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JP2007335463A - Electrostatic discharging protective element, and semiconductor device - Google Patents

Electrostatic discharging protective element, and semiconductor device Download PDF

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JP2007335463A
JP2007335463A JP2006162546A JP2006162546A JP2007335463A JP 2007335463 A JP2007335463 A JP 2007335463A JP 2006162546 A JP2006162546 A JP 2006162546A JP 2006162546 A JP2006162546 A JP 2006162546A JP 2007335463 A JP2007335463 A JP 2007335463A
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electrode
gate electrode
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JP2006162546A
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Koji Iizuka
康治 飯塚
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Renesas Technology Corp
Original Assignee
Renesas Technology Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrostatic discharging protective element which can improve the performance of a semiconductor integrated circuit as an ESD protective element, and can make an ESD protective element formation area small. <P>SOLUTION: The electrostatic discharging protective element is provided with a gate insulation film 12 formed on a semiconductor substrate 1; a gate structure 11 comprised of a gate electrode 13 and a side wall film 14; a source area 15 and a drain area 16 which are formed on both side of the gate structure 11, respectively, and are comprised of a high-concentration impurity diffusion layer; an extension section 17 which is formed on the side of the gate structure 11 for the source area 15 and the drain area 16, and is comprised of a low-concentration impurity diffusion layer a source electrode; and a drain electrode. The element is multi-finger type which is comprised of a plurality of field effect transistors to which the gate electrode and the source electrode are grounded. In addition, the electrostatic discharging protective element is provided with a resistance area 18 comprised of a low-concentration impurity diffusion layer in the high-concentration impurity diffusion layers between the source electrode and the gate electrode 13, and between the drain electrode and the gate electrode 13. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、半導体集積回路装置において、静電気放電による破壊から内部回路を保護する静電気放電保護素子と半導体装置に関するものである。   The present invention relates to an electrostatic discharge protection element and a semiconductor device for protecting an internal circuit from destruction due to electrostatic discharge in a semiconductor integrated circuit device.

一般に、半導体集積回路には外部からの電荷の放電や、半導体集積回路自身に充電された電荷の放電などの静電気放電(ElectroStatic Discharge,以下、ESDという)によって内部回路が破壊されるのを防ぐため、ESD保護素子が設けられている。特に、従来のCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)プロセスにおけるESD保護素子は、通常のCMOS技術で作成可能でかつ面積当たりのESD耐量が比較的高い、ゲート幅が数十μmのnチャネル電界効果型トランジスタ(以下、NMOSトランジスタという)を複数本並列接続した櫛状構造を有するマルチフィンガタイプのゲート接地型NMOSトランジスタ(以下、ggNMOSトランジスタという)が主に使用される(たとえば、特許文献1参照)。   In general, in a semiconductor integrated circuit, an internal circuit is prevented from being destroyed by electrostatic discharge (ElectroStatic Discharge, hereinafter referred to as ESD) such as discharge of charge from the outside or discharge of charge charged in the semiconductor integrated circuit itself. An ESD protection element is provided. In particular, an ESD protection element in a conventional CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) process is an n-channel field effect type having a gate width of several tens of μm, which can be produced by a normal CMOS technology and has a relatively high ESD resistance per area. A multi-finger type grounded-gate NMOS transistor (hereinafter referred to as ggNMOS transistor) having a comb-like structure in which a plurality of transistors (hereinafter referred to as NMOS transistors) are connected in parallel is mainly used (see, for example, Patent Document 1).

図6−1は、従来のggNMOSトランジスタを使用したESD保護素子の構造を模式的に示す一部断面図であり、図6−2は、従来のggNMOSトランジスタを使用したESD保護素子の構造を模式的に示す一部平面図である。このESD保護素子は、図に示されるように、図示しない内部回路が形成された半導体基板101上のESD保護素子を形成する領域(以下、ESD保護素子形成領域という)Rに形成される。この図の例では、ESD保護素子形成領域R中の素子分離絶縁膜102で区切られる領域中に、LDD(Lightly Doped Drain)構造を有するNMOSトランジスタが形成されている。また、NMOSトランジスタが形成される素子分離絶縁膜102で区切られた領域の外側には、P+拡散層121が形成され、このP+拡散層121にはバックゲート電極が接続されている。   FIG. 6A is a partial cross-sectional view schematically illustrating the structure of an ESD protection element using a conventional ggNMOS transistor, and FIG. 6B schematically illustrates the structure of an ESD protection element using a conventional ggNMOS transistor. FIG. As shown in the drawing, the ESD protection element is formed in a region (hereinafter referred to as an ESD protection element formation region) R for forming an ESD protection element on a semiconductor substrate 101 on which an internal circuit (not shown) is formed. In the example of this figure, an NMOS transistor having an LDD (Lightly Doped Drain) structure is formed in a region delimited by the element isolation insulating film 102 in the ESD protection element formation region R. Further, a P + diffusion layer 121 is formed outside the region separated by the element isolation insulating film 102 where the NMOS transistor is formed, and a back gate electrode is connected to the P + diffusion layer 121.

NMOSトランジスタは、半導体基板101上の所定の位置に形成されるゲート絶縁膜112およびゲート電極113、これらのゲート絶縁膜112およびゲート電極113の線幅方向の両側面に形成されるサイドウォール114を有してなるゲート構造111と、ゲート構造111の下方のチャネル領域を挟んで対を成すN+拡散層によって構成されるソース領域115およびドレイン領域116と、ソース領域115とドレイン領域116のゲート構造111側端部にN−拡散層によって形成されるエクステンション部117と、を有している。ここで、N+拡散層は、N−拡散層よりもN型不純物濃度が高くなっていることを示している。ここで、各NMOSトランジスタのゲート電極113とソース領域115に接続されるソース電極は接地され、ドレイン領域116に接続されるドレイン電極は入出力端子または電源端子に接続されるように配線される。   The NMOS transistor includes a gate insulating film 112 and a gate electrode 113 formed at predetermined positions on the semiconductor substrate 101, and sidewalls 114 formed on both side surfaces of the gate insulating film 112 and the gate electrode 113 in the line width direction. A source region 115 and a drain region 116 constituted by a gate structure 111 having a channel structure underneath the gate structure 111 and a pair of N + diffusion layers sandwiching the channel region, and a gate structure 111 of the source region 115 and the drain region 116 And an extension portion 117 formed of an N-diffusion layer at the side end portion. Here, the N + diffusion layer has an N-type impurity concentration higher than that of the N− diffusion layer. Here, the source electrode connected to the gate electrode 113 and the source region 115 of each NMOS transistor is grounded, and the drain electrode connected to the drain region 116 is wired to be connected to the input / output terminal or the power supply terminal.

特開2002−324842号公報JP 2002-324842 A

しかしながら、従来のESD保護素子を構成するggNMOSトランジスタの構造は、内部回路を構成するNMOSトランジスタと同じ構造を有し、同じプロセスで形成されるために、内部素子より速い応答特性や低クランプ電圧、低インピーダンスなどのESD保護素子としての性能向上を図ることが難しいという問題点があった。   However, the structure of the conventional ggNMOS transistor constituting the ESD protection element has the same structure as that of the NMOS transistor constituting the internal circuit, and is formed by the same process. There is a problem that it is difficult to improve performance as an ESD protection element such as low impedance.

また、マルチフィンガタイプのggNMOSトランジスタの場合には、電流集中を防ぎ、すべてのNMOSトランジスタを確実に動作させるようにするために、意識的にバラスト抵抗を付加する方法が一般的に採用されている。このバラスト抵抗を付加するために、N+拡散層上のコンタクトとゲート電極との間の距離を広めにしている。しかし、N+拡散層のシート抵抗の値は、通常、数Ω/□〜数十Ω/□程度とあまり高くないために、現状のN+拡散層上のコンタクトとゲートとの間の距離としてかなり大きな値が必要となり、その結果としてESD保護素子形成領域も大きくなってしまうという問題点があった。   In the case of a multi-finger type ggNMOS transistor, a method of intentionally adding a ballast resistor is generally employed in order to prevent current concentration and to ensure that all NMOS transistors operate. . In order to add this ballast resistance, the distance between the contact on the N + diffusion layer and the gate electrode is increased. However, since the sheet resistance value of the N + diffusion layer is usually not so high as several Ω / □ to several tens of Ω / □, the distance between the contact on the current N + diffusion layer and the gate is considerably large. As a result, the ESD protection element formation region becomes large.

この発明は、上記に鑑みてなされたもので、半導体集積回路のESD保護素子としての性能を向上させるとともに、ESD保護素子形成領域を小さくすることができる静電気放電保護素子と半導体装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to obtain an electrostatic discharge protection element and a semiconductor device capable of improving the performance as an ESD protection element of a semiconductor integrated circuit and reducing the ESD protection element formation region. Objective.

上記目的を達成するため、この発明にかかる静電気放電保護素子は、半導体基板上に順に積層されたゲート絶縁膜およびゲート電極と、前記ゲート絶縁膜と前記ゲート電極の積層体の線幅方向両側に形成されたサイドウォール膜と、からなるゲート構造と、前記ゲート構造の前記サイドウォール膜側の両側に形成される高濃度不純物拡散層からなるソース領域およびドレイン領域と、前記ソース領域と前記ドレイン領域の前記ゲート構造側に形成される低濃度不純物拡散層からなるエクステンション部と、前記ソース領域に接続されるソース電極と、前記ドレイン領域に接続されるドレイン電極と、を備え、前記ゲート電極と前記ソース電極が接地された電界効果型トランジスタが、そのゲート電極の伸長方向が並行するように複数配置されたマルチフィンガタイプの静電気放電保護素子において、前記ソース電極と前記ゲート電極との間、および前記ドレイン電極と前記ゲート電極との間の高濃度不純物拡散層内に、低濃度不純物拡散層からなる抵抗領域を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, an electrostatic discharge protection element according to the present invention includes a gate insulating film and a gate electrode that are sequentially stacked on a semiconductor substrate, and both sides of the stacked body of the gate insulating film and the gate electrode in the line width direction. A gate structure comprising the formed sidewall film, a source region and a drain region comprising a high concentration impurity diffusion layer formed on both sides of the gate structure on the sidewall film side, and the source region and the drain region. An extension portion formed of a low-concentration impurity diffusion layer formed on the gate structure side, a source electrode connected to the source region, and a drain electrode connected to the drain region, the gate electrode and the A plurality of field effect transistors with their source electrodes grounded are arranged so that their gate electrodes extend in parallel. In a multi-finger type electrostatic discharge protection element, a resistance region comprising a low concentration impurity diffusion layer in a high concentration impurity diffusion layer between the source electrode and the gate electrode and between the drain electrode and the gate electrode. It is characterized by providing.

この発明によれば、N−拡散層はN+拡散層と比較してシート抵抗値が2桁程度高いので、ソース電極/ドレイン電極とゲート電極との間のN+拡散層中にN−拡散層を設けることによって、バラスト抵抗を付加することができるとともに、必要なバラスト抵抗値を確保するためのゲート電極とN+拡散層上のソース電極/ドレイン電極との間の距離を従来の構造に比べて短くすることができる。その結果、ESD保護素子形成領域を従来のものに比して縮小することができるという効果を有する。   According to the present invention, since the N− diffusion layer has a sheet resistance value that is about two orders of magnitude higher than that of the N + diffusion layer, the N− diffusion layer is provided in the N + diffusion layer between the source electrode / drain electrode and the gate electrode. By providing, a ballast resistance can be added, and the distance between the gate electrode and the source electrode / drain electrode on the N + diffusion layer for securing a necessary ballast resistance value is shorter than in the conventional structure. can do. As a result, the ESD protection element formation region can be reduced as compared with the conventional one.

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる静電気放電保護素子と半導体装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、これらの実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下の実施の形態で用いられるESD保護素子の断面図は模式的なものであり、層の厚みと幅との関係や各層の厚みの比率などは現実のものとは異なる。   Exemplary embodiments of an electrostatic discharge protection element and a semiconductor device according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to these embodiments. Moreover, the cross-sectional views of the ESD protection element used in the following embodiments are schematic, and the relationship between the thickness and width of the layers, the ratio of the thicknesses of the layers, and the like are different from the actual ones.

実施の形態1.
図1は、この発明にかかるESD保護素子の実施の形態1の模式的な構成を示す断面図である。このESD保護素子は、図に示されるように、図示しない内部回路が形成された半導体基板1上のESD保護素子形成領域Rに形成される。この図の例では、ESD保護素子形成領域R中の素子分離絶縁膜2で分離された領域中に、LDD構造を有するNチャネル電界効果型トランジスタ(以下、NMOSトランジスタという)が、そのゲート電極13が並行するように複数櫛状に形成された、マルチフィンガタイプのESD保護素子が形成されている。なお、このESD保護素子の平面形状は、背景技術で説明した図6−2とほぼ同様の形状を有しているものとする。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the first embodiment of the ESD protection element according to the present invention. As shown in the drawing, this ESD protection element is formed in an ESD protection element formation region R on a semiconductor substrate 1 on which an internal circuit (not shown) is formed. In the example of this figure, an N-channel field effect transistor (hereinafter referred to as an NMOS transistor) having an LDD structure in a region isolated by the element isolation insulating film 2 in the ESD protection element formation region R includes a gate electrode 13. A multi-finger type ESD protection element formed in a plurality of comb shapes so as to be parallel to each other is formed. In addition, the planar shape of this ESD protection element shall have a shape substantially the same as FIG. 6-2 demonstrated by background art.

NMOSトランジスタは、半導体基板1上の所定の位置に形成されるゲート絶縁膜12およびゲート電極13、これらのゲート絶縁膜12およびゲート電極13の線幅方向の両側面に形成されるサイドウォール膜14を有してなるゲート構造11と、ゲート構造11の下方のチャネル領域を挟んで対を成すN+拡散層によって構成されるソース領域15/ドレイン領域16と、ソース領域15/ドレイン領域16のゲート構造11側端部にN−拡散層によって構成されるエクステンション部17と、ゲート電極13とソース領域15に接続される図示しないソース電極とドレイン領域16に接続される図示しないドレイン電極のコンタクトの形成位置との間に低濃度のN−拡散層によって構成される抵抗領域18と、を備える。ここで、N+拡散層は、N−拡散層よりもN型不純物濃度が高くなっていることを示している。また、各NMOSトランジスタのゲート電極13とソース電極は接地され、ドレイン電極は入出力端子または電源端子に接続されるように配線される。   The NMOS transistor includes a gate insulating film 12 and a gate electrode 13 formed at predetermined positions on the semiconductor substrate 1, and sidewall films 14 formed on both side surfaces of the gate insulating film 12 and the gate electrode 13 in the line width direction. A source region 15 / drain region 16 composed of a pair of N + diffusion layers sandwiching a channel region below the gate structure 11, and a gate structure of the source region 15 / drain region 16 11, an extension portion 17 constituted by an N-diffusion layer, and a contact position of a source electrode (not shown) connected to the gate electrode 13 and the source region 15 and a contact of a drain electrode (not shown) connected to the drain region 16. And a resistance region 18 constituted by a low-concentration N-diffusion layer. Here, the N + diffusion layer has an N-type impurity concentration higher than that of the N− diffusion layer. In addition, the gate electrode 13 and the source electrode of each NMOS transistor are grounded, and the drain electrode is wired to be connected to the input / output terminal or the power supply terminal.

ソース領域15とドレイン領域16に形成される抵抗領域18は、ソース領域15/ドレイン領域16を構成するN+拡散層の中に、N+拡散層よりもN型不純物濃度の低いN−拡散層によって構成される。N−拡散層は、N+拡散層よりもシート抵抗が2桁程度高くなるので、ソース領域15とドレイン領域16におけるバラスト抵抗の役割を果たす。   The resistance region 18 formed in the source region 15 and the drain region 16 is constituted by an N− diffusion layer having an N-type impurity concentration lower than that of the N + diffusion layer in the N + diffusion layer constituting the source region 15 / drain region 16. Is done. Since the N− diffusion layer has a sheet resistance that is about two orders of magnitude higher than that of the N + diffusion layer, the N− diffusion layer serves as a ballast resistance in the source region 15 and the drain region 16.

つぎに、このような構成のESD保護素子の製造方法について説明する。図2−1〜図2−8は、この発明にかかるESD保護素子の製造手順の一例を模式的に示す断面図である。まず、P型シリコン基板などの半導体基板1のESD形成領域に図示しないP型ウェルを形成し、ESD保護素子であるNMOSトランジスタを形成する領域を露出させるように所定のパターンの素子分離絶縁膜2を形成する(図2−1)。この素子分離絶縁膜2は、たとえばLOCOS(Local Oxidation of Silicon)法やSTI(Shallow Trench Isolation)法などによって形成される。その後、半導体基板1上にゲート絶縁膜12の基となる絶縁膜12aを形成し、その上にさらにSiまたはSiを含む電極材料層13aを所定の厚さ堆積する(図2−2)。絶縁膜12aは、熱酸化法、物理的気相蒸着法(以下、PVD法という)、化学的気相蒸着法(以下、CVD法という)などで形成することができる。また、電極材料層13aは、CVD法などによって形成することができる。   Next, a method for manufacturing the ESD protection element having such a configuration will be described. FIGS. 2-1 to 2-8 are cross-sectional views schematically showing an example of the manufacturing procedure of the ESD protection element according to the present invention. First, a P-type well (not shown) is formed in an ESD formation region of a semiconductor substrate 1 such as a P-type silicon substrate, and an element isolation insulating film 2 having a predetermined pattern is exposed so that a region for forming an NMOS transistor as an ESD protection element is exposed. (FIG. 2-1). The element isolation insulating film 2 is formed by, for example, a LOCOS (Local Oxidation of Silicon) method or an STI (Shallow Trench Isolation) method. Thereafter, an insulating film 12a serving as a base of the gate insulating film 12 is formed on the semiconductor substrate 1, and an electrode material layer 13a containing Si or Si is further deposited thereon with a predetermined thickness (FIG. 2-2). The insulating film 12a can be formed by a thermal oxidation method, a physical vapor deposition method (hereinafter referred to as PVD method), a chemical vapor deposition method (hereinafter referred to as CVD method), or the like. The electrode material layer 13a can be formed by a CVD method or the like.

ついで、電極材料層13a上の全面にレジストを塗布し、ESD保護素子形成領域Rのゲート電極13の形成位置に対応する領域にレジスト30を残すようにパターニングする(図2−3)。その後、このレジストパターンをマスクにして、電極材料層13aと絶縁膜12aとをエッチングする。このとき、電極材料層13aの上面から絶縁膜12aと半導体基板1との界面に至るまでエッチングする(図2−4)。これにより、ゲート絶縁膜12とゲート電極13の積層体が形成される。   Next, a resist is applied to the entire surface of the electrode material layer 13a, and patterning is performed so as to leave the resist 30 in a region corresponding to the formation position of the gate electrode 13 in the ESD protection element formation region R (FIG. 2-3). Thereafter, the electrode material layer 13a and the insulating film 12a are etched using the resist pattern as a mask. At this time, etching is performed from the upper surface of the electrode material layer 13a to the interface between the insulating film 12a and the semiconductor substrate 1 (FIG. 2-4). Thereby, a stacked body of the gate insulating film 12 and the gate electrode 13 is formed.

ついで、半導体基板1上の全面にレジスト31を塗布し、NMOSトランジスタの形成領域以外の領域がマスクされるようにパターニングし、このレジスト31と、ゲート絶縁膜12とゲート電極13の積層体とをマスクにして、ESD保護素子形成領域Rにドナーとなる不純物を低濃度で導入した低濃度拡散層(N−拡散層)22を形成する(図2−5)。その後、ゲート絶縁膜12とゲート電極13の積層体が形成された半導体基板1上の全面にサイドウォール膜の基となるサイドウォール用絶縁膜を形成する。そして、ESD保護素子形成領域R上のゲート電極13の上面と半導体基板1上のゲート電極形成領域R以外に形成されたサイドウォール用絶縁膜を除去して、ゲート絶縁膜12とゲート電極13の積層体の線幅方向側面にサイドウォール膜14を形成する(図2−6)。これによって、半導体基板1のESD保護素子形成領域R上にゲート絶縁膜12、ゲート電極13およびサイドウォール膜14からなるゲート構造11が形成される。   Next, a resist 31 is applied to the entire surface of the semiconductor substrate 1 and patterned so that regions other than the NMOS transistor formation region are masked, and the resist 31, the stacked body of the gate insulating film 12 and the gate electrode 13 are formed. Using the mask, a low concentration diffusion layer (N- diffusion layer) 22 in which impurities serving as donors are introduced at a low concentration is formed in the ESD protection element formation region R (FIG. 2-5). Thereafter, a sidewall insulating film serving as a base of the sidewall film is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1 on which the stacked body of the gate insulating film 12 and the gate electrode 13 is formed. Then, the upper surface of the gate electrode 13 on the ESD protection element forming region R and the sidewall insulating film formed on the semiconductor substrate 1 other than the gate electrode forming region R are removed, and the gate insulating film 12 and the gate electrode 13 are removed. Sidewall films 14 are formed on the side surfaces in the line width direction of the laminate (FIGS. 2-6). As a result, the gate structure 11 including the gate insulating film 12, the gate electrode 13, and the sidewall film 14 is formed on the ESD protection element forming region R of the semiconductor substrate 1.

ついで、ゲート構造11が形成された半導体基板1上の全面にレジスト32を塗布し、NMOSトランジスタの形成領域では、N−拡散層22中の所定の位置にのみにレジスト32を残すようにパターニングする(図2−7)。ここでは、1つのゲート電極13に対して線幅方向両側のN−拡散層22内に1つずつのマスクが形成されるようにパターニングする。   Next, a resist 32 is applied to the entire surface of the semiconductor substrate 1 on which the gate structure 11 is formed, and patterning is performed so that the resist 32 is left only at a predetermined position in the N− diffusion layer 22 in the NMOS transistor formation region. (Figure 2-7). Here, patterning is performed so that one mask is formed in each N- diffusion layer 22 on both sides in the line width direction with respect to one gate electrode 13.

ついで、ゲート構造11とN−拡散層22上に形成したレジスト32とをマスクにして、ゲート構造11の線幅方向両側の半導体基板1上の領域にソース領域15/ドレイン領域16を形成するためにN型不純物をイオン注入する。このとき、N−拡散層22を形成した際の不純物濃度よりも高濃度にN型不純物を導入する(図2−8)。その後、レジストを除去し、イオン注入した不純物を活性化させる。これにより、N−拡散層22中にN+拡散層からなるソース領域15a,15bとドレイン領域16a,16bが形成される。また、N−拡散層22のうち、ソース領域15/ドレイン領域16のゲート電極13側の部分は、エクステンション部17となり、N+拡散層の形成時にマスクされなかった部分は抵抗領域18となる。   Next, in order to form the source region 15 / drain region 16 in the region on the semiconductor substrate 1 on both sides in the line width direction of the gate structure 11 using the gate structure 11 and the resist 32 formed on the N− diffusion layer 22 as a mask. N-type impurities are ion-implanted in At this time, N-type impurities are introduced at a concentration higher than the impurity concentration when the N- diffusion layer 22 is formed (FIGS. 2-8). Thereafter, the resist is removed, and the ion-implanted impurities are activated. As a result, source regions 15 a and 15 b and drain regions 16 a and 16 b made of N + diffusion layers are formed in the N− diffusion layer 22. Further, in the N− diffusion layer 22, the portion on the gate electrode 13 side of the source region 15 / drain region 16 becomes the extension portion 17, and the portion not masked when the N + diffusion layer is formed becomes the resistance region 18.

その後、ゲート構造11が形成された半導体基板1上に層間絶縁膜を形成し、ソース領域15b/ドレイン領域16bを構成するN+拡散層の位置とゲート電極13に、コンタクトプラグを形成し、このコンタクトプラグに電気的に接続するように層間絶縁膜上に配線パターンを形成することによって、図1に示されるESD保護素子が形成される。なお、ソース電極とゲート電極13は接地されるように配線がなされる。また、隣接するゲート構造11間には3つのN+拡散層がゲート構造に並行して形成されるが、これらのN+拡散層のうち真ん中のN+拡散層にソース電極/ドレイン電極となるコンタクトプラグが形成される。   Thereafter, an interlayer insulating film is formed on the semiconductor substrate 1 on which the gate structure 11 is formed, and a contact plug is formed at the position of the N + diffusion layer constituting the source region 15b / drain region 16b and the gate electrode 13, and this contact By forming a wiring pattern on the interlayer insulating film so as to be electrically connected to the plug, the ESD protection element shown in FIG. 1 is formed. The source electrode and the gate electrode 13 are wired so as to be grounded. In addition, three N + diffusion layers are formed between adjacent gate structures 11 in parallel with the gate structure, and a contact plug serving as a source electrode / drain electrode is formed in the middle N + diffusion layer of these N + diffusion layers. It is formed.

この実施の形態1によれば、N−拡散層22はN+拡散層と比較してシート抵抗値が2桁程度高いので、ソース電極/ドレイン電極とゲート電極13との間のN+拡散層中にN−拡散層22を設けることによって、バラスト抵抗を付加することができるとともに、必要なバラスト抵抗値を確保するためのゲート電極13とN+拡散層上のソース電極/ドレイン電極との間の距離を従来の構造に比べて短くすることができる。その結果、ESD保護素子形成領域を従来のものに比して縮小することができるという効果を有する。   According to the first embodiment, since the sheet resistance value of the N− diffusion layer 22 is about two orders of magnitude higher than that of the N + diffusion layer, the N− diffusion layer 22 is provided in the N + diffusion layer between the source / drain electrode and the gate electrode 13. By providing the N− diffusion layer 22, ballast resistance can be added, and the distance between the gate electrode 13 and the source electrode / drain electrode on the N + diffusion layer for securing a necessary ballast resistance value can be set. It can be shortened compared with the conventional structure. As a result, the ESD protection element formation region can be reduced as compared with the conventional one.

また、このようなESD保護素子の製造方法におけるN+拡散層のフォトリソグラフィ工程で、従来の構造では、ESD保護素子形成領域全体をレジストで覆っていなかったものを、この実施の形態1の場合には、ESD保護素子形成領域内のN−拡散層上の一部をレジストで覆うようにするだけである。つまり、従来の構造のものからESD保護素子のレジストで覆う領域を変更するだけで、この実施の形態1のESD保護素子を形成することができる。そのため、このESD保護素子を製造するに当たって、製造コストを上げることがなく、また他の内部回路を構成する素子などへ影響を与えることがないという効果も有する。したがって、どんなCMOSプロセスにも展開することが容易となる。   Further, in the case of the first embodiment, in the photolithography process of the N + diffusion layer in the manufacturing method of the ESD protection element, in the conventional structure, the entire ESD protection element formation region is not covered with the resist. Only covers a part of the N-diffusion layer in the ESD protection element formation region with a resist. That is, the ESD protection element of the first embodiment can be formed only by changing the region covered with the resist of the ESD protection element from the conventional structure. Therefore, when manufacturing this ESD protection element, there is an effect that the manufacturing cost is not increased and the elements constituting other internal circuits are not affected. Therefore, it becomes easy to develop any CMOS process.

なお、ESD保護素子にggPMOSトランジスタを使用している場合には、ゲート電極とソース領域/ドレイン領域に形成するコンタクトとの間のP+拡散層中にP−拡散層からなる抵抗領域を設けることで同様の効果を得ることができる。   When a ggPMOS transistor is used as the ESD protection element, a resistance region composed of a P− diffusion layer is provided in the P + diffusion layer between the gate electrode and the contact formed in the source region / drain region. Similar effects can be obtained.

実施の形態2.
図3は、この発明にかかるESD保護素子の実施の形態2の模式的な構成を示す平面図である。このESD保護素子は、半導体集積回路の内部回路の形成領域に隣接したESD保護素子形成領域に、2方向のゲート電極13a,13bが所定の角度で(直交して)交わり、格子状構造を形成していることを特徴とする。そして、ゲート電極13a,13bで囲まれる領域内には、隣接するゲート電極13a,13bで囲まれる領域内で同種の電極とならないように、ソース電極15Cまたはドレイン電極16Cが形成される。なお、この図3において、ソース電極15Cとドレイン電極16Cは、それぞれ半導体基板上のソース領域とドレイン領域に電気的に接続されるコンタクトを示している。また、ゲート電極13a,13bとソース電極15Cとは、接地されるように配線がなされる。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a plan view showing a schematic configuration of the second embodiment of the ESD protection element according to the present invention. This ESD protection element forms a lattice-like structure by crossing two-direction gate electrodes 13a and 13b at a predetermined angle (orthogonally) in an ESD protection element formation region adjacent to a formation region of an internal circuit of a semiconductor integrated circuit. It is characterized by being. A source electrode 15C or a drain electrode 16C is formed in the region surrounded by the gate electrodes 13a and 13b so as not to be the same type of electrode in the region surrounded by the adjacent gate electrodes 13a and 13b. In FIG. 3, the source electrode 15C and the drain electrode 16C indicate contacts electrically connected to the source region and the drain region on the semiconductor substrate, respectively. The gate electrodes 13a and 13b and the source electrode 15C are wired so as to be grounded.

ここで、ゲート電極13a,13bのピッチをa、ゲート長をLとしたときの単位面積当たりのチャネル幅Waは、次式(1)のように求められる。   Here, the channel width Wa per unit area when the pitch of the gate electrodes 13a and 13b is a and the gate length is L is obtained by the following equation (1).

Wa=チャネル幅/面積
={4(a−L)}/{(2a×2a)/2}
=2(a−L)/a2 ・・・(1)
Wa = channel width / area = {4 (a−L)} / {(2a × 2a) / 2}
= 2 (a−L) / a 2 (1)

一方、図6−2に示される従来例のESD保護素子における単位面積当たりのチャネル幅Wbは、次式(2)のように求められる。   On the other hand, the channel width Wb per unit area in the conventional ESD protection element shown in FIG. 6-2 is obtained as in the following equation (2).

Wb=チャネル幅/面積
=2a/(2a×a)
=1/a ・・・(2)
Wb = channel width / area = 2a / (2a × a)
= 1 / a (2)

ここで、実施の形態2における単位面積当たりのチャネル幅Waが、従来のESD保護素子の単位面積当たりのチャネル幅Wbよりも大きくなる条件(Wa>Wbとなる)は、上記(1)、(2)式から、
2(a−L)/a2>1/a
となり、これより、次式(3)の条件が求められる。
Here, the condition (Wa> Wb) that the channel width Wa per unit area in the second embodiment is larger than the channel width Wb per unit area of the conventional ESD protection element is (1), ( 2) From the equation
2 (a−L) / a 2 > 1 / a
From this, the condition of the following equation (3) is obtained.

a>2L ・・・(3)   a> 2L (3)

つまり、ゲート電極13のピッチがゲート長Lの2倍よりも大きな場合は実施の形態2の方が静電気放電パスのインピーダンスを低減できる。   That is, when the pitch of the gate electrodes 13 is larger than twice the gate length L, the second embodiment can reduce the impedance of the electrostatic discharge path.

このようなESD保護素子の製造方法は、従来のggMOS型のESD保護素子の製造方法のゲート電極の形成工程において、従来では図6−2に示されるように互いに並行した複数本のゲート電極となるようにパターニングして形成していたものを、図3に示されるように互いに所定の角度で交わる2方向のゲート電極13a,13bとなるようにパターニングして形成するようにするだけである。その他の処理は、従来におけるESD保護素子の製造方法と同様であるので、その説明を省略する。   Such a method of manufacturing an ESD protection element is based on the conventional gate electrode forming process of the conventional ggMOS type ESD protection element manufacturing method, and a plurality of gate electrodes parallel to each other as shown in FIG. What is formed by patterning in such a manner is merely formed by patterning so that gate electrodes 13a and 13b in two directions intersecting each other at a predetermined angle as shown in FIG. Since other processes are the same as those in the conventional method for manufacturing an ESD protection element, the description thereof is omitted.

この実施の形態2によれば、ピッチがゲート長の2倍よりも大きくなるように格子状のゲート電極13a,13bを形成したので、従来のESD保護素子よりも単位面積当たりのチャネル幅を大きくすることができ、その結果、静電気放電の放電パスのインピーダンスを低減することができるという効果を有する。また、単位面積当たりのチャネル幅を大きくすることができるので、従来と同一のチャネル幅を得るためのESD保護素子形成領域を縮小することができるという効果も有する。   According to the second embodiment, since the lattice-like gate electrodes 13a and 13b are formed so that the pitch is larger than twice the gate length, the channel width per unit area is larger than that of the conventional ESD protection element. As a result, the impedance of the discharge path of the electrostatic discharge can be reduced. In addition, since the channel width per unit area can be increased, the ESD protection element formation region for obtaining the same channel width as the conventional one can be reduced.

実施の形態3.
マルチフィンガタイプのggMOSトランジスタにおいて、ESDの電流集中を防ぐためには、フィンガごとのターンオン電圧とインピーダンスを揃えることが重要である。ここで、ターンオン電圧とは、ゲート電極のドレイン端側の電圧である。また、ESDの放電能力を高めるためにはインピーダンスを低減することが有効である。そこで、この実施の形態3では、マルチフィンガタイプのggMOSトランジスタにおいて、フィンガごとのターンオン電圧とインピーダンスを揃えることができるESD保護素子について説明する。
Embodiment 3 FIG.
In a multi-finger type ggMOS transistor, in order to prevent ESD current concentration, it is important to align the turn-on voltage and impedance for each finger. Here, the turn-on voltage is a voltage on the drain end side of the gate electrode. Moreover, it is effective to reduce the impedance in order to increase the discharge capability of ESD. Therefore, in the third embodiment, an ESD protection element capable of matching the turn-on voltage and impedance for each finger in a multi-finger type ggMOS transistor will be described.

図4は、この発明にかかるESD保護素子の実施の形態3の模式的な構成を示す平面図である。このESD保護素子は、マルチフィンガタイプのggMOSトランジスタにおいて、ゲート電極13とドレイン電極(ドレインコンタクト)16Cとの間の距離を、ゲート電極13とソース電極(ソースコンタクト)15Cとの間の距離よりも大きくしたことを特徴とする。つまり、ソース領域を挟むゲート電極13のピッチをaとし、ドレイン領域を挟むゲート電極13のピッチをbとすると、b>aとなるようにゲート電極13を形成することを特徴とする。このように、ゲート電極13とドレイン電極16Cの間の距離を、ゲート電極13とソース電極15Cとの間の距離よりも大きくすることで、十分に大きな拡散抵抗を追加することができる。   FIG. 4 is a plan view showing a schematic configuration of the ESD protection element according to Embodiment 3 of the present invention. In the ESD protection element, in the multi-finger type ggMOS transistor, the distance between the gate electrode 13 and the drain electrode (drain contact) 16C is made larger than the distance between the gate electrode 13 and the source electrode (source contact) 15C. Characterized by being enlarged. That is, the gate electrode 13 is formed so that b> a, where a is the pitch of the gate electrode 13 sandwiching the source region and b is the pitch of the gate electrode 13 sandwiching the drain region. In this way, a sufficiently large diffusion resistance can be added by making the distance between the gate electrode 13 and the drain electrode 16C larger than the distance between the gate electrode 13 and the source electrode 15C.

従来では、外部ピンからドレイン電極(ドレインコンタクト)16Cまでの配線抵抗で、ドレイン領域の抵抗を高くするようにしていたが、この実施の形態3では、上記の配線抵抗に加え、ドレイン電極(ドレインコンタクト)16Cとゲート電極13との間の距離をソース電極(ソースコンタクト)15Cとゲート電極13との間の距離よりも長くして、拡散抵抗を追加するようにした。これによって、フィンガごとのターンオン電圧とインピーダンスを揃えることが可能となる。   Conventionally, the resistance of the drain region is increased by the wiring resistance from the external pin to the drain electrode (drain contact) 16C. In the third embodiment, in addition to the wiring resistance described above, the drain electrode (drain) The distance between the contact 16C and the gate electrode 13 is made longer than the distance between the source electrode 15C and the gate electrode 13 to add diffusion resistance. As a result, the turn-on voltage and impedance for each finger can be made uniform.

また、1つのゲート電極13とソース電極(ソースコンタクト)15C/ドレイン電極(ドレインコンタクト)16Cの間隔について、ドレイン電極16Cとゲート電極13との間の距離をソース電極15Cとゲート電極13との間の距離よりも長くすることで、同一面積ならばこの実施の形態3の方が耐量は高くなる。   Further, regarding the distance between one gate electrode 13 and the source electrode (source contact) 15C / drain electrode (drain contact) 16C, the distance between the drain electrode 16C and the gate electrode 13 is set between the source electrode 15C and the gate electrode 13. If the distance is longer than the distance, the third embodiment has a higher tolerance for the same area.

なお、このESD保護素子の製造方法は、従来のggMOSトランジスタのESD保護素子の製造方法において、ゲート電極13の形成時に、ソース領域を挟む位置のゲート電極13とドレイン領域を挟む位置のゲート電極13の形成位置を従来のものと変更するだけで、その他の工程は従来のものと同一であるので、その詳細な説明は省略する。   Note that this ESD protection element manufacturing method is the same as the conventional ESD protection element manufacturing method for a ggMOS transistor. When the gate electrode 13 is formed, the gate electrode 13 at the position sandwiching the source region and the gate electrode 13 at the position sandwiching the drain region are formed. Since the other steps are the same as those of the prior art only by changing the formation position of the conventional one, detailed description thereof will be omitted.

また、上述した実施の形態3では、ESD保護素子形成領域に形成されたESD保護素子について説明したが、直接外部ピンに繋がっている出力用CMOSに適用しても、同様の効果を得ることができる。図5は、半導体集積装置の内部回路の外部ピンに繋がっている出力用CMOSにこの実施の形態3を適用した場合の試験結果を示す図である。ここでは、ESD実力試験として、MM(Machine Model)試験とHBM(Human Body Model)試験を行った。また、この試験において、PMOSトランジスタのバックゲート配線処理として、コンタクト電極を増やして寄生抵抗成分を減らしてサージの抜けをよくするようにした。また、NMOSトランジスタのバックゲート配線処理としては、バックゲートとソースとを分け、バックゲート配線を延ばして配線抵抗を付加させるようにした。これにより、寄生NPNトランジスタが動作し易くなり、寄生NPNトランジスタを通り、サージの抜けをよくするようにした。   In the above-described third embodiment, the ESD protection element formed in the ESD protection element formation region has been described. However, the same effect can be obtained even when applied to an output CMOS directly connected to an external pin. it can. FIG. 5 is a diagram showing test results when the third embodiment is applied to an output CMOS connected to an external pin of an internal circuit of a semiconductor integrated device. Here, as an ESD ability test, an MM (Machine Model) test and an HBM (Human Body Model) test were performed. In this test, as a back gate wiring process of the PMOS transistor, the contact electrode is increased to reduce the parasitic resistance component so as to improve the surge leakage. In addition, as the back gate wiring processing of the NMOS transistor, the back gate and the source are separated, and the back gate wiring is extended to add wiring resistance. As a result, the parasitic NPN transistor becomes easy to operate, and the surge through the parasitic NPN transistor is improved.

まず、従来例として、ESD保護素子としては、ゲート電極−ソース電極間の距離と、ゲート電極−ドレイン電極間の距離とがともに2.0μmと同じ長さの構造を有し、出力PMOSトランジスタと出力NMOSトランジスタとしては、ゲート電極−ソース電極間の距離と、ゲート電極−ドレイン電極間の距離とがともに1.5μmと同じ長さの構造を有する半導体装置を用いた。この結果が、図5の「従来例」に示されている。一方、実施例として、ESD保護素子としては、ゲート電極−ソース電極間の距離と、ゲート電極−ドレイン電極間の距離とがともに2.0μmと同じ長さの構造を有し、出力PMOSトランジスタと出力NMOSトランジスタとしては、ゲート電極−ソース電極間の距離を1.0μmとし、ゲート電極−ドレイン電極間の距離を2.0μmとした構造を有する半導体装置を用いた。この結果が、図5の「実施例」に示されている。この図5に示されるように、直接外部ピンに繋がっている出力用CMOSにこの実施の形態3を適用した場合に、ESD耐量が顕著に上昇していることが分かる。   First, as a conventional example, the ESD protection element has a structure in which both the distance between the gate electrode and the source electrode and the distance between the gate electrode and the drain electrode are the same length of 2.0 μm, As the output NMOS transistor, a semiconductor device having a structure in which both the distance between the gate electrode and the source electrode and the distance between the gate electrode and the drain electrode are the same length of 1.5 μm was used. This result is shown in “conventional example” in FIG. On the other hand, as an example, the ESD protection element has a structure in which both the distance between the gate electrode and the source electrode and the distance between the gate electrode and the drain electrode are as long as 2.0 μm, As the output NMOS transistor, a semiconductor device having a structure in which the distance between the gate electrode and the source electrode was 1.0 μm and the distance between the gate electrode and the drain electrode was 2.0 μm was used. The result is shown in “Example” of FIG. As shown in FIG. 5, when the third embodiment is applied to the output CMOS directly connected to the external pin, it can be seen that the ESD tolerance is remarkably increased.

この実施の形態3によれば、マルチフィンガタイプのggMOSトランジスタにおいて、ドレイン電極(ドレインコンタクト)16Cとゲート電極13との間の距離をソース電極(ソースコンタクト)15Cとゲート電極13との間の距離よりも長くしたので、フィンガごとのターンオン電圧とインピーダンスとを揃えることができるという効果を有する。また、従来のESD保護素子に比較して、この実施の形態3のESD保護素子の方が少ない面積で、従来のESD保護素子と同一耐量を得ることができるという効果も有する。   According to the third embodiment, in the multi-finger type ggMOS transistor, the distance between the drain electrode (drain contact) 16C and the gate electrode 13 is set to the distance between the source electrode (source contact) 15C and the gate electrode 13. Therefore, the turn-on voltage and impedance of each finger can be made uniform. In addition, compared with the conventional ESD protection element, the ESD protection element according to the third embodiment has an effect that the same tolerance as that of the conventional ESD protection element can be obtained with a smaller area.

以上のように、本発明にかかるESD保護素子は、CMOSプロセスを使用している半導体装置全般に有用であり、特に、ESD保護素子領域の割合が大きくなるチップサイズの小さい半導体装置やピン数が多い半導体装置に適している。   As described above, the ESD protection element according to the present invention is useful for all semiconductor devices using the CMOS process. Particularly, the semiconductor device having a small chip size and the number of pins in which the ratio of the ESD protection element region is large. Suitable for many semiconductor devices.

この発明によるESD保護素子の実施の形態1の模式的な構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the typical structure of Embodiment 1 of the ESD protection element by this invention. この発明によるESD保護素子の製造手順の一例を模式的に示す断面図である(その1)。It is sectional drawing which shows typically an example of the manufacturing procedure of the ESD protection element by this invention (the 1). この発明によるESD保護素子の製造手順の一例を模式的に示す断面図である(その2)。It is sectional drawing which shows typically an example of the manufacturing procedure of the ESD protection element by this invention (the 2). この発明によるESD保護素子の製造手順の一例を模式的に示す断面図である(その3)。It is sectional drawing which shows typically an example of the manufacturing procedure of the ESD protection element by this invention (the 3). この発明によるESD保護素子の製造手順の一例を模式的に示す断面図である(その4)。It is sectional drawing which shows typically an example of the manufacturing procedure of the ESD protection element by this invention (the 4). この発明によるESD保護素子の製造手順の一例を模式的に示す断面図である(その5)。It is sectional drawing which shows typically an example of the manufacturing procedure of the ESD protection element by this invention (the 5). この発明によるESD保護素子の製造手順の一例を模式的に示す断面図である(その6)。It is sectional drawing which shows typically an example of the manufacturing procedure of the ESD protection element by this invention (the 6). この発明によるESD保護素子の製造手順の一例を模式的に示す断面図である(その7)。It is sectional drawing which shows typically an example of the manufacturing procedure of the ESD protection element by this invention (the 7). この発明によるESD保護素子の製造手順の一例を模式的に示す断面図である(その8)。It is sectional drawing which shows typically an example of the manufacturing procedure of the ESD protection element by this invention (the 8). この発明によるESD保護素子の実施の形態2の模式的な構成を示す平面図である。It is a top view which shows the typical structure of Embodiment 2 of the ESD protection element by this invention. この発明によるESD保護素子の実施の形態3の模式的な構成を示す平面図である。It is a top view which shows the typical structure of Embodiment 3 of the ESD protection element by this invention. 半導体集積装置の内部回路の外部ピンに繋がっている出力用CMOSにこの実施の形態3を適用した場合の試験結果を示す図である。It is a figure which shows the test result at the time of applying this Embodiment 3 to output CMOS connected to the external pin of the internal circuit of a semiconductor integrated device. 従来のggNMOSトランジスタを使用したESD保護素子の構造を模式的に示す一部断面図である。It is a partial cross section figure which shows typically the structure of the ESD protection element using the conventional ggNMOS transistor. 従来のggNMOSトランジスタを使用したESD保護素子の構造を模式的に示す一部平面図である。It is a partial top view which shows typically the structure of the ESD protection element using the conventional ggNMOS transistor.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体基板
2 素子分離絶縁膜
11 ゲート構造
12 ゲート絶縁膜
13 ゲート電極
14 サイドウォール
15 ソース領域
16 ドレイン領域
17 エクステンション部
18 抵抗領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 2 Element isolation insulating film 11 Gate structure 12 Gate insulating film 13 Gate electrode 14 Side wall 15 Source region 16 Drain region 17 Extension part 18 Resistance region

Claims (4)

半導体基板上に順に積層されたゲート絶縁膜およびゲート電極と、前記ゲート絶縁膜と前記ゲート電極の積層体の線幅方向両側に形成されたサイドウォール膜と、からなるゲート構造と、前記ゲート構造の前記サイドウォール膜側の両側に形成される高濃度不純物拡散層からなるソース領域およびドレイン領域と、前記ソース領域と前記ドレイン領域の前記ゲート構造側に形成される低濃度不純物拡散層からなるエクステンション部と、前記ソース領域に接続されるソース電極と、前記ドレイン領域に接続されるドレイン電極と、を備え、前記ゲート電極と前記ソース電極が接地された電界効果型トランジスタが、そのゲート電極の伸長方向が並行するように複数配置されたマルチフィンガタイプの静電気放電保護素子において、
前記ソース電極と前記ゲート電極との間、および前記ドレイン電極と前記ゲート電極との間の高濃度不純物拡散層内に、低濃度不純物拡散層からなる抵抗領域を備えることを特徴とする静電気放電保護素子。
A gate structure comprising a gate insulating film and a gate electrode, which are sequentially stacked on a semiconductor substrate; and a sidewall film formed on both sides of the stacked body of the gate insulating film and the gate electrode in a line width direction; and the gate structure A source region and a drain region composed of high-concentration impurity diffusion layers formed on both sides of the sidewall film side, and an extension composed of a low-concentration impurity diffusion layer formed on the gate structure side of the source region and the drain region A field effect transistor having a gate electrode and a source electrode grounded, wherein the gate electrode and the source electrode are grounded. In the multi-finger type electrostatic discharge protection element that is arranged so that the directions are parallel,
Electrostatic discharge protection comprising a resistance region comprising a low concentration impurity diffusion layer in the high concentration impurity diffusion layer between the source electrode and the gate electrode and between the drain electrode and the gate electrode. element.
半導体基板上に順に積層されたゲート絶縁膜およびゲート電極と、前記ゲート絶縁膜と前記ゲート電極の積層体の線幅方向両側に形成されたサイドウォール膜と、からなるゲート構造と、前記ゲート構造の前記サイドウォール膜側の両側に形成される高濃度不純物拡散層からなるソース領域およびドレイン領域と、前記ソース領域と前記ドレイン領域の前記ゲート構造側に形成される低濃度不純物拡散層からなるエクステンション部と、前記ソース領域に接続されるソース電極と、前記ドレイン領域に接続されるドレイン電極と、を備え、前記ゲート電極と前記ソース電極が接地された電界効果型トランジスタからなる静電気放電保護素子において、
前記電界効果型トランジスタのゲート電極は、2方向に交差して延びる格子状を有し、前記ソース領域と前記ドレイン領域は、前記ゲート電極によって囲まれる領域に、隣接する領域で同じ種類の領域とならないように交互に配置されるとともに、前記格子状のゲート電極のピッチは、当該電界効果型トランジスタのゲート長の2倍よりも長いことを特徴とする静電気放電保護素子。
A gate structure including a gate insulating film and a gate electrode, which are sequentially stacked on a semiconductor substrate; and a sidewall film formed on both sides of the stacked body of the gate insulating film and the gate electrode in a line width direction; and the gate structure A source region and a drain region composed of high-concentration impurity diffusion layers formed on both sides of the sidewall film side, and an extension composed of a low-concentration impurity diffusion layer formed on the gate structure side of the source region and the drain region An electrostatic discharge protection element comprising a field effect transistor comprising: a gate electrode; a source electrode connected to the source region; and a drain electrode connected to the drain region, wherein the gate electrode and the source electrode are grounded. ,
The gate electrode of the field effect transistor has a lattice shape extending across two directions, and the source region and the drain region are adjacent to the region surrounded by the gate electrode, The electrostatic discharge protection element is characterized in that the pitch of the grid-like gate electrodes is longer than twice the gate length of the field-effect transistor.
半導体基板上に順に積層されたゲート絶縁膜およびゲート電極と、前記ゲート絶縁膜と前記ゲート電極の積層体の線幅方向両側に形成されたサイドウォール膜と、からなるゲート構造と、前記ゲート構造の前記サイドウォール膜側の両側に形成される高濃度不純物拡散層からなるソース領域およびドレイン領域と、前記ソース領域と前記ドレイン領域の前記ゲート構造側に形成される低濃度不純物拡散層からなるエクステンション部と、前記ソース領域に接続されるソース電極と、前記ドレイン領域に接続されるドレイン電極と、を備え、前記ゲート電極と前記ソース電極が接地された電界効果型トランジスタからなる静電気放電保護素子において、
前記ドレイン電極と前記ゲート電極との間の距離が、前記ソース電極と前記ゲート電極との間の距離よりも長いことを特徴とする静電気放電保護素子。
A gate structure including a gate insulating film and a gate electrode, which are sequentially stacked on a semiconductor substrate; and a sidewall film formed on both sides of the stacked body of the gate insulating film and the gate electrode in a line width direction; and the gate structure A source region and a drain region composed of high-concentration impurity diffusion layers formed on both sides of the sidewall film side, and an extension composed of a low-concentration impurity diffusion layer formed on the gate structure side of the source region and the drain region An electrostatic discharge protection element comprising a field effect transistor comprising: a gate electrode; a source electrode connected to the source region; and a drain electrode connected to the drain region, wherein the gate electrode and the source electrode are grounded. ,
The electrostatic discharge protection element, wherein a distance between the drain electrode and the gate electrode is longer than a distance between the source electrode and the gate electrode.
半導体基板上に順に積層されたゲート絶縁膜およびゲート電極と、前記ゲート絶縁膜と前記ゲート電極の積層体の線幅方向両側に形成されたサイドウォール膜と、からなるゲート構造と、前記ゲート構造の前記サイドウォール膜側の両側に形成される高濃度不純物拡散層からなるソース領域およびドレイン領域と、前記ソース領域と前記ドレイン領域の前記ゲート構造側に形成される低濃度不純物拡散層からなるエクステンション部と、前記ソース領域に接続されるソース電極と、前記ドレイン領域に接続されるドレイン電極と、を備え、前記ドレイン電極が外部ピンに直接接続される電界効果型トランジスタからなる半導体装置において、
前記ドレイン電極と前記ゲート電極との間の距離が、前記ソース電極と前記ゲート電極との間の距離よりも長いことを特徴とする半導体装置。
A gate structure including a gate insulating film and a gate electrode, which are sequentially stacked on a semiconductor substrate; and a sidewall film formed on both sides of the stacked body of the gate insulating film and the gate electrode in a line width direction; and the gate structure A source region and a drain region composed of high-concentration impurity diffusion layers formed on both sides of the sidewall film side, and an extension composed of a low-concentration impurity diffusion layer formed on the gate structure side of the source region and the drain region A semiconductor device comprising a field effect transistor, comprising: a portion; a source electrode connected to the source region; and a drain electrode connected to the drain region, wherein the drain electrode is directly connected to an external pin.
A semiconductor device, wherein a distance between the drain electrode and the gate electrode is longer than a distance between the source electrode and the gate electrode.
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