JP3621949B2 - 電圧保護配列を組み込んだトランジスタ装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、電圧保護装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
トランジスタは、静電放電(ESD’s:electrostatic discharges)によって破壊されやすい。
【0004】
トランジスタの電極は、連続した接点を介して半導体基板に一般に結合する。静電放電の場合には、過剰電流が連続した接点を介して基板に放電する可能性がある。基板端部には電流が流れることのできる大きな表面があるので、基板端部に最も近い連続した接点は、他の連続した接点より大きな電流を引き込む可能性がある。この過剰な電流の流れは、基板端部に最も近い接点を破壊する可能性がある。さらに、端部におけるトランジスタの多結晶ゲートと基板との間には、絶縁性が弱いという固有の問題が一般に存在する。静電放電は、それらの間が短絡した回路になることが知られる。
【0005】
本発明は、上記の課題を軽減する電圧保護装置を提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】
電圧保護装置は、基板端部に隣接する少なくとも2つの電気導電体を有する半導体基板により構成される。開口部は、端部より2つの電気導電体の間の部分に向かって伸張する。過剰電圧が2つの導電体の間に発生した場合、低減された電流がこの領域に流れるので、開口部は、基板端部に隣接する領域の2つの電気導電体の間のコンダクタンスを低減する。
【0007】
半導体基板は、拡散シリコンから成る。
【0008】
2つの電気導電体は、基板に形成された連続した金属接点から成る。
【0009】
多結晶トランジスタ・ゲート構造は、酸化物絶縁層を介して、基板に取付けられ、ゲート構造は、開口部と2つのうち1つの導電体との間の基板の端部に伸張する。この方法において、過剰電圧が2つの導電体の間に発生した場合、開口部によって、酸化物材料はゲート構造と基板との間の短絡を引き起こす可能性を低減させる。
【0010】
電圧保護装置は、トランジスタ装置に組み込むことが可能である。
【0011】
この方法において、不均等な電流の流れは、基板端部に最も近い接点から低減され、多結晶のゲート構造と基板との間に起きる短絡の可能性も低減される。
【0012】
【実施例】
図1を参照して、集積回路(IC)のトランジスタに組み込まれる電圧保護装置もしくは電圧保護配列10を示す。集積回路のドープされた半導体基板12、例えば拡散シリコン基板は、その表面に、第1の金属の電流伝導経路16への第1の連続した接点16a、16b、16cと、第2の金属の電流伝導経路18への第2の連続した接点18a、18b、18cと、第3の金属の電流伝導経路20への第3の連続した接点20a、20b、20cとを形成している。伝導経路は、その集積回路用の外部接続を形成し、その間で静
電放電が発生する。
【0013】
トランジスタの多結晶シリコン・ゲート構造14は、基板12上に形成される。基板12とゲート構造14との間の酸化物絶縁材料15の層は、それらの間の絶縁を提供する。ゲート構造14の第1アーム17は、基板12を横切って、第1導電体16と第2導電体18との間を伸張する。ゲート構造14の第2アーム19は、第2導電体18と第3導電体20との間の基板12と交差して伸張する。
【0014】
構造14は、アーム17上に固有の脆弱部分26およびアーム19上に同様に脆弱部分28を有し、アーム17,18および基板18との間の酸化物材料15の絶縁が不十分となることを理解されたい。
【0015】
第1の切込みまたは開口部22は、基板12の端部からゲート構造14の第1アーム17と第2導電体18の接点18aとの間の部分へ向かって、垂直に伸張するように基板12の端部から切り取られる。
【0016】
同様に、第2開口部24は、基板12の端部からゲート構造14の第2アーム19と第2導電体18の接点18aとの間の部分へ向かって、垂直に伸張するように基板12の端部から切り取られる。
【0017】
導電体中の、どのような静電放電も、基板12を介して、導電体18と導電体16,20の一方または両方との間に電流を流させる。端部に隣接する基板部分では、静電放電電流が流れるより大きな領域があるが、開口部22,24はこの領域における導電エリアを低減させ、過剰電流が基板12の端部に最も近い接点である接点18aを介して流れることを防ぐ。これによって、接点18aに破壊を起こす可能性が低減される。
【0018】
さらに、基板12の端部において、ゲート構造14の接点18aと脆弱部分26,28との間に、より高い抵抗性経路がある。その結果、部分26,28は、静電放電の間のより低い電位に晒され、それによってゲート構造14と基板12との間の短絡を生じさせる酸化物材料の絶縁破壊の可能性を低減させる。
【0019】
上記の説明のどちらか一方の装置が使用できることを理解されたい。例えば、別の半導体材料が、ガリウム・ヒ素のようにシリコンの代わりに基板として使用することができる。
【0020】
さらに、単一の開口部または切込みが、2つの導電体を有する装置において使用可能であることを理解されたい。簡単には、2つ以上の開口部または切込みは、多数の導電体とともに装置において使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電圧保護装置の好適な実施例である。
【符号の説明】
10 電圧保護装置
12 基板
14 ゲート構造
15 酸化物材料
16 第1導電体
16a〜16c 第1導電体の連続した接点
17 第1アーム
18 第2導電体
18a〜18c 第2導電体の連続した接点
19 第2アーム
20 第3導電体
20a〜20c 第3導電体の連続した接点
22 開口部
24 第2開口部
26,28 脆弱部分
Claims (3)
- 半導体基板、
該半導体基板の端部に隣接して該基板に含まれる少なくとも2つの電気導電体、
前記半導体基板の端部から切り取られた開口部であって、前記端部より前記2つの電気導電体の間の部分へ向かって伸長する前記開口部、および
酸化物絶縁層を介して前記基板に取付けられるとともに、前記開口部と2つの導電体のうち1つとの間で前記基板の端部に伸長している多結晶トランジスタ・ゲート構造
を備え、前記開口部は、前記基板の前記端部に隣接する領域において前記2つの電気導電体間のコンダクタンスを低減し、これにより、過剰電圧が前記2つの導電体の間に発生した場合に、低減された電流がこの領域に流れるようにした電圧保護配列を組み込んだトランジスタ装置。 - 前記半導体基板は、拡散シリコンから成る請求項1記載のトランジスタ装置。
- 前記2つの電気導電体は、前記基板に形成された連続した金属接点から成る請求項1または2記載のトランジスタ装置。
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