JP5315903B2 - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5315903B2 JP5315903B2 JP2008257650A JP2008257650A JP5315903B2 JP 5315903 B2 JP5315903 B2 JP 5315903B2 JP 2008257650 A JP2008257650 A JP 2008257650A JP 2008257650 A JP2008257650 A JP 2008257650A JP 5315903 B2 JP5315903 B2 JP 5315903B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type
- diffusion layer
- terminal
- transistor
- drain diffusion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 28
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 106
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 12
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 22
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 boron ions Chemical class 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 2
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/7833—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with lightly doped drain or source extension, e.g. LDD MOSFET's; DDD MOSFET's
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/0203—Particular design considerations for integrated circuits
- H01L27/0248—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection
- H01L27/0251—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices
- H01L27/0266—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices using field effect transistors as protective elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Description
図12に、同じサイズ(PN接合幅)をもつ高耐圧PMOSトランジスタ(PMOS)とダイオード(Diode)の電圧−電流特性を示す。縦軸は電流(任意単位)、横軸は電圧(ボルト(V))を示す。
図12からわかるように、高耐圧PMOSトランジスタは同一サイズのダイオードよりも高破壊電流値及び低オン抵抗を有する。
本願特許請求の範囲及び本明細書において、第1端子とその第1端子よりも低電位側の第2端子の組合せは、第1端子としての入出力端子と第2端子としての接地端子の組合せ、又は第1端子としての電源端子と第2端子としての接地端子の組合せである。また、入出力端子とは、入力端子として用いられるもの、出力端子として用いられるもの、ならびに入力端子及び出力端子として用いられるものを含む。
このようにして、ソースとゲートが入出力端子21に接続され、ドレインが接地端子23に接続されたsgPMOSトランジスタ19が形成されている。
(B)に示す内部回路のsgPMOSトランジスタ29は、sgPMOSトランジスタ19と同じの構造を備えている。ただし、内部回路のsgPMOSトランジスタ29のP型低濃度ドレイン拡散層5dにおける、P型低濃度ドレイン拡散層5dのチャネル7とは反対側の端部、P型高濃度ドレイン拡散層間の距離Z’は、静電保護回路のsgPMOSトランジスタ19のP型低濃度ドレイン拡散層5dにおける、P型低濃度ドレイン拡散層5dのチャネル7とは反対側の端部、P型高濃度ドレイン拡散層間の距離Zよりも短く形成されている。
したがって、図7に示した実施例において、静電保護回路のsgPMOSトランジスタ19の距離Zを内部回路のsgPMOSトランジスタ29の距離Z’よりも短くすることにより、静電保護回路のsgPMOSトランジスタ19について低オン抵抗を維持しつつ、内部回路のsgPMOSトランジスタ29がブレイクダウンする電圧よりも低い電圧で静電保護回路を動作させることができ、内部回路を安全に保護することが可能になる。
5d P型低濃度ドレイン拡散層(第1P型ドレイン拡散層)
5s P型低濃度ソース拡散層
7 チャネル
11d P型高濃度ドレイン拡散層(第2P型ドレイン拡散層)
11s P型高濃度ソース拡散層
13 LOCOS酸化膜
15 ゲート絶縁膜
17 ゲート電極
19,27 静電保護回路のsgPMOSトランジスタ
21 入出力端子(第1端子)
23 接地端子(第2端子)
25 内部回路
29 内部回路のsgPMOSトランジスタ
31 静電保護回路
33 NPNバイポーラトランジスタ
35 PNPバイポーラトランジスタ
Claims (4)
- 第1端子とその第1端子よりも低電位側の第2端子の間に接続された静電保護回路と内部回路を備えた半導体装置において、
前記静電保護回路は、ソースとゲートが前記第1端子に接続され、ドレインが前記第2端子に接続されたsgPMOSトランジスタを備え、
前記第1端子は電源端子又は入出力端子であり、前記第2端子は接地端子であり、
前記sgPMOSトランジスタは、N型半導体基板又はN型ウェルに互いに間隔をもって形成されたP型拡散層からなるP型ソース及びP型ドレインと、前記P型ソースと前記P型ドレインの間の前記N型半導体基板又は前記N型ウェルからなるチャネルの上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極を備え、
前記P型ソース及び前記P型ドレインのうち少なくとも前記P型ドレインは、第1P型ドレイン拡散層と、前記第1P型ドレイン拡散層の表面側に形成されかつ前記第1P型ドレイン拡散層よりも濃い不純物濃度をもつ第2P型ドレイン拡散層からなる二重拡散構造を備え、
前記第1P型ドレイン拡散層表面に前記ゲート絶縁膜よりも厚い膜厚のLOCOS酸化膜を備え、前記ゲート電極の前記P型ドレイン側の端部は前記LOCOS酸化膜上に乗り上げており、
前記第1P型ドレイン拡散層における前記第2P型ドレイン拡散層、前記チャネル間の距離Yと、前記第2P型ドレイン拡散層と前記第1P型ドレイン拡散層の深さの差Xjとの間に、Y<Xjの関係が成り立っていることを特徴とする半導体装置。 - 前記P型ソースは前記N型半導体基板又は前記N型ウェルに形成された1層のP型ソース拡散層によって形成されており、
上方から見て前記P型ソース拡散層と前記ゲート電極の間にはLOCOS酸化膜が形成されていない請求項1に記載の半導体装置。 - 前記内部回路は前記sgPMOSトランジスタを備え、
前記静電保護回路のsgPMOSトランジスタは、前記内部回路のsgPMOSトランジスタに比べて、前記第1P型ドレイン拡散層における、前記第1P型ドレイン拡散層の前記チャネルとは反対側の端部、前記第2P型ドレイン拡散層間の距離Zが短くなっている請求項1又は2に記載の半導体装置。 - 前記静電保護回路は、前記sgPMOSトランジスタと、前記第1端子と前記第2端子の間に接続されたサイリスタを備え、
前記sgPMOSトランジスタは前記サイリスタのトリガー素子として用いられている請求項1から3のいずれか一項に記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008257650A JP5315903B2 (ja) | 2007-10-02 | 2008-10-02 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007258442 | 2007-10-02 | ||
JP2007258442 | 2007-10-02 | ||
JP2008257650A JP5315903B2 (ja) | 2007-10-02 | 2008-10-02 | 半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009105392A JP2009105392A (ja) | 2009-05-14 |
JP5315903B2 true JP5315903B2 (ja) | 2013-10-16 |
Family
ID=40507158
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008257650A Expired - Fee Related JP5315903B2 (ja) | 2007-10-02 | 2008-10-02 | 半導体装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7723748B2 (ja) |
JP (1) | JP5315903B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015032767A (ja) * | 2013-08-06 | 2015-02-16 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置 |
JP6193771B2 (ja) * | 2014-01-28 | 2017-09-06 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置 |
US9525035B2 (en) * | 2014-12-08 | 2016-12-20 | Texas Instruments Incorporated | Vertical high-voltage MOS transistor and method of forming the same |
JP6723775B2 (ja) * | 2016-03-16 | 2020-07-15 | エイブリック株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63119574A (ja) * | 1986-11-07 | 1988-05-24 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPH01220863A (ja) * | 1988-02-29 | 1989-09-04 | Seiko Epson Corp | 半導体装置 |
JPH08330578A (ja) | 1995-06-02 | 1996-12-13 | Sony Corp | 電界効果型高耐圧トランジスタ及びその製造方法 |
JPH11121631A (ja) | 1997-10-14 | 1999-04-30 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
JP3033739B2 (ja) * | 1998-08-12 | 2000-04-17 | 日本電気アイシーマイコンシステム株式会社 | 静電気保護回路 |
EP1208627A1 (en) | 1999-08-06 | 2002-05-29 | Sarnoff Corporation | Circuits for dynamic turn off of nmos output drivers during eos/esd stress |
JP2001118995A (ja) * | 1999-10-22 | 2001-04-27 | Ricoh Co Ltd | 半導体装置の入出力保護回路 |
JP3734413B2 (ja) * | 1999-10-26 | 2006-01-11 | 株式会社リコー | 静電保護用mos型ダイオード、並びに入出力保護回路及びそれを備えた半導体装置 |
JP3855565B2 (ja) | 1999-11-02 | 2006-12-13 | 株式会社リコー | 充放電保護回路および該充放電保護回路を有するバッテリーパック |
JP2002158349A (ja) * | 2000-11-22 | 2002-05-31 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置とその製造方法 |
JP3997857B2 (ja) | 2002-07-16 | 2007-10-24 | 松下電器産業株式会社 | 半導体集積回路装置 |
JP2004288974A (ja) * | 2003-03-24 | 2004-10-14 | Ricoh Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2004304136A (ja) | 2003-04-01 | 2004-10-28 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置 |
JP5114824B2 (ja) | 2004-10-15 | 2013-01-09 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
JP4646615B2 (ja) | 2004-12-14 | 2011-03-09 | 株式会社リコー | 半導体装置 |
US7476947B2 (en) * | 2005-03-02 | 2009-01-13 | Ricoh Company, Ltd | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
JP2007096211A (ja) | 2005-09-30 | 2007-04-12 | Ricoh Co Ltd | 半導体装置 |
-
2008
- 2008-10-02 US US12/244,391 patent/US7723748B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-10-02 JP JP2008257650A patent/JP5315903B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US7723748B2 (en) | 2010-05-25 |
US20090085059A1 (en) | 2009-04-02 |
JP2009105392A (ja) | 2009-05-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8569836B2 (en) | Semiconductor device | |
US8044457B2 (en) | Transient over-voltage clamp | |
US8937356B2 (en) | Electrostatic discharge (ESD) protection applying high voltage lightly doped drain (LDD) CMOS technologies | |
KR101975608B1 (ko) | 고전압용 esd 트랜지스터 및 그 정전기 보호 회로 | |
US20090294855A1 (en) | Electrostatic Discharge Protection Device | |
JP2006523965A (ja) | シリコンオンインシュレータ技術を対象とする静電放電(esd)保護用低電圧シリコン制御整流器(scr) | |
JP5296450B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP2010016177A (ja) | 静電気放電保護素子 | |
JP3888912B2 (ja) | 半導体集積回路装置 | |
JP5243773B2 (ja) | 静電気保護用半導体装置 | |
JP5315903B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP2012094565A (ja) | 半導体集積回路のesd保護素子およびそのesd保護回路 | |
US7176529B2 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
JP4897029B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP2012174740A (ja) | 半導体集積回路のesd保護回路およびそのesd保護素子 | |
TW200534460A (en) | Silicon controlled rectifier | |
JP2011171762A (ja) | 静電気放電保護素子 | |
TWI643309B (zh) | 圖案化有靜電放電保護之電晶體及其製法 | |
CN112447703A (zh) | 静电放电防护元件 | |
US20180374838A1 (en) | Semiconductor structure | |
CN107871785B (zh) | 半导体装置 | |
US20140084373A1 (en) | ESD Clamp in Integrated Circuits | |
JP2023138318A (ja) | Esd保護回路及び半導体装置 | |
TWI536534B (zh) | 靜電放電防護元件 | |
JP2010182821A (ja) | 半導体装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110905 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130228 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130305 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130422 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130611 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130624 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |