JPH10313113A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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Publication number
JPH10313113A
JPH10313113A JP12270297A JP12270297A JPH10313113A JP H10313113 A JPH10313113 A JP H10313113A JP 12270297 A JP12270297 A JP 12270297A JP 12270297 A JP12270297 A JP 12270297A JP H10313113 A JPH10313113 A JP H10313113A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
source
mosfet
gate electrode
concentration impurity
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP12270297A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Okawa
和彦 大川
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Filing date
Publication date
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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】ゲート電極側壁(サイドウオール)絶縁膜を有
するLDD構造の半導体装置において、製造工程および
占有面積を増加させることなく静電気耐圧(ESD)を
向上させる。 【解決手段】同一トランジスタ内において、ドレイン領
域の一部分のみ低濃度不純物拡散領域が形成されない領
域110を持つ構造とする。MOSFETのA−A’断
面においては、ソ−ス領域102は低濃度不純物拡散領
域108と高濃度不純物拡散領域107から構成されて
いるが、ドレイン領域101は高濃度不純物拡散領域の
みから構成されている。これに対しB−B’断面におい
ては、ソ−ス領域102、ドレイン領域101ともに低
濃度不純物拡散領域と高濃度不純物拡散領域から構成さ
れている。 【効果】低電圧で雪崩降伏現象を発生させることが可能
となる。
(57) Abstract: In a semiconductor device having an LDD structure having a gate electrode side wall (sidewall) insulating film, electrostatic breakdown voltage (ESD) is improved without increasing a manufacturing process and an occupied area. In the same transistor, only a part of a drain region has a region in which a low concentration impurity diffusion region is not formed. In the AA 'cross section of the MOSFET, the source region 102 is composed of the low concentration impurity diffusion region 108 and the high concentration impurity diffusion region 107, while the drain region 101 is composed of only the high concentration impurity diffusion region. I have. On the other hand, in the BB 'section, both the source region 102 and the drain region 101 are composed of a low concentration impurity diffusion region and a high concentration impurity diffusion region. [Effect] An avalanche breakdown phenomenon can be generated at a low voltage.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置に関し、
特に静電気等の高電圧から半導体装置を保護するための
回路構造に関する。
The present invention relates to a semiconductor device,
In particular, the present invention relates to a circuit structure for protecting a semiconductor device from high voltage such as static electricity.

【0002】[0002]

【従来の技術】MOSFETにおいては、ホットキャリ
アによるトランジスタ特性の劣化を防ぐため、高濃度不
純物拡散領域をゲート電極直下から離し、低濃度不純物
拡散領域を高濃度不純物拡散領域よりもチャネル側に形
成することによって、性能の向上と特性劣化の防止をは
かる、LDD(Lightly Doped Drai
n)構造を採用してきた。LDD構造のトランジスタは
図6に示すようにゲート電極606形成後に不純物導入
によって低濃度不純物拡散領域608、611を形成
後、ゲ−ト電極606とゲ−ト電極側壁(サイドウォー
ル)の絶縁膜605をマスクにして同じく不純物導入に
より高濃度不純物拡散領域604、609が形成され
る。したがって入出力パッドに接続される出力トランジ
スタや静電気等から半導体装置を保護するための保護回
路を構成するMOSFETは、論理を構成するトランジ
スタと同一の構造となり、高抵抗である低濃度不純物拡
散領域に高電圧が加えられた状態で静電気等の放電が行
われるため、ESD(Electro Static
Discharge)耐圧が著しく低下する結果となっ
た。この問題を解決すべく、特開昭63−275160
号公報に開示されるように、保護素子を形成するMOS
FETの低濃度不純物領域の濃度を論理を構成するMO
SFETよりも上げ、低濃度拡散層の抵抗を下げる方法
がある。また、特開平2−180068号公報に示され
るようにパッドに接続されるドレインを高濃度拡散領域
のみで形成し、雪崩降伏電圧を低下させることによって
ESD耐圧を向上させる方法もある。
2. Description of the Related Art In a MOSFET, in order to prevent deterioration of transistor characteristics due to hot carriers, a high-concentration impurity diffusion region is separated from immediately below a gate electrode, and a low-concentration impurity diffusion region is formed closer to a channel than a high-concentration impurity diffusion region. In this way, an LDD (Lightly Doped Drain) for improving performance and preventing deterioration of characteristics can be obtained.
n) A structure has been adopted. In the transistor having the LDD structure, as shown in FIG. 6, after the gate electrode 606 is formed, the low concentration impurity diffusion regions 608 and 611 are formed by introducing impurities, and then the gate electrode 606 and the insulating film 605 on the side wall (side wall) of the gate electrode are formed. Using as a mask, high-concentration impurity diffusion regions 604 and 609 are also formed by introducing impurities. Therefore, the output transistor connected to the input / output pad and the MOSFET forming the protection circuit for protecting the semiconductor device from static electricity and the like have the same structure as the transistor forming the logic, and are provided in the low-concentration impurity diffusion region having high resistance. Since a discharge such as static electricity is performed in a state where a high voltage is applied, an ESD (Electro Static) is generated.
Discharge), resulting in a remarkable decrease in breakdown voltage. In order to solve this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-275160
Patent Application Publication
MO that constitutes the logic of the low-concentration impurity region of the FET
There is a method of lowering the resistance of the low-concentration diffusion layer than that of the SFET. Further, as disclosed in JP-A-2-180068, there is a method in which a drain connected to a pad is formed only of a high-concentration diffusion region, and an avalanche breakdown voltage is reduced to improve an ESD withstand voltage.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭63−
275160号公報に開示される方法では、低濃度拡散
層の濃度を2種類形成する必要が生じ、製造工程の増加
を招くこととなる。また、特開平2−180068号公
報におけるトランジスタ構造の変更のみでは確実な動作
が期待できず、さらに保護回路としてのみ使用可能であ
り、MOSFETとしての動作は期待できないため面積
の増加を招く結果となる。そこで本発明は、このような
問題を解決するものであり、その目的とするところは、
工程、面積を増加させることなく、LDD構造を有する
半導体装置の静電気耐圧を向上させることである。
However, Japanese Patent Application Laid-Open No.
In the method disclosed in Japanese Patent No. 275160, it is necessary to form two concentrations of the low concentration diffusion layer, which leads to an increase in the number of manufacturing steps. Further, reliable operation cannot be expected only by changing the transistor structure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-180068, and furthermore, it can be used only as a protection circuit, and operation as a MOSFET cannot be expected, resulting in an increase in area. . Therefore, the present invention is to solve such a problem, and the purpose is to:
An object of the present invention is to improve the electrostatic withstand voltage of a semiconductor device having an LDD structure without increasing the number of steps and areas.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
は、ゲート電極に側壁絶縁膜を有するMOS型半導体装
置において、入出力パッドに金属配線層により電気的に
接続されたMOSFETのソ−ス/ドレイン領域のゲ−
ト電極側壁絶縁膜下の一部は低濃度不純物拡散領域が形
成されないことを特徴とする。また、ゲート電極に側壁
絶縁膜を有するMOS型半導体装置において、第1のソ
−ス/ドレイン領域が入出力パッドに金属配線層により
電気的に接続され、第2のソ−ス/ドレイン領域と前記
第1および第2のソ−ス/ドレイン領域間のチャネル領
域上に形成された第1のゲ−ト電極とが第1の電位を供
給する電源配線に接続された第1のMOSFETには、
前記第1および第2のソ−ス/ドレイン領域にゲ−ト電
極形成工程とゲ−ト電極側壁絶縁膜形成工程との間に形
成される低濃度拡散層が形成されず、第3のソ−ス/ド
レイン領域が入出力パッドに金属配線層により電気的に
接続され、第4のソ−ス/ドレイン領域が第1の電位を
供給する電源配線に接続され、前記第3および第4のソ
−ス/ドレイン領域間のチャネル上に形成された第2の
ゲ−ト電極が信号線に接続された第2のMOSFETに
は、低濃度拡散層が形成され、前記第1のMOSFET
は前記第2のMOSFETと入出力パッドの間に配置さ
れることを特徴とする。さらに、ゲート電極に側壁絶縁
膜を有するMOS型半導体装置において、第1のソ−ス
/ドレイン領域が入出力パッドに金属配線層により電気
的に接続され、第2のソ−ス/ドレイン領域と前記第1
および第2のソ−ス/ドレイン領域間のチャネル領域上
に形成された第1のゲ−ト電極とが第1の電位を供給す
る電源配線に接続された第1のMOSFETには、前記
第1および第2のソ−ス/ドレイン領域にゲ−ト電極形
成工程とゲ−ト電極側壁絶縁膜形成工程との間に形成さ
れる低濃度拡散層が形成されず、第3のソ−ス/ドレイ
ン領域が入出力パッドに金属配線層により電気的に接続
され、第4のソ−ス/ドレイン領域が第1の電位を供給
する電源配線に接続され、前記第3および第4のソ−ス
/ドレイン領域間のチャネル上に形成された第2のゲ−
ト電極が信号線に接続された第2のMOSFETには、
低濃度拡散層が形成され、前記第1のMOSFETは前
記第2のMOSFETよりも入出力パッドに対してイン
ピ−ダンスが低いことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION A semiconductor device according to the present invention is a MOS type semiconductor device having a side wall insulating film on a gate electrode, in which a source / source of a MOSFET electrically connected to an input / output pad by a metal wiring layer. Gate of drain region
The low concentration impurity diffusion region is not formed under a part of the gate electrode side wall insulating film. Further, in a MOS type semiconductor device having a side wall insulating film on a gate electrode, a first source / drain region is electrically connected to an input / output pad by a metal wiring layer, and is connected to a second source / drain region. A first MOSFET in which a first gate electrode formed on a channel region between the first and second source / drain regions is connected to a power supply line for supplying a first potential is provided. ,
The low concentration diffusion layer formed between the gate electrode forming step and the gate electrode side wall insulating film forming step is not formed in the first and second source / drain regions, and the third source / drain region is not formed. A source / drain region is electrically connected to an input / output pad by a metal wiring layer, a fourth source / drain region is connected to a power supply line for supplying a first potential, and the third and fourth A lightly doped diffusion layer is formed in a second MOSFET in which a second gate electrode formed on a channel between a source / drain region and a signal line is connected to the signal line.
Is disposed between the second MOSFET and the input / output pad. Further, in a MOS type semiconductor device having a side wall insulating film in a gate electrode, a first source / drain region is electrically connected to an input / output pad by a metal wiring layer, and is connected to a second source / drain region. The first
And a first MOSFET having a first gate electrode formed on a channel region between the second source / drain regions connected to a power supply line for supplying a first potential. The low concentration diffusion layer formed between the gate electrode forming step and the gate electrode side wall insulating film forming step is not formed in the first and second source / drain regions, and the third source is formed. / Drain region is electrically connected to an input / output pad by a metal wiring layer, a fourth source / drain region is connected to a power supply line supplying a first potential, and the third and fourth sources are connected to each other. Second gate formed on the channel between the source / drain regions.
In the second MOSFET whose gate electrode is connected to the signal line,
A low concentration diffusion layer is formed, and the first MOSFET has a lower impedance with respect to the input / output pad than the second MOSFET.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】以下、本発明による半導体装置を
の実施の形態を図1、図2、図3、図4、図5を用いて
説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a semiconductor device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1, 2, 3, 4, and 5. FIG.

【0006】図1(a)は本発明によるMOSFETの
平面構造を示す図であり、図1(b)および図1(c)
はそれぞれA−A’、B−B’での断面構造を示す図で
ある。101は、半導体装置外部とボンデイングにより
接続を行うためのパッドに金属配線層等を介して電気的
に接続されるドレイン領域であり、102は電源電位あ
るいは接地電位に金属配線層を介して接続されるソ−ス
領域である。103はゲ−ト電極であり、装置内部で処
理された信号によりMOSFETが論理動作を行う。こ
のMOSFETのA−A’断面においては図1(b)に
示されるごとく、ソ−ス領域102は低濃度不純物拡散
領域108と高濃度不純物拡散領域107から構成され
ているが、ドレイン領域101は高濃度不純物拡散領域
のみから構成されている。図1(a)では110の斜線
領域がこの領域にあたる。これに対し、図1(a)中、
B−B’における断面図である図1(c)においては、
ソ−ス領域102、ドレイン領域101ともに低濃度不
純物拡散領域と高濃度不純物拡散領域から構成されてい
る。従って同一トランジスタ内において、ドレイン領域
の一部分のみ低濃度不純物拡散領域が形成されない領域
110を持つ構造となっている。
FIG. 1A is a diagram showing a planar structure of a MOSFET according to the present invention, and FIG. 1B and FIG.
Is a diagram showing a cross-sectional structure at AA 'and BB', respectively. A drain region 101 is electrically connected to a pad for bonding to the outside of the semiconductor device via a metal wiring layer or the like, and a drain region 102 is connected to a power supply potential or a ground potential via the metal wiring layer. Source region. Reference numeral 103 denotes a gate electrode, and a MOSFET performs a logical operation according to a signal processed inside the device. As shown in FIG. 1B, in the AA 'cross section of this MOSFET, the source region 102 is composed of a low concentration impurity diffusion region 108 and a high concentration impurity diffusion region 107, while the drain region 101 is It is composed only of the high concentration impurity diffusion region. In FIG. 1A, a hatched area 110 corresponds to this area. On the other hand, in FIG.
In FIG. 1C, which is a cross-sectional view taken along line BB ′,
Both the source region 102 and the drain region 101 are composed of a low concentration impurity diffusion region and a high concentration impurity diffusion region. Accordingly, the same transistor has a structure in which only a part of the drain region has a region 110 in which the low-concentration impurity diffusion region is not formed.

【0007】図2は本発明による別の実施例を示す図で
ある。この例では、図2(a)の210の斜線領域のみ
が低濃度不純物拡散領域が形成されない領域となる。図
2(b)に示されるようにドレイン領域201において
も低濃度不純物拡散領域209は形成されるが、ゲ−ト
電極側の210で示される領域には低濃度不純物拡散領
域は形成されず、高濃度不純物拡散領域のみで接合を形
成している。
FIG. 2 is a diagram showing another embodiment according to the present invention. In this example, only the shaded region 210 in FIG. 2A is a region where the low concentration impurity diffusion region is not formed. As shown in FIG. 2B, a low-concentration impurity diffusion region 209 is also formed in the drain region 201, but no low-concentration impurity diffusion region is formed in the region indicated by 210 on the gate electrode side. The junction is formed only by the high concentration impurity diffusion region.

【0008】図1および図2に示されるMOSFETに
おいてパッドに接続されたドレイン領域に静電気等の高
電圧が加えられた場合の動作を図1および図3を用いて
説明する。装置外部からパッドを介してMOSFETの
ドレイン領域101に注入された電荷により、ドレイン
領域101の電位が上昇すると、ドレイン領域とウエル
領域によって形成されたPN接合が雪崩降伏現象を起こ
し、ウエル領域内に電荷が注入される。これによってウ
エル電位が上昇し、ソ−ス領域とウエル領域で形成され
るダイオ−ドが順方向に電流を流し始め、バイポ−ラ動
作を引き起こすことによってソ−ス領域103から電源
配線へ放電が行われる。この際、低濃度不純物拡散領域
が雪崩降伏現象を起こし始める電圧は図3の電流−電圧
曲線における301の電圧であり、高濃度不純物拡散領
域によって雪崩降伏現象が起こり始める電圧はこれより
低い302の電圧となる。これに対し、バイポ−ラ動作
を行っている間のクランプ電圧はバイポ−ラトランジス
タのベ−ス領域にあたるドレイン領域とソ−ス領域の間
隔によって決定される。図1(b)の構造のみの場合、
図3の304となり、図1(c)の構造のみ場合は図3
の303となって、間隔が狭いほど低電圧で放電が行わ
れるが、図1(b)と図1(c)の構造がともに存在し
ている本発明によるMOSFETの場合、図3の実線で
示される曲線を描く。従って、MOSFETに加えられ
る電圧の最大値は減少し、さらに放電中の電圧も降下す
ることによってMOSFETに加えられる過大な電圧ス
トレスが大幅に緩和されることとなる。また、本発明に
よるMOSFETでは一部分のみが低濃度不純物拡散領
域が形成されない領域となっているため、通常のMOS
FETとしての機能に支障は全くない。
The operation of the MOSFET shown in FIGS. 1 and 2 when a high voltage such as static electricity is applied to the drain region connected to the pad will be described with reference to FIGS. 1 and 3. When the potential of the drain region 101 rises due to charges injected into the MOSFET drain region 101 from the outside of the device via the pad, the PN junction formed by the drain region and the well region causes an avalanche breakdown phenomenon, and Charge is injected. As a result, the well potential rises, and a diode formed by the source region and the well region starts flowing a current in the forward direction, causing a bipolar operation to discharge from the source region 103 to the power supply wiring. Done. At this time, the voltage at which the low-concentration impurity diffusion region starts to cause the avalanche breakdown phenomenon is the voltage 301 in the current-voltage curve of FIG. 3, and the voltage at which the high-concentration impurity diffusion region starts to cause the avalanche breakdown phenomenon is lower than 302. Voltage. On the other hand, the clamp voltage during the bipolar operation is determined by the distance between the drain region corresponding to the base region of the bipolar transistor and the source region. In the case of only the structure of FIG.
Reference numeral 304 in FIG. 3 indicates that only the structure shown in FIG.
The discharge is performed at a lower voltage as the interval is smaller. In the case of the MOSFET according to the present invention in which the structures of FIGS. 1B and 1C are both present, the solid line in FIG. Draw the curve shown. Therefore, the maximum value of the voltage applied to the MOSFET is reduced, and the voltage during the discharge is also reduced, so that the excessive voltage stress applied to the MOSFET is greatly reduced. Further, in the MOSFET according to the present invention, only a part of the MOSFET is a region where the low concentration impurity diffusion region is not formed.
There is no hindrance to the function as an FET.

【0009】図4は本発明によるMOSFETの製造工
程順の断面構造の図である。図4(a)はゲ−ト酸化膜
402形成後の断面構造図である。素子分離領域401
に囲まれた素子形成領域にゲ−ト酸化膜402が形成さ
れている。その後、図4(b)に示されるように、ゲ−
ト電極403を多結晶シリコン層を堆積しパタ−ン化す
る事で形成する。次に低濃度不純物拡散領域を形成する
が、ソ−ス/ドレイン領域404の一部には低濃度不純
物拡散領域が形成されないようにするために、レジスト
マスク406を行った後に不純物注入を行い、ソ−ス/
ドレイン領域404とソ−ス/ドレイン領域405の一
部にのみ低濃度不純物拡散領域407、408が形成さ
れる場合を示している。さらにゲ−ト電極側壁絶縁膜4
09を形成して、素子形成領域全体に対し高濃度不純物
拡散領域の不純物注入を行うことによって図4(e)に
示されるソ−ス/ドレイン領域の一部のみが高濃度不純
物拡散領域のみで形成される素子構造となる。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a MOSFET according to the present invention in the order of manufacturing steps. FIG. 4A is a cross-sectional structure diagram after the gate oxide film 402 is formed. Element isolation region 401
A gate oxide film 402 is formed in an element formation region surrounded by. Thereafter, as shown in FIG.
The gate electrode 403 is formed by depositing a polycrystalline silicon layer and patterning it. Next, a low-concentration impurity diffusion region is formed. In order to prevent a low-concentration impurity diffusion region from being formed in a part of the source / drain region 404, an impurity is implanted after a resist mask 406 is formed. Source /
The case where low concentration impurity diffusion regions 407 and 408 are formed only in the drain region 404 and a part of the source / drain region 405 is shown. Further, the gate electrode side wall insulating film 4
In FIG. 4E, only a part of the source / drain region shown in FIG. 4E is formed of only the high-concentration impurity diffusion region. The element structure is formed.

【0010】図5は本発明によるMOSFETを専用保
護回路として使用した出力回路の配置の図である。50
1は装置外部との接続を行うためのパッドであり、金属
配線層502を介して本発明によるMOSFETのドレ
イン領域503とLDD構造の出力トランジスタのドレ
イン508とがコンタクト510により電気的に接続さ
れている。高濃度不純物拡散領域のみあるいは一部に低
濃度不純物拡散領域を形成しない構造からなるドレイン
領域503は、低濃度不純物拡散領域を持つドレイン領
域508にくらべ接合部での濃度差が大きくなるため雪
崩降伏が発生しやすくなっている。このドレイン503
を入出力パッド501に対してインピ−ダンスの低い、
パッドと出力トランジスタとの間に配置することによっ
て高電圧がパッドに加えられた際に高濃度不純物拡散領
域のみあるいは一部に低濃度不純物拡散領域を形成しな
い構造のドレイン503のみで雪崩降伏が発生し、並列
に接続された出力トランジスタのドレイン508では雪
崩降伏が発生しないため、保護回路のみで確実に放電が
行われることとなる。
FIG. 5 is an arrangement diagram of an output circuit using a MOSFET according to the present invention as a dedicated protection circuit. 50
Reference numeral 1 denotes a pad for making connection with the outside of the device. The drain 503 of the MOSFET according to the present invention and the drain 508 of the output transistor having the LDD structure are electrically connected to each other through a metal wiring layer 502 through a contact 510. I have. The drain region 503 having a structure in which only the high-concentration impurity diffusion region or a portion in which the low-concentration impurity diffusion region is not formed has a larger concentration difference at the junction than the drain region 508 having the low-concentration impurity diffusion region, so that avalanche breakdown occurs. Is easy to occur. This drain 503
With a low impedance with respect to the input / output pad 501,
By arranging between the pad and the output transistor, when a high voltage is applied to the pad, avalanche breakdown occurs only in the high-concentration impurity diffusion region or only in the drain 503 having a structure in which the low-concentration impurity diffusion region is not partially formed. Since the avalanche breakdown does not occur at the drain 508 of the output transistor connected in parallel, the discharge is reliably performed only by the protection circuit.

【0011】[0011]

【発明の効果】以上に示したように、本発明によるゲ−
ト電極側壁絶縁膜を有する半導体装置では、静電気等の
高電圧から半導体装置を保護するための保護回路として
使用されるMOSFETのソ−ス/ドレイン領域の一部
のみを低濃度不純物拡散領域を形成せず、ゲ−ト電極直
下に不純物拡散領域を延出させない構造とすることによ
って、雪崩降伏発生電圧の低電圧化をはかり、低電圧で
雪崩降伏現象を発生させることが可能となる。高濃度不
純物拡散領域とウエル領域との接合部分で発生した雪崩
降伏現象は低濃度不純物拡散領域が形成された、周辺の
ドレイン領域に広がりバイポ−ラ動作を促す。この際、
低濃度不純物拡散領域が形成された領域において低クラ
ンプ電圧で放電が行われるため、高いESD耐圧を持つ
ことが可能となる。さらに、本発明によればMOSFE
Tの機能を失うことがないため、不要に保護回路領域を
増加させることもない。また、本発明によるMOSFE
Tを保護回路として使用し出力端子において出力トラン
ジスタと併設する際に、パッドと出力トランジスタとの
間に高濃度不純物拡散領域のみあるいは一部のみ低濃度
不純物拡散領域を形成しないドレイン構造を持つ保護用
MOSFETを配置することによって、出力トランジス
タで雪崩降伏が発生することを防止し、出力トランジス
タの特性劣化を防ぐことができる。しかも、高濃度不純
物拡散領域のみあるいは低濃度不純物拡散領域を一部の
み形成しないドレイン領域は低濃度不純物拡散領域の不
純物注入が行われないことで形成されることから、本発
明によるMOSFETは工程増加を行うことなく形成す
ることが可能である。
As described above, the gate according to the present invention is used.
In a semiconductor device having a gate electrode side wall insulating film, a low concentration impurity diffusion region is formed only in a part of a source / drain region of a MOSFET used as a protection circuit for protecting the semiconductor device from high voltage such as static electricity. By adopting a structure in which the impurity diffusion region does not extend directly below the gate electrode, the avalanche breakdown generation voltage can be reduced, and the avalanche breakdown phenomenon can be generated at a low voltage. The avalanche breakdown phenomenon occurring at the junction between the high-concentration impurity diffusion region and the well region spreads to the peripheral drain region where the low-concentration impurity diffusion region is formed, and promotes bipolar operation. On this occasion,
Since discharge is performed at a low clamp voltage in the region where the low concentration impurity diffusion region is formed, it is possible to have a high ESD withstand voltage. Further, according to the present invention, the MOSFE
Since the function of T is not lost, the protection circuit area is not unnecessarily increased. Also, the MOSFE according to the present invention
When T is used as a protection circuit and the output terminal is provided together with the output transistor, a protection structure having a drain structure in which only the high-concentration impurity diffusion region or only a part of the low-concentration impurity diffusion region is not formed between the pad and the output transistor By arranging the MOSFET, it is possible to prevent avalanche breakdown from occurring in the output transistor, and to prevent deterioration in the characteristics of the output transistor. Moreover, the drain region in which only the high-concentration impurity diffusion region or only the low-concentration impurity diffusion region is not formed is formed by not implanting the impurity in the low-concentration impurity diffusion region. It is possible to form without performing.

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

【図1】本発明による半導体装置のMOSFETの実施
例の図である。
FIG. 1 is a diagram of an embodiment of a MOSFET of a semiconductor device according to the present invention.

【図2】本発明による半導体装置のMOSFETの実施
例の図である。
FIG. 2 is a diagram of an embodiment of a MOSFET of a semiconductor device according to the present invention.

【図3】本発明による半導体装置の放電時の電流−電圧
曲線である。
FIG. 3 is a current-voltage curve during discharge of a semiconductor device according to the present invention.

【図4】本発明による半導体装置の製造工程を示す工程
断面図である。
FIG. 4 is a process cross-sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor device according to the present invention.

【図5】本発明による半導体装置の出力端子の回路配置
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a circuit arrangement of output terminals of a semiconductor device according to the present invention.

【図6】従来の半導体装置の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101:MOSFETのドレイン領域 102:MOSFETのソ−ス領域 103:MOSFETのゲ−ト電極 104:MOSFETの高濃度不純物拡散領域 105:ゲ−ト電極側壁絶縁膜 106:ゲ−ト酸化膜 107:高濃度不純物拡散領域 108:低濃度不純物拡散領域 109:低濃度不純物拡散領域 110:低濃度不純物拡散領域が形成されない領域 201:MOSFETのドレイン領域 202:MOSFETのソ−ス領域 203:MOSFETのゲ−ト電極 204:高濃度不純物拡散領域 205:ゲ−ト電極側壁絶縁膜 206:ゲ−ト酸化膜 207:高濃度不純物拡散領域 208:低濃度不純物拡散領域 209:低濃度不純物拡散領域 210:低濃度不純物拡散領域が形成されない領域 301:高濃度不純物拡散領域による雪崩降伏現象発生
電圧 302:低濃度不純物拡散領域による雪崩降伏現象発生
電圧 303:低濃度不純物拡散領域がある場合のクランプ電
圧 304:低濃度不純物拡散領域がない場合のクランプ電
圧 401:素子分離領域 402:ゲ−ト酸化膜 403:ゲ−ト電極 404:MOSFETのドレイン領域 405:MOSFETのソ−ス領域 406:レジストマスク 407:低濃度不純物拡散領域 408:低濃度不純物拡散領域 409:ゲ−ト電極側壁絶縁膜 410:高濃度不純物拡散領域 411:高濃度不純物拡散領域 501:入出力パッド 502:入出力パッドとMOSFETのドレイン領域と
を接続する金属配線 503:保護用MOSFETのドレイン領域 504:保護用MOSFETのゲ−ト電極 505:保護用MOSFETのソ−ス領域 506:電源配線 507:出力MOSFETのソ−ス領域 508:出力MOSFETのドレイン領域 509:信号線 510:コンタクトホ−ル 601:入出力パッド 602:入出力パッドとMOSFETのドレイン領域と
を接続する金属配線 603:MOSFETのドレイン領域 604:高濃度不純物拡散領域 605:ゲ−ト電極側壁絶縁膜 606:ゲ−ト電極 607:ゲ−ト酸化膜 608:MOSFETのソ−ス領域 609:高濃度不純物拡散領域 610:低濃度不純物拡散領域 611:低濃度不純物拡散領域
101: MOSFET drain region 102: MOSFET source region 103: MOSFET gate electrode 104: MOSFET high concentration impurity diffusion region 105: Gate electrode side wall insulating film 106: Gate oxide film 107: High High concentration impurity diffusion region 108: Low concentration impurity diffusion region 109: Low concentration impurity diffusion region 110: A region where the low concentration impurity diffusion region is not formed 201: MOSFET drain region 202: MOSFET source region 203: MOSFET gate Electrode 204: High concentration impurity diffusion region 205: Gate electrode side wall insulating film 206: Gate oxide film 207: High concentration impurity diffusion region 208: Low concentration impurity diffusion region 209: Low concentration impurity diffusion region 210: Low concentration impurity A region where a diffusion region is not formed. Avalanche breakdown phenomenon generation voltage 302: avalanche breakdown phenomenon generation voltage due to low concentration impurity diffusion region 303: clamp voltage in the presence of low concentration impurity diffusion region 304: clamp voltage in the absence of low concentration impurity diffusion region 401: element isolation region 402: Gate oxide film 403: Gate electrode 404: MOSFET drain region 405: MOSFET source region 406: Resist mask 407: Low concentration impurity diffusion region 408: Low concentration impurity diffusion region 409: Gate Electrode side wall insulating film 410: high concentration impurity diffusion region 411: high concentration impurity diffusion region 501: input / output pad 502: metal wiring connecting input / output pad and drain region of MOSFET 503: drain region of protection MOSFET 504: protection Gate electrode 505 for protection MOSFET: Protection MOS ET source region 506: power supply wiring 507: output MOSFET source region 508: output MOSFET drain region 509: signal line 510: contact hole 601: input / output pad 602: input / output pad and MOSFET drain 603: High-concentration impurity diffusion region 605: Gate electrode side wall insulating film 606: Gate electrode 607: Gate oxide film 608: MOSFET source region 609: High concentration impurity diffusion region 610: Low concentration impurity diffusion region 611: Low concentration impurity diffusion region

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ゲート電極に側壁絶縁膜を有するMOS型
半導体装置において、入出力パッドに金属配線層により
電気的に接続されたMOSFETのソ−ス/ドレイン領
域のゲ−ト電極側壁絶縁膜下の一部は低濃度不純物拡散
領域が形成されないことを特徴とする半導体装置。
In a MOS type semiconductor device having a side wall insulating film in a gate electrode, a source / drain region of a MOSFET electrically connected to an input / output pad by a metal wiring layer under a gate electrode side wall insulating film. A semiconductor device, wherein a low concentration impurity diffusion region is not formed in a part of the semiconductor device.
【請求項2】ゲート電極に側壁絶縁膜を有するMOS型
半導体装置において、第1のソ−ス/ドレイン領域が入
出力パッドに金属配線層により電気的に接続され、第2
のソ−ス/ドレイン領域と前記第1および第2のソ−ス
/ドレイン領域間のチャネル領域上に形成された第1の
ゲ−ト電極とが第1の電位を供給する電源配線に接続さ
れた第1のMOSFETには、前記第1および第2のソ
−ス/ドレイン領域にゲ−ト電極形成工程とゲ−ト電極
側壁絶縁膜形成工程との間に形成される低濃度拡散層が
形成されず、第3のソ−ス/ドレイン領域が入出力パッ
ドに金属配線層により電気的に接続され、第4のソ−ス
/ドレイン領域が第1の電位を供給する電源配線に接続
され、前記第3および第4のソ−ス/ドレイン領域間の
チャネル上に形成された第2のゲ−ト電極が信号線に接
続された第2のMOSFETには、低濃度拡散層が形成
され、前記第1のMOSFETは前記第2のMOSFE
Tと入出力パッドの間に配置されることを特徴とする半
導体装置。
2. A MOS type semiconductor device having a side wall insulating film in a gate electrode, wherein a first source / drain region is electrically connected to an input / output pad by a metal wiring layer, and
Source / drain region and a first gate electrode formed on a channel region between the first and second source / drain regions are connected to a power supply line for supplying a first potential. The first MOSFET thus formed has a low-concentration diffusion layer formed between the gate electrode forming step and the gate electrode side wall insulating film forming step in the first and second source / drain regions. Is not formed, the third source / drain region is electrically connected to the input / output pad by a metal wiring layer, and the fourth source / drain region is connected to the power supply line supplying the first potential. A low-concentration diffusion layer is formed in a second MOSFET in which a second gate electrode formed on a channel between the third and fourth source / drain regions is connected to a signal line. And the first MOSFET is connected to the second MOSFET.
A semiconductor device disposed between T and an input / output pad.
【請求項3】ゲート電極に側壁絶縁膜を有するMOS型
半導体装置において、第1のソ−ス/ドレイン領域が入
出力パッドに金属配線層により電気的に接続され、第2
のソ−ス/ドレイン領域と前記第1および第2のソ−ス
/ドレイン領域間のチャネル領域上に形成された第1の
ゲ−ト電極とが第1の電位を供給する電源配線に接続さ
れた第1のMOSFETには、前記第1および第2のソ
−ス/ドレイン領域にゲ−ト電極形成工程とゲ−ト電極
側壁絶縁膜形成工程との間に形成される低濃度拡散層が
形成されず、第3のソ−ス/ドレイン領域が入出力パッ
ドに金属配線層により電気的に接続され、第4のソ−ス
/ドレイン領域が第1の電位を供給する電源配線に接続
され、前記第3および第4のソ−ス/ドレイン領域間の
チャネル上に形成された第2のゲ−ト電極が信号線に接
続された第2のMOSFETには、低濃度拡散層が形成
され、前記第1のMOSFETは前記第2のMOSFE
Tよりも入出力パッドに対してインピ−ダンスが低いこ
とを特徴とする半導体装置。
3. A MOS type semiconductor device having a side wall insulating film on a gate electrode, wherein a first source / drain region is electrically connected to an input / output pad by a metal wiring layer, and
Source / drain region and a first gate electrode formed on a channel region between the first and second source / drain regions are connected to a power supply line for supplying a first potential. The first MOSFET thus formed has a low-concentration diffusion layer formed between the gate electrode forming step and the gate electrode side wall insulating film forming step in the first and second source / drain regions. Is not formed, the third source / drain region is electrically connected to the input / output pad by a metal wiring layer, and the fourth source / drain region is connected to the power supply line supplying the first potential. A low-concentration diffusion layer is formed in a second MOSFET in which a second gate electrode formed on a channel between the third and fourth source / drain regions is connected to a signal line. And the first MOSFET is connected to the second MOSFET.
A semiconductor device having a lower impedance with respect to an input / output pad than T.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100596765B1 (en) * 1999-06-28 2006-07-04 주식회사 하이닉스반도체 Manufacturing method of MOS transistor for electrostatic discharge protection

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