JPS6010765A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS6010765A
JPS6010765A JP58119083A JP11908383A JPS6010765A JP S6010765 A JPS6010765 A JP S6010765A JP 58119083 A JP58119083 A JP 58119083A JP 11908383 A JP11908383 A JP 11908383A JP S6010765 A JPS6010765 A JP S6010765A
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    • G02B26/10—Scanning systems
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    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

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】 ＋１１発明の技術分野 本発明は半導体装置、詳しくは静電破壊に対する耐量が
改善された保護回路素子をもった半導体装置に関する。
（２）技術の背景 半導体装置の集積度を高める目的で、不純物領域（一般
的には不純物拡散領域であり、以下では（１） このように又は拡散領域と称して代表する。）は横方向
に狭く作られるだけでなく、縦方向（深さ方向）にも浅
く形成される傾向にある。ところで、例えば入出力回路
部において浅い不純物拡散領域（接合）が形成されたＭ
ＩＳ型半導体装置の静電破壊に対する耐量を改善する手
段として、入力信号が供給される内部素子より深い不純
物拡散領域を形成したＭＩＳ型半導体装置が提案されて
いる。
かかる半導体装置は第１図に一部断面図で模式的に示さ
れ、同図において、１はＰ型半導体基板、２はＮ型不純
物拡散領域（以下拡散領域という）、３は入カバソド、
４はパッド３とＮ型拡散領域２とを接続するパッド配線
、５はＮ型拡散領域２と内部素子６のゲートとを接続す
る配線を示し、Ｎ型拡散領域２は内部素子６の不純物拡
散領域よりも深く形成され、かつＮ型拡散領域２のプロ
ファイルは大なる曲率でゆるやかな形状のものとなって
いる。
かかる深いＮ型拡散領域は、そのプロファイルが前記し
た如きものであるので、電界集中が緩和（２） され、アルミニウム（ＡＩり等からなるパッド配線の拡
散領域へのもぐりによる接合破壊を防止する。また大な
る容置（Ｃ）を提供するため、入力するパルス波形をＣ
Ｒの時定数でなまらせ高電圧が直接内部素子のゲートに
達することを防止するので、静電気による破壊を保護す
る素子として機能する。（３）従来技術と問題点 第１図の半導体装置は上記した効果をもつものではある
が、Ｎ形拡散領域は内部素子よりも深く形成されている
ため、保護素子としての駆動電圧が高く、図示の半導体
装置は高電圧でのみ駆動する保護素子であり、保護特性
が劣化する。内部素子は前記した如くに高密度化するた
めにゲート酸化膜も薄く形成され、ゲート耐圧は小にな
る傾向にある。その結果、Ｎ型拡散領域２の駆動電圧よ
りも小なる電圧の静電気が内部素子のゲートに達し内部
素子を破壊する例がしばしばみられる。
また出力回路では、静電破壊は接合の破壊によるもので
ある。一般に、出力回路部は大きな出力素子領域からな
り、出力パッドは出力素子の拡散（３） 領域に接続されるため、ノイズ等の高電圧が加えられて
もその拡散領域自体が一種の保護ダイオードとして働く
ため、出力回路部に特に保護回路素子を介在させること
は従来行われていない。また出力レベルが落ちるため、
出力パッドと出力素子。
の間に不純物拡散領域からなる抵抗を介在させることも
行われていない。しかし、螢光表示管等の高電圧駆動装
置を外付けし動作させる高電圧集積回路においては出力
回路部の静電破壊の改善が必要である。最近、ワンチッ
プマイコン等にしばしは使用される入出力兼用パッドに
おいては、入力回路部のみの静電破壊対策を施した場合
には出力回路部の破壊が顕著になり、出力回路部の改善
がなされないと十分にその機能を果すことができない問
題がある。
（４）発明の目的 本発明は上記従来の問題に鑑み、浅い接合が形成された
半導体装置の静電破壊に対する改善手段として、入力信
号が供給される内部素子より深い拡散領域を形成した半
導体装置において、高電圧　１（４） の静電気のみならず、内部素子の拡散領域より深い拡散
領域の保護素子としての駆動電圧よりは低いが、内部素
子のゲートを破壊するに足る電圧による静電破壊、およ
び出力回路部の静電破壊、のいずれに対しても十分な保
護特性をもった半導体装置を提供することを目的とする
。
（５）発明の構成 そしてこの目的は本発明によれば、半導体基板上に形成
した半導体素子、入力および／または出力パッドおよび
前記入出力パッドと半導体素子を接続する回路を含み、
前記入出力パッドと半導体素子とは、前記半導体素子の
不純物領域よりも深く形成された第１の不純物領域と、
該第１の不純物領域より浅い深さに形成された第２の不
純物領域からなる保護回路素子とを介して接続されたこ
とを特徴とする半導体装置を提供することによって達成
される。
（６）発明の実施例 以下本発明実施例を図面によって詳説する。
本発明の１実施例は第２図に平面図で示され、（５） 浅い接合部をもった半導体装置の入力部１１に、入出力
パッド１２から内部素子１３のゲート電極１４に至る接
合部分の間に、内部素子１３の拡散領域１５よりも深い
第１の拡散領域１６を設け、かつ、内部素子１３の拡散
領域１５と同程度の深さの第２の拡散領域１７をもった
保護回路素子１８（ラテラルＮＰＮまたはＰＮＰ接合）
を設ける。なお第２図において、配線１９は基準電源へ
接続される。
深い第１の拡散領域１６は第１図を参照して説明した保
護回路素子として機能するが、前記した如き制約がある
ため従保護素子として働くだけである。
浅いラテラル接合からなる保護回路素子１８は、それ自
体の駆動電圧である接合耐圧を低くすることにより、第
１の拡散領域１６からなる従保護素子が駆動されない低
電圧においても駆動する良好な保護回路素子（主保護回
路素子）として動作し、静電気等の電圧が内部素子１３
のゲート１４に加えられることを防止する。
他方、出力回路部２１においては、入出力バンド（６） １２から図示しない出力素子の拡散領域に至る接続部分
の間に、出力素子の拡散領域よりもより深い第１の拡散
領域２２を設け、がっ、出方素子の拡散領域と同程度の
深さの第２の拡散領域２３をもった保護回路素子２４（
ラテラルＮＰＮまたはＰＮＰ接合）を設けることにより
、ノイズ等から発生した電圧から出力素子の接合破壊を
防止する。なお第２図において、配線２５は基準電源へ
接続される。
なお、上記第２拡散領域１７．２３は内部素子用拡散層
より更に浅いものでもよく、要は第１の拡散領域１６．
２２よりは浅く、第１拡散領域１６．２２の方が大きな
接合耐圧を具備することである。
次に、第２図に示される半導体装置の入力回路部１１の
製造方法を第３図を参照して説明する。
ＮチャネルＭＯＳトランジスタを作る場合を例にとると
、第３図（ａ）に示される如くＰ型半導体基板３０に選
択酸化法（ＬＯＣＯ３法）によってフィールド酸化膜３
１を形成する。この工程でＰ＋型のチャネルカットＮ３
２も形成する。
次いで第３図（ｂｌに示される如くゲート形成用の（７
） 酸化膜３３を例えば熱酸化によって成長する。
次に第３図（Ｃ）に示される如く全面に多結晶シリコン
を成長し、それをパターニングしてゲート３４を形成し
、酸化膜３３をゲートの下の部分以外はエツチング除去
し、ゲート３４をマスクにして砒素（Ａｓ”　）をイオ
ン注入法によって注入しソース、ドレイン３５．３６を
形成する。
次いで、第２図の第１の拡散領域に相当するソース、ド
レイン３５．３６よりも深い第１の拡散領域を形成する
ため、全面にレジスト膜３７を形成し、それをソース、
トレインが形成された部分をマスクする如くにパターニ
ングし、燐（Ｐｌ）をイオン注入法で注入して第１の拡
散領域３８を形成する。
次いで第３図Ｔｅｌに示される如く、二酸化シリコンの
ブロック酸化膜３９を形成する。これは次に形成される
燐・シリケート・ガラス（ＰＳＧ）膜の熱溶融（メルト
、だらすともいう）のときに燐（Ｐ）成分がソース、ド
レイン３５．３６に拡散することを防止する機能を果す
。次いで全面にＰＳＧ膜４ｏを形成する。引続きＰＳＧ
膜をメルトすると、第１の拡（８） 散領域３８は燐（Ｐ）が拡散して０．８μｍ程度の深さ
に、又ＮチャネルＭＯ３）ランジスタのソースドレイン
領域は砒素（Ａｓ＋）が拡散して０．３５μｍ程度の深
さになる。
次に第３図（ｆ）に示される如＜　ＰＳＧ膜４０に窓開
けをなし、引続き例えばＡＪの配線４１を形成する。
同図において最も左のｌ配線４１は入出力パッドに接続
される。
第２図の出力回路部２１も上記と全く同様に入力回路部
１１と同時に形成しうる。出力回路部においては、第２
の不純物拡散領域２３と出力素子の不純物拡散領域とを
分離してもよい。なお上記した実施例において、入出力
パッドは１個のパッドが入力パッドと出力パッドを兼ね
たものであるが、それに代えて入力パッドと出力パッド
は別個に形成してもよい。
（７）発明の効果 以上詳細に説明した如く、本発明によれば浅い拡散領域
が形成された半導体装置の入出力部において、入出力パ
ッドから内部素子のゲート電極に（９） 至る接続部の間に、内部素子の不純物拡散領域より深い
第１の不純物拡散領域を設け、かつ、この第１の不純物
領域より浅い深さに形成された第２の不純物領域からな
る保護回路素子を設けることにより、高電圧および低電
圧双方の静電破壊に対する耐量が十分に改善され、内部
素子の特性を劣化させることなく入力回路部、出力回路
部の静電耐量を増加するに効果がある。なお以上にはＮ
チャネルＭＩＳ　）ランジスタを例に説明したが、本発
明の適用範囲はその場合に限定されるものでなく、Ｐチ
ャネルＭＩＳ　）ランジスタ、ＰチャネルＥ／ＤＭＯ３
，）ランジスタの場合にも及ぶものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の静電保護回路を示す図、第２図は本発明
の１実施例の平面図、第３図は第２図の装置の入力回路
部を形成する工程における半導体装置要部の断面図であ
る。 １１−入力回路部、１２−・・入出力パッド、１３−・
−内部素子、１４−ゲート電極、１５−不純物拡散領域
、１６．２２．３８−・−第１の不純物拡散（１０） 領域、１７．２３・・・第２の不純物拡散領域、１８．
２４−ｍ−保護回路素子、１９−配線、２１−出力回路
部、３〇−半導体基板、３１−フィールド酸化膜、３２
−・チャネルカット層、３３−ゲート酸化膜、３４−ゲ
ート、３５−ソース、３６−・ドレイン、３７−　レジ
スト膜、３９−ブロック酸化膜、４Ｏ−ＰＳＧ膜、４１
−ｉ配線（１１） へ　（Ｙ′１　の ＾　＼　（１ン　Ｃ） ０　、〇 −ノ　ν

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体基板上に形成した半導体素子、入力および／また
    は出力パッドおよび前記入出力パッドと半導体素子を接
    続する回路を含み、前記入出力パッドと半導体素子とは
    、前記半導体素子の不純物領域よりも深く形成された第
    １の不純物領域と、該第１の不純物領域より浅い深さに
    形成された第２の不純物領域からなる保護回路素子とを
    介して接続されたことを特徴とする半導体装置。
JP58119083A 1983-06-30 1983-06-30 半導体装置 Granted JPS6010765A (ja)

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