JPH01220863A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内部回路と、外部からの過大の静電気などの
サージ入力に対して内部回路を保護するための保護回路
とを備えたＭ　Ｔ　Ｓ型半導体装置の＃ｌ造に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、Ｍ　Ｉ　Ｓ型トランジスタのドレイン拡散層
が、濃度の異なる２種以上の拡散層で形成されるＭＩＳ
型半導体装置において、保護回路を構成するＭＩＳ型ト
ランジスタのドレイン拡散層のうち、低濃度拡散層の幅
が、内部回路を構成するＭＩＳ型ｊ〜ランジスタのドレ
イン拡散層のうちの低濃度拡散層の幅より広くすること
により、内部回路のトランジスタの微細化と、静電気な
どの外部からのサージ入力に対する保護回路の保護効果
の増大を計るようにしたものである。

〔従来の技術〕

従来の、静電気などの外部からのサージ入力に対する保
護回路としては、外部との接続部（ポンディングパッド
部）と、内部回路との間に、拡散抵抗やＰＯＬＹ−３Ｌ
抵抗などの各種の抵抗や、ダイオード、トランジスタな
どを組み合わせて保護回路を構成していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

近年、トランジスタの微細化が進んできており、トラン
ジスタの構造としても、ホットキャリア対策として、例
えばドレイン拡散層のゲート端に低濃度領域を設けたＬ
ＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ　　Ｄ。

ｐ６ｄ　　Ｄｒａｉｎ）構造や、ヒ素とリンの拡散係数
の違いを利用して低濃度拡散領域を設ける２重拡散構造
が、２μｍ以下のトランジスタチャンネル長から積極的
に採用されてきている。このようにトランジスタの微細
化が進み、低濃度拡散領域をもったドレイン構造になっ
てくると、チャンネル長の減少とあいまって、１〜ラン
ジスタ自体のサージ入力に対する破壊強度は弱くなるた
め、従来の技術では保護回路の保護能力が十分ではなく
なってくる。特にトランジスタのドレインが直接、外部
接続端子へ繋がれるような出力端子については１〜ラン
ジスタ自体のサージ耐量、出力端子のサージ耐量となる
ため、トランジスタの微細化によるトランジスタのサー
ジ耐量の低下の影響を太きく受けてしまうという課題を
有する。

そこで本発明はこのような課題を解決するもので、その
目的とする所は、トランジスタを微細化しても十分な保
護能力を持つ保護回路を持った半導体装置を提供する所
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の半導体装置は、ＭＩＳ型トランジスタのドレイ
ン拡散層が、濃度の異なる２種以上の拡散層で形成され
るＭ　Ｉ　Ｓ型半導体装置において、保護回路を構成す
るＭＩＳ型トランジスタのトレイン拡散層のうち、低濃
度拡散層の幅が、内部回路を構成するＭＩＳ型トランジ
スタのトレイン拡散層のうちの低濃度拡散層の幅より広
くすることにより、内部回路の微細化を妨げることなく
、保護回路の保護能力の向上を可能にしたことを特徴と
する。

〔作　用〕

さて、我々はトランジスタのサージ耐量と、低濃度拡散
層の幅の相関について詳細に調べたところ、第２図のよ
うに低濃度拡ｒＰＩＮの幅が広くなるほどサージ耐量が
向上し、次第に飽和する関係を見出した。

すなわち保護回路のトランジスタの低濃度拡散層の幅は
広いほうが保護能力が上がる。一方、内部回路のトラン
ジスタとしては低濃度拡散層の幅を広くするほどトラン
ジスタの電流能力が低下するため余り広く出来ない、従
って本発明のように保護回路のトランジスタの低濃度拡
散領域の幅を内部回路のトランジスタの低濃度拡散領域
の幅より広くすることが有効となってくる。

第１図において１１２はソース側の低濃度拡散領域の幅
を示し、１１３はドレインの分離領域側の低濃度拡散領
域の幅を示すが、この１１２と１１３については必ずし
も１１１と同様に広くすることはないことも併せて見出
した。

また、第１図では、２重拡散構造のトランジスタについ
て説明したが、ＬＤＤＩｍのトランジスタについても同
様である。

〔実　施　例〕

第１図は本発明の半導体装置の主要断面図を示す。

以下、第１図に従って本発明の半導体装置を説明する。

ここでは説明の都合上Ｎチャンネルトランジスタで２重
拡散構造のトランジスタについて説明する。

１０１はＳｉ基板であり、１０１中にトランジスタ間を
分離する分離領域の絶縁膜１０２が形成されている。１
０２の分離絶縁膜は従来の例えばＬＯＣＯ３法などで製
造するこ′とが出来る。

さて、基板である１０１の表面にはトランジスタが形成
されているが、１０３が保護回路部のトランジスタを示
し、１０４が内部回路部のトランジスタを示す、１０５
はゲート電極となる例えばＰＯＬＹ−３Ｌであり、ＣＶ
Ｄ法などで製造出来る。１０６は内部回路のトランジス
タのソース、ドレイ拡散層の内の低濃度拡散層であり、
この場合はリンで形成されている。１０７はソース、ト
レイン拡散層を形成する高濃度拡散層であり、ヒ素で形
成されている。１０６と１０７の拡散層はいずれも、１
０２の分離絶縁膜と１０５のゲート電極により出来た開
口部から拡散係数の違う不純物（この場合はし索とリン
）を自己整合的に拡散させることにより、形成されてい
る。実際の製造方法としては、例えば１０５のＰＯＬＹ
−３ｉ電極を形成後、リンを例えば６０ＫｅＶ、ＩＥ１
４　ｃＩ＋−２、イオン注入法により注入し、その後、
ヒ素を６０ＫｅＶ、５Ｅ１５ｃ＋ａ２、イオン注入した
のちに、例えば９５０°Ｃｌ２Ｏ分、アニールを行なう
ことにより、１０６の拡散深さとして約０．６μｍ、１
０７の拡散深さとして約０．４μｍ、横方向の低濃度拡
散層の幅１０８として約０゜２μｍの拡散層を得ること
が出来る。

１０９は保護回路を構成するトランジスタのソース、ド
レイン拡散層の内の低濃度拡散層であり、１０６と同様
に、１０２の分離絶縁膜と１０５のゲート電極により出
来た開口部から拡散させて形成している。１１０はトレ
イン拡散層の内の高濃度拡散層であり、１０７と同時に
形成する。ただ、１０７は１０２の分離絶縁膜と１０５
のゲート電極により出来た開口部から拡散したのに対し
て１１０は所定の開ロバターンをレジスト等で形成し、
その開口部をとうして拡散する。従ってドレイン拡散層
の内の低濃度拡散層の＠１１１は自由に設定することが
出来、１１１＞１０８となるようにすることが本発明の
趣旨である。

１１２はソース側の低濃度拡散領域の幅を示し、１１３
はドレインの分離領域側の低濃度拡散領域の幅を示すが
、この１１２と１１３については必ずしも１１１と同様
に広くすることはないことも併せて見出した。

〔発明の効果〕

以上述べた様に本発明の半導体装置によれば、Ｍ　Ｉ　
Ｓ型トランジスタのドレイン拡散層が、濃度の異なる２
種以上の拡散層で形成されるＭＩＳ型半導体装置におい
て、保護回路を構成するＭ　Ｉ　Ｓ型トランジスタのト
レイン拡散層のうち、低濃度拡散層の幅が、内部回路を
構成するＭＩＳ型トランジスタのドレイン拡散層のうち
の低濃度拡散層の幅より広くすることにより、゛静電気
などの外部からのサージ入力に対する保護回路の保護効
果の増大が可能になるという効果を有する。また、内部
回路のトランジスタに対しては、必要以上に低濃度拡散
領域の幅を広げないため、トランジスタの電流能力の低
下がなく２４Ｍ化に適したトランジスタとなると言う効
果も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の半導体装置の一実施例を示す断面図、
第２図は低濃度拡散領域の幅とサージ耐量との相関図。 １０１・・・・・・Ｓｉ基板 １０２・・・・・・分離絶縁膜 １０３・・・・・・保護回路のトランジスタ１０４・・
・・・・内部回路のトランジスタ１０５・　・　・　・
　・　・ゲート電極１０６．１０９・・低濃度拡散層 １０７．１１０・・高濃度拡散層 １０８・・・・・・内部回路のトランジスタの低濃度拡
散領域の幅 １１１・・・・・・保護回路のトランジスタの低濃度拡
散領域の幅 １１２・・・・、・・保護回路のトランジスタのソース 以上 出願人　セイコーエプソン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）外部からの接続部と、外部からの過大サージに対
   して内部回路を保護する保護回路と、内部回路から構成
   される半導体装置において、半導体装置を構成するＭＩ
   Ｓ型トランジスタのドレインが濃度の異なる少なくとも
   ２種以上の同一導電型拡散層で形成され、かつ、保護回
   路を構成する拡散層のうちの、低濃度拡散層の幅が、内
   部回路を構成するＭＩＳ型トランジスタのドレインを形
   成する拡散層のうちの、低濃度拡散層の幅より広いこと
   を特徴とする半導体装置。