JP2022056787A - 静電気保護素子及び半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】占有面積の増大を招くことなく、静電気破壊を防止することが可能な静電気保護素子及び半導体装置を提供する。【解決手段】トランジスタ10は、第1導電型の半導体基板11の表面に沿って形成されており、接地ラインGL又は電源ラインVLと接続している第2導電型の高濃度ソース領域12sと、半導体基板の表面から露出する露出面を有し高濃度ソース領域と接している第2導電型の低濃度ソース領域13sと、半導体基板の表面に沿って形成されており、電源ライン又と接続している第2導電型の高濃度ドレイン領域12dと、半導体基板の表面から露出する露出面を有し、高濃度ドレイン領域と接しており、低濃度ソース領域よりも半導体基板の表面からの深さが深い領域まで延在している第2導電型の低濃度ドレイン領域13dと、ゲート絶縁膜14と、ゲート絶縁膜上に形成されており、接地ライン又は電源ラインと接続しているゲート電極15と、を含む。【選択図】図2B
Description
本発明は、静電気保護素子及び静電気保護素子を含む半導体装置に関する。
半導体装置としての半導体ICチップには、チップ外部で発生した静電気放電(以下、ESDと称する)に伴う大電流が、電源端子を介して内部回路に流れ込むことを防止するESD保護回路が設けられている。
当該ESD保護回路には、電源ラインの電圧値が所定の電圧値以上の高電圧となった場合に、電源ラインと接地ラインとを接続するESD保護用のトランジスタが含まれている。ESD保護回路では、ESDに伴う高電圧が外部端子を介して電源ラインに印加されると、ESD保護用のトランジスタが動作して当該高電圧に伴う電流がこのESD保護用のトランジスタに流れ、当該トランジスタに掛る電圧が低下して、ある電圧に維持(ホールド電圧と称する)されるというスナップバックを利用して内部回路の保護を行う(例えば、特許文献1参照)。
ところで、ESD保護用のトランジスタに流れ込む電流が過大になると、カーク効果が生じる場合がある。カーク効果が生じると空乏層が形成され、電流経路の電流密度が高くなる。この状態で高電圧が印加されつづけると当該カーク効果が生じていない場合に比べて、コレクタ・エミッタ間に大きな電流が流れ込み、上記したホールド電圧が低くなる。この際、当該ホールド電圧よりも高い電源電圧が電源ラインに印加されていると、ESDの終息後もESD保護用のトランジスタの動作が継続する。よって、この電源電圧に基づく電流が継続的にESD保護用のトランジスタに流れ込み、内部回路への電力供給が不足する、或いは当該ESD保護用のトランジスタ自体が破壊されるおそれがあった。
そこで、このような不具合を解消するために、特許文献1に記載の静電気保護回路では、電源ライン及び接地ライン間に2つのESD保護用のトランジスタをカスケード接続したものを採用している。当該静電気保護回路では、カスケード接続された2つのESD保護用のトランジスタの各々で生じるホールド電圧を加算したものが回路上でのホールド電圧となる。よって、その回路上でのホールド電圧を、電源電圧よりも高電圧にすることができるので、ESDの終息後、電源電圧が印加されていてもESD保護用のトランジスタに流れる電流を抑制することが可能となる。
しかしながら、特許文献1に開示されている構成では、内部回路と共に自身の破壊を防ぐためにESD保護用のトランジスタが2つ必要となるため、半導体装置内での占有面積が大きくなるという問題があった。
そこで、本発明は、占有面積の増大及び内部回路に対する電力供給不足を招くことなく、内部回路と共に自身の静電気破壊を防止することが可能な静電気保護素子及び半導体装置を提供することを目的とする。
本発明に係る静電気保護素子は、第1導電型の半導体基板と、前記半導体基板の表面に沿って形成されており、電源電圧を伝送する電源ライン及び接地ラインのうちの一方が接続されている第2導電型の高濃度ソース領域と、前記半導体基板の表面から露出する露出面を有し、前記高濃度ソース領域と接しており、前記高濃度ソース領域よりも不純物濃度が低い第2導電型の低濃度ソース領域と、前記高濃度ソース領域及び前記低濃度ソース領域と離隔して前記半導体基板の表面に沿って形成されており、前記電源ライン及び接地ラインのうちの他方が接続されている第2導電型の高濃度ドレイン領域と、前記高濃度ソース領域及び前記低濃度ソース領域と離隔して形成され、前記半導体基板の表面から露出する露出面を有し、前記高濃度ドレイン領域と接しており、前記高濃度ドレイン領域よりも不純物濃度が低く、前記低濃度ソース領域よりも前記半導体基板の表面からの深さが深い領域まで延在している第2導電型の低濃度ドレイン領域と、前記低濃度ソース領域及び前記低濃度ドレイン領域各々の前記露出面上、及び前記半導体基板の表面における前記露出面各々の間の領域上に形成されているゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成されており、前記電源ライン及び接地ラインのうちの前記一方が接続されているゲート電極と、を有することを特徴とする。
また、本発明に係る静電気保護素子は、第1導電型の半導体基板と、前記半導体基板の表面に沿って形成されており、電源電圧を伝送する電源ライン及び接地ラインのうちの一方が接続されている第2導電型の高濃度ソース領域と、前記半導体基板の表面から露出する露出面を有し、前記高濃度ソース領域と接しており、前記高濃度ソース領域よりも不純物濃度が低い第2導電型の低濃度ソース領域と、前記高濃度ソース領域及び前記低濃度ソース領域と離隔して前記半導体基板の表面に沿って形成されており、前記電源ライン及び接地ラインのうちの他方が接続されている第2導電型の高濃度ドレイン領域と、前記高濃度ソース領域及び前記低濃度ソース領域と離隔して形成され、前記半導体基板の表面から露出する露出面を有し、前記高濃度ドレイン領域と接しており且つ前記高濃度ドレイン領域よりも不純物濃度が低い第2導電型の低濃度ドレイン領域と、前記低濃度ソース領域及び前記低濃度ドレイン領域各々の前記露出面上、及び前記半導体基板の表面における前記露出面各々の間の領域上に形成されているゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成されており、前記電源ライン及び接地ラインのうちの前記一方が接続されているゲート電極と、前記低濃度ドレイン領域の底面に形成されており、前記高濃度ドレイン領域よりも不純物濃度が低い第2導電型のウェル領域と、を有することを特徴とする。
本発明に係る半導体装置は、電源電圧を伝送する電源ライン及び接地ラインと、第1導電型の半導体基板と、前記半導体基板に形成されており前記電源ライン及び前記接地ラインを介して伝送された前記電源電圧によって動作する内部回路と、前記半導体基板に形成されている静電気保護素子と、を含み、前記静電気保護素子は、前記半導体基板の表面に沿って形成されており、電源電圧を伝送する電源ライン及び接地ラインのうちの一方が接続されている第2導電型の高濃度ソース領域と、前記半導体基板の表面から露出する露出面を有し、前記高濃度ソース領域と接しており、前記高濃度ソース領域よりも不純物濃度が低い第2導電型の低濃度ソース領域と、前記高濃度ソース領域及び前記低濃度ソース領域と離隔して前記半導体基板の表面に沿って形成されており、前記電源ライン及び接地ラインのうちの他方が接続されている第2導電型の高濃度ドレイン領域と、前記高濃度ソース領域及び前記低濃度ソース領域と離隔して形成され、前記半導体基板の表面から露出する露出面を有し、前記高濃度ドレイン領域と接しており、前記高濃度ドレイン領域よりも不純物濃度が低く、前記低濃度ソース領域よりも前記半導体基板の表面からの深さが深い領域まで延在している第2導電型の低濃度ドレイン領域と、前記低濃度ソース領域及び前記低濃度ドレイン領域各々の前記露出面上、及び前記半導体基板の表面における前記露出面各々の間の領域上に形成されているゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成されており、前記電源ライン及び接地ラインのうちの前記一方が接続されているゲート電極と、を有することを特徴とする。
また、本発明に係る半導体装置は、電源電圧を伝送する電源ライン及び接地ラインと、第1導電型の半導体基板と、前記半導体基板に形成されており前記電源ライン及び前記接地ラインを介して伝送された前記電源電圧によって動作する内部回路と、前記半導体基板に形成されている静電気保護素子と、を含み、前記静電気保護素子は、前記半導体基板の表面に沿って形成されており、電源電圧を伝送する電源ライン及び接地ラインのうちの一方が接続されている第2導電型の高濃度ソース領域と、前記半導体基板の表面から露出する露出面を有し、前記高濃度ソース領域と接しており、前記高濃度ソース領域よりも不純物濃度が低い第2導電型の低濃度ソース領域と、前記高濃度ソース領域及び前記低濃度ソース領域と離隔して前記半導体基板の表面に沿って形成されており、前記電源ライン及び接地ラインのうちの他方が接続されている第2導電型の高濃度ドレイン領域と、前記高濃度ソース領域及び前記低濃度ソース領域と離隔して形成され、前記半導体基板の表面から露出する露出面を有し、前記高濃度ドレイン領域と接しており且つ前記高濃度ドレイン領域よりも不純物濃度が低い第2導電型の低濃度ドレイン領域と、前記低濃度ソース領域及び前記低濃度ドレイン領域各々の前記露出面上、及び前記半導体基板の表面における前記露出面各々の間の領域上に形成されているゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成されており、前記電源ライン及び接地ラインのうちの前記一方が接続されているゲート電極と、前記低濃度ドレイン領域の底面に形成されており、前記高濃度ドレイン領域よりも不純物濃度が低い第2導電型のウェル領域と、を有することを特徴とする。
本発明では、ESDによる高電圧が印加されると、静電気保護素子としてのMOSトランジスタのソース領域及びドレイン領域間に寄生するバイポーラ型の寄生トランジスタがブレークダウンする。これにより、ESDに伴う電流は、内部回路ではなく、当該寄生トランジスタに流れ込むことで、内部回路の静電破壊が防止される。
更に、本発明では、ESDに伴う電流が流れる寄生トランジスタによる電流経路を半導体基板の深さ方向に拡げている。これにより、MOSトランジスタのゲート酸化膜の真下の領域に形成される寄生トランジスタによる電流経路の電流密度が低くなり、その分だけ上記した寄生トランジスタのブレークダウン時にカーク効果が起こる電流の閾値が高くなる。つまり、カーク効果が生じにくくなり、その結果、当該カーク効果に伴う寄生トランジスタのコレクタ・エミッタ間のホールド電圧の低下が抑えられるので、ESDの終息後、電源電圧が印加されていても大電流が寄生トランジスタに流れ込むことはない。
したがって、本発明によれば、静電気保護素子としての単一のMOSトランジスタにより、占有面積の増大及び内部回路への電力供給不足を招くことなく、EDSによる内部回路の破壊のみならず、ESD終息後の自身の破壊を防止することが可能となる。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明に係る半導体装置としての半導体ICチップ100に形成されている回路を概略的に示す回路図である。
半導体ICチップ100には、主機能を担う内部回路UCと、本発明に係る静電気保護素子としてのnチャネルMOS(Metal-Oxide-Semiconductor)型のトランジスタ10が形成されている。更に、かかる半導体ICチップ100には、外部からの電源電圧を受けるパッドPd1及びPd2と、パッドPd1及びPd2で受けた電源電圧を伝送する電源ラインVL及び接地ラインGLが形成されている。内部回路UCは、電源ラインVL及び接地ラインGLを介して伝送された電源電圧によって動作する。
尚、図1に示すように、トランジスタ10のドレインは電源ラインVLに接続されており、ゲート及びソースが共に接地ラインGLに接続されている。
以下に、トランジスタ10の構成について説明する。
図2Aは、半導体ICチップ100の上方からトランジスタ10を眺めた上面図であり、図2Bは、図2AにおけるW-W線に沿った断面図である。
図2Bに示すように、トランジスタ10は、P型のSi(シリコン)からなる半導体基板11に形成されている。
半導体基板11の表面付近には、トランジスタ10のソース領域を担うN型の高濃度ソース領域12sと、当該高濃度ソース領域12sよりも不純物濃度が低いN型の低濃度ソース領域13sが形成されている。
高濃度ソース領域12sは、上面が半導体基板11の表面から露出しており、その上面に設けられたコンタクトCtに接地ラインGLが接続されている。
低濃度ソース領域13sは、半導体基板11の表面から露出する露出面を有し、半導体基板11の領域内において高濃度ソース領域12sの側面及び底面を覆うように、当該高濃度ソース領域12sと接している。
また、半導体基板11の表面付近には、トランジスタ10のドレイン領域を担うN型の高濃度ドレイン領域12dと、当該高濃度ドレイン領域12dよりも不純物濃度が低いN型の低濃度ドレイン領域13dが形成されている。
高濃度ドレイン領域12dは、上面が半導体基板11の表面から露出しており、その上面に設けられたコンタクトCtに電源ラインVLが接続されている。
低濃度ドレイン領域13dは、半導体基板11の表面から露出する露出面を有し、半導体基板11の領域内において高濃度ドレイン領域12dの側面及び底面を覆うように、当該高濃度ドレイン領域12dと接している。
また、図2Bに示すように、低濃度ソース領域13s及び低濃度ドレイン領域13d各々の露出面上、及び半導体基板11の表面における上記した露出面各々の間の領域上にゲート絶縁膜14が形成されている。ゲート酸化膜14上にはゲート電極15が形成されている。ゲート電極15には接地ラインGLが接続されている。
また、上記した高濃度ソース領域12s、高濃度ドレイン領域12d、低濃度ソース領域13s、及び低濃度ドレイン領域13dが形成されている領域全体を環状に囲むように、STI(shallow trench isolation)構造の素子分離絶縁膜20が形成されている。
また、半導体基板11の表面付近における、環状の素子分離絶縁膜20の外周の一部の領域には、P型の高濃度拡散層21が形成されている。高濃度拡散層21には接地ラインGLが接続されており、当該接地ラインGL及び高濃度拡散層21を介してトランジスタ10のバックゲートに接地電位が印加される。
更に、図2Bに示すように、半導体基板11の領域内における、ドレイン領域を担う低濃度ドレイン領域13dの底面には、高濃度ドレイン領域12dよりも不純物濃度が低い、N型のnウェル30が形成されている。
ここで、nウェル30は、図2Bに示すように自身の側面S1が、高濃度ドレイン領域12dにおける高濃度ソース領域12sと対向する側面S2よりも、ソース領域(12s、13s)側に張り出している。
以下に、図1、図2A及び図2Bに示すトランジスタ10による静電破壊保護動作について図3を用いて説明する。
図3は、トランジスタ10のドレイン・ソース間に寄生するバイポーラ型の寄生トランジスタを記号化してトランジスタ10の断面図中に表す図である。
まず、図1に示すように、半導体ICチップ100の近傍で発生したESDにより、パッドPd1及びPd2間に高電圧が印加されると、MOS型のトランジスタ10のドレイン・ソース間に寄生するバイポーラ型の寄生トランジスタがブレークダウンする。
続いて、図3に示すように、トランジスタ10では、低濃度ソース領域13s及び低濃度ドレイン領域13d間にバイポーラ型の寄生トランジスタが形成されると共に、nウェル30を介して低濃度ソース領域13s及び低濃度ドレイン領域13d間にもバイポーラ型の寄生トランジスタが形成される。
上記した寄生トランジスタがブレークダウンすると、ESDに伴う放電電流が、例えば電源ラインVLから高濃度ドレイン領域12d、低濃度ドレイン領域13d、半導体基板11の表面付近の領域、低濃度ソース領域13s及び高濃度ソース領域12sからなる電流経路を介して、接地ラインGLに流れ込む。更に、かかる放電電流は、高濃度ドレイン領域12d、低濃度ドレイン領域13d、nウェル30、半導体基板11における表面から離間した領域、低濃度ソース領域13s及び高濃度ソース領域12sからなる電流経路を介して接地ラインGLに流れ込む。
よって、ESDに伴う電流が内部回路UCではなく、図3に示すバイポーラ型の寄生トランジスタによる電流経路に流れ込むことで、内部回路UCの静電破壊が防止される。
ここで、トランジスタ10では、低濃度ドレイン領域13dの底面に形成したnウェル30により、寄生トランジスタがブレークダウンした際の電流経路が半導体基板11の深さ方向に拡張されている。これにより、ゲート酸化膜14の直下の領域に形成される寄生トランジスタによる電流経路の電流密度が低くなる。その結果、当該寄生トランジスタを介して高濃度ドレイン領域12d及び高濃度ソース領域12s間に流れる電流に対して、カーク効果が起こる電流の閾値が高くなる。よって、低濃度ドレイン領域13dの底面にnウェル30を形成しなかった場合に比べて、カーク効果が生じにくくなり、その結果、当該カーク効果に伴う寄生トランジスタのコレクタ・エミッタ間のホールド電圧の低下が抑えられる。
したがって、ESDの終息後、通常の電源電圧が電源ラインVL及び接地ラインGLを介してトランジスタ10に印加されていても、寄生トランジスタへの大電流の流れ込みが阻止される。これにより、ESDが終息した後は、電源電圧に基づく電流は寄生トランジスタに流れ込むことなく内部回路UCに供給されるので、当該内部回路UCの電力供給不足が解消されると共に、静電気保護素子としてのトランジスタ10の破壊が阻止される。
このように、静電気保護素子としての単一のトランジスタ10により、占有面積の増大及び内部回路への電力供給不足を招くことなく、ESDによる内部回路UCの破壊、並びにESD終息後の静電気保護素子(トランジスタ10)自体の破壊を防止することが可能となる。
更に、トランジスタ10では、図2Bに示すように、半導体基板11の表面に沿った方向において、半導体基板11の領域と低濃度ドレイン領域13dとの境界から、高濃度ドレイン領域12dまでの最短の距離L1を、当該半導体基板11の領域と低濃度ソース領域13sとの境界から、高濃度ソース領域12sまでの最短の距離L2より大きくしている。
この際、距離L1が大きくなるほど、図3に示す寄生トランジスタによる電流経路中の電気抵抗が増加し、それに伴いカーク効果が起こる電圧の閾値が高くなるので、当該カーク効果に伴う寄生トランジスタのコレクタ・エミッタ間のホールド電圧の低下が抑制される。よって、より確実に、ESD終息後の内部回路UCへの電力供給不足、及び静電気保護素子(10)の破壊を防止することが可能となる。
尚、図2Bに示す一例では、ブレークダウン時の電流経路を半導体基板11の深さ方向に拡げる為にnウェル30を設けるようにしているが、nウェル30を別個に形成せずに、低濃度ドレイン領域自体を半導体基板11の深さ方向に拡げるようにしても良い。
図4は、かかる点に鑑みて為された、図2AにおけるW-W線に沿ったトランジスタ10の構成を示す断面図である。
尚、図4に示す構成では、低濃度ドレイン領域13d及びnウェル30に代えて低濃度ドレイン領域23dを採用した点を除く他の構成は、図2Bに示すものと同一である。よって、以下に、図4に示す低濃度ドレイン領域23dの構成について説明する。
低濃度ドレイン領域23dは、低濃度ドレイン領域13dと同様に、半導体基板11の表面から露出する露出面を有し、半導体基板11の領域内において高濃度ドレイン領域12dの側面及び底面を覆うように、当該高濃度ドレイン領域12dと接している。
ただし、図4に示すように、低濃度ドレイン領域23dにおける半導体基板11の表面から底面までの深さh1は、低濃度ソース領域13sにおける半導体基板11の表面から底面までの深さh2よりも深い。すなわち、低濃度ドレイン領域23dは、半導体基板11の領域内において、低濃度ソース領域13sよりも半導体基板11の表面からの深さが深い領域まで延在している。
これにより、低濃度ドレイン領域の深さを低濃度ソース領域13sの深さh2と等しくした場合よりも、MOS型のトランジスタ10に寄生するバイポーラ型の寄生トランジスタがブレークダウンした際の電流経路が半導体基板11の深さ方向に拡がる。これにより、ゲート酸化膜14の近傍に形成される寄生トランジスタによる電流経路の電流密度が低くなり、その分だけカーク効果が起こる電流の閾値が高くなる。
よって、低濃度ドレイン領域の深さが、低濃度ソース領域13sの深さと等しい場合に比べて、カーク効果が生じにくくなり、その結果、当該カーク効果に伴う寄生トランジスタのコレクタ・エミッタ間のホールド電圧の低下が抑えられる。
したがって、ESDの終息後、通常の電源電圧が電源ラインVL及び接地ラインGLを介してトランジスタ10に印加されても、寄生トランジスタへの大電流の流れ込みが阻止される。
よって、図4に示す構成を採用した場合にも、図2Bに示す構成を採用した場合と同様に、静電気保護素子としての単一のトランジスタ10により、占有面積の増大、及び内部回路への電力供給不足を招くことなく、静電気放電に伴う内部回路UCの破壊のみならず、ESD終息後の自身の破壊を防止することが可能となる。
尚、上記実施例では、MOS型のトランジスタ10をP型導電型の半導体基板11に形成した場合の構成を示したが、N型導電型の半導体基板にも同様に形成することができる。また、トランジスタ10を、P型の半導体基板に形成したN型のウェル領域、或いはN型の半導体基板に形成したP型のウェル領域に形成するようにしても良い。
要するに、静電気保護素子を担うトランジスタ10としては、以下の第1導電型の半導体基板、第2導電型の高濃度ソース領域及び低濃度ソース領域、第2導電型の高濃度ドレイン領域及び低濃度ドレイン領域、ゲート絶縁膜及びゲート電極を有するものを採用すれば良い。
すなわち、高濃度ソース領域(12s)は、半導体基板(11)の表面に沿って形成されており、電源電圧を伝送する電源ライン(VL)及び接地ライン(GL)のうちの一方が接続されている。低濃度ソース領域(13s)は、高濃度ソース領域よりも不純物濃度が低い領域であり、半導体基板の表面から露出する露出面を有し、上記した高濃度ソース領域と接している。高濃度ドレイン領域(12d)は、これら高濃度ソース領域及び低濃度ソース領域と離隔して半導体基板の表面に沿って形成されており、電源電圧を伝送する電源ライン及び接地ラインのうちの他方が接続されている。低濃度ドレイン領域(23d)は、高濃度ソース領域及び低濃度ソース領域と離隔して形成され、半導体基板の表面から露出する露出面を有し、上記した高濃度ドレイン領域と接しており且つ高濃度ドレイン領域よりも不純物濃度が低い領域である。ゲート絶縁膜(14)は、半導体基板の表面上、低濃度ソース領域及び低濃度ドレイン領域各々の露出面上に形成されている。ゲート電極(15)は、ゲート絶縁膜上に形成されており、電源ライン及び接地ラインのうちの一方が接続されている。尚、低濃度ドレイン領域(23d)における半導体基板の表面からの深さ(h1)は、低濃度ソース領域(13s)における半導体基板の表面からの深さ(h2)より深い。つまり、低濃度ドレイン領域は、半導体基板の領域内において、低濃度ソース領域よりも半導体基板の表面からの深さが深い領域まで延在している。
また、静電気保護素子を担うトランジスタ10として、以下の第1導電型の半導体基板、第2導電型の高濃度ソース領域及び低濃度ソース領域、第2導電型の高濃度ドレイン領域及び低濃度ドレイン領域、第2導電型のウェル領域、ゲート絶縁膜及びゲート電極を有するものを採用しても良い。
すなわち、高濃度ソース領域(12s)は、半導体基板(11)の表面に沿って形成されており、電源電圧を伝送する電源ライン(VL)及び接地ライン(GL)のうちの一方が接続されている。低濃度ソース領域(13s)は、高濃度ソース領域よりも不純物濃度が低い領域であり、半導体基板の表面から露出する露出面を有し、上記した高濃度ソース領域と接している。高濃度ドレイン領域(12d)は、これら高濃度ソース領域及び低濃度ソース領域と離隔して半導体基板の表面に沿って形成されており、電源電圧を伝送する電源ライン及び接地ラインのうちの他方が接続されている。低濃度ドレイン領域(23d)は、高濃度ソース領域及び低濃度ソース領域と離隔して形成され、半導体基板の表面から露出する露出面を有し、上記した高濃度ドレイン領域と接しており且つ高濃度ドレイン領域よりも不純物濃度が低い領域である。ウェル領域(30)は、低濃度ドレイン領域(13d)の底面に形成されており、高濃度ドレイン領域よりも不純物濃度が低い。
10 トランジスタ
12d 高濃度ドレイン領域
12s 高濃度ソース領域
13d 低濃度ドレイン領域
13s 低濃度ソース領域
30 nウェル
12d 高濃度ドレイン領域
12s 高濃度ソース領域
13d 低濃度ドレイン領域
13s 低濃度ソース領域
30 nウェル
Claims (7)
- 第1導電型の半導体基板と、
前記半導体基板の表面に沿って形成されており、電源電圧を伝送する電源ライン及び接地ラインのうちの一方が接続されている第2導電型の高濃度ソース領域と、
前記半導体基板の表面から露出する露出面を有し、前記高濃度ソース領域と接しており、前記高濃度ソース領域よりも不純物濃度が低い第2導電型の低濃度ソース領域と、
前記高濃度ソース領域及び前記低濃度ソース領域と離隔して前記半導体基板の表面に沿って形成されており、前記電源ライン及び接地ラインのうちの他方が接続されている第2導電型の高濃度ドレイン領域と、
前記高濃度ソース領域及び前記低濃度ソース領域と離隔して形成され、前記半導体基板の表面から露出する露出面を有し、前記高濃度ドレイン領域と接しており、前記高濃度ドレイン領域よりも不純物濃度が低く、前記低濃度ソース領域よりも前記半導体基板の表面からの深さが深い領域まで延在している第2導電型の低濃度ドレイン領域と、
前記低濃度ソース領域及び前記低濃度ドレイン領域各々の前記露出面上、及び前記半導体基板の表面における前記露出面各々の間の領域上に形成されているゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成されており、前記電源ライン及び接地ラインのうちの前記一方が接続されているゲート電極と、を有することを特徴とする静電気保護素子。 - 前記半導体基板の表面に沿った方向における、前記低濃度ドレイン領域と前記半導体基板の領域との境界から前記高濃度ドレイン領域までの距離が、前記半導体基板の表面に沿った方向における、前記低濃度ソース領域と前記半導体基板の領域との境界から前記高濃度ソース領域までの距離より大きいことを特徴とする請求項1に記載の静電気保護素子。
- 第1導電型の半導体基板と、
前記半導体基板の表面に沿って形成されており、電源電圧を伝送する電源ライン及び接地ラインのうちの一方が接続されている第2導電型の高濃度ソース領域と、
前記半導体基板の表面から露出する露出面を有し、前記高濃度ソース領域と接しており、前記高濃度ソース領域よりも不純物濃度が低い第2導電型の低濃度ソース領域と、
前記高濃度ソース領域及び前記低濃度ソース領域と離隔して前記半導体基板の表面に沿って形成されており、前記電源ライン及び接地ラインのうちの他方が接続されている第2導電型の高濃度ドレイン領域と、
前記高濃度ソース領域及び前記低濃度ソース領域と離隔して形成され、前記半導体基板の表面から露出する露出面を有し、前記高濃度ドレイン領域と接しており、前記高濃度ドレイン領域よりも不純物濃度が低い第2導電型の低濃度ドレイン領域と、
前記低濃度ソース領域及び前記低濃度ドレイン領域各々の前記露出面上、及び前記半導体基板の表面における前記露出面各々の間の領域上に形成されているゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成されており、前記電源ライン及び接地ラインのうちの前記一方が接続されているゲート電極と、
前記低濃度ドレイン領域の底面に形成されており、前記高濃度ドレイン領域よりも不純物濃度が低い第2導電型のウェル領域と、を有することを特徴とする静電気保護素子。 - 前記ウェル領域の側面の1つが、前記高濃度ドレイン領域における前記高濃度ソース領域と対向する側面よりも、前記高濃度ソース領域側に張り出していることを特徴とする請求項3に記載の静電気保護素子。
- 前記半導体基板の表面に沿った方向における、前記低濃度ドレイン領域と前記半導体基板の領域との境界から前記高濃度ドレイン領域までの距離が、前記半導体基板の表面に沿った方向における、前記低濃度ソース領域と前記半導体基板の領域との境界から前記高濃度ソース領域までの距離より大きいことを特徴とする請求項3又は4に記載の静電気保護素子。
- 電源電圧を伝送する電源ライン及び接地ラインと、
第1導電型の半導体基板と、
前記半導体基板に形成されており前記電源ライン及び前記接地ラインを介して伝送された前記電源電圧によって動作する内部回路と、
前記半導体基板に形成されている静電気保護素子と、を含み、
前記静電気保護素子は、
前記半導体基板の表面に沿って形成されており、電源電圧を伝送する電源ライン及び接地ラインのうちの一方が接続されている第2導電型の高濃度ソース領域と、
前記半導体基板の表面から露出する露出面を有し、前記高濃度ソース領域と接しており、前記高濃度ソース領域よりも不純物濃度が低い第2導電型の低濃度ソース領域と、
前記高濃度ソース領域及び前記低濃度ソース領域と離隔して前記半導体基板の表面に沿って形成されており、前記電源ライン及び接地ラインのうちの他方が接続されている第2導電型の高濃度ドレイン領域と、
前記高濃度ソース領域及び前記低濃度ソース領域と離隔して形成され、前記半導体基板の表面から露出する露出面を有し、前記高濃度ドレイン領域と接しており、前記高濃度ドレイン領域よりも不純物濃度が低く、前記低濃度ソース領域よりも前記半導体基板の表面からの深さが深い領域まで延在している第2導電型の低濃度ドレイン領域と、
前記低濃度ソース領域及び前記低濃度ドレイン領域各々の前記露出面上、及び前記半導体基板の表面における前記露出面各々の間の領域上に形成されているゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成されており、前記電源ライン及び接地ラインのうちの前記一方が接続されているゲート電極と、を有することを特徴とする半導体装置。 - 電源電圧を伝送する電源ライン及び接地ラインと、
第1導電型の半導体基板と、
前記半導体基板に形成されており前記電源ライン及び前記接地ラインを介して伝送された前記電源電圧によって動作する内部回路と、
前記半導体基板に形成されている静電気保護素子と、を含み、
前記静電気保護素子は、
前記半導体基板の表面に沿って形成されており、電源電圧を伝送する電源ライン及び接地ラインのうちの一方が接続されている第2導電型の高濃度ソース領域と、
前記半導体基板の表面から露出する露出面を有し、前記高濃度ソース領域と接しており、前記高濃度ソース領域よりも不純物濃度が低い第2導電型の低濃度ソース領域と、
前記高濃度ソース領域及び前記低濃度ソース領域と離隔して前記半導体基板の表面に沿って形成されており、前記電源ライン及び接地ラインのうちの他方が接続されている第2導電型の高濃度ドレイン領域と、
前記高濃度ソース領域及び前記低濃度ソース領域と離隔して形成され、前記半導体基板の表面から露出する露出面を有し、前記高濃度ドレイン領域と接しており且つ前記高濃度ドレイン領域よりも不純物濃度が低い第2導電型の低濃度ドレイン領域と、
前記低濃度ソース領域及び前記低濃度ドレイン領域各々の前記露出面上、及び前記半導体基板の表面における前記露出面各々の間の領域上に形成されているゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成されており、前記電源ライン及び接地ラインのうちの前記一方が接続されているゲート電極と、
前記低濃度ドレイン領域の底面に形成されており、前記高濃度ドレイン領域よりも不純物濃度が低い第2導電型のウェル領域と、を有することを特徴とする半導体装置。
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