半导体装置制造方法及图纸

一种半导体装置，即使在以包围与指形状的源电极、漏电极连接的各N＋型源极层、N＋型漏极层的方式构成P＋型接触层的情况下，在施加浪涌电压时各指部的寄生双极晶体管也均匀地接通。以包围互相平行延伸的多个N＋型源极层（9）、N＋型漏极层（8）的方式形成P＋型接触层（10）。在N＋型源极层（9）上、N＋型漏极层（8）上及向与N＋型源极层（9）延伸的方向垂直的方向延伸的P＋型接触层（10）上分别形成金属硅化物层（9a、8a、10a）。经由形成于在金属硅化物层（9a、8a、10a）上堆积的层间绝缘膜（13）的接触孔（14），形成与该各金属硅化物层连接的指形状的源电极（15）、漏电极（16）及包围该指形状的各电极的P＋型接触电极（17）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体装置，特别是涉及一种由ESD保护特性优异的MOS晶体管构成的ESD保护元件。
技术介绍
LDMOS晶体管与IGBT —样，与双极型的功率晶体管相比切换特性优异，另外，特性也稳定且容易使用，因此，广泛用于DC - DC转换器等开关电源或照明设备的倒相电路、电动机的倒相电路等。另外，LDMOS是横向双扩散金属氧化物半导体(Lateral DoubleDiffused Metal Oxide Semiconductor)的简称,是指横向双扩散栅极MOS。另外，ESD是静电放电(Electro — Static Discharge)的简称,是指静电放电。目前，作为ESD对策提出有装入半导体装置的保护电路的各种半导体装置。例如，典型地如图8所示，通过在输入输出端子50和电源线51之间连接PN结二极管52，在输入输出端子50和接地线53之间连接PN结二极管54，在电源线51和接地线53之间连接PN结二极管55，由此进行内部电路56的保护。但是，由于高速化等要求，伴随构成元件微型化的发展，半导体装置的抗静电破坏性能变弱，采用更适当的ESD保护元件是必不可少的。在成为ESD被保护元件的功率晶体管采用LDMOS晶体管的情况下，从利用后述的寄生双极晶体管的骤回特性等观点出发，有时ESD保护元件采用MOS晶体管。图7表示由驱动电路36和两个串联连接的ESD被保护元件即功率NLDMOS晶体管30,31构成的系统配置于电源34和接地线之间的例子。ESD保护元件将源电极和连接栅电极的MOS晶体管32、33串联连接，如同图所示，配置于电源36和接地线之间。NLDMOS晶体管30、31的连接部和ESD保护元件32、33的连接部互相连接，成为输出端子35。在该情况下，以ESD保护元件的MOS晶体管32、33的骤回电压Vtl比ESD被保护元件的功率NLDMOS晶体管30、31的骤回电压Vn小的方式进行设计。在向漏电极施加由大的正的静电引起的浪涌电压时，从ESD保护元件侧的MOS晶体管32或33中放出浪涌电流，这是为了保护作为ESD被保护元件的功率NLDMOS晶体管30、31。另外，对于骤回电压后面进行叙述，但是，在向输入输出端子等施加大的静电的浪涌电压时，成为该静电开始向接地线等放出的触发电压。在专利文献I公开有在将MOS型晶体管作为ESD保护元件的情况下，降低其骤回电压，改进ESD保护特性的内容。专利文献I :(日本)特开平6 - 177328号公报通常，在ESD被保护元件即功率NLDMOS晶体管中，形成与N +型源极层并列的P +型接触层，将成为背栅的P型体层的电位固定于N +型源极层的电位。其结果是，即使在N+型漏极层附近由于雪崩击穿而产生的空穴流向N+型源极层侧，该空穴也会被P+型接触层吸收，P型体层的电位上升较小，能够阻止将N +型源极层设定为发射极、将P型体层设定为基极、将N +型漏极层设定为集电极的寄生双极晶体管接通。与此相对，作为ESD保护元件的MOS晶体管如后所述利用如下的现象，即、当比漏极一源极间耐压BVds大的正的静电引起的浪涌电压施加于漏电极上时，由于雪崩击穿而在N +型漏极层附近产生空穴，且该空穴流向N +型源极层侧，使P型体层的电位上升至规定值以上，由此，使上述寄生双极晶体管接通。因此，P +型接触层需要形成难以吸收在与N +型源极层邻接的P型体层上集中的空穴这样的构造、或在远离N +型源极层的位置形成。通过这样的构成，ESD保护元件的寄生双极晶体管接通，经由ESD保护元件可使静电向接地线等放出。其结果，保护ESD被保护元件不受正的静电的浪涌电压影响。在ESD保护元件中，P +型接触层作为向漏电极施加大的负的静电时的静电的放电路径而发挥作用。因此，不需要将P +型接触层并列配置于N +型源极层，而以包围包含远离该N +型源极层的漏极区域的MOS晶体管的周边区域的方式进行配置。以包围保护元件即MOS晶体管的周边区域的方式配置P+型接触层的结果是，所述空穴难以流向P +型接触层，在N +型源极层的附近的P型体层集中，提高了该P型体层 的电位。因此，所述寄生双极晶体管接通，能够使正的静电引起的浪涌电流快速地向接地线等放出。但是，在ESD保护元件采用多个源电极和漏电极在各自的电极间配置成指状(指形状)的指形状电极的情况下，有时在接近MOS晶体管的P+型接触层的周边区域部分的指部分寄生双极晶体管未接通，不能充分发挥ESD保护元件的作用。这是由于能够流入N +型源极层的空穴向P +型接触层流出，由接近P +型接触层的周边部分的N +型源极层、P型体层、N +型漏极层形成的寄生双极晶体管难以接通。即使在由接近包围MOS晶体管的周边区域的P +型接触层的指部的N +型源极层、P型体层、N +型漏极层构成的寄生双极晶体管中，实现充分接通的ESD保护元件也成为课题。
技术实现思路
本专利技术的半导体装置，其特征在于，具备第一导电型的半导体层，其由元件分离绝缘膜分离；第二导电型的阱层，其形成于所述半导体层的表面；多个第二导电型的体层，其在所述阱层的表面互相向平行方向延伸；第一导电型的源极层及第一导电型的漏极层，其交互形成于所述多个体层的表面；第二导电型的接触层，其以包围所述源极层、所述漏极层的方式形成于与所述元件分离绝缘膜邻接的区域的所述阱层及所述体层的表面；栅电极，其横跨在所述源极层与所述漏极层的之间的所述体层及所述阱层上，经由栅极绝缘膜形成；金属硅化物层，其形成于所述源极层、所述漏极层及所述接触层中的向与所述源极层延伸的方向垂直的方向延伸的区域的该接触层各自的表面；指形状的源电极、漏电极及包围该源电极、漏电极形成的接触电极，其经由形成于在所述金属硅化物层上所堆积的层间绝缘膜的接触孔，与所述各金属硅化物层分别连接。另外，本专利技术的半导体装置的特征在于，在向与所述源极层延伸的方向平行的方向延伸的所述接触层上的所述层间绝缘膜上也形成所述接触孔，所述接触层经由所述接触孔与所述接触电极连接。另外，本专利技术的半导体装置的特征在于，向与所述源极层延伸的方向平行的方向延伸的所述接触层仅形成于在形成于所述层间绝缘膜的所述接触孔露出的区域及其附近的所述体层或所述阱层的表面。另外，本专利技术的半导体装置的特征在于，在与所述元件分离绝缘膜邻接的区域的所述接触孔及其附近以外的区域的所述体层或所述阱层，与所述接触层及所述接触电极连接的第一导电型的放电层向与所述源极层平行的方向延伸形成。另外，本专利技术的半导体装置的特征在于，与将与所述源极层延伸的方向平行的方向的两边延伸的所述接触层邻接形成的是所述源极层。 另外，本专利技术的半导体装置的特征在于，所述半导体层为形成于第二导电型的半导体衬底上的第一导电型的外延层，该外延层在所述元件分离绝缘膜的下方由第二导电型的分离层分离成多个区域。根据本专利技术的半导体装置，由与指形状电极的各指部的源电极、漏电极连接的各N +型源极层、N +型漏极层及P型体层形成的寄生双极晶体管均匀地接通，因此，改进了ESD保护特性。附图说明图I (A) (C)是本实施方式的半导体装置的平面图及其P +型接触层部分的剖面图；图2是本实施方式的半导体装置的主要部分的剖面图及表示寄生双极晶体管的动作的图；图3 (ΑΓ (C)是比较例的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，具备：第一导电型的半导体层，其由元件分离绝缘膜分离；第二导电型的阱层，其形成于所述半导体层的表面；多个第二导电型的体层，其在所述阱层的表面互相向平行方向延伸；第一导电型的源极层及第一导电型的漏极层，其交互形成于所述多个体层的表面；第二导电型的接触层，其以包围所述源极层、所述漏极层的方式形成于与所述元件分离绝缘膜邻接的区域的所述阱层及所述体层的表面；栅电极，其横跨在所述源极层与所述漏极层的之间的所述体层及所述阱层上，经由栅极绝缘膜形成；金属硅化物层，其形成于所述源极层、所述漏极层及所述接触层中的向与所述源极层延伸的方向垂直的方向延伸的区域的该接触层各自的表面；指形状的源电极、漏电极及包围该源电极、漏电极形成的接触电极，其经由形成于在所述金属硅化物层上所堆积的层间绝缘膜的接触孔，与所述各金属硅化物层分别连接。

【技术特征摘要】
2011.06.22 JP 2011-1384481.一种半导体装置，其特征在于，具备 第一导电型的半导体层，其由元件分离绝缘膜分离； 第二导电型的阱层，其形成于所述半导体层的表面； 多个第二导电型的体层，其在所述阱层的表面互相向平行方向延伸； 第一导电型的源极层及第一导电型的漏极层，其交互形成于所述多个体层的表面； 第二导电型的接触层，其以包围所述源极层、所述漏极层的方式形成于与所述元件分离绝缘膜邻接的区域的所述阱层及所述体层的表面； 栅电极，其横跨在所述源极层与所述漏极层的之间的所述体层及所述阱层上，经由栅极绝缘膜形成； 金属硅化物层，其形成于所述源极层、所述漏极层及所述接触层中的向与所述源极层延伸的方向垂直的方向延伸的区域的该接触层各自的表面； 指形状的源电极、漏电极及包围该源电极、漏电极形成的接触电极，其经由形成于在所述金属硅化物层上所堆积的层间绝缘膜的接触孔，与所述各金属硅化物层分别连接。2.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：大鹤雄三，武田安弘，杉原茂行，井上慎也，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：