JPS583285A - 半導体集積回路の保護装置 - Google Patents

半導体集積回路の保護装置

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JPS583285A
JPS583285A JP56100505A JP10050581A JPS583285A JP S583285 A JPS583285 A JP S583285A JP 56100505 A JP56100505 A JP 56100505A JP 10050581 A JP10050581 A JP 10050581A JP S583285 A JPS583285 A JP S583285A
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JP
Japan
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layer
electrode metal
diffusion region
input
integrated circuit
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JP56100505A
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Inventor
Hiroshi Shimada
宏 島田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L28/20Resistors
    • HELECTRICITY
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    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices 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 potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/0203Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0248Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection
    • H01L27/0251Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices
    • H01L27/0266Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices using field effect transistors as protective elements
    • HELECTRICITY
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    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
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    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体集積回路の保−装置に関し、特に、半導
体集積回路の入力端子における高電圧による拡散層への
電極金属の突き抜は防止装置に関する。
一般に、半導体集積回路の入力段には、内部ICt靜電
焦電気よる高電圧入力から保−するために、r−ト酸化
l[管内部ICのそれよ)厚くして、通常の動作電圧で
は動作せず高電圧入力時のみ動作するようにした入力ト
ランジスタ保lI用のMOS )ランノスタが入力11
に設けられている。
このMOS )ランジスタのドレインとなる拡散領域は
、中は多肉sICを保護するための抵抗領域を介して入
力電極金属層と電気的接触をしている。
従来、上記拡散領域と入力電極金属層との間に細物tも
介さずに、直11に電気的秦触會行っていたので、高電
圧が入力電極金属層に印加された場合、電極金属が拡散
領域を突**けてその下の半導体基板に到達し、電極金
属層と半導体基板を短絡してしまい、その結果、入力電
極金属層に通常の信号電圧が印加されても直ちに半導体
基板に導通してしまい内部の半導体集積回路の駆動が不
可能になることがあった。まえ、上記抵抗領域を得るた
めに、拡散領域を延伸し、その端部の接触部において入
力電極金属層と拡散領域との電気的接触を行っていたの
で、拡散領域の所11[i秋は大となるという問題があ
った。さらに、上記接触部における拡散領域と半導体基
板の間の接合容量によシ入カインピーダンスが大となり
、動作速度が遅いと−いう問題も6つ危。
本発明の目的は、前述の従来技術における諸問題にかん
がみ、半導体集積回路の入力RK設けられた保護用MO
8)ランジスタのドレインとなる拡散領域中にフィール
ド酸化層の島を設け、その島の上に高鍋度の第1のぼり
シリコン層を設け、更に、第1のポリシリコン層と拡散
領域に電気的に接触する低amの第2のポリシリコン層
を設け、入力電極金属層を上記第1のポリシリコン層に
電気的Km触させるという構想に基づき、半一体系積回
路の入力電極金属層の接触部において、入力高電圧によ
り電極金属が一散領域を突き抜けて半導体基板に到達す
ることを防止すると共に、小面積の保曖用入力抵抗va
3#tt、、あわせて拡散領域と半導体基間の接合容量
を減少せしめることにある。
以下、添附の図面に基づいて本@@O実施例を従来例と
対比しながら説明する。
第1図は半導体集積回路の入力段に接続された保譲回路
の1例を示す回路図である。半導体集積回路ICの入力
段のMO8)ランジスタTIのr−ト、保護用の抵抗8
の一端、及び保−用M08トランジスタT、のドレイン
DFi接触II N sに&イテ接続されている。保護
用の抵抗Rの他端と保−用MO8)ランジスタテ愈のr
−)は接触部N、において接続されている。接触部N3
は入力端子1311に接続されている。保1用MO8ト
ランジスタT、のソースは接地されている。
第2図は第1図の回路を従来装置で実現した場合の装置
の構造を示す費部平面図である111R211において
は、保線用M08トランジスタTI%保麺用抵抗8、及
び入力端子INが示されている。保護用M08トランジ
スタTsOソース及びドレインとなる不純物拡散領域8
およびDのそれぞれの−me覆うようにしてダート電極
金属層Gが配置されておシ、この金属層Gは入力端子I
NK接続されている。ドレインとなる拡散領域りの接触
部N、において他の金属層Mと拡散領域りは電気的に接
触しており、金属層Mは、図示していない半導体集積回
路IC(第1図)の入力段トランジスタT11のr−)
に接続される。ソースとなる拡散領域8は接地用電極G
ND K接触部Nl  eN4  INSにおいて電気
的に接触している。拡散領域りの一部は保線用抵抗R1
−形成するために延伸されている。この延伸された拡散
抵抗領域Rの端部り、における接触部Nlにおiて、抵
抗領域Rの端部の拡散領域D1すなわち保饅用抵抗Rの
他端はr−計電極金属層Gと電気的に接触している。@
2図に示した従来装置によれd1保嚢用抵抗R1得るた
めに拡散領域を延伸しなければならないので、拡散領域
りめ所要面積が大となるという問題があった。壜た、接
触118mに高電圧が印加されると電極金属がその下の
拡散領域を突き抜けて半導体基板に到ってしまうことが
あった。この電極金属O突き抜は現象を纂3図について
説明する。
第3図は謳2図の■−1′線断面の装部を示す断面図で
るる0w!3図において、半導体基板aUB上に、半導
体基板8UBと反対の導電形の不純物拡散領域り鴬がフ
ィールド酸化層!80Kにより周辺を絶縁されて形成さ
れている。拡散領域Ds 01ik触部Ns を除いた
部分の上及びフィールド酸化層ISO,の上には層間絶
縁酸化膜りが形成されている1層間絶縁酸化I[L及び
接触部N、の−けζ金属層Gが形成されている。入力端
子IN(第1図、1に2図)に静電気等により高電圧が
印加されると、この高電圧は金属層G′fr介して拡散
領域D1に印加され、極めて高い電圧の場合、図示され
ているように、電極金属の一部M・が拡散領域Ds を
突き抜けて半導体基板80B K到達してしまうことが
める。この結果、電極金属と半導体基板が短縞してしま
うので半導体集積回路IC(IIIt図)を駆動するこ
とができなくなる。また、接触41Nmの下の拡散領域
DI と半導体基板の間OPN@合容量により、動作速
度が運くなる0本発明は、上記の電極金属の突亀抜は現
象を防止すると共に保護抵抗用の拡散領域の面積を減少
させあわせて接触部におけるPNg合容量を減少させる
ものであり、i@4図に基づいて本発明の詳細な説明す
る。
第4図は本発明の1実施例による半導体集積回路の保護
装置の構造を示す要部断面図である。第4図において、
半導体基板BUB上に、半導体基板80Bと反対導電形
の不純−拡散領域DIがその中央部及び周辺をそれぞれ
フィールド酸化層1802eISOtによって絶縁され
て形成されている。中央部のフィールド酸化層I80.
の上には、比較的低濃度の第1のポリシリコン層PSl
が形成されている。纂lのポリシリコン1[’8.及び
拡散領域り、の両方に電気的に接触して、比較的低濃度
の第2のポリシリコン層P8.が形成されている。
第LO4リシリコン層PSl上に接触部N、が設けられ
ており、psl上の接触部N、を除いた部分の上、第2
のポリシリコン層P8.の上、及びフィールド酸化層l
5Otの上には層間絶縁酸化膜りが形成されている。層
間Ill5緻酸化111[L及び接触部NIO上に金属
1i1G#形成されている。第4図に示され友構造にす
れば、高電圧が印加されて−も電極金属は、l!lのI
リシリコン層P8.及びフィールド酸化層ISO,に訪
げられるので基板SUBに到達することはない、tた、
Illのポリシリコン層P8にの不純物濃度は第2のI
リシリコン層P8=O不純愉濃匿により濃くしであるの
で、第1のポリシリコン層PSLの電気抵抗はIll2
のポリシリコン層P8.0電気抵抗より小である。従っ
て、w41のIリシリコン層P81 と金属層PS8と
の電気的接触は曳行に行われ、且つ、11112の4リ
シリコン層PS1は高抵抗なので第1図に示した保請用
抵抗の役割七釆九す、かくして、第2図に示した抵抗領
域RO如き、拡散領域會延押して形成され良領域は本発
明によれば不豪となる。さらに、接触部Nlの下には籐
1のIリシリコン層P81及びフィールド酸化層■80
1があるのみで、PN接合は存在せず、従って接触II
 N sにおける接合容量は殆んどないので、従来例の
如く入力インピーダンスが^くなることはない。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、半導
体集積回路の入力電極金属層の接触部において、入力高
電圧により電極金属が拡散領域を突き抜けて半導体基板
に到達することが防止され、小面積の保麟用入力抵抗が
得られ、あわせて、拡散領域と半導体基板の接合容量が
減少された半導体集積回路の保−装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】 第1図は半導体集積回路の入力段に接続された保−回路
のlflを示す回路図、第2図はgt図の回路を従来装
置01例で実現し次場合の装置の構造を示す要部平面図
、第3図は第2図の一一鵬′線断面のl!sを示す断面
図、第4図社本発明の1実施例による半導体集積回路の
保護装置の構造を示す要部断面図である。 IC・・・半導体集積回路、TI・・・ICの入力段の
Mo2)ランゾスタ、N1・・・接触部、N、・・・接
触部、T、・・・保議用MO8)ランジスタ、D・・・
T、のドレイン拡散領域、8・・・Tlのソース拡散領
域、G・・・Tlのゲート電極金属層、IN・・・入力
端子、8・・・保護用抵抗、81JB−・・半導体基板
、180.  、I80゜・・・フィールド酸化層、D
I  e Dl・・・拡散領域、L・・・層間絶縁咳化
層、M・・・・電極金属の一部、psl・・・第1のポ
リシリコン層、P8.・・・第2のポリシリコン層。 特許出願人 富士通株式会社 特許出願式通人 弁理士  青 木   朗 弁理士  画 舘 和 之 弁理士  内 1)幸 男 弁理士  山 口 昭 之

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、:半導体集積回路を入力高電圧から保線する入力保
    護用MO8)ランジスタ、及び咳入力保護用MO8)ラ
    ンゾスタの拡散領域と電気的に接続された入力電極金属
    を具備する半導体集積回路の保鏝装置において、半導体
    基板表面の咳拡散領域の中央部に設けられ九フィールド
    酸化層、該フィールド酸化層上に形成された比較的高濃
    度の纂lのポリシリコン層、及び誼纂lの4リシリコン
    層の一辺部と該拡散領域とに電気的に接触された比較的
    高濃度の第2のポリシリコン層を具備し、該入力電極金
    属を該第1のポリシリコン層に電気的に接触させたこと
    を特徴とする半導体集積回路の保−装置。
JP56100505A 1981-06-30 1981-06-30 半導体集積回路の保護装置 Pending JPS583285A (ja)

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