(57)【要約】【課題】最適な動作電圧及び高い静電耐圧特性のＥＳＤ保護回路を持つ固体撮像装置を提供する。【解決手段】固体撮像装置では、ＥＳＤ保護回路を構成するトランジスタのソース領域はｎ型ソース側第２拡散領域３とソース側第２拡散領域３を囲むようにソース側第２拡散領域３に接して配置されたｎ型ソース側第３拡散領域４とを含みドレイン領域は、ｎ型ドレイン側第２拡散領域８と、ドレイン側第２拡散領域８とは直接接しないようにゲート電極６の端の下方に配置されたｎ型ドレイン側第３拡散領域９と、ドレイン側第２拡散領域８を囲むようにドレイン側第３拡散領域９及びドレイン側第２拡散領域８に接して配置されたｎ型ドレイン側第４拡散領域７とを含み、不純物濃度についてソース側第２拡散領域３はソース側第３拡散領域４より高くドレイン側第２拡散領域８はドレイン側第３拡散領域９より高くドレイン側第３拡散領域９はドレイン側第４拡散領域７より高い。【選択図】図１
2012019055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の導電型の半導体基板内に形成された第１の導電型とは反対の第２導電型の第１拡散領域と、
前記第１拡散領域内に形成されたソース領域及びドレイン領域と、前記第１拡散領域上に形成されたゲート電極及びゲート絶縁膜とを有し、ＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｓｔａｔｉｃ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）保護回路を構成するトランジスタとを備え、
前記ソース領域は、
第１の導電型のソース側第２拡散領域と、
前記ソース側第２拡散領域を囲むように前記ソース側第２拡散領域に接して配置された第１の導電型のソース側第３拡散領域とを含み、
前記ドレイン領域は、
第１の導電型のドレイン側第２拡散領域と、
前記ドレイン側第２拡散領域とは直接接しないように、前記ゲート電極の端の下方に配置された第１の導電型のドレイン側第３拡散領域と、
前記ドレイン側第２拡散領域を囲むように前記ドレイン側第３拡散領域及び前記ドレイン側第２拡散領域に接して配置された第１導電型のドレイン側第４拡散領域とを含み、
前記ソース側第２拡散領域の第１の導電型の不純物濃度は、前記ソース側第３拡散領域の第１の導電型の不純物濃度より高く、
前記ドレイン側第２拡散領域の第１の導電型の不純物濃度は、前記ドレイン側第３拡散領域の第１の導電型の不純物濃度より高く、
前記ドレイン側第３拡散領域の第１の導電型の不純物濃度は、前記ドレイン側第４拡散領域の第１の導電型の不純物濃度より高い
固体撮像装置。
【請求項２】
前記固体撮像装置は、さらに、出力回路を備え、
前記第１拡散領域、前記ソース側第２拡散領域、前記ソース側第３拡散領域、前記ドレイン側第２拡散領域、前記ドレイン側第３拡散領域及び前記ドレイン側第４拡散領域は、前記出力回路及び前記ＥＳＤ保護回路で共用される
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記出力回路は、負荷トランジスタを有し、
前記第１拡散領域は、前記負荷トランジスタの拡散領域が形成されるウエル領域として用いられ、
前記ソース側第２拡散領域は、前記負荷トランジスタの２重拡散構造のソース領域の高濃度側拡散領域として用いられ、
前記ソース側第３拡散領域は、前記負荷トランジスタの２重拡散構造のソース領域の低濃度側拡散領域として用いられ、
前記ドレイン側第２拡散領域は、前記負荷トランジスタの２重拡散構造のドレイン領域の高濃度側拡散領域として用いられ、
前記ドレイン側第３拡散領域は、前記負荷トランジスタの２重拡散構造のドレイン領域の低濃度側拡散領域として用いられ、
前記ドレイン側第４拡散領域は、前記負荷トランジスタのドレイン領域の前記高濃度側拡散領域及び前記低濃度側拡散領域と異なる拡散領域として用いられる
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記出力回路は、ドライブトランジスタを有し、
前記第１拡散領域は、前記ドライブトランジスタの拡散領域が形成されるウエル領域として用いられ、
前記ソース側第２拡散領域は、前記ドライブトランジスタの２重拡散構造のソース領域の高濃度側拡散領域として用いられ、
前記ソース側第３拡散領域は、前記ドライブトランジスタの２重拡散構造のソース領域の低濃度側拡散領域として用いられ、
前記ドレイン側第２拡散領域は、前記ドライブトランジスタの２重拡散構造のドレイン領域の高濃度側拡散領域として用いられ、
前記ドレイン側第３拡散領域は、前記ドライブトランジスタの２重拡散構造のドレイン領域の低濃度側拡散領域として用いられる
請求項２又は３に記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部から印加される静電気によるデバイス内部の破壊を防止し、かつその駆動電圧が高電圧、中電圧及び低電圧と複数の電圧を有する固体撮像装置の保護回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置における静電放電（ＥＳＤ：Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｓｔａｔｉｃ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）破壊に対して、装置内部の個々の回路を保護するためにＥＳＤ保護回路が設けられている。
【０００３】
固体撮像装置においては、その半導体プロセスの微細化及びデバイス自体の小型化の進行に伴い、そのＥＳＤ保護回路の特性確保が難しくなってきている。また、固体撮像装置の駆動電圧のマージンも小さくなっており、各端子の駆動電圧に適合したＩ−Ｖ特性をもつ保護回路の実現に対する要望がますます強くなっている。
【０００４】
一般的なＥＳＤ保護回路はＭＯＳ型トランジスタ構造を採用しており、そのＥＳＤ特性について、ウエル領域、ドレイン領域及びソース領域の不純物濃度並びにトランジスタサイズの最適化を実施することで、要望仕様を達成している。
【０００５】
高い静電耐圧特性を示すＥＳＤ保護回路の一例として特許文献１の図１に記載のＥＳＤ保護回路が考案されている。本特許文献ではＥＳＤ保護回路の静電耐圧特性を向上させるために、ＥＳＤ保護回路のドレイン側の電界強度を緩和する対策を行っている。具体的には、デバイス内部の回路のトランジスタのドレイン領域のＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ  ａｎｄ  Ｓｏｕｒｃｅ）構造について低濃度拡散領域をリンイオン注入で、高濃度拡散領域をヒ素イオン注入で形成するのに対し、ＥＳＤ保護回路のＬＤＤ構造について低濃度領域及び高濃度領域を共にリンイオン注入で形成することでドレイン領域の深さを拡張して電界強度を緩和している。この構成により静電耐圧特性が約２倍に向上している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平２−５８２７４号公報（第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
固体撮像装置ではその駆動電圧が高電圧（駆動電圧：〜１８Ｖ）、中電圧（駆動電圧：〜１２Ｖ）、低電圧（駆動電圧：〜３Ｖ）と複数の駆動電圧が存在し、その駆動電圧に適した動作特性を示すＥＳＤ保護回路が必要とされてきている。また、各ＥＳＤ保護回路に接続されているデバイス内部の回路のトランジスタもその耐性が多岐に渡っており、ＥＳＤ保護回路自体に高い静電耐圧特性が求められてきている。
【０００８】
一般的な固体撮像装置のＥＳＤ保護回路を以下に説明する。
【０００９】
図３は中電圧（駆動電圧：〜１２Ｖ）用ＥＳＤ保護回路のＩ−Ｖ特性を示す図である。
【００１０】
ＥＳＤ保護回路は高い静電気が印加された場合以外では通常ＯＦＦ状態となっているため、電圧が低い領域では電流は流れない特性となっている。ＥＳＤ保護回路はその端子の絶対最大定格（１５Ｖ）ではＯＮせず、それ以上の高い電圧（１８．５Ｖ）が印加されるとＯＮし、電流が流れ始める。以下この電圧をＥＳＤ保護回路のＯＮ電圧と呼ぶ。図３に示されるように、ＥＳＤ保護回路がＯＮした後、ＯＮ電圧より低い電圧で電流値が急激に増加している変化点が存在している。これはＥＳＤ保護回路（トランジスタ）のチャネルが完全にＯＰＥＮした状態であり、この動作モードにより大きなＥＳＤ電流を流すことが可能となっている。この大電流が流れ始める電圧をホールド電圧と呼ぶ。
【００１１】
次に図３のようなＩ−Ｖ特性となる理由を、図４を用いて説明する。図４は、一般的なＥＳＤ保護回路の構造を示す断面図である。
【００１２】
このＥＳＤ保護回路では、ｎ型半導体基板１１内にｐ型ウエル領域１２が形成されており、ｎ型半導体基板１１（ウエル領域１２）上にゲート絶縁膜１５及びゲート電極１６が形成されている。そして、ｐ型ウエル領域１２内には、ソース領域としてのｎ型ソース側（ソース内）第２拡散領域１３及びｎ型ソース側第３拡散領域１４と、ドレイン領域としてのｎ型ドレイン側（ドレイン内）第２拡散領域１８及びｎ型ドレイン側第３拡散領域１９とが形成されている。
【００１３】
このＥＳＤ保護回路では、ゲート電極１６の端の下方にあるｎ型ソース側第３拡散領域１４とｐ型ウエル領域１２との間に１８．５Ｖという高電圧（高電界）が印加されると、それらの間でアバランシェ降伏が発生し、電流が流れ始める。この電流が流れ始める電圧がＯＮ電圧となる。その後アバランシェ降伏で発生したホールと電子のうちのホールがｐ型ウエル領域１２中に多量に流れ込むため、本ＥＳＤ保護回路（トランジスタ）の多数キャリアである電子に対するｐ型ウエル領域１２の電位は上昇する。この電位上昇によりソースとなるｎ型ソース側第３拡散領域１４からｐ型ウエル領域１２は順方向状態となるため、ソース（ｎ型ソース側第３拡散領域１４）、ｐ型ウエル領域１２中のチャネル（電子）及びドレイン（ｎ型ドレイン側第３拡散領域１９）の間において電位障壁がなくなるため、バイポーラトランジスタと同様な原理で電流が流れ始める。また、この状態では各拡散領域が順方向電圧で印加されているため、先程のＯＮ電圧よりも低いドレイン電圧で電流が流れ続ける。この現象をスナップバック現象という。このドレイン電流が流れ続ける電圧が先程説明したホールド電圧となる。この電流が流れ続けることでドレイン側から入力したサージ電流をソース側に逃すことが可能となり、その逃がす電圧もＯＮ電圧よりも低いホールド電圧となるため、デバイス内部にある回路（画素領域の回路）に高い電圧が印加されることを防ぐことが可能となる。
【００１４】
このＥＳＤ保護回路においては、ＯＮ電圧は主にゲート電極１６の端の下方のドレイン領域の不純物濃度で決定され、ホールド電圧はｐ型ウエル領域１２の不純物濃度（バイポーラトランジスタのベース濃度に相当）とそのゲート長（バイポーラトランジスタのベース幅に相当）とドレイン領域のインピーダンス（バイポーラトランジスタのコレクタ抵抗に相当）とで決定される。例えば、ホールド電圧を高く設定しようとした場合、ベース濃度を低くするか、ベース幅を小さくするか、コレクタ抵抗を大きくする必要がある。
【００１５】
次に、図５Ａ〜図５ＣにＥＳＤ保護回路を有する固体撮像装置の出力回路を示す。
【００１６】
図５Ａは、同出力回路の回路図である。
【００１７】
図５Ａに示されるように、固体撮像装置の出力回路は２段もしくは３段のソースフォロア回路により構成されており、フローティングディフュージョン領域で発生した信号電圧を低インピーダンス変換した後出力を行う。
【００１８】
図５Ｂは、図５Ａの出力回路において電源電位（ＶＤＤ）側に接続されているドライブトランジスタ１０１及び１０２の構造を示す断面図であり、図５Ｃは、図５Ａの出力回路においてＧＮＤ側に接続されている負荷トランジスタ１０３及び１０４の構造を示す断面図である。
【００１９】
ドライブトランジスタ１０１及び１０２はＭＯＳ型トランジスタ構造を有する。ドライブトランジスタ１０１及び１０２では、ｎ型半導体基板２１中にＥＳＤ保護回路と共用されるｐ型ウエル領域２２が形成され、ドレイン領域及びソース領域の高濃度不純物領域が第２拡散領域２８及び２３で形成され、低濃度不純物領域が第３拡散領域２９及び２４で形成されている。そのドレイン領域とソース領域間の上にはゲート絶縁膜２５とゲート電極２６とが形成されている。
【００２０】
一方、負荷トランジスタ１０３及び１０４も同様のＭＯＳ型トランジスタ構造を有する。負荷トランジスタ１０３及び１０４では、ｎ型半導体基板３１中にＥＳＤ保護回路と共用されるｐ型ウエル領域３２が形成され、ドレイン領域及びソース領域の高濃度不純物領域が第２拡散領域３８及び３３で形成され、低濃度不純物領域が第３拡散領域３９及び３４で形成されている。そのドレイン領域とソース領域間の上にはゲート絶縁膜３５とゲート電極３６とが形成されている。負荷トランジスタ１０３及び１０４は、ドレイン側の印加電圧がドライブトランジスタ１０１及び１０２のそれより低いことと、よりドレイン側の低抵抗化を可能とするため第４拡散領域３７が追加されていることとがドライブトランジスタ１０１及び１０２と異なっている。第４拡散領域３７は、ゲート電極３６の下方に第３拡散領域３９の一部にのみ接して形成されている。
【００２１】
このようにＥＳＤ保護回路を有する固体撮像装置では、その出力回路に使用している拡散領域をそのままＥＳＤ保護回路の拡散領域に活用しており、固体撮像装置のＥＳＤ保護回路の特性の最適化のため（固体撮像装置の駆動電圧に適した動作特性とするため）にその不純物濃度を変更させると連動して出力回路の特性も変化するという課題があり、保護回路特性の最適化は容易に行えない。
【００２２】
ここで、特許文献１のようにＥＳＤ保護回路の特性の最適化のために、固体撮像装置の内部回路のトランジスタの拡散領域と違う拡散領域をＥＳＤ保護回路専用に設計した場合、固体撮像装置では多くの種類の拡散領域を準備することが必要となる。この拡散領域の増加は、固体撮像装置のレイアウト設計及び半導体プロセス工程の工数増大となり、大きな問題となる。
【００２３】
そこで、本発明は、かかる問題点に鑑み、レイアウト設計の工数増加を最小とし、また半導体プロセス工程の工数は変化なく、最適な動作電圧及び高い静電耐圧特性を示すＥＳＤ保護回路を有する固体撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る固体撮像装置は、第１の導電型の半導体基板内に形成された第１の導電型とは反対の第２導電型の第１拡散領域と、前記第１拡散領域内に形成されたソース領域及びドレイン領域と、前記第１拡散領域上に形成されたゲート電極及びゲート絶縁膜とを有し、ＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｓｔａｔｉｃ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）保護回路を構成するトランジスタとを備え、前記ソース領域は、第１の導電型のソース側第２拡散領域と、前記ソース側第２拡散領域を囲むように前記ソース側第２拡散領域に接して配置された第１の導電型のソース側第３拡散領域とを含み、前記ドレイン領域は、第１の導電型のドレイン側第２拡散領域と、前記ドレイン側第２拡散領域とは直接接しないように、前記ゲート電極の端の下方に配置された第１の導電型のドレイン側第３拡散領域と、前記ドレイン側第２拡散領域を囲むように前記ドレイン側第３拡散領域及び前記ドレイン側第２拡散領域に接して配置された第１導電型のドレイン側第４拡散領域とを含み、前記ソース側第２拡散領域の第１の導電型の不純物濃度は、前記ソース側第３拡散領域の第１の導電型の不純物濃度より高く、前記ドレイン側第２拡散領域の第１の導電型の不純物濃度は、前記ドレイン側第３拡散領域の第１の導電型の不純物濃度より高く、前記ドレイン側第３拡散領域の第１の導電型の不純物濃度は、前記ドレイン側第４拡散領域の第１の導電型の不純物濃度より高いことを特徴とする。
【００２５】
ここで、前記固体撮像装置は、さらに、出力回路を備え、前記第１拡散領域、前記ソース側第２拡散領域、前記ソース側第３拡散領域、前記ドレイン側第２拡散領域、前記ドレイン側第３拡散領域及び前記ドレイン側第４拡散領域は、前記出力回路及び前記ＥＳＤ保護回路で共用されてもよい。
【００２６】
本態様によれば、ＥＳＤ保護回路のドレイン領域の各拡散領域のレイアウト的な組合せを最適化することで、大幅な工数の増加無しに、各端子が必要とするＥＳＤ特性のＥＳＤ保護回路を実現できる。従って、レイアウト設計の工数増加を最小とし、また半導体プロセス工程の工数は変化なく、最適な動作電圧及び高い静電耐圧特性を示すＥＳＤ保護回路を有する固体撮像装置を実現できる。
【００２７】
また、前記出力回路は、負荷トランジスタを有し、前記第１拡散領域は、前記負荷トランジスタの拡散領域が形成されるウエル領域として用いられ、前記ソース側第２拡散領域は、前記負荷トランジスタの２重拡散構造のソース領域の高濃度側拡散領域として用いられ、前記ソース側第３拡散領域は、前記負荷トランジスタの２重拡散構造のソース領域の低濃度側拡散領域として用いられ、前記ドレイン側第２拡散領域は、前記負荷トランジスタの２重拡散構造のドレイン領域の高濃度側拡散領域として用いられ、前記ドレイン側第３拡散領域は、前記負荷トランジスタの２重拡散構造のドレイン領域の低濃度側拡散領域として用いられ、前記ドレイン側第４拡散領域は、前記負荷トランジスタのドレイン領域の前記高濃度側拡散領域及び前記低濃度側拡散領域と異なる拡散領域として用いられてもよい。
【００２８】
本態様によれば、固体撮像装置の出力回路に使用している負荷トランジスタの拡散領域の設計レイアウトを最適化することによりＥＳＤ保護回路のドレイン領域のインピーダンスを変更し、ＥＳＤ保護回路のＯＮ電圧はそのままでホールド電圧のみの変更を図ることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の一態様に係る固体撮像装置では、ＥＳＤ保護回路のドレイン領域を不純物濃度の違う第２拡散領域、第３拡散領域、及び第４拡散領域から形成することと、これらの拡散領域を出力回路に使用されている拡散領域を活用して形成することにより、レイアウト設計及び半導体プロセス工程への影響を最小限にしながら、ＥＳＤ保護回路の静電耐圧特性の最適化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係る固体撮像装置のＥＳＤ保護回路としてのトランジスタの構造を示す断面図である。
【図２】本実施形態に係るＥＳＤ保護回路と一般的なＥＳＤ保護回路のＩ−Ｖ特性を示す図である。
【図３】一般的なＥＳＤ保護回路のＩ−Ｖ特性を示す図である。
【図４】一般的なＥＳＤ保護回路の構造を示す断面図である。
【図５Ａ】固体撮像装置の出力回路の回路図である。
【図５Ｂ】固体撮像装置の出力回路のドライブトランジスタの構造を示す断面図である。
【図５Ｃ】固体撮像装置の出力回路の負荷トランジスタの構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態にかかる固体撮像装置を具現化した実施形態を図１及び図２を参照しつつ詳細に説明する。
【００３２】
本実施形態の固体撮像装置は、ＥＳＤ保護回路を構成するトランジスタと、出力回路とを備える。出力回路は、図５Ａ〜図５Ｃに示されたように、ゲートにフローティングディフュージョン領域の信号電圧が入力されるドライブトランジスタ１０１及び１０２と、ドライブトランジスタ１０１及び１０２に電流を供給する負荷トランジスタ１０３及び１０４とを有する。
【００３３】
図１は本発明の実施形態に係る固体撮像装置のＥＳＤ保護回路としてのトランジスタの構造を示す断面図である。
【００３４】
このトランジスタでは、ｎ型半導体基板１内にｐ型ウエル領域（第１拡散領域）２が形成され、ｐ型ウエル領域２内には該トランジスタのソース領域及びドレイン領域が形成されている。
【００３５】
ここで、ｐ型ウエル領域２は、ドライブトランジスタ１０１及び１０２並びに負荷トランジスタ１０３及び１０４の拡散領域が形成されるｐ型ウエル領域として用いられる。従って、ＥＳＤ保護回路のトランジスタと出力回路のトランジスタとは同一のｐ型ウエル領域に形成される。
【００３６】
ソース領域は、高濃度側拡散領域及び低濃度側拡散領域を含む２重拡散構造を有し、ｎ型ソース側第２拡散領域（高濃度側拡散領域）３と、ｎ型ソース側第３拡散領域（低濃度側拡散領域）４とを含む。ソース側第３拡散領域４は、ソース側第２拡散領域３を囲むようにソース側第２拡散領域３に接して配置される。
【００３７】
ソース側第２拡散領域３のｎ型の不純物濃度は、ソース側第３拡散領域４のｎ型の不純物濃度より高い。
【００３８】
ドレイン領域は、ソース領域と同様に２重拡散構造を有し、ｎ型ドレイン側第２拡散領域（高濃度側拡散領域）８と、ｎ型ドレイン側第３拡散領域（低濃度側拡散領域）９と、ｎ型ドレイン側第４拡散領域７とを含む。ドレイン側第３拡散領域９は、ドレイン側第２拡散領域８とは直接接しないように、ドレイン側第２拡散領域８と間をおいてゲート電極６の端の下方に配置される。ドレイン側第４拡散領域７は、ドレイン側第２拡散領域８を囲むようにドレイン側第３拡散領域９及びドレイン側第２拡散領域８に接して配置される。ドレイン側第４拡散領域７は、ドレイン側第３拡散領域９及びドレイン側第２拡散領域８の間と、ドレイン側第２拡散領域８の下方とに配置される。
【００３９】
ドレイン側第２拡散領域８のｎ型の不純物濃度は、ドレイン側第３拡散領域９のｎ型の不純物濃度より高い。ドレイン側第３拡散領域９のｎ型の不純物濃度は、ドレイン側第４拡散領域７のｎ型の不純物濃度より高い。
【００４０】
トランジスタのゲート絶縁膜５及びゲート電極６は、ウエル領域２（半導体基板１）上に形成されている。
【００４１】
ここで、ウエル領域２、ソース側第２拡散領域３、ソース側第３拡散領域４、ドレイン側第２拡散領域８、ドレイン側第３拡散領域９及びドレイン側第４拡散領域７は、出力回路及びＥＳＤ保護回路で共用されている。
【００４２】
ソース側第２拡散領域３は、ドライブトランジスタ１０１及び１０２並びに負荷トランジスタ１０３及び１０４の２重拡散構造のソース領域の高濃度側拡散領域（第２拡散領域２３及び３３）として用いられる。従って、ＥＳＤ保護回路のトランジスタとドライブトランジスタ１０１及び１０２並びに負荷トランジスタ１０３及び１０４とでソース領域の高濃度側拡散領域は同一である。
【００４３】
ソース側第３拡散領域４は、ドライブトランジスタ１０１及び１０２並びに負荷トランジスタ１０３及び１０４の２重拡散構造のソース領域の低濃度側拡散領域（第３拡散領域２４及び３４）として用いられる。従って、ＥＳＤ保護回路のトランジスタとドライブトランジスタ１０１及び１０２並びに負荷トランジスタ１０３及び１０４とでソース領域の低濃度側拡散領域は同一である。
【００４４】
ドレイン側第２拡散領域８は、ドライブトランジスタ１０１及び１０２並びに負荷トランジスタ１０３及び１０４の２重拡散構造のドレイン領域の高濃度側拡散領域（第２拡散領域２８及び３８）として用いられる。従って、ＥＳＤ保護回路のトランジスタとドライブトランジスタ１０１及び１０２並びに負荷トランジスタ１０３及び１０４とでドレイン領域の高濃度側拡散領域は同一である。
【００４５】
ドレイン側第３拡散領域９は、ドライブトランジスタ１０１及び１０２並びに負荷トランジスタ１０３及び１０４の２重拡散構造のドレイン領域の低濃度側拡散領域（第３拡散領域２９及び３９）として用いられる。従って、ＥＳＤ保護回路のトランジスタとドライブトランジスタ１０１及び１０２並びに負荷トランジスタ１０３及び１０４とでドレイン領域の低濃度側拡散領域は同一である。
【００４６】
ドレイン側第４拡散領域７は、負荷トランジスタ１０３及び１０４のドレイン領域の高濃度側拡散領域及び低濃度側拡散領域と異なる拡散領域として用いられる。
【００４７】
図１のトランジスタにおいては、ドレイン側のインピーダンスは、コンタクト抵抗を下げるドレイン側第２拡散領域８と、ＯＮ電圧を決定するドレイン側第３拡散領域９と、それらの間に存在するドレイン側第４拡散領域７との抵抗の和により決定される。ドレイン側第２拡散領域８のシート抵抗値が１５０Ω／□（ｏｈｍ／ｓｑｕａｒｅ）、その長さが２μｍであり、ドレイン側第３拡散領域９のシート抵抗値が５００Ω／□、その長さが１μｍであり、ドレイン側第４拡散領域７のシート抵抗値が２０００Ω／□であり、その長さが１μｍの場合、図１のトランジスタの単位幅（１μｍ）当たりの抵抗は、３００＋５００＋２０００Ωの和である２８００Ωになる。
【００４８】
一方、図４のトランジスタにおいては、ドレイン側第２拡散領域１８はドレイン側第２拡散領域８と同一のシート抵抗値１５０Ω／□、長さ２μｍを持ち、ドレイン側第３拡散領域１９はドレイン側第３拡散領域９と同一のシート抵抗値５００Ω／□、長さ２μｍを持つので、図４のトランジスタの抵抗値は１３００Ωとなる。
【００４９】
従って、図１のトランジスタではドレイン領域のインピーダンスを図４のトランジスタの約２倍に変更することが可能となる。
【００５０】
図２に図１のＥＳＤ保護回路のＩ−Ｖ特性を図４のＥＳＤ保護回路との比較をしながら示す。
【００５１】
図１のＥＳＤ保護回路では、ゲート電極６の端の下方のドレイン側第３拡散領域の不純物濃度については図４のＥＳＤ保護回路との比較で変化はないので、ドレイン側第３拡散領域とｐ型ウエル間で発生するアバランシェ降伏電圧で決定されるＯＮ電圧は図４のＥＳＤ保護回路と同一となる。一方、ｐ型ウエル領域の不純物濃度とそのベース幅については図４のＥＳＤ保護回路との比較で変化していないが、ドレイン側のインピーダンスが違うことが影響し、図１のＥＳＤ保護回路ではホールド電圧が１Ｖ高い１５．５Ｖとなっている。ホールド電圧に到達後は、ドレインのインピーダンスの違いにより図１のＥＳＤ保護回路のＩ−Ｖ特性の傾きは図４のＥＳＤ保護回路の約１／２に低下する。
【００５２】
このように本実施形態の固体撮像装置では、出力回路に使用しているドレイン側第４拡散領域をＥＳＤ保護回路のドレイン領域に適用することにより、ＥＳＤ保護回路のＯＮ電圧はそのままで、ホールド電圧のみを変更することが可能となる。一方、ホールド電圧の変更は、一般的にはトランジスタのｐ型ウエル領域の不純物濃度（ベース濃度）及びそのトランジスタのゲート長（ベース幅）を変更することにより可能であるが、ＥＳＤ保護回路独自のｐ型ウエルの製作及びトランジスタ長変更という大規模な半導体プロセス工程及び設計レイアウトの変更が必要となる。本実施形態の固体撮像装置では、固体撮像装置のプロセスにおいて比較的後工程である第２拡散領域、第３拡散領域、及び第４拡散領域の設計レイアウト変更により、ＥＳＤ保護回路の特性の最適化が容易に可能となる。
【００５３】
以上、本発明の固体撮像装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲内で当業者が思いつく各種変形を施したものも本発明の範囲内に含まれる。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、複数の実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
【００５４】
例えば、上記実施形態において、第１の導電型としてｎ型を例示し、第１の導電型と反対の第２の導電型としてｐ型を例示したが、第１の導電型がｐ型であり、第２の導電型がｎ型であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、固体撮像装置の保護回路に有用であり、特にビデオカメラ及びディジタルスチルカメラ等に使用されている固体撮像装置の保護回路等に有用である。
【符号の説明】
【００５６】
１、１１、２１、３１    半導体基板
２、１２、２２、３２    ウエル領域
３、１３    ソース側第２拡散領域
４、１４    ソース側第３拡散領域
５、１５、２５、３５    ゲート絶縁膜
６、１６、２６、３６    ゲート電極
７    ドレイン側第４拡散領域
８、１８    ドレイン側第２拡散領域
９、１９    ドレイン側第３拡散領域
２３、２８、３３、３８    第２拡散領域
２４、２９、３４、３９    第３拡散領域
３７    第４拡散領域
１０１、１０２    ドライブトランジスタ
１０３、１０４    負荷トランジスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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