JPH0936357A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH0936357A
JPH0936357A JP7181288A JP18128895A JPH0936357A JP H0936357 A JPH0936357 A JP H0936357A JP 7181288 A JP7181288 A JP 7181288A JP 18128895 A JP18128895 A JP 18128895A JP H0936357 A JPH0936357 A JP H0936357A
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JP
Japan
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diffusion region
concentration
semiconductor substrate
conductivity type
diffusion
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Pending
Application number
JP7181288A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Isao Miyanaga
績 宮永
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0936357A publication Critical patent/JPH0936357A/en
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  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低抵抗ソース、ドレインを有するトランジス
タを用いたLSIの静電破壊耐圧を向上させる。 【構成】 N型拡散領域10はNウェル5に囲まれるよ
うに形成され、入出力パッド13に接続され、N型拡散
領域11は、Nウェル5からはみ出して形成されてい
て、シリコン酸化膜8近傍ではP型半導体基板100と
直接接合する。またN型拡散領域12はGNDパッド9
8に接続されているとともにシリコン酸化膜8によりN
型拡散領域11とは分離されている。これにサージが印
加された場合、Nウェル5が抵抗成分となるため、N型
拡散領域11とP型半導体基板100との接合部分15
の電界が緩和され、放電によるこの接合部分15での破
壊が防止できる。
(57) [Abstract] [Purpose] To improve the electrostatic breakdown voltage of an LSI using a transistor having a low resistance source and drain. The N-type diffusion region 10 is formed so as to be surrounded by the N well 5 and is connected to the input / output pad 13. The N-type diffusion region 11 is formed so as to protrude from the N well 5, and the silicon oxide film 8 is formed. In the vicinity, it is directly bonded to the P-type semiconductor substrate 100. The N-type diffusion region 12 is the GND pad 9
8 and N by the silicon oxide film 8
It is separated from the type diffusion region 11. When a surge is applied to this, the N well 5 becomes a resistance component, so that the junction 15 between the N type diffusion region 11 and the P type semiconductor substrate 100 is formed.
The electric field of 1 is relaxed, and it is possible to prevent the destruction at the joint portion 15 due to the discharge.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路装置にお
ける静電破壊防止のための保護トランジスタおよび出力
トランジスタに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a protection transistor and an output transistor for preventing electrostatic breakdown in a semiconductor integrated circuit device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、LSIの高集積化、高速化に向け
て、トランジスタの寄生抵抗の削減がはかられている。
その代表的な技術としてトランジスタのソース、ドレイ
ンのシリサイド化技術が挙げられる。これはソース、ド
レイン拡散領域表面をシリサイド化することによりソー
ス、ドレイン抵抗を削減するというものである。更にこ
の技術によりソース、ドレイン面積を縮小化が容易にな
るため、LSIの高集積化及び高速化が実現できる。し
かしながら、ソース、ドレインの低抵抗化はLSIの静
電破壊耐圧の著しい低下をもたらす。これはLSIの静
電破壊を防止するための保護トランジスタにおいて、サ
ージ印加時にソース、ドレインの低抵抗化のためPN接
合の電界強度が著しく増大し、保護トランジスタ自体が
静電破壊してしまうからである。
2. Description of the Related Art In recent years, efforts have been made to reduce the parasitic resistance of transistors for higher integration and higher speed of LSIs.
As a typical technique therefor, there is a technique of siliciding the source and drain of a transistor. This is to reduce the source / drain resistance by siliciding the surface of the source / drain diffusion region. Furthermore, this technique facilitates reduction of the source and drain areas, so that high integration and high speed of LSI can be realized. However, lowering the resistance of the source and drain brings about a significant decrease in the electrostatic breakdown voltage of the LSI. This is because, in the protection transistor for preventing electrostatic breakdown of the LSI, the electric field strength of the PN junction is remarkably increased due to the low resistance of the source and drain when a surge is applied, and the protection transistor itself is electrostatically destroyed. is there.

【0003】そこで上記の破壊を防止するため、従来以
下のような構造の保護トランジスタが提案されている。
Therefore, in order to prevent the above-mentioned destruction, a protection transistor having the following structure has been conventionally proposed.

【0004】図9は従来の保護トランジスタの構造断面
図を示すものである。図9において、100はP型半導
体基板、1は低濃度のNウェル(例えば1017/cm3
度)、2及び103はシリコン酸化膜、3及び4は高濃
度(例えば1020/cm3程度)のN型拡散領域、101及
び102は各々N型拡散領域3及び4表面上に形成され
たチタンシリサイド膜、13は外部電極となる入出力パ
ッド、98はGNDパッドである。ここでN型拡散領域
3はP型半導体基板100上にNウェル1に囲まれるよ
うに形成されており、N型拡散領域4はGNDパッドに
接続されている。
FIG. 9 is a structural sectional view of a conventional protection transistor. In FIG. 9, 100 is a P-type semiconductor substrate, 1 is a low concentration N well (for example, about 10 17 / cm 3 ), 2 and 103 are silicon oxide films, and 3 and 4 are high concentration (for example, 10 20 / cm 3). ), N-type diffusion regions, 101 and 102 are titanium silicide films formed on the surfaces of N-type diffusion regions 3 and 4, 13 is an input / output pad serving as an external electrode, and 98 is a GND pad. Here, the N type diffusion region 3 is formed on the P type semiconductor substrate 100 so as to be surrounded by the N well 1, and the N type diffusion region 4 is connected to the GND pad.

【0005】上記の構成により静電破壊保護用のNPN
ラテラルバイポーラトランジスタ95が形成されてい
る。即ちN型拡散領域3及びNウェル1がコレクタ、P
型半導体基板100がベース、N型拡散領域4がエミッ
タとなっている。
With the above structure, the NPN for electrostatic breakdown protection
A lateral bipolar transistor 95 is formed. That is, the N-type diffusion region 3 and the N well 1 are collectors, P
The type semiconductor substrate 100 serves as a base, and the N type diffusion region 4 serves as an emitter.

【0006】以上のように構成された保護トランジスタ
に、入出力パッド13から+のサージが印加されたと
き、保護トランジスタ95がONしてN型拡散領域4か
らGNDパッドを通じて外部に放電電流が流れるが、N
ウェル1が抵抗成分となりN型拡散領域3とP型半導体
基板100間の電界を緩和して破壊を防止することがで
きる。
When a positive surge is applied from the input / output pad 13 to the protection transistor configured as described above, the protection transistor 95 is turned on and a discharge current flows from the N-type diffusion region 4 to the outside through the GND pad. But N
The well 1 serves as a resistance component, and the electric field between the N-type diffusion region 3 and the P-type semiconductor substrate 100 can be relaxed to prevent destruction.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、Nウェル1、N型拡散領域4は別々のマ
スクを用いて形成するために、両者間の距離即ち保護ト
ランジスタのベース幅を拡げなければならず、従って放
電速度が低下し、その結果LSIの内部回路の破壊耐圧
が低下するという問題点を有していた。また加えて上記
ベース幅のばらつきが大きいため、保護トランジスタ9
5の放電特性を均一にすることができないという問題点
も有していた。
However, in the above structure, since the N well 1 and the N type diffusion region 4 are formed by using different masks, the distance between them, that is, the base width of the protection transistor is increased. Therefore, there is a problem in that the discharge rate is reduced, and as a result, the breakdown voltage of the internal circuit of the LSI is reduced. In addition, since the variation in the base width is large, the protection transistor 9
There was also a problem that the discharge characteristics of No. 5 could not be made uniform.

【0008】本発明は上記問題点に鑑み、トランジスタ
のソース、ドレインの低抵抗化をはかっても、高い静電
破壊耐圧を保持することのできる保護トランジスタを提
供するものである。
In view of the above problems, the present invention provides a protection transistor capable of maintaining a high electrostatic breakdown voltage even when the source and drain of the transistor have a low resistance.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の半導体装置は、第1道電型の半導体基板上
に形成された第2道電型の第1、第2および第3の高濃
度の拡散領域および第2道電型の低濃度の拡散層を有
し、第1の拡散領域は拡散層内に形成され且つ外部電極
に接続され、第2の拡散領域は電源電極または接地電極
に接続され、第3の拡散領域は拡散層により第1の拡散
領域と分離され且つ拡散層と接触且つ電気的に接続さ
れ、更に第2の拡散領域と第1道電型の半導体基板によ
って分離された構成となっている。
In order to solve the above-mentioned problems, a semiconductor device of the present invention is provided with a second road type first, second and third semiconductor devices formed on a first road type semiconductor substrate. 3 has a high-concentration diffusion region and a second road type low-concentration diffusion layer, the first diffusion region is formed in the diffusion layer and connected to an external electrode, and the second diffusion region is a power electrode. Alternatively, the third diffusion region is connected to the ground electrode, the third diffusion region is separated from the first diffusion region by the diffusion layer, is in contact with and electrically connected to the diffusion layer, and is further connected to the second diffusion region and the first conductive type semiconductor. It is separated by the substrate.

【0010】また本発明の半導体装置は、第1道電型の
半導体基板上に形成された第2道電型の第1、第2、第
3および第4の高濃度の拡散領域および第2道電型の第
1および第2の低濃度の拡散層を有し、第1の拡散領域
は第1の拡散層内に形成され且つ外部電極に接続され、
第2の拡散領域は第2の拡散層内に形成され且つ電源電
極または接地電極に接続され、第3の拡散領域は第1の
拡散層により第1の拡散領域と分離され且つ第1の拡散
層と接触且つ電気的に接続され、第4の拡散領域は第2
の拡散層により第2の拡散領域と分離され且つ第2の拡
散層と接触且つ電気的に接続され、更に第3と第4の拡
散領域は第1道電型の半導体基板によって分離された構
成となっている。
In the semiconductor device of the present invention, the second conductive type first, second, third, and fourth high-concentration diffusion regions and the second conductive type formed on the first conductive type semiconductor substrate are provided. A first and a second low-concentration diffusion layer of electric conductivity type, wherein the first diffusion region is formed in the first diffusion layer and connected to an external electrode;
The second diffusion region is formed in the second diffusion layer and connected to the power supply electrode or the ground electrode, the third diffusion region is separated from the first diffusion region by the first diffusion layer, and the first diffusion region is formed. The fourth diffusion region is in contact with and electrically connected to the layer, and the fourth diffusion region is the second diffusion region.
Is separated from the second diffusion region by the first diffusion layer and is in contact with and electrically connected to the second diffusion layer, and the third and fourth diffusion regions are separated from each other by the first conductive type semiconductor substrate. Has become.

【0011】[0011]

【作用】本発明は上記した構成によって、高濃度の拡散
領域間で形成されたバイポーラ保護トランジスタ及びそ
のコレクタまたはエミッタに低濃度の拡散層により抵抗
成分を形成することにより、保護トランジスタのベース
幅を微細に形成でき、かつその放電特性のばらつきを小
さくすることができる。
According to the present invention, the base width of the protection transistor is increased by forming the resistance component in the bipolar protection transistor formed between the high-concentration diffusion regions and the collector or the emitter thereof by the low-concentration diffusion layer. It can be formed finely and the variation in its discharge characteristics can be reduced.

【0012】[0012]

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0013】(実施例1)図1は本発明の第1の実施例
における集積回路装置の静電破壊保護トランジスタの構
造断面図、図2は同実施例における平面図を示すもので
ある。図1において、100はP型半導体基板、5は低
濃度のNウェル(例えば1017/cm3程度)、6、7、
8、9はシリコン酸化膜、10、11、12は高濃度
(例えば1020/cm3程度)のN型拡散領域、80、8
1、82はN型拡散領域10、11、12表面上に形成
されたチタンシリサイド膜、13は外部電極となる入出
力パッド、98はGNDパッドである。N型拡散領域1
0はP型半導体基板100上にNウェル5に囲まれるよ
うに形成されている。またこのN型拡散領域10は入出
力パッド13に接続されている。またこの入出力パッド
13は集積回路装置の内部回路と接続している。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a structural sectional view of an electrostatic discharge protection transistor of an integrated circuit device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the embodiment. In FIG. 1, 100 is a P-type semiconductor substrate, 5 is a low-concentration N well (for example, about 10 17 / cm 3 ), 6, 7,
8 and 9 are silicon oxide films, 10, 11 and 12 are high concentration
N type diffusion region (for example, about 10 20 / cm 3 ), 80, 8
Reference numerals 1 and 82 are titanium silicide films formed on the surfaces of the N-type diffusion regions 10, 11 and 12, 13 is an input / output pad serving as an external electrode, and 98 is a GND pad. N-type diffusion region 1
0 is formed on the P-type semiconductor substrate 100 so as to be surrounded by the N well 5. The N type diffusion region 10 is connected to the input / output pad 13. The input / output pad 13 is connected to the internal circuit of the integrated circuit device.

【0014】N型拡散領域11は、Nウェル5からはみ
出した形で形成されており、Nウェル5とは領域14で
接続しているが、シリコン酸化膜8近傍の領域15では
P型半導体基板100と直接接合している。またN型拡
散領域10とはシリコン酸化膜7により分離されてい
る。N型拡散領域12はGNDパッド98に接続されて
いるとともにシリコン酸化膜8によりN型拡散領域11
とは分離されている。上記の構成により静電破壊保護用
のNPNラテラルバイポーラトランジスタ16が形成さ
れている。即ちN型拡散領域10、Nウェル5およびN
型拡散領域11がコレクタ、P型半導体基板100がベ
ース、N型拡散領域12がエミッタとなっている。
The N-type diffusion region 11 is formed so as to protrude from the N-well 5 and is connected to the N-well 5 in the region 14, but in the region 15 near the silicon oxide film 8 the P-type semiconductor substrate. It is directly bonded to 100. The N-type diffusion region 10 is separated by the silicon oxide film 7. The N type diffusion region 12 is connected to the GND pad 98 and the N type diffusion region 11 is formed by the silicon oxide film 8.
Is separated from. With the above configuration, the NPN lateral bipolar transistor 16 for electrostatic breakdown protection is formed. That is, the N type diffusion region 10, the N well 5 and the N type
The type diffusion region 11 is a collector, the P-type semiconductor substrate 100 is a base, and the N-type diffusion region 12 is an emitter.

【0015】このような構造の保護トランジスタ16
に、入出力パッド13から+のサージが印加されGND
パッド98に放電される場合、放電電流はN型拡散領域
10、Nウェル5を介してN型拡散領域11に流れ込
み、保護トランジスタ16がONしてP型半導体基板1
00を通じてN型拡散領域12から流れ出すが、このと
きN型拡散領域10、11表面がチタンシリサイド化さ
れ低抵抗となっていても、N型拡散領域10と11間のN
ウェル5が抵抗成分となるため、N型拡散領域11とP
型半導体基板100との接合部分15の電界が緩和さ
れ、放電によるこの接合部分15での破壊が防止でき
る。又、N型拡散領域10はNウェル5に囲まれている
ため、P型半導体基板100との間で接合破壊は生じな
い。更に本実施例ではN型拡散領域11と12との分離
幅が保護トランジスタ16のベース幅となるため、ベー
ス幅を微細化することができ、その結果保護トランジス
タ16の放電速度の向上による内部回路の静電破壊耐圧
向上がはかられる。又、拡散領域間の分離は寸法制御が
容易なので保護トランジスタ16の放電特性を均一にす
ることができる。
The protection transistor 16 having such a structure
Is applied with a + surge from the input / output pad 13,
When discharged to the pad 98, the discharge current flows into the N-type diffusion region 11 through the N-type diffusion region 10 and the N-well 5, and the protection transistor 16 is turned on to turn on the P-type semiconductor substrate 1.
Flow out from the N-type diffusion regions 12 through 00, but at this time, even if the surfaces of the N-type diffusion regions 10 and 11 are titanium silicide and have low resistance, the N between the N-type diffusion regions 10 and 11 is reduced.
Since the well 5 becomes a resistance component, the N-type diffusion region 11 and P
The electric field at the junction 15 with the type semiconductor substrate 100 is relaxed, and the destruction at the junction 15 due to discharge can be prevented. Moreover, since the N-type diffusion region 10 is surrounded by the N-well 5, no junction breakdown occurs with the P-type semiconductor substrate 100. Further, in the present embodiment, the separation width between the N-type diffusion regions 11 and 12 becomes the base width of the protection transistor 16, so that the base width can be miniaturized, and as a result, the discharge speed of the protection transistor 16 is improved and the internal circuit is improved. The electrostatic breakdown voltage can be improved. Further, since the size of the diffusion regions can be easily controlled, the discharge characteristic of the protection transistor 16 can be made uniform.

【0016】(実施例2)図3は本発明第2の実施例に
おける集積回路装置の静電破壊保護トランジスタの構造
断面図、図4はその平面図を示すものである。N型拡散
領域24、25、Nウェル20は、図1及び図2のN型
拡散領域10、11、Nウェル5と同様の構成になって
いる。
(Embodiment 2) FIG. 3 is a structural sectional view of an electrostatic breakdown protection transistor of an integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a plan view thereof. The N type diffusion regions 24 and 25 and the N well 20 have the same configurations as the N type diffusion regions 10 and 11 and the N well 5 of FIGS.

【0017】図3では高濃度のN型拡散領域25、26
及びゲート電極27によりMOSトランジスタが形成さ
れており、N型拡散領域25は、Nウェル20からはみ
出した形で形成されており、ゲート電極27近傍の領域
ではP型半導体基板100と直接接合している。このよ
うな構成において、入出力パッド13に+のサージが印
加されGNDパッド98に放電される場合、放電電流は
N型拡散領域24、Nウェル20を介してN型拡散領域
25に流れ込み、更にN型拡散領域25、26、P型半
導体基板100より形成される寄生NPNラテラルバイ
ポーラトランジスタ94がONしてP型半導体基板10
0を通じてN型拡散領域26から外部へ流れ出すが、上
記第1の実施例と同様にN型拡散領域25、26表面が
チタンシリサイド化され低抵抗となっていても、N型拡
散領域24、25間のNウェル20が抵抗成分となるた
め、N型拡散領域25とP型半導体基板100との接合
部分32の電界が緩和され、放電によるこの接合部分3
2での破壊が防止できる。そして上記の構成のMOSト
ランジスタを集積回路装置内部からの信号を外部へ伝達
する出力トランジスタとして用いることにより高静電破
壊耐圧の出力トランジスタが実現出きる。
In FIG. 3, high-concentration N-type diffusion regions 25 and 26 are shown.
A MOS transistor is formed by the gate electrode 27 and the N-type diffusion region 25 is formed so as to protrude from the N-well 20. In the region near the gate electrode 27, the N-type diffusion region 25 is directly bonded to the P-type semiconductor substrate 100. There is. In such a configuration, when a + surge is applied to the input / output pad 13 and the GND pad 98 is discharged, the discharge current flows into the N-type diffusion region 25 via the N-type diffusion region 24 and the N-well 20, and further, The parasitic NPN lateral bipolar transistor 94 formed by the N-type diffusion regions 25 and 26 and the P-type semiconductor substrate 100 is turned on to turn on the P-type semiconductor substrate 10.
0 flows out from the N-type diffusion regions 26 through 0, but even if the surfaces of the N-type diffusion regions 25 and 26 are made into titanium silicide and have a low resistance as in the first embodiment, the N-type diffusion regions 24 and 25 are formed. Since the N well 20 between them serves as a resistance component, the electric field at the junction portion 32 between the N type diffusion region 25 and the P type semiconductor substrate 100 is relaxed, and this junction portion 3 due to discharge is formed.
The destruction at 2 can be prevented. By using the MOS transistor having the above structure as an output transistor for transmitting a signal from the inside of the integrated circuit device to the outside, an output transistor having a high electrostatic breakdown voltage can be realized.

【0018】なお上記の第1及び第2の実施例のN型拡
散領域12、26はそれぞれGNDパッドに接続されて
いるが、これらは電源パッドに接続されていてもよいこ
とはいうまでもない。
The N-type diffusion regions 12 and 26 of the first and second embodiments are connected to the GND pad, respectively, but it goes without saying that they may be connected to the power supply pad. .

【0019】(実施例3)図5は本発明第3の実施例に
おける集積回路装置の静電破壊保護トランジスタの構造
断面図、図6はその平面図を示すものである。図5にお
いて、100はP型半導体基板、33、34は低濃度の
Nウェル(例えば1017/cm3程度)、35、36、3
7、38、39はシリコン酸化膜、39、40、41、
42は高濃度(例えば1020/cm3程度)のN型拡散領
域、86、87、88、89はN型拡散領域39、4
0、41、42表面上に形成されたチタンシリサイド
膜、13は外部電極となる入出力パッド、99は電源パ
ッドである。N型拡散領域39、40、Nウェル33
は、図1のN型拡散領域10、11、Nウェル5と同様
の構成になっている。更に本実施例では、N型拡散領域
42はP型半導体基板100上にNウェル34に囲まれ
るように形成されている。またこのN型拡散領域42は
電源パッド99に接続されている。N型拡散領域41
は、Nウェル34からはみ出した形で形成されていて、
Nウェル34とは領域46で接続しているが、シリコン
酸化膜37近傍の領域ではP型半導体基板100と直接
接合している。またN型拡散領域40と41とはシリコ
ン酸化膜37により分離されている。
(Embodiment 3) FIG. 5 is a structural sectional view of an electrostatic breakdown protection transistor of an integrated circuit device according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a plan view thereof. In FIG. 5, 100 is a P-type semiconductor substrate, 33 and 34 are low-concentration N wells (for example, about 10 17 / cm 3 ), 35, 36, and 3.
7, 38, 39 are silicon oxide films, 39, 40, 41,
42 is a high concentration (for example, about 10 20 / cm 3 ) N-type diffusion region, and 86, 87, 88, 89 are N-type diffusion regions 39, 4
A titanium silicide film formed on the surfaces of 0, 41 and 42, 13 is an input / output pad serving as an external electrode, and 99 is a power supply pad. N type diffusion regions 39 and 40, N well 33
Has the same configuration as the N type diffusion regions 10 and 11 and the N well 5 in FIG. Further, in this embodiment, the N type diffusion region 42 is formed on the P type semiconductor substrate 100 so as to be surrounded by the N well 34. The N type diffusion region 42 is connected to the power supply pad 99. N type diffusion region 41
Is formed to protrude from the N well 34,
The region 46 is connected to the N well 34, but is directly joined to the P type semiconductor substrate 100 in the region near the silicon oxide film 37. The N type diffusion regions 40 and 41 are separated by the silicon oxide film 37.

【0020】上記の構成により静電破壊保護用のNPN
ラテラルバイポーラトランジスタ43が形成されてい
る。即ちN型拡散領域39、Nウェル33およびN型拡
散領域40がコレクタ、P型半導体基板100がベー
ス、N型拡散領域41、Nウェル34およびN型拡散領
域42がエミッタとなっている。
With the above structure, the NPN for electrostatic breakdown protection
A lateral bipolar transistor 43 is formed. That is, the N type diffusion region 39, the N well 33 and the N type diffusion region 40 are collectors, the P type semiconductor substrate 100 is the base, and the N type diffusion region 41, the N well 34 and the N type diffusion region 42 are the emitters.

【0021】このような構造の保護トランジスタ43
に、入出力パッド13から+のサージが印加され電源パ
ッド99に放電される場合、第1の実施例と同様にN型
拡散領域39、40間のNウェル33が抵抗成分となる
ため、N型拡散領域40とP型半導体基板100との接
合部分44の電界が緩和され、放電によるこの接合部分
44での破壊が防止できる。更に本実施例では、電源パ
ッド99から+のサージが印加され入出力パッド13に
放電される場合、同様にN型拡散領域41、42間のNウ
ェル34が抵抗成分となるため、N型拡散領域41とP
型半導体基板100との接合部分45の電界が緩和さ
れ、放電によるこの接合部分45での破壊が防止でき
る。又、N型拡散領域40と41との分離幅が保護トラ
ンジスタ43のベース幅となるため、ベース幅を微細化
することができ、その結果保護トランジスタ43の放電
速度の向上による内部回路の静電破壊耐圧向上が図られ
る。
The protection transistor 43 having such a structure
When a + surge is applied from the input / output pad 13 to the power supply pad 99, the N well 33 between the N type diffusion regions 39 and 40 becomes a resistance component as in the first embodiment. The electric field at the junction portion 44 between the type diffusion region 40 and the P-type semiconductor substrate 100 is relaxed, and breakdown at the junction portion 44 due to discharge can be prevented. Further, in the present embodiment, when the + surge is applied from the power supply pad 99 and is discharged to the input / output pad 13, the N well 34 between the N type diffusion regions 41 and 42 also becomes a resistance component, so that the N type diffusion is performed. Area 41 and P
The electric field at the junction 45 with the type semiconductor substrate 100 is relaxed, and the destruction at the junction 45 due to discharge can be prevented. Further, since the separation width between the N-type diffusion regions 40 and 41 becomes the base width of the protection transistor 43, the base width can be miniaturized, and as a result, the discharge speed of the protection transistor 43 is improved and the electrostatic capacitance of the internal circuit is improved. The breakdown voltage can be improved.

【0022】(実施例4)図7は本発明第4の実施例に
おける集積回路装置の静電破壊保護トランジスタの構造
断面図、図8はその平面図を示すものである。第4の実
施例は第3の実施例とほぼ同様の構造になっているが、
第3の実施例ではN型拡散領域40と41がシリコン酸
化膜37で分離されているのに対し、第4の実施例では
N型拡散領域59、60およびゲート電極によりMOS
トランジスタが形成されている点が異なる。
(Embodiment 4) FIG. 7 is a structural sectional view of an electrostatic breakdown protection transistor of an integrated circuit device according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a plan view thereof. The fourth embodiment has almost the same structure as the third embodiment,
In the third embodiment, the N-type diffusion regions 40 and 41 are separated by the silicon oxide film 37, whereas in the fourth embodiment, the N-type diffusion regions 59 and 60 and the gate electrode form the MOS.
The difference is that transistors are formed.

【0023】このような構成において、入出力パッド1
3に+のサージが印加され電源パッド99に放電される
場合、あるいは電源パッド99から+のサージが印加さ
れ入出力パッド13に放電される場合、第3の実施例と
同様にN型拡散領域58、59間のNウェル52が抵抗
成分となるため、あるいはN型拡散領域60、61間の
Nウェル53が抵抗成分となるため、N型拡散領域59
とP型半導体基板100との接合部分96あるいはN型
拡散領域60とP型半導体基板100との接合部分65
の電界が緩和され、これら接合部分での破壊が防止でき
る。そして上記の構成のMOSトランジスタを集積回路
装置内部からの信号を外部へ伝達する出力トランジスタ
として用いることにより高静電破壊耐圧の出力トランジ
スタが実現できる。
In such a structure, the input / output pad 1
When a + surge is applied to 3 and is discharged to the power supply pad 99, or when a + surge is applied from the power supply pad 99 and is discharged to the input / output pad 13, the N-type diffusion region is formed as in the third embodiment. Since the N well 52 between 58 and 59 has a resistance component, or the N well 53 between the N type diffusion regions 60 and 61 has a resistance component, the N type diffusion region 59.
And a P-type semiconductor substrate 100 are joined together 96 or an N-type diffusion region 60 and a P-type semiconductor substrate 100 are joined together 65.
The electric field of is relaxed, and destruction at these junctions can be prevented. An output transistor having a high electrostatic breakdown voltage can be realized by using the MOS transistor having the above structure as an output transistor for transmitting a signal from the inside of the integrated circuit device to the outside.

【0024】なお上記の第3及び第4の実施例のN型拡
散領域42、61はそれぞれ電源パッドに接続されてい
るが、これらはGNDパッドに接続されていてもよい。
Although the N-type diffusion regions 42 and 61 of the third and fourth embodiments are connected to the power supply pads, they may be connected to the GND pad.

【0025】又、第1、第2、第3及び第4の実施例で
はいずれもNPNの寄生バイポーラトランジスタが形成
されているが、PNPで寄生バイポーラトランジスタが
形成されていてもよい。
In each of the first, second, third and fourth embodiments, the NPN parasitic bipolar transistor is formed, but the PNP parasitic bipolar transistor may be formed.

【0026】更に第1、第2、第3及び第4の実施例の
N型拡散領域表面にはチタンシリサイド膜が形成されて
いるが、例えばコバルトシリサイド膜等他のシリサイド
膜が形成されていても、または金属膜が堆積されていて
も静電破壊耐圧向上に対し同様の効果が得られる。
Further, a titanium silicide film is formed on the surface of the N type diffusion region in the first, second, third and fourth embodiments, but another silicide film such as a cobalt silicide film is formed. Also, even if a metal film is deposited, the same effect can be obtained for improving the electrostatic breakdown voltage.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上のように本発明は、分離された高濃
度の拡散領域間で形成されたバイポーラ保護トランジス
タ及びそのコレクタまたはエミッタに低濃度の拡散層に
より抵抗成分を形成することにより、サージ印加時、高
濃度の拡散領域と半導体基板との接合部分の電界が緩和
され、サージ放電によるこの接合部分の破壊が防止出
き、また保護トランジスタのベース幅を微細化すること
ができるので、その保護トランジスタの放電速度の向上
による内部回路の静電破壊耐圧向上がはかられる。又、
高濃度拡散領域間の分離は寸法制御が容易なので保護ト
ランジスタの放電特性を均一にすることができる。
As described above, according to the present invention, a surge component is formed by forming a resistance component in the bipolar protection transistor formed between the separated high-concentration diffusion regions and its collector or emitter by the low-concentration diffusion layer. At the time of application, the electric field at the junction between the high-concentration diffusion region and the semiconductor substrate is relaxed, destruction of this junction due to surge discharge can be prevented, and the base width of the protection transistor can be miniaturized. By improving the discharge speed of the protection transistor, the electrostatic breakdown voltage of the internal circuit can be improved. or,
The separation between the high-concentration diffusion regions is easy to control in size, so that the discharge characteristics of the protection transistor can be made uniform.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例における静電破壊保護ト
ランジスタの構造断面図
FIG. 1 is a structural sectional view of an electrostatic breakdown protection transistor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例における静電破壊保護ト
ランジスタの平面図
FIG. 2 is a plan view of an electrostatic breakdown protection transistor according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施例における静電破壊保m護
トランジスタの構造断面図
FIG. 3 is a structural sectional view of an electrostatic breakdown protection transistor according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施例における静電破壊保護ト
ランジスタの平面図
FIG. 4 is a plan view of an electrostatic breakdown protection transistor according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施例における静電破壊保護ト
ランジスタの構造断面図
FIG. 5 is a structural sectional view of an electrostatic breakdown protection transistor according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施例における静電破壊保護ト
ランジスタの平面図
FIG. 6 is a plan view of an electrostatic breakdown protection transistor according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第4の実施例における静電破壊保護ト
ランジスタの構造断面図
FIG. 7 is a structural sectional view of an electrostatic breakdown protection transistor according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第4の実施例における静電破壊保護ト
ランジスタの平面図
FIG. 8 is a plan view of an electrostatic breakdown protection transistor according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】従来の静電破壊保護トランジスタの構造断面図FIG. 9 is a structural cross-sectional view of a conventional electrostatic breakdown protection transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、5、20 Nウェル 2、6、7、8、9 シリコン酸化膜 3、4、10、11、12 N型拡散領域 13 入出力パッド 14 N型拡散領域とNウェルの接続領域 15 N型拡散領域とP型半導体基板との接合部分 16 NPN寄生ラテラルバイポーラトランジスタ 17、18 N型拡散領域と金属配線間のコンタクト部
分 19、20 金属配線 27 ゲート電極 80、81、82 チタンシリサイド膜 98 GNDパッド 99 電源パッド 100 P型半導体基板
1, 5, 20 N well 2, 6, 7, 8, 9 Silicon oxide film 3, 4, 10, 11, 12 N type diffusion region 13 Input / output pad 14 N type diffusion region and N well connection region 15 N type Junction portion between diffusion region and P-type semiconductor substrate 16 NPN parasitic lateral bipolar transistor 17, 18 Contact portion between N-type diffusion region and metal wiring 19, 20 Metal wiring 27 Gate electrodes 80, 81, 82 Titanium silicide film 98 GND pad 99 power supply pad 100 P-type semiconductor substrate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/73 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location H01L 29/73

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1の導電型を有する半導体基板上に形成
された第2の導電型を有する低濃度拡散層と、前記低濃
度拡散層上に形成され、外部電極に接続された第2の導
電型を有する高濃度の第1の拡散領域と、前記低濃度拡
散層から前記半導体基板上に延在するよう形成された第
2の導電型を有する高濃度の第2の拡散領域と、前記半
導体基板上に形成され、電源電極または接地電極に接続
された第2の導電型を有する高濃度の第3の拡散領域と
を有する半導体装置であって、前記第1の拡散領域と前
記第2の拡散領域は第1の絶縁層により分離され、前記
第2の拡散領域と前記第3の拡散領域は第2の絶縁層に
より分離されていることを特徴とする半導体装置。
1. A low concentration diffusion layer having a second conductivity type formed on a semiconductor substrate having a first conductivity type, and a second concentration diffusion layer formed on the low concentration diffusion layer and connected to an external electrode. A high-concentration first diffusion region having a conductivity type, and a high-concentration second diffusion region having a second conductivity type formed so as to extend from the low-concentration diffusion layer onto the semiconductor substrate. A high-concentration third diffusion region of a second conductivity type formed on the semiconductor substrate and connected to a power supply electrode or a ground electrode, the semiconductor device comprising: the first diffusion region and the first diffusion region. The second diffusion region is separated by a first insulating layer, and the second diffusion region and the third diffusion region are separated by a second insulating layer.
【請求項2】第1の導電型を有する半導体基板上に形成
された第2の導電型を有する低濃度拡散層と、前記低濃
度拡散層上に形成され、外部電極に接続された第2の導
電型を有する高濃度の第1の拡散領域と、前記低濃度拡
散層から前記半導体基板上に延在するよう形成された第
2の導電型を有する高濃度の第2の拡散領域と、前記半
導体基板上に形成され、電源電極または接地電極に接続
された第2の導電型を有する高濃度の第3の拡散領域と
を有する半導体装置であって、前記第1の拡散領域と前
記第2の拡散領域は第1の絶縁層により分離され、前記
第2の拡散領域と前記第3の拡散領域は前記半導体基板
により分離され、前記第2の拡散領域と前記第3の拡散
領域を分離している前記半導体基板上にゲート絶縁膜を
介して形成されたゲート電極が形成され、前記ゲート絶
縁膜、前記ゲート電極、前記第2の拡散領域及び前記第
3の拡散領域とでMOSトランジスタを形成することを
特徴とする半導体装置。
2. A low concentration diffusion layer having a second conductivity type formed on a semiconductor substrate having a first conductivity type, and a second concentration diffusion layer formed on the low concentration diffusion layer and connected to an external electrode. A high-concentration first diffusion region having a conductivity type, and a high-concentration second diffusion region having a second conductivity type formed so as to extend from the low-concentration diffusion layer onto the semiconductor substrate. A high-concentration third diffusion region of a second conductivity type formed on the semiconductor substrate and connected to a power supply electrode or a ground electrode, the semiconductor device comprising: the first diffusion region and the first diffusion region. The second diffusion region is separated by a first insulating layer, the second diffusion region and the third diffusion region are separated by the semiconductor substrate, and the second diffusion region and the third diffusion region are separated. Formed on the semiconductor substrate via a gate insulating film Over gate electrode is formed, the gate insulating film, said gate electrode, a semiconductor device and forming a MOS transistor in said second diffusion region and said third diffusion region.
【請求項3】第1の導電型を有する半導体基板上に形成
された第2の導電型を有する第1の低濃度拡散層と、前
記第1の低濃度拡散層上に形成され、外部電極に接続さ
れた第2の導電型を有する高濃度の第1の拡散領域と、
前記第1の低濃度拡散層から前記半導体基板上に延在す
るよう形成された第2の導電型を有する高濃度の第2の
拡散領域と、前記第1の導電型を有する半導体基板上に
形成された第2の導電型を有する第2の低濃度拡散層
と、前記第2の低濃度拡散層上に形成され、電源電極ま
たは接地電極に接続された第2の導電型を有する高濃度
の第3の拡散領域と、前記第2の低濃度拡散層から前記
半導体基板上に延在するよう形成された第2の導電型を
有する高濃度の第4の拡散領域とを有する半導体装置で
あって、前記第1の拡散領域と前記第2の拡散領域は第
1の絶縁層により分離され、前記第2の拡散領域と前記
第4の拡散領域は第2の絶縁層により分離され、前記第
4の拡散領域と前記第3の拡散領域は第3の絶縁層によ
り分離されていることを特徴とする半導体装置。
3. A first low concentration diffusion layer having a second conductivity type formed on a semiconductor substrate having a first conductivity type, and an external electrode formed on the first low concentration diffusion layer. A high concentration first diffusion region having a second conductivity type connected to
A high-concentration second diffusion region having a second conductivity type formed so as to extend from the first low-concentration diffusion layer onto the semiconductor substrate, and a semiconductor substrate having the first conductivity type on the second diffusion region. A second low-concentration diffusion layer having the second conductivity type formed, and a high-concentration second conductivity type formed on the second low-concentration diffusion layer and connected to a power supply electrode or a ground electrode. And a high-concentration fourth diffusion region having a second conductivity type and formed to extend from the second low-concentration diffusion layer onto the semiconductor substrate. Wherein the first diffusion region and the second diffusion region are separated by a first insulating layer, the second diffusion region and the fourth diffusion region are separated by a second insulating layer, and The fourth diffusion region and the third diffusion region are separated by a third insulating layer. Wherein a.
【請求項4】第1の導電型を有する半導体基板上に形成
された第2の導電型を有する第1の低濃度拡散層と、前
記第1の低濃度拡散層上に形成され、外部電極に接続さ
れた第2の導電型を有する高濃度の第1の拡散領域と、
前記第1の低濃度拡散層から前記半導体基板上に延在す
るよう形成された第2の導電型を有する高濃度の第2の
拡散領域と、前記第1の導電型を有する半導体基板上に
形成された第2の導電型を有する第2の低濃度拡散層
と、前記第2の低濃度拡散層上に形成され、電源電極ま
たは接地電極に接続された第2の導電型を有する高濃度
の第3の拡散領域と、前記第2の低濃度拡散層から前記
半導体基板上に延在するよう形成された第2の導電型を
有する高濃度の第4の拡散領域とを有する半導体装置で
あって、前記第1の拡散領域と前記第2の拡散領域は第
1の絶縁層により分離され、前記第2の拡散領域と前記
第4の拡散領域は第2の絶縁層により分離され、前記第
4の拡散領域と前記第3の拡散領域は第3の絶縁層によ
り分離され、前記第2の拡散領域と前記第4の拡散領域
を分離している前記半導体基板上にゲート絶縁膜を介し
て形成されたゲート電極が形成され、前記ゲート絶縁
膜、前記ゲート電極、前記第2の拡散領域及び前記第4
の拡散領域とでMOSトランジスタを形成することを特
徴とする半導体装置。
4. A first low-concentration diffusion layer having a second conductivity type formed on a semiconductor substrate having a first conductivity type, and an external electrode formed on the first low-concentration diffusion layer. A high concentration first diffusion region having a second conductivity type connected to
A high-concentration second diffusion region having a second conductivity type formed so as to extend from the first low-concentration diffusion layer onto the semiconductor substrate, and a semiconductor substrate having the first conductivity type on the second diffusion region. A second low-concentration diffusion layer having the second conductivity type formed, and a high-concentration second conductivity type formed on the second low-concentration diffusion layer and connected to a power supply electrode or a ground electrode. And a high-concentration fourth diffusion region having a second conductivity type and formed to extend from the second low-concentration diffusion layer onto the semiconductor substrate. Wherein the first diffusion region and the second diffusion region are separated by a first insulating layer, the second diffusion region and the fourth diffusion region are separated by a second insulating layer, and The fourth diffusion region and the third diffusion region are separated by a third insulating layer, A gate electrode formed via a gate insulating film on the semiconductor substrate separating the diffusion region from the fourth diffusion region, the gate insulating film, the gate electrode, and the second diffusion region. And the fourth
Forming a MOS transistor with the diffusion region of the semiconductor device.
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