JP6894859B2 - Semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置に関し、例えば静電気(ESD:Electro-Static Discharge)用の保護回路を備えた半導体装置に好適に利用できるものである。 The present invention relates to a semiconductor device, and can be suitably used for a semiconductor device provided with a protection circuit for static electricity (ESD: Electro-Static Discharge), for example.
半導体装置を静電気などによる破壊から保護する方法は、従来から様々な提案がなされている。一方で、半導体チップのサイズを縮小させる目的から、ESD保護回路に含まれる複数のMISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)のゲート電極を繋げ、これらを並列に配置したフィンガー構造または櫛歯構造と呼ばれるレイアウトが適用されている。 Various proposals have been made conventionally for a method of protecting a semiconductor device from destruction due to static electricity or the like. On the other hand, for the purpose of reducing the size of the semiconductor chip, it is called a finger structure or comb tooth structure in which the gate electrodes of a plurality of MISFETs (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistors) included in the ESD protection circuit are connected and arranged in parallel. The layout has been applied.
下記の特許文献1には、フィンガー構造を用いたESD保護回路が開示されており、複数のドレイン領域のうち、ウェル領域へのコンタクト部から最も離れたドレイン領域へのコンタクト部を、ゲート電極から遠ざける技術が開示されている。
フィンガー構造を用いた回路では、静電気耐性を向上させるデバイス構造が求められ、更に、半導体チップの微細化を目的として、回路のレイアウト面積を縮小させることが求められる。 In a circuit using a finger structure, a device structure for improving static electricity resistance is required, and further, it is required to reduce the layout area of the circuit for the purpose of miniaturization of a semiconductor chip.
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 Other challenges and novel features will become apparent from the description and accompanying drawings herein.
本願において開示される実施の形態のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。 A brief overview of typical embodiments disclosed in the present application is as follows.
一実施の形態である半導体装置は、半導体基板と、半導体基板に形成された第1導電型の第1ウェル領域と、第1ウェル領域内に形成された第1素子分離部と、第1ウェル領域の一部であり、且つ、平面視において、第1素子分離部によって区画された第1給電領域および第1活性領域と、第1活性領域上に形成された複数の第1ゲート電極と、を有する。また、半導体装置は、第1活性領域内にそれぞれ形成された第2導電型である複数の第1不純物領域と、複数の第1ゲート電極の一部である複数の第2ゲート電極に電気的に接続される第1ゲート駆動回路と、複数の第1ゲート電極の一部である1つまたは複数の第3ゲート電極に電気的に接続される第2ゲート駆動回路と、を有する。ここで、複数の第2ゲート電極の数は、1つまたは複数の第3ゲート電極の数よりも多く、複数の第2ゲート電極は、1つまたは複数の第3ゲート電極よりも、第1給電領域から遠い位置に配置されている。 The semiconductor device according to the embodiment includes a semiconductor substrate, a first conductive type first well region formed on the semiconductor substrate, a first element separation portion formed in the first well region, and a first well. A first feeding region and a first active region, which are a part of the region and are partitioned by the first element separation portion in a plan view, and a plurality of first gate electrodes formed on the first active region. Has. Further, the semiconductor device is electrically connected to a plurality of first impurity regions of the second conductive type formed in the first active region and a plurality of second gate electrodes which are a part of the plurality of first gate electrodes. It has a first gate drive circuit connected to the first gate drive circuit and a second gate drive circuit electrically connected to one or more third gate electrodes which are a part of the plurality of first gate electrodes. Here, the number of the plurality of second gate electrodes is larger than the number of one or more third gate electrodes, and the plurality of second gate electrodes is larger than the number of one or more third gate electrodes. It is located far from the power supply area.
一実施の形態によれば、半導体装置の信頼性を向上させることができる。 According to one embodiment, the reliability of the semiconductor device can be improved.
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。 In the following embodiments, when necessary for convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments, but unless otherwise specified, they are not unrelated to each other, and one is the other. It is related to some or all of the modified examples, details, supplementary explanations, etc. In addition, in the following embodiments, when the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.) is referred to, when it is specified in particular, or when it is clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, the number is not limited to the specific number, and may be more than or less than the specific number. Furthermore, in the following embodiments, the components (including element steps, etc.) are not necessarily essential unless otherwise specified or clearly considered to be essential in principle. Needless to say. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc. of a component or the like, the shape is substantially the same unless otherwise specified or when it is considered that it is not apparent in principle. Etc., etc. shall be included. This also applies to the above numerical values and ranges.
以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In all the drawings for explaining the embodiment, the members having the same function are designated by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted. Further, in the following embodiments, the description of the same or similar parts is not repeated in principle except when it is particularly necessary.
また、断面図および平面図において、各部位の大きさは実デバイスと対応するものではなく、図面を分かりやすくするため、特定の部位を相対的に大きく表示する場合がある。また、断面図が平面図と対応する場合においても、図面を分かりやすくするため、特定の部位を相対的に大きく表示する場合がある。 Further, in the cross-sectional view and the plan view, the size of each part does not correspond to the actual device, and a specific part may be displayed relatively large in order to make the drawing easy to understand. Further, even when the cross-sectional view corresponds to the plan view, a specific portion may be displayed in a relatively large size in order to make the drawing easy to understand.
また、実施の形態で用いる図面においては、図面を見易くするためにハッチングを省略する場合もある。 Further, in the drawings used in the embodiment, hatching may be omitted in order to make the drawings easier to see.
また、本実施の形態において、p型とは、半導体に、ボロン(B)または二フッ化ボロン(BF2)などの不純物が導入された際に示される導電型を意味し、n型とは、半導体に、ヒ素(As)またはリン(P)などの不純物が導入された際に示される導電型を意味する。 Further, in the present embodiment, the p-type means the conductive type shown when an impurity such as boron (B) or boron difluoride (BF 2 ) is introduced into the semiconductor, and the n-type means the conductive type. , Means the conductive type shown when impurities such as arsenic (As) or phosphorus (P) are introduced into the semiconductor.
(実施の形態1)
本実施の形態の半導体装置を、図1〜図3を用いて、以下に説明する。
(Embodiment 1)
The semiconductor device of this embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 to 3.
図1は、本実施の形態の半導体装置の主要部分の回路図を示している。図2は、出力回路OP1の要部平面図を示している。図3は、図2に示されるA−A線に沿った断面図である。 FIG. 1 shows a circuit diagram of a main part of the semiconductor device of the present embodiment. FIG. 2 shows a plan view of a main part of the output circuit OP1. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG.
図1に示されるように、本実施の形態の半導体装置である半導体チップは、端子(パッド電極)PADと、保護回路PCと、出力回路OP1と、出力回路OP2と、ゲート駆動回路DRa〜DRfと、を有する。端子PADは、保護回路PC、出力回路OP1および出力回路OP2に接続されている。本実施の形態において、端子PADは、出力回路OP1および出力回路OP2からの信号を、半導体チップ外部へ出力するための出力用端子として機能する。電源電圧線VCCは、電源電位Vccを供給するための配線であり、接地電圧線VSSは、接地電位Vssを供給するための配線である。 As shown in FIG. 1, the semiconductor chip, which is the semiconductor device of the present embodiment, includes a terminal (pad electrode) PAD, a protection circuit PC, an output circuit OP1, an output circuit OP2, and gate drive circuits DRa to DRf. And have. The terminal PAD is connected to the protection circuit PC, the output circuit OP1 and the output circuit OP2. In the present embodiment, the terminal PAD functions as an output terminal for outputting signals from the output circuit OP1 and the output circuit OP2 to the outside of the semiconductor chip. The power supply voltage line VCS is a wiring for supplying the power supply potential Vcc, and the ground voltage line VSS is a wiring for supplying the ground potential Vss.
静電気用の保護回路PCは、ダイオードD1と、ダイオードD2と、クランプ素子CLと、を有する。ダイオードD1は、端子PADと電源電圧線VCCとの間に接続され、ダイオードD1のアノードが端子PADに接続され、ダイオードD1のカソードが電源電圧線VCCに接続されている。ダイオードD2は、端子PADと接地電圧線VSSとの間に接続され、ダイオードD2のカソードが端子PADに接続され、ダイオードD2のアノードが接地電圧線VSSに接続されている。電源電圧線VCCと接地電圧線VSSとの間には、クランプ素子CLが設けられている。クランプ素子CLは、例えば端子PADに大きな静電気が加えられた時に、ダイオードD2を逆方向ブレイクダウンさせない目的で設けられ、これにより静電気を安全に放出させることができる。クランプ素子CLは、サイリスタなどから構成される。 The protection circuit PC for static electricity has a diode D1, a diode D2, and a clamp element CL. The diode D1 is connected between the terminal PAD and the power supply voltage line VCS, the anode of the diode D1 is connected to the terminal PAD, and the cathode of the diode D1 is connected to the power supply voltage line VCS. The diode D2 is connected between the terminal PAD and the ground voltage line VSS, the cathode of the diode D2 is connected to the terminal PAD, and the anode of the diode D2 is connected to the ground voltage line VSS. A clamp element CL is provided between the power supply voltage line VCS and the ground voltage line VSS. The clamp element CL is provided for the purpose of preventing the diode D2 from breaking down in the reverse direction when a large amount of static electricity is applied to the terminal PAD, for example, so that the static electricity can be safely released. The clamp element CL is composed of a thyristor or the like.
図1に示される電流経路I1は、端子PADに加えられた静電気が、保護回路PCによって放出される経路を示している。この時、出力回路OP1内のn型のMISFET群1QAにおいても、NPNバイポーラ動作によって、電流が流れる。電流経路I2は、この電流の経路を示している。この電流経路I2に関する説明は、後の検討例の欄、および、本実施の形態の主な特徴の欄で、詳細に記載する。 The current path I1 shown in FIG. 1 indicates a path through which the static electricity applied to the terminal PAD is discharged by the protection circuit PC. At this time, a current also flows in the n-type MISFET group 1QA in the output circuit OP1 due to the NPN bipolar operation. The current path I2 shows the path of this current. The description of the current path I2 will be described in detail in the column of the later study example and the column of the main features of the present embodiment.
出力回路OP1は、n型のMISFET群1QA〜1QCによって構成されている。これらのMISFET群1QA〜1QCは、それぞれ、1つのn型のMISFET、または、互いに並列接続された複数のn型のMISFETによって構成されている。図1に示されるように、例えば、本実施の形態のMISFET群1QAは、互いに並列接続された4つのn型のMISFET1Qaによって構成されている。同様に、MISFET群1QBおよびMISFET群1QCは、それぞれ、図2に示されるようなn型のMISFET1Qbおよびn型のMISFET1Qcによって構成されている。 The output circuit OP1 is composed of n-type MOSFET groups 1QA to 1QC. Each of these MISFET groups 1QA to 1QC is composed of one n-type MISFET or a plurality of n-type MISFETs connected in parallel to each other. As shown in FIG. 1, for example, the MISFET group 1QA of the present embodiment is composed of four n-type MISFETs 1Qa connected in parallel to each other. Similarly, the MISFET group 1QB and the MISFET group 1QC are composed of an n-type MISFET1Qb and an n-type MISFET1Qc as shown in FIG. 2, respectively.
なお、本実施の形態において、MISFET群1QAのゲート、ドレインまたはソースと表現した時は、それらは、複数のn型のMISFET1Qaの各々のゲート電極Ga、ドレイン領域(不純物領域)NDまたはソース領域(不純物領域)NSを意味する。このような表現については、他のMISFET群でも同様である。 In the present embodiment, when the gate, drain or source of the MISFET group 1QA is expressed, they are the gate electrode Ga, the drain region (impurity region) ND or the source region (of each of the plurality of n-type MISFET 1Qa). Impurity region) NS. The same applies to other MISFET groups with respect to such expressions.
図1および図2に示されるように、MISFET群1QA〜1QCのドレインは、端子PADに接続され、MISFET群1QA〜1QCのソースは、接地電圧線VSSに接続され、MISFET群1QA〜1QCのゲートは、それぞれ、ゲート駆動回路DRa〜DRcに接続されている。すなわち、n型のMISFET1Qa〜1Qcにおいて、各々のドレイン領域NDは、端子PADに電気的に接続され、各々のソース領域NSは、接地電圧線VSSに電気的に接続され、各々のゲート電極Ga〜Gcは、それぞれ、ゲート駆動回路DRa〜DRcに電気的に接続されている。なお、ドレイン領域NDおよびソース領域NSは、半導体基板SBにn型の不純物が導入された半導体領域である。 As shown in FIGS. 1 and 2, the drain of the MISFET group 1QA to 1QC is connected to the terminal PAD, the source of the MISFET group 1QA to 1QC is connected to the ground voltage line VSS, and the gate of the MISFET group 1QA to 1QC. Are connected to the gate drive circuits DRa to DRc, respectively. That is, in the n-type MISFETs 1Qa to 1Qc, each drain region ND is electrically connected to the terminal PAD, each source region NS is electrically connected to the ground voltage line VSS, and each gate electrode Ga to The Gc is electrically connected to the gate drive circuits DRa to DRc, respectively. The drain region ND and the source region NS are semiconductor regions in which n-type impurities are introduced into the semiconductor substrate SB.
出力回路OP2は、p型のMISFET群2QD〜2QFによって構成されている。これらのMISFET群2QD〜2QFは、それぞれ、単数のp型のMISFET、または、互いに並列接続された複数のp型のMISFETによって構成されている。 The output circuit OP2 is composed of p-type MOSFET groups 2QD to 2QF. Each of these MISFET groups 2QD to 2QF is composed of a single p-type MISFET or a plurality of p-type MISFETs connected in parallel to each other.
図1に示されるように、MISFET群2QD〜2QFのドレインは、電源電圧線VCCに接続され、MISFET群2QD〜2QFのソースは、端子PADに接続され、MISFET群2QD〜2QFのゲートは、それぞれ、ゲート駆動回路DRd〜DRfに接続されている。 As shown in FIG. 1, the drains of the MISFET groups 2QD to 2QF are connected to the power supply voltage line VCS, the sources of the MISFET groups 2QD to 2QF are connected to the terminal PAD, and the gates of the MISFET groups 2QD to 2QF are connected to the terminals PAD, respectively. , It is connected to the gate drive circuits DRd to DRf.
ゲート駆動回路DRa〜DRfは、MISFET群1QA〜1QCおよびMISFET群2QD〜2QFの各々のゲートへ供給する電圧、および、そのタイミングを制御するため回路であり、互いに独立して制御することが可能な回路である。 The gate drive circuits DRa to DRf are circuits for controlling the voltage supplied to each gate of the MISFET groups 1QA to 1QC and the MISFET groups 2QD to 2QF and their timing, and can be controlled independently of each other. It is a circuit.
次に、図2および図3を用いて、出力回路OP1の平面構造および断面構造について、詳しく説明する。なお、図2は平面図であるが、図面を見易くするため、ゲート電極Ga〜Gcにハッチングを付している。また、図2では、本実施の形態の主な特徴部分を構成する、ゲート駆動回路DRa〜DRc、活性領域AR1、給電領域SR1、素子分離部STI、ゲート電極Ga〜Gc、ドレイン領域ND、ソース領域NSおよびボディ領域(不純物領域)PBを図示しており、その他の部分は、図示を省略している。 Next, the planar structure and the cross-sectional structure of the output circuit OP1 will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3. Although FIG. 2 is a plan view, hatching is provided on the gate electrodes Ga to Gc to make the drawing easier to see. Further, in FIG. 2, the gate drive circuits DRa to DRc, the active region AR1, the feeding region SR1, the element separation unit STI, the gate electrodes Ga to Gc, the drain region ND, and the source, which constitute the main feature portion of the present embodiment, are shown. The region NS and the body region (impurity region) PB are shown, and the other parts are not shown.
半導体基板SBは、好ましくは1〜10Ωcm程度の比抵抗を有する単結晶シリコンからなり、例えばp型の単結晶シリコンからなる。半導体基板SBの表面側には、p型のウェル領域PWが形成され、ウェル領域PW内には、素子分離部STIが形成されている。素子分離部STIは、例えば、ウェル領域PWに溝を形成し、その溝内に、例えば酸化シリコンからなる絶縁膜を埋め込むことで形成される。また、ウェル領域PWの深さは、素子分離部STIの深さよりも深い。このため、ウェル領域PWは、素子分離部STIの底部を囲むように形成されている。 The semiconductor substrate SB is preferably made of single crystal silicon having a specific resistance of about 1 to 10 Ωcm, and is made of, for example, p-type single crystal silicon. A p-type well region PW is formed on the surface side of the semiconductor substrate SB, and an element separation portion STI is formed in the well region PW. The element separation portion STI is formed, for example, by forming a groove in the well region PW and embedding an insulating film made of, for example, silicon oxide in the groove. Further, the depth of the well region PW is deeper than the depth of the element separation portion STI. Therefore, the well region PW is formed so as to surround the bottom portion of the element separation portion STI.
図2に示されるように、活性領域AR1および給電領域SR1は、平面視において、素子分離部STIによって区画されているが、図3に示されるように、活性領域AR1および給電領域SR1は、断面視において、一体化した領域である。すなわち、活性領域AR1および給電領域SR1は、それぞれウェル領域PWの一部である。 As shown in FIG. 2, the active region AR1 and the feeding region SR1 are partitioned by the element separation unit STI in a plan view, but as shown in FIG. 3, the active region AR1 and the feeding region SR1 have a cross section. It is an integrated area in the visual sense. That is, the active region AR1 and the feeding region SR1 are each a part of the well region PW.
給電領域SR1は、平面視において、Y方向に延在している。すなわち、Y方向における給電領域SR1の長さは、X方向における給電領域SR1の長さよりも大きい。給電領域SR1のウェル領域PWの表面には、p型のボディ領域PBが形成されており、ボディ領域PB上には、例えばコバルトシリサイドまたはニッケルシリサイドからなるシリサイド層SIが形成されている。 The power feeding region SR1 extends in the Y direction in a plan view. That is, the length of the feeding region SR1 in the Y direction is larger than the length of the feeding region SR1 in the X direction. A p-type body region PB is formed on the surface of the well region PW of the power feeding region SR1, and a silicide layer SI made of, for example, cobalt silicide or nickel silicide is formed on the body region PB.
また、図2では図示を省略しているが、ボディ領域PBの上面には、複数のプラグPGが形成されている。ボディ領域PBは、シリサイド層SIおよびプラグPGを介して、配線M1に電気的に接続されている。この配線M1は、例えば接地電圧線VSSに電気的に接続されており、これにより、ボディ領域PBおよびウェル領域PWには接地電位Vssが印加される。 Further, although not shown in FIG. 2, a plurality of plug PGs are formed on the upper surface of the body region PB. The body region PB is electrically connected to the wiring M1 via the VDD layer SI and the plug PG. The wiring M1 is electrically connected to, for example, the ground voltage line VSS, whereby the ground potential Vss is applied to the body region PB and the well region PW.
活性領域AR1は、MISFET1Qa〜1Qcが形成される領域であり、X方向において、2つの給電領域SR1に挟まれる位置に配置されている。ゲート電極Ga〜Gcは、それぞれゲート絶縁膜GIa〜GIcを介して、ウェル領域PW上に形成されており、平面視において、Y方向に延在している。 The active region AR1 is a region in which the MISFETs 1Qa to 1Qc are formed, and is arranged at a position sandwiched between the two feeding regions SR1 in the X direction. The gate electrodes Ga to Gc are formed on the well region PW via the gate insulating films GIa to GIc, respectively, and extend in the Y direction in a plan view.
ゲート絶縁膜GIa〜GIcは、ウェル領域PW上、および、層間絶縁膜IL1に形成された溝の側面上に形成されている。ゲート絶縁膜GIa〜GIcを構成する材料は、例えば、酸化シリコン膜と、この酸化シリコン膜上に形成された、酸化ハフニウム膜または酸化タンタル膜などの金属酸化膜(高誘電率膜)と、を含む積層膜である。 The gate insulating films GIa to GIc are formed on the well region PW and on the side surface of the groove formed in the interlayer insulating film IL1. The materials constituting the gate insulating films GIa to GIc include, for example, a silicon oxide film and a metal oxide film (high dielectric constant film) such as a hafnium oxide film or a tantalum oxide film formed on the silicon oxide film. It is a laminated film containing.
ゲート電極Ga〜Gcは、ゲート絶縁膜GIa〜GIcを介して、層間絶縁膜IL1に形成された溝内に埋め込まれている。また、ゲート電極Ga〜Gcを構成する材料は、窒化チタン膜、若しくは、タングステン膜などの金属膜、または、これらの金属膜を適宜積層させた積層膜である。 The gate electrodes Ga to Gc are embedded in the groove formed in the interlayer insulating film IL1 via the gate insulating films GIa to GIc. The material constituting the gate electrodes Ga to Gc is a titanium nitride film, a metal film such as a tungsten film, or a laminated film in which these metal films are appropriately laminated.
このように、本実施の形態において、ゲート絶縁膜GIa〜GIcおよびゲート電極Ga〜Gcは、所謂、High−kラスト構造およびゲートラスト構造と呼ばれる手法で形成されている。 As described above, in the present embodiment, the gate insulating films GIa to GIc and the gate electrodes Ga to Gc are formed by a so-called high-k last structure and a gate last structure.
また、図2および図3では図示を省略しているが、ゲート電極Ga〜Gcの各々の上面には、プラグPGが形成されている。各ゲート電極Ga〜Gcは、プラグPGを介して配線M1に接続され、この配線M1および他の配線を介して、各ゲート駆動回路DRa〜DRcに電気的に接続されている。 Further, although not shown in FIGS. 2 and 3, a plug PG is formed on the upper surface of each of the gate electrodes Ga to Gc. The gate electrodes Ga to Gc are connected to the wiring M1 via the plug PG, and are electrically connected to the gate drive circuits DRa to DRc via the wiring M1 and other wiring.
また、4つのゲート電極Gaは、同じゲート駆動回路DRaに接続されているので、4つのゲート電極Gaは、それぞれ同じ電位が印加され、それぞれ同じタイミングで駆動される。同様に、2つのゲート電極Gbは、それぞれ同じ電位が印加され、それぞれ同じタイミングで駆動される。また、2つのゲート電極Gcは、それぞれ同じ電位が印加され、それぞれ同じタイミングで駆動される。このように、同電位となる複数のゲート電極を、互いに隣接するように配置した構造を、フィンガー構造または櫛歯構造と呼ぶこともある。 Further, since the four gate electrodes Ga are connected to the same gate drive circuit DRa, the same potential is applied to each of the four gate electrodes Ga, and the four gate electrodes Ga are driven at the same timing. Similarly, the same potential is applied to each of the two gate electrodes Gb, and they are driven at the same timing. Further, the same potential is applied to each of the two gate electrodes Gc, and they are driven at the same timing. Such a structure in which a plurality of gate electrodes having the same potential are arranged so as to be adjacent to each other may be referred to as a finger structure or a comb tooth structure.
ゲート電極Ga〜Gcの各々の両側面には、サイドウォールスペーサSWが形成されている。サイドウォールスペーサSWは、例えば酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層膜からなる。 A sidewall spacer SW is formed on both side surfaces of the gate electrodes Ga to Gc. The sidewall spacer SW is composed of, for example, a laminated film of a silicon oxide film and a silicon nitride film.
活性領域AR1のウェル領域PWの表面には、n型のドレイン領域NDおよびn型のソース領域NSが形成されている。ドレイン領域NDおよびソース領域NSは、各ゲート電極Ga〜Gcの横のウェル領域PWに形成されており、各ゲート電極Ga〜Gc毎に交互に配置されている。すなわち、互いに隣接する2つのMISFETは、1つのドレイン領域ND、または、1つのソース領域NSを共有するように配置されている。 An n-type drain region ND and an n-type source region NS are formed on the surface of the well region PW of the active region AR1. The drain region ND and the source region NS are formed in the well region PW beside each gate electrode Ga to Gc, and are alternately arranged for each gate electrode Ga to Gc. That is, two MISFETs adjacent to each other are arranged so as to share one drain region ND or one source region NS.
ドレイン領域ND上の一部、および、ソース領域NS上の一部には、ボディ領域PB上と同様に、シリサイド層SIが形成されている。ドレイン領域ND上およびソース領域NS上に形成されるシリサイド層SIは、各ゲート電極Ga〜Gcの端部から、サイドウォールスペーサSWの幅の分だけ離れて形成されている。 Similar to the body region PB, the silicide layer SI is formed in a part on the drain region ND and a part on the source region NS. The silicide layer SI formed on the drain region ND and the source region NS is formed at a distance from the ends of the gate electrodes Ga to Gc by the width of the sidewall spacer SW.
また、図2および図3では図示を省略しているが、ドレイン領域NDおよび各ソース領域NSの各々の上面には、複数のプラグPGが形成されている。各ドレイン領域NDおよび各ソース領域NSは、シリサイド層SIおよびプラグPGを介して配線M1に接続される。この配線M1および他の配線によって、各ドレイン領域NDは端子PADに電気的に接続され、各ソース領域NSは接地電圧線VSSに電気的に接続されている。 Further, although not shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of plug PGs are formed on the upper surfaces of the drain region ND and each source region NS. Each drain region ND and each source region NS are connected to the wiring M1 via the VDD layer SI and the plug PG. Through this wiring M1 and other wiring, each drain region ND is electrically connected to the terminal PAD, and each source region NS is electrically connected to the ground voltage line VSS.
半導体基板SB上には、層間絶縁膜IL1が形成されており、層間絶縁膜IL1に形成された溝内には、ゲート電極Ga〜Gcが埋め込まれている。層間絶縁膜IL1は、例えば酸化シリコンからなる絶縁膜である。なお、半導体基板SBと層間絶縁膜IL1との間に、例えば窒化シリコン膜のような、エッチングストッパ膜となる絶縁膜を設けてもよい。ゲート電極Ga〜Gc上および層間絶縁膜IL1上には、層間絶縁膜IL2が形成されている。層間絶縁膜IL2は、例えば酸化シリコンからなる絶縁膜である。層間絶縁膜IL1中および層間絶縁膜IL2中には、上記の複数のプラグPGが形成されている。プラグPGは、層間絶縁膜IL1中および層間絶縁膜IL2中にコンタクトホールを形成し、このコンタクトホール内にタングステンなどを主体とする導電性膜を埋め込むことにより、形成することができる。 An interlayer insulating film IL1 is formed on the semiconductor substrate SB, and gate electrodes Ga to Gc are embedded in the grooves formed in the interlayer insulating film IL1. The interlayer insulating film IL1 is, for example, an insulating film made of silicon oxide. An insulating film serving as an etching stopper film, such as a silicon nitride film, may be provided between the semiconductor substrate SB and the interlayer insulating film IL1. An interlayer insulating film IL2 is formed on the gate electrodes Ga to Gc and on the interlayer insulating film IL1. The interlayer insulating film IL2 is, for example, an insulating film made of silicon oxide. The plurality of plug PGs described above are formed in the interlayer insulating film IL1 and in the interlayer insulating film IL2. The plug PG can be formed by forming contact holes in the interlayer insulating film IL1 and the interlayer insulating film IL2, and embedding a conductive film mainly composed of tungsten or the like in the contact holes.
プラグPG上および層間絶縁膜IL2上には、層間絶縁膜IL3が形成されている。層間絶縁膜IL3は、例えばSiOC膜のような酸化シリコンよりも誘電率の低い絶縁膜である。層間絶縁膜IL3中には、上記の複数の配線M1が形成されている。配線M1は、層間絶縁膜IL3に配線用の溝を形成した後、配線用の溝内に例えば銅を主成分とする導電性膜を埋め込むことにより、形成することができる。この配線M1の構造は、所謂ダマシン(Damascene)配線構造と呼ばれる。その後、デュアルダマシン(Dual Damascene)法などにより、2層目以降の配線を形成するが、ここでは図示およびその説明は省略する。図1に示される電源電圧線VCCおよび接地電圧線VSSは、これらの配線の一部である。 An interlayer insulating film IL3 is formed on the plug PG and the interlayer insulating film IL2. The interlayer insulating film IL3 is an insulating film having a lower dielectric constant than silicon oxide, such as a SiOC film. The plurality of wirings M1 described above are formed in the interlayer insulating film IL3. The wiring M1 can be formed by forming a groove for wiring in the interlayer insulating film IL3 and then embedding a conductive film containing, for example, copper as a main component in the groove for wiring. The structure of the wiring M1 is called a so-called Damascene wiring structure. After that, the wiring for the second and subsequent layers is formed by the Dual Damascene method or the like, but the illustration and the description thereof are omitted here. The power supply voltage line VCS and the ground voltage line VSS shown in FIG. 1 are a part of these wirings.
また、配線M1および2層目以降の配線を含む多層配線は、ダマシン配線構造に限定されず、導電性膜をパターニングして形成することもでき、例えばタングステン配線またはアルミニウム配線とすることもできる。 Further, the multi-layer wiring including the wiring M1 and the wiring of the second and subsequent layers is not limited to the damascene wiring structure, and may be formed by patterning a conductive film, and may be, for example, tungsten wiring or aluminum wiring.
また、図1に示される端子PADは、多層配線のうちの最上層の配線の一部からなり、ワイヤボンディングまたはバンプ電極などにより、半導体チップの外部と接続するための領域として機能する。 Further, the terminal PAD shown in FIG. 1 is composed of a part of the wiring of the uppermost layer of the multilayer wiring, and functions as a region for connecting to the outside of the semiconductor chip by wire bonding or bump electrodes.
本実施の形態の特徴の1つは、活性領域AR1内において、相対的に多くのMISFET1Qaを含むMISFET群1QAが、相対的に少ないMISFET1Qbを含むMISFET群1QB、または、相対的に少ないMISFET1Qcを含むMISFET群1QCよりも、給電領域SR1から遠い位置に配置されることである。言い換えれば、活性領域AR1内において、ゲート駆動回路DRaに接続される4つのゲート電極Gaは、ゲート駆動回路DRbに接続される2つのゲート電極Gb、または、ゲート駆動回路DRcに接続される2つのゲート電極Gcよりも、給電領域SR1から遠い位置に配置される。このような配置にすることの効果については、後で詳細に説明する。 One of the features of the present embodiment is that the MISFET group 1QA containing a relatively large amount of MISFET1Qa contains a MISFET group 1QB containing a relatively small number of MISFET1Qb or a relatively small number of MISFET1Qc in the active region AR1. It is arranged at a position farther from the feeding region SR1 than the MISFET group 1QC. In other words, in the active region AR1, the four gate electrodes Ga connected to the gate drive circuit DRa are the two gate electrodes Gb connected to the gate drive circuit DRb or the two gate electrodes Gb connected to the gate drive circuit DRc. It is arranged at a position farther from the feeding region SR1 than the gate electrode Gc. The effect of such an arrangement will be described in detail later.
<検討例について>
以下に、図13および図14を用いて、本願発明者が検討した検討例の半導体装置、および、その問題点を説明する。
<About study examples>
Hereinafter, the semiconductor device of the study example examined by the inventor of the present application and its problems will be described with reference to FIGS. 13 and 14.
検討例の半導体装置は、本実施の形態の図1に示したような出力用端子PADおよび保護回路PCなどを有するが、本実施の形態の出力回路OP1とは異なる出力回路OP3を有している。 The semiconductor device of the study example has an output terminal PAD, a protection circuit PC, and the like as shown in FIG. 1 of the present embodiment, but has an output circuit OP3 different from the output circuit OP1 of the present embodiment. There is.
図13は、検討例の出力回路OP3の要部平面図であり、図14は、図13に示されるC−C線に沿った断面図である。なお、図13は平面図であるが、図面を見易くするため、ゲート電極Gaにハッチングを付している。また、図14は断面図であるが、検討例の問題点を説明するための等価回路も付しており、その説明を容易にするため、ハッチングを省略し、その説明に必要な構成以外の図番も省略している。 FIG. 13 is a plan view of a main part of the output circuit OP3 of the study example, and FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line CC shown in FIG. Although FIG. 13 is a plan view, hatching is provided on the gate electrode Ga to make the drawing easier to see. Further, although FIG. 14 is a cross-sectional view, an equivalent circuit for explaining the problems of the study example is also attached, and in order to facilitate the explanation, hatching is omitted and the configuration other than the configuration necessary for the explanation is omitted. The figure number is also omitted.
検討例の出力回路OP3は、本実施の形態の出力回路OP1に対応する回路であり、ゲート駆動回路DRaに電気的に接続された複数のゲート電極Gaを有する複数のn型のMISFET1Qaを含む。検討例では、活性領域AR1に複数のMISFET1Qaが形成されているが、本実施の形態のように、活性領域AR1にMISFET1QbおよびMISFET1Qcなどの他のMISFETは形成されていない。 The output circuit OP3 of the study example is a circuit corresponding to the output circuit OP1 of the present embodiment, and includes a plurality of n-type MISFET1Qa having a plurality of gate electrodes Ga electrically connected to the gate drive circuit DRa. In the study example, a plurality of MISFET1Qa are formed in the active region AR1, but other MISFETs such as MISFET1Qb and MISFET1Qc are not formed in the active region AR1 as in the present embodiment.
活性領域AR1のウェル領域PWの表面には、n型のドレイン領域ND2およびn型のソース領域NSが形成されている。ドレイン領域ND2およびソース領域NSは、各ゲート電極Gaの横のウェル領域PWに形成されており、各ゲート電極Ga毎に交互に配置されている。図示は省略しているが、本実施の形態と同様に、ドレイン領域ND1、ドレイン領域ND2およびソース領域NSの各々の上面にはプラグPGが形成されている。すなわち、ドレイン領域ND1およびドレイン領域ND2は、プラグPGを介して端子PADに電気的に接続され、ソース領域NSは、プラグPGを介して接地電圧線VSSに電気的に接続されている。 An n-type drain region ND2 and an n-type source region NS are formed on the surface of the well region PW of the active region AR1. The drain region ND2 and the source region NS are formed in a well region PW beside each gate electrode Ga, and are alternately arranged for each gate electrode Ga. Although not shown, plug PGs are formed on the upper surfaces of the drain region ND1, the drain region ND2, and the source region NS, as in the present embodiment. That is, the drain region ND1 and the drain region ND2 are electrically connected to the terminal PAD via the plug PG, and the source region NS is electrically connected to the ground voltage line VSS via the plug PG.
しかしながら、検討例では、本実施の形態と異なり、X方向において、活性領域AR1の中央部に形成されているドレイン領域ND1の幅が、活性領域AR1の周辺部に形成されているドレイン領域ND2の幅よりも大きい。すなわち、X方向において、ドレイン領域ND1上のプラグPGと、ゲート電極Gaとの距離を、ドレイン領域ND2上のプラグPGと、ゲート電極Gaとの距離よりも広くしている。このようにドレイン領域ND1の幅を設定している理由を以下に説明する。 However, in the study example, unlike the present embodiment, the width of the drain region ND1 formed in the central portion of the active region AR1 in the X direction is the width of the drain region ND2 formed in the peripheral portion of the active region AR1. Greater than width. That is, in the X direction, the distance between the plug PG on the drain region ND1 and the gate electrode Ga is made wider than the distance between the plug PG on the drain region ND2 and the gate electrode Ga. The reason why the width of the drain region ND1 is set in this way will be described below.
検討例でも本実施の形態と同様に、端子PADに静電気が加えられた際に、図1に示される保護回路PCによって、電流経路I1から静電気が放出される。この時、複数のn型のMISFET1Qaを含む出力回路OP3では、NPNバイポーラ動作によって、電流経路I2を通る電流が流れる。この電流は、端子PADから、プラグPGを介して、ドレイン領域ND1およびドレイン領域ND2に電位が加えられた際に、ドレイン領域ND1およびドレイン領域ND2と、ウェル領域PWとの接合部で発生する正孔−電子対に起因する。この正孔−電子対のうちの正孔による正孔電流が、ウェル領域PWの抵抗成分Rpwに電位差を発生させる。ここで、ドレイン領域ND1、ウェル領域PWおよびソース領域NS、並びに、ドレイン領域ND2、ウェル領域PWおよびソース領域NSは、疑似的にNPNバイポーラを構成している。このため、上記正孔電流によって、NPNバイポーラ動作が開始される。 In the study example as well, as in the present embodiment, when static electricity is applied to the terminal PAD, static electricity is discharged from the current path I1 by the protection circuit PC shown in FIG. At this time, in the output circuit OP3 including a plurality of n-type MISFET1Qa, a current passing through the current path I2 flows due to the NPN bipolar operation. This current is positive generated at the junction between the drain region ND1 and the drain region ND2 and the well region PW when a potential is applied from the terminal PAD to the drain region ND1 and the drain region ND2 via the plug PG. Due to the hole-electron pair. The hole current due to the holes in the hole-electron pair causes a potential difference in the resistance component Rpw of the well region PW. Here, the drain region ND1, the well region PW and the source region NS, and the drain region ND2, the well region PW and the source region NS form a pseudo NPN bipolar. Therefore, the NPN bipolar operation is started by the hole current.
ここで、ウェル領域PWの給電領域SR1から相対的に遠い位置にあるMISFET1Qaのドレイン領域ND1は、抵抗成分Rpwが相対的に高く、NPNバイポーラ動作の開始が最も早くなる箇所である。このため、ドレイン領域ND1は、最も電流が集中する箇所であり、最も壊れやすい箇所となっている。 Here, the drain region ND1 of the MISFET1Qa located at a position relatively far from the power supply region SR1 of the well region PW is a location where the resistance component Rpw is relatively high and the NPN bipolar operation starts earliest. Therefore, the drain region ND1 is a place where the current is most concentrated and is the most fragile place.
このような問題に対して、検討例では、X方向において、ドレイン領域ND1の幅を相対的に広くし、ドレイン領域ND1上のプラグPGと、ゲート電極Gaとの距離を相対的に広くしている。これにより、検討例の半導体装置では、電流が集中する箇所の密度を下げて、静電気耐性を高める工夫が行われている。 In response to such a problem, in the study example, the width of the drain region ND1 is relatively widened in the X direction, and the distance between the plug PG on the drain region ND1 and the gate electrode Ga is relatively widened. There is. As a result, in the semiconductor device of the study example, a device is devised to reduce the density of the portion where the current is concentrated and to improve the electrostatic resistance.
しかしながら、本願発明者の考察によれば、検討例の半導体装置には、以下の問題点があることが判明した。 However, according to the consideration of the inventor of the present application, it has been found that the semiconductor device of the study example has the following problems.
まず、ドレイン領域ND1の幅を、ドレイン領域ND2の幅よりも広くすることによって、出力回路OP3の面積が増加してしまう。特に、検討例では、1種類のゲート駆動回路DRaのみを例示したが、このようなゲート駆動回路を複数含み、これらに接続される複数のMISFETとを含む出力回路では、この出力回路の面積が更に増加してしまう。従って、検討例の半導体装置は、素子の微細化に適していない。 First, by making the width of the drain region ND1 wider than the width of the drain region ND2, the area of the output circuit OP3 increases. In particular, in the study example, only one type of gate drive circuit DRa is illustrated, but in an output circuit including a plurality of such gate drive circuits and a plurality of MISFETs connected to them, the area of this output circuit is large. It will increase further. Therefore, the semiconductor device of the study example is not suitable for miniaturization of the device.
次に、ゲート電極Gaようなフィンガー構造を用いたMISFET1Qaでは、アナログ特性が重視されるが、ドレイン領域ND1の幅を変更すると、各MISFET1Qaの対称性が乱れてしまう。従って、検討例の半導体装置では、高精度のアナログ特性を実現することが困難である。 Next, in the MISFET1Qa using a finger structure such as the gate electrode Ga, analog characteristics are emphasized, but if the width of the drain region ND1 is changed, the symmetry of each MISFET1Qa is disturbed. Therefore, it is difficult to realize high-precision analog characteristics in the semiconductor device of the study example.
<本実施の形態の半導体装置の主な特徴について>
以下に、本実施の形態の半導体装置の主な特徴について説明する。
<Main features of the semiconductor device of this embodiment>
The main features of the semiconductor device of this embodiment will be described below.
本実施の形態の出力回路OP1では、検討例の出力回路OP3と異なり、MISFET1Qa〜1Qcのドレイン領域NDの幅は、それぞれ同じである。従って、出力回路OP1の面積を増加させることがなく、各MISFET1Qa〜1Qcの対称性も確保される。すなわち、本実施の形態の半導体装置は、素子の微細化に適しており、高精度のアナログ特性を実現することができる。 In the output circuit OP1 of the present embodiment, unlike the output circuit OP3 of the study example, the widths of the drain regions ND of the MISFETs 1Qa to 1Qc are the same. Therefore, the area of the output circuit OP1 is not increased, and the symmetry of each MISFET 1Qa to 1Qc is ensured. That is, the semiconductor device of the present embodiment is suitable for miniaturization of elements, and can realize high-precision analog characteristics.
また、本実施の形態では、活性領域AR1内において、相対的に多くのMISFET1Qaを含むMISFET群1QAが、相対的に少ないMISFET1Qbを含むMISFET群1QB、または、相対的に少ないMISFET1Qcを含むMISFET群1QCよりも、給電領域SR1から遠い位置に配置されている。言い換えれば、活性領域AR1内において、ゲート駆動回路DRaに接続される4つのゲート電極Gaは、ゲート駆動回路DRbに接続される2つのゲート電極Gb、または、ゲート駆動回路DRcに接続される2つのゲート電極Gcよりも、給電領域SR1から遠い位置に配置されている。すなわち、活性領域AR1に、MISFET1Qa〜1Qcが配置される時には、互いに同電位となるゲート電極の数が多い複数のMISFETが、給電領域SR1からより遠い位置に配置される。 Further, in the present embodiment, in the active region AR1, the MISFET group 1QA containing a relatively large amount of MISFET1Qa is a MISFET group 1QB containing a relatively small number of MISFET1Qb, or a MISFET group 1QC containing a relatively small number of MISFET1Qc. It is arranged at a position farther from the power feeding area SR1. In other words, in the active region AR1, the four gate electrodes Ga connected to the gate drive circuit DRa are the two gate electrodes Gb connected to the gate drive circuit DRb or the two gate electrodes Gb connected to the gate drive circuit DRc. It is arranged at a position farther from the feeding region SR1 than the gate electrode Gc. That is, when the MISFETs 1Qa to 1Qc are arranged in the active region AR1, a plurality of MISFETs having a large number of gate electrodes having the same potential are arranged at a position farther from the feeding region SR1.
上記の検討例で説明したように、端子PADに静電気が加えられた際に、MISFET1QA〜1QCを含む出力回路OP1において、給電領域SR1から相対的に遠い位置にあるMISFET群1QAは、MISFET群1QBおよびMISFET群1QCよりも、抵抗成分Rpwが相対的に高く、NPNバイポーラ動作の開始が最も早くなる。従ってMISFET群1QAの電流経路I2は、NPNバイポーラ動作によって、電流が最も集中する箇所であり、最も壊れやすい箇所となっている。 As described in the above study example, in the output circuit OP1 including the MISFET1QA to 1QC when static electricity is applied to the terminal PAD, the MISFET group 1QA located at a position relatively far from the feeding region SR1 is the MISFET group 1QB. And the resistance component Rpw is relatively higher than that of the MISFET group 1QC, and the NPN bipolar operation starts earliest. Therefore, the current path I2 of the MISFET group 1QA is the place where the current is most concentrated due to the NPN bipolar operation, and is the most fragile place.
そこで、本実施の形態では、給電領域SR1から相対的に遠い位置には、ゲート駆動回路DRaに接続されるゲート電極Gaの数が、相対的に多い複数のMISFET1Qaを配置している。これにより、活性領域AR1の中央部で、NPNバイポーラ動作させる箇所を増やすことができる。すなわち、静電気による破壊までに流せる電流の量を増やすことができるので、活性領域AR1の中央部で集中する電流を分散させることができる。従って、半導体装置の静電気耐性を高めることができるので、半導体装置の信頼性が向上する。 Therefore, in the present embodiment, a plurality of MISFET1Qa having a relatively large number of gate electrodes Ga connected to the gate drive circuit DRa are arranged at a position relatively far from the power feeding region SR1. As a result, it is possible to increase the number of locations where the NPN bipolar operation is performed in the central portion of the active region AR1. That is, since the amount of current that can be passed until the destruction due to static electricity can be increased, the current concentrated in the central portion of the active region AR1 can be dispersed. Therefore, the electrostatic resistance of the semiconductor device can be increased, and the reliability of the semiconductor device is improved.
また、本実施の形態では、活性領域AR1内に3つのMISFET群1QA〜1QCを設ける例を説明したが、このようなMISFET群は、3つに限られず、4つ以上であってもよい。その場合でも、給電領域SR1に相対的に遠いMISFET群に含まれるゲート電極の数を、給電領域SR1に相対的に近いMISFET群に含まれるゲート電極の数よりも多くすることが重要である。 Further, in the present embodiment, an example in which three MISFET groups 1QA to 1QC are provided in the active region AR1 has been described, but the number of such MISFET groups is not limited to three, and may be four or more. Even in that case, it is important that the number of gate electrodes included in the MISFET group relatively far from the feeding region SR1 is larger than the number of gate electrodes included in the MISFET group relatively close to the feeding region SR1.
(実施の形態2)
図4は、実施の形態2の半導体装置を示している。なお、以下の説明では、実施の形態1との相違点を主に説明する。なお、図4は平面図であるが、図面を見易くするため、ゲート電極Ga〜Gc、G0にハッチングを付している。
(Embodiment 2)
FIG. 4 shows the semiconductor device of the second embodiment. In the following description, the differences from the first embodiment will be mainly described. Although FIG. 4 is a plan view, hatching is provided on the gate electrodes Ga to Gc and G0 to make the drawing easier to see.
実施の形態1では、活性領域AR1において、給電領域SR1に最も近い領域に、ゲート駆動回路DRbと接続されたゲート電極Gb、および、ゲート駆動回路DRcと接続されたゲート電極Gcが配置されていた。 In the first embodiment, in the active region AR1, the gate electrode Gb connected to the gate drive circuit DRb and the gate electrode Gc connected to the gate drive circuit DRc are arranged in the region closest to the power supply region SR1. ..
実施の形態2では、図4に示されるように、活性領域AR1において、給電領域SR1に最も近い領域に、接地電圧線VSSに接続されたゲート電極G0が配置されている。すなわち、ゲート電極G0は、MISFET1Qa〜1Qcの何れの動作に寄与しないダミーゲート電極として配置されている。 In the second embodiment, as shown in FIG. 4, the gate electrode G0 connected to the ground voltage line VSS is arranged in the region closest to the feeding region SR1 in the active region AR1. That is, the gate electrode G0 is arranged as a dummy gate electrode that does not contribute to any operation of MISFET1Qa to 1Qc.
活性領域AR1内には、複数のゲート電極Ga〜Gcが規則的に配置されているが、最も給電領域SR1に近いゲート電極Gbおよびゲート電極Gcは、その形状が最もばらつきやすい。ゲート電極Ga〜Gcは、層間絶縁膜IL1に形成された溝内を埋め込むように単層または積層の金属膜などを形成し、その後、CMP法によって、溝外の金属膜を除去することで形成される。この時、活性領域AR1の中央部に位置するゲート電極Gaは、X方向における両隣に、他のゲート電極を規則的に配置するため、CMP法による研磨処理が均一となりやすい。しかし、活性領域AR1の端部に位置するゲート電極Gbおよびゲート電極Gcは、X方向における一方の隣に他のゲート電極があるだけなので、CMP法による研磨処理において、金属膜の膜べりが起こりやすい。すなわち、活性領域AR1の端部に位置するゲート電極Gbおよびゲート電極Gcは、形状がばらつきやすい。このため、活性領域AR1の端部に位置するMISFET1QbおよびMISFET1Qcは、他のMISFETとの対称性が悪くなり、出力回路OP1のアナログ特性が劣化する。 Although a plurality of gate electrodes Ga to Gc are regularly arranged in the active region AR1, the shapes of the gate electrodes Gb and the gate electrodes Gc closest to the feeding region SR1 are most likely to vary. The gate electrodes Ga to Gc are formed by forming a single-layer or laminated metal film or the like so as to embed the inside of the groove formed in the interlayer insulating film IL1, and then removing the metal film outside the groove by the CMP method. Will be done. At this time, since the other gate electrodes are regularly arranged on both sides of the gate electrode Ga located in the central portion of the active region AR1 in the X direction, the polishing process by the CMP method tends to be uniform. However, since the gate electrode Gb and the gate electrode Gc located at the end of the active region AR1 have only one other gate electrode next to one in the X direction, film slippage of the metal film occurs in the polishing treatment by the CMP method. Cheap. That is, the shapes of the gate electrode Gb and the gate electrode Gc located at the end of the active region AR1 are likely to vary. Therefore, the MISFET1Qb and MISFET1Qc located at the end of the active region AR1 have poor symmetry with other MISFETs, and the analog characteristics of the output circuit OP1 are deteriorated.
実施の形態2では、上記の不具合を考慮して、活性領域AR1の端部に、ダミーとなるゲート電極G0を形成しているので、仮にゲート電極G0の形状にばらつきがあったとしても、実際に動作するMISFET1Qa〜1Qcには影響がない。このため、実施の形態2の半導体装置は、実施の形態1と比較して、MISFET1Qa〜1Qcのアナログ特性を、更に向上させることが可能となる。 In the second embodiment, in consideration of the above-mentioned problems, the gate electrode G0 as a dummy is formed at the end of the active region AR1, so even if the shape of the gate electrode G0 varies, it is actually There is no effect on the MISFETs 1Qa to 1Qc that operate in. Therefore, the semiconductor device of the second embodiment can further improve the analog characteristics of the MISFETs 1Qa to 1Qc as compared with the first embodiment.
(実施の形態3)
図5は、実施の形態3の半導体装置を示している。なお、以下の説明では、実施の形態1との相違点を主に説明する。なお、図5は平面図であるが、図面を見易くするため、ゲート電極Ga〜Gcにハッチングを付している。
(Embodiment 3)
FIG. 5 shows the semiconductor device of the third embodiment. In the following description, the differences from the first embodiment will be mainly described. Although FIG. 5 is a plan view, hatching is provided on the gate electrodes Ga to Gc to make the drawing easier to see.
実施の形態1では、給電領域SR1は、Y方向に延在するように形成され、活性領域AR1とX方向で隣接して配置されていた。 In the first embodiment, the feeding region SR1 is formed so as to extend in the Y direction, and is arranged adjacent to the active region AR1 in the X direction.
実施の形態3では、図5に示されるように、給電領域SR1は、Y方向だけでなく、X方向にも延在している。すなわち、給電領域SR1は、平面視において、活性領域AR1を囲むように、一体化して形成されている。なお、Y方向に延在する給電領域SR1のX方向における幅は、X方向に延在する給電領域SR1のY方向における幅と、同程度である。 In the third embodiment, as shown in FIG. 5, the power feeding region SR1 extends not only in the Y direction but also in the X direction. That is, the feeding region SR1 is integrally formed so as to surround the active region AR1 in a plan view. The width of the power supply region SR1 extending in the Y direction in the X direction is about the same as the width of the power supply region SR1 extending in the X direction in the Y direction.
このように、X方向においても給電領域SR1を設けることで、MISFET1Qa〜1Qcのラッチアップ耐性を向上させることができる。また、X方向に延在する給電領域SR1を設けることで、NPNバイポーラ動作による正孔電流の経路が増えるので、半導体装置の静電気耐性を向上させることができる。 In this way, by providing the power feeding region SR1 also in the X direction, the latch-up resistance of the MISFETs 1Qa to 1Qc can be improved. Further, by providing the power feeding region SR1 extending in the X direction, the path of the hole current due to the NPN bipolar operation is increased, so that the electrostatic resistance of the semiconductor device can be improved.
また、図5に示されるように、本実施の形態では、X方向に延在する給電領域SR1と、活性領域AR1との距離L2を、Y方向に延在する給電領域SR1と、活性領域AR1との距離L1よりも大きくしている。 Further, as shown in FIG. 5, in the present embodiment, the distance L2 between the feeding region SR1 extending in the X direction and the active region AR1 is set to the feeding region SR1 extending in the Y direction and the active region AR1. The distance to and from L1 is larger than that of L1.
実施の形態1で説明したように、Y方向に延在する給電領域SR1から最も離れた領域に、ゲート電極の数が最も多いMISFET群1QAを配置することで、活性領域AR1におけるNPNバイポーラ動作に起因する静電気耐性を向上させることができる。しかしながら、X方向に延在する給電領域SR1から、各MISFET群1QA〜1QCまでの距離は、それぞれ同程度であるため、ゲート電極Ga〜Gcの平面配置の工夫によって、静電気耐性を向上させることは難しい。そこで、活性領域AR1は、X方向に延在する給電領域SR1から出来るだけ遠ざけるように配置し、静電気耐性を、出来るだけ活性領域AR1と、Y方向に延在する給電領域SR1との間で対策することが望ましい。すなわち、上記距離L2が、上記距離L1よりも十分に大きくなるようにすることが望ましい。 As described in the first embodiment, by arranging the MISFET group 1QA having the largest number of gate electrodes in the region farthest from the feeding region SR1 extending in the Y direction, the NPN bipolar operation in the active region AR1 can be achieved. The resulting electrostatic resistance can be improved. However, since the distances from the feeding region SR1 extending in the X direction to each MISFET group 1QA to 1QC are about the same, it is possible to improve the electrostatic resistance by devising the planar arrangement of the gate electrodes Ga to Gc. difficult. Therefore, the active region AR1 is arranged so as to be as far away as possible from the feeding region SR1 extending in the X direction, and the electrostatic resistance is taken as a countermeasure between the active region AR1 and the feeding region SR1 extending in the Y direction as much as possible. It is desirable to do. That is, it is desirable that the distance L2 is sufficiently larger than the distance L1.
以上のように、実施の形態3の半導体装置は、実施の形態1と同様の効果を得られる共に、ラッチアップ耐性および静電気耐性を向上させることが可能となる。 As described above, the semiconductor device of the third embodiment can obtain the same effect as that of the first embodiment, and can improve the latch-up resistance and the static electricity resistance.
また、実施の形態3に開示した技術を、上述の実施の形態2の半導体装置に適用することも可能である。 It is also possible to apply the technique disclosed in the third embodiment to the semiconductor device of the second embodiment described above.
(実施の形態4)
図6は、実施の形態4の半導体装置を示している。なお、以下の説明では、実施の形態3との相違点を主に説明する。なお、図6は平面図であるが、図面を見易くするため、ゲート電極Ga〜Gcにハッチングを付している。
(Embodiment 4)
FIG. 6 shows the semiconductor device of the fourth embodiment. In the following description, the differences from the third embodiment will be mainly described. Although FIG. 6 is a plan view, hatching is provided on the gate electrodes Ga to Gc to make the drawing easier to see.
図6に示されるように、実施の形態4でも、実施の形態3と同様に、給電領域SR1は、Y方向だけでなく、X方向にも延在している。しかしながら、実施の形態4では、実施の形態3と異なり、Y方向に延在する給電領域SR1のX方向における幅である距離L3は、X方向に延在する給電領域SR1のY方向における幅である距離L4よりも大きい。 As shown in FIG. 6, in the fourth embodiment as in the third embodiment, the power feeding region SR1 extends not only in the Y direction but also in the X direction. However, in the fourth embodiment, unlike the third embodiment, the distance L3, which is the width of the power supply region SR1 extending in the Y direction in the X direction, is the width of the power supply region SR1 extending in the X direction in the Y direction. It is larger than a certain distance L4.
このため、実施の形態4では、X方向に延在する給電領域SR1が静電気耐性に与える影響を少なくしている。従って、静電気耐性は、Y方向に延在する給電領域SR1と、活性領域AR1との間で制御される要因が支配的となる。このように、上記距離L3と、上記距離L4と制御することで、静電気耐性に対する設計の自由度を高めることができる。 Therefore, in the fourth embodiment, the influence of the power feeding region SR1 extending in the X direction on the electrostatic resistance is reduced. Therefore, the electrostatic resistance is dominated by a factor controlled between the feeding region SR1 extending in the Y direction and the active region AR1. By controlling the distance L3 and the distance L4 in this way, the degree of freedom in design for static electricity resistance can be increased.
また、実施の形態4では、実施の形態3のように、必ずしも上記距離L2を上記距離L1よりも大きくする必要はないが、静電気耐性を更に向上させるためには、上記距離L2を上記距離L1よりも大きくし、且つ、上記距離L3を上記距離L4よりも大きくすることが望ましい。 Further, in the fourth embodiment, unlike the third embodiment, the distance L2 does not necessarily have to be larger than the distance L1, but in order to further improve the electrostatic resistance, the distance L2 is changed to the distance L1. It is desirable that the distance L3 is larger than the distance L4.
(実施の形態5)
図7は、実施の形態5の半導体装置を示している。なお、以下の説明では、実施の形態1との相違点を主に説明する。なお、図7は平面図であるが、図面を見易くするため、ゲート電極Ga〜Gcにハッチングを付している。
(Embodiment 5)
FIG. 7 shows the semiconductor device of the fifth embodiment. In the following description, the differences from the first embodiment will be mainly described. Although FIG. 7 is a plan view, hatching is provided on the gate electrodes Ga to Gc to make the drawing easier to see.
実施の形態1では、Y方向に延在する2つの給電領域SR1の間に、1つの活性領域AR1が形成されていた。 In the first embodiment, one active region AR1 is formed between the two feeding regions SR1 extending in the Y direction.
図7に示されるように、実施の形態5では、平面視において、複数の活性領域AR1が素子分離部STIによって区画されている。すなわち、Y方向に延在する2つの給電領域SR1の間に、複数の活性領域AR1が形成されている。 As shown in FIG. 7, in the fifth embodiment, a plurality of active regions AR1 are partitioned by the element separation unit STI in a plan view. That is, a plurality of active regions AR1 are formed between the two feeding regions SR1 extending in the Y direction.
複数の活性領域AR1には、各MISFET1Qa〜1Qcが形成されているが、各MISFET1Qa〜1Qcの総数は、実施の形態1よりも実施の形態5の方が多くなる。具体的に、実施の形態5では、ゲート駆動回路DRaに接続されるMISFET群1QAは、16個のMISFET1Qaを含み、ゲート駆動回路DRbに接続されるMISFET群1QBは、8個のMISFET1Qbを含み、ゲート駆動回路DRcに接続されるMISFET群1QCは、8個のMISFET1Qcを含む。 Although each MISFET1Qa to 1Qc is formed in the plurality of active regions AR1, the total number of each MISFET1Qa to 1Qc is larger in the fifth embodiment than in the first embodiment. Specifically, in the fifth embodiment, the MISFET group 1QA connected to the gate drive circuit DRa includes 16 MISFET 1Qa, and the MISFET group 1QB connected to the gate drive circuit DRb includes 8 MISFET 1Qb. The MISFET group 1QC connected to the gate drive circuit DRc includes eight MISFET 1Qc.
ゲート電極Ga〜Gcは、それぞれY方向に延在しているが、Y方向におけるゲート電極Ga〜Gcの各々の幅は、実施の形態1よりも実施の形態5の方が短くなっており、各ゲート電極Ga〜Gcは、X方向だけでなく、Y方向でも隣接するように配置されている。 The gate electrodes Ga to Gc extend in the Y direction, respectively, but the width of each of the gate electrodes Ga to Gc in the Y direction is shorter in the fifth embodiment than in the first embodiment. The gate electrodes Ga to Gc are arranged so as to be adjacent not only in the X direction but also in the Y direction.
このように、実施の形態5では、各ゲート電極Ga〜Gcの形状を小さくし、規則的に配置しているため、CMP法による研磨処理において、各ゲート電極Ga〜Gcの形状がばらつき難い。すなわち、実施の形態1では、Y方向におけるゲート電極Ga〜Gcの各々の幅が長かったため、ディッシングの影響により、例えば各ゲート電極Ga〜Gcの中央部の膜厚が、各ゲート電極Ga〜Gcの端部の膜厚よりも若干薄くなり易い問題がある。これに対して、実施の形態5では、そのような問題を抑制することができるため、アナログ特性の精度を更に向上させることができる。 As described above, in the fifth embodiment, since the shapes of the gate electrodes Ga to Gc are reduced and arranged regularly, the shapes of the gate electrodes Ga to Gc are unlikely to vary in the polishing process by the CMP method. That is, in the first embodiment, since the widths of the gate electrodes Ga to Gc in the Y direction were long, for example, the film thickness of the central portion of the gate electrodes Ga to Gc was increased due to the influence of the dishing. There is a problem that the film thickness tends to be slightly thinner than the film thickness at the end of the. On the other hand, in the fifth embodiment, such a problem can be suppressed, so that the accuracy of the analog characteristics can be further improved.
また、上述のように、MISFET群1QAは、16個のMISFET1Qaを含む。これは、NPNバイポーラ動作が発生する箇所が増えることになる。実施の形態1では、4個のMISFET1Qaのうち、1個のMISFET1Qaの形状がばらついていた場合、そのはらつきが、NPNバイポーラ動作によって流れる電流の変化に大きな影響を与えてしまう。これに対して、実施の形態5では、1個のMISFET1Qaの形状がばらついていた場合でも、上記の影響を全体的に小さくすることができる。従って、より安定したNPNバイポーラ動作が行われることになり、より安定した静電気耐性が得られる。 Further, as described above, the MISFET group 1QA includes 16 MISFET1Qa. This means that the number of places where the NPN bipolar operation occurs increases. In the first embodiment, when the shape of one MISFET1Qa is different among the four MISFET1Qa, the fluttering has a great influence on the change of the current flowing by the NPN bipolar operation. On the other hand, in the fifth embodiment, even if the shape of one MISFET1Qa varies, the above influence can be reduced as a whole. Therefore, more stable NPN bipolar operation is performed, and more stable static electricity resistance can be obtained.
また、実施の形態5に開示した技術を、上述の実施の形態3および4の半導体装置に適用することも可能である。 It is also possible to apply the technique disclosed in the fifth embodiment to the semiconductor devices of the third and fourth embodiments described above.
(実施の形態6)
図8は、実施の形態6の半導体装置を示している。なお、以下の説明では、実施の形態5との相違点を主に説明する。なお、図8は平面図であるが、図面を見易くするため、ゲート電極Ga〜Gc、G0にハッチングを付している。
(Embodiment 6)
FIG. 8 shows the semiconductor device of the sixth embodiment. In the following description, the differences from the fifth embodiment will be mainly described. Although FIG. 8 is a plan view, hatching is provided on the gate electrodes Ga to Gc and G0 to make the drawing easier to see.
図8に示されるように、実施の形態6でも、実施の形態5と同様に、Y方向に延在する2つの給電領域SR1に挟まれる位置に、複数の活性領域AR1が形成されている。実施の形態6では、上述の実施の形態2で説明したようなダミーとなるゲート電極G0を、複数の活性領域AR1の角部に配置している。 As shown in FIG. 8, also in the sixth embodiment, a plurality of active regions AR1 are formed at positions sandwiched between the two feeding regions SR1 extending in the Y direction, as in the fifth embodiment. In the sixth embodiment, the dummy gate electrodes G0 as described in the second embodiment described above are arranged at the corners of the plurality of active regions AR1.
実施の形態5で説明したように、図8に示されるレイアウトは、各ゲート電極Ga〜Gcの形状ばらつきを抑制することに優れているが、これらのうち、複数の活性領域AR1の角部に配置されるゲート電極は、CMP法による膜べりの影響を受ける可能性が最も高い箇所である。このため、実施の形態6は、図8の右下および左下に、それぞれゲート電極G0を配置している。なお、ゲート電極G0は、図8の右上および左上に配置してもよい。すなわち、複数の活性領域AR1のうち、Y方向において最も端部に位置する活性領域AR1に形成され、且つ、X方向において最も給電領域SR1に近いMISFETのゲート電極を、接地電圧線VSSに電気的に接続されるゲート電極G0としている。 As described in the fifth embodiment, the layout shown in FIG. 8 is excellent in suppressing the shape variation of the gate electrodes Ga to Gc, but among these, the corners of the plurality of active regions AR1 The gate electrode to be arranged is the place most likely to be affected by the film slip caused by the CMP method. Therefore, in the sixth embodiment, the gate electrodes G0 are arranged at the lower right and lower left of FIG. 8, respectively. The gate electrode G0 may be arranged at the upper right and upper left of FIG. That is, among the plurality of active regions AR1, the gate electrode of the MISFET formed in the active region AR1 located at the most end in the Y direction and closest to the feeding region SR1 in the X direction is electrically connected to the ground voltage line VSS. The gate electrode G0 connected to is used.
以上のように、ゲート電極の形状がばらつく可能性が最も高い領域に、ダミーゲート電極であるゲート電極G0を形成しているので、仮にゲート電極G0の形状にばらつきがあったとしても、実際に動作するMISFET1Qa〜1Qcには影響がない。このため、アナログ特性の精度を、更に向上させることが可能となる。 As described above, since the gate electrode G0, which is a dummy gate electrode, is formed in the region where the shape of the gate electrode is most likely to vary, even if the shape of the gate electrode G0 varies, it is actually There is no effect on the operating MISFETs 1Qa to 1Qc. Therefore, the accuracy of the analog characteristics can be further improved.
また、実施の形態6に開示した技術を、上述の実施の形態3および4の半導体装置に適用することも可能である。 It is also possible to apply the technique disclosed in the sixth embodiment to the semiconductor devices of the third and fourth embodiments described above.
(実施の形態7)
図9および図10は、実施の形態7の半導体装置を示している。なお、以下の説明では、実施の形態1との相違点を主に説明する。
(Embodiment 7)
9 and 10 show the semiconductor device of the seventh embodiment. In the following description, the differences from the first embodiment will be mainly described.
実施の形態7では、制御回路OP1のn型のMISFET群1QA〜1QCに適用した技術を、同様の技術思想によって、制御回路OP2のp型のMISFET群2QD〜2QFに適用した例を示す。 In the seventh embodiment, an example is shown in which the technique applied to the n-type MISFET groups 1QA to 1QC of the control circuit OP1 is applied to the p-type MISFET groups 2QD to 2QF of the control circuit OP2 by the same technical idea.
図9は、出力回路OP1および出力回路OP2の要部平面図を示している。なお、図9は平面図であるが、図面を見易くするため、ゲート電極Ga〜Gfにハッチングを付している。図10は、図9に示されるB−B線に沿った断面図である。なお、図9に示されるA−A線に沿った断面図は、図3と同様であるため、説明を省略する。 FIG. 9 shows a plan view of a main part of the output circuit OP1 and the output circuit OP2. Although FIG. 9 is a plan view, hatching is provided on the gate electrodes Ga to Gf to make the drawing easier to see. FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line BB shown in FIG. Since the cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 9 is the same as that in FIG. 3, the description thereof will be omitted.
出力回路OP2は、図1に示されるように、p型のMISFET群2QD〜2QFによって構成されている。これらのMISFET群2QD〜2QFは、それぞれ、1つのp型のMISFET、または、互いに並列接続された複数のp型のMISFETによって構成されている。例えば、図9に示されるように、MISFET群2QDは、互いに並列接続された4つのp型のMISFET2Qdによって構成されている。同様に、MISFET群2QEおよびMISFET群2QFは、それぞれ、p型のMISFET2Qeおよびp型のMISFET2Qfによって構成されている。 As shown in FIG. 1, the output circuit OP2 is composed of p-type MOSFET groups 2QD to 2QF. Each of these MISFET groups 2QD to 2QF is composed of one p-type MISFET or a plurality of p-type MISFETs connected in parallel to each other. For example, as shown in FIG. 9, the MISFET group 2QD is composed of four p-type MISFETs 2Qd connected in parallel to each other. Similarly, the MISFET group 2QE and the MISFET group 2QF are composed of a p-type MISFET2Qe and a p-type MISFET2Qf, respectively.
図1および図9に示されるように、MISFET群2QD〜2QFのソースは、端子PADに接続され、MISFET群2QD〜2QFのドレインは、電源電圧線VCCに接続され、MISFET群2QD〜2QFのゲートは、それぞれ、ゲート駆動回路DRd〜DRfに接続されている。すなわち、p型のMISFET2Qd〜2Qfにおいて、各々のドレイン領域PDは、電源電圧線VCCに電気的に接続され、各々のソース領域NSは、端子PADに電気的に接続され、各々のゲート電極Gd〜Gfは、それぞれ、ゲート駆動回路DRd〜DRfに電気的に接続されている。なお、ドレイン領域PDおよびソース領域PSは、半導体基板SBにp型の不純物が導入された半導体領域である。 As shown in FIGS. 1 and 9, the source of the MISFET group 2QD to 2QF is connected to the terminal PAD, the drain of the MISFET group 2QD to 2QF is connected to the power supply voltage line VCC, and the gate of the MISFET group 2QD to 2QF. Are connected to the gate drive circuits DRd to DRf, respectively. That is, in the p-type MISFETs 2Qd to 2Qf, each drain region PD is electrically connected to the power supply voltage line VCS, each source region NS is electrically connected to the terminal PAD, and each gate electrode Gd to. The Gfs are electrically connected to the gate drive circuits DRd to DRf, respectively. The drain region PD and the source region PS are semiconductor regions in which p-type impurities are introduced into the semiconductor substrate SB.
半導体基板SBの表面側には、n型のウェル領域NWが形成され、ウェル領域NW内には、素子分離部STIが形成されている。素子分離部STIは、ウェル領域NWに溝を形成し、その溝内に、例えば酸化シリコンからなる絶縁膜を埋め込むことで形成される。また、ウェル領域NWの深さは、素子分離部STIの深さよりも深い。このため、ウェル領域NWは、素子分離部STIの底部を囲むように形成されている。 An n-type well region NW is formed on the surface side of the semiconductor substrate SB, and an element separation portion STI is formed in the well region NW. The element separation portion STI is formed by forming a groove in the well region NW and embedding an insulating film made of, for example, silicon oxide in the groove. Further, the depth of the well region NW is deeper than the depth of the element separation portion STI. Therefore, the well region NW is formed so as to surround the bottom portion of the element separation portion STI.
図9に示されるように、活性領域AR2および給電領域SR2は、平面視において、素子分離部STIによって区画されているが、図10に示されるように、活性領域AR2および給電領域SR2は、断面視において、一体化した領域である。すなわち、活性領域AR2および給電領域SR2は、それぞれウェル領域NWの一部である。 As shown in FIG. 9, the active region AR2 and the feeding region SR2 are partitioned by the element separation unit STI in a plan view, but as shown in FIG. 10, the active region AR2 and the feeding region SR2 have a cross section. It is an integrated area in the visual sense. That is, the active region AR2 and the feeding region SR2 are each a part of the well region NW.
給電領域SR2は、平面視において、Y方向に延在している。すなわち、Y方向における給電領域SR2の長さは、X方向における給電領域SR2の長さよりも大きい。給電領域SR2のウェル領域NWの表面には、n型のボディ領域(不純物領域)NBが形成されており、ボディ領域NB上には、例えばコバルトシリサイドまたはニッケルシリサイドからなるシリサイド層SIが形成されている。 The power feeding region SR2 extends in the Y direction in a plan view. That is, the length of the feeding region SR2 in the Y direction is larger than the length of the feeding region SR2 in the X direction. An n-type body region (impurity region) NB is formed on the surface of the well region NW of the power feeding region SR2, and a silicide layer SI made of, for example, cobalt silicide or nickel silicide is formed on the body region NB. There is.
また、図9では図示を省略しているが、ボディ領域NBの上面には、複数のプラグPGが形成されている。ボディ領域NBは、シリサイド層SIおよびプラグPGを介して、配線M1に電気的に接続されている。この配線M1は、例えば電源電圧線VCCに電気的に接続されており、これにより、ボディ領域NBおよびウェル領域NWには電源電位Vccが印加される。 Further, although not shown in FIG. 9, a plurality of plug PGs are formed on the upper surface of the body region NB. The body region NB is electrically connected to the wiring M1 via the VDD layer SI and the plug PG. The wiring M1 is electrically connected to, for example, the power supply voltage line VCS, whereby the power supply potential Vcc is applied to the body region NB and the well region NW.
活性領域AR2は、MISFET2Qd〜2Qfが形成される領域である。ゲート電極Gd〜Gfは、それぞれゲート絶縁膜GId〜GIfを介して、ウェル領域NW上に形成されており、平面視において、Y方向に延在している。 The active region AR2 is a region in which MISFET2Qd to 2Qf are formed. The gate electrodes Gd to Gf are formed on the well region NW via the gate insulating films GIF and GIF, respectively, and extend in the Y direction in a plan view.
ゲート絶縁膜GId〜GIfは、ウェル領域PW上、および、層間絶縁膜IL1に形成された溝の側面上に形成されている。ゲート絶縁膜GId〜GIfを構成する材料は、例えば、酸化シリコン膜と、この酸化シリコン膜上に形成された、酸化ハフニウム膜または酸化タンタル膜などの金属酸化膜(高誘電率膜)と、を含む積層膜である。 The gate insulating films GIFd to GIFf are formed on the well region PW and on the side surface of the groove formed in the interlayer insulating film IL1. The materials constituting the gate insulating films GId to GIf include, for example, a silicon oxide film and a metal oxide film (high dielectric constant film) such as a hafnium oxide film or a tantalum oxide film formed on the silicon oxide film. It is a laminated film containing.
ゲート電極Gd〜GIfは、ゲート絶縁膜GId〜GIfを介して、層間絶縁膜IL1に形成された溝内に埋め込まれている。また、ゲート電極Gd〜Gfを構成する材料は、窒化チタン膜、若しくは、アルミニウム膜などの金属膜、または、これらの金属膜を適宜積層させた積層膜である。 The gate electrodes Gd to GIF are embedded in the groove formed in the interlayer insulating film IL1 via the gate insulating films GId to GIF. The materials constituting the gate electrodes Gd to Gf are a titanium nitride film, a metal film such as an aluminum film, or a laminated film in which these metal films are appropriately laminated.
このように、実施の形態7のゲート絶縁膜GId〜GIfおよびゲート電極Gd〜Gfは、所謂、High−kラスト構造およびゲートラスト構造と呼ばれる手法で形成されている。 As described above, the gate insulating films GIF to GIF and the gate electrodes Gd to Gf of the seventh embodiment are formed by a so-called high-k last structure and a gate last structure.
また、図9および図10では図示を省略しているが、ゲート電極Gd〜Gfの各々の上面には、プラグPGが形成されている。各ゲート電極Gd〜Gfは、プラグPGを介して配線M1に接続され、この配線M1および他の配線を介して、各ゲート駆動回路DRd〜DRfに電気的に接続されている。 Further, although not shown in FIGS. 9 and 10, a plug PG is formed on the upper surface of each of the gate electrodes Gd to Gf. The gate electrodes Gd to Gf are connected to the wiring M1 via the plug PG, and are electrically connected to the gate drive circuits DRd to DRf via the wiring M1 and other wiring.
また、4つのゲート電極Gdは、同じゲート駆動回路DRdに接続されているので、4つのゲート電極Gdは、それぞれ同じ電位が印加され、それぞれ同じタイミングで駆動される。同様に、2つのゲート電極Geは、それぞれ同じ電位が印加され、それぞれ同じタイミングで駆動される。また、2つのゲート電極Gfは、それぞれ同じ電位が印加され、それぞれ同じタイミングで駆動される。 Further, since the four gate electrodes Gd are connected to the same gate drive circuit DRd, the same potential is applied to each of the four gate electrodes Gd, and the four gate electrodes Gd are driven at the same timing. Similarly, the same potential is applied to each of the two gate electrodes Ge, and they are driven at the same timing. Further, the same potential is applied to each of the two gate electrodes Gf, and they are driven at the same timing.
ゲート電極Gd〜Gfの各々の両側面には、サイドウォールスペーサSWが形成されている。サイドウォールスペーサSWは、例えば酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層膜からなる。 A sidewall spacer SW is formed on both side surfaces of the gate electrodes Gd to Gf. The sidewall spacer SW is composed of, for example, a laminated film of a silicon oxide film and a silicon nitride film.
活性領域AR2のウェル領域NWの表面には、p型のドレイン領域(不純物領域)PDおよびp型のソース領域(不純物領域)PSが形成されている。ドレイン領域PDおよびソース領域PSは、各ゲート電極Gd〜Gfの横のウェル領域NWに形成されており、各ゲート電極Gd〜Gf毎に交互に配置されている。すなわち、互いに隣接する2つのMISFETは、1つのドレイン領域PD、または、1つのソース領域PSを共有するように配置されている。 A p-type drain region (impurity region) PD and a p-type source region (impurity region) PS are formed on the surface of the well region NW of the active region AR2. The drain region PD and the source region PS are formed in a well region NW beside each gate electrode Gd to Gf, and are alternately arranged for each gate electrode Gd to Gf. That is, two MISFETs adjacent to each other are arranged so as to share one drain region PD or one source region PS.
ドレイン領域PD上の一部、および、ソース領域PS上の一部には、ボディ領域NB上と同様に、シリサイド層SIが形成されている。ドレイン領域PD上およびソース領域PS上に形成されるシリサイド層SIは、各ゲート電極Gd〜Gfの端部から、サイドウォールスペーサSWの幅の分だけ離れて形成されている。 Similar to the body region NB, the silicide layer SI is formed in a part on the drain region PD and a part on the source region PS. The silicide layer SI formed on the drain region PD and the source region PS is formed at a distance from the ends of the gate electrodes Gd to Gf by the width of the sidewall spacer SW.
また、図9および図10では図示を省略しているが、ドレイン領域PDおよび各ソース領域PSの各々の上面には、複数のプラグPGが形成されている。各ドレイン領域PDおよび各ソース領域PSは、シリサイド層SIおよびプラグPGを介して配線M1に接続される。この配線M1および他の配線によって、各ドレイン領域PDは電源電圧線VCCに電気的に接続され、各ソース領域NSは端子PADに電気的に接続されている。 Further, although not shown in FIGS. 9 and 10, a plurality of plug PGs are formed on the upper surfaces of the drain region PD and each source region PS. Each drain region PD and each source region PS are connected to the wiring M1 via the VDD layer SI and the plug PG. Through this wiring M1 and other wiring, each drain region PD is electrically connected to the power supply voltage line VCS, and each source region NS is electrically connected to the terminal PAD.
出力回路OP2においても、出力回路OP1と同様に、端子PADに静電気が加えられた際に、電流が発生する問題がある。出力回路OP2で発生する問題は、ドレイン領域PDと、ウェル領域NWとの接合部で発生する正孔−電子対のうち電子に起因し、出力回路OP2では、PNPバイポーラ動作が開始される点が、出力回路OP1とは異なる。 Similar to the output circuit OP1, the output circuit OP2 also has a problem that a current is generated when static electricity is applied to the terminal PAD. The problem that occurs in the output circuit OP2 is caused by the electrons of the hole-electron pairs generated at the junction between the drain region PD and the well region NW, and the output circuit OP2 starts the PNP bipolar operation. , Different from the output circuit OP1.
出力回路OP2におけるPNPバイポーラ動作は、出力回路OP1におけるNPNバイポーラ動作よりも起こり難いが、実施の形態7では、出力回路OP2においても、出力回路OP1と同様の対策を施すことで、半導体装置の全体の静電気耐性を向上させている。 The PNP bipolar operation in the output circuit OP2 is less likely to occur than the NPN bipolar operation in the output circuit OP1, but in the seventh embodiment, the output circuit OP2 is provided with the same measures as the output circuit OP1 to provide the entire semiconductor device. Improves static electricity resistance.
具体的に実施の形態7では、活性領域AR2内において、相対的に多くのMISFET2Qdを含むMISFET群2QDが、相対的に少ないMISFET2Qeを含むMISFET群2QE、または、相対的に少ないMISFET2Qfを含むMISFET群2QFよりも、給電領域SR2から遠い位置に配置されている。言い換えれば、活性領域AR2内において、ゲート駆動回路DRdに接続される4つのゲート電極Gdは、ゲート駆動回路DReに接続される2つのゲート電極Ge、または、ゲート駆動回路DRfに接続される2つのゲート電極Gfよりも、給電領域SR2から遠い位置に配置されている。すなわち、活性領域AR2に、MISFET2Qd〜2Qfが配置される時には、互いに同電位となるゲート電極の数が多い複数のMISFETが、給電領域SR2からより遠い位置に配置される。 Specifically, in the seventh embodiment, in the active region AR2, the MISFET group 2QD containing a relatively large amount of MISFET2Qd is a MISFET group 2QE containing a relatively small number of MISFET2Qe, or a MISFET group containing a relatively small number of MISFET2Qf. It is arranged at a position farther from the power feeding area SR2 than the 2QF. In other words, in the active region AR2, the four gate electrodes Gd connected to the gate drive circuit DRd are the two gate electrodes Ge connected to the gate drive circuit DRe or the two gate electrodes Ge connected to the gate drive circuit DRf. It is arranged at a position farther from the feeding region SR2 than the gate electrode Gf. That is, when the MISFETs 2Qd to 2Qf are arranged in the active region AR2, a plurality of MISFETs having a large number of gate electrodes having the same potential are arranged at a position farther from the feeding region SR2.
以上により、実施の形態7では、実施の形態1よりも半導体装置の信頼性を更に向上させることができる。 As described above, in the seventh embodiment, the reliability of the semiconductor device can be further improved as compared with the first embodiment.
また、実施の形態7の出力回路OP2に、上述の実施の形態2〜6で説明した技術思想を適用することも可能である。
Further, it is also possible to apply the technical idea described in the above-described
(実施の形態8)
図11および図12は、実施の形態8の半導体装置を示している。なお、以下の説明では、実施の形態7との相違点を主に説明する。
(Embodiment 8)
11 and 12 show the semiconductor device of the eighth embodiment. In the following description, the differences from the seventh embodiment will be mainly described.
図11は、出力回路OP1および出力回路OP2の要部平面図を示している。なお、図11は平面図であるが、図面を見易くするため、ゲート電極Ga〜Gf、G0、および、絶縁膜SPFにハッチングを付している。図12は、図11に示されるA−A線に沿った断面図である。なお、図11に示されるB−B線に沿った断面図は、図10と同様であるため、説明を省略する。 FIG. 11 shows a plan view of a main part of the output circuit OP1 and the output circuit OP2. Although FIG. 11 is a plan view, hatching is provided on the gate electrodes Ga to Gf, G0, and the insulating film SPF to make the drawing easier to see. FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. Since the cross-sectional view taken along the line BB shown in FIG. 11 is the same as that in FIG. 10, the description thereof will be omitted.
実施の形態8の半導体装置は、前述の実施の形態7の半導体装置に、前述の実施の形態2〜6で説明した技術思想を適用した構造である。従って、実施の形態8の半導体装置は、前述の実施の形態1〜7で示した効果を得ることができる。 The semiconductor device of the eighth embodiment has a structure in which the technical idea described in the above-described second to sixth embodiments is applied to the semiconductor device of the seventh embodiment. Therefore, the semiconductor device of the eighth embodiment can obtain the effects shown in the above-described first to seventh embodiments.
また、実施の形態8では、出力回路OP1に、シリサイド層SI形成防止用の絶縁膜SPFを適用している点が、前述の実施の形態1〜7と大きく異なる。 Further, the eighth embodiment is significantly different from the above-described first to seventh embodiments in that the insulating film SPF for preventing the formation of the VDD layer SI is applied to the output circuit OP1.
図11および図12に示されるように、絶縁膜SPFは、サイドウォールスペーサSWを介して、ゲート電極Ga〜Gcの各々の側面上に形成されている。すなわち、絶縁膜SPFは、X方向において、ドレイン領域NDの一部、および、ソース領域NSの一部の上面を覆うように形成されている。このため、実施の形態1などでは、シリサイド層SIは、各ゲート電極Ga〜Gcの端部から、サイドウォールスペーサSWの幅の分だけ離れて形成されていたが、実施の形態8では、シリサイド層SIは、各ゲート電極Ga〜Gcの端部から、サイドウォールスペーサSWの幅と、絶縁膜SPFの幅との総和分だけ離れて形成されている。 As shown in FIGS. 11 and 12, the insulating film SPF is formed on each side surface of the gate electrodes Ga to Gc via the sidewall spacer SW. That is, the insulating film SPF is formed so as to cover a part of the drain region ND and a part of the source region NS in the X direction. Therefore, in the first embodiment and the like, the silicide layer SI is formed so as to be separated from the ends of the gate electrodes Ga to Gc by the width of the sidewall spacer SW, but in the eighth embodiment, the silicide layer SI is formed. The layer SI is formed apart from the ends of the gate electrodes Ga to Gc by the sum of the width of the sidewall spacer SW and the width of the insulating film SPF.
従って、X方向において、出力回路OP1における各ゲート電極Ga〜Gcの端部からシリサイド層SIまでの距離は、出力回路OP2における各ゲート電極Gd〜Gfの端部からシリサイド層SIまでの距離よりも、長い。言い換えれば、活性領域AR1において、ドレイン領域ND上およびソース領域NS上に形成されるシリサイド層SIの面積は、活性領域AR2において、ドレイン領域PD上およびソース領域PS上に形成されるシリサイド層SIの面積よりも、小さい。 Therefore, in the X direction, the distance from the end of each gate electrode Ga to Gc in the output circuit OP1 to the VDD layer SI is larger than the distance from the end of each gate electrode Gd to Gf in the output circuit OP2 to the silicide layer SI. ,long. In other words, the area of the silicide layer SI formed on the drain region ND and the source region NS in the active region AR1 is the area of the silicide layer SI formed on the drain region PD and the source region PS in the active region AR2. Smaller than the area.
実施の形態7で説明したように、出力回路OP1におけるNPNバイポーラ動作は、出力回路OP2におけるPNPバイポーラ動作よりも起こり易い。従って、出力回路OP1においては、絶縁膜SPFを用いてシリサイド層SIの面積を低減させることで、ドレイン領域ND全体を若干高抵抗とし、ドレイン領域ND近傍の電界を緩和させる。これにより、出力回路OP2と比較して、出力回路OP1の静電気耐性を向上させることができる。 As described in the seventh embodiment, the NPN bipolar operation in the output circuit OP1 is more likely to occur than the PNP bipolar operation in the output circuit OP2. Therefore, in the output circuit OP1, by reducing the area of the silicide layer SI by using the insulating film SPF, the entire drain region ND is made slightly high resistance, and the electric field in the vicinity of the drain region ND is relaxed. As a result, the electrostatic resistance of the output circuit OP1 can be improved as compared with the output circuit OP2.
また、実施の形態8では、出力回路OP1のMISFET群1QA〜1QCに、絶縁膜SPFを適用したが、静電気に起因する電流の集中が最も大きいMISFET群1QAだけに、絶縁膜SPFを適用してもよい。 Further, in the eighth embodiment, the insulating film SPF is applied to the MISFET groups 1QA to 1QC of the output circuit OP1, but the insulating film SPF is applied only to the MISFET group 1QA where the current concentration due to static electricity is the largest. May be good.
また、実施の形態8の半導体装置は、前述の実施の形態7の半導体装置に、前述の実施の形態2〜6で説明した技術思想を適用した構造であるが、絶縁膜SPFは、実施の形態1〜7の半導体装置の各々に、適宜適用してもよい。 Further, the semiconductor device of the eighth embodiment has a structure in which the technical idea described in the above-described second to sixth embodiments is applied to the semiconductor device of the seventh embodiment, but the insulating film SPF has an embodiment. It may be appropriately applied to each of the semiconductor devices of the first to seventh forms.
以上、本願発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。 Although the invention made by the inventor of the present application has been specifically described above based on the embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment and can be variously modified without departing from the gist thereof.
例えば、各実施の形態では、ゲート絶縁膜GIa〜GIfおよびゲート電極Ga〜Gfを、所謂、High−kラスト構造およびゲートラスト構造の例で説明したが、各実施の形態の主旨は、これらに限定されない。ゲート絶縁膜GIa〜GIfおよびゲート電極Ga〜Gfを、パターニングで形成する構造、所謂、High−kファースト構造およびゲートファースト構造としてもよい。また、ゲート絶縁膜GIa〜GIfをHigh−kファースト構造とし、ゲート電極Ga〜Gfをゲートラスト構造としてもよい。 For example, in each embodiment, the gate insulating films GIa to GIF and the gate electrodes Ga to Gf have been described with examples of so-called high-k last structure and gate last structure, but the gist of each embodiment is described in these. Not limited. The gate insulating films GIa to GIF and the gate electrodes Ga to Gf may be formed by patterning, that is, a so-called High-k first structure and a gate first structure. Further, the gate insulating films GIa to GIF may have a High-k first structure, and the gate electrodes Ga to Gf may have a gate last structure.
1Qa〜1Qc n型のMISFET
1QA〜1QC n型のMISFET群
2Qd〜2Qf p型のMISFET
2QD〜2QF p型のMISFET群
AR1、AR2 活性領域
CL クランプ素子
D1、D2 ダイオード
DRa〜DRf ゲート駆動回路
G0、Ga〜Gf ゲート電極
GIa〜GIf ゲート絶縁膜
IL1〜IL3 層間絶縁膜
L1〜L4 距離
M1 配線
NB ボディ領域
ND、ND1、ND2 ドレイン領域
NS ソース領域
NW ウェル領域
OP1〜OP3 出力回路
PAD 出力端子
PB ボディ領域
PC 保護回路
PD ドレイン領域
PG プラグ
PS ソース領域
PW ウェル領域
Rpw 抵抗成分
SB 半導体基板
SI シリサイド層
SPF 絶縁膜
SR1、SR2 給電領域
STI 素子分離部
SW サイドウォールスペーサ
Vcc 電源電位
VCC 電源電圧線
Vss 接地電位
VSS 接地電圧線
1Qa to 1Qc n-type MISFET
1QA to 1QC n-type MISFET group 2Qd to 2Qf p-type MISFET
2QD to 2QF p-type MOSFETs AR1, AR2 Active region CL clamp element D1, D2 Diodes DRa to DRf Gate drive circuit G0, Ga to Gf Gate electrodes GIa to GIf Gate insulating film IL1 to IL3 Interlayer insulating film L1 to L4 Distance M1 Wiring NB Body area ND, ND1, ND2 Drain area NS Source area NW Well area OP1 to OP3 Output circuit PAD Output terminal PB Body area PC protection circuit PD Drain area PG plug PS Source area PW Well area Rpw Resistance component SB Semiconductor substrate SI Layer SPF Insulating film SR1, SR2 Power supply area STI Element separation part SW sidewall spacer Vcc Power supply potential VCS Power supply voltage line Vs Grounding potential VSS Grounding voltage line
Claims (16)
前記半導体基板に形成された第1導電型の第1ウェル領域と、
前記第1ウェル領域内に形成された第1素子分離部と、
前記第1ウェル領域の一部であり、且つ、平面視において、前記第1素子分離部によって区画された第1給電領域および第1活性領域と、
前記第1活性領域上に形成された複数の第1ゲート電極と、
前記複数の第1ゲート電極の横の前記第1活性領域内にそれぞれ形成され、且つ、前記第1導電型と反対の第2導電型である複数の第1不純物領域と、
前記複数の第1ゲート電極の一部である複数の第2ゲート電極に電気的に接続される第1ゲート駆動回路と、
前記複数の第1ゲート電極の一部である1つまたは複数の第3ゲート電極に電気的に接続される第2ゲート駆動回路と、
を有し、
平面視において、前記第1給電領域は、第1方向に延在し、
平面視において、前記複数の第1ゲート電極は、それぞれ前記第1方向に延在し、且つ、前記第1方向と直交する第2方向で互いに隣接して配置され、
前記複数の第2ゲート電極の数は、前記1つまたは複数の第3ゲート電極の数よりも多く、
前記第2方向において、前記複数の第2ゲート電極は、前記1つまたは複数の第3ゲート電極よりも、前記第1給電領域から遠い位置に配置されている、半導体装置。 With a semiconductor substrate
The first conductive type first well region formed on the semiconductor substrate and
The first element separation portion formed in the first well region and
The first feeding region and the first active region, which are a part of the first well region and are partitioned by the first element separating portion in a plan view,
A plurality of first gate electrodes formed on the first active region,
A plurality of first impurity regions formed in the first active region next to the plurality of first gate electrodes and which are the second conductive type opposite to the first conductive type, and
A first gate drive circuit that is electrically connected to a plurality of second gate electrodes that are a part of the plurality of first gate electrodes.
A second gate drive circuit that is electrically connected to one or more third gate electrodes that are part of the plurality of first gate electrodes.
Have,
In a plan view, the first feeding region extends in the first direction.
In a plan view, the plurality of first gate electrodes extend in the first direction and are arranged adjacent to each other in the second direction orthogonal to the first direction.
The number of the plurality of second gate electrodes is larger than the number of the one or more third gate electrodes.
A semiconductor device in which, in the second direction, the plurality of second gate electrodes are arranged at a position farther from the first feeding region than the one or more third gate electrodes.
前記半導体基板上に形成された多層配線と、
前記多層配線のうち最上層の配線の一部である端子と、
前記端子に電気的に接続された静電気用の保護回路と、
を更に有し、
前記端子は、前記複数の第1不純物領域の一部に電気的に接続されている、半導体装置。 In the semiconductor device according to claim 1,
The multilayer wiring formed on the semiconductor substrate and
The terminals that are part of the top layer wiring of the multi-layer wiring and
A protection circuit for static electricity electrically connected to the terminal,
With more
A semiconductor device in which the terminals are electrically connected to a part of the plurality of first impurity regions.
前記複数の第1ゲート電極は、前記第1ゲート駆動回路および前記第2ゲート駆動回路に接続されていないダミーゲート電極を含み、
前記ダミーゲート電極は、前記第1給電領域と、前記1つまたは複数の第3ゲート電極との間に配置されている、半導体装置。 In the semiconductor device according to claim 1,
The plurality of first gate electrodes include the first gate drive circuit and a dummy gate electrode that is not connected to the second gate drive circuit.
The dummy gate electrode is a semiconductor device arranged between the first feeding region and the one or more third gate electrodes.
前記半導体基板上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に形成された複数の溝と、
を更に有し、
前記複数の第1ゲート電極および前記ダミーゲート電極は、それぞれ、前記複数の溝内に埋め込まれている、半導体装置。 In the semiconductor device according to claim 3,
The interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate and
A plurality of grooves formed in the interlayer insulating film and
With more
A semiconductor device in which the plurality of first gate electrodes and the dummy gate electrodes are each embedded in the plurality of grooves.
前記第1ウェル領域の一部であり、平面視において、前記第1素子分離部によって前記第1活性領域と区画され、且つ、前記第1方向に延在する第2給電領域と、
前記複数の第1ゲート電極の一部である1つまたは複数の第4ゲート電極に電気的に接続される第3ゲート駆動回路と、
を更に有し、
前記第2方向において、前記第1活性領域は、前記第1給電領域および前記第2給電領域に挟まれる位置に配置され、
前記複数の第2ゲート電極の数は、前記1つまたは複数の第4ゲート電極の数よりも多く、
前記第2方向において、前記複数の第2ゲート電極は、前記1つまたは複数の第4ゲート電極よりも、前記第2給電領域から遠い位置に配置されている、半導体装置。 In the semiconductor device according to claim 1,
A second feeding region that is a part of the first well region, is partitioned from the first active region by the first element separating portion, and extends in the first direction in a plan view.
A third gate drive circuit that is electrically connected to one or more fourth gate electrodes that are part of the plurality of first gate electrodes.
With more
In the second direction, the first active region is arranged at a position sandwiched between the first feeding region and the second feeding region.
The number of the plurality of second gate electrodes is larger than the number of the one or more fourth gate electrodes.
A semiconductor device in which, in the second direction, the plurality of second gate electrodes are arranged at a position farther from the second feeding region than the one or more fourth gate electrodes.
前記第2方向において、前記第1給電領域および前記第2給電領域に挟まれる位置には、前記第1活性領域が複数配置されており、
前記複数の第1活性領域の各々には、前記複数の第1ゲート電極および前記複数の第1不純物領域が形成されている、半導体装置。 In the semiconductor device according to claim 5,
In the second direction, a plurality of the first active regions are arranged at positions sandwiched between the first feeding region and the second feeding region.
A semiconductor device in which the plurality of first gate electrodes and the plurality of first impurity regions are formed in each of the plurality of first active regions.
前記複数の第1ゲート電極は、前記第1、第2および第3ゲート駆動回路に接続されていない第1ダミーゲート電極および第2ダミーゲート電極を含み、
前記第1ダミーゲート電極および前記第2ダミーゲート電極は、前記複数の第1活性領域のうち、前記第1方向において最も端部に位置する前記第1活性領域に配置され、
前記第1ダミーゲート電極は、前記第1給電領域と、前記1つまたは複数の第3ゲート電極との間に配置され、
前記第2ダミーゲート電極は、前記第2給電領域と、前記1つまたは複数の第4ゲート電極との間に配置されている、半導体装置。 In the semiconductor device according to claim 6,
The plurality of first gate electrodes include a first dummy gate electrode and a second dummy gate electrode that are not connected to the first, second, and third gate drive circuits.
The first dummy gate electrode and the second dummy gate electrode are arranged in the first active region located at the most end in the first direction among the plurality of first active regions.
The first dummy gate electrode is arranged between the first feeding region and the one or more third gate electrodes.
The second dummy gate electrode is a semiconductor device arranged between the second feeding region and the one or more fourth gate electrodes.
前記半導体基板上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に形成された複数の溝と、
を更に有し、
前記複数の第1ゲート電極、前記第1ダミーゲート電極および前記第2ダミーゲート電極は、それぞれ、前記複数の溝内に埋め込まれている、半導体装置。 In the semiconductor device according to claim 7,
The interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate and
A plurality of grooves formed in the interlayer insulating film and
With more
A semiconductor device in which the plurality of first gate electrodes, the first dummy gate electrode, and the second dummy gate electrode are each embedded in the plurality of grooves.
前記第1ウェル領域の一部であり、平面視において、前記第1素子分離部によって前記第1活性領域と区画され、且つ、前記第1方向に延在する第2給電領域と、
前記第1ウェル領域の一部であり、平面視において、前記第1素子分離部によって前記第1活性領域と区画され、且つ、前記第2方向に延在する第3給電領域および第4給電領域と、
を更に有し、
前記第2方向において、前記第1活性領域は、前記第1給電領域および前記第2給電領域に挟まれる位置に配置され、
前記第1方向において、前記第1活性領域は、前記第3給電領域および前記第4給電領域に挟まれる位置に配置され、
平面視において、前記第1、第2、第3および第4給電領域は、前記第1活性領域を囲むように、一体化して繋がっている、半導体装置。 In the semiconductor device according to claim 1,
A second feeding region that is a part of the first well region, is partitioned from the first active region by the first element separating portion, and extends in the first direction in a plan view.
A third feeding region and a fourth feeding region which are a part of the first well region, are partitioned from the first active region by the first element separating portion, and extend in the second direction in a plan view. When,
With more
In the second direction, the first active region is arranged at a position sandwiched between the first feeding region and the second feeding region.
In the first direction, the first active region is arranged at a position sandwiched between the third feeding region and the fourth feeding region.
A semiconductor device in which the first, second, third, and fourth feeding regions are integrally connected so as to surround the first active region in a plan view.
前記第1給電領域と前記第1活性領域との間の距離は、前記第3給電領域と前記第1活性領域との間の距離よりも短い、半導体装置。 In the semiconductor device according to claim 9,
A semiconductor device in which the distance between the first feeding region and the first active region is shorter than the distance between the third feeding region and the first active region.
前記第2方向における前記第1給電領域の幅は、前記第1方向における前記第3給電領域の幅よりも大きい、半導体装置。 In the semiconductor device according to claim 9,
A semiconductor device in which the width of the first feeding region in the second direction is larger than the width of the third feeding region in the first direction.
前記半導体基板に形成された前記第2導電型の第2ウェル領域と、
前記第2ウェル領域内に形成された第2素子分離部と、
前記第2ウェル領域の一部であり、且つ、平面視において、前記第2素子分離部によって区画された第5給電領域および第2活性領域と、
前記第2活性領域上に形成された複数の第5ゲート電極と、
前記複数の第5ゲート電極の横の前記第2活性領域内にそれぞれ形成され、且つ、前記第1導電型である複数の第2不純物領域と、
前記複数の第5ゲート電極の一部である複数の第6ゲート電極に電気的に接続される第4ゲート駆動回路と、
前記複数の第5ゲート電極の一部である1つまたは複数の第7ゲート電極に電気的に接続される第5ゲート駆動回路と、
を更に有し、
平面視において、前記第5給電領域は、前記第1方向に延在し、
平面視において、前記複数の第5ゲート電極は、それぞれ前記第1方向に延在し、且つ、前記第2方向で互いに隣接して配置され、
前記複数の第6ゲート電極の数は、前記1つまたは複数の第7ゲート電極の数よりも多く、
前記第2方向において、前記複数の第6ゲート電極は、前記1つまたは複数の第7ゲート電極よりも、前記第5給電領域から遠い位置に配置されている、半導体装置。 In the semiconductor device according to claim 1,
The second well region of the second conductive type formed on the semiconductor substrate and
A second element separating portion formed in the second well region and
The fifth feeding region and the second active region, which are a part of the second well region and are partitioned by the second element separating portion in a plan view,
A plurality of fifth gate electrodes formed on the second active region,
A plurality of second impurity regions formed in the second active region next to the plurality of fifth gate electrodes and being the first conductive type, respectively.
A fourth gate drive circuit that is electrically connected to a plurality of sixth gate electrodes that are a part of the plurality of fifth gate electrodes.
A fifth gate drive circuit that is electrically connected to one or more seventh gate electrodes that are part of the plurality of fifth gate electrodes.
With more
In a plan view, the fifth feeding region extends in the first direction.
In a plan view, the plurality of fifth gate electrodes extend in the first direction and are arranged adjacent to each other in the second direction.
The number of the plurality of sixth gate electrodes is larger than the number of the one or more seventh gate electrodes.
A semiconductor device in which, in the second direction, the plurality of sixth gate electrodes are arranged at a position farther from the fifth feeding region than the one or more seventh gate electrodes.
前記半導体基板上に形成された多層配線と、
前記多層配線のうち最上層の配線の一部である端子と、
前記端子に電気的に接続された静電気用の保護回路と、
を更に有し、
前記端子は、前記複数の第1不純物領域の一部、および、前記複数の第2不純物領域の一部に電気的に接続されている、半導体装置。 In the semiconductor device according to claim 12,
The multilayer wiring formed on the semiconductor substrate and
The terminals that are part of the top layer wiring of the multi-layer wiring and
A protection circuit for static electricity electrically connected to the terminal,
With more
A semiconductor device in which the terminals are electrically connected to a part of the plurality of first impurity regions and a part of the plurality of second impurity regions.
前記複数の第1不純物領域上に、それぞれ形成された複数の第1シリサイド層と、
前記複数の第2不純物領域上に、それぞれ形成された複数の第2シリサイド層と、
を更に有し、
前記第2方向において、前記複数の第1ゲート電極の各々の端部と、前記複数の第1シリサイド層の各々との間の距離は、前記複数の第5ゲート電極の各々の端部と、前記複数の第2シリサイド層の各々との間の距離よりも長い、半導体装置。 In the semiconductor device according to claim 12,
A plurality of first SiO layers formed on the plurality of first impurity regions, respectively.
A plurality of second silicide layers, each of which is formed on the plurality of second impurity regions,
With more
In the second direction, the distance between each end of the plurality of first gate electrodes and each of the plurality of first silicide layers is determined by the respective ends of the plurality of fifth gate electrodes. A semiconductor device that is longer than the distance between each of the plurality of second VDD layers.
前記複数の第1シリサイド層および前記複数の第2シリサイド層は、それぞれ、コバルトシリサイドまたはニッケルシリサイドからなる、半導体装置。 In the semiconductor device according to claim 14,
A semiconductor device in which the plurality of first silicide layers and the plurality of second silicide layers are made of cobalt silicide or nickel silicide, respectively.
前記第1導電型は、p型であり、
前記第2導電型は、n型である、半導体装置。 In the semiconductor device according to claim 12,
The first conductive type is a p type and is
The second conductive type is an n-type semiconductor device.
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