良く
実現できるようになる。As described above, according to the present invention, by forming the drain region of the field transistor larger than the source region and providing the drain contact at the center of the drain region, the source region can be formed finely. With respect to the drain region, the withstand voltage against PN junction destruction due to the dissolution of aluminum can be improved. Therefore, miniaturization of the element and its withstand voltage can be realized in a well-balanced manner. Also, when forming a resistive element, the distance from the electrode on the pad side to the field is made longer than the distance from the electrode connected to the gate to the field to balance the miniaturization of the element and its withstand voltage. It will be able to be realized well.
【図1】この発明の一実施例に係る半導体装置を説明す
る構成図。FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a semiconductor device according to one embodiment of the present invention.
【図2】ゲート電極とアルミニウム電極間の距離に対す
るPN接合の耐圧特性を示す図。FIG. 2 is a graph showing a breakdown voltage characteristic of a PN junction with respect to a distance between a gate electrode and an aluminum electrode.
【図3】この発明の他の実施例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing another embodiment of the present invention.
【図4】この発明の他の実施例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing another embodiment of the present invention.
【図5】この発明の他の実施例を示す図。FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the present invention.
【図6】この発明の他の実施例を示す図。FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of the present invention.
【図7】入力保護回路の回路構成を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a circuit configuration of an input protection circuit.
【図8】入力保護回路に使用される従来のトランジスタ
構造を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a conventional transistor structure used for an input protection circuit.
21…P型半導体基板、22…フィールド絶縁膜、23
…ソース、24…ドレイン、26…ゲート電極、27…
ソース電極、28…ドレイン電極。21: P-type semiconductor substrate, 22: Field insulating film, 23
... source, 24 ... drain, 26 ... gate electrode, 27 ...
Source electrode, 28 ... Drain electrode.
Claims (2)
結合された入力保護用のフィールドトランジスタを有す
る半導体装置において、 前記入力保護用のフィールドトランジスタは、 P型半導体領域に形成されたN型のソース領域と、 前記P型半導体領域に前記ソース領域と隔てられて形成
され、前記ソース領域よりも広い表面積を有するN型の
ドレイン領域と、 前記ソース領域およびドレイン領域を取り囲むように前
記半導体領域に形成された素子分離用の第1のフィール
ド絶縁膜と、 前記ドレイン領域およびソース領域それぞれを前記第1
のフィールド絶縁膜と共同して取り囲むように前記ドレ
イン領域とソース領域との間に形成され、前記第1のフ
ィールド絶縁膜よりも薄い膜厚を有するフィールドトラ
ンジスタ形成用の第2のフィールド絶縁膜と、 前記ドレイン領域およびソース領域上それぞれにまで達
するように前記第2のフィールド絶縁膜上に設けられた
層間絶縁膜と、 前記第1および第2のフィールド絶縁膜それぞれからの
距離が等しくなるように前記ドレイン領域の中央に配置
され、前記入力パッドに接続されるアルミニウム配線に
よって形成されているドレイン電極と、 前記ソース領域上に設けられ、前記基準電位供給端子に
接続されるソース電極とを有し、 前記ドレイン電極から前記第1および第2のフィールド
絶縁膜それぞれまでの距離は等しく、且つ前記ドレイン
領域よりも前記ソース領域の方が小さく形成されている
ことを特徴とする半導体装置。1. A semiconductor device having an input protection field transistor coupled between an input pad and a reference potential supply terminal, wherein the input protection field transistor is an N type formed in a P type semiconductor region. A source region, an n-type drain region formed in the p-type semiconductor region so as to be separated from the source region and having a larger surface area than the source region; and the semiconductor region surrounding the source region and the drain region. A first field insulating film for element isolation formed in the first region and the drain region and the source region, respectively.
A second field insulating film for forming a field transistor, which is formed between the drain region and the source region so as to surround the same in cooperation with the field insulating film, and has a smaller thickness than the first field insulating film; An interlayer insulating film provided on the second field insulating film so as to reach each of the drain region and the source region, and a distance from each of the first and second field insulating films is equal. A drain electrode disposed at the center of the drain region and formed by an aluminum wiring connected to the input pad; and a source electrode provided on the source region and connected to the reference potential supply terminal. Distances from the drain electrode to the first and second field insulating films are equal, and A semiconductor device, wherein the source region is formed smaller than the drain region.
との間に結合された入力保護用の抵抗素子を有する半導
体装置において、 前記抵抗素子は、 P型半導体領域に形成された略長方形状のN型拡散層
と、 このN型拡散層を取り囲むように前記P型半導体領域に
形成された素子分離用の第1のフィールド絶縁膜と、 前記N型拡散層表面上を覆うように前記フィールド絶縁
膜上に設けられ、前記フィールド絶縁膜よりも薄い膜厚
を有する第1の絶縁膜と、 この第1の絶縁膜上に配設され、前記入力パッドに接続
される第1のアルミニウム配線層と、 前記第1の絶縁膜上に配設され、前記初段トランジスタ
のゲートに接続される第2の配線層と、 前記N型拡散層の長手方向に沿った右端側における前記
N型拡散層上に設けられ、前記第1のアルミニウム配線
層に接続される第1のコンタクト電極と、 前記N型拡散層の長手方向に沿った左端側における前記
N型拡散層上に設けられ、前記第2のアルミニウム配線
層に接続される第2のコンタクト電極とを有し、 前記第1のコンタクト電極からその右側に位置する前記
フィールド絶縁膜までの距離、および前記第1のコンタ
クト電極からその上側および下側にそれぞれ位置する前
記フィールド絶縁膜までの距離は、前記第2のコンタク
ト電極からその左側に位置する前記フィールド絶縁膜ま
での距離よりも長く設定されていることを特徴とする半
導体装置。2. A semiconductor device having a resistance element for input protection coupled between an input pad and a gate of a first-stage transistor, wherein the resistance element is a substantially rectangular N-type formed in a P-type semiconductor region. A diffusion layer; a first field insulating film for element isolation formed in the P-type semiconductor region so as to surround the N-type diffusion layer; and a field insulating film covering the surface of the N-type diffusion layer. A first insulating film having a smaller thickness than the field insulating film; a first aluminum wiring layer provided on the first insulating film and connected to the input pad; A second wiring layer provided on the first insulating film and connected to a gate of the first-stage transistor; and a second wiring layer provided on the N-type diffusion layer on a right end side along a longitudinal direction of the N-type diffusion layer. , The first A first contact electrode connected to the minium wiring layer; and a first contact electrode provided on the N-type diffusion layer on a left end side along the longitudinal direction of the N-type diffusion layer and connected to the second aluminum wiring layer. And a distance from the first contact electrode to the field insulating film located on the right side thereof, and the field insulating film located above and below the first contact electrode, respectively. A distance from the second contact electrode to the field insulating film located on the left side of the second contact electrode.
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JP7126386A JP2604129B2 (en) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | Semiconductor device |
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JP7126386A JP2604129B2 (en) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | Semiconductor device |
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JP5317742B2 (en) | 2009-02-06 | 2013-10-16 | 株式会社東芝 | Semiconductor device |
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- 1995-05-25 JP JP7126386A patent/JP2604129B2/en not_active Expired - Fee Related
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JPH07302905A (en) | 1995-11-14 |
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