本发明专利技术提供一种半导体装置，能使在ESD保护元件上产生的热迅速且高效地向半导体装置外部散热。该半导体装置(1)包括：具有漏极区域(4)、源极区域(6)和栅电极(7)的MOSFET型ESD保护元件，和热扩散部。在漏极区域上形成的热扩散部包括与垫片电连接的金属层(13)以及连接漏极区域和金属层的接点(12)。金属层包括沿栅电极延伸的第一金属配线(21)和与其垂直交叉的第二金属配线(22)。接点与第一金属配线和第二金属配线的交叉部连接。在ESD保护元件的pn结合部产生、由接点传导的热在金属层中通过第一金属配线和第二金属配线同时向3个方向扩散，向垫片散热。
【技术实现步骤摘要】
半导体装置本申请是申请日为2007年3月四日、申请号为200710089055. 4、专利技术名称为“半导体装置”的专利技术专利申请的分案申请。技术区域本专利技术涉及一种半导体装置，具有保护内部电路不受到静电放电破坏的静电放电保护元件，特别涉及一种半导体装置，具有有微细化扩散层的静电保护元件、或难以向基板方向散热的静电保护元件，例如SOI Silicon on hsulator，绝缘硅)基板上的静电保护元件。
技术介绍
半导体装置的内部电路有时会被来自外部(人体、机械)的静电放电 (ESD ；Electro-Static Discharge)所破坏。例如，在 MOS 场效应晶体管(M0SFET ； Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect ^Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)上，随着近年来半导体装置的微细化，栅极绝缘膜(氧化膜)形成得非常薄。因此，栅极绝缘膜变得容易被ESD电压破坏。所以，为了防止这种ESD对半导体装置的破坏，通常在垫片和内部电路(被保护电路)之间设置ESD保护元件。作为ESD保护元件，公知的是，利用MOSFET的寄生双极晶体管的动作的元件(例如，参照专利文件1及专利文件2)。该ESD保护元件中，漏极区域连接被保护电路，源极区域(和栅电极)连接漏极区域或电流区域。例如，η型MOSFET的ESD保护元件中，ESD电流从垫片流入漏极区域时，变为逆偏压，发生雪崩击穿。并且，电流由漏极区域流向硅基板。 该电流提高通道区域的电位。由此，基极区域的电压超过预定电压时，漏极区域变为集极、 硅基板变为基极、源极区域作为发射极，构成寄生双极晶体管进行动作。由此漏极-源极之间流过ESD电流，ESD电流流向地区域。ESD电流流过ESD保护元件内时，ρη结合部如漏极区域-通道区域间会发热。专利文件1和专利文件2所述的ESD保护元件为了防止这种发热产生的破坏，在漏极区域形成散热区域(heat sink，散热器)。专利文件1所述的ESD保护元件中，散热区域设置成不作为ESD电流的电流路径。于是各散热区域在栅电极宽度方向上各自分离。并且，专利文件2所述的ESD保护元件中，在ρη接合部附近形成不与散热器直接电连接的浮动散热区域 (Floating heat sink)。专利文件1 特开2005-311134号公报专利文件2 美国专利第6407445号说明书随着近年来半导体装置的微细化，ESD保护元件中的ρη接合部和散热区域也被缩小化。因此，ESD保护元件形成了 ESD电流产生的热容易集中在ρη接合部的构造。而且，基板上形成的浅槽元件隔离(STI;ShalloW Trench Isolation，浅槽隔离)区域限定为散热路径，这样也造成热容易停滞的状况。因此，近年来的ESD保护元件形成热难以向基板方向逃逸的构造。这种情况特别是在利用绝缘物将基板完全分离的SOI基板等构造中很显著。 进而，半导体装置中采用铜配线的情况下，用CMP(Chemical Mechanical Polishing(化学机械研磨))进行的研磨工程中，形成微细配线，因而很难制作粗的配线。因此很难得到来自铜配线的较大散热效果。因此，近年的ESD保护元件形成了散热性差的构造。无法高效地散热而造成过热状态时，会使ESD保护元件特别是pn结合部受到热破坏。因此，在 专利文件1、2所述的ESD保护元件中，散热区域(散热器)在扩散区域 (漏极区域)上形成。然而，专利文件1、2所述的散热区域处于不与垫片等电连接的浮动状态，这种散热区域的热容量小，散热能力低。因此，很有可能无法适当实现Pn结合部的过热保护。要使散热区域的热容量变大，需要增大散热区域的面积、体积。这要求散热区域占有较大的空间，对于半导体装置而言并不优选。并且，在ESD保护元件中，如果流入ESD电流的接点在靠近pn结合部的位置上形成，则ESD电流会局部流过接点附近的pn结合部，因此，这一部分发热，该发热会进一步使电流集中。因此，这种构造的ESD保护元件中，接点附近的pn结合部尤其容易受到热破坏。图9至图11表示流入ESD电流的接点在靠近pn结合部的位置上形成的ESD保护元件的平面图和截面图。图9是ESD保护元件的概要平面图，图10是图9的C-C线概要截面图。图11是有别于图9的其他方式的ESD保护元件的概要平面图。在图9至图11所示的ESD保护元件中，ESD保护元件31例如是η型MOSFET的情况下，ESD电流通过金属层42 和接点41流入漏极区域33，从源极区域35通过接点43和金属层44向地区域(未图示) 流出。此时，漏极区域33和通道区域34之间、以及通道区域34和源极区域35之间的pn结合部39会产生热。基板32内的热扩散受到基板32上形成的STI区域38的妨碍。因此， pn结合部39附近产生的热通过接点41、43向上方传导。在此，说明图9和图11所示的现有方式中的热扩散路径。图9所示的方式中，金属层42a、42b、42c沿着pn结合部39 (栅电极36)延伸的方向(栅电极36宽度方向)被分开。例如，与金属层42b连接的接点41b附近的pn结合部 39a中产生局部的发热时，热从接点41b向金属层42b传导。此时，接点41b传导来的热，没有通过垫片(未图示)的通孔(via)，只有在形成有接点(未图示)的图中右方向(箭头方向)上具有传导路径，不能向金属层42a、42c方向传导热。因此，热的传导路径被限定为一个方向，因此散热效率较差。在图11所示的方式中，金属层42沿着pn结合部39 (栅电极36)延伸存在，接点 41a至41d也沿着pn结合部39排列。例如，在接点41b,41c之间的pn结合部39a产生局部发热的情况下，热从接点41b、41c两处向金属层42传导。此时，接点41b、41c传导来的热，可以看出分别有2个方向的传导路径。例如，接点41b传导来的热，可以看出在金属层 42上有接点41a方向和接点41c方向的共计2个方向的传导路径。然而，因为热不会向温度较高处传导，因此接点41b传导来的热只能向接点41a方向传导，接点41c方向传导来的热只能向接点41d方向传导。因此，图11所示的方式中热的传导路径实际上限定为一个方向。因此，近年来的半导体装置中ESD保护元件是难以散热的构造，因此在半导体装置中需要确保高效、具有可靠性的散热路径。
技术实现思路
根据本专利技术，提供一种半导体装置，包括具有形成第一 pn结合部的第一半导体区域和第二半导体区域的静电放电保护元件，其特征在于，包括在上述静电放电保护元件上方形成的第一金属层，和与上述第一半导体区域和上述第一金属层连接的多个第一接点， 上述第一金属层和上述第一接点不会出现热浮动状态，上述第一金属层具有将上述多个第一接点中至少1个第一接点传导来的热，从该金属层与上述至少1个第一接点的连接部， 向上述第一 Pn结合部延伸的方向中至少一个方向、和与上述第一 pn结合部延伸的方向交叉的方向中至少一个方向同时扩散的第一扩散路径，上述第一扩散路径构成向半导体装置外部传导热的传导路径的一部分。本专利技术 中，“不会出现热浮动状态”是指，可以通过金属(包括硅化物)将热向半导体装置外部传导的状态。例如，指可通过接点、金属层、通孔等本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种半导体装置，包括具有形成第一ｐｎ结合部的第一半导体区域和第二半导体区域的静电放电保护元件，上述第一半导体区域和第二半导体区域位于隔离区域之间，其特征在于，包括：在上述静电放电保护元件上方形成的第一金属层，上述第一金属层在上述隔离区域所包围的区域之外的位置与垫片电连接，和在上述隔离区域之间的位置与上述第一半导体区域和上述第一金属层连接的多个第一接点，上述第一金属层具有：沿第一方向延伸的至少１根第一金属配线；和与上述第一金属配线交叉的多根第二金属配线，上述第一接点与上述第一金属配线和上述第二金属配线交叉的交叉部连接。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：奥岛基嗣，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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