JP2009071173A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、静電放電(Electro-Static Discharge、ESD)保護素子を備えた半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device including an electrostatic discharge (ESD) protection element.
近年、半導体装置において、素子の微細化及び高密度化に応じて高集積化が進んでいるが、それに伴い、静電放電(以下、「サージ」と称する。)によってもたらされるダメージに対して半導体装置が弱くなっている。例えば、外部接続用端子から侵入するサージによって入力回路、出力回路及び内部回路等の素子が破壊され、素子の性能が低下する恐れが大きくなっている。従って、半導体装置には、入力回路、出力回路、入出力回路あるいは内部回路をサージから保護するために、外部接続用端子に接続された静電放電(ESD)保護素子が設けられている(例えば特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor devices have been highly integrated in accordance with miniaturization and high density of elements, and accordingly, semiconductors are protected against damage caused by electrostatic discharge (hereinafter referred to as “surge”). The device is weak. For example, a surge entering from an external connection terminal destroys elements such as an input circuit, an output circuit, and an internal circuit, and there is a high possibility that the performance of the element is deteriorated. Therefore, the semiconductor device is provided with an electrostatic discharge (ESD) protection element connected to the external connection terminal in order to protect the input circuit, output circuit, input / output circuit or internal circuit from surge (for example, Patent Document 1).
以下、図5(a)、(b)を用いてESD保護素子を備えた従来の半導体装置について説明する。図5(a)は、従来のESD保護素子の構成を示す平面図であり、図5(b)は図5(a)に示すVb−Vb線における断面図である。 Hereinafter, a conventional semiconductor device including an ESD protection element will be described with reference to FIGS. FIG. 5A is a plan view showing a configuration of a conventional ESD protection element, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line Vb-Vb shown in FIG.
図5(a)、(b)に示すように、従来のESD保護素子50は、基板15に形成されたp型ウェル領域1と、p型ウェル領域1内に形成された素子分離領域9と、p型ウェル領域1内であって、素子分離領域9に取り囲まれた基板15からなる活性領域30上に形成されたn型MISトランジスタ60と、基板15におけるp型ウェル領域1上に形成され、素子分離領域9を挟んで活性領域30を取り囲むp型ガードリング領域6とを備えている。なお、p型ガードリング領域6の外側面も、素子分離領域9によって取り囲まれている。p型ガードリング領域6は、p型ウェル領域1の引き出し部となる領域であって、p型ウェル領域1に比べて不純物濃度が高く且つ抵抗値が低く形成されている。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the conventional
ここで、n型MISトランジスタ60は、活性領域30上に形成された第1のゲート絶縁膜2a及び第2のゲート絶縁膜2bと、第1のゲート絶縁膜2a及び第2のゲート絶縁膜2bの上にそれぞれ形成された第1のゲート電極3a及び第2のゲート電極3bと、活性領域30における第1のゲート電極3aと第2のゲート電極3bの間に形成されたn型ドレイン領域4と、活性領域30における第1のゲート電極3aの側方であって、n型ドレイン領域4と反対側に位置する領域に形成された第1のn型ソース領域5aと、活性領域30における第2のゲート電極3bの側方であって、n型ドレイン領域4と反対側に位置する領域に形成された第2のn型ソース領域5bとを備えている。
Here, the n-
また、従来のESD保護素子50は、n型ドレイン領域4に接続されたコンタクトプラグ8及び第1の金属配線10と、第1のn型ソース領域5a、第2のn型ソース領域5b、及びp型ガードリング領域6に接続されたコンタクトプラグ8及び第2の金属配線11とを備えている。ここで、n型ドレイン領域4は、コンタクトプラグ8及び第1の金属配線10を介して、例えば入出力端子などの外部接続用パッド12に接続されている。一方、第1のn型ソース領域5a、第2のn型ソース領域5b、及びp型ガードリング領域6は、コンタクトプラグ8および第2の金属配線11を介して、例えば接地端子又は電源端子などの基準電圧端子13に接続されている。なお、図示は省略するが、基板15と第1の金属配線10及び第2の金属配線11との間には層間絶縁膜が形成されており、コンタクトプラグ8は該層間絶縁膜を貫通して形成されている。
The conventional
上述の構成を有する従来のESD保護素子50では、n型ドレイン領域4に接続された入出力端子(外部接続用パッド12)からサージが侵入すると、一方の極性のサージの場合、n型ドレイン領域4と、第1のn型ソース領域5a又は第2のn型ソース領域5bと、p型ウェル領域1及びp型ガードリング領域6とから構成される寄生バイポーラトランジスタが動作する。また、他方の極性のサージの場合、n型ドレイン領域4とp型ウェル領域1及びp型ガードリング領域6とから構成される寄生ダイオードが動作する。このように寄生バイポーラトランジスタ又は寄生ダイオードが動作することで、外部から侵入したサージを基準電圧端子13へ逃がし、サージから内部回路を保護することができる。
半導体装置の高いESD耐量(静電放電耐量)を確保するためには、例えば、印加時間が数百ns以下のサージに対して、アンペアオーダーの電流能力を示したり、低インピーダンス動作を行うような、高い放電能力を有するESD保護素子を備える必要がある。 In order to ensure a high ESD tolerance (electrostatic discharge tolerance) of a semiconductor device, for example, an amperage-order current capability or a low-impedance operation is performed for a surge with an application time of several hundred ns or less. It is necessary to provide an ESD protection element having a high discharge capability.
ところが、従来のESD保護素子50において、n型ドレイン領域4とp型ウェル領域1及びp型ガードリング領域6とから構成される寄生ダイオードでは、n型ドレイン領域4とp型ウェル領域1との接合位置からp型ガードリング領域6までの距離が長いため、p型ウェル領域1により寄生抵抗が大きくなる。このため、サージが侵入した場合、インピーダンスが高くなる結果、放電能力が低下してしまう。
However, in the conventional
上記の不具合に鑑み、本発明は、微細化されても十分な放電能力を有するESD保護素子を備えた半導体装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a semiconductor device including an ESD protection element having sufficient discharge capability even when miniaturized.
上記目的を達成するため、本発明に係る半導体装置は、基板上にESD保護素子を備えた半導体装置であって、前記ESD保護素子は、前記基板内に形成された第1導電型のウェル領域と、前記ウェル領域内に形成された素子分離領域と、前記ウェル領域内であって、前記素子分離領域で取り囲まれた前記基板からなる活性領域上に形成された第2導電型のMISトランジスタと、前記基板における前記ウェル領域上に形成され、前記素子分離領域を挟んで前記活性領域を取り囲む第1導電型のガードリング領域と、前記基板における前記ウェル領域上に形成され、前記活性領域と前記ガードリング領域との間に、前記活性領域との間に前記素子分離領域を挟んで形成された第2導電型の第1の不純物領域とを備えている。 In order to achieve the above object, a semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device including an ESD protection element on a substrate, and the ESD protection element is a first conductivity type well region formed in the substrate. An element isolation region formed in the well region; and a second conductivity type MIS transistor formed in the well region and on the active region made of the substrate surrounded by the element isolation region; A guard ring region of a first conductivity type formed on the well region of the substrate and surrounding the active region across the element isolation region; and formed on the well region of the substrate, the active region and the A second conductivity type first impurity region formed between the guard ring region and the active region with the element isolation region interposed therebetween is provided.
この構成によれば、活性領域とガードリング領域との間に、MISトランジスタと同じ導電型の不純物が導入された第1の不純物領域が形成されているため、例えば入出力端子からサージが侵入した場合、第1の不純物領域とウェル領域及びガードリング領域とから構成されるダイオード(第1のダイオード)を動作させることができる。この第1のダイオードでは、第1の不純物領域がガードリング領域の近傍に形成されているため、例えばMISトランジスタに設けられた不純物領域とウェル領域及びガードリング領域とから構成されるダイオードよりも、ウェル領域による寄生抵抗が小さくなる。その結果、本発明の半導体装置に備えられたESD保護素子は、寄生抵抗が十分に小さいため、従来のESD保護素子よりも放電能力を向上させることができる。従って、本発明の半導体装置では、微細化されても十分な放電能力を有するESD保護素子を備え、サージが内部回路を損傷させるのを抑制することができ、信頼性の高い半導体装置を実現することができる。 According to this configuration, since the first impurity region into which the same conductivity type impurity as that of the MIS transistor is introduced is formed between the active region and the guard ring region, for example, a surge has entered from the input / output terminal. In this case, a diode (first diode) composed of the first impurity region, the well region, and the guard ring region can be operated. In the first diode, since the first impurity region is formed in the vicinity of the guard ring region, for example, than the diode composed of the impurity region provided in the MIS transistor, the well region, and the guard ring region. The parasitic resistance due to the well region is reduced. As a result, since the ESD protection element provided in the semiconductor device of the present invention has a sufficiently small parasitic resistance, the discharge capability can be improved as compared with the conventional ESD protection element. Therefore, the semiconductor device of the present invention includes an ESD protection element having sufficient discharge capability even when miniaturized, and can suppress a surge from damaging an internal circuit, thereby realizing a highly reliable semiconductor device. be able to.
本発明の半導体装置によれば、十分な放電能力を有するESD保護素子を備えているため、微細化されても、内部回路がサージによりダメージを受けにくく、半導体装置の信頼性を向上させることができる。 According to the semiconductor device of the present invention, since the ESD protection element having sufficient discharge capability is provided, the internal circuit is not easily damaged by a surge even when miniaturized, and the reliability of the semiconductor device can be improved. it can.
以下、本発明の実施形態について、ESD保護素子を備えた半導体装置について図面を参照しながら説明する。なお、本発明の各実施形態では、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号で示している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings for a semiconductor device including an ESD protection element. In each embodiment of the present invention, components having substantially the same function are denoted by the same reference numerals.
(第1の実施形態)
図1(a)は、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置に備えられたESD保護素子の構成を示す平面図であり、図1(b)は図1(a)に示すIb−Ib線における断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1A is a plan view showing a configuration of an ESD protection element provided in the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is an Ib− shown in FIG. It is sectional drawing in the Ib line.
図1(a)、(b)に示すように、本実施形態に係るESD保護素子100は、シリコンなどからなる基板130と、基板130内に形成されたp型(第1導電型)ウェル領域101と、p型ウェル領域101内に形成された素子分離領域109と、p型ウェル領域101内であって、素子分離領域109に取り囲まれた基板130からなる活性領域140上に形成されたn型(第2導電型)ESD保護トランジスタ120と、基板130におけるp型ウェル領域101上に形成され、素子分離領域109を挟んで活性領域140を取り囲むp型ガードリング領域106と、基板130におけるp型ウェル領域101上に形成され、活性領域140とp型ガードリング領域106の間であって、活性領域140との間に素子分離領域109を挟んで形成されたn型カソード領域107とを備えている。p型ガードリング領域106は、p型ウェル領域101の引き出し部となる領域であって、p型ウェル領域101に比べて不純物濃度が高く且つ抵抗値が低く形成されている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, an
n型ESD保護トランジスタ120は、活性領域140上に形成された第1のゲート絶縁膜102a及び第2のゲート絶縁膜102bと、第1のゲート絶縁膜102a及び第2のゲート絶縁膜102bの上にそれぞれ形成された第1のゲート電極103a及び第2のゲート電極103bと、活性領域140における第1のゲート電極103aと第2のゲート電極103bの間に形成されたn型ドレイン領域104と、活性領域140における第1のゲート電極103aの側方であって、n型ドレイン領域104の反対側に位置する領域に形成された第1のn型ソース領域105aと、活性領域140における第2のゲート電極103bの側方であって、n型ドレイン領域104と反対側に位置する領域に形成された第2のn型ソース領域105bとを有している。
The n-type
ここで、n型カソード領域107は、活性領域140におけるゲート長方向に位置する側面のうち、第1のn型ソース領域105a側の側面と対向する位置において、ゲート幅方向に延伸して設けられており、素子分離領域109により取り囲まれている。なお、p型ガードリング領域106の外側面(n型カソード領域107と反対側の側面)も、素子分離領域109により取り囲まれている。
Here, the n-
また、本実施形態のESD保護素子100は、n型ドレイン領域104及びn型カソード領域107に接続されたコンタクトプラグ108及び第1の金属配線110と、第1のn型ソース領域105a、第2のn型ソース領域105b、p型ガードリング領域106に接続されたコンタクトプラグ108及び第2の金属配線111とを備えている。ここで、n型ドレイン領域104及びn型カソード領域107は、コンタクトプラグ108及び第1の金属配線110を介して、例えば入出力端子などの外部接続用パッド112に接続されている。一方、第1のn型ソース領域105a、第2のn型ソース領域105b、及びp型ガードリング領域106は、コンタクトプラグ108及び第2の金属配線111を介して、例えば接地端子又は電源端子などの基準電圧端子113に接続されている。なお、図示は省略するが、基板130と、第1の金属配線110及び第2の金属配線111との間には層間絶縁膜が形成されており、各コンタクトプラグ108は該層間絶縁膜を貫通して形成されている。
In addition, the
また、p型ウェル領域101は、例えば1×1012〜1×1013ions/cm−2の範囲のドーズ量で、p型不純物イオンをイオン注入することで形成されている。また、n型ドレイン領域104、第1のn型ソース領域105a、第2のn型ソース領域105b、及びn型カソード領域107は、例えば1×1015〜4×1015ions/cm−2の範囲のドーズ量で、n型不純物イオンをイオン注入することで形成されている。さらに、p型ガードリング領域106は、例えば1×1015〜4×1015ions/cm−2で、p型不純物イオンをイオン注入することで形成されている。
The p-
本実施形態の半導体装置に設けられたESD保護素子100では、外部接続用パッド112から例えば正電圧のサージが侵入すると、n型ドレイン領域104と、p型ウェル領域101と、第1のn型ソース領域105a又は第2のn型ソース領域105bとから構成される寄生バイポーラトランジスタが動作する。具体的には、外部接続用パッド112から正電圧のサージが流入すると、電流は第1の金属配線110及びコンタクトプラグ108を介してn型ドレイン領域104に流れた後、p型ウェル領域101、第1のn型ソース領域105a又は第2のn型ソース領域105bを経由して、基準電圧端子113(接地端子)に流出する。
In the
一方、外部接続用パッド112から例えば負電圧のサージが侵入すると、n型カソード領域107とp型ウェル領域101及びp型ガードリング領域106とから構成される寄生ダイオード(第1の寄生ダイオード)と、n型ドレイン領域104とp型ウェル領域101及びp型ガードリング領域106とから構成される寄生ダイオード(第2のダイオード)とが動作する。具体的には、第1の寄生ダイオードでは、外部接続用パッド112から負電圧のサージが流入すると、電流はp型ガードリング領域106及びp型ウェル領域101を流れて、n型カソード領域107を経由した後、コンタクトプラグ108及び第1の金属配線110を介して外部接続用パッド112に流出する。この場合、電流の多くは、p型ガードリング領域106とn型カソード領域107との間に位置するp型ウェル領域101からなる寄生抵抗R1を通る。また、第2の寄生ダイオードでは、外部接続用パッド112から侵入した負電圧のサージが流入すると、電流はp型ガードリング領域106及びp型ウェル領域101を流れて、n型ドレイン領域104を経由した後、コンタクトプラグ108及び第1の金属配線110を介して外部接続用パッド112に流出する。従って、電流の一部は、p型ガードリング領域106とn型ドレイン領域104との間に位置するp型ウェル領域101からなる寄生抵抗R2を通ることになる。
On the other hand, when a negative voltage surge, for example, enters from the
本実施形態の半導体装置では、n型カソード領域107とp型ガードリング領域106との距離が、n型ドレイン領域104とp型ガードリング領域106との距離よりも短くなっているため、その間に形成されているp型ウェル領域101による寄生抵抗R1は寄生抵抗R2に比べて小さくなる。これにより、従来のESD保護素子に比べて、ESD保護素子100全体としての寄生抵抗を小さくすることができるため、サージの放電能力を向上させることができる。なお、従来のESD保護素子のダイオードでは、放電能力が例えば2.0Aであるのに対して、本実施形態の半導体装置に設けられたESD保護素子100のダイオードでは、放電能力が3.0Aとなり、従来よりも高い放電能力を有することがわかった。
In the semiconductor device of the present embodiment, the distance between the n-
以上説明したように、本実施形態の半導体装置の特徴は、活性領域140とp型ガードリング領域106との間に、n型ドレイン領域104と同じ導電型の不純物が導入されたn型カソード領域107が形成されていることにある。この構成によれば、外部回路からサージが侵入すると、n型ドレイン領域104とp型ウェル領域101及びp型ガードリング領域106とから構成される寄生ダイオード(第2の寄生ダイオード)と共に、n型カソード領域107とp型ウェル領域101及びp型ガードリング領域106とから構成され、第2の寄生ダイオードよりも寄生抵抗の小さい第1の寄生ダイオードも導通する。これにより、従来のESD保護素子よりも寄生抵抗が小さいダイオードを用いてサージを逃がすことができるので、十分な電流能力を示し、低インピーダンスで動作することが可能となる。その結果、本実施形態の半導体装置では、微細化されても十分な放電能力を有するESD保護素子を備え、内部回路がESDサージにより損傷するのを抑制することができる。
As described above, the semiconductor device of the present embodiment is characterized by the n-type cathode region in which the same conductivity type impurity as that of the n-
また、本実施形態の半導体装置では、n型カソード領域107の側面は、対向する活性領域140の側面の幅に対して大きくなっている。このように、n型カソード領域107が十分な面積を有していることで、ESD保護素子100の放電能力を向上させることができる。
Further, in the semiconductor device of the present embodiment, the side surface of the n-
なお、本発明のESD保護素子では、第1導電型をn型、第2導電型をp型としたが、これに限定されるものではなく、第1導電型をp型、第2導電型をn型としてもよい。 In the ESD protection element of the present invention, the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type. However, the present invention is not limited to this, and the first conductivity type is p-type and the second conductivity type. May be n-type.
以下、本実施形態の半導体装置の第1〜第3の変形例について説明する。 Hereinafter, first to third modifications of the semiconductor device of this embodiment will be described.
(第1の実施形態の第1の変形例)
図2(a)は、第1の実施形態に係るESD保護素子の第1の変形例(ESD保護素子200)の構成を示す平面図であり、図2(b)は図2(a)に示すIIb−IIb線における断面図である。なお、本変形例のESD保護素子200は、第1の実施形態のESD保護素子100と一部の構成のみが異なっているので、同様な構成については省略して説明する。
(First modification of the first embodiment)
FIG. 2A is a plan view showing a configuration of a first modification (ESD protection element 200) of the ESD protection element according to the first embodiment, and FIG. 2B is a plan view of FIG. It is sectional drawing in the IIb-IIb line shown. Note that the
図2(a)、(b)に示すように、本変形例のESD保護素子200では、n型カソード領域107は、活性領域140とp型ガードリング領域106の間のうち、第1のn型ソース領域105aの側方に位置する領域だけでなく、第2のn型ソース領域105bの側方に位置する領域にも形成されている。言い換えると、n型カソード領域107は、活性領域140におけるゲート長方向に位置する両側面と対向する位置にそれぞれゲート幅方向に延伸して形成されている。また、2つの領域に形成された各n型カソード領域107は、それぞれ周囲を素子分離領域109により取り囲まれている。
As shown in FIGS. 2A and 2B, in the
本変形例のESD保護素子200では、n型カソード領域107が2つの領域に形成されているので、n型カソード領域107とp型ウェル領域101及びp型ガードリング領域106とから構成される寄生ダイオード(第1のダイオード)をゲート長方向における活性領域140の両側に形成することができる。そのため、外部接続用パッド112から例えば負電圧のサージが侵入すると、電流はn型ドレイン領域104とp型ウェル領域101及びp型ガードリング領域106とから構成される寄生ダイオード(第2のダイオード)と共に、活性領域140の両側に形成された各第1のダイオードを経由して外部接続用パッド112へ流れる。ここで、第1のダイオードの寄生抵抗R1は、第2のダイオードの寄生抵抗R2よりも小さい。そのため、第1のダイオードを2つの領域に形成できる本変形例のESD保護素子200全体の寄生抵抗は、第1の実施形態のESD保護素子100全体の寄生抵抗よりもさらに小さくなる。従って、本変形例のESD保護素子200を備えていると、放電能力をより一層向上させることができるので、内部回路がサージにより損傷を受けるのを抑制でき、信頼性の高い半導体装置を実現することができる。
In the
(第1の実施形態の第2の変形例)
図3(a)は、第1の実施形態に係るESD保護素子の第2の変形例(ESD保護素子300)の構成を示す平面図であり、図3(b)は図3(a)に示すIIIb−IIIb線における断面図である。なお、本変形例のESD保護素子300は、第1の実施形態のESD保護素子100と一部の構成のみが異なっているので、同様な構成については省略して説明する。
(Second modification of the first embodiment)
FIG. 3A is a plan view showing a configuration of a second modified example (ESD protection element 300) of the ESD protection element according to the first embodiment, and FIG. 3B is a plan view of FIG. It is sectional drawing in the IIIb-IIIb line shown. Note that the
図3(a)、(b)に示すように、本変形例のESD保護素子300では、n型カソード領域107が、活性領域140の周囲を取り囲むように形成されている。この構成によれば、n型カソード領域107とp型ウェル領域101及びp型ガードリング領域106とから構成され、寄生抵抗R1が十分に小さい寄生ダイオード(第1の寄生ダイオード)が、活性領域140の周囲に広い範囲で形成されているため、ESD保護素子300全体の抵抗をさらに小さくすることができる。その結果、本変形例のESD保護素子300を備えた半導体装置では、微細化されても十分な放電能力を有し、内部回路がサージによってダメージを受けるのをより確実に抑制することが可能となる。
As shown in FIGS. 3A and 3B, in the
(第2の実施形態)
図4(a)は、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置に備えられたESD保護素子の構成を示す平面図であり、図4(b)は図4(a)に示すIVb−IVb線における断面図である。なお、本実施形態に係るESD保護素子400は、第1の実施形態のESD保護素子100と一部の構成のみが異なっているので、同様な構成については省略して説明する。
(Second Embodiment)
FIG. 4A is a plan view showing the configuration of the ESD protection element provided in the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 4B is an IVb− shown in FIG. It is sectional drawing in the IVb line. Note that the
図4(a)、(b)に示すように、本実施形態に係るESD保護素子400では、第1の実施形態のESD保護素子100と同様に、n型カソード領域107が、活性領域140におけるゲート長方向に位置する側面のうち、第1のn型ソース領域105a側の側面と対向する位置において、ゲート幅方向に延伸して設けられている。
As shown in FIGS. 4A and 4B, in the
ここで、本実施形態のESD保護素子400の特徴は、n型カソード領域107とp型ガードリング領域106とは、素子分離領域109により区画されておらず、両者の間にはp型ウェル領域101が介在していることにある。この構成によれば、n型カソード領域107とp型ガードリング領域106との間に素子分離領域109が形成されている場合に比べて、n型カソード領域107とp型ガードリング領域106との距離がさらに短くなるので、n型カソード領域107とp型ウェル領域101及びp型ガードリング領域106とから構成される寄生ダイオードの寄生抵抗をさらに小さくすることができる。その結果、外部接続用パッド112にサージが印加されても、十分に寄生抵抗が小さく、高い放電能力を有するESD保護素子400が動作することで、サージから内部回路をより確実に保護することができる。
Here, the
また、本実施形態のESD保護素子400では、n型カソード領域107とp型ガードリング領域106の間にp型ウェル領域101を形成しているが、必ずしもp型ウェル領域101を介在させる必要はなく、n型カソード領域107とp型ガードリング領域106とは互いに接して形成されていてもよい。この場合、外部接続用パッド112から例えば負電圧のサージが侵入した場合、p型ガードリング領域106を流れた電流の多くは、p型ウェル領域101を経由することなくn型カソード領域107を流れた後、外部接続用パッド112へ流出する。これにより、p型ウェル領域101による寄生抵抗を通ることなくサージを逃がすことができるため、より一層放電能力を向上させることができる。
In the
さらに、本実施形態のESD保護素子400において、n型カソード領域107の位置は、図4(a)に示す位置に限定されるものではない。例えば、第1の実施形態の第1の変形例及び第2の変形例の様に、n型カソード領域107は、活性領域140におけるゲート長方向に位置する両側面と対向する位置にそれぞれ設けられていてもよく、あるいは、活性領域140を取り囲むように形成されていてもよい。これらの場合においても、第1の実施形態の第1の変形例及び第2の変形例と同様な効果が得られる。
Furthermore, in the
本発明の半導体装置は、半導体装置の微細化及び高集積化に有用である。 The semiconductor device of the present invention is useful for miniaturization and high integration of a semiconductor device.
100、200、300、400 ESD保護素子
101 p型ウェル領域
102a 第1のゲート絶縁膜
102b 第2のゲート絶縁膜
103a 第1のゲート電極
103b 第2のゲート電極
104 n型ドレイン領域
105a 第1のn型ソース領域
105b 第2のn型ソース領域
106 p型ガードリング領域
107 n型カソード領域
108 コンタクトプラグ
109 素子分離領域
110 第1の金属配線
111 第2の金属配線
112 外部接続用パッド
113 基準電圧端子
120 n型ESD保護トランジスタ
130 基板
140 活性領域
160 p型ガードリング領域
100, 200, 300, 400 ESD protection element
101 p-type well region
102a First gate insulating film
102b Second gate insulating film
103a first gate electrode
103b Second gate electrode
104 n-type drain region
105a First n-type source region
105b Second n-type source region
106 p-type guard ring region
107 n-type cathode region
108 Contact plug
109 Element isolation region
110 First metal wiring
111 Second metal wiring
112 Pad for external connection
113 Reference voltage terminal
120 n-type ESD protection transistor
130 substrates
140 Active region
160 p-type guard ring region
Claims (12)
前記ESD保護素子は、
前記基板内に形成された第1導電型のウェル領域と、
前記ウェル領域内に形成された素子分離領域と、
前記ウェル領域内であって、前記素子分離領域で取り囲まれた前記基板からなる活性領域上に形成された第2導電型のMISトランジスタと、
前記基板における前記ウェル領域上に形成され、前記素子分離領域を挟んで前記活性領域を取り囲む第1導電型のガードリング領域と、
前記基板における前記ウェル領域上に形成され、前記活性領域と前記ガードリング領域との間に、前記活性領域との間に前記素子分離領域を挟んで形成された第2導電型の第1の不純物領域とを備えている半導体装置。 A semiconductor device having an ESD protection element on a substrate,
The ESD protection element is
A first conductivity type well region formed in the substrate;
An element isolation region formed in the well region;
A MIS transistor of a second conductivity type formed in an active region made of the substrate in the well region and surrounded by the element isolation region;
A guard ring region of a first conductivity type formed on the well region of the substrate and surrounding the active region across the element isolation region;
A first impurity of a second conductivity type formed on the well region of the substrate and formed between the active region and the guard ring region with the element isolation region interposed between the active region and the active region; And a semiconductor device.
前記活性領域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たゲート電極と、
前記活性領域における前記ゲート電極の一側方下に形成された第2導電型の第2の不純物領域と、
前記活性領域における前記ゲート電極の他側方下に形成された第2導電型の第3の不純物領域とを有する請求項1〜10のうちいずれか1つに記載の半導体装置。 The MIS transistor is
A gate insulating film formed on the active region;
A gate electrode formed on the gate insulating film;
A second impurity region of a second conductivity type formed below one side of the gate electrode in the active region;
The semiconductor device according to claim 1, further comprising: a third impurity region of a second conductivity type formed below the other side of the gate electrode in the active region.
前記ガードリング領域及び前記第3の不純物領域は、接地端子又は電源端子に接続されている請求項11に記載の半導体装置。 The first impurity region and the second impurity region are connected to an input / output terminal,
The semiconductor device according to claim 11, wherein the guard ring region and the third impurity region are connected to a ground terminal or a power supply terminal.
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- 2007-09-14 JP JP2007239823A patent/JP2009071173A/en active Pending
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