JP3064364B2 - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体集積回路に関し、特に保護回路素子
を有する半導体集積回路に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a semiconductor integrated circuit having a protection circuit element.
近年、相補型MOSトランジスタを有する半導体集積回
路においては、第4図に示すように入力保護回路とし
て、常時オフ型のPチャネルMOSトランジスタとNチャ
ネルMOSトランジスタを高電位電源と低電位電源間に直
列接続したドレインに内部回路を接続した保護回路を用
いている。In recent years, in a semiconductor integrated circuit having complementary MOS transistors, as shown in FIG. 4, an always-off type P-channel MOS transistor and an N-channel MOS transistor are connected in series between a high potential power supply and a low potential power supply as an input protection circuit. A protection circuit in which an internal circuit is connected to the connected drain is used.
また、最近ではゲート電極及びソース・ドレイン領域
の表面に金属シリサイド層を用いることにより多結晶シ
リコン層の抵抗を下げて高速化を図ろうとする製品があ
る。特にゲートアレイ等の製品では、ソース・ドレイン
領域上に形成されるコンタクト孔の数が、制限されるた
めにソース・ドレイン領域の拡散層抵抗によって回路ス
ピードが制約される場合が多くソース・ドレイン領域の
表面にシリサイド層を設けて抵抗を下げる必要がある。In recent years, there is a product that uses a metal silicide layer on the surface of the gate electrode and the source / drain regions to reduce the resistance of the polycrystalline silicon layer to increase the speed. In particular, in products such as gate arrays, the number of contact holes formed on the source / drain regions is limited, so that the circuit speed is often limited by the resistance of the diffusion layer in the source / drain regions. It is necessary to provide a silicide layer on the surface of the substrate to lower the resistance.
さらに、ソース・ドレイン領域の表面に設けたシリサ
イド層を介して不純物イオンをイオン注入し、ソース・
ドレイン領域を形成することで、ショートチャネル化に
必要な非常に浅い拡散層を形成できる利点がある。従っ
てゲートアレイ等においては、ソース・ドレインのシリ
サイド化技術は必須の技術となって来ている。Furthermore, impurity ions are implanted through a silicide layer provided on the surface of the source / drain region,
By forming the drain region, there is an advantage that a very shallow diffusion layer required for short channeling can be formed. Therefore, in a gate array or the like, the technique of silicidizing the source / drain has become an indispensable technique.
このような製品に対しても前記のごとき入力保護回路
が用いられているが、入力保護回路のMOSトランジスタ
を構成するソース・ドレイン領域の拡散層が浅いと静電
破壊に対しての強度が十分でなくフォトリソグラフィ工
程を追加して入出力保護部のトランジスタのソース・ド
レイン領域にはシリサイド層を設けず、比較的深い拡散
層を設けて静電破壊に対する強度を持たせている。The input protection circuit as described above is also used for such a product, but if the diffusion layer of the source / drain region constituting the MOS transistor of the input protection circuit is shallow, the strength against electrostatic breakdown is sufficient. Instead, a silicide layer is not provided in the source / drain region of the transistor in the input / output protection unit by adding a photolithography process, and a relatively deep diffusion layer is provided to provide strength against electrostatic breakdown.
この従来の半導体集積回路は、入出力保護部のMOSト
ランジスタのソース・ドレイン領域以外のMOSトランジ
スタにシリサイド層を設けるためのリソグラフィ工程を
必要とし、工程数が増加するという問題点があった。This conventional semiconductor integrated circuit requires a lithography process for providing a silicide layer in a MOS transistor other than the source / drain region of the MOS transistor of the input / output protection unit, and has a problem that the number of processes increases.
本発明の半導体集積回路は、一導電型半導体基板上に
設けた逆導電型ウェルに設けて内部回路と電源間に接続
し且つゲート電極を電源に接続したゲート電極及びソー
ス・ドレイン領域にシリサイド層を有する第1のMOSト
ランジスタと、前記ウェル以外の領域に設けて前記第1
のMOSトランジスタとGND間に接続し且つゲート電極をGN
Dに接続したゲート電極及びソース・ドレイン領域にシ
リサイド層を有する第2のMOSトランジスタと、前記半
導体基板上に設けた逆導電型ウェルを抵抗層として前記
第1及び第2のMOSトランジスタの接続点と入出力信号
端子間に接続して構成され、更に具体的には、抵抗層と
して用いる逆導電型ウェルには、コンタクト用の拡散層
として表面にシリサイド層を有する逆導電型の高濃度拡
散層が設けられている、という構成をなす。The semiconductor integrated circuit according to the present invention comprises a silicide layer provided in a well of a reverse conductivity type provided on a semiconductor substrate of one conductivity type, connected between an internal circuit and a power supply, and having a gate electrode connected to a power supply and a gate electrode connected to a power supply and a source / drain region. A first MOS transistor having
Connected between the MOS transistor and GND and the gate electrode is GN
A second MOS transistor having a gate electrode connected to D and a silicide layer in a source / drain region, and a connection point between the first and second MOS transistors using a reverse conductivity type well provided on the semiconductor substrate as a resistance layer More specifically, a reverse conductivity type well used as a resistance layer has a reverse conductivity type high concentration diffusion layer having a silicide layer on the surface as a contact diffusion layer. Is provided.
本発明について図面を参照して説明する。 The present invention will be described with reference to the drawings.
第1図(a),(b)は本発明の第1の実施例を示す
平面図及びA−A′線断面図、第2図は本発明の第1の
実施例を説明するための回路図である。1 (a) and 1 (b) are a plan view and a sectional view taken along line AA 'of a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit for explaining the first embodiment of the present invention. FIG.
第1図(a),(b)及び第2図に示すように、P型
シリコン基板1の一主面にN型のウェル2を選択的に設
け、N型ウェル2の表面に選択的にN型不純物を導入し
て設けたN+型拡散層4及びN+型拡散層の表面に設けたシ
リサイド層8からなるコンクト領域を形成してN型ウェ
ル2を抵抗層とし、層間絶縁膜5に設けたコンタクト孔
を介してコンタクト領域に接続した配線6,7により電源V
DDとGND間に直列接続したPチャネルトランジスタQ1と
NチャネルトランジスタQ2のドレインと入出力信号用の
ボンディングパッドとの間に抵抗Rとして接続する。As shown in FIGS. 1 (a), 1 (b) and 2, an N-type well 2 is selectively provided on one main surface of a P-type silicon substrate 1 and selectively provided on the surface of the N-type well 2. A contact region including an N + -type diffusion layer 4 provided by introducing an N-type impurity and a silicide layer 8 provided on the surface of the N + -type diffusion layer is formed, and the N-type well 2 is used as a resistance layer. Power supply V is provided by wirings 6 and 7 connected to the contact area through contact holes provided in
Connecting a resistor R between the drain of the P-channel transistor Q 1, N-channel transistor Q 2 to which connected in series with the bonding pads for the input and output signals between DD and GND.
ここで、シリサイド層8を設けたN+型拡散層4は、静
電破壊に対して弱いが仮にこのN+型拡散層4が破壊され
たとしてもN型ウェル2で覆われているため不良にはな
らない、又、トランジスタQ1,Q2に対する保護素子とし
ても働くため従来例のようにトランジスタQ1,Q2が破壊
される可能性は低くなる。従って、トランジスタQ1,Q2
にのみシリサイド層を設けないようにするためのフォト
リソグラフィ工程の増加も必要がなくなる。Here, the N + -type diffusion layer 4 provided with the silicide layer 8 is vulnerable to electrostatic breakdown, but is defective because the N + -type diffusion layer 4 is covered with the N-type well 2 even if it is destroyed. not a also a possibility that the transistors Q 1, Q 2 is broken as in the prior art to serve as a protective element for transistor Q 1, Q 2 becomes low. Therefore, transistors Q 1 and Q 2
Therefore, it is not necessary to increase the number of photolithography steps for preventing the provision of the silicide layer only in the first step.
第3図(a),(b)は本発明の第2の実施例を示す
平面図及びB−B′線断面図である。FIGS. 3 (a) and 3 (b) are a plan view and a cross-sectional view taken along the line BB 'showing a second embodiment of the present invention.
第3図(a),(b)に示すように、N型ウェル2の
表面とP型シリコン基板1の表面が接するPN接合の端部
にN型ウェル2の周囲を取囲むように、P+型拡散層9及
びシリサイド層8を設けた以外は第1の実施例と同様の
構成を有している。As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the end of the PN junction where the surface of the N-type well 2 and the surface of the P-type silicon substrate 1 are in contact with each other is formed so as to surround the periphery of the N-type well 2. It has the same configuration as the first embodiment except that a + type diffusion layer 9 and a silicide layer 8 are provided.
ここで、負電圧のサージに対しては、トランジスタ
Q1,Q2への印加電圧はN型ウェル2の順方向電圧(1V以
下)でクランプされるが、正電圧のサージに対しては、
N型ウェル2の逆方向ブレークダウン電圧でクランプさ
れることになる。N型ウェル2とP型シリコン基板1で
決まるN型ウェル2の耐圧は80V程度であり保護効果が
十分ではない。P+型拡散層9を配置すれば逆方向ブレー
クダウン電圧は、N型ウェル2とP+型拡散層9で決定さ
れるために15V程度まで低下させることができ保護能力
がさらに高まる。Here, for negative voltage surge, the transistor
The voltage applied to Q 1 and Q 2 is clamped by the forward voltage of the N-type well 2 (1 V or less).
It will be clamped by the reverse breakdown voltage of the N-type well 2. The withstand voltage of the N-type well 2 determined by the N-type well 2 and the P-type silicon substrate 1 is about 80 V, and the protection effect is not sufficient. If the P + -type diffusion layer 9 is provided, the reverse breakdown voltage is determined by the N-type well 2 and the P + -type diffusion layer 9 and can be reduced to about 15 V, thereby further increasing the protection ability.
以上説明したように本発明は、一導電型半導体基板に
設けた逆導電型ウェルを抵抗層として第1及び第2のMO
Sトランジスタの接続点と入出力信号端子との間に接続
することにより第1及び第2のMOSトランジスタにシリ
サイド層を設けることができ、フォトリソグラフィ工程
を簡略化できるという効果を有する。As described above, according to the present invention, the first and second MOs are formed by using the opposite conductivity type well provided in the one conductivity type semiconductor substrate as a resistance layer.
By connecting between the connection point of the S transistor and the input / output signal terminal, a silicide layer can be provided in the first and second MOS transistors, and the photolithography process can be simplified.
第1図(a),(b)は本発明の第1の実施例を示す平
面図及びA−A′線断面図、第2図は本発明の第1の実
施例を説明するための回路図、第3図(a),(b)は
本発明の第2の実施例を示す平面図及びB−B′線断面
図、第4図は、従来の半導体集積回路を説明するための
回路図である。 1……P型シリコン基板、2……N型ウェル、3,4……N
+型拡散層、5……層間絶縁膜、6,7……配線、8……シ
リサイド層、9……P+型拡散層、Q1……Pチャネルトラ
ンジスタ、Q2……Nチャネルトランジスタ、R……抵
抗。1 (a) and 1 (b) are a plan view and a sectional view taken along line AA 'of a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit for explaining the first embodiment of the present invention. FIGS. 3 (a) and 3 (b) are a plan view and a sectional view taken along line BB 'of a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a circuit for explaining a conventional semiconductor integrated circuit. FIG. 1 ... P-type silicon substrate, 2 ... N-type well, 3,4 ... N
+ Type diffusion layer, 5 ... interlayer insulating film, 6, 7 ... wiring, 8 ... silicide layer, 9 ... P + type diffusion layer, Q 1 ... P-channel transistor, Q 2 ... N-channel transistor, R: Resistance.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/06 H01L 21/822 H01L 21/8234 H01L 27/04 H01L 27/088 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 27/06 H01L 21/822 H01L 21/8234 H01L 27/04 H01L 27/088
Claims (3)
ェルに設けて内部回路と電源間に接続し、且つ、ゲート
電極を電源に接続したゲート電極及びソース・ドレイン
領域にシリサイド層を有する第1のMOSトランジスタ
と、前記ウェル以外の領域に設けて前記第1のMOSトラ
ンジスタとGND間に接続し、且つ、ゲート電極をGNDに接
続したゲート電極及びソース・ドレイン領域にシリサイ
ド層を有する第2のMOSトランジスタと、前記半導体基
板上に設けた逆導電型ウェルを抵抗層として前記第1及
び第2のMOSトランジスタの接続点と入出力信号端子間
に接続したことを特徴とする半導体集積回路。A silicide layer is provided on a gate electrode and a source / drain region provided on a reverse conductivity type well provided on a semiconductor substrate of one conductivity type and connected between an internal circuit and a power supply, and a gate electrode connected to a power supply. A first MOS transistor having a silicide layer provided in a region other than the well and connected between the first MOS transistor and GND, and a gate electrode having a gate electrode connected to GND and a source / drain region. A semiconductor integrated circuit, wherein a second MOS transistor and a reverse conductivity type well provided on the semiconductor substrate are connected as a resistive layer between a connection point between the first and second MOS transistors and an input / output signal terminal. circuit.
体基板とのPN接合の端部の上に一導電型の高濃度拡散層
を前記ウェルの周囲を取囲んで設けた請求項1記載の半
導体集積回路。2. A high-concentration diffusion layer of one conductivity type is provided on an end of a PN junction between a well of a reverse conductivity type used as a resistance layer and a semiconductor substrate so as to surround the well. Semiconductor integrated circuit.
コンタクト用の拡散層として表面にシリサイド層を有す
る逆導電型の高濃度拡散層が設けられている請求項1又
は2記載の半導体集積回路。3. A reverse conductivity type well used as a resistance layer includes:
3. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein a reverse-concentration high-concentration diffusion layer having a silicide layer on the surface is provided as a contact diffusion layer.
Priority Applications (1)
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JP2243184A JP3064364B2 (en) | 1990-09-13 | 1990-09-13 | Semiconductor integrated circuit |
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JPH04122060A JPH04122060A (en) | 1992-04-22 |
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JP5378560B2 (en) * | 2000-06-13 | 2013-12-25 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Semiconductor device, manufacturing method thereof, resistor, and semiconductor element |
-
1990
- 1990-09-13 JP JP2243184A patent/JP3064364B2/en not_active Expired - Lifetime
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JPH04122060A (en) | 1992-04-22 |
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