JPH0770717B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH0770717B2
JPH0770717B2 JP9757888A JP9757888A JPH0770717B2 JP H0770717 B2 JPH0770717 B2 JP H0770717B2 JP 9757888 A JP9757888 A JP 9757888A JP 9757888 A JP9757888 A JP 9757888A JP H0770717 B2 JPH0770717 B2 JP H0770717B2
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かよ子 尾本
和明 宮田
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体装置に関し、さらに詳しくは、高耐
圧電界効果トランジスタ構造にあつて、ドレインにバイ
アス電圧を印加させた場合での不可逆破壊を防止するた
めの改良構造に係るものである。
〔従来の技術〕
従来例によるこの種の高耐圧電界効果トランジスタ構造
として、こゝでは、例えば、特開昭60−83348号(特願
昭58−190777号)公報に開示された半導体装置の概要構
成を第3図に示す。
すなわち,この第3図従来例による電界効果トランジス
タ構成において、符号1はP型シリコン基板(または、
P型ウエル)であり、2,2aはこのP型シリコン基板1の
主面上に形成された素子間分離用の厚いフィールド酸化
膜である。
また、3は前記フィールド酸化膜2の直下の一部に設け
られたチャネルストッパ用のP+型アイソレーション領
域、4は前記P型シリコン基板1の主面に形成されたN+
型ソース領域であり、5は同主面上に形成された薄いゲ
ート酸化膜、6はその上に形成されて厚い酸化膜2a上に
延びるゲート電極であつてゲート領域を形成し、7はこ
のゲート領域を挟み前記N+型ソース領域4に対向して形
成されたN+型ドレイン領域であり、さらに、8は前記
ゲート領域とN+型ドレイン領域7との間で、前記厚い酸
化膜2aに覆われて形成された第1のN-型不純物拡散領
域、9はこの第1のN-型不純物拡散領域8を除く前記N+
型ドレイン領域7の部分を取り囲んで隣接され、前記P+
型アイソレーション領域3との間に所定距離を距てゝ形
成された第2のN-型不純物拡散領域である。
しかして、この従来例構成の場合,トランジスタをオン
させるために、P型シリコン基板1とN+型ソース領域4
とを0Vに保持した状態で、N+ドレイン領域7に正の所定
バイアス電圧(通常,5V程度)を印加し、ゲート電極6
に正の所定バイアス電圧(通常,5V程度)を印加させる
と、エレクトロンは、このN+型ソース領域4から、ゲー
ト酸化膜5の直下に形成されるチャネル領域を通り、か
つ第1のN-型不純物拡散領域8を経た上でN+型ドレイン
領域7に至り、このようにして電流が流れる。
また、一方,P型シリコン基板1とN+型ソース領域4とゲ
ート電極6とを0Vに保持しておき、この状態で、N+型ド
レイン領域7に正のバイアス電圧を印加させてゆくと、
第1のN-型不純物拡散領域8の左端,または右端部分に
電界集中がなされ、こゝでは、いわゆる,アバランシェ
・ブレークダウンを生ずることになる。
〔発明が解決しようとする課題〕
前記構成による従来例装置にあつては、前記したよう
に、N+型ドレイン領域7に正のバイアス電圧を印加させ
た場合に、第1のN-型不純物拡散領域8の左端,または
右端部分に電界集中を生ずることになるが、この際,一
方で、第1のN-型不純物拡散領域8での電界集中を避け
るために、不純物濃度を高くすると、デバイス自体が不
可逆破壊される惧れがあり、また、他方,この第1のN-
型不純物拡散領域8の不純物濃度を低くすると、これが
高抵抗となつて、デバイス自体のgm(トランスコンダク
タンス)が悪くなると云う問題点があつた。
この発明は、従来のこのような問題点を解消するために
なされたものであつて、その目的とするところは、高耐
圧電界効果トランジスタ構造における不可逆破壊を防止
すると共に、併せてgm及び耐圧の値を適正に保持し得る
ようにした,この種の半導体装置を提供することであ
る。
〔課題を解決するための手段〕
前記目的を達成するために、この発明に係る半導体装置
は、所定導電形の基板,またはウエル上に設けられると
ころの,逆導電形の高濃度ソース・ドレイン領域のう
ち,少なくとも何れか一方に隣接させて、チャネルスト
ッパとしての同一導電形の高濃度不純物領域との間に接
合部を形成する逆導電形の低濃度不純物拡散領域を設け
たものである。
すなわち,この発明は、第1導電形の基板またはウエル
にあつて、素子間分離酸化膜,その直下の第1導電形の
高濃度不純物領域で距てられた主面上に、薄いゲート酸
化膜,その上のゲート電極からなるゲート領域と、この
ゲート領域を挟んで第2導電形の高濃度ソース領域,お
よびドレイン領域とを設けた電界効果トランジスタ構造
において、前記ソース領域,ドレイン領域のうちの少な
くとも何れか一方と、前記ゲート領域との間に厚い酸化
膜で覆われた第2導電形の第1の低濃度不純物拡散領域
を設けると共に、この第1の低濃度不純物拡散領域を設
けたソース領域,ドレイン領域に隣接させて、前記高濃
度不純物領域との間に接合部を形成する第2導電形の第
2の低濃度不純物拡散領域を設けたことを特徴とする半
導体装置である。
〔作用〕
従つて、この発明装置においては、第1導電形の基板,
またはウエル上に、ゲート領域,およびこのゲート領域
を挟んで第2導電形の高濃度ソース・ドレイン各領域を
設けた状態で、これらの高濃度領域のうちの少なくとも
何れか一方と、ゲート領域との間に第2導電形の第1の
低濃度不純物拡散領域を設け、かつ同領域を設けたソー
ス・ドレイン各領域に隣接させて、第1導電形の高濃度
不純物領域との間に接合部を形成する第2導電形の第2
の低濃度不純物拡散領域を設けて構成したから、これら
の接合部を形成する各領域の不純物濃度を最適化設定さ
せることにより、ドレイン領域側にバイアス電圧を印加
させたときに生ずる電界集中を、第1の低濃度不純物拡
散領域の左端,または右端部分から、高濃度不純物領域
と第2の低濃度不純物拡散領域との接合部に移し得るも
ので、この場合,第1の低濃度不純物拡散領域での耐圧
に対し、接合部での耐圧を幾分低く設定させれば、デバ
イスでの耐圧,ならびにgmの値を適正に保持して、その
不可逆破壊を防止できるのである。
〔実施例〕
以下、この発明に係る半導体装置の各別の実施例につ
き、第1図および第2図を参照して詳細に説明する。
第1図はこの発明装置の一実施例を適用した電界効果ト
ランジスタの概要を模式的に示す断面構成図であり、こ
の第1図実施例構成において、前記第3図従来例構成と
同一符号は同一または相当部分を示している。
すなわち,この第1図に示す実施例構成においても、符
号1はP型シリコン基板(または、ウエル)であり、2,
2aはこのP型シリコン基板1の主面上に形成された素子
間分離用の厚いフィールド酸化膜である。
また、3は前記フィールド酸化膜2の直下の一部に設け
られたチャネルストッパ用のP+型アイソレーション領域
(高濃度不純物拡散領域)、4は前記P型シリコン基板
1の主面に形成されたN+型ソース領域であり、5は同主
面上に形成された薄いゲート酸化膜、6はその上に形成
されて厚い酸化膜2a上に延びるゲート電極であつてゲー
ト領域を形成、7はこのゲート領域を挟み前記N+型ソー
ス領域4に対向して形成されけたN+型ドレイン領域であ
る。
さらに、8は前記ゲート領域とN+型ドレイン領域7との
間で、前記厚い酸化膜2aに覆われて形成された第1のN-
型不純物拡散領域、9はこの第1のN-型不純物拡散領域
8を除く前記N+型ドレイン領域7の部分を取り囲んで隣
接され、前記P+型アイソレーション領域3に接して形成
された第2のN-型不純物拡散領域である。
しかして、この実施例構成においては、トランジスタを
オンさせるため、P型シリコン基板1とN+型ソース領域
4とを0Vに保持した状態で、N+型ドレイン領域7に正の
所定バイアス電圧(通常,5V程度)を印加し、ゲート電
極6に正の所定バイアス電圧(通常,5V程度)を印加さ
せると、前記した従来例構成の場合と同様に、エレクト
ロンは、このN+型ソース領域4から、ゲート酸化膜5の
直下に形成されるチャネル領域を通つて、第1のN-型不
純物拡散領域8を経た後,N+型ドレイン領域7に至り、
このようにして電流が流れる。
また、一方,P型シリコン基板1とN+型ソース領域4とゲ
ート電極6とをOVに保持しておき、この状態で、N+型ド
レイン領域7に正のバイアス電圧を印加させてゆくと、
こゝでは、P+型アイソレーション領域3と第2のN-型不
純物拡散領域9との不純物濃度を最適化させておくこと
により、前記した従来例構成の場合,第1のN-型不純物
拡散領域8の左端,または右端部分に生じていた電界集
中を、これらの第2のN-型不純物拡散領域9とP+アイソ
レーション領域3との接合部に移動させ得るもので、こ
の場合,前者第1のN-型不純物拡散領域8の左端,また
は右端部分での耐圧よりも、後者第2のN-型不純物拡散
領域9とP+アイソレーション領域3との接合部での耐圧
が幾分か低目になるように設定しておけば、デバイス自
体の耐圧,ひいてはgmの値をあまり低下させずに、その
不可逆破壊を防止できるのである。
また、前記第1図実施例構成においては、N+型ドレイン
領域7の側にのみ、厚い酸化膜2a,および第1,第2のN-
型不純物拡散領域8,9を形成させているが、第2図実施
例構成に示すように、N+型ソース領域4の側にあつて
も、これらを全く同様に形成させてもよく、この場合に
は、両領域4,7の何れをソース,もしくはドレインに利
用しても差支えはない。
なお、前記各実施例においては、P型シリコン基板1を
用いているが、N型シリコン基板上に形成されるP型ウ
エルを用いてもよく、また、各実施例では、Nチャネル
電界効果トランジスタに適用する場合について述べてい
るが、導電形式を逆に設定することにより、Pチャネル
電界効果トランジスタにも適用できて同様な作用,効果
を得られることは勿論である。
〔発明の効果〕
以上詳述したように、この発明によれば、第1導電形の
基板,またはウエル上に、ゲート領域,およびこのゲー
ト領域を挟んで第2導電形の高濃度ソース・ドレイン領
域を設けた電界効果トランジスタにおいて、これらのソ
ース・ドレイン領域のうちの少なくとも何れか一方と、
ゲート領域との間に第2導電形の第1の低濃度不純物拡
散領域を設け、かつ同領域を設けたソース・ドレイン領
域に隣接させて、チャネルストッパとしての第1導電形
の高濃度不純物領域との間に接合部を形成する第2導電
形の第2の低濃度不純物拡散領域を設けた構成,つま
り、換言すると、第1導電形の高濃度不純物領域と第2
導電形の第2の低濃度不純物拡散領域とを、接合部を形
成して隣接構成させたから、これらの各領域の不純物濃
度を最適化させておくことにより、ドレイン領域側にバ
イアス電圧を印加させたときに生ずる電界集中を、第1
の低濃度不純物拡散領域の左端,または右端部分から、
高濃度不純物領域と第2の低濃度不純物拡散領域との接
合部に容易に移し得るもので、こゝでは、第1の低濃度
不純物拡散領域での耐圧に対し、接合部での耐圧を幾分
低く設定させておけば、この種の電界効果トランジスタ
の耐圧,およびそのgmの値を殆んど低下させずに、デバ
イスの不可逆破壊を効果的に防止できて、その信頼性向
上に役立ち、しかも、従来例に比較するとき、構造的に
も簡単で容易に実施できるなどの優れた特長を有するも
のである。
【図面の簡単な説明】
第1図,および第2図はこの発明装置の各別の実施例を
適用した電界効果トランジスタの概要をそれぞれ模式的
に示す断面構成図であり、また、第3図は従来例による
電界効果トランジスタの概要を模式的に示す断面構成図
である。 1……P型シリコン基板(型ウエル)、2,2a……厚い
フィールド酸化膜、3……P+型アイソレーション領域
(高濃度不純物拡散領域)、4……N+型ソース領域、5
および6……薄いゲート酸化膜,およびゲート電極(ゲ
ート領域)、7……N+型ドレイン領域、8……第1のN-
型不純物拡散領域、9……第2のN-型不純物拡散領域。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1導電形の基板またはウエルにあつて、
    素子間分離酸化膜,その直下の第1導電形の高濃度不純
    物領域で距てられた主面上に、薄いゲート酸化膜,その
    上のゲート電極からなるゲート領域と、このゲート領域
    を挟んで第2導電形の高濃度ソース領域,およびドレイ
    ン領域とを設けた電界効果トランジスタ構造において、
    前記ソース領域,ドレイン領域のうちの少なくとも何れ
    か一方と、前記ゲート領域との間に厚い酸化膜で覆われ
    た第2導電形の第1の低濃度不純物拡散領域を設けると
    共に、この第1の低濃度不純物拡散領域を設けたソース
    領域,ドレイン領域に隣接させて、前記高濃度不純物領
    域との間に接合部を形成する第2導電形の第2の低濃度
    不純物拡散領域を設けたことを特徴とする半導体装置。
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