JPS59107555A - 半導体装置 - Google Patents
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- 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
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
- H01L23/60—Protection against electrostatic charges or discharges, e.g. Faraday shields
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D89/00—Aspects of integrated devices not covered by groups H10D84/00 - H10D88/00
- H10D89/60—Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD]
- H10D89/601—Integrated 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
- H10D89/611—Integrated 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
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- 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。
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
。
、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。
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。
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。
′・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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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)
- 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。
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)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57212461A JPS59107555A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59107555A true JPS59107555A (ja) | 1984-06-21 |
JPH0334660B2 JPH0334660B2 (ja) | 1991-05-23 |
Family
ID=16623013
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57212461A Granted JPS59107555A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 半導体装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0112034B1 (ja) |
JP (1) | JPS59107555A (ja) |
DE (1) | DE3375863D1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61241963A (ja) * | 1985-04-19 | 1986-10-28 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置及びその製造方法 |
Families Citing this family (5)
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DE3714647C2 (de) * | 1987-05-02 | 1993-10-07 | Telefunken Microelectron | Integrierte Schaltungsanordnung |
US5225896A (en) * | 1989-02-01 | 1993-07-06 | U.S. Philips Corporation | Protection element and method of manufacturing same |
NL8900239A (nl) * | 1989-02-01 | 1990-09-03 | Philips Nv | Protectie-element en werkwijze ter vervaardiging daarvan. |
NL8900593A (nl) * | 1989-03-13 | 1990-10-01 | Philips Nv | Halfgeleiderinrichting met een beveiligingsschakeling. |
Citations (1)
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Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3027954A1 (de) * | 1980-07-23 | 1982-02-25 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Integrierte mos-schaltung mit mindestens einer zusaetzlichen leiterbahnebene sowie ein verfahren zur herstellung derselben |
JPS57130461A (en) * | 1981-02-06 | 1982-08-12 | Hitachi Ltd | Semiconductor memory storage |
-
1982
- 1982-12-03 JP JP57212461A patent/JPS59107555A/ja active Granted
-
1983
- 1983-11-10 EP EP83306858A patent/EP0112034B1/en not_active Expired
- 1983-11-10 DE DE8383306858T patent/DE3375863D1/de not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5521169A (en) * | 1978-08-02 | 1980-02-15 | Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai | Bipolar integrated circuit |
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JPS61241963A (ja) * | 1985-04-19 | 1986-10-28 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置及びその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0334660B2 (ja) | 1991-05-23 |
DE3375863D1 (en) | 1988-04-07 |
EP0112034A2 (en) | 1984-06-27 |
EP0112034B1 (en) | 1988-03-02 |
EP0112034A3 (en) | 1985-06-12 |
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