JPS61281554A - Mis型半導体装置 - Google Patents
Mis型半導体装置Info
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- JPS61281554A JPS61281554A JP60123646A JP12364685A JPS61281554A JP S61281554 A JPS61281554 A JP S61281554A JP 60123646 A JP60123646 A JP 60123646A JP 12364685 A JP12364685 A JP 12364685A JP S61281554 A JPS61281554 A JP S61281554A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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-
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- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/402—Field plates
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- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
- H01L29/423—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
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- H01L29/42316—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
- H01L29/4232—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate
- H01L29/42372—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate characterised by the conducting layer, e.g. the length, the sectional shape or the lay-out
- H01L29/4238—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate characterised by the conducting layer, e.g. the length, the sectional shape or the lay-out characterised by the surface lay-out
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
ゲート幅を長くとるために一つのトランジスタ領域に複
数のMIS (Metal In5ulator S
em、1conductor)トランジスタをパターン
形成し、各電極相互を連結した構造をとると共にかかる
トランジスタを高いドレイン電圧状態で使用すると、ド
レイン電極パターンの下の領域をチャネルとする寄生ト
ランジろ夕ができ、リーク性電流を生ずる。
数のMIS (Metal In5ulator S
em、1conductor)トランジスタをパターン
形成し、各電極相互を連結した構造をとると共にかかる
トランジスタを高いドレイン電圧状態で使用すると、ド
レイン電極パターンの下の領域をチャネルとする寄生ト
ランジろ夕ができ、リーク性電流を生ずる。
本発明は寄生トランジスタのソース領域或いはドレイン
81Mがこのトランジスタのチャネルに隣接する外縁部
にゲートを設け、これによりリーク性電流を生ずる寄生
トランジスタの影響を無くす〔産業上の利用分野〕 本発明はリーク性電流の防止機能を備えた旧S型半導体
装置の構造に関する。
81Mがこのトランジスタのチャネルに隣接する外縁部
にゲートを設け、これによりリーク性電流を生ずる寄生
トランジスタの影響を無くす〔産業上の利用分野〕 本発明はリーク性電流の防止機能を備えた旧S型半導体
装置の構造に関する。
電界効果トランジスタ(FET)のうちMIS )ラ
ンジスタは最も一般的なものであり、ゲート幅を長くす
るほど出力電流がとれ特性が改善されることから色々な
改良形が実用化されている。
ンジスタは最も一般的なものであり、ゲート幅を長くす
るほど出力電流がとれ特性が改善されることから色々な
改良形が実用化されている。
本発明はドレイン配線パターンの下に生ずる寄生トラン
ジスタの影響を無視できる配線形態を提供するものであ
る。
ジスタの影響を無視できる配線形態を提供するものであ
る。
第5図(A)は従来のMIS )ランジスタの平面図
、また同図(B)、 (C)はこのx−x′線および
Y−Y ’線における断面図である。
、また同図(B)、 (C)はこのx−x′線および
Y−Y ’線における断面図である。
いま基板のシリコン(Si)がn−の不純物濃度をもっ
ている場合についてこの構造を説明するとトランジスタ
形成領域1を囲んで基板上にはフィールド酸化膜2が設
けられており、窓開けされたトランジスタ形成領域1に
左下がりの斜線で示すゲート電極3がその下にゲート絶
縁膜である5i02層4を備えてパターン形成されてお
り、このゲート電極3とフィールド酸化膜2をマスクと
してp+型不純物のイオン注入を行い、トランジスタ形
成領域1の中に同図(B)に示すようなp”FrM域5
が形成されている。
ている場合についてこの構造を説明するとトランジスタ
形成領域1を囲んで基板上にはフィールド酸化膜2が設
けられており、窓開けされたトランジスタ形成領域1に
左下がりの斜線で示すゲート電極3がその下にゲート絶
縁膜である5i02層4を備えてパターン形成されてお
り、このゲート電極3とフィールド酸化膜2をマスクと
してp+型不純物のイオン注入を行い、トランジスタ形
成領域1の中に同図(B)に示すようなp”FrM域5
が形成されている。
次ぎに基板上にトランジスタ形成領域1を含めて、 P
SG層(燐硅酸ガラス層)6を形成して絶縁した後、ド
レイン拡散領域7とソース拡散領域8のPSG JW
6をドライエツチング法で窓開けしてコンタクト窓9を
作り、その後アルミニウム(^l)を蒸着し、これを選
択エツチングしてドレイン電極配線10とソース電極配
線11とを形成する。
SG層(燐硅酸ガラス層)6を形成して絶縁した後、ド
レイン拡散領域7とソース拡散領域8のPSG JW
6をドライエツチング法で窓開けしてコンタクト窓9を
作り、その後アルミニウム(^l)を蒸着し、これを選
択エツチングしてドレイン電極配線10とソース電極配
線11とを形成する。
以上のようにして一個のpチャネル旧S トランジスタ
が形成されている。
が形成されている。
なお、ドレイン電極配線10の下の基板には高濃度のn
+形不純物がイオン注入されて高濃度チャネルストップ
領域12が作られている。
+形不純物がイオン注入されて高濃度チャネルストップ
領域12が作られている。
このように単位のMIS トランジスタが二つのドレ
イン領域7とゲート電極3および一つのソース領域8と
から形成されている理由はゲート幅を長くして電流容量
を大きくすると共に増幅率(gm )を改善するのが目
的である。
イン領域7とゲート電極3および一つのソース領域8と
から形成されている理由はゲート幅を長くして電流容量
を大きくすると共に増幅率(gm )を改善するのが目
的である。
然しなから、螢光表示管の制御に使用されるpチャネル
MIS )ランジスタではドレイン電極10とソース
電極11との間に数10Vをこす電位差があり、ゲート
電極に加わる信号電圧がトランジスタをOFイさせるレ
ベルであっても第5図(A)に示すドレイン電極配線1
0がゲートとして作用し、ソース拡散領域8とドレイン
拡散領域7との間の第5図(A)で右下がりの斜線で示
す領域をチャネルとする寄生トランジスタを生ずる。
MIS )ランジスタではドレイン電極10とソース
電極11との間に数10Vをこす電位差があり、ゲート
電極に加わる信号電圧がトランジスタをOFイさせるレ
ベルであっても第5図(A)に示すドレイン電極配線1
0がゲートとして作用し、ソース拡散領域8とドレイン
拡散領域7との間の第5図(A)で右下がりの斜線で示
す領域をチャネルとする寄生トランジスタを生ずる。
ここでドレイン電極配&’j!10とソース拡散領域8
およびドレイン拡散領域7との間には同図(B)。
およびドレイン拡散領域7との間には同図(B)。
(C)に示すようにフィールド酸化膜2と、 PSG層
6とが存在するが、ドレイン電極配線10に高電圧が印
加されるため、n−の特性を持つ半導体基板の導電型の
反転が起こり、漏洩電流が流れるのである。
6とが存在するが、ドレイン電極配線10に高電圧が印
加されるため、n−の特性を持つ半導体基板の導電型の
反転が起こり、漏洩電流が流れるのである。
この基板をチャネルとする寄生トランジスタのリーク性
電流を防止するため、従来はこの基板領域にn+の高濃
度チャネルストップ領域12を設けると共にゲート電極
3をこの領域にまで伸長して漏洩電流の発生を防いでい
る。
電流を防止するため、従来はこの基板領域にn+の高濃
度チャネルストップ領域12を設けると共にゲート電極
3をこの領域にまで伸長して漏洩電流の発生を防いでい
る。
すなわち高濃度の14 hi域(高濃度チャネルストッ
プ領域12)をドレイン電極配線10の下に設けること
により導電型の極性の反転を困難にし、またゲート電極
をこのn+領領域まで伸長して、この上に設けられてい
るドレイン電極配線10の影響を遮蔽している。
プ領域12)をドレイン電極配線10の下に設けること
により導電型の極性の反転を困難にし、またゲート電極
をこのn+領領域まで伸長して、この上に設けられてい
るドレイン電極配線10の影響を遮蔽している。
然し、トランジスタ形成領域1の特性保持の関係で高濃
度チャネルストップ領域12はトランジスタ形成領域1
に接触して設けることができない。
度チャネルストップ領域12はトランジスタ形成領域1
に接触して設けることができない。
漏洩電流を生ずる寄生トランジスタができ、MISトラ
ンジスタの性能を低下させている。
ンジスタの性能を低下させている。
従ってゲートに与える信号のレベルがO〜5V1ドレイ
ン電圧が30Vと云うような場合にはドレイン電圧によ
る電界が強く作用し、例えゲートに5■を与えていても
第5図のゲート電圧下にもチャネルが発生し、やはりリ
ークが生じてしまう。
ン電圧が30Vと云うような場合にはドレイン電圧によ
る電界が強く作用し、例えゲートに5■を与えていても
第5図のゲート電圧下にもチャネルが発生し、やはりリ
ークが生じてしまう。
以上説明したようにドレイン電極配線IOとソース電極
配線11との間に基板をチャネルとする寄生トランジス
タを生じ、高耐圧MIS )ランジスタの特性を劣化さ
せていることが問題である。
配線11との間に基板をチャネルとする寄生トランジス
タを生じ、高耐圧MIS )ランジスタの特性を劣化さ
せていることが問題である。
上記の問題はトランジスタ形成領域1内にソース拡散領
域8.ドレイン拡散領域7及びゲート電極3を備えると
共にトランジスタ形成領域1の外側に高濃度拡散チャネ
ルストップ領域12を備えてなるMISトランジスタに
おいて、ドレイン電極配線10の下に形成される寄生ト
ランジスタチャネル部に対し、これと隣接する拡散領域
外縁部にゲート電極を延長して設けてなることを特徴と
する高耐圧MIS )ランジスタにより解決することが
できる。
域8.ドレイン拡散領域7及びゲート電極3を備えると
共にトランジスタ形成領域1の外側に高濃度拡散チャネ
ルストップ領域12を備えてなるMISトランジスタに
おいて、ドレイン電極配線10の下に形成される寄生ト
ランジスタチャネル部に対し、これと隣接する拡散領域
外縁部にゲート電極を延長して設けてなることを特徴と
する高耐圧MIS )ランジスタにより解決することが
できる。
本発明はドレイン電極配線10とソース電極配線11と
の間を基板をチャネルとして流れる漏洩電流を遮断する
方法として寄生トランジスタのチャネルに隣接するソー
ス拡散領域の外縁部、ドレイン拡散領域の外縁部あるい
はこの双方の拡散領域の外縁部にゲート電極を設け、こ
れによりドレイン電極配線10の影響を無くするもので
ある。
の間を基板をチャネルとして流れる漏洩電流を遮断する
方法として寄生トランジスタのチャネルに隣接するソー
ス拡散領域の外縁部、ドレイン拡散領域の外縁部あるい
はこの双方の拡散領域の外縁部にゲート電極を設け、こ
れによりドレイン電極配線10の影響を無くするもので
ある。
すなわち、従来は高濃度チャネルストップ領域12と同
領域まで延長したゲート電極3との存在によりかなりの
漏洩電流が抑制されていたが、これとトランジスタ形成
領域1との間にある基板領域の反転により漏洩電流が流
れることから、本発明はこの領域に隣接するソース拡散
領域外縁部、ドレイン拡散領域外縁部あるいは両頭域の
外縁部にゲート電極を設けて、ドレイン電極配線10に
よる影響を遮断するものである。
領域まで延長したゲート電極3との存在によりかなりの
漏洩電流が抑制されていたが、これとトランジスタ形成
領域1との間にある基板領域の反転により漏洩電流が流
れることから、本発明はこの領域に隣接するソース拡散
領域外縁部、ドレイン拡散領域外縁部あるいは両頭域の
外縁部にゲート電極を設けて、ドレイン電極配線10に
よる影響を遮断するものである。
すなわち本発明を実施すると寄生トランジスタに対して
縦列に接続される新たなトランジスタが形成されること
になるものであって、リーク性電流の発生原因である寄
生トランジスタがOIJ状態になっても縦列に接続して
形成されたトランジスタがON状態にならない限り電流
は流れる径路がなく、従ってリーク性電流は防止される
ものである。、なお新たに形成されたトランジスタがO
N状態になるときは本来のMISトランジスタがONと
なるときであり、その場合はリーク性電流の存在は無視
できる。
縦列に接続される新たなトランジスタが形成されること
になるものであって、リーク性電流の発生原因である寄
生トランジスタがOIJ状態になっても縦列に接続して
形成されたトランジスタがON状態にならない限り電流
は流れる径路がなく、従ってリーク性電流は防止される
ものである。、なお新たに形成されたトランジスタがO
N状態になるときは本来のMISトランジスタがONと
なるときであり、その場合はリーク性電流の存在は無視
できる。
第4図は本発明の効果を等価回路を用いて示すもので、
第4図(A)は従来のMIS )ランジスタ20に発生
する寄生トランジスタ21の関係図、第4ID (B)
〜(D)は本発明に係る対策を示すもので、同図(B)
はソース側に新たにトランジスタ22を設ける場合、同
図(C)はドレイン側に新たにトランジスタ23を設け
る場合、また同図(D)はソース側とドレイン側に新た
にトランジスタ22.23を設ける場合に対応する。
第4図(A)は従来のMIS )ランジスタ20に発生
する寄生トランジスタ21の関係図、第4ID (B)
〜(D)は本発明に係る対策を示すもので、同図(B)
はソース側に新たにトランジスタ22を設ける場合、同
図(C)はドレイン側に新たにトランジスタ23を設け
る場合、また同図(D)はソース側とドレイン側に新た
にトランジスタ22.23を設ける場合に対応する。
第1図(A)、第2図および第3図は本発明を実施した
MIS ?−ランジスタの平面図、また第1図(B)は
第1図(A)のx−x′線位置における断面図である。
MIS ?−ランジスタの平面図、また第1図(B)は
第1図(A)のx−x′線位置における断面図である。
実施例1:
第1図はソース拡散領域の外縁部に追加した場合で、新
たに追加したゲート電極15のパターン形状を除いて従
来と違わない。
たに追加したゲート電極15のパターン形状を除いて従
来と違わない。
すなわちフィールド酸化膜2で周辺を絶縁被覆してトラ
ンジスタ形成領域1があり、またこの領域1の外側で、
第1図面(A)の下側の基板には高濃度チャネルストッ
プ領域12がイオン注入法により形成されているが、こ
のトランジスタ形成領域1を含み高濃度チャネルストッ
プ領域12にかかってゲート電極3とゲート電極15が
形成されている。
ンジスタ形成領域1があり、またこの領域1の外側で、
第1図面(A)の下側の基板には高濃度チャネルストッ
プ領域12がイオン注入法により形成されているが、こ
のトランジスタ形成領域1を含み高濃度チャネルストッ
プ領域12にかかってゲート電極3とゲート電極15が
形成されている。
このゲート電極15は下側にSiO2絶縁層を備えたポ
リSiNからなることには変わりはないが、本発明はゲ
ート電極15がトランジスタ形成領域1の外縁部に追加
して形成しである。
リSiNからなることには変わりはないが、本発明はゲ
ート電極15がトランジスタ形成領域1の外縁部に追加
して形成しである。
第1図(B)はこの部分に形成されたゲート電極15を
含む断面形状を示している。
含む断面形状を示している。
すなわちゲート電極15の上にはPSG[6があり、そ
の上にはドレイン電極配vA10がある。
の上にはドレイン電極配vA10がある。
なお、本発明に係るゲート電極15の幅は従来のゲート
電極のパターン幅と同じか或いはこれ以上であればよく
、この実施例の場合には従来のゲート電極幅と等しい値
をとり好結果を得ることができた。
電極のパターン幅と同じか或いはこれ以上であればよく
、この実施例の場合には従来のゲート電極幅と等しい値
をとり好結果を得ることができた。
このように寄生トランジスタのチャネルと隣接する拡散
領域外縁部の上にゲート絶縁膜を介してにゲート電極1
5を設けることにより、ゲート電圧による電界の方がド
レイン電圧による電界よりも強く作用するので、ドレイ
ン電極配線10への高電圧印加により基板が受ける影啓
を無視することができ、従ってリーク性電流をなくする
ことができる。
領域外縁部の上にゲート絶縁膜を介してにゲート電極1
5を設けることにより、ゲート電圧による電界の方がド
レイン電圧による電界よりも強く作用するので、ドレイ
ン電極配線10への高電圧印加により基板が受ける影啓
を無視することができ、従ってリーク性電流をなくする
ことができる。
実施例2:
第2図はゲート電極16をドレイン拡散領域7に設けた
実施例であって、ゲート電極16の形成方法は実施例1
と類似している。
実施例であって、ゲート電極16の形成方法は実施例1
と類似している。
この場合リーク性電流の抑制効果は実施例1と同等であ
り、従来のMIS l−ランジスタに較べて格段に優
れている。
り、従来のMIS l−ランジスタに較べて格段に優
れている。
実施例3:
第3図はゲート電極17をソース拡散領域8とドレイン
拡散領域7の双方にかけて設けた実施例であって、ゲー
ト電極17の形成方法は実施例1と類イレしている。
拡散領域7の双方にかけて設けた実施例であって、ゲー
ト電極17の形成方法は実施例1と類イレしている。
この場合リーク性電流の抑制効果は充分であって、完全
に無くすることができる。
に無くすることができる。
以上記したように本発明の実施により高耐圧間S トラ
ンジスタに随伴していた漏洩電流をなくすることが可能
となる。
ンジスタに随伴していた漏洩電流をなくすることが可能
となる。
第1図(A)は本発明に係るMIS )ランジスタで
ソース拡散領域にゲートを延長して設けた実施例の平面
図、同図(B’)は同図(Δ)のx−x ’線における
断面図、同図(C)ばy−y′線における断面図、 第2図はドレイン拡散領域にゲートを延長して設けた実
施例の平面図、 第3図はソースおよびドレイン拡散領域にゲートを延長
して設けた実施例の平面図、 第4図(A)はMTS )ランジスタ止寄生トランジス
タとの等価回路図、同図(B)〜(’D)はソース側、
ドレインがねおよびソース・ドレイン両側に新たにトラ
ンジスタを設けた等価回路図、また第5図(A)は従来
のMIS )ランジスタの平面図、同図(B)はx−
x ’線における断面図、同図(C)はY−Y ’線に
おける断面図、である。 図において、 1はトランジスタ形成領域、 2はフィールド酸化膜、 3、15.16.17はゲート電極、 6はPSGJ!、 7はドレイン拡散領域
、8はソース拡散領域、 10はドレイン電極配線、1
1はソース電極配線、 12は高濃度チャネルストップ領域、 20はMTS )ランジスタ、21は寄生トランジス
タ、22.23はトランジスタ、 である。 c/)q 勺N 、トン Gつ 〉
ソース拡散領域にゲートを延長して設けた実施例の平面
図、同図(B’)は同図(Δ)のx−x ’線における
断面図、同図(C)ばy−y′線における断面図、 第2図はドレイン拡散領域にゲートを延長して設けた実
施例の平面図、 第3図はソースおよびドレイン拡散領域にゲートを延長
して設けた実施例の平面図、 第4図(A)はMTS )ランジスタ止寄生トランジス
タとの等価回路図、同図(B)〜(’D)はソース側、
ドレインがねおよびソース・ドレイン両側に新たにトラ
ンジスタを設けた等価回路図、また第5図(A)は従来
のMIS )ランジスタの平面図、同図(B)はx−
x ’線における断面図、同図(C)はY−Y ’線に
おける断面図、である。 図において、 1はトランジスタ形成領域、 2はフィールド酸化膜、 3、15.16.17はゲート電極、 6はPSGJ!、 7はドレイン拡散領域
、8はソース拡散領域、 10はドレイン電極配線、1
1はソース電極配線、 12は高濃度チャネルストップ領域、 20はMTS )ランジスタ、21は寄生トランジス
タ、22.23はトランジスタ、 である。 c/)q 勺N 、トン Gつ 〉
Claims (4)
- (1)トランジスタ形成領域(1)内にソース拡散領域
(8)、ドレイン拡散領域(7)及びゲート電極(3)
を備えると共にトランジスタ形成領域(1)の外側に高
濃度拡散チャネルストップ領域(12)を備え、ドレイ
ン電極配線(10)の下に形成される寄生トランジスタ
チャネル部に対し、これと隣接する拡散領域外縁部にゲ
ート電極(3)を延長して設けてなることを特徴とする
MIS型半導体装置。 - (2)前記ゲート電極(3)がソース拡散領域(8)の
外縁部まで延長して設けられてなることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載のMIS型半導体装置。 - (3)前記ゲート電極(3)がドレイン拡散領域(7)
の外縁部まで延長して設けられてなることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載のMIS型半導体装置。 - (4)前記ゲート電極(3)がソース拡散領域(8)及
びドレイン拡散領域(7)の外縁部まで延長して設けら
れてなることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
MIS型半導体装置。
Priority Applications (5)
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JP60123646A JPS61281554A (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | Mis型半導体装置 |
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- 1986-06-06 US US06/871,336 patent/US4785343A/en not_active Expired - Lifetime
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