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JPH03291970A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

Info

Publication number
JPH03291970A
JPH03291970A JP9449490A JP9449490A JPH03291970A JP H03291970 A JPH03291970 A JP H03291970A JP 9449490 A JP9449490 A JP 9449490A JP 9449490 A JP9449490 A JP 9449490A JP H03291970 A JPH03291970 A JP H03291970A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
conductivity type
insulating film
resistor
opposite conductivity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9449490A
Other languages
English (en)
Inventor
Masakimi Nakahara
中原 正公
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyushu Fujitsu Electronics Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Kyushu Fujitsu Electronics Ltd
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyushu Fujitsu Electronics Ltd, Fujitsu Ltd filed Critical Kyushu Fujitsu Electronics Ltd
Priority to JP9449490A priority Critical patent/JPH03291970A/ja
Publication of JPH03291970A publication Critical patent/JPH03291970A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 半導体装置に関し、更に詳しく言えば人力保護回路を有
する半導体装置に関し、 半導体基板に入力保護回路を作成するのに必要な領域を
節約し、半導体装置の一層の高密度化を図ることができ
る半導体装置を提供することを目的とし、 一導電型の半導体基板に互いに間隔をおいて形成された
反対導電型層2反対導電型のソース層及びドレイン層と
、前記ソース層とドレイン層との間の前記半導体基板上
に形成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形
成され、かつ一部が前記ソース層又はドレイン層上に延
在されて該ソース層又はドレイン層と接続されたゲート
電極と、前記ゲート電極上に一体的に形成された抵抗体
と、前記反対導電型層及び抵抗体と接続され、前記反対
導電型層、抵抗体、ゲート電極、ソース層及びドレイン
層を被覆するバッド電極とを含み構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体装置に関し、更に詳しく言えば人力保
護回路を有する半導体装置に関する。
近年、駆動電圧の低電圧化のため、集積回路素子の絶縁
ゲート型電界効果トランジスタのゲート酸化膜が更に薄
くなってきている。このため、特に外部からのノイズ等
が入りやすい入力倒の電界効果トランジスタのゲート絶
縁膜を保護するため、同一チップ上に入力保護回路が形
成されるようになっている。
〔従来の技術〕
第3図(a)〜(c)は、従来の半導体集積回路装置の
チップに形成された入力側の保護回路部を示す図である
第4図(a)は保護回路部を含む半導体集積回路装置の
平面図で2図中符号2は入力用の外部リードが接続され
るパッド電極、3は配線である。
また、4は入力保護回路部で、ダイオード5.抵抗体6
及びゲートとソース又はドレインとがシジートされた絶
縁ゲート型電界効果トランジスタ(MIST)7からな
り、同図(c)の等価回路に示すように、ダイオード5
及びMIST7が配線3と接地線との間に並列に設けら
れ、ダイオード5のカソードとM I ST7のゲート
とが配線3と接続されている。更に、ダイオード5とM
IST7とを結ぶ配線3の途中に抵抗体6が直列に設け
られている。
また、第3図(b)は、同図(a)のA−A線断面図で
、図中ダイオード5部において、8はアノードとしての
p型のSt基板1に設けられたn゛型のカソード層で、
接続領域9を介して配wA3と接続されている。
更に、MIST7部において、10は選択酸化法により
形成されたゲート酸化膜で、両側のSi基基板上ドレイ
ン層13aとソース層13bとが形成されている。11
はゲート絶縁膜10上のゲート電極で、一部が接続領域
12を介してソース層13bに接続され、一部が接続領
域16を介して配線3と接続されている。15は接続領
域14によりドレイン層13aとSi基基板上をシッー
トする接地電極である。
このような入力保護回路によれば、人力にノイズなど正
の過電圧が入った場合、MI ST7がオンしてこれを
吸収する。また、入力に負の過電圧が入った場合、ダイ
オード5がオンしてこれを吸収する。更に、抵抗体6は
主回路のMISTのゲート電極に加わる過電圧の立ち上
がりを遅くしたり、過電流を制限したりするために設け
られている。これにより、主回路のMISTのゲート絶
縁膜が保護される。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、入力保護回路部を設けるための特別の領
域がチップ上に必要となるので、集積回路装置を高密度
化する場合、制限を受けるという問題がある。
本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、
半導体基板に人力保護回路を作成するのに必要な領域を
節約し、半導体装置の一層の高密度化を図ることができ
る半導体装置を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題は、第1に、一導電型の半導体基板に互いに間
隔をおいて形成された反対導電型層3反対導電型のソー
ス層及びドレイン層と、前記ソース層とドレイン層との
間の前記半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜と、前
記ゲート絶縁膜上に形成され、かつ一部が前記ソース層
又はドレイン層上に延在されて該ソース層又はドレイン
層と接続されたゲート電極と、前記ゲート電極上に一体
的に形成された抵抗体と、前記反対導電型層及び抵抗体
と接続され、前記反対導電型層、抵抗体。
ゲート電極、ソース層及びドレイン層を被覆するパッド
電極とを有することを特徴とする半導体装直によって解
決され、 第2に、一導電型の半導体基板に互いに間隔をおいて形
成された反対導電型のソース層及びドレイン層と、前記
半導体基板に前記ソース層又はドレイン層と一体的に形
成された反対導電型層と、前記ソース層とドレイン層と
の間の前記半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成され、かつ一部が前記ソース
層又はドレイン層に延在されて該ソース層又はドレイン
層と接続されたゲート電極と、前記ゲート電極を被覆す
る絶縁膜と、前記反対導電型層上に形成された抵抗体と
、前記抵抗体と接続され、前記反対導電型層、抵抗体、
ゲート電極、ソース層及びドレイン層を被覆するパッド
電極を有することを特徴とする半導体装置によって解決
される。
〔作用〕
第1及び第2の発明の半導体装置によれば、通常−辺が
120〜150μmの方形状のパッド電極の下の半導体
基板を利用して、反対導電型層を含むダイオード、抵抗
体、及びソース層/ゲート電極/ドレイン層を含む絶縁
ゲート型電界効果トランジスタからなる保護回路部が形
成されているので、集積回路装置のチップ上に保護回路
設置のための特別な領域を必要とせず、従って、集積回
路装置の高密度化を図ることができる。
〔実施例〕
以下、図面を参照しながら第1及び第2の発明の実施例
について説明する。
■第1の発明の実施例 第1図(a)〜(c)は、第1の発明の実施例に係る入
力端の保護回路素子を示す図である。
同図(a)は平面図で5図中符号19はp型のSi基板
18上の一辺が約150μm、膜厚約2μ−のAI膜か
らなる方形状のパッド電極で、ここに不図示の入力用の
外部リードが接続される。
また、パッド電極19の下部は入力保護回路部となって
おり、ダイオード20.抵抗体21及び絶縁ゲート型電
界効果トランジスタ(MIST)22が、同図(c)の
等価回路に示すように配置されている。即ち、ダイオー
ド20のカソードがパッド電極19と接続され、M I
 ST22のドレインとシぢ一トされたゲートが抵抗体
21を介してパッド電極19と接続されている。
また、第1図(b)は、同図(a)のB−B線断面図で
、図中ダイオード20部において、23はアノードとし
てのp型のSi基@18に設けられたn゛型のカソード
層(反対導電型層)で、接続領域24を介してパッド電
極19と接続されている。
更に、MIS722部において、25は選択酸化法によ
り形成された膜厚約2000ÅのSiO□膜からなるゲ
ート絶縁膜で、両側のSi基板18にn゛型のドレイン
層28aとソース層28bとが形成され、ゲート絶縁膜
25の膜厚はダイオード20の逆耐圧よりも小さい電圧
でチャネルが形成されるような膜厚に調整されている。
26はゲート絶縁M25上のn゛型のポリシリコン膜か
らなる低抵抗のゲート電極で、一部が接続領域27を介
してソース層28aに接続され、上部のn型のポリシリ
コン膜からなる抵抗体21を介してパッド電極19と接
続されている。更に、このゲート電極26は、第1図(
a)に示すように、接続配*26aによりパッド電極1
9の被覆する領域の外側に引き出されて主回路のMIS
Tのゲート電極に接続されている。なお、ソース層28
bは不図示の接地電極によりSi基板18とシg−トさ
れている。
次に、このような入力保護回路を用いて過電圧を吸収す
る場合について第1図(b)、(c)を参照しながら説
明する。即ち、入力に正の過電圧が入った場合、M I
 Sr12のゲート絶縁膜25下のSi基板18表面が
n型反転し、ドレイン層28aとソース層28bとが接
続することによりMIST22がオンしてこれを吸収す
る。また、入力に負の過電圧が入った場合、ダイオード
20が順方向に導通することによりこれを吸収する。更
に、抵抗体21は主回路のMISTのゲート電極に加わ
る過電圧の立ち上がりを遅くしたり、過電流を制限した
りするために設けられている。これにより、主回路のM
ISTのゲート絶縁膜を保護することができる。
以上のように、第1の発明の実施例の半導体装置によれ
ば、上記の機能を有する入力保護回路部がパッド電極1
9の下部にすべて形成されているので、特別な領域を必
要としない。従って、過電圧入力に対する半導体装置の
強度を強くするとともに高密度化を図ることができる。
■第2の発明の実施例 第2図(a)〜(c)は、第2の発明の実施例に係る入
力側の保護回路部を示す図である。
同図(a)は平面図で9図中符号31はp型のSi基板
30上の一辺が120〜150 μm、膜厚約2μ−〇
At膜からなる方形状のパッド電極で、ここには不図示
の人力用の外部リードが接続される。
また、パッド電極31の下部は入力保!1!回路部とな
っており、ダイオード32.抵抗体33及びM I S
r14が、同図(c)の等価回路に示すように配置され
ている。即ち、ダイオード32とMI Sr14とが並
列に形成され、ダイオード32のカソード、及びM I
 Sr14のドレインとショートされたゲートが抵抗体
33を介してパッド電極31と接続されている。
また、同図(b)は、同図(a)のC−C線断面図で、
図中ダイオード32部において、38cはアノードとし
てのp型のSi基板30に設けられたn゛型のカソード
層(反対導電型層)で、接続領域39及びn型不純物が
導入されたポリシリコン膜からなる抵抗体33を介して
パッド電極31と接続されている。なお、同図に示すよ
うに、ダイオード32のカソード層38cとM I S
r14のドレイン層38aとは一体的に形成されている
更に、MIST34部において、35は選択酸化法によ
り形成された膜厚約2000人のゲート絶縁膜で、両側
のSi基Fi30にn0型のドレイン層38aとソース
層38bとが形成され、ゲート絶縁膜35の膜厚はダイ
オード32の逆耐圧よりも小さい電圧でチャネルが形成
されるような膜厚に調整されている。36はゲート絶縁
膜35上のn゛型のポリシリコン膜からなる低抵抗のゲ
ート電極で、一部が接続領域37を介してドレイン層3
8aに接続され、上部はパッドを極31と絶縁するため
5i02膜40により被覆されている。また、このゲー
ト電極36は、ゲート電極36と一体的に形成された第
2図(a)に示す接続配線36aによりパッド電極31
が被覆する領域の外側に引き出されて主回路のMIST
のゲート1を極に接続されている。
次に、このような入力保護回路を用いて過電圧を吸収す
る場合について説明する。即ち、入力に負の過電圧が入
った場合、ダイオード32が順方向に導通してこれを吸
収し、また、人力に正の過電圧が入った場合、M T 
Sr14がオンしてこれを吸収する。更に、抵抗体33
は主回路のMISTのゲート電極に加わる過電圧の立ち
上がりを遅くしたり、過電流を制限したりするために設
けられている。これにより、主回路のMISTのゲート
絶縁膜を保護することができる。
以上のように、第2の発明の実施例の半導体装置によれ
ば、上記の機能を有する入力保護回路部がパッド電極3
1の下にすべて形成されているので、特別な領域を必要
とゼす、従って、半導体装置の過電圧入カム二対する強
度を強くするとともに高密度化を図ることができる。
〔発明の効果] 以上のように、第1及び第2の発明の半導体装置によれ
ば、パッド電極の下部の半導体基板を利用して必要な保
護素子を全て集合させた保護回路部を設けているので、
半導体集積回路装置のチップ上に保護回路設置のための
特別な領域を必要としない。
従って、半導体集積回路装置の過電圧入力に対する強度
を強くするとともに高密度化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、第1の発明の実施例の保護回路装置を説明す
る図、 第2図は、第2の発明の実施例の保護回路装置を説明す
る図、 第3図は、従来例の保護回路装置を説明する図である。 〔符号の説明〕 1・・・St基板、 2.19.31・・・パッド電極、 3・・・配線、 4・・・入力保護回路部、 5.20.32・・・ダイオード、 6.21.33・・・抵抗体、 7.22.34・・・絶縁ゲート型電界効果トランジス
タ(MIST)、 8・・・カソード層、 9.12,14,16,24,27,29.3739・
・・接続領域、 !0,25.35・・・ゲート絶縁膜、11.26.3
6・・・ゲート電極、 13a 、 28a 、 38a ・・・ドレイン層、
13b、28b、38b・・・ソース層、15・・・接
地電極、 17、 30. 4 (1・・5iOz膜、18.41
・・・St基板(半導体基板)、23.38c・・・カ
ソード層(反対S電型層)。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一導電型の半導体基板に互いに間隔をおいて形成
    された反対導電型層、反対導電型のソース層及びドレイ
    ン層と、 前記ソース層とドレイン層との間の前記半導体基板上に
    形成されたゲート絶縁膜と、 前記ゲート絶縁膜上に形成され、かつ一部が前記ソース
    層又はドレイン層上に延在されて該ソース層又はドレイ
    ン層と接続されたゲート電極と、前記ゲート電極上に一
    体的に形成された抵抗体と、 前記反対導電型層及び抵抗体と接続され、前記反対導電
    型層、抵抗体、ゲート電極、ソース層及びドレイン層を
    被覆するパッド電極とを有することを特徴とする半導体
    装置。
  2. (2)一導電型の半導体基板に互いに間隔をおいて形成
    された反対導電型のソース層及びドレイン層と、 前記半導体基板に前記ソース層又はドレイン層と一体的
    に形成された反対導電型層と、 前記ソース層とドレイン層との間の前記半導体基板上に
    形成されたゲート絶縁膜と、 前記ゲート絶縁膜上に形成され、かつ一部が前記ソース
    層又はドレイン層に延在されて該ソース層又はドレイン
    層と接続されたゲート電極と、前記ゲート電極を被覆す
    る絶縁膜と、 前記反対導電型層上に形成された抵抗体と、前記抵抗体
    と接続され、前記反対導電型層、抵抗体、ゲート電極、
    ソース層及びドレイン層を被覆するパッド電極を有する
    ことを特徴とする半導体装置。
JP9449490A 1990-04-09 1990-04-09 半導体装置 Pending JPH03291970A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995003625A1 (en) * 1993-07-23 1995-02-02 Vlsi Technology, Inc. Pad structure with parasitic mos transistor for use with semiconductor devices
JP2008182258A (ja) * 2008-03-07 2008-08-07 Mitsumi Electric Co Ltd 半導体装置

Cited By (3)

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WO1995003625A1 (en) * 1993-07-23 1995-02-02 Vlsi Technology, Inc. Pad structure with parasitic mos transistor for use with semiconductor devices
US5517048A (en) * 1993-07-23 1996-05-14 Vlsi Technology, Inc. Pad structure with parasitic MOS transistor for use with semiconductor devices
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