[發(fā)明專利]半導(dǎo)體裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010297980.8
• 申請(qǐng)日: 2010-09-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102034812A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鷹巢博昭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 精工電子有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/02
• 分類號(hào): H01L27/02;H01L27/088;H01L29/06
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 何欣亭;徐予紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有在外部連接端子與內(nèi)部電路區(qū)之間為了保護(hù)形成在所述內(nèi)部電路區(qū)的內(nèi)部元件免受ESD造成的破壞而形成的，ESD保護(hù)元件的半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)

在具有MOS型晶體管的半導(dǎo)體裝置中，作為用于防止來(lái)自外部連接用的PAD的靜電造成的內(nèi)部電路的破壞的ESD保護(hù)元件，眾所周知將N型MOS晶體管的柵極電位固定為接地(Vss)而設(shè)置為截止(OFF)狀態(tài)的，所謂截止晶體管。

為了防止內(nèi)部電路元件的ESD破壞，重要的是盡量將大比例的靜電脈沖引入截止晶體管且對(duì)內(nèi)部電路元件不傳播，或者快速且較大的靜電脈沖轉(zhuǎn)化為緩慢且較小的信號(hào)后傳輸。

此外，截止晶體管與構(gòu)成其它邏輯電路等的內(nèi)部電路的MOS型晶體管不同，由于需要流盡一時(shí)引入的多量靜電產(chǎn)生的電流，往往設(shè)定為數(shù)百微米級(jí)的較大的晶體管寬度(W寬度)。

因此存在截止晶體管的占有面積大，特別是在較小的IC芯片中成為整個(gè)IC的成本上升的原因的問(wèn)題。

此外，截止晶體管往往采用將多個(gè)漏極區(qū)、源極區(qū)、柵極電極組合成梳齒形的形狀，但通過(guò)采用組合多個(gè)晶體管的結(jié)構(gòu)，難以使ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管全體做均勻的動(dòng)作，例如會(huì)在離外部連接端子的距離較近的部分產(chǎn)生電流集中，有時(shí)不能充分地發(fā)揮原來(lái)的ESD保護(hù)功能而被破壞。

作為其改善對(duì)策，還提出這樣的例子：對(duì)應(yīng)于離外部連接端子的距離，特別是使漏極區(qū)上的接觸孔與柵極電極的距離，在離外部連接端子的距離越遠(yuǎn)時(shí)就越小而加快晶體管的動(dòng)作的辦法(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)平7-45829號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

但是，為減小截止晶體管的占有面積而減小W寬度時(shí)，會(huì)無(wú)法充分地發(fā)揮保護(hù)功能。此外在改善例中，通過(guò)調(diào)整漏極區(qū)的，從接觸部到柵極電極為止的距離，局部地調(diào)整晶體管動(dòng)作速度，但是，由于隨著漏極區(qū)的寬度的縮小無(wú)法確保所希望的接觸寬度的，近年的包含高熔點(diǎn)金屬的布線造成的布線的低電阻化，存在浪涌的傳播速度進(jìn)一步加快，有時(shí)僅由接觸部到柵極電極為止的距離無(wú)法完全調(diào)整等的問(wèn)題，此外，沒(méi)有公開(kāi)為了防止內(nèi)部電路元件的ESD破壞，而以比內(nèi)部電路元件低的電壓可以進(jìn)行停止(ォフトラ)動(dòng)作，盡量將大比例的靜電脈沖引入到截止晶體管并且不對(duì)內(nèi)部電路元件傳播的改善對(duì)策。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置如下構(gòu)成。

一種半導(dǎo)體裝置，具有溝槽分離區(qū)，在內(nèi)部電路區(qū)至少具有內(nèi)部元件的N型MOS晶體管，在外部連接端子與所述內(nèi)部電路區(qū)之間，具有保護(hù)所述內(nèi)部元件的N型MOS晶體管或其它的內(nèi)部元件免受ESD造成的破壞的ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管，其中，在所述ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管的襯底電位固定用P型擴(kuò)散區(qū)與所述ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管的源極及漏極區(qū)之間設(shè)置的所述溝槽分離區(qū)的深度，設(shè)定為比在所述內(nèi)部元件的N型MOS晶體管的襯底電位固定用P型擴(kuò)散區(qū)與所述內(nèi)部元件的N型MOS晶體管的源極及漏極區(qū)之間設(shè)置的所述溝槽分離區(qū)的深度深。

通過(guò)這些方案，既不會(huì)增加工序也不會(huì)增加占有面積，而可以使繼續(xù)ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管的雙極(bipolar)動(dòng)作用的保持(hold)電壓低于內(nèi)部元件的N型MOS晶體管的保持電壓，能夠得到包括具有充分的ESD保護(hù)功能的ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管的半導(dǎo)體裝置。

(發(fā)明效果)

通過(guò)以上說(shuō)明的方案，既不會(huì)增加工序也不會(huì)占有面積，而可以使繼續(xù)ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管的雙極動(dòng)作用的保持電壓低于內(nèi)部元件的N型MOS晶體管的保持電壓，能夠得到包括具有充分的ESD保護(hù)功能的ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管的半導(dǎo)體裝置。

附圖說(shuō)明

圖1是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管和內(nèi)部元件的N型MOS晶體管的一實(shí)施例的示意剖視圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

圖1是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管和內(nèi)部元件的N型MOS晶體管的一實(shí)施例的示意剖視圖。

首先，從ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管601開(kāi)始進(jìn)行說(shuō)明。

在作為第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體襯底的P型的硅襯底101上，形成由一對(duì)N型的高濃度雜質(zhì)區(qū)構(gòu)成的源極區(qū)201和漏極區(qū)202，在與其它的元件之間形成淺溝槽隔離(shallow?trench?isolation)的第一溝槽分離區(qū)301而絕緣分離。