JPH10125910A - Semiconductor integrated circuit and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor integrated circuit and manufacture thereof

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JPH10125910A
JPH10125910A JP27948896A JP27948896A JPH10125910A JP H10125910 A JPH10125910 A JP H10125910A JP 27948896 A JP27948896 A JP 27948896A JP 27948896 A JP27948896 A JP 27948896A JP H10125910 A JPH10125910 A JP H10125910A
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JP
Japan
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film
oxide film
integrated circuit
semiconductor integrated
protective
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JP27948896A
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Japanese (ja)
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Youichi Matae
洋一 俣江
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize electrostatic breakdown preventive means, without requiring the area for protective elements by providing a protective insulation film over gate electrodes and protective conductive film connected to the ground potential in constitution of a semiconductor integrated circuit. SOLUTION: On the over layer of gate electrodes 4 a protective insulation film 7 is formed which is made thin to lower the electric resistance more than a lower gate oxide film 3. A protective conductive film 8 connected to the ground potential is formed. Even if a high voltage is applied to an input terminal IN connected to the gate electrode 4 due to the electrostatic charges, it is guided to the protective film having the lower electric resistance than that of the gate oxide film 3 and discharged through the conductive film 8. The protective insulation and conductive films 7, 8 are formed so as to cover the gate electrodes 4, thereby discharging from the corners of the gate electrodes 4 to which the electric field is concentrated. Thus the electrostatic breakdown can be surely avoided.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板上に酸
化膜や導電膜等を積層することでトランジスタを構成す
る半導体集積回路及びその製造方法に関する。近年、半
導体集積回路は、高集積化に伴ってパターンの微細化が
進んでいることから、回路を構成する各層の耐圧性が低
下しており、例えばMOSトランジスタであれば、特に
耐圧性の低いゲート酸化膜が外部からの静電気によって
容易に破壊され、メモリーや論理回路の正常動作を妨げ
ることとなる。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit in which a transistor is formed by stacking an oxide film or a conductive film on a semiconductor substrate, and a method of manufacturing the same. 2. Description of the Related Art In recent years, as semiconductor integrated circuits have become finer in pattern with higher integration, the withstand voltage of each layer constituting the circuit has been reduced. The gate oxide film is easily destroyed by external static electricity, which hinders normal operation of the memory and the logic circuit.

【0002】そこで、半導体集積回路においては、静電
気等の高電圧による破壊を防止するための保護手段が必
要になっている。
Therefore, in a semiconductor integrated circuit, protection means for preventing destruction by high voltage such as static electricity is required.

【0003】[0003]

【従来の技術】図9は、MOSトランジスタを構成する
従来の保護手段を有する半導体集積回路を説明するため
の図であり、以下にその説明をする。図9(a)は、従
来の半導体集積回路の回路図であり、ソース及びドレイ
ンが図示せぬ内部回路に接続されるNMOSトランジス
タ77を有するもので、このNMOSトランジスタ77
のゲートには、入力端子Aが接続されている。
2. Description of the Related Art FIG. 9 is a diagram for explaining a semiconductor integrated circuit having a conventional protection means constituting a MOS transistor, which will be described below. FIG. 9A is a circuit diagram of a conventional semiconductor integrated circuit having an NMOS transistor 77 whose source and drain are connected to an internal circuit (not shown).
Is connected to an input terminal A.

【0004】このような回路の場合、入力端子Aに静電
気等による高電圧が印加されると、NMOSトランジス
タ77のゲート(ゲート酸化膜)が、この高電圧によっ
て破損する。そのため、従来の半導体集積回路には、図
9(a)に示すように、保護用のトランジスタ78,7
9が備えられている。
In such a circuit, when a high voltage due to static electricity or the like is applied to the input terminal A, the gate (gate oxide film) of the NMOS transistor 77 is damaged by the high voltage. Therefore, the conventional semiconductor integrated circuit has protection transistors 78 and 7 as shown in FIG.
9 are provided.

【0005】図9(b)は、上記回路の具体的構造を示
す断面図であり、NMOSランジスタ77は、P型の半
導体基板71上にゲート酸化膜73を介して形成され入
力端子Aに接続されるゲート電極74と、ゲート電極7
4の両側にN型の拡散層72を介して形成されるソース
電極75及びドレイン電極76とを有している。このN
MOSトランジスタ77の両側には、ゲート−ソース間
が短絡されて電源Vccに接続され、ドレインがNMOS
トランジスタ77のゲートと接続される保護用のNMO
Sトランジスタ78と、ゲート−ドレイン間が短絡され
て接地点GNDに接続され、ソースがNMOSトランジス
タ77のゲートに接続されるPMOSトランジスタ79
とが形成されている。
FIG. 9B is a cross-sectional view showing a specific structure of the above-described circuit. An NMOS transistor 77 is formed on a P-type semiconductor substrate 71 via a gate oxide film 73 and is connected to an input terminal A. Gate electrode 74 and gate electrode 7
4 has a source electrode 75 and a drain electrode 76 formed on both sides of the N-type diffusion layer 72. This N
On both sides of the MOS transistor 77, the gate and source are short-circuited and connected to the power supply Vcc, and the drain is
NMO for protection connected to the gate of transistor 77
An S transistor 78 and a PMOS transistor 79 whose gate and drain are short-circuited and connected to the ground point GND, and whose source is connected to the gate of the NMOS transistor 77.
Are formed.

【0006】図9(a)(b)に示す従来の半導体集積
回路において、例えば、保護用のNMOSトランジスタ
78、及びPMOSトランジスタ79の順方向のしきい
値を0.6V、、逆方向の降伏電圧を−30V、電源V
ccを5Vとする。通常状態ではNMOSトランジスタ7
7に加わる電圧は、0.6V前後であるため、保護用の
NMOSトランジスタ78及びPMOSトランジスタ7
9は動作しない。
In the conventional semiconductor integrated circuit shown in FIGS. 9A and 9B, for example, the protection NMOS transistor 78 and the PMOS transistor 79 have a forward threshold voltage of 0.6 V and a reverse breakdown voltage. Voltage -30V, power supply V
Let cc be 5V. In the normal state, the NMOS transistor 7
7 is about 0.6 V, the protection NMOS transistor 78 and the PMOS transistor 7 are protected.
9 does not work.

【0007】一方、静電気等によって入力端子Aに高電
圧が加わると、保護用のNMOSトランジスタ78及び
PMOSトランジスタ79が動作することにより、過剰
な電荷を逃がすことで、NMOSトランジスタ77のゲ
ート酸化膜73の破損を防止する。即ち、入力電圧が5
〜30Vになった場合には、保護用のNMOSトランジ
スタが動作して正電荷を電源Vcc側に放電させ、30V
以上になった場合には、NMOSトランジスタ78とP
MOSトランジスタ79の両方が動作して電源Vcc側及
び接地点GND側にそれぞれ正電荷を放電させる。
On the other hand, when a high voltage is applied to the input terminal A due to static electricity or the like, the protection NMOS transistor 78 and the PMOS transistor 79 operate to release excess charge, thereby causing the gate oxide film 73 of the NMOS transistor 77 to escape. To prevent damage. That is, when the input voltage is 5
When the voltage becomes 3030 V, the protection NMOS transistor operates to discharge a positive charge to the power supply Vcc side, and
If this is the case, the NMOS transistor 78 and P
Both MOS transistors 79 operate to discharge positive charges to the power supply Vcc side and the ground point GND side, respectively.

【0008】以上のように、入力端子Aに高電圧が加わ
った場合には、保護用のトランジスタが動作する構成と
することで、NMOSトランジスタ77に直接高電圧が
かかることを防止し、そのゲート酸化膜73の破壊を防
いでいる。尚、負電圧が加わった場合にも同様に保護用
の各トランジスタが動作することで、符の電荷を電源V
ccや接地点GNDに逃がすことができる。
As described above, when a high voltage is applied to the input terminal A, the protection transistor operates to prevent the high voltage from being directly applied to the NMOS transistor 77, and to prevent the NMOS transistor 77 from receiving a high voltage. The destruction of the oxide film 73 is prevented. Even when a negative voltage is applied, the protection transistors operate in the same manner, and the sign charge is
It can escape to cc and the ground point GND.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の半導体
集積回路においては、通常動作に必要な素子に加えて、
静電破壊を防止するための保護素子が必要であり、図9
に例を示すように、保護用のNMOSトランジスタ78
及びPMOSトランジスタ79を形成するための面積が
必要となり、小型化の妨げとなっている。
In the conventional semiconductor integrated circuit described above, in addition to the elements required for normal operation,
A protection element for preventing electrostatic destruction is required.
As shown in the example in FIG.
In addition, an area for forming the PMOS transistor 79 is required, which hinders miniaturization.

【0010】本発明は、上記課題を解決して、特に保護
素子用の面積を必要としない静電破壊防止手段を実現す
ることで、小型の半導体装置を得ることを目的としてい
る。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to obtain a small-sized semiconductor device by realizing a means for preventing electrostatic destruction which does not particularly require an area for a protection element.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、半導体基板1上にゲート酸化膜3を介して
形成されるゲート電極4と、該ゲート電極3とは異なる
領域に形成されるソース電極5及びドレイン電極6とを
有してMOSトランジスタを構成する半導体集積回路に
おいて、前記ゲート電極4上に形成され、前記ゲート酸
化膜3に比較して電気抵抗の低い保護用絶縁膜7、該絶
縁膜7上に形成され、接地電位に接続される保護用導電
膜8から構成されることを特徴としている。
According to the present invention, there is provided a semiconductor device, comprising: a gate electrode formed on a semiconductor substrate via a gate oxide film; and a gate electrode formed in a region different from the gate electrode. In a semiconductor integrated circuit having a source electrode 5 and a drain electrode 6 to form a MOS transistor, a protective insulating film formed on the gate electrode 4 and having a lower electric resistance than the gate oxide film 3 7. A protection conductive film 8 formed on the insulating film 7 and connected to the ground potential.

【0012】上記本発明の半導体集積回路によれば保護
素子を設けることなく、ゲート酸化膜を高電圧から保護
することができるため、保護素子用のスペースの必要が
ない小型の回路を実現することができる。
According to the semiconductor integrated circuit of the present invention, since a gate oxide film can be protected from a high voltage without providing a protection element, a small circuit which does not require a space for the protection element can be realized. Can be.

【0013】[0013]

【実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参照しな
がら詳細に説明する。図1は、本発明の第一実施例を説
明するためのNMOSトランジスタの断面図である。本
実施例のNMOSトランジスタは、シリコンからなるP
型の半導体基板1の所定領域にゲート酸化膜3を介して
ゲート電極4を形成しており、このゲート電極4の両側
のN型拡散層2を施した上にソース電極5及びドレイン
電極6を形成することで構成している。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of an NMOS transistor for explaining a first embodiment of the present invention. The NMOS transistor of this embodiment is made of P
A gate electrode 4 is formed in a predetermined region of a semiconductor substrate 1 with a gate oxide film 3 interposed therebetween. A source electrode 5 and a drain electrode 6 are formed on the N-type diffusion layer 2 on both sides of the gate electrode 4. It is constituted by forming.

【0014】そして、ゲート電極4の上層には、下層の
ゲート酸化膜3よりも電気抵抗を低くするために薄く形
成される保護用絶縁膜7、更に接地電位に接続される保
護用導電膜8を形成している。尚、上記本実施例の半導
体集積回路は、保護用絶縁膜7及び保護用導電膜8を形
成する工程を追加するのみで良く、酸化、不純物導入、
薄膜形成、リソグラフィ等通常のウエハプロセス技術に
て製造することができる。
On the upper layer of the gate electrode 4, a protective insulating film 7 formed thinner to lower the electric resistance than the lower gate oxide film 3, and a protective conductive film 8 connected to the ground potential Is formed. In the semiconductor integrated circuit of the present embodiment, it is only necessary to add a step of forming the protective insulating film 7 and the protective conductive film 8.
It can be manufactured by ordinary wafer process technology such as thin film formation and lithography.

【0015】また、ソース電極5及びドレイン電極6が
形成されていない周囲の領域にも斜線で示すように酸化
膜が形成されている。このような半導体集積回路におい
て、ゲート電極4に接続される入力端子INに静電気に
よる高電圧が印加されたとしても、ゲート酸化膜3より
も電気抵抗の低い保護用絶縁膜7に高電圧が導かれ、保
護用導電膜8を介して放電される。
Further, an oxide film is formed in a peripheral region where the source electrode 5 and the drain electrode 6 are not formed as shown by oblique lines. In such a semiconductor integrated circuit, even if a high voltage due to static electricity is applied to the input terminal IN connected to the gate electrode 4, the high voltage is applied to the protective insulating film 7 having a lower electric resistance than the gate oxide film 3. Then, it is discharged through the protective conductive film 8.

【0016】従って、特に保護用素子を設けることな
く、ゲート酸化膜3の静電破壊を防止することが可能と
なる。本実施例では、ゲート電極4上には絶縁膜を設け
たが、電荷が移動しやすい非帯電膜を用いることも可能
であり、これは以下に説明する実施例においても同様で
ある。
Therefore, it is possible to prevent the gate oxide film 3 from being electrostatically damaged without providing a protection element. In the present embodiment, the insulating film is provided on the gate electrode 4. However, it is also possible to use a non-charged film in which electric charges easily move, and this is the same in the embodiments described below.

【0017】また、保護用絶縁膜7及び保護用導電膜8
をゲート電極4に覆い被せるよう形成することで、電界
が集中するゲート電極4の角部からの放電を発生させ、
静電破壊を更に確実に防止することができる。図2は、
本発明の第二実施例を説明するためのNMOSトランジ
スタの断面模式図であり、基本的構成は第一実施例と同
じであるが、ゲート電極14の形状に特徴を有する。
Further, the protective insulating film 7 and the protective conductive film 8
Is formed so as to cover the gate electrode 4 to generate a discharge from the corner of the gate electrode 4 where the electric field is concentrated,
Electrostatic breakdown can be more reliably prevented. FIG.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an NMOS transistor for explaining a second embodiment of the present invention, which has the same basic configuration as the first embodiment, but is characterized by the shape of the gate electrode 14.

【0018】即ち、P型半導体基板11、ゲート酸化膜
13、及びN型拡散層12上のソース電極15とドレイ
ン電極16の各構成を第一実施例と同一として、ゲート
電極14の保護用絶縁膜17と接する面の一部を突出す
る形状にした点を特徴としている。これは、突出部に電
界が集中するという性質を利用するものであり、入力端
子INを介してゲート電極14に静電気等による高電圧
が印加された場合に、この電圧が下側のゲート酸化膜1
3よりも保護用絶縁膜17側に導かれ易くするものであ
る。
That is, the structure of the source electrode 15 and the drain electrode 16 on the P-type semiconductor substrate 11, the gate oxide film 13, and the N-type diffusion layer 12 is the same as that of the first embodiment, and the insulating protection for the gate electrode 14 is performed. It is characterized in that a part of the surface in contact with the film 17 is shaped to protrude. This utilizes the property that an electric field is concentrated on the protruding portion. When a high voltage due to static electricity or the like is applied to the gate electrode 14 via the input terminal IN, this voltage is reduced to the lower gate oxide film. 1
It is easier to be guided to the protective insulating film 17 side than 3.

【0019】本実施例によれば、静電気等による高電圧
がゲート電極14に加わった時、高電圧はゲート電極1
4の突出部から保護用絶縁膜17側に導かれ、保護用導
電膜18を介して放電されるため、下層にあるゲート酸
化膜13の破壊を確実に防止することができる。図3
は、突出部を有するゲート電極を形成するための具体的
な製造工程を説明するための断面図である。
According to this embodiment, when a high voltage due to static electricity or the like is applied to the gate electrode 14, the high voltage is applied to the gate electrode 1
4 is guided to the protective insulating film 17 side through the protruding portion 4 and is discharged through the protective conductive film 18, so that the gate oxide film 13 in the lower layer can be reliably prevented from being broken. FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining a specific manufacturing process for forming a gate electrode having a protrusion.

【0020】まず、図3(a)に示すように、半導体基
板11上に酸化シリコンからなるゲート酸化膜13を形
成した部分に対して、窓部の大きい第1マスク19aを
使用して、第1の電極層14aを形成する。この電極層
14aは、ポリシリコンにボロン或いはリン等のイオン
をドーピングしたドープトポリシリコンであり、ネガ型
のフォトレジストを使ったフォトリソグラフィ技術によ
り数μm程度の厚さで形成する。
First, as shown in FIG. 3A, a portion of the semiconductor substrate 11 where the gate oxide film 13 made of silicon oxide is formed is formed by using a first mask 19a having a large window. One electrode layer 14a is formed. The electrode layer 14a is doped polysilicon in which polysilicon is doped with ions such as boron or phosphorus, and is formed with a thickness of about several μm by a photolithography technique using a negative photoresist.

【0021】その後、図3(b)に示すように、第1マ
スクよりも窓部の小さい第2マスク19bを使用して、
第1の電極層14a上に第2の電極層14bを形成す
る。材料及び膜厚は第1の電極層14aと同様である。
そして、図3(c)に示すように、更に小さい窓部を有
する第3マスク19cを使用して、第2の電極層14b
上に第3の電極層14cを形成する。これも第2の電極
層14bと同様、材料及び膜厚は第1の電極14aと同
じである。
Thereafter, as shown in FIG. 3B, a second mask 19b having a smaller window than the first mask is used.
The second electrode layer 14b is formed on the first electrode layer 14a. The material and the thickness are the same as those of the first electrode layer 14a.
Then, as shown in FIG. 3C, the second electrode layer 14b is formed using a third mask 19c having a smaller window.
The third electrode layer 14c is formed thereon. Like the second electrode layer 14b, the material and the film thickness are the same as those of the first electrode 14a.

【0022】このように形成したゲート電極上に、図3
(d)に示すように、ポリシリコンからなる保護用絶縁
膜17を数百 被覆する。以上のように、幅の異なるパ
ターンの電極層を順次設けていくことによって、各層の
エッジ部分が突出部となり、電界を集中させることがで
きると共に、図3(d)に示すように、絶縁膜17を形
成した場合に、このエッジ部分には薄肉部17aができ
るため、この部分から放電を起こし易くなる。
On the gate electrode thus formed, FIG.
As shown in (d), several hundreds of the protective insulating film 17 made of polysilicon are covered. As described above, by sequentially providing the electrode layers having patterns having different widths, the edge portion of each layer becomes a protruding portion, and the electric field can be concentrated, and as shown in FIG. When 17 is formed, a thin portion 17a is formed at this edge portion, so that discharge is easily generated from this portion.

【0023】以上第一、第二実施例においては、MOS
トランジスタを構成する半導体集積回路を対象にして説
明したが、本発明はこれに限定されることなくバイポー
ラトランジスタ等の半導体集積回路においても同様な効
果を有するものである。図4は、本発明の第三実施例を
説明するためのNMOSトランジスタの断面図である。
In the first and second embodiments, the MOS
Although the present invention has been described with reference to a semiconductor integrated circuit forming a transistor, the present invention is not limited to this, and has the same effect in a semiconductor integrated circuit such as a bipolar transistor. FIG. 4 is a sectional view of an NMOS transistor for explaining a third embodiment of the present invention.

【0024】本実施例では、シリコンからなるP型の半
導体基板21の所定領域にゲート酸化膜23を介してゲ
ート電極24を形成しており、このゲート電極24の両
側のN型拡散層22を施した上にソース電極25及びド
レイン電極26を形成している。そして、ゲート酸化膜
23の内部には、接地される保護用導電体28がゲート
電極24と接することなく形成されており、ゲート電極
24に高電圧が加わった場合の放電を可能としている。
In this embodiment, a gate electrode 24 is formed in a predetermined region of a P-type semiconductor substrate 21 made of silicon via a gate oxide film 23. N-type diffusion layers 22 on both sides of the gate electrode 24 are formed. Then, a source electrode 25 and a drain electrode 26 are formed. A protective conductor 28 that is grounded is formed inside the gate oxide film 23 without being in contact with the gate electrode 24, thereby enabling discharge when a high voltage is applied to the gate electrode 24.

【0025】本実施例の保護用導電体28は、まず薄い
酸化膜を形成した後、この酸化膜上に金属材をパターニ
ングして形成しており、その後更に酸化膜を形成するこ
とによりゲート酸化膜23内に埋設された状態としてい
る。また、ゲート電極24は、保護用導電体28側に突
出する形状にすることで、高電圧が確実に保護用導電膜
28を介して放電されるようにしている。
The protective conductor 28 of this embodiment is formed by first forming a thin oxide film and then patterning a metal material on this oxide film, and then forming an oxide film to form a gate oxide. It is in a state of being buried in the film 23. In addition, the gate electrode 24 has a shape protruding toward the protective conductor 28 so that a high voltage is reliably discharged through the protective conductive film 28.

【0026】本実施例によれば、ゲート酸化膜23内の
一部に保護用導電体28を埋設する構造にしていること
から、ゲート酸化膜23の一部を介して高電圧が保護用
導電膜28に導かれ放電するため、第一,第二実施例で
形成した保護用絶縁膜を不要にすることができ、薄型化
を図ることができる。図5は、本実施例におけるゲート
酸化膜23の製造工程を説明するための断面図である。
According to the present embodiment, since the protective conductor 28 is buried in a part of the gate oxide film 23, a high voltage is applied through the part of the gate oxide film 23 Since the discharge is conducted by the film 28, the protective insulating film formed in the first and second embodiments can be eliminated, and the thickness can be reduced. FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the gate oxide film 23 in the present embodiment.

【0027】まず、図5(a)に示すように、所望より
厚い酸化膜23aを保護用導電体28を埋設するように
形成する。次に、図5(b)に示すように、所定の大き
さの窓部を有する第1エッチングマスク29aを被覆し
た後、酸化膜23aのエッチングを行うことにより、酸
化膜23bを形成する。
First, as shown in FIG. 5A, an oxide film 23a thicker than desired is formed so as to bury the protective conductor 28. Next, as shown in FIG. 5B, after covering a first etching mask 29a having a window of a predetermined size, the oxide film 23a is etched to form an oxide film 23b.

【0028】更に、図5(c)に示すように、第1エッ
チングマスク29aより小さい窓部を有する第2エッチ
ングマスク29bを被覆した後、酸化膜23bのエッチ
ングを行うことにより、酸化膜23cを形成する。そし
て図5(d)に示すように、第2エッチングマスク29
bよりも小さい窓部を有する第3エッチングマスク29
cを被覆した後、酸化膜23cのエッチングを行うこと
により、保護用導電膜28に向かって突出する所望のゲ
ート酸化膜23を形成する。
Further, as shown in FIG. 5 (c), after covering the second etching mask 29b having a window portion smaller than the first etching mask 29a, the oxide film 23b is etched to form the oxide film 23c. Form. Then, as shown in FIG. 5D, the second etching mask 29
Third etching mask 29 having a window smaller than b
After covering with c, the oxide film 23c is etched to form a desired gate oxide film 23 protruding toward the protective conductive film 28.

【0029】以上のように、窓部が異なる複数のエッチ
ングマスクにより順次エッチングを行うことにより、中
央部に凹みを有する酸化膜23を形成することができ、
その上にゲート電極を積層すれば突出する形状すること
が可能となる。尚、各エッチングマスクは図の紙面方向
に対しても窓部の幅を異ならせしめているものであり、
エッチング回数を増やすほど突出形状を滑らかにするこ
とができる。
As described above, by sequentially performing etching with a plurality of etching masks having different windows, it is possible to form the oxide film 23 having a recess at the center.
If a gate electrode is stacked thereon, it becomes possible to form a protruding shape. In addition, each etching mask has a different width of the window portion also in the direction of the paper surface of the drawing.
The protruding shape can be made smoother as the number of etchings is increased.

【0030】図6は、本発明の第四実施例を説明するた
めの斜視図である。本実施例では、前述した第三実施例
同様、シリコンからなるP型の半導体基板31の所定領
域にゲート酸化膜33を介してゲート電極34を形成し
ており、このゲート電極34の両側のN型拡散層32を
施した上にソース電極35及びドレイン電極36を形成
している。
FIG. 6 is a perspective view for explaining a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, as in the third embodiment described above, a gate electrode 34 is formed in a predetermined region of a P-type semiconductor substrate 31 made of silicon via a gate oxide film 33, and N electrodes on both sides of the gate electrode 34 are formed. A source electrode 35 and a drain electrode 36 are formed on the mold diffusion layer 32.

【0031】そして、ゲート酸化膜33の内部には、そ
れぞれ接地される一対の保護用導電体38が形成されて
おり、ゲート電極34に高電圧が加わった場合の放電を
可能としている。本実施例の保護用導電体38において
も、第三実施例と同じ方法で形成することで、ゲート酸
化膜33内に埋設された状態としている。
A pair of protective conductors 38, each of which is grounded, are formed inside the gate oxide film 33 to enable discharge when a high voltage is applied to the gate electrode 34. The protective conductor 38 of the present embodiment is also formed by the same method as in the third embodiment, and is buried in the gate oxide film 33.

【0032】また、ゲート電極34は、一対の保護用導
電体38に向かって突出する形状にすることで、高電圧
が確実に保護用導電膜38を介して放電されるようにし
ている。本実施例によれば、ゲート絶縁膜33内に一対
の保護用導電体38を埋設する構造にしていることか
ら、高電圧を確実に放電することができると共に、第三
実施例同様、保護用絶縁膜を不要にして薄型化を図るこ
とができる。
The gate electrode 34 is formed so as to protrude toward the pair of protective conductors 38 so that a high voltage is reliably discharged through the protective conductive film 38. According to the present embodiment, since a pair of protective conductors 38 are buried in the gate insulating film 33, a high voltage can be reliably discharged. The thickness can be reduced by eliminating the need for an insulating film.

【0033】図7は、本発明の第五実施例を説明するた
めの斜視図であり、平面方向における所定経路によって
高電圧を放電させる例である。図7(a)は、図1にて
説明した本発明の第一実施例を基本構成としており、そ
の平面方向の位置関係の一例を示すものである。即ち、
半導体基板41上にゲート酸化膜43を介してゲート電
極44が設けられ、その両側にソース電極45とドレイ
ン電極46とを有している。
FIG. 7 is a perspective view for explaining a fifth embodiment of the present invention, in which a high voltage is discharged through a predetermined path in a plane direction. FIG. 7A shows a basic configuration of the first embodiment of the present invention described with reference to FIG. 1, and shows an example of the positional relationship in the plane direction. That is,
A gate electrode 44 is provided on a semiconductor substrate 41 via a gate oxide film 43, and has a source electrode 45 and a drain electrode 46 on both sides thereof.

【0034】そして、各電極はそれぞれ所定方向にアル
ミニウム等からなる導体パターンを導出しており、ゲー
ト電極44の導体パターンには保護用絶縁膜47を介し
て配線パターン48が接続されている。配線パターン4
8は図示していないが接地されており、静電気等による
高電圧が矢印のようにゲート電極44に印加されようと
した場合、その手前に位置する保護用絶縁膜47及び配
線パターン48を介して放電される。従って、ゲート電
極44下にあるゲート酸化膜43の破壊は防止される。
Each of the electrodes leads a conductor pattern made of aluminum or the like in a predetermined direction. A wiring pattern 48 is connected to the conductor pattern of the gate electrode 44 via a protective insulating film 47. Wiring pattern 4
Reference numeral 8 (not shown) is grounded, and when a high voltage due to static electricity or the like is to be applied to the gate electrode 44 as shown by an arrow, the protection insulating film 47 and the wiring pattern 48 located in front of the gate electrode 44. Discharged. Therefore, destruction of the gate oxide film 43 under the gate electrode 44 is prevented.

【0035】尚、図7(a)は、MOSトランジスタを
例にして説明したが、バイポーラトランジスタにおいて
も同様な構成とすることができる。図7(b)は、信号
の入力部である電極パッド近傍に静電破壊防止手段を設
けた例を示すものである。本実施例では、半導体素子5
1の表面に形成される複数の電極パッド52の周辺部に
隣接するように保護用絶縁膜53、更に接地される保護
用導電膜54を形成している。電極パッド52は各電極
部への信号の入力部であり、静電気等による高電圧はこ
の電極パッド52より入力される。
Although FIG. 7A has been described by taking a MOS transistor as an example, a bipolar transistor may have a similar configuration. FIG. 7B shows an example in which an electrostatic breakdown preventing means is provided near an electrode pad which is a signal input portion. In this embodiment, the semiconductor element 5
A protective insulating film 53 and a grounded protective conductive film 54 are formed so as to be adjacent to the peripheral portions of the plurality of electrode pads 52 formed on one surface. The electrode pad 52 is an input portion of a signal to each electrode portion, and a high voltage due to static electricity or the like is input from the electrode pad 52.

【0036】従って、本実施例の如く電極パッド52の
周辺部に保護用絶縁膜53及び保護用導電膜54を設け
ることで、電極パッド52に入力される高電圧を直ちに
放電することが可能となり、内部のゲート酸化膜の破壊
を防止することができる。また、本実施例の電極パッド
52は、保護用絶縁膜53に向かって突出する形状にす
ることで、その部分に電荷を集中させて高電圧の放電を
より確実に行うようにしている。
Therefore, by providing the protective insulating film 53 and the protective conductive film 54 around the electrode pad 52 as in this embodiment, it becomes possible to immediately discharge the high voltage input to the electrode pad 52. In addition, destruction of the internal gate oxide film can be prevented. Further, the electrode pad 52 of the present embodiment has a shape protruding toward the protective insulating film 53, so that the electric charge is concentrated on the portion, so that the high-voltage discharge is performed more reliably.

【0037】以上説明した本発明の半導体集積回路は、
プリント基板上に実装された状態で、保護用導電膜から
リード端子を介して接地することで放電を可能とする。
しかし半導体装置単体で搬送する場合には接地が困難と
なる。そこで、例えばコンテナを用いて半導体装置を単
体で搬送する場合の接地方法の一例を以下に説明する。
The semiconductor integrated circuit of the present invention described above
Discharge is enabled by grounding via a lead terminal from a protective conductive film in a state of being mounted on a printed board.
However, when the semiconductor device is transported by itself, grounding becomes difficult. Therefore, an example of a grounding method when the semiconductor device is transported alone using a container will be described below.

【0038】図8は、本発明の半導体集積回路における
上記接地方法の一例を説明するための図である。図8
(a)(b)は、本発明の半導体集積回路を内蔵する半
導体装置61の外観斜視図及び断面図を示すもので、パ
ッケージ65内に封止される半導体素子64と、半導体
素子64と電気的に接続され外部に導出されるリード端
子63、及びリード端子63と一体形成されパッケージ
65表面に露出する接地用導体62を有している。
FIG. 8 is a diagram for explaining an example of the grounding method in the semiconductor integrated circuit of the present invention. FIG.
1A and 1B show an external perspective view and a cross-sectional view of a semiconductor device 61 incorporating a semiconductor integrated circuit of the present invention. The semiconductor device 64 is sealed in a package 65, and the semiconductor device 64 is electrically connected to the semiconductor device 64. It has a lead terminal 63 which is electrically connected and led to the outside, and a grounding conductor 62 integrally formed with the lead terminal 63 and exposed on the surface of the package 65.

【0039】図8(c)は、上記半導体装置61をコン
テナ66に収容した時の断面図であり、半導体装置の6
1のパッケージ65表面に露出する接地用導体62がコ
ンテナ66内面に接触するよう構成されているため、こ
のコンテナ66を接地しておけば静電気による高電圧が
印加されてもこれを放電するため、内部回路の破壊を防
止することができる。
FIG. 8C is a cross-sectional view when the semiconductor device 61 is accommodated in a container 66.
Since the grounding conductor 62 exposed on the surface of the first package 65 is configured to contact the inner surface of the container 66, if the container 66 is grounded, even if a high voltage due to static electricity is applied, it is discharged. Destruction of the internal circuit can be prevented.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明の半導体集積回路によれば、静電
気等によって発生して印加される高電圧を電極上、或い
は電極に隣接して設けられる保護用絶縁膜及び導電膜を
介して放電させることができるため、特に保護素子用の
面積を必要としない小型の保護手段付きの回路を実現す
ることができる。
According to the semiconductor integrated circuit of the present invention, a high voltage generated and applied by static electricity or the like is discharged through the protective insulating film and the conductive film provided on the electrode or adjacent to the electrode. Therefore, it is possible to realize a small-sized circuit with protection means which does not particularly require an area for a protection element.

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

【図1】本発明の第一実施例を説明するための断面図で
ある。
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第二実施例を説明するための断面図で
ある。
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第二実施例の製造工程を説明するため
の断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第三実施例を説明するための断面図で
ある。
FIG. 4 is a sectional view for explaining a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第三実施例の製造工程を説明するため
の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第四実施例を説明するための断面図で
ある。
FIG. 6 is a sectional view for explaining a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第五実施例を説明するための斜視図で
ある。
FIG. 7 is a perspective view for explaining a fifth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の半導体集積回路における接地例を説明
するための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining an example of grounding in the semiconductor integrated circuit of the present invention.

【図9】従来の半導体集積回路を説明するための図であ
る。
FIG. 9 is a diagram illustrating a conventional semiconductor integrated circuit.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 不純物層を所定の領域に有することでN
型及びP型の領域に分離されてなる半導体基板上に酸化
膜及び導電膜をパターニングすることによりトランジス
タを構成する半導体集積回路において、 前記導電膜の入力信号が供給される部分に接触する保護
用非帯電膜と、該保護用非帯電膜に接触すると共に放電
手段を備える保護用導電体とを有することを特徴とする
半導体集積回路。
An N layer is provided by providing an impurity layer in a predetermined region.
A semiconductor integrated circuit that forms a transistor by patterning an oxide film and a conductive film on a semiconductor substrate separated into a P-type region and a P-type region; A semiconductor integrated circuit, comprising: a non-charged film; and a protective conductor which is in contact with the protective non-charged film and has a discharging means.
【請求項2】 前記導電膜の入力信号が供給される部分
は、前記保護用非導電膜との接触部に電界が集中する突
出部を有することを特徴とする請求項1記載の半導体集
積回路。
2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein a portion of the conductive film to which an input signal is supplied has a protruding portion in which an electric field is concentrated at a contact portion with the non-conductive film for protection. .
【請求項3】 前記導電膜の突出部は、異なるマスクを
使用してフォトリソ工程を繰り返し行うことにより、徐
々に幅の狭くなるパターンを順次積層することで形成す
ることを特徴とする半導体集積回路の製造方法。
3. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the protruding portion of the conductive film is formed by repeating a photolithography process using different masks, thereby sequentially stacking a pattern having a gradually decreasing width. Manufacturing method.
【請求項4】 前記導電膜の入力信号が供給される部分
は、ゲート酸化膜上に形成されるゲート電極で、その両
側には不純物層上に形成されるソース電極及びドレイン
電極を有することでMOSトランジスタを構成してお
り、 前記ゲート酸化膜が保護用非帯電膜を兼ねると共に、該
ゲート酸化膜内に放電手段を備える保護用導電体が埋設
されていることを特徴とする請求項1記載の半導体集積
回路。
4. A portion of the conductive film to which an input signal is supplied is a gate electrode formed on a gate oxide film, and has a source electrode and a drain electrode formed on an impurity layer on both sides thereof. 2. The MOS transistor according to claim 1, wherein said gate oxide film also functions as a protection non-charging film, and a protection conductor including a discharging means is buried in said gate oxide film. Semiconductor integrated circuit.
【請求項5】 前記ゲート電極は、前記ゲート酸化膜と
の接触部が前記保護用導電体に向かうように突出した形
状となっていることを特徴とする請求項3記載の半導体
集積回路。
5. The semiconductor integrated circuit according to claim 3, wherein said gate electrode has a shape in which a contact portion with said gate oxide film protrudes toward said protective conductor.
【請求項6】 請求項5記載の突出形状のゲート電極
は、下層のゲート酸化膜を、異なるエッチングマスクを
使用してエッチング工程を繰り返し行うことにより、中
央部に向かって下がる階段形状に形成した後、該ゲート
酸化膜上に所定の膜厚で導電膜を積層することにより形
成することを特徴とする半導体集積回路の製造方法。
6. The protruding gate electrode according to claim 5, wherein the lower gate oxide film is formed in a step-like shape descending toward the center by repeatedly performing an etching process using different etching masks. Forming a conductive film on the gate oxide film by laminating the conductive film to a predetermined thickness.
【請求項7】 前記保護用導電体の放電手段は、該保護
用導電体に電気的に接続されるリード端子と一体的に形
成する接地用導体を接地する構成であることを特徴とす
る請求項1記載の半導体集積回路。
7. The discharge means of the protective conductor is configured to ground a ground conductor formed integrally with a lead terminal electrically connected to the protective conductor. Item 2. The semiconductor integrated circuit according to item 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7622792B2 (en) 2005-12-08 2009-11-24 Panasonic Corporation Semiconductor device and method of manufacturing the same

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