JP2742230B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP2742230B2
JP2742230B2 JP7013124A JP1312495A JP2742230B2 JP 2742230 B2 JP2742230 B2 JP 2742230B2 JP 7013124 A JP7013124 A JP 7013124A JP 1312495 A JP1312495 A JP 1312495A JP 2742230 B2 JP2742230 B2 JP 2742230B2
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diffusion region
gate electrode
well
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semiconductor device
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圏雅 出穂
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日本電気アイシーマイコンシステム株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のディプレッション・トランジスタ
を形成する半導体装置の一公知例が、図3(a)、
(b)および(c)に示されている。図3(a)は平面
図(上面図)であり、図3(b)および(c)は、それ
ぞれ図3(a)におけるA線およびB線に対応する断面
図Aおよび断面図Bを示している。図3に示されるよう
に、本従来例は、ゲート電極1と、ソース拡散領域(N
+)2と、ゲート電極1に共有されるドレイン拡散領域
(N+)3と、チャネル・ストッパーの動作をするPウ
ェル拡散領域5と、最下層に配置されるP型基板6と、
フィールド領域8と、フィールド酸化膜9とを備えて構
成されており、Pウェル拡散領域5は、フィールド酸化
膜9の直下に配置されている。図3に示される半導体装
置の構造は、ドレイン拡散領域を共有することにより、
面積の低減を図る方法として一般的に用いられている構
成である。なお、図3(a)においては、図面が輻湊し
て見難くなるために、Pウェル拡散領域5、P型基板
およびフィールド酸化膜9の記載は省略されている。
【0003】従来のディプレッション・トランジスタの
構成は、図3(b)に示される断面図A、および図3
(c)に示される断面図Bに明示されており、Pウェル
拡散領域5とドレイン拡散領域(N+)3との接合部、
およびP型基板6とドレイン拡散領域(N+)3との接
合部に、寄生ダイオードが形成されている。この寄生ダ
イオードは、キャリァ濃度が濃い領域ほどジャンクショ
ン耐圧が低いという性質があり、これにより、Pウェル
拡散領域5とドレイン拡散領域(N+)3のジャンクシ
ョンに電荷が集中し、静電破壊の要因となっている。
【0004】また、近年におけるIC(集積回路)の高
集積化および高速化が一段と進展する過程において、フ
ィールド領域8の表面のチタンシリサイド化が、今やプ
ロセスの必須条件となってきている。このチタンシリサ
イド化されていないプロセスにおいては、静電破壊耐量
はゲート電極1とコンタクトとの距離に比例している
が、チタンシリサイド化されたトランジスタにおいて
は、フィールド領域8の抵抗率が著しく低いために、フ
ィールド領域における電荷分散に対して静電破壊耐量の
向上を求めることは不可能であり、トランジスタ自体の
構成に依存しているジャンクション耐圧またはパンチス
ルー電圧のばらつきによる電荷の集中が起り易く、静電
破壊耐量が低下しているのが実情である。
【0005】上述した従来の半導体装置により構成され
るディプレッション・トランジスタにおいては、図3
(c)の断面図Bに示されるように、形成される前記寄
生ダイオードに対して電荷の量が分散されるが、キャリ
ア濃度の差異により、Pウェル拡散領域5とドレイン拡
散領域(N+)3のジャンクションに電荷が集中して、
これにより静電破壊耐量の基準が満足されないという問
題がある。この解決策としては、図4(a)および
(b)の他の従来例(図4(a)は平面図、図4(b)
はA線に対応する断面図)に示されるように、Pウェル
拡散領域5とドレイン拡散領域3とのジャンクションを
排除して、ドレイン拡散領域3のジャンクションに対し
てキャリア濃度を均一化し、電荷の集中を回避する方法
が用いられている。しかしながら、この従来例において
は、ゲート酸化膜4の直下に濃度の薄いP型基板6が配
置されているために、ゲート酸化膜4とP型基板6との
ジャンクション部分において反転層が形成され、これに
より、ソース拡散領域(N+)2とドレイン拡散領域
(N+)3との間で、リーク電流が発生する状態とな
る。
【0006】また、近年においては、ディプレッション
・トランジスタは、インターフェース用バッファとして
よく用いられている。例えば、3V電源5V耐圧のイン
ターフェースとしては、図5に一例が示されるように、
内部回路(図示されない)に接続される出力バッファ1
0の出力が、ディプレッション・トランジスタ11を介
して外部端子13に接続されている。そして更に、静電
破壊耐量を向上させるために、保護素子として、VT2
トランジスタ12も外部端子13に接続されている。こ
の場合における、インターフェース用バッファの静電破
壊耐量は、保護素子のVT2トランジスタ12の耐圧
と、ディプレッション・トランジスタ11の耐圧とのバ
ランスによって決めらていれる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のディプ
レッション・トランジスタを構成する半導体装置におい
ては、形成される寄生ダイオードに対して電荷の量が分
散されるが、キャリア濃度の差異により、Pウェル拡散
領域とドイン拡散領域(N+ )のジャンクションに電
荷が集中し、これにより静電破壊耐量の基準が満足され
ないという欠点がある。
【0008】また、上記の解決策として、Pウェル拡散
領域とドレイン拡散領域とのジャンクションを排除し、
ドレイン拡散領域のジャンクションに対してキャリア濃
度を均一化して電荷の集中を回避する場合には、ゲート
酸化膜の直下の濃度の薄いP型基板により、ゲート酸化
膜とP型基板とのジャンクションに反転層が形成され、
ソース拡散領域(N+)とドレイン拡散領域(N+)との
間でリーク電流が発生するという欠点がある。
【0009】更にまた、ディプレッション・トランジス
タを、出力バッファおよびVT2トランジスタととも
に、インターフェース用バッファとして用いる場合に
は、当該インターフェース用バッファの静電破壊耐量
は、保護素子のVT2トランジスタの耐圧と、ディプレ
ッション・トランジスタの耐圧とのバランスによって決
められるが、VT2トランジスタおよびディプレッショ
ン・トランジスタのそれぞれの耐圧特性に関する制約に
より、実際には前記インターフェース用バッファとして
の静電破壊基準を満足させることができないという欠点
がある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
第1および第2の +ソース拡散領域と、共有のN +ドレ
イン拡散領域と、前記第1および前記第2の +ソース
拡散領域と前記 +ドレイン拡散領域の間に互いに平行
状態で形成される第1および第2のゲート電極とを有す
る半導体装置において、前記第1および前記第2のゲー
ト電極のそれぞれの両端部が、前記N + ドレイン拡散領
域およびPウェル拡散領域の境界部において互いに対応
する他方の前記ゲート電極の先端部が対向するようにコ
の字状に折り曲げて形成され、かつそれぞれの対向する
前記先端部側の前記ゲート電極と前記境界部の前記N +
ドレイン拡散領域と前記Pウェル拡散領域とにオーバラ
ップするあらかじめ定めた所定の範囲に、前記N + ドレ
イン拡散領域よりも濃度の薄いNウェルがドーピングさ
れて前記所定範囲内の前記第1および前記第2のゲート
電極直下に前記Nウェルの埋め込み拡散領域を有するこ
とを特徴とる。
【0011】また、前記ゲート電極の前記先端部の幅方
向にオーバラップする前記Nウェル拡散領域の長さを前
記先端部のゲート電極幅よりも短く設定することができ
【0012】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0013】図1(a)、(b)および(c)は、本発
明の第1の実施例の構成図であり、図1(a)は平面図
(上面図)を示し、図1(b)および(c)は、それぞ
れ図1(a)におけるA線およびB線に対応する断面図
Aおよび断面図Bを示している。なお、本実施例は、図
3に示される従来例に対する改善例であり、ゲート電極
1と、ソース拡散領域(N+ )2と、ゲート電極1に共
有されるドレイン拡散領域(N+ )3と、ゲート酸化膜
4と、チャネル・ストッパーの動作をするPウェル拡散
領域5と、最下層に配置されるP型基盤6と、Nウェル
拡散領域7と、フィールド領域8と、フィールド酸化膜
9とを備えて構成されており、Pウェル拡散領域5は、
フィールド酸化膜9の直下に配置されている。なお、図
1(a)においては、図面が輻湊して見難くなるため
に、ゲート酸化膜4、Pウェル拡散領域5、P型基盤6
およびフィールド酸化膜9の記載は省略されている。
【0014】本発明の特徴とするところは、図1に示さ
れるように、ゲート電極1の両端部が、それぞれフィー
ルド領域8の境界部において、共有されるドレイン拡散
領域3の方向に折り曲げられていることと、当該折り曲
げられているゲート電極1の両端部直下に、それぞれN
ウェル拡散領域7がドープされて設けられていることで
ある。これにより、図1(c)に示されるように、ドレ
イン拡散領域3とPウェル拡散領域5との直接的な接触
が回避されて、ドレイン拡散領域3とPウェル拡散領域
5との間に集中する電荷を均等に分散することが可能と
なり、静電破壊耐量を向上させることができる。また、
このようにすることにより、リーク電流発生要因となる
作り込みを生じることもない。
【0015】図2(a)、(b)および(c)は、本発
明の第2の実施例の構成図であり、図2(a)は平面図
(上面図)を示し、図2(b)および(c)は、それぞ
れ図2(a)におけるA線およびB線に対応する断面図
Aおよび断面図Bを示している。なお、本実施例は、前
述の第1の実施例の場合と同様に、ゲート電極1と、ソ
ース拡散領域(N+)2と、ゲート電極1に共有される
ドレイン拡散領域(N+)3と、ゲート酸化膜4と、チ
ャネル・ストッパーの動作をするPウェル拡散領域5
と、最下層に配置されるP型基板6と、Nウェル拡散領
域7と、フィールド領域8と、フィールド酸化膜9とを
備えて構成されている。本実施例においても、第1の実
施例の場合と同様に、図2(a)においては、図面が輻
湊して見難くなるために、ゲート酸化膜4、Pウェル拡
散領域5、P型基板6およびフィールド酸化膜9の記載
は省略されている。
【0016】本実施例は、図2(a)に示されるよう
に、Nウェル拡散領域7を、折り曲げられたゲート電極
1よりも小さめの寸法に設定して構成した例であり、こ
のように構成することによっても、第1の実施例の場合
と同様に、ドレイン拡散領域3とPウェル拡散領域5と
の直接的な接触が回避され、これらのドレイン拡散領域
3とPウェル拡散領域5との間に集中する電荷を均等に
分散することができる。また、これによりリーク電流発
生要因となる作り込みを生じることもない。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ディプ
レッション・トランジスタに適用されて、ジャンクショ
ン耐圧が最も低いドレイン拡散領域とPウェル拡散領域
との間の接触を排除することにより、これらの拡散領域
に集中する電荷を分散することが可能となり、当該ディ
プレッション・トランジスタの静電破壊耐量を改善する
ことができるとともに、ソース拡散領域と前記ドレイン
拡散領域との間のリーク電流を防止することができるい
う効果がある。
【0018】また、ディプレッション・トランジスタを
インターフェース用バッファとして適用する場合に、静
電破壊耐量を向上させるための保護素子との耐圧の整合
性がとり易いという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す構成図である。
【図2】本発明の第2の実施例を示す構成図である。
【図3】従来例を示す構成図である。
【図4】他の従来例を示す構成図である。
【図5】インターフェース・バッファの回路例を示す図
である。
【符号の説明】
1 ゲート電極 2 ソース拡散領域(N+ 3 ドレイン拡散領域(N+ ) 4 ゲート酸化膜 5 Pウェル拡散領域 6 P型基盤 7 Nウェル拡散領域 8 フィールド領域 9 フィールド酸化膜 10 出力バッファ 11 ディプレッション・トランジスタ 12 VT2トランジスタ 13 外部端子

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1および第2の +ソース拡散領域
    と、共有のN +ドレイン拡散領域と、前記第1および
    第2の +ソース拡散領域と前記 +ドレイン拡散領域
    の間に互いに平行状態で形成される第1および第2のゲ
    ート電極とを有する半導体装置において、前記第1およ
    前記第2のゲート電極のそれぞれの両端部が、前記N
    + ドレイン拡散領域およびPウェル拡散領域の境界部に
    おいて互いに対応する他方の前記ゲート電極の先端部が
    対向するようにコの字状に折り曲げて形成され、かつそ
    れぞれの対向する前記先端部側の前記ゲート電極と前記
    境界部の前記N + ドレイン拡散領域と前記Pウェル拡散
    領域とにオーバラップするあらかじめ定めた所定の範囲
    に、前記N + ドレイン拡散領域よりも濃度の薄いNウェ
    ルがドーピングされて前記所定範囲内の前記第1および
    前記第2のゲート電極直下に前記Nウェルの埋め込み拡
    散領域を有することを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記ゲート電極の前記先端部の幅方向に
    オーバラップする前記Nウェル拡散領域の長さを前記先
    端部のゲート電極幅よりも短く設定する請求項1記載の
    半導体装置。
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JPH02102574A (ja) * 1988-10-11 1990-04-16 Nec Corp 半導体装置
JPH0330476A (ja) * 1989-06-28 1991-02-08 Matsushita Electron Corp Misトランジスタとこれを用いた保護回路
JPH05136382A (ja) * 1991-11-08 1993-06-01 Nec Corp 相補型ゲートアレイ

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