JPH01185974A - Mis−fet - Google Patents

Mis−fet

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JPH01185974A
JPH01185974A JP63011512A JP1151288A JPH01185974A JP H01185974 A JPH01185974 A JP H01185974A JP 63011512 A JP63011512 A JP 63011512A JP 1151288 A JP1151288 A JP 1151288A JP H01185974 A JPH01185974 A JP H01185974A
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drain
electrode
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fet
insulating film
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Nobuhiko Osawa
大澤 信彦
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Pioneer Corp
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Pioneer Video Corp
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/10Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
    • H10D62/102Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration
    • H10D62/103Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse-biased devices
    • H10D62/105Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse-biased devices by having particular doping profiles, shapes or arrangements of PN junctions; by having supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE] 
    • H10D62/108Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse-biased devices by having particular doping profiles, shapes or arrangements of PN junctions; by having supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE]  having localised breakdown regions, e.g. built-in avalanching regions 
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D89/00Aspects of integrated devices not covered by groups H10D84/00 - H10D88/00
    • H10D89/60Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD]
    • H10D89/601Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD] for devices having insulated gate electrodes, e.g. for IGFETs or IGBTs

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】 技術分野 本発明は、電界効果トランジスタ(以下、FETと称す
)に関し、特にM I S (MetalInsula
tor Sea+1conductor )構造のFE
Tに関する。
背景技術 従来のMI 5−FETにより構成される集積回路の出
力段は、シリコンゲート相補型MOS(以下、シリコン
ゲートC−MOSと称す)インバータによって形成する
場合、第4図及び第5図に示す如き構造となっていた。
これら両図において同等部分は同一符号によって示され
ており、これら両図に示す構造は次のようにして得られ
る。すなわち、N型の半導体基板1の1主面のNチャン
ネルFETを形成する領域にホウ素イオン等を注入した
のち熱処理を行なってP−ウェル領域3を形成する。し
かる後にNチャンネル及びPチャンネルFETを形成す
る領域以外の領域に選択酸化によってLOGOS酸化膜
2を形成する。こののち、N型の半導体基板1の1主面
のFETを形成する領域にゲート酸化膜4を形成し、ポ
リシリコンゲート電極5を形成する。このポリシリコン
ゲート電極5及びLOCO8酸化膜2をマスクとして不
純物の導入を行なってNチャンネルFETのドレイン領
域6a及びソース領域7a並びにPチャンネルFETの
ドレイン領域6b及びソース領域7bを形成する。この
のち、CVD酸化膜8を堆積してコンタクトホール部と
なる部分の酸化膜をフォトエツチングにより除去し、ア
ルミニウム等の導電層を全面に蒸着後、フォトエツチン
グにより配線パターンを形成して、ソース電極9a、9
b及びドレイン電極10を形成する。そうすると、第4
図及び第5図に示す如きシリコンゲートC−MOSイン
バータが完成する。
以上の構造において、スイッチング速度や電流特性の点
からドレイン電極10をパッド電極に直接接続すると、
パッド電極に外部から静電気による高電圧が印加された
とき、電界の状態を表わす電気力線が構造上張も集中す
るドレイン領域6a及び6bとゲート電極5との間で絶
縁膜破壊が生じ易く、また、ドレイン領域6aとP−ウ
ェル領域3間及びドレイン領域6bと基板1間で接合破
壊が生じ易いという問題が生じる。
そこで、第6図に示す如くシリコンゲートC−MOSイ
ンバータを形成するPチャンネル及びNチャンネルFE
T11.12のドレイン電極とパッド電極13間に拡散
またはポリシリコン等で形成された抵抗体14が接続さ
れた装置が考案された。また、第7図に示す如くシリコ
ンゲートC−MOSインバータを形成するPチャンネル
及びNチャンネルFET11.12のドレイン電極に並
列に接続されかつFET15.16及び抵抗17.18
からなるダミーFET回路19が設けられた装置も考案
された。
しかしながら、抵抗14が接続された第6図に示す如き
装置においては、この抵抗14と出力負荷容量との積分
作用による出力信号の立ち上り速度及び立ち下がり速度
の低下、発振等の問題があった。また、ダミーFET回
路19が設けられた第7図に示す如き装置においては、
降伏が生じるゲート側のドレイン領域と基板間の接合表
面部分が延長されるので、この部分の降伏電流密度を下
げることができ、静電気に対する強度の向上を所定の駆
動能力を維持しつつ達成し得るが、出力段の面積は必然
的に大になるという欠点があった。
発明の概要 本発明は、上記の如き従来のMI 5−FETの欠点に
鑑みてなされたものであって、出力の電気的特性を劣化
させずかつチップ上の占有面積を増大させることなく耐
静電気強度を向上させることができるMIS−FETを
提供することを目的とする。
本発明によるMI 5−FETは、絶縁膜上におけるド
レイン領域の近傍においてゲート電極に接することなく
分布しかつソース領域ないしはサブストレート領域に接
続された電極が設けられていることを特徴としている。
実施例 以下、本発明の実施例につき第1図乃至第3図を参照し
て詳細に説明する。
第1図及び第2図は、本発明によるMIS−FETによ
って形成されたシリコンゲートC−MOSインバータの
構成を第4図及び第5図と同様に示した図である。第1
図及び第2図に、おいて同等部分は同一符号によって示
されている。これら両図において、N型の半導体基板1
の1主面における選択酸化によるLOGO3酸化膜2、
P−ウェル領域3及びゲート酸化膜4は第4図及び第5
図の装置と同様に形成される。しかしながら、本例にお
いては、こののちポリシリコンゲート電極5を形成する
と同時にこのポリシリコンゲート電極5と共にドレイン
領域となる部分を囲むように電極20a、20bを形成
する。このポリシリコンゲート電極5及び電極20a、
20b並びにLOCO8酸化膜2をマスクとして不純物
の導入を行なってNチャンネルFETのドレイン領域6
a及びソース領域7a並びにPチャンネルFETのドレ
イン領域6b及びソース領域7bを形成する。
こののち、CVD酸化膜8を堆積したのちコンタクトホ
ール部となる部分の酸化膜をフォトエツチングにより除
去し、アルミニウム等の導電層を全面に蒸着後、フォト
エツチングにより配線パターンを形成して、ソース電極
9a、9b及びドレイン電極10を形成する。尚、この
とき電極20a及び20bがそれぞれソース電極9a及
び9bに接続されるように配線パターンの形成のための
アルミニウムの蒸着の直前に行なわれる酸化膜8の除去
を行なう。そうすると、第1図及び第2図に示す如きシ
リコンゲー) C−MOSが完成する。
以上の構成において電極20a、20bは、その周縁が
ドレイン領域6a、6bとP−ウェル領域3或いは基板
1との接合面と、ゲート酸化膜4の表面との交線によっ
て形成される長方形におけるゲート電極5に接する辺を
除く他の辺に接するように形成される。また、電極20
a、20bは、ソース電極9a、9bに接続されるので
、空乏層の広がりは第3図に示す如くなる。すなわち、
接合表面近傍の空乏層21はゲート電極5近傍において
、ゲート電極5の影響で幅が狭くなり、この部分で降伏
が生じることとなる。ところが、空乏層21は、電極2
0a、20bが存在するので、電極2Qa、20b近傍
においても一点鎖線で示す如く狭くなり、この部分にお
いても降伏が生じて降伏時の電流密度が低下することな
る。尚、破線は電極20a、20bが存在しない場合の
状態を示している。
このように、電気力線が最も集中するドレイン−基板接
合のゲート領域側表面部分が実質的にドレイン周囲長と
ほぼ同じ程度まで延長されて降伏時の電流密度が低下す
るので、パッド電極からドレイン領域に加わる静電気に
対してゲート絶縁膜破壊やドレイン−基板間の接合破壊
を防止することができ、出力特性を劣化させる保護抵抗
や大面積を必要とするダミーFET回路を設けることな
く、静電気に対して高い強度を有する装置を形成するこ
とが可能となる。
尚、上記実施例においては、電極20a、20bは周縁
がドレイン領域6a、6bとP−ウェル領域3或いは基
板1との接合面と、ゲート酸化膜4の表面との交線によ
って形成される長方形におけるゲート電極5に接する辺
を除く他の辺に接するように形成されるとしたが、電極
20a、20bはドレイン領域6a、6bとP−ウェル
領域3或いは基板1との、接合面と、ゲート酸化膜4の
表面との交線によって形成される長方形におけるゲート
電極5に接する辺を除く他の辺を覆うように形成しても
よく、更には当該辺から若干離れた位置に形成してもよ
い。。
また、上記実施例においては電極20a、20bは、ソ
ース電極9a、9bに接続されているが、電極20a、
20bをサブストレート領域に接続してもよい。
以上、シリコンゲートC−MO8の場合について説明し
たが、本発明はPチャンネルFET及びNチャンネルF
ETのうちのいずれか一方のみからなる装置或いはゲー
ト電極がアルミニウムで形成された装置に適用すること
もできる。
発明の効果 以上詳述した如く本発明によるMI 5−FETにおい
ては、絶縁膜上におけるドレイン領域の近傍においてゲ
ート電極に接することなく分布しかつソース領域に接続
された電極が設けられているので、ドレイン降伏時の電
流密度が低下し、パッド電極からドレイン領域に加わる
静電気によるゲート絶縁膜破壊やドレイン−基板間の接
合破壊を防止することができる。このため、本発明によ
るMIS−FETによれば、出力特性を劣化させる保護
抵抗や大面積を必要とするダミーFET回路等を設ける
ことなく、静電気に対して高い強度を有する装置を形成
することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示す平面図、第2図は、
第1図のAA’線断面図、第3図は、空乏層を示す図、
第4図は、従来のMIS−FETを示す平面図、第5図
は、第4図のAA’線断面図、第6図及び第7図は、従
来のMI 5−FETによるC−MOSインバータによ
って構成された出力段を示す回路図である。 主要部分の符号の説明 5・・・・・・ゲート電極 6a、6b・・・・・・ドレイン領域 7a、7b・・・・・・ソース領域 20a、20b・・・・・・電極

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  所定導電型の半導体層と、前記半導体層内に互いに離
    間して形成されたソース領域及びドレイン領域と、前記
    ソース領域とドレイン領域間の前記半導体層の表面に絶
    縁膜を介して設けられたゲート電極とからなるMIS−
    FETであって、前記絶縁膜上における前記ドレイン領
    域の近傍において前記ゲート電極に接することなく分布
    しかつ前記ソース領域に接続された電極を備えたことを
    特徴とするMIS−FET。
JP63011512A 1988-01-21 1988-01-21 Mis−fet Expired - Lifetime JP2598446B2 (ja)

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