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JPS59107555A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

Info

Publication number
JPS59107555A
JPS59107555A JP57212461A JP21246182A JPS59107555A JP S59107555 A JPS59107555 A JP S59107555A JP 57212461 A JP57212461 A JP 57212461A JP 21246182 A JP21246182 A JP 21246182A JP S59107555 A JPS59107555 A JP S59107555A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pattern
diffusion layer
input
wiring
melting point
Prior art date
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Granted
Application number
JP57212461A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0334660B2 (ja
Inventor
Yoshihiro Takemae
義博 竹前
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
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 Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP57212461A priority Critical patent/JPS59107555A/ja
Priority to DE8383306858T priority patent/DE3375863D1/de
Priority to EP83306858A priority patent/EP0112034B1/en
Publication of JPS59107555A publication Critical patent/JPS59107555A/ja
Publication of JPH0334660B2 publication Critical patent/JPH0334660B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/58Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
    • H01L23/60Protection against electrostatic charges or discharges, e.g. Faraday shields
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D89/00Aspects of integrated devices not covered by groups H10D84/00 - H10D88/00
    • H10D89/60Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD]
    • H10D89/601Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD] for devices having insulated gate electrodes, e.g. for IGFETs or IGBTs
    • H10D89/611Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD] for devices having insulated gate electrodes, e.g. for IGFETs or IGBTs using diodes as protective elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (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】 lal  発明の技術分野 本発明は半導体装置特にMIS型半導体集積回wlvc
、道に係り、詳しくは該M98型半導体集積回路獲置に
配設さイする入力保護回路の耐圧を高める構造に関する
(bl  技術の背景 MID型半導体集積回路装置1BC)の入力端子は通常
MIS トランジスタのゲートr!L極に接続されてい
るが、該ゲート電極はゲート酸化膜着こよって絶縁され
ているために電気絶縁性が曳く、静電気によつ−C高い
電圧が加わりや丁い。ゲートル化膜の破壊醒圧は約7 
X 10’(V/c+n)といオ〕れるが、現在のMl
εIC特にLSI等ζこ於てはケート酸化膜厚が数10
0〜1000 [ス〕程度であるため40〜70(V)
程度で破壊してしまいへ418  )ラノジスタのtt
itt7巨7ノ5失われる。
そのため1・1LsIcに於ては、通常第1因に示す等
両回略図(1)、1:うな人力保−−1路が〔配設され
、入力端子にカロわった鵡゛1圧をゲート耐圧より1氏
い例えは30〜rIg[V] 8度のブレークタウン電
圧を有するクランプφタイオード(Dl)によって基板
へ逃がTことによってゲート酸化膜の破壊が防止される
。そしてこの際直列抵抗(Rp)は、クーート容量配線
答量等内部回路の容重<、Ca)とによって遅延回路を
構成し、サージ電圧が基板に逃げきれないうちに内部回
路に印加されるのを防止する役割りを果T。
ICI  従来技術と問題点 上記等価回路図に示した入力保護回路に於けるクランプ
′・タイオード及び直列抵抗は通常一つの拡散層(こよ
って形成され、拡散層の接合がクランプ・り・イオート
として、又拡散層の抵抗が直列抵抗としてそれぞれ機能
せしめられる。
該入力保護回路1こ於て、匠米用いられていた基因中]
は半導体基板、2は拡散ノー、3は絶縁膜、4は配線コ
ンタクト窓、5はアルミニウム(At)入力配線を表わ
している。
このような人力保護回路に於C1人力配酵5にザージ鴫
圧が印7JIlされた靜、クラ7ノ・タイオートとして
儂能1−る拡散層2のジャ/り/、jンに流れるブレー
クタウン電流は、主とじで人力配M5が接続されている
領域の下部に位置するジャンクション部ζこ集中するた
め、該誤域(1−jが非幇に高温に力11熱される。
従って第2図のように拡散WI2にAt入力配線5が同
に接続されるg#造に於ては、ALが660C℃)程度
の低融点であるた砂(こ、該接続部及びその近世のAt
配線5が溶融し、該浴rMLA1層が半纏体層を融解し
て拡散層2内に深く浸入してジャンクションを破壊し、
入力配線5と基板1間を短絡せしめる障害が発生し!’
ちてあり、又前記lUの溶融により才れlこはAt人力
配蝉5目体の断線を生ずるという問題もあった。
そこで上bc8溶融Atl1#fこよる接合破壊を防止
す2の級絖部イこ多結晶シリコン噛6を弁仕せしめた構
造であるが、この構造に於1も発熱部(l逼の上部にA
l1人力配人力配接53t、されているために、前記陣
書の改善効果は光分てなく、且つ該構造は形成工程が非
市に煩雑にlSるという問題がよ、つた。なお第3図(
イ)及び(ロ)に於て、1は半導体基板、3及び3′は
絶縁膜、4及び4′は配線コンタクト窓を示しでいる。
そこで更に第4図番こ示す平面図(イ)及び八−A′矢
視断面図taのように多結晶シリコン・パターン7を介
してAt人力配緋5の接続部を拡散層2上から離した構
造も提案された。しかしこの構造は、多結晶シリコン層
のシート抵抗が篩いために多結晶シリコン・パターン7
内を流れるブレークタウン″i[流によって多結晶シリ
コン・パターン7が発熱し、該発熱によってパターン自
体が溶断したり、又発熱した多結晶シリコン・パターン
7に接するAt入力配線5の端部(柚が溶融し、該溶融
At層による融解反応よって多結晶シリコン・パターン
7が切断せしめられる七いう問題があり、余り実用化さ
れていない。なお唱4図ζこ於て、1は半導体基板、3
及び3′は絶縁膜、4及び4′は配線コンタクト窓を示
している。
(d+  発明の目的 不発明はアルミニウム入力配線の接続部の温度上昇を減
少せしめてサージ耐力の強い入力保護回路を提供するも
のであり、その目的とするところはM18ICの静電耐
圧を向上せしめるにある〇(el  発明の構成 即ち不発明は、入力端子と一定の回路間に入力保護回路
が配設された半導体装置に於て、該入力保護回路はクラ
ンプ・ダイオード及び直列抵抗として機能する拡散層を
備え、該拡散層が高融点金属層若しくは高融点金属の珪
化物層からなる高融点導体パターンを介して前記入力端
子に接続されてなることを特徴とする。
ffl  発明の実施例 以下本発明を実施例について、図を用いて詳細に説明す
る〇 第5図は本発明の入力保護回路に於ける一実施例の上面
図(イ)及びA−A’矢視断面図(口1を示したもので
あり、同図に於て11は例えばp型シリコン(Si)基
板、12はクランプ・ダイオード及び直列抵抗として機
能する基板と通導IL型即ちnfi拡散層、13はフ「
ノンク酸化膜を下層に有するりん珪醒ガラス(pso)
層等からなる第1の絶縁膜、14は第1の配線コンタク
ト窓、14′は第2の配線コンタクト窓、15はモリブ
デン・シリ廿イド(MOSI2)パターン、16はP2
O層等からなる第2の絶縁膜、17はAt入力配線を表
わしている。
この図7J)ら明らかなように、不発明の構造に於ては
、拡散層12υノ一端fill#こは第1の絶縁膜13
に設けた第lの配縁コンタクト窓14を介し、第1の絶
縁膜13上に配設された尚融点の導体パターンであるム
ios j tパターン15の一端部が接続される。こ
のMoSi*パターン15は通常数1000〔入〕程度
の膜厚を有し、その形状は場合によって異なるが、例え
は幅(vA=3〜10〔μm〕、配繰コ〉′タクト窓間
の長さくシーlO〜5(+[μm]程度の清秋に形成さ
れる。そしてA7p入力配線17は前記へion:fl
yパターン15上を覆う第2の絶縁膜16上に形成され
、ブレーク・タウン電流O乙よって主として発熱する部
分0即ちMoSi、パターン15と拡散層12の接続部
から離れた位置にあるMo8i。
パターンの−y一部lこ、第2の絶縁膜16に設けた第
2の配線コンタク1114’を介して接続されてなって
いる。なお該A4人力配縁17形成而窄百表面保護絶縁
瞑が形成されるが、機能に直接関係ないので図では省略
しである。
高融点の導体パターンとしては上記MO8I!パターン
以外に、該MoSi、パターンと同程度即ち数〔Ω/口
〕以下のシート抵抗を有するタンクステ・ンシリサイド
(WS’Jパターン、白金シリサイF (R1S l 
り バタ7、若シ(ハMo 、W + 等0)?ili
融点金属パターンが用いられる。
なお上記Mo5t2パターンを形成する際、MoSi。
層は通常の同時スパッタ法等により形成され、パターン
ニングは通常通り四ふつ化炭素(CF4)等をエツチン
グ・ガスとして用いるドライエツチング手段を含むフォ
ト・エツチング方法によりなされる。
fgl  発明の効果 上記実施例に示したように本発明の構造を肩する入力保
護回路に於ては、拡散層に直に接続する導体パターンに
高融点の材料を用いるので、該導体パターンと拡散層と
の接続部の下部のジャンクシ8ンにブレークダウン電流
が集中し、該接続部が高温に加熱された際にも導体パタ
ーンは溶融されることがないタ′5−C11拡散層のシ
ャンクシ日ンが破壊されない。又At入力配線は前記拡
散層との接続部から離れた領域で導体パターン1こ接続
され、且つ導体パターンは前述したように低いシート抵
抗を有し、該導体パターン内を流れるフレークタウン’
1ffij?こより自己7111熱されることか極めて
少いので、該ht人人力配接接続部低温lこ保たオフ、
該部分に於てA7人力配組が溶融することがない。
従って本発明によれば、入力保護回路のサージ耐力が増
し、ム;ts1cの静゛I!虱に対fる゛討1生を向上
せしめることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は入力保瞠し1路の等価回路し′1、絹2図乃至
第4図は従来Qコ入力保し回路の平面図(イ)及びA−
A’矢摺1断面図(Ll、第5図は不発り10入力保護
回祁に於Cブるー¥施例の平面l(イ1及びI、 −、
A’矢祝鵬面図(CJlである。 図に於て、11はp捜シリコン基板、12はn型拡散層
、13は第1の絶Mv、 14 、 l 4’は配線コ
ンタク1、窓、15はモリフチ゛ン/・シリサイド・パ
ターン、16は第2の絶縁膜、17はアルミニウム入力
配線を示す。 椿  1 飼 第2図 夢 3 図 千 4 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 入力端子と所定の回路間に入力保護回路が配役された半
    導体装置であって、該入力保護回路はクランプ・ダイオ
    ード及び直列抵抗として機能1−る拡散層を備え、該拡
    散層が高融点金属層若しくは高融点金属の珪化物層から
    なる高融点導体パターンを介して前記入力端子に接続さ
    れC/Lることを特徴とする半導体装置。
JP57212461A 1982-12-03 1982-12-03 半導体装置 Granted JPS59107555A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57212461A JPS59107555A (ja) 1982-12-03 1982-12-03 半導体装置
DE8383306858T DE3375863D1 (en) 1982-12-03 1983-11-10 A mis integrated circuit device protected from static charge
EP83306858A EP0112034B1 (en) 1982-12-03 1983-11-10 A mis integrated circuit device protected from static charge

Applications Claiming Priority (1)

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JP57212461A JPS59107555A (ja) 1982-12-03 1982-12-03 半導体装置

Publications (2)

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JPS59107555A true JPS59107555A (ja) 1984-06-21
JPH0334660B2 JPH0334660B2 (ja) 1991-05-23

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ID=16623013

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JP57212461A Granted JPS59107555A (ja) 1982-12-03 1982-12-03 半導体装置

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EP (1) EP0112034B1 (ja)
JP (1) JPS59107555A (ja)
DE (1) DE3375863D1 (ja)

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DE3375863D1 (en) 1988-04-07
EP0112034A2 (en) 1984-06-27
EP0112034B1 (en) 1988-03-02
EP0112034A3 (en) 1985-06-12

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