JP2870450B2 - 半導体集積回路装置 - Google Patents
半導体集積回路装置Info
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- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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Description
関し、特に保護回路用素子に関する。
例を示す半導体チップの断面図である。
すように、p型シリコン基板1の表面に設けて素子形成
領域を区画するフィールド酸化膜2およびフィールド酸
化膜2の下部に設けたp型のガードリング層3と、素子
形成領域の表面に形成したゲート酸化膜4と、ゲート酸
化膜4の上に選択的に形成したゲート電極11と、この
ゲート電極11とフィールド酸化膜2をマスクとして素
子形成領域に不純物をイオン注入して形成した深いn-
型拡散層5およびこのn- 型拡散層5内に設けた浅いn
+ 型拡散層6との2重拡散層構造からなるソース・ドレ
イン領域と、ゲート電極11を含む表面に設けた層間絶
縁膜8と、層間絶縁膜8に設けたコンタクトホールのn
+ 型拡散層6に接続して形成したドレイン電極12およ
びソース電極13とを有して構成される。
Sトランジスタと同じであり、図3の等価回路に示すよ
うに、ゲート電極を基板電位と同電位にすることでオフ
バッファとして用いられる。
る場合、その動作を順に示すと次のようになる。
される。
イオードDがブレイクダウンを起こす。
ゲート電極下の電位を引き上げる。
タBがオンすることでブレイクダウン後のオン抵抗を低
下することができる。
ス抵抗RS を介して流れるため、ドレイン抵抗RD 、ソ
ース抵抗RS が発熱する現象が起きる。
回路装置では、保護回路用素子の構造が内部ロジック回
路と同じであるため、その耐圧も同じであった。また、
ソース・ドレイン領域のn- 型拡散層の濃度が低く、ド
レイン抵抗およびソースが高い場合に寄生npn型バイ
ポーラトランジスタがオンすることで、過電流が流れ、
ドレイン領域およびソース領域の発熱により、ジャンク
ション破壊に至るという問題があった。
子として使用する場合には、その占有面積を大きくして
電流を分散させる必要があった。
の低い保護素子を有する半導体集積回路を提供すること
にある。
装置は、一導電型半導体基板の一主面に形成して隣接す
る第1および第2の素子形成領域のそれぞれを素子分離
するフィールド絶縁膜と、前記フィールド絶縁膜の下部
に設けた一導電型のガードリング層と、前記第1の素子
形成領域の前記半導体基板の表面に形成した逆導電型の
深い低不純物濃度拡散層および前記低不純物濃度拡散層
の上部に形成し且つ前記ガードリング層と隣接する逆導
電型の浅い高不純物濃度拡散層からなる2重拡散層構造
と、前記第2の素子形成領域の前記半導体基板の表面に
形成した一導電型の高不純物濃度拡散層と、前記2つの
高不純物濃度拡散層にそれぞれ接続するカソードおよび
アノード電極とを有し、前記逆導電型の浅い高不純物濃
度拡散層が前記一導電型のガードリング層と隣接するこ
とにより空乏層ののびを制限して内部回路素子よりも耐
圧の低い保護ダイオードを構成する。
る。
プの断面図である。
×1014〜1×1016cm-3のp型シリコン基板1の表
面を局所酸化して形成したフィールド酸化膜2の下部
に、不純物濃度が1×1016〜1×1019cm-3で深さ
0.2〜1μmのp型ガードリング層3を形成し、フィ
ールド酸化膜2により区画され且つ隣接する第1および
第2の素子形成領域の表面に膜厚40〜100nmのゲ
ート酸化膜4を形成する。第1の素子形成領域に不純物
濃度が1×1016〜1×1019cm-3で深さ0.3〜2
μmのn- 型拡散層5を形成し、このn- 型拡散層5に
重ねて、不純物濃度が1×1019〜1×1022cm-3で
深さ0.1〜0.5μmのn+ 型拡散層6を形成した二
重拡散層を形成する。
1×1019〜1×1022cm-3で深さ0.2〜1μmの
p+ 型拡散層7を形成する。次に、全面に層間絶縁膜8
を堆積して選択的にエッチングし、n+ 型拡散層6およ
びp+ 型拡散層7の上にコンタクトホールを形成し、こ
のコンタクトホールを含む表面に金属膜を堆積してパタ
ーニングし、コンタクトホールのn+ 型拡散層6に接続
するカソード電極9とp+ 型拡散層7に接続するアノー
ド電極10とのそれぞれを形成する。
電極9は外部端子に接続されるとともに、保護されるべ
きトランジスタのゲート電極(保護素子が入力回路保護
に用いられるとき)、あるいは保護されるべきトランジ
スタのドレイン(保護素子が出力回路保護に用いられる
とき)等に接続される。
では、n+ 型拡散層6がp型ガードリング層3と隣接し
ているため、空乏層ののびが制限され、リーチスルー耐
圧が内部トランジスタより低い。よって、特に専用工程
の追加を行うことなく、内部トランジスタより耐圧の低
い保護ダイオードを形成することができる。またn-型
拡散層5を通らずに電流が流れるので、熱の発生も抑え
られ、ジャンクション破壊は防止される。
半導体基板の表面にフィールド酸化膜で区画された第1
の素子形成領域に形成した低濃度の逆導電型拡散層およ
びその上部に設け且つフィールド酸化膜の下部に設けた
一導電型ガードリング層と隣接された高濃度の逆導電型
拡散層により、高電圧パルスがカソード電極に印加され
た場合の空乏層の広がり方を内部トランジスタの高濃度
の逆導電型拡散層と一導電型ガードリング層が離れてい
る場合に比べて小さくし、リーチスルー耐圧を内部トラ
ンジスタより低くした保護素子を実現できる。実際には
n- 型拡散層の不純物濃度が1×1016〜1×1019c
m-3、深さ0.3〜2μmで、p型ガードリングの不純
物濃度が1×1016〜1×1019cm-3、深さ0.2〜
1μmの場合、内部トランジスタの耐圧が20〜80V
であるのに対して本発明の保護ダイオードの耐圧は2〜
30Vとなる。
ラインで形成できるため、特別の工程を追加することな
く、内部トランジスタと同じ工程で形成できる利点があ
る。
あったゲート電極が省略でき、より小さい占有面積にて
保護素子を形成することができる。しかも、耐圧が内部
トランジスタより低いことから、過大電流が内部トラン
ジスタへ流れることはない。よって、従来例のように大
面積で過大電流を分散させる必要がなくなり、より小さ
い占有面積にて保護素子を形成できる。
p型ガードリング層に流れるため、低濃度n型拡散層を
通らない。よって熱の発生も抑えられ、ジャンクション
破壊が防止される。
図。
チップの断面図。
Claims (1)
- 【請求項1】 一導電型半導体基板の一主面に形成して
隣接する第1および第2の素子形成領域のそれぞれを素
子分離するフィールド絶縁膜と、前記フィールド絶縁膜
の下部に設けた一導電型のガードリング層と、前記第1
の素子形成領域の前記半導体基板の表面に形成した逆導
電型の深い低不純物濃度拡散層および前記低不純物濃度
拡散層の上部に形成し且つ前記ガードリング層と隣接す
る逆導電型の浅い高不純物濃度拡散層からなる2重拡散
層構造と、前記第2の素子形成領域の前記半導体基板の
表面に形成した一導電型の高不純物濃度拡散層と、前記
2つの高不純物濃度拡散層にそれぞれ接続するカソード
およびアノード電極とを有し、前記逆導電型の浅い高不
純物濃度拡散層が前記一導電型のガードリング層と隣接
することにより空乏層ののびを制限して内部回路素子よ
りも耐圧の低い保護ダイオードを構成することを特徴と
する半導体集積回路装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7124881A JP2870450B2 (ja) | 1995-05-24 | 1995-05-24 | 半導体集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7124881A JP2870450B2 (ja) | 1995-05-24 | 1995-05-24 | 半導体集積回路装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08316421A JPH08316421A (ja) | 1996-11-29 |
JP2870450B2 true JP2870450B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=14896412
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7124881A Expired - Lifetime JP2870450B2 (ja) | 1995-05-24 | 1995-05-24 | 半導体集積回路装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2870450B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5880501A (en) * | 1997-02-26 | 1999-03-09 | Nec Corporation | Semiconductor integrated circuit and manufacturing method of the same |
JP4017573B2 (ja) | 2003-07-17 | 2007-12-05 | 沖電気工業株式会社 | ダイオード |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53108380A (en) * | 1977-03-04 | 1978-09-21 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
JPH0719846B2 (ja) * | 1985-03-25 | 1995-03-06 | 株式会社日立製作所 | 半導体集積回路装置及びその製造方法 |
JPH0453169A (ja) * | 1990-06-18 | 1992-02-20 | Nec Corp | 半導体保護装置 |
-
1995
- 1995-05-24 JP JP7124881A patent/JP2870450B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08316421A (ja) | 1996-11-29 |
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