[发明专利]半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体装置。尤其涉及将N型MOS晶体管用作ESD保护元件的半导体装置。

背景技术

在具有MOS型晶体管的半导体装置中，为了防止来自外部连接用（VDD）焊盘（PAD）的静电对内部电路的破坏，通常是将截止晶体管用作ESD保护元件，截止晶体管是将N型MOS晶体管的栅极电位固定为地(Vss)而设置为截止状态。

截止晶体管因为需要充分流过由于短时间/大量的静电引起的电流，所以需要具有比通常的内部MOS晶体管构造大的沟道宽度(W)。因此，截止晶体管大多通过采用这样的构造：将多个漏极区域、源极区域、栅极区域组合成梳状的多指类型而增大总沟道宽度。

但是，具有这样的问题：由于采用组合多个晶体管的构造，从而难以在ESD保护用的MOS晶体管整体中进行均匀的动作，仅最初进入寄生双极动作的梳齿没有完全接受ESD浪涌，导致局部性破坏。在配置于截止晶体管周围的保护环上配置用于将截止晶体管的栅极电位固定为地电位的基板接触孔。一般情况下，将保护环配置为围绕ESD保护元件的外周，所以从设置在梳型ESD保护元件周围的基板接触孔到各个单位梳齿ESD保护元件即寄生双极晶体管的基极的距离不同。即，基极电阻根据各个梳而具有差异，所以雪崩击穿后的源极区域与沟道区域之间形成的寄生双极晶体管导通的触发条件即局部电压差不同。因此，寄生双极晶体管进行动作的时刻根据各个单位ESD保护元件而不同，所以电流集中于寄生双极晶体管最先导通的单位ESD保护元件，产生局部破坏。

作为其改善方法，还提出了如下这样的布局方法：外部连接元件越远，则越减小漏极区域的接触孔与栅电极的距离，加快晶体管的动作，由此使所有梳齿统一地进入作为双极动作起点的骤回（snapback）状态。(例如，参照专利文献1)

专利文献1：日本特开平7-45829号公报

但是，在上述方法中，具有这样的问题：伴随漏极区域宽度的缩小化而无法确保期望的接触孔位置、以及由于近年来的包含高熔点金属的布线的布线低电阻化而导致浪涌的传播速度进一步加快，仅通过接触孔到栅电极的距离无法充分地进行调整。

发明内容

为了解决上述课题，本发明如以下这样地构成半导体装置。

ESD保护用的N型MOS晶体管具有多个晶体管一体化的构造，该多个晶体管的多个漏极区域和多个源极区域交替地配置，在上述漏极区域与上述源极区域之间配置有栅电极，在外周保护环上配置有用于将上述栅电极的电位固定为地电位的基板接触孔，在该ESD保护用的N型MOS晶体管中，漏极区域与外部连接端子电连接，源极区域与地电位供给线电连接，与配置在外周的地电位固定用基板接触孔的距离越近，则栅电极的单个梳齿的L长越短，距离越远，则单个梳齿的L长越长。

发明的效果

根据本发明，通过使距离地电位固定用基板接触孔最远的内侧的栅电极的L长最长，来使构成栅电极的各个梳齿统一地进入骤回动作，从而能够避免局部的电流集中，获得期望的ESD耐量。

附图说明

图1是示出本发明的半导体装置的ESD保护用的N型MOS晶体管的第1实施例的示意俯视图。

图2是示出本发明的半导体装置的ESD保护用的N型MOS晶体管的第2实施例的示意俯视图。

图3是示出本发明的半导体装置的ESD保护用的N型MOS晶体管的第3实施例的示意俯视图。

图4是示出本发明的半导体装置的ESD保护用的N型MOS晶体管的第4实施例的示意俯视图。

标号说明

101第1源极区域；102第2源极区域；103第3源极区域；104第4源极区域；201栅电极；301第1漏极区域；302第2漏极区域；303第3漏极区域；401地(VSS)电位供给线；501与沟道宽度平行的方向的基板接触孔；502与沟道长度平行的方向的基板接触孔；601第1金属布线；701外部连接端子。

具体实施方式

以下，举出几个实施例，利用附图详细说明用于实施发明的方式。另外，在以下的说明中，仅将利用金属布线与地电位连接的部件称为基板接触孔。

[实施例1]

图1是示出本发明的半导体装置的ESD保护用的N型MOS晶体管的第1实施例的示意俯视图。