JP2611639B2 - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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Description
に静電破壊耐量が改善された半導体装置に関するもので
ある。
の方法について、特開平1−125862号公報に記載
された技術を例に挙げて説明する。図3は、同公報にて
提案された半導体装置の断面図である。同図に示される
ように、p型半導体基板301の表面領域内には、高不
純物濃度のn型拡散層302が形成されており、このn
型拡散層302には、半導体基板を覆う層間絶縁膜30
5に開孔されたコンタクトホールを介してアルミニウム
配線306が接触している。アルミニウム配線306の
コンタクト部の下部には、低不純物濃度のnウェル30
3が形成されている。
ルミニウム配線306が接続されている外部端子に静電
パルスのような過電圧が印加された場合でも、アルミニ
ウム配線306のコンタクト下に不純物濃度の低いnウ
ェルを有するため接合耐圧が高く、アルミニウム配線3
06とn型拡散層302との接続部直下のpn接合の破
壊が起こりにくくなっている。
装置では、特に、微細化がすすみn型拡散層302が
0.5μm以下の浅い接合となった場合、静電パルス印
加時、電流はほとんど全て半導体表面を流れるようにな
り、図3のa部付近で接合耐圧がもっとも低くなるた
め、ここで基板に電流が流れ込んでしまうという問題点
があった。
設けて静電破壊保護素子を構成した場合(図2参照)、
高電圧印加時には拡散層間に電流が流れることが期待さ
れているにもかかわらず、基板−拡散層間を電流が流れ
てしまい保護素子が正常に動作できないという問題点が
あった。その結果、放電が不十分となり電圧上昇により
内部回路が破壊してしまう恐れが生じる。
は、第1に、静電パルスのような過電圧印加時に配線の
コンタクト部を囲む低不純物濃度領域(nウェル)にも
十分に電流が流れるようにして、高不純物濃度領域(n
型拡散層)が接合破壊を起こすことのないようにするこ
とであり、第2に、この構造の拡散層を用いた静電破壊
保護素子が十分にその機能を発揮しうるようにして、内
部電圧の上昇を防止して内部回路を静電破壊から保護し
うるようにすることである。
め、本発明によれば、第1導電型の半導体基板(10
1、201)と、前記半導体基板の表面領域内に形成さ
れた第2導電型の第1の拡散層(102、202)と、
前記第1の拡散層と接触する金属配線(106、20
6)と、前記金属配線のコンタクト部の直下に形成され
た、前記第1の拡散層よりも不純物濃度が高くかつ前記
第1の拡散層よりも拡散深さの深い第2導電型の第2の
拡散層(104、204)と、前記第2の拡散層の外側
に該第2の拡散層を包むように形成された、前記第1の
拡散層よりも不純物濃度の低い第2導電型の第3の拡散
層(103、203)と、を備えたことを特徴とする半
導体装置が提供される。
体基板(201)と、前記半導体基板の表面に形成され
た厚い素子分離酸化膜(209)と、前記素子分離酸化
膜を挟んで前記半導体基板の表面領域内に形成された一
対の第2導電型の第1の拡散層(202)と、それぞれ
の前記第1の拡散層と接触する金属配線(206)と、
それぞれの前記金属配線のコンタクト部の直下に形成さ
れた、前記第1の拡散層よりも不純物濃度が高くかつ前
記第1の拡散層よりも拡散深さの深い第2導電型の第2
の拡散層(204)と、それぞれの前記第2の拡散層の
外側に該第2の拡散層を包むように形成された、前記第
1の拡散層よりも不純物濃度の低い第2導電型の第3の
拡散層(203)と、を備えたことを特徴とする半導体
装置が提供される。
て説明する。図1(a)は、本発明の第1の実施例を示
す平面図であり、図1(b)はそのA−A′線の断面図
である。図1に示されるように、不純物濃度1015/c
m3のp型半導体基板101の表面領域内には、拡散抵
抗を構成する、不純物濃度1020/cm3 、深さ0.3
μmのn型拡散層102が形成されており、この拡散層
102には、層間絶縁膜105に形成されたコンタクト
ホール107を介してアルミニウム配線106が接続さ
れている。アルミニウム配線106のコンタクト部の下
部には、不純物濃度2×1020/cm3 、深さ0.5μ
mのコンタクトn型拡散層104が形成されており、そ
の外側にはこのn型拡散層104を包むように、不純物
濃度1016/cm3 、深さ2μmのnウェル103が形
成されている。
層間絶縁膜105に開孔されたコンタクトホールを介し
て不純物が導入されて形成された領域であるため、平面
的にコンタクト部より大きく広がる領域ではない。これ
に対し、nウェル103は一辺の長さがn型拡散層10
2の幅に近く形成されている。図1(a)に示されるよ
うに、アルミニウム配線106の一方は、端子108に
接続され、他方は内部回路に接続されている。
型拡散層102よりも不純物濃度の高いコンタクトn型
拡散層104が、n型拡散層102を貫通してnウェル
103に到達しているため、過電圧パルスの印加時にn
ウェル103内にもかなりの電流が流れるようになり、
そしてnウェル103が、n型拡散層102の幅程度に
形成されているため、n型拡散層102のpn接合破壊
は抑制される。
す平面図であり。図2(b)はそのA−A′線の断面図
である。本実施例は、静電破壊保護素子に本発明を適用
した場合の例に関するものである。図2(a)に示され
るように、端子208に接続されたアルミニウム配線2
06と、GND配線206aに接続されたアルミニウム
配線206は、コンタクトホール207を介してn型拡
散層202に接続されている。
ム配線206と接触するn型拡散層202は、p型半導
体基板201の表面領域内に素子分離絶縁膜209によ
り分離されて形成されている。ここで、p型半導体基板
201の不純物濃度は1015/cm3 であり、n型拡散
層202の不純物濃度は5×1019/cm3 、接合深さ
は0.3μmである。アルミニウム配線206のコンタ
クト部の直下には、コンタクトホール207を介しての
不純物導入によって形成された、不純物濃度1020/c
m3 、深さ0.5μmのコンタクトn型拡散層204が
設けられている。コンタクトn型拡散層204の外側に
は、不純物濃度1016/cm3 、深さ2.5μmのnウ
ェル203が形成されている。ここで、nウェル203
の素子分離絶縁膜209までの距離dは1μmになされ
ている。半導体基板表面全体は層間絶縁膜205によっ
て被覆されている。
子208に過電圧が印加されると、その電位はアルミニ
ウム配線206を介してコンタクトn型拡散層204に
伝達される。このコンタクトn型拡散層204の不純物
濃度はn型拡散層202のそれより高いので、電流は基
板表面に限定されずにコンタクトn型拡散層およびnウ
ェル203に拡がって流れる。そして、n型拡散層20
2のnウェル203からのはみ出し部分がd=1μmと
短いため、n型拡散層202から接合破壊により基板電
流が供給されることはなく、電流は対向しているもう一
つのn型拡散層202へ流れ込む。対向しているn型拡
散層202間が導通すると寄生npnトランジスタが導
通したことになり、速やかに静電気が放電されるため、
内部回路は確実に保護される。本発明者の実験によれ
ば、nウェル203の素子分離絶縁膜209までの距離
(これは、n型拡散層202のnウェル203からのは
み出し長さでもある)dが2μm以下であれば、n型拡
散層202のpn接合破壊を招くことなしに寄生トラン
ジスタを動作させうることが分かった。
本発明はこれら実施例に限定されるされるものではな
く、特許請求の範囲に記載された本願発明の要旨内にお
いて各種の変更が可能である。例えば、実施例では、n
ウェルは平面的にn型拡散層の内部に形成されていた
が、必ずしもそのようにする必要はなくいくつかの辺に
おいてn型拡散層の外側にまで延在していてもよい。ま
た、実施例では、p型半導体基板を用いてn型拡散層に
対してコンタクトをとる場合について説明したが、導電
型をすべて逆にした場合についても本発明を適用するこ
とができる。また、本発明の対象となる半導体装置は、
MOS型あるいはバイポーラ型のいずれであってもよ
く、特定の型、用途のものに限定されるものではない。
置は、金属配線とコンタクトをとる拡散層の中のコンタ
クト部の直下にこの拡散層よりも不純物濃度が高くかつ
接合深さの深いコンタクト拡散層を設け、このコンタク
ト拡散層の外側に低濃度拡散層を設けたものであるの
で、本発明によれば、金属配線に静電パルスが印加され
たときに電流が基板表面の拡散層に集中するのを抑制し
この拡散層が接合破壊を起こすのを防止することができ
る。従って、このコンタクト−拡散層構造を用いて静電
破壊保護素子を形成した場合には、静電パルス印加時
に、基板表面拡散層から基板電流が流れるために静電破
壊保護素子が有効に動作しないという問題を解決でき
る。よって、本発明によれば、内部回路に対する保護機
能に優れかつ静電破壊耐量の高い半導体装置を提供する
ことができる。
A′線の断面図。
A′線の断面図。
Claims (7)
- 【請求項1】 第1導電型の半導体基板と、前記半導体
基板の表面領域内に形成された第2導電型の第1の拡散
層と、前記第1の拡散層と接触する金属配線と、前記金
属配線のコンタクト部の直下に形成された、前記第1の
拡散層よりも不純物濃度が高くかつ前記第1の拡散層よ
りも接合深さの深い第2導電型の第2の拡散層と、前記
第2の拡散層の外側に該第2の拡散層を包むように形成
された、前記第1の拡散層よりも不純物濃度の低い第2
導電型の第3の拡散層と、を備えたことを特徴とする半
導体装置。 - 【請求項2】 前記第1の拡散層の接合深さが0.5μ
m以下であることを特徴とする請求項1記載の半導体装
置。 - 【請求項3】 前記第3の拡散層の不純物濃度が前記第
1の拡散層の不純物濃度よりも3乃至4桁低いことを特
徴とする請求項1記載の半導体装置。 - 【請求項4】 前記金属配線が外部端子に接続されてい
ることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 - 【請求項5】 第1導電型の半導体基板と、前記半導体
基板の表面に形成された厚い素子分離酸化膜と、前記素
子分離酸化膜を挟んで前記半導体基板の表面領域内に形
成された一対の第2導電型の第1の拡散層と、それぞれ
の前記第1の拡散層と接触する金属配線と、それぞれの
前記金属配線のコンタクト部の直下に形成された、前記
第1の拡散層よりも不純物濃度が高くかつ前記第1の拡
散層よりも接合深さの深い第2導電型の第2の拡散層
と、それぞれの前記第2の拡散層の外側に該第2の拡散
層を包むように形成された、前記第1の拡散層よりも不
純物濃度の低い第2導電型の第3の拡散層と、を備えた
ことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項6】 前記金属配線の一方は接地配線または電
源配線に接続され、前記金属配線の他方は外部端子に接
続されていることを特徴とする請求項5記載の半導体装
置。 - 【請求項7】 前記第1の拡散層は前記素子分離酸化膜
に接しており、かつ、前記第3の拡散層と前記素子分離
酸化膜との間の距離は2μm以下であることを特徴とす
る請求項5記載の半導体装置。
Priority Applications (3)
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JP5319009A JP2611639B2 (ja) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | 半導体装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH07147384A JPH07147384A (ja) | 1995-06-06 |
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ID=18105487
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5319009A Expired - Lifetime JP2611639B2 (ja) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | 半導体装置 |
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KR100211539B1 (ko) * | 1995-12-29 | 1999-08-02 | 김영환 | 반도체소자의 정전기방전 보호장치 및 그 제조방법 |
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US6355508B1 (en) | 1998-09-02 | 2002-03-12 | Micron Technology, Inc. | Method for forming electrostatic discharge protection device having a graded junction |
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JPS5683964A (en) * | 1979-12-13 | 1981-07-08 | Nec Corp | Input protective device |
KR900008746B1 (ko) * | 1986-11-19 | 1990-11-29 | 삼성전자 주식회사 | 접합 파괴장치 반도체장치 |
DE3714647C2 (de) * | 1987-05-02 | 1993-10-07 | Telefunken Microelectron | Integrierte Schaltungsanordnung |
GB9215654D0 (en) * | 1992-07-23 | 1992-09-09 | Philips Electronics Uk Ltd | A semiconductor component |
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1993
- 1993-11-25 JP JP5319009A patent/JP2611639B2/ja not_active Expired - Lifetime
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1994
- 1994-11-23 US US08/346,307 patent/US5521413A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-11-25 KR KR1019940031150A patent/KR0171646B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
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US5521413A (en) | 1996-05-28 |
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KR950015605A (ko) | 1995-06-17 |
KR0171646B1 (ko) | 1999-03-30 |
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