JPH06177328A - Mis transistor for i/o protecting element - Google Patents

Mis transistor for i/o protecting element

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JPH06177328A
JPH06177328A JP32387492A JP32387492A JPH06177328A JP H06177328 A JPH06177328 A JP H06177328A JP 32387492 A JP32387492 A JP 32387492A JP 32387492 A JP32387492 A JP 32387492A JP H06177328 A JPH06177328 A JP H06177328A
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JP
Japan
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diffusion layer
mis transistor
input
drain diffusion
substrate
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Application number
JP32387492A
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Japanese (ja)
Inventor
Fumiki Ikebe
史樹 池邊
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Abstract

PURPOSE:To prevent a phenomenon that a junction is destructed before snap- back occurs and a semiconductor integrated circuit can not be operated, by forming a polycrystalline silicon on the field end in contact with a drain diffusion layer. CONSTITUTION:After a field oxide film 109 is formed on a substrate 105, a polycrystalline silicon gate 103B is formed on the end portion of the field oxide film in contact with a drain diffusion layer, in addition to a polycrystalline silicon gate 103A. By the above constitution, the boundary distance between the polycrystalline silicon gate and the drain diffusion layer can be doubled, so that snap-back characteristics restricted by LDD can be compensated without enlarging chip area and increasing the number of manufacturing processes.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は入出力保護用MISトラ
ンジスタに関し、特に入出力保護能力の向上されたMI
SFET半導体集積回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an MIS transistor for input / output protection, and more particularly to an MI having improved input / output protection capability.
The present invention relates to an SFET semiconductor integrated circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の入出力保護素子は、図3に示すよ
うにソース端子とゲート端子をアースに接続したNチャ
ネルMISトランジスタT1 とソース端子とゲート端子
を電源に接続したPチャネルMISトランジスタT2
ら成り、NチャネルMISトランジスタT1 とPチャネ
ルMISトランジスタT2 のドレイン端子どうしを互い
に接続して接点Mとし、接点Mに外部入出力端子と内部
回路の入出力端子をつなぐ。
2. Description of the Related Art A conventional input / output protection device is, as shown in FIG. 3, an N-channel MIS transistor T 1 having a source terminal and a gate terminal connected to ground and a P-channel MIS transistor having a source terminal and a gate terminal connected to a power supply. It consists T 2, and the contacts M connected N-channel MIS transistors T 1 and P-channel MIS transistor T 2 of the drain terminal each other to each other, connect the input and output terminals of the external input and output terminals and the internal circuit to the contact M.

【0003】図4にゲート端子がソース端子と接続され
たNチャネルMISトランジスタのドレイン(基板)電
流のドレイン−ソース電圧依存性を示す。
FIG. 4 shows the drain-source voltage dependence of the drain (substrate) current of an N-channel MIS transistor in which the gate terminal is connected to the source terminal.

【0004】また図5(a)にNチャネルMISトラン
ジスタT1 の平面図を図5(b)にT1 の図5(a)に
示す実線C−C1 における断面図を示す。
Further, FIG. 5A shows a plan view of the N-channel MIS transistor T 1 , and FIG. 5B shows a sectional view of T 1 taken along the solid line C-C 1 shown in FIG. 5A.

【0005】NチャネルMISトランジスタT1 はドレ
インN形拡散層501とソースN形拡散層502、ゲー
ト多結晶シリコン503、P形基板コンタクト504か
ら構成される。半導体集積回路の入出力端子とアースと
の間に大きな正電圧がかかると、図3に示す接点Mを通
して図5のドレインN形拡散層501に電圧がかかる。
この電圧が図4に示す電圧BVDSを越えると、拡散層5
01から基板505に正電荷が流れ込み、コンタクト5
04に向かって流れる。このとき基板505は有限の抵
抗をもっているため、コンタクト504に正電荷が流れ
つくように電位差を生じ、コンタクト504に接続され
たソースN形拡散層502から基板505へ負の電圧を
かける。
The N-channel MIS transistor T 1 comprises a drain N-type diffusion layer 501, a source N-type diffusion layer 502, a gate polysilicon 503, and a P-type substrate contact 504. When a large positive voltage is applied between the input / output terminal of the semiconductor integrated circuit and the ground, a voltage is applied to the drain N-type diffusion layer 501 of FIG. 5 through the contact M shown in FIG.
When this voltage exceeds the voltage BV DS shown in FIG. 4, the diffusion layer 5
From 01 to the substrate 505, contact 5
It flows toward 04. At this time, since the substrate 505 has a finite resistance, a potential difference is generated so that positive charges flow into the contact 504, and a negative voltage is applied to the substrate 505 from the source N-type diffusion layer 502 connected to the contact 504.

【0006】このとき拡散層501からコンタクト50
4へ流れる基板電流が図4に示すI1 を越え拡散層50
2から基板505への負電圧が大きくなると、この電圧
によって拡散層502から負電荷が基板505へ流れ込
み拡散層501に向かって流れる。この負電荷が拡散層
501と拡散層502の間にかかる大きな電圧によって
加速され中性シリコン原子と衝突し、正電荷と負電荷を
生じ、生じた正電荷は、またコンタクト504に流れ込
み拡散層502と基板505との間の電圧を大きくす
る。その電圧によってさらに多くの負電荷が拡散層50
2から基板505に流れ込む。こうした相乗効果によっ
て非常に大きな電流がトランジスタT1 を通して接点M
からアースに流れる。
At this time, the contact 50 is formed from the diffusion layer 501.
4 flows over the substrate current I 1 shown in FIG.
When the negative voltage from 2 to the substrate 505 increases, negative voltage flows from the diffusion layer 502 into the substrate 505 due to this voltage and flows toward the diffusion layer 501. This negative charge is accelerated by a large voltage applied between the diffusion layer 501 and the diffusion layer 502 and collides with neutral silicon atoms to generate a positive charge and a negative charge, and the generated positive charge flows into the contact 504 again. The voltage between the substrate and the substrate 505 is increased. Due to the voltage, more negative charges are generated in the diffusion layer 50.
2 to the substrate 505. Due to such a synergistic effect, a very large current flows through the transistor T 1 to the contact M.
Flows from to ground.

【0007】この現象を利用して大きな電圧がかかった
際に大きな電流を流すことにより入出力保護素子におい
て電圧を消却することによって内部の回路を大きな電圧
から守ることができる。また大きな負電圧が半導体集積
回路の入出力端子を通して接点Mとアースの間にかかっ
たときは、トランジスタT1 の拡散層502から基板5
05に負電荷がダイオードの順方向電流として流れ内部
回路を守る。また電源と接点Mの間においてもPチャネ
ルMISトランジスタT2 が同様の働きをする。しか
し、この従来の入力保護素子用MISトランジスタでは
半導体集積回路内部のMISトランジスタのホットキャ
リアによる特性変動を抑えるために形成されたLDD5
06が入出力保護素子用のMISトランジスタのゲート
端にも形成されてしまうと、ドレイン端子に大きな電圧
がかかった際にドレイン拡散層501から基板505へ
の電荷の流出が阻害され、ソース拡散層502から基板
505への電位差を生じ電荷を流れ込ませることによ
り、さらに大きなドレイン電流を得るのに必要な基板電
流が得られる前に、ドレイン拡散層501と基板505
の間にかかる高い電圧によって図5(b)の破線510
によって示されるドレイン拡散層501と基板505と
の間で接合破壊が生じ、ドレイン端子と基板がショート
されてしまい、半導体集積回路が使用不可となる問題が
あった。
By utilizing this phenomenon, a large current is caused to flow when a large voltage is applied to cancel the voltage in the input / output protection element, so that the internal circuit can be protected from the large voltage. Further, when a large negative voltage is applied between the contact M and the ground through the input / output terminal of the semiconductor integrated circuit, the diffusion layer 502 of the transistor T 1 and the substrate 5 are connected.
Negative charge flows as a forward current of the diode in 05 to protect the internal circuit. Also between the power supply and the contact M, the P-channel MIS transistor T 2 has the same function. However, in this conventional MIS transistor for an input protection element, the LDD 5 formed in order to suppress the characteristic variation of the MIS transistor inside the semiconductor integrated circuit due to hot carriers.
If 06 is also formed at the gate end of the MIS transistor for the input / output protection element, the outflow of charges from the drain diffusion layer 501 to the substrate 505 is blocked when a large voltage is applied to the drain terminal, and the source diffusion layer is formed. Before the substrate current necessary to obtain a larger drain current is obtained by causing a potential difference from 502 to the substrate 505 to flow the charges, the drain diffusion layer 501 and the substrate 505 are
Due to the high voltage applied across the broken line 510 in FIG.
There is a problem that junction breakdown occurs between the drain diffusion layer 501 and the substrate 505 indicated by the symbol, the drain terminal and the substrate are short-circuited, and the semiconductor integrated circuit becomes unusable.

【0008】この対策として、従来の入出力保護用MI
Sトランジスタでは、LDD506形成時に不純物導入
工程を追加し、入出力保護用MISトランジスタのLD
D506の不純物濃度のみを引き上げ、ドレイン端子に
高い電圧がかかったときにドレイン拡散層501から基
板505に電荷が流出することを阻害する作用を抑え、
上記の問題を解決している。
As a countermeasure against this, the conventional MI for input / output protection is used.
In the S transistor, an impurity introduction step is added when the LDD 506 is formed, and the LD of the MIS transistor for input / output protection is added.
Only the impurity concentration of D506 is raised to suppress the action of inhibiting the outflow of charges from the drain diffusion layer 501 to the substrate 505 when a high voltage is applied to the drain terminal,
It solves the above problem.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】この従来の入出力保護
用MISトランジスタではLDDの形成により入出力保
護用MISトランジスタにおいて期待される現象が阻害
され、ドレイン拡散層と基板との間に接合破壊を生じ、
使用不可となってしまう現象を回避するために、不純物
導入工程を追加する必要があり、その結果半導体集積回
路製造期間が長期化し、また製造コストが増加するとい
った問題があった。
In this conventional input / output protection MIS transistor, the phenomenon expected in the input / output protection MIS transistor is hindered by the formation of the LDD, and a junction breakdown is caused between the drain diffusion layer and the substrate. Occurs,
In order to avoid the phenomenon of becoming unusable, it is necessary to add an impurity introduction step, which results in a problem that the manufacturing period of the semiconductor integrated circuit is lengthened and the manufacturing cost is increased.

【0010】本発明の目的は、入出力保護素子用MIS
トランジスタにLDDが形成されスナップバック特性が
抑えられた際に、スナップバックが起きる前に接合が破
壊され半導体集積回路が使用不能となる現象を防ぐため
に不純物導入工程を増やしたり、回路面積を大きくした
りせずに目的を達成でき、製造期間の長期化及び製造コ
ストの増加を防げる入出力保護素子用MISトランジス
タを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a MIS for input / output protection device.
When the LDD is formed in the transistor and the snapback characteristic is suppressed, the impurity introduction process is increased or the circuit area is increased to prevent the phenomenon that the junction is destroyed before the snapback occurs and the semiconductor integrated circuit becomes unusable. It is an object of the present invention to provide an MIS transistor for an input / output protection element, which can achieve the object without causing any trouble and can prevent a long manufacturing period and an increase in manufacturing cost.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明のMISFET半
導体集積回路の入出力保護素子用MISトランジスタは
ドレイン拡散層と接するフィールド端上に多結晶シリコ
ンゲートを備えている。
An MIS transistor for an input / output protection element of a MISFET semiconductor integrated circuit according to the present invention has a polycrystalline silicon gate on a field end in contact with a drain diffusion layer.

【0012】[0012]

【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の一実施例の保護素子用MISトラン
ジスタの平面図およびそのA−A1 線の断面図である。
The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of a MIS transistor for a protection element according to an embodiment of the present invention and a sectional view taken along line AA 1 thereof.

【0013】図1に示すように、基板105に、フィー
ルド酸化膜109を形成した後に、多結晶シリコンゲー
ト103Aに加えてドレイン拡散層と接するフィールド
酸化膜端上に多結晶シリコンゲート103Bを形成す
る。このような構成にすることにより、多結晶シリコン
ゲートとドレイン拡散層との境界の距離を2倍にするこ
とができ、チップ面積を大きくしたり、製造の工程数を
増やすことなく、LDDによって抑えられたスナップバ
ック特性を補うことができる。
As shown in FIG. 1, after forming a field oxide film 109 on a substrate 105, a polysilicon gate 103B is formed on the end of the field oxide film in contact with the drain diffusion layer in addition to the polysilicon gate 103A. . With such a configuration, the distance between the boundaries of the polycrystalline silicon gate and the drain diffusion layer can be doubled, and the LDD can be suppressed without increasing the chip area or the number of manufacturing steps. It is possible to compensate for the snapback characteristic that is set.

【0014】図2は本発明の他の実施例の保護素子用M
ISトランジスタの平面図およびそのB−B1 線におけ
る断面図である。
FIG. 2 shows a protective element M according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view of an IS transistor and a cross-sectional view taken along line BB 1 thereof.

【0015】図2に示すように、ソース拡散層202の
両側にドレイン拡散層201を置き、チャネルの方向と
平行な、ドレイン拡散層201と接続するフィールド酸
化膜端上にも多結晶シリコンゲート203Bを置くよう
な構造とすることにより、1素子当りのドレイン拡散層
と多結晶シリコンゲートの境界の距離をさらに大きくす
ることができ、保護素子用MISトランジスタがスナッ
プバックを起こす前に接合破壊を起こし、集積回路が使
用不可となる問題を防止することができる。
As shown in FIG. 2, the drain diffusion layers 201 are placed on both sides of the source diffusion layer 202, and the polycrystalline silicon gate 203B is formed on the end of the field oxide film connected to the drain diffusion layer 201 and parallel to the channel direction. With such a structure, it is possible to further increase the distance between the drain diffusion layer and the polycrystalline silicon gate per device, and to cause a junction breakdown before the snap-back occurs in the MIS transistor for protection device. The problem that the integrated circuit becomes unusable can be prevented.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上説明したように本発明の入出力保護
素子用MISトランジスタは、ドレイン拡散層に接する
フィールド酸化膜端上に、通常のMISトランジスタの
多結晶シリコンゲートと同一の製造工程で形成される多
結晶シリコンゲートを備えることにより、ドレイン拡散
層と多結晶シリコンゲートとの境界の周囲長を長くし、
ドレイン拡散層から基板へ流れる電流が増加し、スナッ
プバックが起りやすくなっている。その結果として、本
発明の保護素子用MISトランジスタは半導体集積回路
の製造工程をふやしたり、回路面積を大きくしたりせず
に、LDDの形成によってスナップバックが起こる前に
接合破壊が起きて半導体集積回路が使用不可となるとい
う現象を防止することができる。
As described above, the MIS transistor for input / output protection device of the present invention is formed on the end of the field oxide film in contact with the drain diffusion layer in the same manufacturing process as that of the polycrystalline silicon gate of the normal MIS transistor. By providing a polycrystalline silicon gate that is formed, the perimeter of the boundary between the drain diffusion layer and the polycrystalline silicon gate is lengthened,
The current flowing from the drain diffusion layer to the substrate increases and snapback easily occurs. As a result, the MIS transistor for a protection element of the present invention does not hinder the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit or increases the circuit area, and the junction breakdown occurs before the snapback occurs due to the formation of the LDD and the semiconductor integration. It is possible to prevent the phenomenon that the circuit becomes unusable.

【0017】この結果、従来の入出力保護素子用MIS
トランジスタにおける不純物導入工程の増加による半導
体集積回路の製造期間の長期化及び製造コストの増加と
いう問題を解決することができる。
As a result, the conventional MIS for input / output protection element
It is possible to solve the problems that the manufacturing period of a semiconductor integrated circuit is lengthened and the manufacturing cost is increased due to an increase in the number of steps for introducing impurities into a transistor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の平面図、及びそのA−A1
線における断面図である。
FIG. 1 is a plan view of an embodiment of the present invention and its AA 1
It is sectional drawing in a line.

【図2】本発明の他の実施例の平面図、及びそのB−B
1 線における断面図である。
FIG. 2 is a plan view of another embodiment of the present invention and its BB.
It is a sectional view taken along line 1 .

【図3】従来の入出力保護回路の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional input / output protection circuit.

【図4】入出力保護素子用Nチャネル、MISトランジ
スタの電流特性図である。
FIG. 4 is a current characteristic diagram of an N-channel MIS transistor for an input / output protection element.

【図5】従来の入出力保護素子用MISトランジスタの
平面図及びそのC−C1 線における断面図である。
5A and 5B are a plan view of a conventional MIS transistor for an input / output protection device and a cross-sectional view taken along line C-C 1 thereof.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101、201、501 ドレイン拡散層 102、202、502 ソース拡散層 103、203、503 多結晶シリコンゲート 103B、203B フィールド端上の多結晶シリコ
ンゲート 105、205、505 基板 106、206、506 LDD 108、208、508 サイドウォール 109、209、509 フィールド酸化膜 504 基板コンタクト 510 接合破壊を生じるドレイン拡散層と基板との
接合
101, 201, 501 Drain diffusion layer 102, 202, 502 Source diffusion layer 103, 203, 503 Polycrystalline silicon gate 103B, 203B Polycrystalline silicon gate on field edge 105, 205, 505 Substrate 106, 206, 506 LDD 108, 208, 508 Sidewalls 109, 209, 509 Field oxide film 504 Substrate contact 510 Bonding of drain diffusion layer and substrate that causes junction breakdown

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 MISFET半導体集積回路の入出力保
護素子用MISトランジスタにおいて、ドレイン拡散層
と接するフィールド端上にゲート電極と同時に形成され
た配線材料を備えたことを特徴とする入出力保護素子用
MISトランジスタ。
1. An input / output protection device for an input / output protection device of a MISFET semiconductor integrated circuit, comprising: a wiring material formed at the same time as a gate electrode on a field end in contact with a drain diffusion layer. MIS transistor.
【請求項2】 MISFET半導体集積回路の入出力保
護素子用MISトランジスタにおいて、ソース拡散層の
両側にドレイン拡散層が形成され、チャネル方向と、平
行な、ドレイン拡散層と接するフィールド酸化膜端上に
もゲート電極と同時に形成された配線材料を備えたこと
を特徴とする入出力保護素子用MISトランジスタ。
2. In a MIS transistor for an input / output protection device of a MISFET semiconductor integrated circuit, a drain diffusion layer is formed on both sides of a source diffusion layer, and on a field oxide film end parallel to the channel direction and in contact with the drain diffusion layer. An MIS transistor for an input / output protection device, which further comprises a wiring material formed at the same time as the gate electrode.
JP32387492A 1992-12-03 1992-12-03 Mis transistor for i/o protecting element Pending JPH06177328A (en)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8618584B2 (en) 2011-09-27 2013-12-31 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor device
US8692330B2 (en) 2011-06-22 2014-04-08 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor device
US8704308B2 (en) 2011-01-14 2014-04-22 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor device
US8754479B2 (en) 2011-09-27 2014-06-17 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor device
US9548292B2 (en) 2011-09-27 2017-01-17 Semiconductor Components Industries, Llc Circuit including a resistive element, a diode, and a switch and a method of using the same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8704308B2 (en) 2011-01-14 2014-04-22 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor device
US8692330B2 (en) 2011-06-22 2014-04-08 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor device
US8618584B2 (en) 2011-09-27 2013-12-31 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor device
US8754479B2 (en) 2011-09-27 2014-06-17 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor device
US9548292B2 (en) 2011-09-27 2017-01-17 Semiconductor Components Industries, Llc Circuit including a resistive element, a diode, and a switch and a method of using the same

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A02 Decision of refusal

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Effective date: 19981215