JPH05121684A - 保護ダイオードを備えたcmos半導体装置 - Google Patents

保護ダイオードを備えたcmos半導体装置

Info

Publication number
JPH05121684A
JPH05121684A JP3305691A JP30569191A JPH05121684A JP H05121684 A JPH05121684 A JP H05121684A JP 3305691 A JP3305691 A JP 3305691A JP 30569191 A JP30569191 A JP 30569191A JP H05121684 A JPH05121684 A JP H05121684A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
protection diode
diffusion layer
concentration
type diffusion
semiconductor device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3305691A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshio Niwa
寿雄 丹羽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP3305691A priority Critical patent/JPH05121684A/ja
Publication of JPH05121684A publication Critical patent/JPH05121684A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 LDD構造のCMOS半導体装置において静
電耐圧を向上させた保護ダイオードを設ける。 【構成】 半導体基板1に形成された保護ダイオードを
有するLDD構造のCMOS半導体装置において、Pウ
ェル2内に形成されるNチャネルMOSFETのソース
・ドレイン領域は高濃度n型拡散層4が低濃度n型拡散
層3に完全に覆われる構造を有し、Pウェル2内に形成
されるN型保護ダイオードの活性領域には低濃度n型拡
散層3を設けずに、PN接合面をPウェル2と高濃度n
型拡散層4の接合部で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、CMOS半導体装置
に関し、特に入力及び出力回路の静電破壊に対する保護
ダイオードを備えたLDD構造のCMOS半導体装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、CMOS半導体装置の入力回路に
は、内部の素子を保護するために抵抗やPN接合ダイオ
ードからなる保護回路が設けられている。かかる保護回
路の構成例として、例えば「CMOSVLSI設計の原
理」(富沢孝,松山泰男監訳,丸善発行,第196 頁)
に、図6に示すような標準的な入力保護回路が開示され
ている。図において、101 は入力パッド、102はPチャ
ネルMOSFET、103 はNチャネルMOSFET、R
は保護抵抗、D1 ,D2 は保護ダイオード、Cは入力容
量である。
【0003】一方、近年CMOSデバイスの微細化に伴
い、MOSFETのチャネル長が短くなり短チャネル効
果とホットキャリア効果が問題になってきており、これ
らの問題に対応するため、各種のLDD構造のCMOS
デバイスが提案されている。例えば、本件出願人は特開
平3−184372号において、NチャネルMOSFE
Tの低濃度ソース・ドレイン領域の形成後、Pチャネル
MOSFETの低濃度ソース・ドレイン領域の形成前
に、熱処理を加えることにより、NチャネルMOSFE
Tの低濃度ソース・ドレイン領域とゲート電極のオーバ
ーラップを増やして、ドレイン・ウェル間の空乏層がゲ
ートの側壁まで到達しないようにし、ゲートの側壁での
ホットエレクトロンの注入を防止するようにしたCMO
S半導体装置の製造方法を提案している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、CMOS半
導体装置の入力及び出力回路の静電破壊に対する保護ダ
イオードのPN接合部の構造は、一般的にMOSFET
のソース・ドレイン領域のPN接合の構造と同じに形成
されている。そのため、前記従来提案のCMOS半導体
装置の製造方法を用いて保護ダイオードを形成する場
合、図7に示すように、N型保護ダイオードのPN接合
部は、Pウェル102 と低濃度n型拡散層103の接合面で
構成される。なお図7において、101 はP型基板、104
は高濃度n型拡散層、105 はフィールド酸化膜、106 は
ゲート電極である。
【0005】この結果、N型保護ダイオードのPN接合
のブレークダウン電圧は、通常のPウェルと高濃度n型
拡散領域の接合部におけるブレークダウン電圧よりも上
昇してしまい、静電破壊に対する保護機能が低下してし
まう。
【0006】本発明は、ホットキャリア効果に対する信
頼性の高いLDD構造のCMOS半導体装置に保護ダイ
オードを設けた場合における上記問題点を解消させるた
めなされたもので、製造工程を複雑化させることなく静
電耐圧を向上させた保護ダイオードを備えたCMOS半
導体装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するため、本発明は、図1の概念図に示すように、半
導体基板1に形成された入力及び出力保護ダイオードを
備えたLDD構造のCMOS半導体装置において、Pウ
ェル2内に形成されているNチャネルMOSFETのソ
ース・ドレイン領域は高濃度n型拡散層4が低濃度n型
拡散層3に完全に覆われている構造を有しており、前記
入力及び出力保護ダイオードの中のPウェル2内に形成
されているN型保護ダイオードの活性領域には、前記N
チャネルMOSFETのソース・ドレイン領域を構成し
ている低濃度n型拡散層3を設けずに、N型保護ダイオ
ードのPN接合面をPウェル2と高濃度n型拡散層4の
接合部で構成するものである。
【0008】このように構成したCMOS半導体装置に
おいては、Pウェル2内に構成するN型保護ダイオード
がPウェル2と高濃度n型拡散領域4の接合面で形成し
ているので、低濃度n型拡散領域を形成する場合より
も、PN接合のブレークダウン電圧は低く設定され、C
MOSFETの静電耐圧を向上させることができる。ま
た製造工程時には、保護ダイオード部を低濃度n型拡散
領域形成時にレジストパターンでマスクすればよいの
で、使用マスクを変更するだけでよく、製造工程を増加
させることなく容易に形成することができる。
【0009】
【実施例】次に実施例について説明する。図2は、本発
明に係る保護ダイオードを備えたCMOS半導体装置の
第1実施例を示す断面構成図である。図2において、11
はP型基板、12はNウェル、13はPウェル、14は低濃度
n型拡散層、15は低濃度p型拡散層、16は高濃度n型拡
散層、17は高濃度p型拡散層、18はフィールド酸化膜、
19はゲート電極、20は絶縁膜、21はメタル層である。ま
たこの構成のCMOS半導体装置の等価回路を図3に示
す。図3において、31はN型保護ダイオード、32はP型
保護ダイオード、33はPチャネルMOSFET、34はN
チャネルMOSFET、35は入力端子である。
【0010】通常、MOSFETのゲート酸化膜の静電
耐圧は数十V程度しかないため、図3の等価回路に示す
ように、入力端子35と接地VSS間にN型保護ダイオード
31を、入力端子35と電源VDD間にP型保護ダイオード32
を接続し、印加静電電圧による電荷を吸収する役目を行
わせている。これらの保護ダイオードのブレークダウン
電圧を低下させ、ゲート酸化膜の保護機能を向上させる
ためには、ウェルと接合している拡散層の濃度を上げれ
ばよい。前記従来提案の製造方法を、そのまま適用した
場合、N型保護ダイオードの活性領域がNチャネルMO
SFETのソース・ドレイン領域と同じ構造になるの
で、活性領域内の高濃度n型拡散層は低濃度n型拡散層
に完全に覆われてしまうことになる。その結果、N型保
護ダイオードはPウェルと低濃度n型拡散層によるPN
接合となり、ブレークダウン電圧が高濃度n型拡散層に
よる接合よりも高くなり、保護機能が低下してしまう。
【0011】しかし本発明においては、上記実施例で示
すように、N型保護ダイオード31のPN接合面が、低濃
度n型拡散層4を設けずに、Pウェル13と高濃度n型拡
散層16とで形成されるようにしているので、従来の提案
のCMOS半導体装置の製造方法をそのまま用いて保護
ダイオードを形成した場合よりも、ブレークダウン電圧
を低下させることができる。そしてこのように低濃度n
型拡散層を設けずに、高濃度n型拡散層16を設ける場合
には、このCMOS半導体装置の低濃度n型拡散層形成
時に使用するレジストパターンと高濃度n型拡散層形成
時に使用するレジストパターンを変えて、N型保護ダイ
オードの領域には低濃度n型拡散層4が形成されず、高
濃度n型拡散層16のみ形成されるようにすればよい。
【0012】次に図4に基づいて本発明の第2実施例を
説明する。図4は保護ダイオードを備えたCMOS半導
体装置の出力回路を示す断面構成図で、図2に示した第
1実施例と同一又は対応する部分には同一符号を付して
示している。この実施例は、N型保護ダイオードを構成
する高濃度n型拡散層16を拡散抵抗として用い、これを
保護抵抗としての機能をもたせるようにしたもので、そ
の等価回路を図5に示す。この実施例では、N型保護ダ
イオード31を構成する高濃度n型拡散層16を拡散抵抗36
として用いるようにしたものを示したが、P型保護ダイ
オード32を構成する高濃度p型拡散層17を拡散抵抗とし
て使用するようにしても何ら差し支えない。なお図5に
おいて、37は出力端子である。
【0013】
【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明によれば、ホットキャリア効果に対する信頼性の
高いLDD構造のCMOS半導体装置において、Pウェ
ル内のN型保護ダイオードのPN接合を、低濃度n型拡
散層を設けずにPウェルと高濃度n型拡散層の接合部で
構成したので、製造工程を複雑化させることなく、静電
耐圧を向上させた保護ダイオードを備えたCMOS半導
体装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る保護ダイオードを備えたCMOS
半導体装置を説明するための概念図である。
【図2】本発明の第1実施例を示す断面構成図である。
【図3】第1実施例の等価回路図である。
【図4】本発明の第2実施例を示す断面構成図である。
【図5】第2実施例の等価回路図である。
【図6】一般的なCMOS半導体装置の入力保護回路を
示す回路構成図である。
【図7】従来提案のLDD構造のCMOS半導体装置の
製造方法を用いて形成した保護ダイオードを備えたCM
OS半導体装置の断面構成図である。
【符号の説明】
1 P型基板 2 Pウェル 3 低濃度n型拡散層 4 高濃度n型拡散層 5 フィールド酸化膜 6 ゲート電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/784 7342−4M H01L 27/08 321 H 8225−4M 29/78 301 P

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板に形成された入力及び出力保
    護ダイオードを備えたLDD構造のCMOS半導体装置
    において、Pウェル内に形成されているNチャネルMO
    SFETのソース・ドレイン領域は高濃度n型拡散層が
    低濃度n型拡散層に完全に覆われている構造を有してお
    り、前記入力及び出力保護ダイオードの中のPウェル内
    に形成されているN型保護ダイオードの活性領域には、
    前記NチャネルMOSFETのソース・ドレイン領域を
    構成している低濃度n型拡散層を設けずに、N型保護ダ
    イオードのPN接合面がPウェルと高濃度n型拡散層の
    接合部で構成されていることを特徴とする保護ダイオー
    ドを備えたCMOS半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記N型保護ダイオードを形成する高濃
    度n型拡散層を拡散抵抗として用いることを特徴とする
    請求項1記載の保護ダイオードを備えたCMOS半導体
    装置。
JP3305691A 1991-10-25 1991-10-25 保護ダイオードを備えたcmos半導体装置 Pending JPH05121684A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3305691A JPH05121684A (ja) 1991-10-25 1991-10-25 保護ダイオードを備えたcmos半導体装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3305691A JPH05121684A (ja) 1991-10-25 1991-10-25 保護ダイオードを備えたcmos半導体装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05121684A true JPH05121684A (ja) 1993-05-18

Family

ID=17948203

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3305691A Pending JPH05121684A (ja) 1991-10-25 1991-10-25 保護ダイオードを備えたcmos半導体装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05121684A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996021247A1 (en) * 1994-12-29 1996-07-11 Philip Shiota Method for fabricating devices for electrostatic discharge protection and voltage references, and the resulting structures
EP0834928A1 (en) * 1996-10-04 1998-04-08 Xerox Corporation Integrated circuit diode with a charge injecting node
EP0845829A3 (en) * 1996-11-12 1999-05-06 Xerox Corporation RF switching cells
JP2006286800A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Ricoh Co Ltd 半導体装置
JP2007139664A (ja) * 2005-11-21 2007-06-07 Nec Electronics Corp 電池電圧監視装置
JP2017098336A (ja) * 2015-11-19 2017-06-01 株式会社東海理化電機製作所 半導体集積回路及びその製造方法
JP2024125484A (ja) * 2023-03-06 2024-09-19 合肥晶合集成電路股▲ふん▼有限公司 半導体デバイス

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996021247A1 (en) * 1994-12-29 1996-07-11 Philip Shiota Method for fabricating devices for electrostatic discharge protection and voltage references, and the resulting structures
EP0834928A1 (en) * 1996-10-04 1998-04-08 Xerox Corporation Integrated circuit diode with a charge injecting node
EP0845829A3 (en) * 1996-11-12 1999-05-06 Xerox Corporation RF switching cells
JP2006286800A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Ricoh Co Ltd 半導体装置
JP2007139664A (ja) * 2005-11-21 2007-06-07 Nec Electronics Corp 電池電圧監視装置
JP2011043505A (ja) * 2005-11-21 2011-03-03 Renesas Electronics Corp 電池電圧測定装置
JP2017098336A (ja) * 2015-11-19 2017-06-01 株式会社東海理化電機製作所 半導体集積回路及びその製造方法
JP2024125484A (ja) * 2023-03-06 2024-09-19 合肥晶合集成電路股▲ふん▼有限公司 半導体デバイス

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7195958B1 (en) Methods of fabricating ESD protection structures
JPH06125048A (ja) 半導体構造とその製造方法、及び半導体デバイス
EP0324225A2 (en) Gated isolation structure
JPH0151070B2 (ja)
JP3456242B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
US7217980B2 (en) CMOS silicon-control-rectifier (SCR) structure for electrostatic discharge (ESD) protection
EP1048076B1 (en) Low trigger and holding voltage scr device for esd protection
US8232602B2 (en) ESD protection device for high performance IC
JPH05121684A (ja) 保護ダイオードを備えたcmos半導体装置
US5893733A (en) Method of forming an electrostatic-discharge protecting circuit
JP3184811B2 (ja) 高電圧電界効果トランジスタの形成方法
JPH07193195A (ja) Cmos集積回路装置
US6794715B1 (en) ESD protection device for high performance IC
US7462885B2 (en) ESD structure for high voltage ESD protection
JPH0575187B2 (ja)
JP4765014B2 (ja) 半導体集積回路装置およびその製造方法
US6395591B1 (en) Selective substrate implant process for decoupling analog and digital grounds
JPS63244874A (ja) 入力保護回路
JP3283736B2 (ja) 半導体集積回路装置
JPH0691206B2 (ja) 半導体装置
JP2596366B2 (ja) 入出力保護素子
JPH05267586A (ja) 出力保護回路
JP3237269B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP3390336B2 (ja) 半導体集積回路装置及びその製造方法
JP3403007B2 (ja) 静電破壊保護素子

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20010321