專(zhuān)利名稱：半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在外部連接端子與內(nèi)部電路區(qū)域之間具有ESD保護(hù)元件的半導(dǎo)體裝置，ESD保護(hù)元件為了保護(hù)在所述內(nèi)部電路區(qū)域形成的內(nèi)部元件免于因ESD引起的破壞而形成。
背景技術(shù)：
在具有MOS型晶體管的半導(dǎo)體裝置中，作為用于防止因來(lái)自外部連接用的PAD的靜電引起的內(nèi)部電路的破壞的ESD保護(hù)元件，已知有將N型MOS晶體管的柵極電位固定于接地(Vss)而設(shè)置為截止?fàn)顟B(tài)的、所謂的截止晶體管。為了防止內(nèi)部電路元件的ESD破壞，重要的是，盡可能地將較大比例的靜電脈沖引入截止晶體管且不使其向內(nèi)部 電路元件傳播，或者使快而大的靜電脈沖變化為慢而小的信號(hào)后再傳輸。另外，截止晶體管與構(gòu)成邏輯電路等的其他內(nèi)部電路的MOS型晶體管不同，由于需要暫時(shí)流盡因引入的大量的靜電而引起的電流，所以通常將晶體管的幅度設(shè)定為具有數(shù)百微米級(jí)大小的值。因此，具有這一問(wèn)題點(diǎn):截止晶體管的占有面積大，特別是在小的IC芯片中成為IC整體的成本上升的原因。另外，通常截止晶體管采取將多個(gè)漏極區(qū)域、源極區(qū)域、柵電極組合成梳形的方式，但通過(guò)采取組合多個(gè)晶體管的構(gòu)造，存在如下的情況:難以使ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管整體地進(jìn)行均勻的動(dòng)作，例如在離外部連接端子距離近的部分發(fā)生電流集中，不能充分地發(fā)揮原本的ESD保護(hù)功能而被破壞。作為其改善方案，為了在截止晶體管整體均勻地流過(guò)電流，特別是增大漏極區(qū)域上的接觸孔與柵電極的距離是有效的。提出有專(zhuān)注于如下方面的例子:根據(jù)離外部連接端子的距離，離外部連接端子的距離越遠(yuǎn)則越小，加速晶體管的動(dòng)作(例如，參照日本特開(kāi)平7 - 45829號(hào)公報(bào))。

發(fā)明內(nèi)容
然而，要使截止晶體管的占有面積變小而減少晶體管的幅度時(shí)，不能起到充分的保護(hù)作用。另外，在改善例中，通過(guò)調(diào)整漏極區(qū)域中的、從接觸部到柵電極的距離，局部地調(diào)整晶體管動(dòng)作速度，但隨著漏極區(qū)域的幅度的縮小化，不能夠確保從期望的接觸部到柵電極為止的距離。另一方面，為了起到充分的保護(hù)作用，存在需要使從接觸部到柵電極的距離變長(zhǎng)而截止晶體管的占有面積變大這一問(wèn)題點(diǎn)。為了解決上述問(wèn)題點(diǎn)，本發(fā)明如下地構(gòu)成半導(dǎo)體裝置。一種半導(dǎo)體裝置，具有包含ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管的多個(gè)MOS型晶體管，并在所述多個(gè)MOS型晶體管間為了電隔離而設(shè)置了溝槽隔離區(qū)域，與所述ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管的漏極區(qū)域相接地設(shè)有垂直方向的深度比所述溝槽隔離區(qū)域深的ESD保護(hù)用溝槽隔離區(qū)域，經(jīng)由在所述ESD保護(hù)用溝槽隔離區(qū)域的側(cè)面及下表面設(shè)置的、利用與所述漏極區(qū)域相同的導(dǎo)電型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域而形成的漏極延伸設(shè)置區(qū)域，與利用與所述漏極區(qū)域相同的導(dǎo)電型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域而形成的漏極接觸區(qū)域電連接。另外，在半導(dǎo)體裝置中，與所述ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管的漏極區(qū)域相接、在側(cè)面及下表面具有利用與所述漏極區(qū)域相同的導(dǎo)電型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域而形成的漏極延伸設(shè)置區(qū)域的所述ESD保護(hù)用溝槽隔離區(qū)域的底面，是角部被倒圓的形狀。另外，在半導(dǎo)體裝置中，所述ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管的漏極區(qū)域，經(jīng)由在所述ESD保護(hù)用溝槽隔離區(qū)域的側(cè)面及下表面設(shè)置的、利用與所述漏極區(qū)域相同的導(dǎo)電型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域而形成的漏極延伸設(shè)置區(qū)域，所述漏極延伸設(shè)置區(qū)域與利用與所述漏極區(qū)域相同的導(dǎo)電型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域而形成的漏極接觸區(qū)域電連接，并且，與所述ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管的源極區(qū)域相接地形成另外的ESD保護(hù)用溝槽隔離區(qū)域，經(jīng)由在與所述源極區(qū)域相接地配置的所述另外的ESD保護(hù)用溝槽隔離區(qū)域的側(cè)面及下表面設(shè)置的、利用與所述源極區(qū)域相同的導(dǎo)電型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域而形成的源極延伸設(shè)置區(qū)域，與利用與所述源極區(qū)域相同的導(dǎo)電型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域而形成的源極接觸區(qū)域電連接。通過(guò)上述方案，極力抑制占有面積的增加，并且能確保從ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管的漏極區(qū)域或者源極區(qū)域的接觸部到柵電極為止的距離，能夠防止ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管的局部的電流集中，能夠得到具有帶充分的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是示出本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管的第I實(shí)施例的示意截面圖。圖2是示出本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管的第2實(shí)施例的示意截面圖。
具體實(shí)施例方式以下利用實(shí)施例使用附圖來(lái)說(shuō)明具體實(shí)施方式
。[實(shí)施例1]
圖1是示出本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管的第I實(shí)施例的示意截面圖。在作為第I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)域構(gòu)成的源極區(qū)域201與漏極區(qū)域202，在與其他的元件之間形成采用淺溝槽隔離的溝槽隔離區(qū)域301而進(jìn)行絕緣隔離。在源極區(qū)域201與漏極區(qū)域202之間的、采用P型的硅襯底101的溝道區(qū)域的上部，隔著由氧化硅膜等構(gòu)成的柵極絕緣膜401而形成由多晶硅膜等構(gòu)成的柵電極402。這里在與漏極區(qū)域202相接的區(qū)域形成ESD保護(hù)用溝槽隔離區(qū)域302，ESD保護(hù)用溝槽隔離區(qū)域302的垂直方向的深度與元件隔離用的溝槽隔離區(qū)域301相比而形成為較深。而且，漏極區(qū)域202與漏極延伸設(shè)置區(qū)域203連接，漏極延伸設(shè)置區(qū)域203沿著利用與漏極區(qū)域202相同的導(dǎo)電型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域而形成的ESD保護(hù)用溝槽隔離區(qū)域302的側(cè)面及底面而設(shè)置。進(jìn)而，漏極延伸設(shè)置區(qū)域203定位成與漏極區(qū)域202夾著ESD保護(hù)用溝槽隔離區(qū)域302，與利用與漏極區(qū)域202相同的導(dǎo)電型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域而形成的漏極接觸區(qū)域204連接，在漏極接觸區(qū)域204上，形成埋入了金屬布線的接觸孔701。利用這些構(gòu)造形成采用本發(fā)明的ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管601。通過(guò)采取這樣的構(gòu)造，與以往那樣平面地配置漏極區(qū)域的情況相比，能以小的占有面積使從漏極區(qū)域202的柵電極402端到接觸孔701的距離變長(zhǎng)，能夠得到抑制電流的局部集中且在整個(gè)晶體管幅度范圍均勻地動(dòng)作的ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管。另外，由此，能夠縮小IC芯片整體的保護(hù)晶體管的占有面積，能實(shí)現(xiàn)成本降低。通過(guò)將與漏極區(qū)域202相接的ESD保護(hù)用溝槽隔離區(qū)域302的深度設(shè)為比其他元件隔離用的溝槽隔離區(qū)域301深，實(shí)現(xiàn)更大的面積縮小效果，另外，能與其他元件隔離用溝槽隔離區(qū)域301獨(dú)立地控制、形成ESD保護(hù)用溝槽隔離區(qū)域302的深度，因此能根據(jù)半導(dǎo)體制品的規(guī)格、目的，適當(dāng)?shù)卦O(shè)定溝槽隔離區(qū)域301與ESD保護(hù)用溝槽隔離區(qū)域302的深度。[實(shí)施例2]
圖2是示出本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管的第2實(shí)施例的示意截面圖。與圖1所示的第I實(shí)施例的不同點(diǎn)在于這一點(diǎn)，即形成有漏極延伸設(shè)置區(qū)域203的ESD保護(hù)用溝槽隔離區(qū)域302的底面的角被倒圓，形成倒圓的溝槽隔離區(qū)域底面801。在從外部施加正向的大電流時(shí)，在作為因ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管601的漏極區(qū)域的N型與基板的P型的接合而引起的二極管的正向電流而施加的電流放出時(shí)，ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管601的有效的漏極區(qū)域成為合并漏極區(qū)域202、漏極延伸設(shè)置區(qū)域203、漏極接觸區(qū)域204的區(qū)域，但如圖2所示，通過(guò)使形成有漏極延伸設(shè)置區(qū)域203的ESD保護(hù)用溝槽隔離區(qū)域302的底面的形狀為角被倒圓的形狀，而使P — N結(jié)部的角部倒圓，能夠防止局部的電流集中，在整個(gè)P — N結(jié)部均勻地放出大電流。對(duì)于其他的說(shuō)明，通過(guò)與圖1所示的實(shí)施例1標(biāo)記相同的標(biāo)號(hào)而代替說(shuō)明。在實(shí)施例1及實(shí)施例2中，示出通過(guò)僅在ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管601的漏極區(qū)域202側(cè)設(shè)置漏極延伸設(shè)置區(qū)域203就能夠使從漏極區(qū)域202的柵電極402端到接觸孔701的距離更長(zhǎng)的例子，但雖未圖示，根據(jù)需要，不僅在漏極區(qū)域202側(cè)，在源極區(qū)域201側(cè)也與漏極區(qū)域202側(cè)同樣，與源極區(qū)域201相接地形成ESD保護(hù)用溝槽隔離區(qū)域302，在與源極區(qū)域201相接的ESD保護(hù)用溝槽隔離區(qū)域302的側(cè)面及底面形成源極延伸設(shè)置區(qū)域。而且，通過(guò)以定位成與源極區(qū)域201夾著ESD保護(hù)用溝槽隔離區(qū)域302的方式，設(shè)置利用與源極區(qū)域201相同的導(dǎo)電型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域而形成的源極接觸區(qū)域，能使從源極區(qū)域201的柵電極402端到源極側(cè)的接觸孔701為止的距離變長(zhǎng)。另外，漏極延伸設(shè)置區(qū)域203與漏極區(qū)域202為相同的導(dǎo)電型，這是當(dāng)然的，但也可通過(guò)調(diào)整雜質(zhì)濃度或厚度、幅度等，使漏極區(qū)域202的薄膜電阻值與漏極延伸設(shè)置區(qū)域203的薄膜電阻值相同，能夠更好地防止電流的阻塞或偏移、集中等。利用這些手段，在ESD保護(hù)用N型MOS晶體管601的雙極動(dòng)作時(shí)，能夠使電流無(wú)偏移而均勻地大流動(dòng)，在從外部施加大量的電流、脈沖的情況下，也能夠使ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管601的晶體管溝道幅 度整體有效地動(dòng)作，能夠有效地使電流流動(dòng)。
另外，依據(jù)本發(fā)明，ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管601的有效的漏極區(qū)域能夠視為合并漏極區(qū)域202、漏極延伸設(shè)置區(qū)域203與漏極接觸區(qū)域204的區(qū)域。在從外部施加正向的大電流時(shí)，使作為因ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管601的漏極區(qū)域的N型與襯底的P型的接合而引起的二極管的正向電流而施加的電流放出，但如上所述，本發(fā)明的ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管601的有效的漏極區(qū)域?yàn)楹喜⒙O區(qū)域202、漏極延伸設(shè)置區(qū)域203、漏極接觸區(qū)域204的區(qū)域，因此利用小的占有表面積能夠得到大的P — N結(jié)面積，因而能夠使大電流快速放出。這樣，能夠得到具有帶充分的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，在實(shí)施例1及實(shí)施例2中，為了簡(jiǎn)便，ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管601示出了傳統(tǒng)的構(gòu)造的情況，但也可以是DDD構(gòu)造、偏置漏極構(gòu)造。如上述那樣，依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，能夠以小面積得到具有帶充分的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。[附圖標(biāo)記說(shuō)明]
101 P型的硅襯底；201源極區(qū)域；202漏極區(qū)域；203漏極延伸設(shè)置區(qū)域；204漏極接觸區(qū)域；301溝槽隔離區(qū)域；302 ESD保護(hù)用溝槽隔離區(qū)域；401柵極氧化膜；402柵電極；601 ESD保護(hù)用的N型的MOS 晶體管；701接觸孔；801倒圓的溝槽隔離區(qū)域底面。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，具有包含ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管的多個(gè)MOS型晶體管，在所述多個(gè)MOS型晶體管間為了電隔離而設(shè)置有溝槽隔離區(qū)域，所述半導(dǎo)體裝置具有: ESD保護(hù)用溝槽隔離區(qū)域，其與所述ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管的漏極區(qū)域相接而配置，垂直方向的深度比所述溝槽隔離區(qū)域深； 漏極延伸設(shè)置區(qū)域，在所述ESD保護(hù)用溝槽隔離區(qū)域的側(cè)面及下表面設(shè)置，利用與所述漏極區(qū)域相同的導(dǎo)電型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域而形成；以及 漏極接觸區(qū)域，經(jīng)由所述漏極延伸設(shè)置區(qū)域與所述漏極區(qū)域電連接，利用與所述漏極區(qū)域相同的導(dǎo)電型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域而形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，所述ESD保護(hù)用溝槽隔離區(qū)域的底面是角部被倒圓的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，所述漏極延伸設(shè)置區(qū)域的薄膜電阻值與所述漏極區(qū)域的薄膜電阻值是相同的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，還具有: 另外的ESD保護(hù)用溝槽隔離區(qū)域，其與所述ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管的源極區(qū)域相接而配置，垂直方向的深度比所述溝槽隔離區(qū)域深； 源極延伸設(shè)置區(qū)域，在所述另外的ESD保護(hù)用溝槽隔離區(qū)域的側(cè)面及下表面設(shè)置，利用與所述源極區(qū)域相同的導(dǎo)電型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域而形成；以及 源極接觸區(qū)域，經(jīng)由所述源極延伸設(shè)置區(qū)域與所述源極區(qū)域電連接，利用與所述源極區(qū)域相同的導(dǎo)電型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域而形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述 的半導(dǎo)體裝置，所述源極延伸設(shè)置區(qū)域的薄膜電阻值與所述源極區(qū)域的薄膜電阻值是相同的。
全文摘要
一種半導(dǎo)體裝置，ESD保護(hù)用的N型MOS晶體管的漏極區(qū)域，經(jīng)由在ESD保護(hù)用溝槽隔離區(qū)域的側(cè)面及下表面設(shè)置的、利用與漏極區(qū)域相同的導(dǎo)電型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域而形成的漏極延伸設(shè)置區(qū)域，與利用與漏極區(qū)域相同的導(dǎo)電型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域而形成的漏極接觸區(qū)域電連接。從而提供減少占有面積的增加的、具有帶充分的ESD保護(hù)功能的ESD保護(hù)用的N型的MOS晶體管的半導(dǎo)體裝置。
文檔編號(hào)H01L27/02GK103219335SQ201310026809
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月24日
發(fā)明者鷹巢博昭 申請(qǐng)人:精工電子有限公司