專利名稱：半導(dǎo)體裝置的制作方法
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)O
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)整等的問題，此外，沒有公開為了防止內(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(* 7卜，)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)
通過以上說明的方案，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。


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開始進(jìn)行說明。
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。
在源極區(qū)201與漏極區(qū)202之間的P型的硅襯底101的溝道區(qū)的上部隔著由硅氧 化膜等構(gòu)成的柵極絕緣膜401而形成由多晶硅膜等構(gòu)成的柵極電極402。此外，在ESD保護(hù) 用的N型MOS晶體管601的襯底電位固定用P型擴(kuò)散區(qū)501與源極區(qū)201之間，設(shè)置有第 二溝槽分離區(qū)302。在此第二溝槽分離區(qū)302的深度形成得比其它的第一溝槽分離區(qū)深。
此外，雖然未作圖示，但源極區(qū)201電連接成與柵極電極402相同的接地電位 (Vss)，由此，ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管601形成保持截止?fàn)顟B(tài)的，所謂的截止晶體管的 狀態(tài)。此外漏極區(qū)202與外部連接端子連接。
此外，在圖1的例子中為了簡(jiǎn)潔，只示出由源極區(qū)201和漏極區(qū)202構(gòu)成的ESD保 護(hù)用的N型MOS晶體管，該源極區(qū)201和漏極區(qū)202由一對(duì)N型的高濃度雜質(zhì)區(qū)構(gòu)成，在實(shí) 際的ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管中，為使靜電產(chǎn)生的大電流流過而需要較大的晶體管寬 度，往往以具有多數(shù)源極及漏極區(qū)的方式形成。
接著，對(duì)構(gòu)成內(nèi)部元件的N型MOS晶體管602進(jìn)行說明。
在作為第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體襯底的P型的硅襯底101上，形成有由一對(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，在與其它元件之間形成淺溝槽隔離的溝槽分離 區(qū)301而絕緣分離。
在源極區(qū)201與漏極區(qū)202之間的，形成內(nèi)部元件的P型硅襯底101上部隔著由 硅氧化膜等構(gòu)成的柵極絕緣膜401而形成由多晶硅膜等構(gòu)成的柵極電極402。在內(nèi)部元件 即N型MOS晶體管602的襯底電位固定用P型擴(kuò)散區(qū)502與源極區(qū)201之間，設(shè)置有第一 溝槽分離區(qū)301。此外，為了簡(jiǎn)潔，對(duì)于內(nèi)部元件僅圖示了 N型MOS晶體管602，但在實(shí)際的 IC中形成有多數(shù)P型的MOS晶體管或構(gòu)成其它半導(dǎo)體電路的要素元件。
接著，一邊比較ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管601和內(nèi)部元件的N型MOS晶體管 602，一邊說明本發(fā)明的特征。
在ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管601的襯底電位固定用P型擴(kuò)散區(qū)501與所述 ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管的源極區(qū)201及漏極區(qū)202之間設(shè)置的第二溝槽分離區(qū)302 的深度，設(shè)定為比在內(nèi)部元件的N型MOS晶體管602的襯底電位固定用P型擴(kuò)散區(qū)502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)301深。
由此，可以使繼續(xù)ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管601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602的保持電壓，當(dāng)從外部有大量的電流或脈沖被施加時(shí)，能 夠?qū)SD保護(hù)用的N型MOS晶體管601快速且優(yōu)先地流過。因此，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601的半導(dǎo)體裝置。
此外，實(shí)施例1中為了方便起見，示出ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管601及內(nèi)部元 件的N型MOS晶體管602為常規(guī)結(jié)構(gòu)的情形，但ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管601及內(nèi)部 元件的N型MOS晶體管602也可以為DDD (Double Diffused Drain 雙擴(kuò)散漏端)結(jié)構(gòu)或 偏置漏極(offset drain)結(jié)構(gòu)。
符號(hào)的說明
IOlP型的硅襯底；201源極區(qū)；202漏極區(qū)；301第一溝槽分離區(qū)；302第二溝槽分 離區(qū)；401柵極氧化膜；402柵極電極；501 ESD保護(hù)用的N型的MOS晶體管601的襯底電 位固定用P型擴(kuò)散區(qū)；502內(nèi)部元件的N型MOS晶體管602的襯底電位固定用P型擴(kuò)散區(qū)； 601 ESD保護(hù)用的N型的MOS晶體管；602內(nèi)部元件的N型MOS晶體管。
權(quán)利要求
1.一種半導(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)部元件即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)部元件即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晶體管的，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)部元件即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。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管及所述內(nèi) 部元件的N型MOS晶體管為DDD結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管及所述內(nèi) 部元件的N型MOS晶體管為偏置漏極結(jié)構(gòu)。
全文摘要
在半導(dǎo)體裝置中，在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)置的溝槽分離區(qū)的深度，設(shè)定為比在內(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。
文檔編號(hào)H01L27/02GK102034812SQ201010297980
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者鷹巢博昭 申請(qǐng)人:精工電子有限公司