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JP3206652B2 - Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents
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JP3206652B2 - Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device

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JP3206652B2
JP3206652B2 JP27963698A JP27963698A JP3206652B2 JP 3206652 B2 JP3206652 B2 JP 3206652B2 JP 27963698 A JP27963698 A JP 27963698A JP 27963698 A JP27963698 A JP 27963698A JP 3206652 B2 JP3206652 B2 JP 3206652B2
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mos transistor
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

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、半導体装置及びそ
の製造方法に関するものであり、特に詳しくは、製造過
程に於けるプラズマダメージからMOSトランジスタを
保護する事が出来る半導体装置及び半導体装置の製造方
法に関するものである。
The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor device and a method of manufacturing a semiconductor device capable of protecting a MOS transistor from plasma damage in a manufacturing process. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、半導体装置の製造工程中に於
いて、特にプラズマを使用した各種の処理工程に於い
て、電荷が当該半導体装置のゲート絶縁膜に蓄積され、
当該プラズマ処理が繰り返される段階で当該電荷が当該
ゲート絶縁膜に徐々に蓄積され、ある電荷蓄積レベルを
越えると当該電荷が基板内に流れ出し、その際ゲート絶
縁膜を劣化させたり、破壊されたりする事が多く、多く
の対策が提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, electric charges are accumulated in a gate insulating film of a semiconductor device during a manufacturing process of the semiconductor device, especially in various processing steps using plasma.
The charge is gradually accumulated in the gate insulating film at a stage where the plasma processing is repeated, and when the charge exceeds a certain charge accumulation level, the charge flows into the substrate, and at this time, the gate insulating film is deteriorated or destroyed. There are many things and many measures have been proposed.

【0003】具体的には、エッチング、化学的気相成長
法などプラズマプロセスにより、ゲート電極に電荷が蓄
積されてゲート絶縁膜が劣化する。このプラズマプロセ
スによるダメージからデバイスを保護する保護素子とし
て従来は、保護ダイオードが用いられていた。以下に、
N型MOSトランジスタを保護する保護ダイオードの従
来例の一具体例を示す。即ち、図31はその平面図であ
り、図32は、図30のA−A線で見た断面図である。
Specifically, charges are accumulated in a gate electrode by a plasma process such as etching and chemical vapor deposition, and the gate insulating film is deteriorated. Conventionally, a protection diode has been used as a protection element for protecting the device from damage due to the plasma process. less than,
A specific example of a conventional protection diode for protecting an N-type MOS transistor will be described. That is, FIG. 31 is a plan view thereof, and FIG. 32 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【0004】例えば図31に示す様に、N型MOSトラ
ンジスタ15の保護の場合、N型拡散層31とP型基板
1から構成される保護ダイオード30のN型拡散層31
にゲート電極5を接続させることで、ゲート電極5の負
の蓄積電荷に対しては、保護ダイオード30の順方向電
流で放電してやり、正の蓄積電荷に対しては、逆方向ブ
レークダウンの時の電流で放電していた。
For example, as shown in FIG. 31, in the case of protection of an N-type MOS transistor 15, the N-type diffusion layer 31 of a protection diode 30 composed of an N-type diffusion layer 31 and a P-type substrate 1 is used.
By connecting the gate electrode 5 to the gate electrode 5, the negative stored charge of the gate electrode 5 is discharged by the forward current of the protection diode 30, and the positive stored charge is discharged at the time of the reverse breakdown. It was discharging with current.

【0005】N型MOSトランジスタ15のゲート電極
5を第1金属配線7を用いて保護ダイオード30に接続
する。この場合、必ず第1金属配線層を用いて接続する
必要があるため、第1金属配線層のレイアウトに影響を
及ぼしてしまう。係る従来例の製造方法について図33
〜図37を用い具体的に説明する。P型基板1上素子分
離領域3を形成する。(図33) 次いで、ゲート絶縁膜4を有するゲート電極5を形成す
る。(図34) その後、通常知られた方法により所定形状に形成したレ
ジスト18をマスクとしてN型不純物を高濃度でイオン
注入し、N型MOSトランジスタ15のソース、ドレイ
ンとなるN型拡散層8を形成するとともに保護ダイオー
ド30のN型拡散層31を形成する(図35)。
[0005] The gate electrode 5 of the N-type MOS transistor 15 is connected to the protection diode 30 using the first metal wiring 7. In this case, the connection must always be made using the first metal wiring layer, which affects the layout of the first metal wiring layer. FIG. 33 shows such a conventional manufacturing method.
This will be specifically described with reference to FIGS. An element isolation region 3 is formed on a P-type substrate 1. (FIG. 33) Next, the gate electrode 5 having the gate insulating film 4 is formed. (FIG. 34) Thereafter, the N-type impurity is ion-implanted at a high concentration using the resist 18 formed in a predetermined shape by a commonly known method as a mask to form the N-type diffusion layer 8 serving as the source and drain of the N-type MOS transistor 15. At the same time, the N-type diffusion layer 31 of the protection diode 30 is formed (FIG. 35).

【0006】次いで、全体に層間絶縁膜24を形成した
後、N型拡散層31とゲート電極5に至るコンタクト6
を形成する(図36)。そして、第1金属配線7を形成
して、N型MOSトランジスタ15と保護ダイオード3
0を接続する(図37)。
Next, after an interlayer insulating film 24 is entirely formed, an N-type diffusion layer 31 and a contact 6 reaching the gate electrode 5 are formed.
Is formed (FIG. 36). Then, the first metal wiring 7 is formed, and the N-type MOS transistor 15 and the protection diode 3 are formed.
0 is connected (FIG. 37).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、当該ゲート絶
縁膜が4.5nm以下に薄膜化されると、ダイオードの
ブレークダウン電圧がゲート絶縁膜の耐圧と同程度にな
る。そのため、正の蓄積電荷に対しては、ダイオードの
保護が効かなくなっている。そのため、最近では、特に
正の蓄積電荷に対して有効な保護素子が求められてい
る。
However, when the thickness of the gate insulating film is reduced to 4.5 nm or less, the breakdown voltage of the diode becomes almost equal to the breakdown voltage of the gate insulating film. Therefore, the protection of the diode is no longer effective against the positive accumulated charges. Therefore, recently, a protective element effective especially for positive accumulated charges has been demanded.

【0008】又、特開平10−154808号公報に
は、複数の独立したダミー電極を設ける事によって、一
つの電極に於けるゲート絶縁膜に電荷が集中しない様に
構成したものであり、配線が長くなり構成が複雑になる
他、確実に保護したいゲート絶縁膜を保護する事が不可
能である。又、特開平7−130881号公報及び特開
平5−343684号公報には、何れも拡散層を利用し
たダイオードを使用する技術が開示されているに過ぎ
ず、上記の問題は解決しない。
Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-154808 discloses a configuration in which a plurality of independent dummy electrodes are provided so that charges are not concentrated on a gate insulating film in one electrode. In addition to being long, the structure becomes complicated, and it is impossible to protect the gate insulating film that one wants to protect reliably. Further, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 7-130881 and Hei 5-343684 merely disclose a technique using a diode using a diffusion layer, and do not solve the above problem.

【0009】従って、本発明の目的は、上記した従来技
術の欠点を改良し、プラズマプロセスによってデバイス
に蓄積された電荷をゲート電極部のゲート絶縁膜部分と
は異なる部分に於いて効率よく放電させることによっ
て、プラズマダメージからMOSデバイスを保護するこ
とが出来る半導体装置及び半導体装置の製造方法を提供
するものである。
Accordingly, an object of the present invention is to improve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and to efficiently discharge charges accumulated in a device by a plasma process in a portion of a gate electrode portion different from a gate insulating film portion. Accordingly, a semiconductor device capable of protecting a MOS device from plasma damage and a method for manufacturing the semiconductor device are provided.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、基本的には、以下に記載されたような技
術構成を採用するものである。即ち、本発明に係る第1
の態様としては、基板上に、MOSトランジスタと当該
MOSトランジスタに近接して配置された保護素子とが
設けられた半導体装置であって、当該MOSトランジス
タと当該保護素子とは、ゲート絶縁膜を共有しており、
当該保護素子に含まれる当該ゲート絶縁膜にかかる電界
強度が、当該MOSトランジスタに含まれる当該ゲート
絶縁膜にかかる電界強度よりも強くなる様に構成すると
共に、当該保護素子のゲート絶縁膜に高導電性領域が形
成されており、それによって当該MOSトランジスタの
ゲート絶縁膜に製造工程中に電荷が蓄積された時に、当
該絶縁膜に蓄積された電荷が当該保護素子のゲート絶縁
膜を介して基板に放電される様に構成されている半導体
装置であり、又本発明に係る第2の態様としては、基板
上に、MOSトランジスタと当該MOSトランジスタに
近接して配置された保護素子とが設けられた半導体装置
を製造するに際し、当該MOSトランジスタと当該保護
素子とを、互いに導電性の異なる基板若しくはウェル上
に形成すると共に、当該MOSトランジスタに含まれる
ゲート絶縁膜と当該保護素子に含まれるゲート絶縁膜を
一体的に形成し、更に、当該保護素子に含まれる当該ゲ
ート絶縁膜にかかる電界強度が、当該MOSトランジス
タに含まれる当該ゲート絶縁膜に製造工程中に電荷が蓄
積された時に、当該絶縁膜にかかる電界強度よりも強く
なる様に構成すると共に、当該保護素子のゲート絶縁膜
を基板に接続する為の高導電性領域を形成する半導体装
置の製造方法である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention basically employs the following technical configuration to achieve the above object. That is, the first according to the present invention
As an embodiment of the present invention , the MOS transistor and the
The protection element arranged close to the MOS transistor
A semiconductor device provided with the MOS transistor.
And the protection element share a gate insulating film,
Electric field applied to the gate insulating film included in the protection element
The gate whose strength is included in the MOS transistor
If it is configured to be stronger than the electric field strength applied to the insulating film,
In both cases, a highly conductive region is formed in the gate insulating film of the protection element.
And thereby the MOS transistor
When charge is accumulated in the gate insulating film during the manufacturing process,
The electric charge accumulated in the insulating film is used for the gate insulation of the protection element.
Semiconductor configured to be discharged to the substrate through the film
Device, and in a second aspect according to the present invention, a substrate
Above, the MOS transistor and the MOS transistor
Semiconductor device provided with a protection element arranged in close proximity
When manufacturing the MOS transistor and the protection
Elements are mounted on substrates or wells with different conductivity.
And included in the MOS transistor.
The gate insulating film and the gate insulating film included in the protection element.
Integrally formed, and further includes the gate included in the protection element.
The electric field strength applied to the gate insulating film depends on the MOS transistor.
Charge is stored in the gate insulating film contained in the
When stacked, stronger than the electric field strength applied to the insulating film
And a gate insulating film of the protection element.
Semiconductor device that forms a highly conductive region for connecting
It is a manufacturing method of the device.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明に係る当該半導体装置及び
当該半導体装置の製造方法は、上記した様な技術構成を
採用しているので、プラズマプロセスによってデバイス
に蓄積された電荷をMOSトランジスタのゲート絶縁膜
部分よりも、効率よく放電させることのできるダミーの
ゲート絶縁膜を有する保護素子を設けたものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The semiconductor device and the method of manufacturing the semiconductor device according to the present invention employ the above-described technical configuration. Therefore, the electric charge accumulated in the device by the plasma process is transferred to the gate of the MOS transistor. A protection element having a dummy gate insulating film capable of discharging more efficiently than the insulating film portion is provided.

【0012】つまり、本発明に於ける半導体装置に於い
ては、ゲート電極が正に帯電したとき、ゲート電極下の
Pウエル表面は反転領域となり、ゲート電極下のNウエ
ル表面は蓄積領域となる。反転領域が形成されると、ゲ
ート電極に加わる電圧は、ゲート絶縁膜に加わる電圧と
反転層を形成するための電圧とに分割される。しかし、
蓄積領域が形成されると、ゲート電極に加わる電圧は、
すべてゲート絶縁膜に加わる。つまり、Nウエル上のゲ
ート絶縁膜の方が電界が強い。
That is, in the semiconductor device according to the present invention, when the gate electrode is positively charged, the surface of the P well under the gate electrode becomes an inversion region, and the surface of the N well under the gate electrode becomes an accumulation region. . When the inversion region is formed, the voltage applied to the gate electrode is divided into a voltage applied to the gate insulating film and a voltage for forming the inversion layer. But,
When the storage region is formed, the voltage applied to the gate electrode is
All are added to the gate insulating film. That is, the electric field is stronger in the gate insulating film on the N well.

【0013】また、同じP型基板上にあってもN型MO
Sトランジスタのソース、ドレインの電位が固定されて
いない時は、P型基板表面の反転層を形成するための電
子が不足しP型基板の方に空乏層が延びていく。そのた
め、ゲート絶縁膜にはそれ以上電圧がかからずゲート絶
縁膜を流れる電流も飽和する。つまり、トランジスタの
ソース、ドレインの電位を固定していないトランジスタ
のゲート絶縁膜に加わる電界は、トランジスタのソー
ス、ドレインの電位を固定しているトランジスタのゲー
ト絶縁膜に加わる電界よりも弱い。
Further, even on the same P-type substrate, an N-type MO
When the potentials of the source and drain of the S transistor are not fixed, electrons for forming an inversion layer on the surface of the P-type substrate are insufficient, and the depletion layer extends toward the P-type substrate. Therefore, no voltage is applied to the gate insulating film any more, and the current flowing through the gate insulating film is saturated. That is, the electric field applied to the gate insulating film of the transistor whose source and drain potentials are not fixed is weaker than the electric field applied to the gate insulating film of the transistor whose source and drain potentials are fixed.

【0014】即ち、本発明ではこのゲート絶縁膜に加わ
る電界の差を利用して、プラズマプロセスによる蓄積電
荷を保護素子のゲート絶縁膜を通して放電することで、
N型MOSトランジスタのゲート絶縁膜を保護すること
を特徴としている。
That is, in the present invention, by utilizing the difference in the electric field applied to the gate insulating film, the accumulated charge by the plasma process is discharged through the gate insulating film of the protection element.
It is characterized in that the gate insulating film of the N-type MOS transistor is protected.

【0015】[0015]

【実施例】以下に、本発明に係る半導体装置及び当該半
導体装置の製造方法の一具体例の構成を図面を参照しな
がら詳細に説明する。即ち、図1乃至図4は、それぞれ
本発明に半導体装置の一具体例の構成を示す平面図及び
断面図であり、図中、基板1上に、MOSトランジスタ
15と当該MOSトランジスタ15に近接して配置され
た保護素子16とが設けられた半導体装置100に於い
て、当該保護素子16に含まれる当該ゲート絶縁膜4−
2にかかる電界強度が、当該MOSトランジスタに含ま
れる当該ゲート絶縁膜4−1にかかる電界強度よりも強
くなる様に構成されている半導体装置100が示されて
いる。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing the structure of a semiconductor device according to the present invention and a method for manufacturing the semiconductor device. That is, FIGS. 1 to 4 are a plan view and a sectional view, respectively, showing the configuration of a specific example of the semiconductor device according to the present invention. In the drawings, the MOS transistor 15 and the MOS transistor 15 In the semiconductor device 100 provided with the protection element 16 disposed in the same manner, the gate insulating film 4-4 included in the protection element 16 is provided.
2 shows the semiconductor device 100 configured so that the electric field intensity applied to the gate insulating film 4-1 included in the MOS transistor becomes stronger than the electric field intensity applied to the MOS transistor.

【0016】本発明に於いては、より具体的には、該M
OSトランジスタ15は、P型基板上に形成されてお
り、当該保護素子16はN型ウェル上に形成されてい
る。以下に本発明に係る当該半導体装置の第1の具体例
について詳細に説明する。本発明の第1の具体例として
N型MOSトランジスタのゲート電極にプラスの電荷が
蓄積されたときの保護を目的とする保護素子について説
明する。
In the present invention, more specifically, the M
The OS transistor 15 is formed on a P-type substrate, and the protection element 16 is formed on an N-type well. Hereinafter, a first specific example of the semiconductor device according to the present invention will be described in detail. As a first specific example of the present invention, a protection element for protecting a gate electrode of an N-type MOS transistor when a positive charge is accumulated will be described.

【0017】図1にその平面図を示す。N型MOSトラ
ンジスタ15にNウエル2上に形成したダミーのゲート
絶縁膜4−2を有する保護素子16を接続する。図2
は、図1のAでの断面図である。図3は、図1のBでの
断面図である。図4は、図1のCでの断面図である。当
該保護素子16には、N型MOSトランジスタ15のゲ
ート電極5が延長されている。
FIG. 1 is a plan view thereof. The protection element 16 having the dummy gate insulating film 4-2 formed on the N well 2 is connected to the N-type MOS transistor 15. FIG.
FIG. 2 is a sectional view taken along line A in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along a line B in FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along line C in FIG. The gate electrode 5 of the N-type MOS transistor 15 is extended to the protection element 16.

【0018】N型MOSトランジスタ15は、図3に示
す様に、P型基板1上に形成するが、保護素子16は、
図4に示す様にNウエル2上に形成する。一方、図4に
示す様にNウエル2をP型基板1へ導通させるためにN
ウエル2内の、N型拡散層9と、P型基板1内のP型拡
散層10とを接触させる。保護素子16は、N型MOS
トランジスタ15とゲート電極5を共有しているため、
N型MOSトランジスタ15と保護素子16とを接続す
るために、従来例で使用されている第1金属配線7を用
いる必要がなく、第1金属配線層のレイアウトに影響を
及ばさない。
The N-type MOS transistor 15 is formed on the P-type substrate 1 as shown in FIG.
It is formed on the N well 2 as shown in FIG. On the other hand, as shown in FIG.
The N-type diffusion layer 9 in the well 2 is brought into contact with the P-type diffusion layer 10 in the P-type substrate 1. The protection element 16 is an N-type MOS
Since the transistor 15 and the gate electrode 5 are shared,
In order to connect the N-type MOS transistor 15 and the protection element 16, it is not necessary to use the first metal wiring 7 used in the conventional example, and the layout of the first metal wiring layer is not affected.

【0019】更に、本発明に於ける当該具体例に於いて
は、プラズマプロセスで蓄積された正電荷によりゲート
電極5に加えられる電圧は、N型MOSトランジスタ1
5、保護素子16ともに同じであるが、ゲート絶縁膜4
−2の方がゲート絶縁膜4−1より電界が強い。ゲート
絶縁膜に流れる電流は、ゲート絶縁膜に加わった電界で
決まる。したがって、蓄積領域となるNウエル2の方が
ゲート電流が多く流れることからプラズマプロセスによ
って蓄積された電荷は、Nウエル2上のダミーのゲート
絶縁膜4−2を通って放電される。
Further, in the specific example of the present invention, the voltage applied to the gate electrode 5 by the positive charge accumulated in the plasma process is the N-type MOS transistor 1
5, the protection element 16 is the same, but the gate insulating film 4
-2 has a stronger electric field than the gate insulating film 4-1. The current flowing through the gate insulating film is determined by the electric field applied to the gate insulating film. Therefore, since the gate current flows more in the N-well 2 serving as the accumulation region, the electric charge accumulated by the plasma process is discharged through the dummy gate insulating film 4-2 on the N-well 2.

【0020】これにより、N型MOSトランジスタ15
のゲート絶縁膜4−1には電流がほとんど流れないため
保護される。次に、上記した本発明に係る当該半導体装
置の第1の具体例の製造方法の一例を図5乃至図10を
参照しながら詳細に説明する。即ち、N型MOSトラン
ジスタ15とこれを保護する保護素子16の製造方法の
説明に関し図5乃至図10に於ける、左側がN型MOS
トランジスタ15の断面図で、右側が保護素子16の断
面図である。
As a result, the N-type MOS transistor 15
The gate insulating film 4-1 is protected because almost no current flows. Next, an example of a method of manufacturing the first specific example of the semiconductor device according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. That is, regarding the description of the method of manufacturing the N-type MOS transistor 15 and the protection element 16 for protecting the N-type MOS transistor 15, the left side in FIGS.
The cross section of the transistor 15 is shown, and the right side is a cross section of the protection element 16.

【0021】先ず、図5に示す様に、P型基板1上に素
子分離領域3を形成する。次いで図6に示す様に、所定
形状のレジスト17をマスクとして、P型基板1にN型
不純物を注入してNウエル2を形成する。その後、図7
に示す様に、レジスト17を剥離後、ゲート絶縁膜4−
1、4−2を形成した後、ゲート電極5を所定形状に形
成する。
First, as shown in FIG. 5, an element isolation region 3 is formed on a P-type substrate 1. Next, as shown in FIG. 6, an N well 2 is formed by implanting an N type impurity into the P type substrate 1 using a resist 17 having a predetermined shape as a mask. Then, FIG.
As shown in FIG. 7, after removing the resist 17, the gate insulating film 4-
After forming 1, 4-2, the gate electrode 5 is formed in a predetermined shape.

【0022】続いて、図8に示す様に、所定形状のレジ
スト18をマスクとしてN型不純物を高濃度でイオン注
入し、MOSトランジスタ15のソース、ドレインとな
るN型拡散層8を形成するとともに保護素子16の電位
をとるためのN型拡散層9を形成する。ただし、このN
型拡散層9は、ゲート電極5に隣接している必要はな
く、Nウエル2上の任意の位置に有ればよい。
Subsequently, as shown in FIG. 8, an N-type impurity is ion-implanted at a high concentration using a resist 18 having a predetermined shape as a mask to form an N-type diffusion layer 8 serving as a source and a drain of the MOS transistor 15. An N-type diffusion layer 9 for obtaining the potential of the protection element 16 is formed. However, this N
The type diffusion layer 9 does not need to be adjacent to the gate electrode 5 and may be at any position on the N well 2.

【0023】その後、レジスト18を剥離後、図9に示
す様に、所定形状のレジスト19をマスクとしてP型不
純物を高濃度でイオン注入し、N型拡散層9に接したP
型半導体基板上にP型拡散層10を形成する。N型拡散
層9とP型拡散層10は、それぞれが高濃度であれば、
トンネリング現象により電流が流れやすいため、導通し
ていると見なせる。
Thereafter, after the resist 18 is peeled off, as shown in FIG. 9, a P-type impurity is ion-implanted at a high concentration using the resist 19 having a predetermined shape as a mask, and the P-type impurity in contact with the N-type diffusion layer 9 is formed.
A P-type diffusion layer 10 is formed on a type semiconductor substrate. If each of the N-type diffusion layer 9 and the P-type diffusion layer 10 has a high concentration,
Since the current easily flows due to the tunneling phenomenon, it can be regarded as being conductive.

【0024】すなわち、保護素子16のNウエル2は、
P型基板1と導通していると見なせる。プラズマプロセ
スによりゲート電極5に蓄積された電荷は、保護素子の
ゲート絶縁膜4−2に流れ基板へと放電される。次い
で、図10に示す様に、全体に層間絶縁膜24を形成し
た後、N型MOSトランジスタ15のN型拡散層8とゲ
ート電極5に至るコンタクト6を形成し、第1金属配線
7を形成する。
That is, the N well 2 of the protection element 16 is:
It can be considered that it is electrically connected to the P-type substrate 1. The electric charge accumulated in the gate electrode 5 by the plasma process flows through the gate insulating film 4-2 of the protection element and is discharged to the substrate. Next, as shown in FIG. 10, after forming an interlayer insulating film 24 over the whole, the N-type diffusion layer 8 of the N-type MOS transistor 15 and the contact 6 reaching the gate electrode 5 are formed, and the first metal wiring 7 is formed. I do.

【0025】もちろん、この保護はP型MOSトランジ
スタにおける負の蓄積電荷によるダメージを低減する為
にも同様の構造が有効である。尚、保護素子16のゲー
ト絶縁膜4−2に、電流が流れることで、ゲート絶縁膜
4−2は劣化するが、破壊しない程度で有れば、実使用
上は問題ない。本具体例に於ける当該半導体装置の動作
について説明するならば、正の蓄積電荷は、N型MOS
トランジスタ15のゲート絶縁膜4−1を流れずに、保
護素子16のゲート絶縁膜4−2を通ってP型基板1に
放電される。
Of course, a similar structure is effective for this protection in order to reduce damage due to negative accumulated charges in the P-type MOS transistor. Although a current flows through the gate insulating film 4-2 of the protection element 16, the gate insulating film 4-2 is deteriorated, but there is no problem in practical use as long as the gate insulating film 4-2 does not break down. To explain the operation of the semiconductor device in this specific example, the positive accumulated charge is an N-type MOS
The discharge is performed to the P-type substrate 1 through the gate insulating film 4-2 of the protection element 16 without flowing through the gate insulating film 4-1 of the transistor 15.

【0026】正の電圧がゲート電極5に加わったとき、
N型MOSトランジスタ15は、P型半導体基板上に形
成されているためであり反転層が形成される。一方、保
護素子16は、Nウエル2上に形成されているため、蓄
積層が形成される。このため、ゲート絶縁膜に加わる電
圧は反転層が形成されない保護素子16のゲート絶縁膜
4−2の方が大きい。
When a positive voltage is applied to the gate electrode 5,
Since the N-type MOS transistor 15 is formed on the P-type semiconductor substrate, an inversion layer is formed. On the other hand, since the protection element 16 is formed on the N well 2, an accumulation layer is formed. Therefore, the voltage applied to the gate insulating film is higher in the gate insulating film 4-2 of the protection element 16 where the inversion layer is not formed.

【0027】以上のことから、蓄積された正の電荷は保
護素子16のゲート絶縁膜4−2を通って放電されるた
め、N型MOSトランジスタ15のゲート絶縁膜4−1
の劣化を防止できる。次に、本発明に係る半導体装置に
関する第2の具体例について説明する。つまり、本発明
に係る半導体装置100の第2の具体例では、当該保護
素子16に含まれる当該ゲート絶縁膜4−2の膜厚が、
当該MOSトランジスタ15に含まれる当該ゲート絶縁
膜4−1の膜厚よりも薄くなるように構成されているも
のである。
From the above, the accumulated positive charges are discharged through the gate insulating film 4-2 of the protection element 16, so that the gate insulating film 4-1 of the N-type MOS transistor 15 is discharged.
Degradation can be prevented. Next, a second specific example of the semiconductor device according to the present invention will be described. That is, in the second specific example of the semiconductor device 100 according to the present invention, the thickness of the gate insulating film 4-2 included in the protection element 16 is
The gate insulating film 4-1 included in the MOS transistor 15 is configured to be thinner than the film thickness.

【0028】つまり、本発明に係る当該第2の具体例に
於いては、保護素子25のゲート絶縁膜21をN型MO
Sトランジスタ15のゲート絶縁膜20より薄くしてい
ることである。即ち、上記した様に、ゲート絶縁膜は薄
いほど、電流が流れやすいため、より多くの蓄積電荷を
基板に逃がすことができる事になる。
That is, in the second embodiment of the present invention, the gate insulating film 21 of the protection element 25 is
This is to make it thinner than the gate insulating film 20 of the S transistor 15. That is, as described above, the thinner the gate insulating film, the easier the current to flow, so that more accumulated charges can be released to the substrate.

【0029】図11に、本発明に係る当該第2の具体例
に於ける半導体装置100の平面図を、又図12〜図1
4にその断面図を示す。つまり本具体例に係る半導体装
置100の平面的な構成は、第1の具体例と同様であ
り、N型MOSトランジスタ15にNウエル2上に形成
したダミーのゲート絶縁膜21を有する保護素子25を
接続する。
FIG. 11 is a plan view of a semiconductor device 100 according to the second embodiment of the present invention, and FIGS.
FIG. 4 shows a cross-sectional view thereof. That is, the planar configuration of the semiconductor device 100 according to this example is the same as that of the first example, and the protection element 25 having the dummy gate insulating film 21 formed on the N well 2 is formed in the N-type MOS transistor 15. Connect.

【0030】図12は、図11のA−A線で見た断面図
である。図13は、図11のB−B線から見たN型MO
Sトランジスタ25の断面図である。更に、図14は、
保護素子25のC−C線から見た断面図である。図12
から明らかな様に、本具体例に於いては、当該保護素子
25に含まれるゲート絶縁膜21の厚みが当該MOSト
ランジスタ15に含まれる当該ゲート絶縁膜20の厚み
よりも薄くなるように構成されているものである。
FIG. 12 is a sectional view taken along line AA of FIG. FIG. 13 is an N-type MO viewed from the line BB in FIG.
FIG. 4 is a sectional view of an S transistor 25. Further, FIG.
It is sectional drawing seen from CC line of the protection element 25. FIG.
As is apparent from the above, in the present specific example, the thickness of the gate insulating film 21 included in the protection element 25 is configured to be smaller than the thickness of the gate insulating film 20 included in the MOS transistor 15. Is what it is.

【0031】次に、本発明に於ける当該第2の具体例に
係る半導体装置100の製造方法の具体例を図15〜図
22を参照しながら説明する。尚、第1の具体例と同様
に図15〜図22に於て、各図の左側がN型MOSトラ
ンジスタ15の断面図で、右側は保護素子25の断面図
である。図15に示す様に、P型基板1上素子分離領域
3を形成すると同時に、保護素子25のNウエル形成の
ために、所定形状のレジスト17をマスクとして、N型
不純物をイオン注入してNウエル2を形成する。
Next, a specific example of a method of manufacturing the semiconductor device 100 according to the second specific example of the present invention will be described with reference to FIGS. 15 to 22, the left side of each figure is a cross-sectional view of the N-type MOS transistor 15, and the right side is a cross-sectional view of the protection element 25, as in the first specific example. As shown in FIG. 15, at the same time as forming the element isolation region 3 on the P-type substrate 1, an N-type impurity is ion-implanted by using a resist 17 of a predetermined shape as a mask to form an N-well of the protection element 25. A well 2 is formed.

【0032】次いで、図16に示す様に、レジスト17
を剥離後、ゲート絶縁膜20を形成した後所定形状のレ
ジスト51をマスクとして、保護素子25の領域を形成
する。図17に示す様に、酸化膜ウェットエッチングを
用いて保護素子25部のゲート絶縁膜20を除去する。
Next, as shown in FIG.
After the gate insulating film 20 is formed, a region of the protection element 25 is formed using the resist 51 having a predetermined shape as a mask. As shown in FIG. 17, the gate insulating film 20 in the protection element 25 is removed by wet etching of an oxide film.

【0033】次いで、図18に示す様に、レジスト51
を除去して、ゲート絶縁膜21を形成する。この際当該
MOSトランジスタ15形成領域に既に形成されている
ゲート絶縁膜20の上にも当該ゲート絶縁膜21が堆積
形成される。従って、保護素子25のゲート絶縁膜21
がN型MOSトランジスタのゲート絶縁膜20より薄く
なる。
Next, as shown in FIG.
Is removed, and a gate insulating film 21 is formed. At this time, the gate insulating film 21 is deposited on the gate insulating film 20 already formed in the MOS transistor 15 forming region. Therefore, the gate insulating film 21 of the protection element 25
Is thinner than the gate insulating film 20 of the N-type MOS transistor.

【0034】その後、図19に示す様に、MOSトラン
ジスタ15形成領域及び保護素子形成領域に、ゲート電
極5を形成する。次いで、図20に示す様に、所定形状
のレジスト18をマスクとしてN型不純物を高濃度でイ
オン注入し、N型MOSトランジスタ15のソース、ド
レインとなるN型拡散層8を形成するとともに保護素子
25の電位をとるためのN型拡散層9を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 19, the gate electrode 5 is formed in the region where the MOS transistor 15 is formed and the region where the protection element is formed. Next, as shown in FIG. 20, an N-type impurity is ion-implanted at a high concentration using a resist 18 having a predetermined shape as a mask to form an N-type diffusion layer 8 serving as a source and a drain of the N-type MOS transistor 15 and a protection element. An N-type diffusion layer 9 for obtaining a potential of 25 is formed.

【0035】その後、レジスト18を剥離した後、図2
1に示す様に、所定形状のレジスト19をマスクとし
て、P型不純物を高濃度でイオン注入を行い、N型拡散
層9に接してP型半導体基板上にP型拡散層10を形成
する。N型拡散層9とP型拡散層10は、それぞれが高
濃度であれば、トンネリング現象により電流が流れやす
いため、導通していると見なせる。すなわち、保護素子
25のNウエル2は、P型基板1に導通していると見な
せる。
Thereafter, after the resist 18 is peeled off, FIG.
As shown in FIG. 1, a P-type impurity is ion-implanted at a high concentration using a resist 19 having a predetermined shape as a mask, and a P-type diffusion layer 10 is formed on the P-type semiconductor substrate in contact with the N-type diffusion layer 9. If the N-type diffusion layer 9 and the P-type diffusion layer 10 each have a high concentration, a current easily flows due to a tunneling phenomenon, and thus it can be considered that they are conducting. That is, it can be considered that the N well 2 of the protection element 25 is electrically connected to the P-type substrate 1.

【0036】従って、プラズマプロセスによりゲート電
極5に蓄積された電荷は、保護素子25のゲート絶縁膜
21に流れる電流で主にこの経路を通り基板へと放電さ
れる。最後に、全体に層間絶縁膜24を形成した後、図
22に示す様に、N型MOSトランジスタ15のN型拡
散層8とゲート電極5に至るコンタクト6を形成し、第
1金属配線7を形成する。第1の実施例と同様に、第1
金属配線層のレイアウトに影響を及ばさない。
Therefore, the electric charge accumulated in the gate electrode 5 by the plasma process is discharged to the substrate mainly through this path by the current flowing through the gate insulating film 21 of the protection element 25. Finally, after an interlayer insulating film 24 is entirely formed, as shown in FIG. 22, an N-type diffusion layer 8 of the N-type MOS transistor 15 and a contact 6 reaching the gate electrode 5 are formed, and the first metal wiring 7 is formed. Form. As in the first embodiment, the first
It does not affect the layout of the metal wiring layer.

【0037】即ち、本具体例に於いては、当該保護素子
部のゲート絶縁膜がNMOSトランジスタ部のゲート絶
縁膜よりも薄いので、電流は流れやすい。すなわち、帯
電による電荷をより効率的に基板に逃がす事が可能にな
る。次に、本発明に係る当該半導体装置に於ける第3の
具体例について説明する。即ち、本発明に係る第3の具
体例は、基板上に、MOSトランジスタと当該MOSト
ランジスタに近接して配置された保護素子とが設けられ
た半導体装置に於いて、当該保護素子は、当該MOSト
ランジスタが設けられている基板又はウェルを同一導電
性を有する基板若しくはウェルに設けられており、且つ
当該保護素子には、当該保護素子のゲート絶縁膜に隣接
して高導電性領域が形成されている。
That is, in this embodiment, since the gate insulating film of the protection element portion is thinner than the gate insulating film of the NMOS transistor portion, current flows easily. That is, it is possible to more efficiently release the charge due to charging to the substrate. Next, a third specific example of the semiconductor device according to the present invention will be described. That is, a third specific example according to the present invention is directed to a semiconductor device in which a MOS transistor and a protection element arranged close to the MOS transistor are provided on a substrate, wherein the protection element is A substrate or a well in which a transistor is provided is provided in a substrate or a well having the same conductivity, and a high conductive region is formed in the protective element adjacent to a gate insulating film of the protective element. I have.

【0038】本具体例に於いては、反転層が形成するた
めの電子不足を解消し、空乏層の延びを抑えてやること
で、保護素子26のゲート絶縁膜27にはN型MOSト
ランジスタ15のゲート絶縁膜4より強い電界が加わる
点が特徴である。この電界の差を用いてプラズマプロセ
スによって蓄積された電荷を保護素子26のゲート絶縁
膜27を通して放電することで、N型MOSトランジス
タ15のゲート絶縁膜4を保護することを特徴とするも
のである。
In this embodiment, the shortage of electrons for forming the inversion layer is eliminated and the extension of the depletion layer is suppressed. The feature is that an electric field stronger than that of the gate insulating film 4 is applied. The electric charge accumulated by the plasma process is discharged through the gate insulating film 27 of the protection element 26 using the difference in the electric field, thereby protecting the gate insulating film 4 of the N-type MOS transistor 15. .

【0039】従って、本具体例は、第1、第2の具体例
に比べ、保護素子26のゲート電極下にNウエルを形成
する必要がない。図23は、本具体例に於ける半導体装
置100の構成を示す平面図であり、又図24は、図2
3のB−B線で見た断面図である。又図25は、図23
のC−C線で見た断面図である。
Therefore, in this embodiment, it is not necessary to form an N-well below the gate electrode of the protection element 26 as compared with the first and second embodiments. FIG. 23 is a plan view showing the configuration of the semiconductor device 100 in this example, and FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG. FIG. 25 corresponds to FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line CC of FIG.

【0040】図26〜図30は、図の左側が図23のB
の断面でN型MOSトランジスタ15に相当し、右側は
図23のCの断面で本発明の保護素子26に相当する。
つまり、先ず、図26に示す様に、P型基板1上に素子
分離領域3を形成する。次いで、図27に示す様に、N
型MOSトランジスタ15と保護素子26の共有のゲー
ト電極5を形成する。
FIGS. 26 to 30 show that the left side of FIG.
23 corresponds to the N-type MOS transistor 15, and the right side corresponds to the protection element 26 of the present invention in the section C of FIG.
That is, first, as shown in FIG. 26, the element isolation region 3 is formed on the P-type substrate 1. Next, as shown in FIG.
A common gate electrode 5 for the type MOS transistor 15 and the protection element 26 is formed.

【0041】その後、図28に示す様に、所定形状のレ
ジスト18をマスクとしてN型不純物を高濃度でイオン
注入し、N型MOSトランジスタ15のソース、ドレイ
ンとなるN型拡散層8を形成するとともに保護素子26
の電位をとるためのN型拡散層9を形成する。更に、図
29に示す様に、レジスト18を剥離後、所定形状のレ
ジスト19をマスクとして、P型不純物を高濃度でイオ
ン注入を行いN型拡散層9に隣接してP型拡散層10を
形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 28, using a resist 18 of a predetermined shape as a mask, N-type impurities are ion-implanted at a high concentration to form an N-type diffusion layer 8 serving as a source and a drain of the N-type MOS transistor 15. With protection element 26
An N-type diffusion layer 9 for obtaining the potential of the above is formed. Further, as shown in FIG. 29, after the resist 18 is peeled off, a P-type impurity is ion-implanted at a high concentration using the resist 19 having a predetermined shape as a mask, and the P-type diffusion layer 10 is formed adjacent to the N-type diffusion layer 9. Form.

【0042】N型拡散層9とP型拡散層10は、それぞ
れが高濃度であれば、トンネリング現象により電流が流
れやすいため、導通していると見なせる。その為、電子
がN型拡散層9から供給されるため、保護素子26のP
型基板1表面の反転層が形成される。つまり、保護素子
26のP型基板1表面では空乏層が延びることはないの
で、N型MOSトランジスタ15のゲート絶縁膜4より
も、保護素子26のゲート絶縁膜27の方が電界が強く
なる。
If the N-type diffusion layer 9 and the P-type diffusion layer 10 each have a high concentration, a current easily flows due to a tunneling phenomenon, so that it can be considered that they are conducting. Therefore, since electrons are supplied from the N-type diffusion layer 9, P
An inversion layer on the surface of the mold substrate 1 is formed. That is, since the depletion layer does not extend on the surface of the P-type substrate 1 of the protection element 26, the electric field is stronger in the gate insulating film 27 of the protection element 26 than in the gate insulating film 4 of the N-type MOS transistor 15.

【0043】プラズマプロセスによりゲート電極5に蓄
積された電荷は、保護素子27 のゲート絶縁膜4−2を
通り基板へと放電される。ただし、P型基板1表面の反
転層に電子を供給する必要があるため、N型拡散層9
は、ゲート電極5に隣接して形成しなければならない。
次いで、図30に示す様に、全体に層間絶縁膜24を形
成した後、N型MOSトランジスタ15のN型拡散層8
とゲート電極5に至るコンタクト6を形成し、第1金属
配線7を形成する。
The electric charge accumulated in the gate electrode 5 by the plasma process is discharged to the substrate through the gate insulating film 4-2 of the protection element 27. However, since it is necessary to supply electrons to the inversion layer on the surface of the P-type substrate 1, the N-type diffusion layer 9
Must be formed adjacent to the gate electrode 5.
Next, as shown in FIG. 30, after forming an interlayer insulating film 24 on the whole, the N-type diffusion layer 8 of the N-type MOS transistor 15 is formed.
Then, a contact 6 reaching the gate electrode 5 is formed, and a first metal wiring 7 is formed.

【0044】第1、第2の具体例と同様に、本具体例に
於いても、第1金属配線層のレイアウトに影響を及ばさ
ない。上記各具体例の説明から理解される様に、本発明
に係る当該半導体装置の製造方法としては、基板上に、
MOSトランジスタと当該MOSトランジスタに近接し
て配置された保護素子とが設けられた半導体装置を製造
するに際し、当該保護素子に含まれる当該ゲート絶縁膜
にかかる電界強度が、当該MOSトランジスタに含まれ
る当該ゲート絶縁膜にかかる電界強度よりも強くなる様
に構成する半導体装置の製造方法である。
As in the first and second embodiments, the present embodiment does not affect the layout of the first metal wiring layer. As understood from the description of each of the above specific examples, the method for manufacturing the semiconductor device according to the present invention includes the steps of:
When manufacturing a semiconductor device provided with a MOS transistor and a protection element disposed in close proximity to the MOS transistor, the electric field strength applied to the gate insulating film included in the protection element includes an electric field intensity included in the MOS transistor. This is a method for manufacturing a semiconductor device configured to be stronger than the electric field intensity applied to a gate insulating film.

【0045】本発明に係る当該半導体装置の製造方法に
於いては、当該MOSトランジスタは、P型基板若しく
はP型ウェル上に形成し、当該保護素子はN型ウェル若
しくはN型基板上に形成する事が望ましい。又、本発明
に於ける半導体装置の製造方法に有っては、当該保護素
子に含まれる当該ゲート絶縁膜の膜厚が、当該MOSト
ランジスタに含まれる当該ゲート絶縁膜の膜厚よりも薄
くなるように形成する事も望ましい。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the MOS transistor is formed on a P-type substrate or a P-type well, and the protection element is formed on an N-type well or an N-type substrate. Things are desirable. In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the thickness of the gate insulating film included in the protection element is smaller than the thickness of the gate insulating film included in the MOS transistor. It is also desirable to form it.

【0046】更に、本発明に係る当該半導体装置の製造
方法に於いては、当該保護素子のゲート絶縁膜に隣接す
る拡散層が半導体基板と同一導電型の拡散層と接してい
る。又、本発明に係る当該半導体装置の製造方法の他の
具体例としては、基板上に、MOSトランジスタと当該
MOSトランジスタに近接して配置された保護素子とが
設けられた半導体装置を製造するに際し、当該保護素子
を、当該MOSトランジスタが設けられている基板又は
ウェルを同一導電性を有する基板若しくはウェルに設
け、且つ当該保護素子には、当該保護素子のゲート絶縁
膜に接続された高導電性領域を形成する半導体装置の製
造方法である。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the diffusion layer adjacent to the gate insulating film of the protection element is in contact with the diffusion layer of the same conductivity type as the semiconductor substrate. Another specific example of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device in which a MOS transistor and a protection element arranged close to the MOS transistor are provided on a substrate. The protection element is provided on a substrate or well having the same conductivity as the substrate or well on which the MOS transistor is provided, and the protection element has a high conductivity connected to a gate insulating film of the protection element. 6 is a method for manufacturing a semiconductor device for forming a region.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る半導
体装置及びその製造方法は、上記した技術構成を採用し
ているので、第1の効果は、N型MOSトランジスタ1
5のゲート絶縁膜4の劣化を防止できる。その理由は、
ゲート電極に帯電した電荷は、N型MOSトランジスタ
15のゲート絶縁膜4−1を流れずに、保護素子16の
ゲート絶縁膜4−2を通ってP型基板1に放電されるか
らである。
As described above, the semiconductor device and the method of manufacturing the same according to the present invention employ the above-described technical configuration.
5 can be prevented from being deteriorated. The reason is,
This is because the charge charged on the gate electrode is discharged to the P-type substrate 1 through the gate insulating film 4-2 of the protection element 16 without flowing through the gate insulating film 4-1 of the N-type MOS transistor 15.

【0048】又、本発明に於ける第2の効果は、N型M
OSトランジスタ15において、ゲート電極5の正の蓄
積電荷に対しても、ゲート絶縁膜4−1の保護が可能で
ある。その理由は、正の蓄積電荷をP/N接合のブレー
クダウンによる電流で放電するのではなく、ゲート絶縁
膜を流れる電流で放電しているため。
The second effect of the present invention is that the N-type M
In the OS transistor 15, the gate insulating film 4-1 can be protected even for positive accumulated charges in the gate electrode 5. The reason is that the positive accumulated charges are not discharged by the current due to the breakdown of the P / N junction, but are discharged by the current flowing through the gate insulating film.

【0049】更に本発明に於ける第3の効果は、第1金
属配線層のレイアウトに影響を及ばさないことである。
その理由は、保護素子16は、N型MOSトランジスタ
15とゲート電極5を共有しており、第1金属配線7を
必要としないからである。
The third effect of the present invention is that the layout of the first metal wiring layer is not affected.
The reason is that the protection element 16 shares the gate electrode 5 with the N-type MOS transistor 15 and does not require the first metal wiring 7.

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

【図1】図1は、本発明に係る半導体装置の一具体例の
構成を説明する平面図である。
FIG. 1 is a plan view illustrating a configuration of a specific example of a semiconductor device according to the present invention.

【図2】図2は、図1に示す本発明に係る当該半導体装
置の一具体例に於けるA−A線から見た断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the specific example of the semiconductor device according to the present invention shown in FIG. 1 as seen from line AA.

【図3】図3は、図1に示す本発明に係る当該半導体装
置の一具体例に於けるB−B線から見た断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line BB of one specific example of the semiconductor device according to the present invention shown in FIG. 1;

【図4】図4は、図1に示す本発明に係る当該半導体装
置の一具体例に於けるC−C線から見た断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the specific example of the semiconductor device according to the present invention shown in FIG. 1 as seen from the line CC.

【図5】図5は、本発明に係る半導体装置の製造方法の
一具体例に於ける一工程を説明する為の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining one step in a specific example of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図6】図6は、本発明に係る半導体装置の製造方法の
一具体例に於ける一工程を説明する為の断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining one step in a specific example of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図7】図7は、本発明に係る半導体装置の製造方法の
一具体例に於ける一工程を説明する為の断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining one step in a specific example of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図8】図8は、本発明に係る半導体装置の製造方法の
一具体例に於ける一工程を説明する為の断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining one step in a specific example of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図9】図9は、本発明に係る半導体装置の製造方法の
一具体例に於ける一工程を説明する為の断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining one step in a specific example of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図10】図10は、本発明に係る半導体装置の製造方
法の一具体例に於ける一工程を説明する為の断面図であ
る。
FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining one step in a specific example of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図11】図11は、本発明に係る半導体装置の他の具
体例の構成を説明する平面図である。
FIG. 11 is a plan view illustrating a configuration of another specific example of the semiconductor device according to the present invention.

【図12】図12は、図11に示す本発明に係る当該半
導体装置の一具体例に於けるA−A線から見た断面図で
ある。
FIG. 12 is a cross-sectional view of the specific example of the semiconductor device according to the present invention shown in FIG. 11, as viewed from line AA.

【図13】図13は、図11に示す本発明に係る当該半
導体装置の一具体例に於けるB−B線から見た断面図で
ある。
FIG. 13 is a cross-sectional view of the specific example of the semiconductor device according to the present invention shown in FIG. 11, as viewed from the line BB.

【図14】図14は、図11に示す本発明に係る当該半
導体装置の一具体例に於けるC−C線から見た断面図で
ある。
FIG. 14 is a cross-sectional view of the specific example of the semiconductor device according to the present invention shown in FIG. 11 as seen from line CC.

【図15】図15は、本発明に係る半導体装置の製造方
法の他の具体例に於ける一工程を説明する為の断面図で
ある。
FIG. 15 is a cross-sectional view for explaining one step in another specific example of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図16】図16は、本発明に係る半導体装置の製造方
法の他の具体例に於ける一工程を説明する為の断面図で
ある。
FIG. 16 is a cross-sectional view for explaining one step in another specific example of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図17】図17は、本発明に係る半導体装置の製造方
法の他の具体例に於ける一工程を説明する為の断面図で
ある。
FIG. 17 is a cross-sectional view for explaining one step in another specific example of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図18】図18は、本発明に係る半導体装置の製造方
法の他の具体例に於ける一工程を説明する為の断面図で
ある。
FIG. 18 is a cross-sectional view for explaining one step in another specific example of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図19】図19は、本発明に係る半導体装置の製造方
法の他の具体例に於ける一工程を説明する為の断面図で
ある。
FIG. 19 is a cross-sectional view for explaining one step in another example of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図20】図20は、本発明に係る半導体装置の製造方
法の他の具体例に於ける一工程を説明する為の断面図で
ある。
FIG. 20 is a cross-sectional view for explaining one step in another example of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図21】図21は、本発明に係る半導体装置の製造方
法の他の具体例に於ける一工程を説明する為の断面図で
ある。
FIG. 21 is a cross-sectional view for explaining one step in another specific example of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図22】図22は、本発明に係る半導体装置の製造方
法の他の具体例に於ける一工程を説明する為の断面図で
ある。
FIG. 22 is a cross-sectional view for explaining one step in another specific example of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図23】図23は、本発明に係る半導体装置の別の具
体例の構成を説明する平面図である。
FIG. 23 is a plan view illustrating the configuration of another specific example of the semiconductor device according to the present invention.

【図24】図24は、図23に示す本発明に係る当該半
導体装置の別の具体例に於けるB−B線から見た断面図
である。
FIG. 24 is a cross-sectional view of another specific example of the semiconductor device according to the present invention shown in FIG. 23, taken along line BB.

【図25】図25は、図23に示す本発明に係る当該半
導体装置の別の具体例に於けるC−C線から見た断面図
である。
FIG. 25 is a sectional view of another specific example of the semiconductor device according to the present invention shown in FIG. 23, as seen from line CC.

【図26】図26は、本発明に係る半導体装置の製造方
法の別の具体例に於ける一工程を説明する為の断面図で
ある。
FIG. 26 is a cross-sectional view for explaining one step in another specific example of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図27】図27は、本発明に係る半導体装置の製造方
法の別の具体例に於ける一工程を説明する為の断面図で
ある。
FIG. 27 is a cross-sectional view for explaining one step in another specific example of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図28】図28は、本発明に係る半導体装置の製造方
法の別の具体例に於ける一工程を説明する為の断面図で
ある。
FIG. 28 is a cross-sectional view for explaining one step in another specific example of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図29】図29は、本発明に係る半導体装置の製造方
法の別の具体例に於ける一工程を説明する為の断面図で
ある。
FIG. 29 is a cross-sectional view for explaining one step in another specific example of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図30】図30は、本発明に係る半導体装置の製造方
法の別の具体例に於ける一工程を説明する為の断面図で
ある。
FIG. 30 is a cross-sectional view for explaining one step in another specific example of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図31】図31は、従来に係る半導体装置の構成を説
明する平面図である。
FIG. 31 is a plan view illustrating a configuration of a conventional semiconductor device.

【図32】図32は、図31に示す従来の半導体装置に
於けるA−A線から見た断面図である。
FIG. 32 is a cross-sectional view of the conventional semiconductor device shown in FIG. 31 taken along line AA.

【図33】図33は、従来の半導体装置の製造方法に於
ける一工程を説明する為の断面図である。
FIG. 33 is a cross-sectional view for explaining one step in the conventional method of manufacturing a semiconductor device.

【図34】図34は、従来の半導体装置の製造方法に於
ける一工程を説明する為の断面図である。
FIG. 34 is a cross-sectional view for explaining one step in a conventional method of manufacturing a semiconductor device.

【図35】図35は、従来の半導体装置の製造方法に於
ける一工程を説明する為の断面図である。
FIG. 35 is a cross-sectional view for explaining one step in the conventional method of manufacturing a semiconductor device.

【図36】図36は、従来の半導体装置の製造方法に於
ける一工程を説明する為の断面図である。
FIG. 36 is a cross-sectional view for explaining one step in a conventional method of manufacturing a semiconductor device.

【図37】図37は、従来の半導体装置の製造方法に於
ける一工程を説明する為の断面図である。
FIG. 37 is a cross-sectional view for explaining one step in the conventional method of manufacturing a semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…P型半導体基板 2…Nウェル 3…素子分離膜層 4、4−1、4−2、20、21、27…ゲート絶縁膜 5…ゲート電極 6…コンタクト 7…金属配線 8、9、31…N型拡散層 10…P型拡散層 15…MOSトランジスタ 16、26、27…保護素子 24…絶縁層間膜 30…保護ダイオード 7、17、18、19、51…レジスト 100…半導体装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... P type semiconductor substrate 2 ... N well 3 ... Element isolation film layer 4,4-1,4-2,20,21,27 ... Gate insulating film 5 ... Gate electrode 6 ... Contact 7 ... Metal wiring 8,9, DESCRIPTION OF SYMBOLS 31 ... N type diffusion layer 10 ... P type diffusion layer 15 ... MOS transistor 16, 26, 27 ... Protective element 24 ... Insulating interlayer film 30 ... Protective diode 7, 17, 18, 19, 51 ... Resist 100 ... Semiconductor device

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/336 H01L 29/78 H01L 21/265 H01L 21/8234 H01L 27/088 Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/336 H01L 29/78 H01L 21/265 H01L 21/8234 H01L 27/088

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板上に、MOSトランジスタと保護素
子とが設けられた半導体装置に於いて、当該MOSトラ
ンジスタは、P型基板若しくはP型ウェル上に形成され
ていると共に、当該保護素子はN型ウェル若しくはN型
基板上に形成されており、且つ、当該保護素子に含まれ
る当該ゲート絶縁膜に製造工程中に電荷が蓄積された時
に、当該絶縁膜にかかる電界強度が、当該MOSトラン
ジスタに含まれる当該ゲート絶縁膜にかかる電界強度よ
りも強くなる様に構成されており、然も、当該保護素子
が形成されているN型ウェル若しくはN型基板と、P型
基板若しくはP型ウェル上との間に、N型拡散層及びP
型拡散層とが接続された高導電性領域が設けられ、それ
によってP型基板若しくはP型ウェルから保護素子の絶
縁膜の下部領域に電子が供給される様に構成されている
事を特徴とする半導体装置。
A MOS transistor and a protection element are provided on a substrate.
In a semiconductor device provided with
The transistor is formed on a P-type substrate or a P-type well.
And the protection element is an N-type well or N-type
Formed on the substrate and included in the protection element.
When charge is accumulated in the gate insulating film during the manufacturing process
In addition, the electric field strength applied to the insulating film depends on the MOS transistor.
The electric field strength applied to the gate insulating film contained in the
The protection element is
N-type well or N-type substrate in which
An N-type diffusion layer and a P-type
Providing a highly conductive region connected to the mold diffusion layer;
The protection element from the P-type substrate or P-type well.
It is configured so that electrons are supplied to the lower region of the rim
A semiconductor device characterized by the following.
【請求項2】 当該保護素子に含まれる当該ゲート絶縁
膜の膜厚が、当該MOSトランジスタに含まれる当該ゲ
ート絶縁膜の膜厚よりも薄くなるように構成されている
事を特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
2. The gate insulation included in the protection element.
The film thickness of the film included in the MOS transistor
It is configured to be thinner than the thickness of the heat insulating film.
The semiconductor device according to claim 1, wherein:
【請求項3】 当該MOSトランジスタと当該保護素子
とは、ゲート絶縁膜を共有している事を特徴とする請求
項1又は2に記載の半導体装置。
3. The MOS transistor and the protection element.
Means that the gate insulating film is shared
Item 3. The semiconductor device according to item 1 or 2.
【請求項4】 基板上に、MOSトランジスタと当該M
OSトランジスタに近接して配置された保護素子とが設
けられた半導体装置であって、当該MOSトランジスタ
と当該保護素子とは、ゲート絶縁膜を共有しており、当
該保護素子に含まれる当該ゲート絶縁膜に製造工程中に
電荷が蓄積された時に、当該絶縁膜ににかかる電界強度
が、当該MOSトランジスタに含まれる当該ゲート絶縁
膜にかかる電界強度よりも強くなる様に構成すると共
に、当該保護素子のゲート絶縁膜に高導電性領域が形成
されており、それによって当該MOSトランジスタのゲ
ート絶縁膜に蓄積された電荷が当該保護素子のゲート絶
縁膜を介して基板に放電される様に構成されている事を
特徴とする半導体装置。
4. A MOS transistor and said M transistor on a substrate.
A protection element placed close to the OS transistor is provided.
Semiconductor device, the MOS transistor
And the protection element share a gate insulating film.
During the manufacturing process, the gate insulating film included in the protection element is
Electric field strength applied to the insulating film when charge is accumulated
Is the gate insulation included in the MOS transistor
When it is configured to be stronger than the electric field strength applied to the film,
A highly conductive region is formed in the gate insulating film of the protection element.
Therefore, the gate voltage of the MOS transistor is
The charge stored in the gate insulating film is
That it is configured to discharge to the substrate through the edge film
Characteristic semiconductor device.
【請求項5】 基板上に、MOSトランジスタと当該M
OSトランジスタに近接して配置された保護素子とが設
けられた半導体装置に於いて、当該MOSトランジスタ
と当該保護素子とは、ゲート絶縁膜を共有しており、当
該保護素子は 、当該MOSトランジスタが設けられてい
る基板又はウェルと同一導電性を有する基板若しくはウ
ェルに設けられており、且つ当該保護素子には、当該保
護素子のゲート絶縁膜に接続されたN型拡散層及びP型
拡散層とが接続された高導電性領域が形成され、それに
よって基板若しくはウェルから保護素子の絶縁膜の下部
領域に電子が供給される様に構成されている事を特徴と
する半導体装置。
5. A MOS transistor and said M transistor on a substrate.
A protection element placed close to the OS transistor is provided.
In the semiconductor device, the MOS transistor
And the protection element share a gate insulating film.
The protection element includes the MOS transistor.
Substrate or well having the same conductivity as the substrate or well
And the protection element is provided in the
N-type diffusion layer connected to the gate insulating film of the protection element and P-type
A highly conductive region connected to the diffusion layer is formed, and
Therefore, from the substrate or well to the lower part of the insulating film of the protection element
It is characterized in that it is configured to supply electrons to the area
Semiconductor device.
【請求項6】 基板上に、MOSトランジスタと当該M
OSトランジスタに近接して配置された保護素子とが設
けられた半導体装置を製造するに際し、当該MOSトラ
ンジスタと当該保護素子とを、互いに導電性の異なる基
板若しくはウェル上に形成すると共に、当該MOSトラ
ンジスタに含まれるゲート絶縁膜と当該保護素子に含ま
れるゲート絶縁膜を一体的に形成し、更に、当該保護素
子に含まれる当該ゲート絶縁膜にかかる電界強度が、当
該MOSトランジスタに含まれる当該ゲート絶縁膜に製
造工程中に電荷が蓄積された時に、当該絶縁膜にかかる
電界強度よりも強くなる様に構成すると共に、当該保護
素子のゲート絶縁膜を基板に接続する為の高導電性領域
を形成する事を特徴とする半導体装置の製造方法。
6. A MOS transistor and said M transistor on a substrate.
A protection element placed close to the OS transistor is provided.
In manufacturing a semiconductor device that has been
The transistor and the protection element are connected to groups having different conductivity.
Formed on a plate or well, and
The gate insulating film included in the transistor and the protective element
The gate insulating film to be formed is integrally formed,
The electric field strength applied to the gate insulating film contained in the
The gate insulating film included in the MOS transistor
When charge is accumulated during the fabrication process, it
It is configured to be stronger than the electric field strength,
Highly conductive area for connecting the gate insulating film of the device to the substrate
Forming a semiconductor device.
【請求項7】 当該MOSトランジスタは、P型基板若
しくはP型ウェル上に形成し、当該保護素子はN型ウェ
ル若しくはN型基板上に形成する事を特徴とする請求項
6記載の半導体装置の製造方法。
7. The semiconductor device according to claim 6, wherein the MOS transistor is formed on a P-type substrate or a P-type well, and the protection element is formed on an N-type well or an N-type substrate. Production method.
【請求項8】 当該保護素子に含まれる当該ゲート絶縁
膜の膜厚が、当該MOSトランジスタに含まれる当該ゲ
ート絶縁膜の膜厚よりも薄くなるように形成する事を特
徴とする請求項6又は7に記載の半導体装置の製造方
法。
8. The semiconductor device according to claim 6, wherein the thickness of the gate insulating film included in the protection element is smaller than the thickness of the gate insulating film included in the MOS transistor. 8. The method for manufacturing a semiconductor device according to item 7.
【請求項9】 当該保護素子のゲート絶縁膜に隣接する
拡散層が半導体基板と同一導電型の拡散層と接している
素子部を更に付加する事を特徴とする請求項6乃至8の
何れかに記載の半導体装置の製造方法。
9. The device according to claim 6, further comprising an element portion in which a diffusion layer adjacent to the gate insulating film of the protection element is in contact with a diffusion layer of the same conductivity type as the semiconductor substrate. 13. The method for manufacturing a semiconductor device according to item 5.
【請求項10】 基板上に、MOSトランジスタと当該
MOSトランジスタに近接して配置された保護素子とが
設けられた半導体装置を製造するに際し、当該保護素子
を、当該MOSトランジスタが設けられている基板又は
ウェルと同一導電性を有する基板若しくはウェル上に形
成すると共に、基板若しくはウェルから保護素子の絶縁
膜の下部領域に電子が供給される様に、当該保護素子の
ゲート絶縁膜に、N型拡散層及びP型拡散層とが接続さ
れて構成された高導電性領域を接続する事を特徴とする
半導体装置の製造方法。
10. A MOS transistor and a MOS transistor on a substrate.
The protection element arranged close to the MOS transistor
When manufacturing the provided semiconductor device, the protection element
The substrate on which the MOS transistor is provided or
Formed on a substrate or well with the same conductivity as the well
And insulation of the protection element from the substrate or well
In order to supply electrons to the lower region of the film, the protection element
An N-type diffusion layer and a P-type diffusion layer are connected to the gate insulating film.
It is characterized by connecting the highly conductive regions configured by
A method for manufacturing a semiconductor device.
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