DE19810579A1

DE19810579A1 - Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung und Zener-Diode

Info

Publication number: DE19810579A1
Application number: DE19810579A
Authority: DE
Inventors: Kazuhito Tsuchida; Kouji Kashimoto; Satoshi Kadono
Original assignee: Araco Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Araco Co Ltd; Renesas Electronics Corp
Priority date: 1997-07-08
Filing date: 1998-03-11
Publication date: 1999-01-14
Anticipated expiration: 2018-03-12
Also published as: JPH1126600A; US5936288A; DE19810579B4

Description

Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine neuartige integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung, die neben PMOS- und NMOS-Transistoren Zapping-Z-Dioden bzw. Durchbrenn-Zener-Dioden aufweist, und eine Zener-Diode mit einer niedrigen Durch bruchspannung.

Stand der Technik

In den letzten Jahren hat es einen wachsenden Bedarf für in tegrierte Halbleiterschaltungsvorrichtungen gegeben, die PMOS- und NMOS-Transistoren aufweisen, welche Widerstandsele mente hoher Genauigkeit enthalten, die durch ein Halbleiter wafer-Verfahren nicht erhalten werden kann. Solche Wider standselemente mit Widerständen sehr hoher Genauigkeit werden herkömmlicherweise durch Laserabgleich in einem Testverfahren gefolgt von einer Halbleiterwafer-Bearbeitung hergestellt.

Das Laserabgleichverfahren wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 22 bis 24 beschrieben. In Fig. 22 steht das Bezugs zeichen A für einen Knoten auf einer Seite eines Wider standselements, von dem erwartet wird, daß es einen Wider stand sehr hoher Genauigkeit bietet, und B steht für einen Knoten auf der anderen Seite des Widerstandselements. Ein Widerstand sehr hoher Genauigkeit wird zwischen den zwei Kno ten benötigt.

Das Bezugszeichen 100 steht für einen Widerstandskörper, der einen Widerstandswert R0 aufweist, und dessen eines Ende mit dem Knoten A auf einer Seite des Widerstandselements verbun den ist. Der Widerstandskörper 100 ist ein Widerstand, der durch einen dotierten Bereich an einer Grundfläche eines Halbleitersubstrats, der PMOS- und NMOS-Transistoren enthält, gebildet ist. Das Bezugszeichen 101 bezeichnet einen ersten Einstellwiderstand mit einem Widerstandswert R1 und ist zwi schen dem Widerstandskörper 100 und dem Knoten B des Wider standselements angeschlossen. Der erste Einstellwiderstand 101 wird durch einen dotierten Bereich an der Grundfläche des Halbleitersubstrats gebildet. In diesem Beispiel ist der Widerstandswert R1 zum Beispiel auf 1/100 des Widerstandswer tes R0 des Widerstandskörpers 100 eingestellt.

Das Bezugszeichen 102 steht für einen zweiten Einstellwider stand mit einem Widerstandswert R2, und dessen eines Ende ist mit dem Widerstandskörper 100 verbunden. Der zweite Einstell widerstand 102 ist ein Diffusionswiderstand, der durch einen Diffusionsbereich an der Grundfläche des Halbleitersubstrats gebildet ist. In diesem Beispiel ist der Widerstandswert R2 zum Beispiel auf 1/100 des Widerstandswerts R0 des Wider standskörpers 100 eingestellt. Das Bezugszeichen 103 steht für ein erstes Durchschmelzelement F1, das zwischen dem ersten Einstellwiderstand 102 und dem Knoten B angeschlossen ist. Das erste Durchschmelzelement 103 ist aus Polysilizium oder einer Aluminiumverdrahtung auf der Grundfläche des Halb leitersubstrats gebildet.

Das Bezugszeichen 104 bezeichnet einen dritten Einstellwider stand, der einen Widerstandswert R3 aufweist und mit dem Widerstandskörper 100 verbunden ist. Der dritte Einstellwi derstand 104 ist ein Widerstand, der durch einen dotierten Bereich an der Grundfläche des Halbleitersubstrats gebildet ist. In diesem Beispiel ist der Widerstandswert R3 zum Bei spiel auf 1/100 des Widerstandswerts R0 des Widerstandskör pers 100 eingestellt. Das Bezugszeichen 105 bezeichnet ein zweites Durchschmelzelement F2, das zwischen dem dritten Ein stellwiderstand 103 und dem Knoten B angeschlossen ist. Das zweite Durchschmelzelement 105 ist durch Polysilizium oder eine Aluminiumverdrahtung an der Grundfläche des Halbleiter substrats gebildet. Da das erste und das zweite Durchschmel zelement 103 und 105 aus Polysilizium oder einer Aluminium verdrahtung bestehen, sind ihre Widerstandswerte unerheblich im Vergleich zu jenen des Widerstandskörpers 100 und des er sten, zweiten und dritten Einstellwiderstands 101, 102 und 104.

Wie die Widerstandswerte der vorstehend beschriebenen Wider standselemente eingestellt werden, wird nun beschrieben. Bei beendeter Wafer-Bearbeitung wird ein Widerstandswert R00 zwi schen dem Knoten A und dem Knoten B gemessen. Der Wider standswert R00 ist an dieser Stelle durch die Formel (1) definiert:

R00 = R0 + R1.R2.R3/(R2.R3 + R1.R3 + R1.R2) (1).

Die Einstellung ist beendet, wenn der Widerstandswert R00 den gewünschten Wert erreicht hat.

Falls der gewünschte Widerstandswert noch erreicht werden muß, wird das erste Durchschmelzelement 103 zertrennt, das heißt unter Verwendung von Laserlicht elektrisch geöffnet. Bei zertrenntem ersten Durchschmelzelement 103 wird der Widerstandswert R10 zwischen dem Knoten A und dem Knoten B gemessen. Der Widerstandswert R10 ist an dieser Stelle durch die Formel (2) definiert:

R10 = R0 + R1.R3/(R3 + R1) < R00 (2).

Das Einstellen ist beendet, wenn der Widerstandswert R10 den gewünschten Wert erreicht hat.

Falls der gewünschte Widerstandswert noch erreicht werden muß, wird auch das zweite Durchschmelzelement 105 unter Ver wendung von Laserlicht zertrennt. Bei zertrenntem zweiten Durchschmelzelement 105 wird der Widerstandswert R20 zwischen dem Knoten A und dem Knoten B gemessen. Der Widerstandswert R20 wird an dieser Stelle durch die Formel (3) definiert:

R20 = R0 + R1 < R10 < R00 (3).

Dies beendet die Einstellung des Widerstandswerts. Das Wider standselement sollte nun einen Widerstandswert sehr nahe dem gewünschten Wert (d. h. den Entwurfswert) haben.

Jedoch bestehen die Schwierigkeiten bei der vorstehend umris senen Feinabstimmung eines Widerstands darin, daß das Verfah ren die Verwendung eines Lasertrimmers, also einer großen und teueren Maschine, erfordert.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die beim Stand der Technik auftretenden Nachteile zu überwinden und eine integrierte Halbleiterschutzvorrichtung anzugeben, die PMOS- und NMOS-Transistoren aufweist und ein Widerstandsele ment hat, das einen Widerstandswert aufweist, der ohne Ver wendung eines Lasertrimmers mit sehr hoher Genauigkeit ein stellbar ist.

Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Zener-Diode mit einer geringen Durchbruchspannung anzugeben.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine integrierte Halb leiterschaltungsvorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentan spruchs 1 und durch eine Zener-Diode gemäß den Merkmalen der Patentansprüche 15 und 16 gelöst. Die Unteransprüche betref fen jeweils vorteilhafte Weiterbildungen.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die inte grierte Halbleiterschaltungsvorrichtung ein Halbleiter substrat mit einer Grundfläche und einen PMOS-Transistor mit einem P-leitenden Source- und einem P-leitenden Drain-Bereich in dem Halbleitersubstrat an der Grundfläche auf. Ein NMOS-Transistor hat einen N-leitenden Source- und einen N-leiten den Drain-Bereich an der Grundfläche. Eine Zapping- oder Durchbrenn-Diode hat einen Anodenbereich und einen Kathoden bereich. Der Anodenbereich ist an der Grundfläche des Halb leitersubstrats angeordnet und hat die gleiche Störstellen dichte und Diffusionstiefe wie der P-leitende Source- und der P-leitende Drain-Bereich des PMOS-Transistors. Der Kathoden bereich ist ein N-Bereich an der Grundfläche des Halbleiter substrats und hat die gleiche Störstellendichte und Diffu sionstiefe wie der N-leitende Source- und der N-leitende Drain-Bereich des NMOS-Transistors. Der Kathodenbereich ist dem Anodenbereich teilweise überlagert. Weiterhin ist ein An schluß für die Durchbrenn-Anode auf der Grundfläche des Halb leitersubstrats angeordnet und elektrisch mit dem Anodenbe reich der Diode verbunden, und ein Anschluß für die Durch brenn-Kathode ist auf der Grundfläche des Halbleitersubstrats angeordnet und elektrisch mit dem Kathodenbereich der Diode verbunden.

In der integrierten Halbleiterschaltung kann ein Bereich, der entweder der Anodenbereich oder der Kathodenbereich ist, dort schmaler als der dementsprechend andere Bereich sein, wo sie einander teilweise überlagert sind.

In der integrierten Halbleiterschaltung kann ein Bereich, der entweder der Anodenbereich oder der Kathodenbereich ist, einen Kontaktbereich für elektrischen Anschluß und einen einen spitz zulaufenden PN-Übergang bildenden Bereich aufwei sen, der sich von dem Kontaktbereich über die Grundfläche des Halbleitersubstrats erstreckt. Der andere Bereich, der dem entsprechend entweder der Kathodenbereich oder der Anodenbe reich ist, hat einen Kontaktbereich für elektrische Verbin dung und einen einen PN-Übergang bildenden Bereich, der sich von dem Kontaktbereich über die Grundfläche des Halbleiter substrats erstreckt und teilweise den den PN-Übergang bilden den Bereich des ersten Bereichs überlagert.

In der integrierten Halbleiterschaltung haben der Anodenbe reich und der Kathodenbereich der Diode jeweils eine recht eckige Oberfläche. Ein Bereich, der entweder der Anodenbe reich oder der Kathodenbereich ist, ist dort schmaler als der dementsprechend andere Bereich, wo sie sich jeweils teilweise überlagern. Weiterhin ist die teilweise Überlagerung recht winklig zu den Ausdehnungen der Bereiche ausgeführt.

In der integrierten Halbleiterschaltung haben der Anodenbe reich und der Kathodenbereich der Diode jeweils eine recht eckige Form. Der Anodenbereich und der Kathodenbereich sind einander in quer zueinander versetzter Weise teilweise über lagert. Weiterhin ist die teilweise Überlagerung senkrecht zur Breitenrichtung der Bereiche ausgeführt.

In der integrierten Halbleiterschaltung ist die Diode aus einer Mehrzahl von Dioden entsprechend einer Mehrzahl von Kathodenbereichen, die den Kathodenbereich bilden, herge stellt. Jeder der Kathodenbereiche ist an der Grundfläche an geordnet und der Mehrzahl von Diodenteilen gemeinsamen Anodenbereich teilweise überlagert.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Zener-Diode ein Halbleitersubstrat mit einer Grundflä che, einen P-leitenden Anodenbereich an der Grundfläche des Halbleitersubstrats und einen N-leitenden Kathodenbereich auf, der dem Anodenbereich an der Grundfläche des Halbleiter substrats teilweise überlagert ist. Weiterhin ist ein Be reich, der entweder der Anodenbereich oder der Kathodenbe reich ist, dort schmaler als der Bereich, wo sie einander teilweise überlagert sind.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Zener-Diode ein Halbleitersubstrat mit einer Grundflä che, einen P-leitenden Anodenbereich an der Grundfläche des Halbleitersubstrats und einen N-leitenden Kathodenbereich auf, der dem Anodenbereich an der Grundfläche des Halbleiter substrats teilweise überlagert ist. Ein erste PN-Übergang ist zwischen dem teilweise überlagerten Bereich und einem Be reich, der entweder der Anodenbereich oder der Kathodenbe reich ist, ausgebildet. Weiterhin ist ein zweiter PN-Übergang dort angeordnet, wo Anodenbereich und Kathodenbereich einan der nicht überlagert sind.

In der Zener-Diode hat entweder der Anodenbereich oder der Kathodenbereich eine ebene Fläche, die einen spitz zulaufen den, dem anderen Bereich überlagerten Teil enthält. Der zweite PN-Übergang ist an einer Kante einer Grenze zwischen den Bereichen in dem spitz zulaufenden Teil angeordnet.

Die Zener-Diode kann einen P-leitenden Anodenbereich in einem Wannenbereich eines P-leitenden Halbleitersubstrats, das eine Isolationsoxidschicht auf einer Grundfläche aufweist, und einen N-leitenden Wannenbereich, der von der Isolationsoxid schicht umgeben ist, enthalten. Ein N-leitender Kathodenbe reich ist dem Anodenbereich in dem Wannenbereich teilweise überlagert, erstreckt sich in einer ersten Richtung und hat eine höhere Störstellendichte als der Wannenbereich. Ein Bereich, der entweder der Anodenbereich oder der Kathodenbe reich ist, hat eine erste Seite zum Wannenbereich-hin offen. Die erste offene Seite erstreckt sich in die erste Richtung und ist mit der Isolationsoxidschicht in Kontakt.

Der andere Bereich, der dementsprechend entweder der Katho denbereich oder der Anodenbereich ist, hat eine zweite Seite zum Wannenbereich hin offen und ein Seitenteil erstreckt sich in den teilweise überlagerten Bereich. Die zweite offene Seite erstreckt sich in die erste Richtung, entlang der ersten offenen Seite in Kontakt mit der Isolationsoxidschicht in dem einen Bereich, und ist im Inneren der Isolationsoxid schicht in einer zweiten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung angeordnet, so daß der Wannenbereich eine offene Oberfläche hat.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen deutlich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht, die den Aufbau einer in tegrierten Halbleiterschaltungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Er findung zeigt;

Fig. 2 eine Draufsicht, die den Aufbau einer Zener-Diode gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 3 eine Kennlinie der in Fig. 2 gezeigten Zener-Diode;

Fig. 4 einen Schaltplan einer Mehrzahl von Zener-Dioden und Widerstandselementen, die in einer integrierten Halbleiterschaltung gemäß der ersten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung enthalten sind;

Fig. 5, 6, 7 und 8 einen Anfangszustand und erste bis dritte Zustände der in Fig. 4 gezeigten Schaltung;

Fig. 9 einen Schaltplan einer an einen Transistor ange schlossenen Zener-Diode gemäß der ersten Ausführ ungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 10 eine Draufsicht auf den Aufbau einer Zener-Diode gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung;

Fig. 11 eine Kennlinie der in Fig. 10 gezeigten Zener-Diode;

Fig. 12 einen Schaltplan einer an einen Komparator als ein Referenzpotential angeschlossenen Zener-Diode gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 13, 14, 15, 16, 17 und 18 Draufsichten, die jeweils den Aufbau einer Zener-Diode gemäß dritten bis achten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen;

Fig. 19 bis 21 Querschnittsansichten, die jeweils den Aufbau einer integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtung gemäß neunten bis elften Ausführungsformen der vorliegen den Erfindung zeigen; und

Fig. 22, 23 und 24 einen Anfangszustand und erste und zweite Zustände der herkömmlichen Schaltung für einen Widerstand sehr hoher Genauigkeit.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Die vorliegende Erfindung wird anhand der detaillierten Be schreibung unter Bezugnahme auf die Figuren, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile bezeichnen, deutlicher.

Erste Ausführungsform

Die Fig. 1 bis 9 stellen eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. In Fig. 1 steht das Bezugszei chen 1 für ein P-Halbleitersubstrat mit einem Widerstandswert von zum Beispiel 200 Ocm. Da das Halbleitersubstrat 1 verwen det wird, um ein Substratpotential zu NMOS-Transistoren zu schaffen, ist das Substrat 1 der ersten Ausführungsform geer det. Das Bezugszeichen 2 steht für eine Isolationsoxid schicht, die jeden Bereich, der ein Schaltelement bildet, auf einer Grundfläche des Halbleitersubstrats 1 umgibt. Die Iso lationsoxidschicht 1 wird im allgemeinen durch das bekannte LOCOS-Verfahren ausgebildet.

Das Bezugszeichen 3 bezeichnet einen N-leitenden Wannenbe reich für PMOS-Transistoren. Der N-leitende Wannenbereich 3 ist in einem einen PMOS-Transistor bildenden Bereich, der von der Isolationsoxidschicht 2 umgeben ist, angeordnet. Zum Bei spiel wird der Wannenbereich 3 durch Implantieren von Phos phorionen (P) bei einer Energie von 150 keV und einer Dosis von 3 × 10¹²/cm² ausgebildet. Da der Wannenbereich 3 für PMOS-Transistoren ein Substratpotential für die PMOS-Transistoren bereitstellen soll, ist der Wannenbereich 3 der ersten Aus führungsform an ein positives Potential angelegt. Die Bezugs zeichen 4 und 5 bezeichnen einen Source- und einen Drain-Bereich, die an der Grundfläche des Halbleitersubstrats 1 in dem PMOS-Wannenbereich angeordnet sind, wobei ein Kanalbe reich 6 zwischen dem Source- und dem Drain-Bereich angeordnet ist. Der Source- und der Drain-Bereich 4 und 5 sind P-Berei che, die zum Beispiel durch Implantation von Borionen (B) bei einer Energie von 50 keV und einer Dosis von 4 × 10¹⁵/cm² aus gebildet werden.

Das Bezugszeichen 7 steht für eine Gate-Elektrode, die auf dem Kanalbereich 6 gegenüber der Grundfläche des Halbleiter substrats 1 angeordnet ist, wobei eine Gate-Oxidschicht 8 zwischen der Gate-Elektrode 7 und dem Kanalbereich 6 angeord net ist. Die Gate-Elektrode 7 besteht aus Polysilizium und bildet zusammen mit dem Source- und dem Drain-Bereich 4 und 5 einen PMOS-Transistor. Die Bezugszeichen 9 und 10 stehen für einen Source- und einen Drain-Anschluß (Elektroden), die je weils mit dem Source- und dem Drain-Bereich 4 und 5 elek trisch verbunden sind. Der Source- und der Drain-Anschluß 9 und 10 bestehen aus einer Aluminiumschicht und sind von der Gate-Elektrode 7 durch eine Isolationsschicht (Oxidschicht) 11 elektrisch isoliert.

Die Bezugszeichen 12 und 13 bezeichnen einen Source- und einen Drain-Bereich in einem einen NMOS-Transistor bildenden Bereich, der von der Isolationsoxidschicht 2 an der Grundflä che des Halbleitersubstrats 1 umgeben ist, wobei ein Kanalbe reich 14 zwischen dem Source- und dem Drain-Bereich angeord net ist. Zum Beispiel sind der Source- und der Drain-Bereich 12 und 13 N-leitende Bereiche, die durch Implantation von Phosphorionen (P) bei einer Energie von 40 keV und einer Dosis von 6 × 10¹⁴/cm² ausgebildet werden.

Das Bezugszeichen 15 bezeichnet eine Gate-Elektrode, die auf einem Kanalbereich 14 über der Grundfläche des Halbleiter substrats 1 angeordnet ist, wobei eine Gate-Oxidschicht 16 zwischen der Gate-Elektrode 15 und dem Kanalbereich 14 ange ordnet ist. Die Gate-Elektrode 15 besteht aus Polysilizium und bildet zusammen mit dem Source- und dem Drain-Bereich 12 und 13 einen NMOS-Transistor. Die Bezugszeichen 17 und 18 stehen für einen Source- und einen Drain-Anschluß (Elektroden) , die jeweils mit dem Source- und dem Drain-Bereich 12 und 13 in elektrischem Kontakt (d. h. in ohmschem Kontakt) stehen. Der Source- und der Drain-Anschluß 17 und 18 werden aus derselben Aluminiumschicht hergestellt, die den Source- und den Drain-Anschluß 9 und 10 für den PMOS-Tran sistor bildet. Der Source- und der Drain-Anschluß 17 und 18 sind voneinander durch eine Isolationsschicht (Oxidschicht) 19 elektrisch isoliert. Die Isolationsschicht (Oxidschicht) 19 und die Isolationsschicht (Oxidschicht) 11 werden gleich zeitig hergestellt.

Das Bezugszeichen 20 steht für einen Wannenbereich für N-Dioden. Ein eine Diode bildender Bereich, der von der Isola tionsoxidschicht 2 umgeben ist, enthält den Wannenbereich 20, der gleichzeitig mit dem PMOS-Wannenbereich 3 unter denselben Bedingungen ausgebildet wird, zum Beispiel durch Implantation von Phosphorionen (P) bei einer Energie von 150 keV und einer Dosis von 3 × 10¹²/cm². Da der Dioden-Wannenbereich 20 die Zener-Dioden von dem Halbleitersubstrat elektrisch isolieren soll, ist der Bereich 20 nicht an Masse oder ein negatives Potential angelegt. Der Dioden-Wannenbereich 20 ist mit einem Kathodenbereich 22, wie später beschrieben, elektrisch ver bunden.

Das Bezugszeichen 21 steht für einen Anodenbereich, ein P-Be reich, der die gleiche Störstellendichte und die gleiche Dif fusionstiefe wie derjenige P-Bereich aufweist, der den Source- und den Drain-Bereich 4 und 5 des PMOS-Transistors bildet, wobei an der Grundfläche des Halbleitersubstrats 1 der P-Bereich weiterhin eine höhere Störstellendichte als das Halbleitersubstrat 1 hat. Der Anodenbereich wird gleichzeitig mit dem Source- und dem Drain-Bereich 4 und 5 des PMOS-Tran sistors unter denselben Bedingungen ausgebildet, zum Beispiel durch Implantation von Borionen (B) bei einer Energie von 50 keV und einer Dosis von 4 × 10¹⁵/cm². Wie in Fig. 2 gezeigt, hat der Anodenbereich 21 eine rechteckige Form und drei Sei ten des Bereichs 21, die zum Dioden-Wannenbereich 20 offen sind (offene PN-Übergangsseiten), sind in Kontakt mit der Isolationsoxidschicht 2. Das heißt, in dem Prozeß der Ionenimplantation zur Herstellung des Anodenbereichs 21 wird die Isolationsoxidschicht 2 als Teil der Maske verwendet.

Das Bezugszeichen 22 bezeichnet einen Kathodenbereich, einen N-Bereich, der sich in einer ersten Richtung (d. h. in Fig. 2 in der Querrichtung) erstreckt und sich einen teilweise überlagerten Bereich 23 mit dem Anodenbereich 21 teilt. Der N-Bereich hat die gleiche Störstellendichte und die gleiche Diffusionstiefe wie derjenige N-Bereich, der den Source- und den Drain-Bereich 12 und 13 des NMOS-Transistors bildet. Darüber hinaus hat der N-Bereich eine höhere Störstellen dichte als der Dioden-Wannenbereich 20. Der Kathodenbereich 22 wird gleichzeitig mit dem Source- und dem Drain-Bereich 12 und 13 des NMOS-Transistors und unter denselben Bedingungen ausgebildet, zum Beispiel durch Implantation von Phos phorionen (P) bei einer Energie von 40 keV und einer Dosis von 6 × 10¹⁴/cm².

Der Kathodenbereich 22 und der Anodenbereich 21 bilden ge meinsam eine Zapping-Z-Diode bzw. Durchbrenn-Zener-Diode. Wie in Fig. 2 dargestellt, hat der Kathodenbereich 22 eine rechteckige Form und drei Seiten des Bereichs 21, die zum Dioden-Wannenbereich 20 hin offen sind (offene N⁺N-Übergangs seiten) sind in Kontakt mit der Isolationsoxidschicht 2. Das heißt, in dem Prozeß der Ionenimplantation zur Herstellung des Kathodenbereichs 22 wird die Isolationsoxidschicht 2 als Teil der Maske verwendet.

Der überlagerte Bereich 23 zwischen dem Anoden- und dem Kathodenbereich 21 und 22 ist P-leitend, weil in der ersten Ausführungsform der Anodenbereich 21 eine höhere Störstellen dichte als der Kathodenbereich 22 aufweist. Daraus folgt, daß der PN-Übergang der Zener-Diode, der durch den Anoden- und den Kathodenbereich 21 und 22 gebildet wird, einen PN⁺-Über gang 23a zwischen dem überlagerten P-Bereich 23 (gezeigt durch fette Linien in Fig. 1 und 2) und dem N⁺-leitenden Kathodenbereich 22 bildet.

Das Bezugszeichen 24 steht für eine Isolationsschicht (Oxidschicht) auf der Grundfläche im Dioden-Wannenbereich 20. Die Isolationsschicht (Oxidschicht) 24 ist in derselben Schichtlage wie die Isolationschichten (Oxidschichten) 11 und 19; diese Schichten werden gleichzeitig hergestellt. Das Be zugszeichen 25 bezeichnet einen Anodenanschluß (Elektrode) , der durch ein Kontaktloch 26 in der Isolationsschicht 24 (über einen ohmschen Kontakt) elektrisch mit dem Anodenbe reich 21 verbunden ist. Der Anodenanschluß 25 wird gleichzei tig mit dem Source- und dem Drain-Anschluß 9 und 10 des PMOS-Transistors ausgebildet. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist der Anodenanschluß 25 am Randbereich der Grundfläche des Halblei tersubstrats 1 elektrisch mit einem Anschluß PA für die Durchbrenn-Anode verbunden.

Das Bezugszeichen 27 steht für einen Kathodenanschluß (Elektrode), der durch ein Kontaktloch 28 in der Isolations schicht 24 (über einen ohmschen Kontakt) elektrisch mit dem Kathodenbereich 22 verbunden ist. Der Kathodenanschluß 27 wird gleichzeitig mit der Aluminiumschicht des Anodenan schlusses 25 ausgebildet. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist der Kathodenanschluß 27 am Randbereich der Grundfläche des Halb leitersubstrats 1 elektrisch mit einem Anschluß PK für die Durchbrenn-Kathode verbunden. Das Bezugszeichen 29 bezeichnet eine über dem PMOS-Transistor, dem NMOS-Transistor und der Zener-Diode angeordnete Isolationsschicht. Die Isolations schicht 29 ist eine zwischenlagige Isolationsschicht wie etwa eine BPSG-Schicht und/oder eine Oberflächenschutzschicht, wie etwa eine Siliziumnitrid-Schicht (SiN).

In der ersten Ausführungsform hat die Zener-Diode, die den Anoden- und den Kathodenbereich 21 und 22 enthält, eine offene Form mit Abmessungen, die beispielsweise folgenderma ßen bestimmt sind: Der Kathodenbereich 22 und der Anodenbe reich 21 sind jeweils in der ersten Richtung in Fig. 2 (Längen "a" und "b") 20 µm lang und jeweils in der zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung (Breite "g") 20 µm breit. Die Länge (Abstand) "c" zwischen dem Kontaktloch 28 und dem Anodenbereich 21 beträgt in der ersten Richtung 8 µm, ebenso wie die Länge (Abstand) "d" zwischen dem Kontaktloch 26 und dem Kathodenbereich 22, ebenfalls in der ersten Rich tung.

Der überlagerte Bereich 23 zwischen dem Anoden- und dem Kathodenbereich 21 und 22 ist in der ersten Richtung (Länge "e") 3 µm lang. Die Länge (Abstand) "f" zwischen den Kontakt löchern 26 und 28 beträgt in der ersten Richtung 19 µm. Die Kontaktlöcher 26 und 28 sind in der ersten Richtung jeweils 5 µm lang und in der zweiten Richtung 10 µm breit.

Wenn die Zener-Diode mit diesen Abmessungen vermessen wurde, erhielt sie die in Fig. 3 gezeigte Kennlinie. Wie graphisch veranschaulicht, hat die Zener-Diode eine Vorwärtsspannung von 0,7 V und eine Durchbruchsspannung von 30 V (Rückwärtsspannungsfestigkeit). Die Spannungskenndaten sind für die Zener-Diode niedrig genug, um als eine Durchbrenn-Diode zu dienen. In einem Experiment ließ man große Ströme (insbesondere Ströme zwischen 50 mA und 100 mA) von dem An schluß PK für die Durchbrenn-Kathode zum Anschluß PA für die Durchbrenn-Anode fließen. Der Stromfluß schloß den Kathoden anschluß 27 mit dem Anodenanschluß 25 der Zener-Diode kurz. Insbesondere schmolz der hohe Stromfluß vom Kathodenanschluß 27 zum Anodenanschluß 25 das Aluminium des Kathodenanschlus ses 27 und bildete auf der Oberfläche eine Aluminium-Sili zium-Schicht (AISi), die sich vom Kathodenbereich 22 (in Kon takt mit dem Kathodenanschluß 27) zum Anodenbereich 21 (in Kontakt mit dem Anodenanschluß 25) erstreckte. Die Aluminium- Silizium-Schicht schloß somit den Kathodenanschluß 27 mit dem Anodenanschluß 25 kurz.

In dem vorstehend beschriebenen Fall wurde der Widerstands wert folgendermaßen gemessen: Mit Goldanschlüssen, die mit dem Anschluß PK für die Durchbrenn-Kathode und dem Anschluß PA für die Durchbrenn-Anode verbunden waren, und indem man Ströme durch die Goldanschlüsse fließen ließ, wurde die Span nung zwischen den zwei Anschlüssen gemessen. Der gemessene Widerstandswert betrug nur 10 Ω. Der Widerstandswert von 10 Ω schließt den Widerstand des Goldanschlusses, die Kontaktwi derstände zwischen den Goldanschlüssen und dem Anschluß PK für die Durchbrenn-Kathode und dem Anschluß PA für die Durch brenn-Anode, die Widerstände des Kathodenanschlusses 27 und des Anodenanschlusses 25, den Kontaktwiderstand zwischen dem Kathodenanschluß 27 und dem Kathodenbereich 22 und den Kon taktwiderstand zwischen der Anodenverdrahtung 25 und dem Anodenbereich 21 ein. Dies bedeutet, daß der Widerstandswert zwischen dem Kathodenanschluß 27 und dem Anodenanschluß 25 nur wenige Ohm beträgt, wobei sich die zwei Anschlüsse in einem praktisch kurzgeschlossenen Zustand befinden. Die wie beschrieben aufgebaute Zener-Diode ist somit als eine Durch brenn-Diode geeignet.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 8 ein Verfahren beschrieben, um ein Widerstandselement, das eine Durchbrenn-Diode verwendet und einen mit sehr hoher Genauig keit eingestellten Widerstandswert aufweist, in der vorste hend ausgeführten integrierten Halbleiterschaltungsvorrich tung herzustellen. In den Fig. 4 und 5 steht das Bezugs zeichen A für einen Knoten auf einer Seite eines Wider standselements, von dem erwartet wird, daß es einen Wider stand sehr hoher Genauigkeit aufweist, und B bezeichnet einen Knoten auf der anderen Seite des Widerstandselements. Ein Widerstandswert sehr hoher Genauigkeit wird zwischen den Knoten A und B benötigt.

Das Bezugszeichen PK1 steht für einen ersten Anschluß für die Durchbrenn-Kathode am Randbereich der Grundfläche des Halb leitersubstrats 1, auf dem der PMOS-Transistor (als P-MOS in Fig. 1 gezeigt), den NMOS-Transistor (als N-MOS in Fig. 1 gezeigt) und die Zener-Diode (als Diode (ZD) in Fig. 1 ge zeigt) angeordnet sind. Das Bezugszeichen PK2 bezeichnet einen zweiten Anschluß für die Durchbrenn-Kathode am Außenbe reich der Grundfläche des Halbleitersubstrats 1. Das Bezugs zeichen PK3 steht für einen dritten Anschluß für die Durch brenn-Kathode am Randbereich der Grundfläche des Halbleiter substrats 1. Das Bezugszeichen PA bezeichnet einen Anschluß für eine Durchbrenn-Anode am Randbereich der Grundfläche des Halbleitersubstrats 1.

Das Bezugszeichen 30 bezeichnet einen Widerstandskörper, der einen Widerstandswert R0 aufweist und dessen eines Ende mit dem Knoten A auf einer Seite des Widerstandselements verbun den ist. Der Widerstandskörper 30 ist ein Widerstand, der durch einen Bereich an der Grundfläche des Halbleiter substrats 1 gebildet ist.

Das Bezugszeichen 31 bezeichnet einen ersten Einstellwider stand, der einen Widerstandswert R1 aufweist und dessen eines Ende mit dem Widerstandskörper 30 verbunden ist. Der erste Einstellwiderstand 31 ist ein Diffusionswiderstand, der durch einen Bereich an der Grundfläche des Halbleitersubstrats 1 gebildet ist. In diesem Beispiel ist der Widerstandswert R1 zum Beispiel auf 1/100 des Widerstandswerts R0 des Wider standkörpers 30 eingestellt.

Das Bezugszeichen 32 steht für einen zweiten Einstellwider stand, der einen Widerstandswert R2 aufweist und dessen eines Ende mit dem ersten Einstellwiderstand 31 verbunden ist. Der erste Einstellwiderstand 32 ist ein Widerstand, der durch einen Bereich an der Grundfläche des Halbleitersubstrats 1 gebildet ist. In diesem Beispiel ist der Widerstandswert R2 zum Beispiel auf 1/100 des Widerstandswerts R0 des Wider standskörpers 30 eingestellt.

Das Bezugszeichen 33 steht für einen dritten Einstellwider stand, der einen Widerstandswert R3 aufweist, dessen eines Ende mit dem zweiten Einstellwiderstand 32 verbunden ist und dessen anderes Ende mit dem Knoten B auf der anderen Seite des Widerstandselements verbunden ist. Der dritte Einstellwi derstand 33 ist ein Widerstand, der durch einen Bereich an der Grundfläche des Halbleitersubstrats 1 gebildet ist. In diesem Beispiel ist der Widerstandswert R2 zum Beispiel auf 1/100 des Widerstandswerts R0 des Widerstandskörpers 30 ein gestellt. Der Widerstandskörper 30 und der erste, zweite und dritte Einstellwiderstand 31, 32 und 33 sind zwischen den Knoten A und B als das Widerstandselement in Reihe verbunden.

Das Bezugszeichen 34 bezeichnet eine erste Durchbrenn-Diode ZD1, die den Kathodenbereich 22 und den Anodenbereich 21 auf weist, wobei der Kathodenbereich 22 über den Kathodenanschluß 27 mit dem Widerstandskörper 30 und dem ersten Anschluß PK1 für die Durchbrenn-Kathode verbunden ist, und der Anodenbe reich 21 ist über den Anodenanschluß 25 mit dem Knoten B und dem Anschluß PA für die Durchbrenn-Anode verbunden. Die erste Durchbrenn-Diode 34 ist auf der Grundfläche des Halbleiter substrats 1 angeordnet und hat den Aufbau der in Fig. 1 ge zeigten Zener-Diode (ZD).

Das Bezugszeichen 35 bezeichnet eine zweite Durchbrenn-Diode ZD2, die den Kathodenbereich 22 und den Anodenbereich 21 auf weist, wobei der Kathodenbereich 22 über den Kathodenanschluß 27 mit dem ersten Einstellwiderstand 31 und dem zweiten An schluß PK2 für die Durchbrenn-Kathode verbunden ist, und wo bei der Anodenbereich 21 über den Anodenanschluß 25 mit dem Knoten B und dem Anschluß PK für die Durchbrenn-Anode verbun den ist. Die zweite Durchbrenn-Diode 35 ist an der Grundflä che des Halbleitersubstrats 1 angeordnet und weist auch die Struktur der in Fig. 1 gezeigten Zener-Diode (ZD) auf.

Das Bezugszeichen 36 steht für eine dritte Durchbrenn-Diode ZD3, die den Kathodenbereich 22 und den Anodenbereich 21 auf weist, wobei der Kathodenbereich 22 über den Kathodenanschluß 27 mit dem zweiten Einstellwiderstand 32 und dem dritten An schluß PK3 für die Durchbrenn-Kathode verbunden ist, und wo bei der Anodenbereich 21 über den Anodenanschluß 25 mit dem Knoten B und dem Anschluß PA für die Durchbrenn-Anode verbun den ist. Die dritte Durchbrenn-Diode 36 ist an der Grundflä che des Halbleitersubstrats 1 angeordnet und weist ebenfalls die Struktur der in Fig. 1 dargestellten Zener-Diode (ZD) auf.

Bin Verfahren zum Einstellen des Widerstandswerts des Wider standselements, das wie vorstehend ausgeführt aufgebaut ist, wird nun beschrieben. Bei beendeter Wafer-Behandlung wird zu erst der Widerstandswert R00 zwischen dem Knoten A auf einer Seite des Widerstandselements und dem Knoten B auf der ande ren Seite gemessen. Der Widerstandswert R00 ist an dieser Stelle durch den Ausdruck (4) definiert:

R00 = R0 + R1 + R2 + R3 (4).

Die Einstellung ist beendet, wenn der Widerstandswert R00 einen gewünschten Wert erreicht hat.

Falls der gewünschte Widerstandswert noch erreicht werden muß, läßt man einen hohen Strom von dem dritten Anschluß PK3 für die Durchbrenn-Kathode zu dem Anschluß PA für die Durch brenn-Anode fließen, um einen Kurzschlußzustand zwischen dem Kathoden- und dem Anodenanschluß der dritten Durchbrenn-Diode 36 herbeizuführen. Das heißt, wie in Fig. 6 gezeigt, daß die Enden des dritten Einstellwiderstandes 33 miteinander prak tisch kurzgeschlossen sind. Bei derart kurzgeschlossenen zwei Enden des dritten Einstellwiderstandes 33 wird der Wider standswert R10 zwischen dem Knoten A auf einer Seite des Widerstandselements und dem Knoten B auf der anderen Seite gemessen. Der Widerstandswert R10 ist an dieser Stelle durch den Ausdruck (5) definiert:

R10 = R0 + R1 + R2 < R00 (5).

Die Einstellung ist beendet, wenn der Widerstandswert R10 den gewünschten Wert erreicht hat.

Falls der gewünschte Widerstandswert noch erreicht werden muß, läßt man einen weiteren hohen Strom von dem zweiten An schluß PK2 für die Durchbrenn-Kathode zu dem Anschluß PA für die Durchbrenn-Anode fließen, um einen Kurzschlußzustand zwi schen dem Kathoden- und dem Anodenanschluß der zweiten Durch brenn-Diode 35 herbeizuführen. Das heißt, wie in Fig. 7 ge zeigt, daß die Enden des zweiten und des dritten Einstellwi derstandes 32 und 33 praktisch kurzgeschlossen sind. Bei der art kurzgeschlossenen zwei Enden des zweiten und des dritten Einstellwiderstandes 32 und 33 wird der Widerstandswert R20 zwischen dem Knoten A auf einer Seite des Widerstandselements und dem Knoten B auf der anderen Seite gemessen. Der Wider standswert R20 ist an dieser Stelle durch den Ausdruck (6) definiert:

R20 = R0 + R1 < R10 < R00 (6).

Die Einstellung ist beendet, wenn der Widerstandswert R20 den gewünschten Wert erreicht hat.

Obwohl Fig. 7 die dritte Durchbrenn-Diode 36 nicht in einem praktisch kurzgeschlossenen Zustand zeigt, bestehe eine Al ternative darin, daß die dritte Durchbrenn-Diode 36 zuerst praktisch kurzgeschlossen wird, gefolgt von der zweiten Durchbrenn-Diode 35. Abhängig vom Widerstandswert R00 kann die zweite Durchbrenn-Diode 35 direkt in einen praktisch kurzgeschlossenen Zustand gebracht werden. In jedem Fall stellt sich für den Widerstandswert R20 heraus, daß er im we sentlichen der gleiche ist.

Falls der gewünschte Widerstandswert noch erreicht werden muß läßt man noch einen weiteren hohen Strom vom ersten Anschluß PK1 für die Durchbrenn-Kathode zu dem Anschluß PA für die Durchbrenn-Anode fließen, um einen Kurzschlußzustand zwischen dem Kathoden- und dem Anodenanschluß der ersten Durchbrenn- Diode 34 herbeizuführen. Das heißt, wie in Fig. 8 gezeigt, daß beide Enden des ersten, zweiten und dritten Einstellwi derstandes 31, 32 und 33 jeweils praktisch kurzgeschlossen sind.

Bei derart kurzgeschlossenen Enden des ersten, zweiten und dritten Einstellwiderstandes 31, 32 und 33 wird der Wider standswert R30 zwischen dem Knoten A auf einer Seite des Wi derstandselements und dem Konten B auf der anderen Seite ge messen. Der Widerstandswert R30 ist an dieser Stelle durch den Ausdruck (7) definiert:

R30 = R0 < R00 < R10 < R00 (7).

Dies beendet die Einstellung des Widerstandswerts. Das Wider standselement hat nun einen Widerstandswert sehr nahe dem ge wünschten Wert (d. h. Entwurfswert).

Obwohl Fig. 8 die zweite und die dritte Durchbrenn-Diode 35 und 36 nicht in einem praktisch kurzgeschlossenen Zustand zeigen, werden als eine Alternative die zweite und dritte Durchbrenn-Diode 35 und 36 zuerst praktisch kurzgeschlossen, gefolgt von der ersten Durchbrenn-Diode 34. Abhängig von dem Widerstandswert R00 kann die erste Durchbrenn-Diode 34 direkt in einen praktisch kurzgeschlossenen Zustand gebracht werden. In jedem Fall ist der Widerstandswert R30 im wesentlichen derselbe.

In der beschriebenen integrierten Halbleiterschaltungsvor richtung, die PMOS-und NMOS-Transistoren aufweist, läßt es die erste Ausführungsform zu, daß Durchbrenn-Dioden gleich zeitig mit den PMOS- und NMOS-Transistoren hergestellt wer den, und zwar ohne irgendwelche zusätzlichen Herstellungspro zesse. Die erste Ausführungsform bietet somit den Vorteil des Integrierens von Widerstandselementen, die Widerstandswerte aufweisen, die mit sehr hoher Genauigkeit eingestellt sind.

In der ersten Ausführungsform weisen der Source- und der Drain-Bereich 4 und 5 der PMOS-Transistoren eine höhere Stör stellendichte als der Source- und der Drain-Bereich 12 und 13 der NMOS-Tansistoren auf. Alternativ können der Source- und der Drain-Bereich 12 und 13 der NMOS-Tansistoren eine höhere Störstellendichte aufweisen als der Source- und der Drain-Be reich 4 und 5 der PMOS-Transistoren. Alternativ weist der Ka thodenbereich 22 der Durchbrenn-Diode (ZD) eine höhere Stör stellendichte als der Anodenbereich 21 auf. Dies bewirkt, daß der überlagerte Bereich 23 zwischen dem Anoden- und dem Kathodenbereich 21 und 22 N-leitend wird. Folglich ist der PN-Übergang der Zener-Diode, die den Anoden- und den Kathodenbereich 21 und 22 enthält, ein P⁺N-Übergang zwischen dem überlagerten N-Bereich 23 und dem P⁺-leitenden Anodenbe reich 21. Der alternative Aufbau bietet immer noch denselben Vorteil wie die erste Ausführungsform.

Die erste Ausführungsform enthält PMOS- und NMOS-Transisto ren. Alternativ kann die vorliegende Erfindung auch auf eine BiCMOS-Schaltung angewendet werden, die Bipolar- und MOS-Transistoren aufweist. Im letzten Fall können Durchbrenn- Dioden eingesetzt werden, nicht um die Widerstandswerte der Widerstandselemente einzustellen, sondern um den Einsatz oder Nichteinsatz von Bipolar-Transistoren 37 zu bestimmen, wie Fig. 9 zeigt.

In Fig. 9 steht das Bezugszeichen 38 für einen Widerstand, der zwischen der Basis und dem Emitter eines NPN-Bipolar- Transistors 37 angeschlossen ist. Wo der Bipolar-Transistor 37 genutzt wird, bleibt eine Durchbrenn-Diode 39 intakt. Weil die Rückwärtsspannungsfestigkeit der Durchbrenn-Diode 39 hoch ist, bleibt der Bipolar-Transistor 37 unbeeinflußt. Somit dient der Bipolar-Transistor 37 dazu als Reaktion auf ein dem Basisknoten BN eingegebenes Signal ein Signal an einen Kol lektorknoten CN gemäß dem an den Basisknoten BN eingegebenen Signal aus zugeben.

Wo der Bipolar-Transistor 37 nicht verwendet wird, läßt man einen hohen Strom von dem Anschluß PK für die Durchbrenn- Kathode zu dem Anschluß PA für die Durchbrenn-Anode fließen, um den Kathoden- und den Anodenanschluß der Durchbrenn-Diode 39 kurzzuschließen, wodurch die Basis und der Emitter des Bipolar-Transistors 37 in einen praktisch kurzgeschlossenen Zustand gebracht werden. Folglich bleibt der Bipolartran sistor 37 inaktiv und der Kollektorknoten CN bleibt in einem elektrisch schwebenden Zustand, d. h. in einem Zustand hoher Impedanz.

Zweite Ausführungsform

Fig. 10 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform nur hinsichtlich der Form des Kathodenbereichs 22, d. h. hinsichtlich des PN-Übergangs zwi schen dem Kathoden- und dem Anodenbereich 22 und 21. Die wei teren Gesichtspunkte der zweiten Ausführungsform sind diesel ben, wie jene der ersten Ausführungsform. Der Unterschied zwischen den zwei Ausführungsformen wird nachfolgen detail liert beschrieben. Von den in Fig. 10 verwendeten Bezugszei chen bezeichnen jene, die bereits im Zusammenhang mit der er sten Ausführungsform verwendet worden sind, gleiche oder ent sprechende Teile.

Das Bezugszeichen 21 bezeichnet einen p-leitenden Anodenbe reich, der die gleiche Störstellendichte und die gleiche Dif fusionstiefe wie der P-leitende Source- und der P-leitende Drain-Bereich 4 und 5 des PMOS-Transistors an der Grundfläche des Halbleitersubstrats 1 aufweisen, wobei der P-Bereich wei terhin eine höhere Störstellendichte als das Halbleiter substrat 1 hat. Der Anodenbereich 21 wird gleichzeitig mit dem Source- und dem Drain-Bereich 4 und 5 des PMOS-Tran sistors und unter denselben Bedingungen hergestellt, bei spielsweise durch Implantation von Borionen (B) bei einer Energie von 50 KeV und einer Dosis von 4 × 10¹⁵/cm².

Der Anodenbereich 21 hat einen Kontaktbereich 21a und einen Bereich 21b, der einen PN-Übergang bildet. Der Kontaktbereich 21a ist mit dem Anodenanschluß 25 durch ein Kontaktloch in der Isolationsschicht 24 elektrisch verbunden, und der den PN-Übergang bildende Bereich 21b erstreckt sich von dem Kon taktbereich 21a in die erste Richtung (quer in Fig. 10) an der Grundfläche des Halbleitersubstrats 1. Der Anodenbereich 21 hat eine rechteckige Form wobei seine drei Seiten zu dem Dioden-Wannenbereich 20 hin offen sind (offene PN-Übergangs seiten) und in Kontakt mit der Isolationsoxidschicht 2 sind. Das heißt, in dem Prozeß der Ionenimplantation für die Her stellung des Anodenbereichs 21 wird die Isolationsoxidschicht 2 als Teil der Maske verwendet. Es sollte beachtet werden, daß der Anodenbereich 21 der gleiche wie jener der ersten Ausführungsform ist.

Das Bezugszeichen 22 ist ein Kathodenbereich, der durch einen N-Bereich gebildet ist, welcher in der ersten Richtung ausge bildet ist und sich mit dem Anodenbereich 21 einen teilweise überlagerten Bereich 23 an der Grundfläche des Halbleiter substrats 1 teilt. Der N-Bereich hat die gleiche Störstellen dichte und die gleiche Diffusionstiefe wie der N-Bereich, der den Source- und den Drain-Bereich 12 und 13 des NMOS-Tran sistors bildet. Darüber hinaus weist der N-Bereich eine hö here Störstellendichte als der Dioden-Wannenbereich 20 auf. Der Kathodenbereich 22 wird gleichzeitig mit dem Source- und dem Drain-Bereich 12 und 13 des NMOS-Transistors und unter denselben Bedingungen hergestellt, beispielsweise durch Im plantation von Phosphorionen (P) bei einer Energie von 40 keV und einer Dosis von 6 × 10¹⁴/cm².

Der Kathodenbereich 22 hat einen Kontaktbereich 22a und einen spitz zulaufenden, einen PN-Übergang bildenden Bereich 22b, der sich von dem Kontaktbereich 22a über die Grundfläche des Halbleitersubstrats 1 erstreckt. Der Kontaktbereich 22a im Kathodenbereich 22 hat eine rechteckige Form, wobei drei Sei ten des Bereichs 22a zum Dioden-Wannenbereich 20 hin offen sind (offene N⁺N-Übergangsseiten) und mit der Isolationsoxid schicht 2 in Kontakt sind. Der den PN-Übergang bildende Be reich 22b des Kathodenbereichs 22 hat eine dreieckige Form, wobei zwei Stirnseiten 20a und 20b zu dem Dioden-Wannenbe reich 20 hin offen sind (offene N⁺N-Übergangsseiten) und in nerhalb der Isolationsoxidschicht 2 in der zweiten Richtung (längs in Fig. 10) senkrecht zur ersten Richtung angeordnet sind. Das heißt, in dem Prozeß der Ionenimplantation zur Her stellung des Kathodenbereichs 22 wird die Isolationsoxid schicht als die Maske zur Ausbildung des Kontaktbereichs 22a verwendet, und ein gemeinsam verwendeter Kunstharz wird als die Maske zur Herstellung des den PN-Übergang bildenden Be reichs 22b genutzt.

Der überlagerte Bereich 23 zwischen dem Anoden- und dem Ka thodenbereich 21 und 22 wird durch den den PN-Übergang bil denden Bereich 22b des Kathodenbereichs 22 und durch einen einen PN-Übergang bildenden Bereich 21b des Anodenbereichs 21 gebildet. Insbesondere ist der Kathodenbereich 22 dort schma ler als der Anodenbereich 21, wo sie einander überlagert sind, um die Zener-Diode zu bilden.

Der überlagerte Bereich 23 zwischen dem Anoden- und dem Kathodenbereichen 21 und 22 ist P-leitend, weil in der zwei ten Ausführungsform der Anodenbereich 21 eine höhere Stör stellendichte als der Kathodenbereich 22 aufweist. Somit ist der PN-Übergang der Zener-Diode, die aus dem Anoden- und dem Kathodenbereich 21 und 22 hergestellt ist, durch einen PN⁺- Übergang 23a (durch eine fette Linie in Fig. 10 gezeigt) zwischen dem überlagerten P-Bereich 23 und dem N⁺-Kathodenbe reich 22, und durch einen an beiden Enden der fetten Linie in der Figur angeordneten P⁺N⁺-Übergang 23b zwischen dem P⁺- Anodenbereich 21 und dem N⁺-Kathodenbereich 22 gebildet.

Anders ausgedrückt hat die Zener-Diode, die den Anoden- und den Kathodenbereich 21 und 22 enthält, sowohl den PN⁺-Übergang 23a zwischen dem überlagerten Bereich 23 und dem Kathodenbe reich 22 als auch einen P⁺N⁺-Übergang 23b hoher Dichte dort, wo die Anoden- und Kathodenbereiche 21 und 22 einander nicht überlagert sind, d. h. an der Grenze zwischen dem den PN-Übergang bildenden Bereich 22b, der der spitz zulaufende Teil des Kathodenbereichs 22 ist, und dem den PN-Übergang bilden den Bereich 21b des Anodenbereichs 21.

In der zweiten Ausführungsform hat die Zener-Diode, die aus dem Anoden- und dem Kathodenbereich 21 und 22 hergestellt ist, eine offene Form, die zum Beispiel folgende bestimmte Abmessungen aufweist: Der Anodenbereich 21 ist in der ersten Richtung (Länge "b") 20 µm lang und in der zweiten Richtung (Breite "g") 20 µm breit. Der Kathodenbereich 22 ist in der ersten Richtung (Länge "a") bis zum den PN-Übergang bildenden Bereich 22b 20 µm lang, und in der zweiten Richtung (Breite "g") 20 µm breit. Der Kontaktbereich 22a in dem Kathodenbe reich 22 ist in der ersten Richtung 10 µm lang.

Die Länge (Abstand) "c" in der ersten Richtung zwischen dem Kontaktloch 28 und dem Anodenbereich 21 beträgt 8 µm, ebenso wie die Länge (Abstand) "d" in der ersten Richtung zwischen dem Kontaktloch 26 und der Spitze des den PN-Übergang bilden den Bereichs 22b in dem Kathodenbereich 22. Die maximale Länge "e" des überlagerten Bereichs 23 in der ersten Richtung zwischen dem Anoden- und dem Kathodenbereich 21 und 22 be trägt 3 µm. Die Länge (Abstand) "f" in der ersten Richtung zwischen den Kontaktlöchern 26 und 28 beträgt 19 µm. Die Kon taktlöcher 26 und 28 sind jeweils in der ersten Richtung 5 µm lang und in der zweiten Richtung 10 µm breit.

Wenn die Zener-Diode, die diese Abmessungen hatte, gemessen wurde, erhielt sie die in Fig. 11 gezeigten Kenndaten. Wie graphisch veranschaulicht hat die Zener-Diode eine Vorwärts spannung von 0,7 V und eine niedrige Durchbruchspannung von 5 V (Rückwärtsspannungsfestigkeit). Es wird angenommen, daß die bedeutend geringere Durchbruchspannung dem p+N⁺-Übergang 23b zuzuschreiben ist, der vom P⁺-Anodenbereich 21 und dem N⁺- Kathodenbereich 22 gebildet wird.

In einem Experiment läßt man hohe Ströme (zum Beispiel zwi schen 50 mA und 100 mA) von dem Anschluß PK für die Durch brenn-Kathode zu dem Anschluß PA für die Durchbrenn-Anode fließen. Dies verursacht wie bei der ersten Ausführungsform einen Kurzschlußzustand des Kathoden- und des Anodenanschlus ses der Zener-Diode. Es stellt sich heraus, daß der gemessene Widerstandswert an dieser Stelle der gleiche wie bei der er sten Ausführungsform ist.

In der wie beschrieben aufgebauten integrierten Halbleiter schaltungsvorrichtung, die PMOS- und NMOS-Transistoren auf weist, erlaubt die zweite Ausführungsform die Herstellung von Durchbrenn-Dioden gleichzeitig mit den PMOS- und NMOS-Tran sistoren ohne irgendwelche zusätzlichen Herstellungsprozesse. Die zweite Ausführungsform bietet auch den Vorteil des Inte grierens von Widerstandselementen, deren Widerstandswerte mit sehr hoher Genauigkeit eingestellt sind.

In der zweiten Ausführungsform weisen der Source- und der Drain-Bereich 4 und 5 der PMOS-Transistoren eine höhere Stör stellendichte als der Source- und der Drain-Bereich 12 und 13 der NMOS-Transistoren auf. Alternativ können der Source- und der Drain-Bereich 12 und 13 der NMOS-Transistoren eine höhere Störstellendichte als der Source- und der Drain-Bereich 4 und 5 der PMOS-Transistoren aufweisen.

In dem alternativen Fall weist der Kathodenbereich 22 der Durchbrenn-Diode eine höhere Störstellendichte als der Anodenbereich 21 auf. Dies führt dazu, daß der überlagerte Bereich 23 zwischen dem Anoden- und dem Kathodenbereich 21 und 22 N-leitend wird. Folglich hat der PN-Übergang der Zener-Diode, die den Anoden- und den Kathodenbereich 21 und 22 enthält, zwei Arten von Übergängen: einen P⁺N-Übergang zwi schen dem überlagerten N-Bereich 23 und dem P⁺-Anodenbereich 21, und einen P⁺N⁺-Übergang 23b zwischen dem P⁺-Anodenbereich 21 und dem N⁺-Kathodenbereich 22, in dem der Anoden- und der Kathodenbereich 21 und 22 einander nicht überlagert sind. Der alternative Aufbau bietet immer noch dieselben Effekte wie die zweite Ausführungsform.

In der zweiten Ausführungsform hat der Anodenbereich 21 eine rechteckige Form und der Kathodenbereich 22 hat den den PN- Übergang bildenden Bereich 22b mit einer spitz zulaufenden Dreiecksform. Umgekehrt kann der Kathodenbereich 22 eine rechteckige Form und der Anodenbereich 21 den den PN-Übergang bildenden Bereich 21b mit einer spitz zulaufenden Dreiecks form besitzen. Der alternative Aufbau ermöglicht immer noch die gleichen Effekte wie die zweite Ausführungsform.

Die Zener-Diode der zweiten Ausführungsform mit ihrer gerin gen Durchbruchspannung von 5 V ist nicht nur als eine Durch brenn-Diode, sondern auch als eine Zener-Diode zum Erzeugen einer Referenzspannung geeignet. Zum Beispiel kann, wie in Fig. 12 gezeigt, eine Zener-Diode 41 der zweiten Ausfüh rungsform ein Referenzpotential schaffen (d. h. eine Refe renzspannung) , die an einen nicht invertierenden Eingangsan schluß eines Komparators 40 angelegt wird, dessen invertie render Eingangsanschluß mit einem Eingangsanschluß IN verbun den ist.

Die Zener-Diode 41 in Fig. 12 weist den in Fig. 10 darge stellten Aufbau auf. Insbesondere ist der Anodenbereich 21 über den Anodenanschluß 27 mit einem Massepotentialknoten verbunden und der Kathodenbereich 22 ist über den Anodenan schluß 25 an dem nicht-invertierenden Eingangsanschluß des Komparators 40 elektrisch angeschlossen. Der Widerstand 42 ist zwischen einem Spannungsversorgungs-Potentialknoten V_cc und dem nicht-invertierenden Eingangsanschlußpunkt des Kompa rators 40 angeschlossen. Wenn ein Referenzpotential erzeugt wird, wird die Zener-Diode 41 nicht zerstört, da der Strom, der von dem Kathodenanschluß (Elektrode) 27 zu dem Anodenan schluß (Elektrode) 25 fließt, von einigen 10 µA bis 1 mA reicht.

Dritte Ausführungsform

Fig. 13 verdeutlicht die dritte Ausführungsform der Erfin dung. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten und der zweiten Ausführungsform nur hinsichtlich der Form des Kathodenbereichs 22, d. h. des PN-Übergangs zwischen dem Kathoden- und dem Anodenbereich 22 und 21. Die anderen Gesichtspunkte der dritten Ausführungsform sind die gleichen wie jene der ersten und der zweiten Ausführungsform.

Während der Kathodenbereich 22 der zweiten Ausführungsform den den PN-Übergang bildenden Bereich 22b mit einer dreiecki gen Form aufweist, hat der Kathodenbereich 22 der dritten Ausführungsform einen den PN-Übergang bildenden Bereich 22b mit einer Trapezform. Der Unterschied in der Form des Be reichs 22b ist der einzige Unterschied zwischen den zwei Aus führungsformen. Von den Bezugszeichen in Fig. 13 bezeichnen jene, die bereits im Zusammenhang mit der ersten und der zweiten Ausführungsform verwendet worden sind, gleiche oder entsprechende Teile. Die Längen "a" bis "g" in Fig. 13 sind die gleichen wie die Längen "a" bis "g" in der ersten und der zweiten Ausführungsform.

Die wie beschrieben aufgebaute Zener-Diode hat einen PN⁺-Über gang 23a (durch eine fette Linie in Fig. 13 gezeigt) zwi schen dem überlagerten P-Bereich 23 und dem N⁺-Kathodenbereich 22 und den an beiden Enden der fetten Linie in der Figur an geordneten P⁺N⁺-Übergang 23b zwischen dem P⁺-Anodenbereich 21 und dem N⁺-Kathodenbereich 22. Die Kenndaten der Diode sind die gleichen wie jene in Fig. 11 gezeigten. Die dritte Aus führungsform bietet somit die gleichen Effekte wie die zweite Ausführungsform; die Diode kann nicht nur als eine Durch brenn-Diode, sondern auch als eine Zener-Diode dienen.

In der dritten Ausführungsform, wie im Fall der zweiten Aus führungsform, kann der Kathodenbereich 22 eine höhere Stör stellendichte als der Anodenbereich 21 aufweisen. In einer anderen Alternative kann der Kathodenbereich 22 eine recht eckige Form haben, und der Anodenbereich 21 kann einen den PN-Übergang bildenden Bereich 21b mit einer spitz zulaufenden Trapezform besitzen.

Vierte Ausführungsform

Fig. 14 verdeutlicht die vierte Ausführungsform der vorlie genden Erfindung. Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform nur hinsichtlich der Form des Kathodenbereichs 22, d. h. des PN-Übergangs zwischen dem Kathoden- und dem Anodenbereich 22 und 21. Die weiteren Ge sichtspunkte der vierten Ausführungsform sind die gleichen wie jene der ersten Ausführungsform.

Die vierte Ausführungsform hat einen schmaleren Kathodenbe reich 22 (Breite "g2") in der zweiten Richtung als die erste Ausführungsform. In der vierten Ausführungsform sind die of fenen Stirnseiten 20a und 20b des Dioden-Wannenbereichs 20 zwischen der Isolationsoxidschicht 2 angeordnet und jene Sei ten des Kathodenbereichs 22, die zum Dioden-Wannenbereich 20 hin offen sind (offene N⁺N-Übergangsseiten) . Diese spezielle Form des PN-Übergangs ist der einzige Unterschied zwischen der vierten und der ersten Ausführungsform.

In der vierten Ausführungsform ist der PN-Übergang der Zener- Diode, die den Anoden- und den Kathodenbereich 21 und 22 ent hält, somit durch den PN⁺-Übergang 23a (durch die fette Linie in Fig. 14 gezeigt) zwischen dem überlagerten P-Bereich 23 und dem N⁺-Kathodenbereich 22 und durch den an beiden Enden der fetten Linie in der Figur angeordneten P⁺N⁺-Übergang 23b zwischen dem P⁺-Anodenbereich 21 und dem N⁺-Kathodenbereich 22 gebildet. Von den Bezugszeichen in Fig. 14 bezeichnen jene, die bereits in Verbindung mit der ersten Ausführungsform ver wendet worden sind, gleiche oder entsprechende Teile.

Die Längen "a" bis "f" in Fig. 14 mit Ausnahme der Längen "g1" und "g2" sind die gleichen, wie die Längen "a" bis "f" in der ersten Ausführungsform. Die Breite "g1" des Anodenbe reichs 21 ist die gleiche wie die Breite "g" des Anodenbe reichs der ersten Ausführungsform. Die Breite "g2" des Kathodenbereichs 22 beträgt in der vierten Ausführungsform 14 µm. Die Abstände zwischen der Isolationsoxidschicht 2 und je nen Seiten des Kathodenbereichs 22, die zum Dioden-Wannenbe reich 20 hin offen sind (offene N⁺N-Übergangsseiten) , d. h. die Breite "h" der Stirnseiten 20a und 20b, an denen der Dioden-Wannenbereich 20 offen ist, betragen jeweils 3 µm.

Die vorstehend beschriebene Zener-Diode weist den PN⁺-Übergang 23a, der durch die fette Linie zwischen dem überlagerten P-Bereich 23 und dem N⁺-Kathodenbereich 22, und den an beiden Enden der fetten Linie angeordneten P⁺N⁺-Übergang 23b zwischen dem P⁺-Anodenbereich 21 und dem N⁺-Kathodenbereich 22 auf. Die Kenndaten der Zener-Diode in der vierten Ausführungsform sind wie in der zweiten Ausführungsform somit dieselben wie jene in Fig. 11 gezeigten. Es folgt daraus, daß die vierte Aus führungsform auch die gleichen Effekte wie die zweite Ausfüh rungsform bietet; die Diode kann nicht nur als Durchbrenn- Diode, sondern auch als eine Zener-Diode dienen.

In der vierten-Ausführungsform kann wie in der zweiten Aus führungsform der Kathodenbereich 22 eine höhere Störstellen dichte als der Anodenbereich 21 aufweisen. In einer alterna tiven Form kann die Breite "g1" des Anodenbereichs 21 kleiner als die Breite "g2" des Kathodenbereichs 22 sein.

Fünfte Ausführungsform

Fig. 15 zeigt eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die fünfte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten und der vierten Ausführungsform nur hinsichtlich der Form des Kathodenbereichs 22. Die anderen Gesichtspunkte der fünften Ausführungsform sind dieselben wie jene der er sten und der vierten Ausführungsform.

Während die vierte Ausführungsform den Kathodenbereich 22 und den den PN-Übergang bildenden Bereich 22b aufweist, wobei je der der Bereiche eine rechteckige Form hat, umfaßt die fünfte Ausführungsform den Kathodenbereich 22 mit einem den PN-Über gang bildenden Bereich 22b mit einer Kreisbogenform. Der Unterschied in der Form des Bereichs 22b ist der einzige Unterschied zwischen der fünften und der vierten Ausführungs form. Von den Bezugsziffern in Fig. 15 bezeichnen jene, die bereits im Zusammenhang mit der ersten und vierten Ausfüh rungsform verwendet worden sind, gleiche oder entsprechende Teile. Die Längen "a" bis "f", "g1" und "g2" in Fig. 15 sind die gleichen wie die Längen "a" bis "f", "g1" und "g2" in der vierten Ausführungsform.

Die vorstehend beschriebene Zener-Diode hat einen PN⁺-Übergang 23a, der durch die fette Linie zwischen dem überlagerten P-Bereich 23 und dem N⁺-Kathodenbereich 22 gezeigt ist, und den an beiden Enden der fetten Linie angeordneten P⁺N⁺-Übergang 23b zwischen dem P-Anodenbereich 21 und dem N-Kathodenbereich 22. Dies bedeutet, daß die Kenndaten der Zener-Diode der fünften Ausführungsform die gleichen wie jene in Fig. 11 ge zeigten sind. Die fünfte Ausführungsform bietet somit die gleichen Effekte wie die vorstehende vierte Ausführungsform; die Diode kann nicht nur als Durchbrenn-Diode, sondern auch als eine Zener-Diode dienen.

In der fünften Ausführungsform kann wie bei der vierten Aus führungsform der Kathodenbereich 22 eine höhere Störstellen dichte als der Anodenbereich 21 aufweisen. In einer anderen alternativen Form kann der Kathodenbereich 22 eine recht eckige Form aufweisen, der Anodenbereich 21 kann schmaler als der Kathodenbereich 22 sein und der den PN-Übergang bildende Bereich 21b kann eine spitz zulaufende Kreisbogenform haben.

Sechste Ausführungsform

Fig. 16 stellt eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Die sechste Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform nur hinsichtlich der Form des Anoden- und des Kathodenbereichs 21 und 22, d. h. des PN-Übergangs zwischen den zwei Bereichen 22 und 21. Die anderen Gesichtspunkte der sechsten Ausführungsform sind die gleichen wie jene der ersten Ausführungsform.

Die dritte Ausführungsform hat in der zweiten Richtung einen schmaleren Anodenbereich 21 (Breite "g1") und einen schmale ren Kathodenbereich 22 (Breite "g2") als die erste Ausfüh rungsform. In der sechsten Ausführungsform ist eine offene Stirnfläche 20a des Dioden-Wannenbereichs 20 in dem oberen Teil der Fig. 16 zwischen der Isolationsoxidschicht 2 und jener Seite des Anodenbereichs 21, die zum Dioden-Wannenbe reich 20 hin offen ist (offene P⁺N-Übergangsseite) angeordnet. Ebenso ist eine offene Stirnfläche 20b des Dioden-Wannenbe reichs 20 im unteren Teil der Fig. 16 zwischen der Isola tionsoxidschicht 2 und jener Seite des Kathodenbereichs 22 angeordnet, welche zum Dioden-Wannenbereich 20 hin offen ist (offene N⁺N-Übergangsseite) . Die spezielle Form des PN-Über gangs ist der einzige Unterschied zwischen der sechsten und der ersten Ausführungsform.

Kurz gesagt umfaßt die sechste Ausführungsform den Anoden- und den Kathodenbereich 21 und 22, die jeweils eine recht eckige Form aufweisen, wobei die zwei Bereiche (in der zwei ten Richtung) längs gegeneinander versetzt sind, so daß der überlagerte Bereich 23 dazwischen in der ersten Richtung ori entiert ist.

Folglich hat der PN-Übergang der Zener-Diode in der sechsten Ausführungsform zwei Arten von Übergängen: der durch eine fette Linie gezeigte PN⁺-Übergang 23a zwischen dem überlager ten P-Bereich 23 und dem N⁺-Kathodenbereich 22, und den P⁺N⁺- Übergang 23b zwischen dem P⁺-Anodenbereich 21 und dem N⁺-Kathodenbereich 22, der an beiden Enden der fetten Linie an geordnet ist. Von den Bezugszeichen in Fig. 16 bezeichnen jene, die bereits im Zusammenhang mit der ersten Ausführungs form verwendet worden sind, gleiche oder ähnliche Teile.

Die Längen "a" bis "f" in Fig. 16 mit Ausnahme der Längen "g1" und "g2" sind dieselben, wie die Längen "a" bis "f" in der ersten Ausführungsform. Die Breite "g1" des Ahodenbe reichs 21 und die Breite "g2" des Kathodenbereichs 22 betra gen in der sechsten Ausführungsform jeweils 17 µm. Der Ab stand im oberen Teil der Fig. 16 zwischen der Isolations oxidschicht 2 und jener Seite des Anodenbereichs 21, die zu dem Dioden-Wannenbereich 20 hin offen ist (offene P⁺N-Über gangsseite), d. h. die Breite "h" der Stirnseite 20a, an der der Dioden-Wannenbereich 20 offen ist, beträgt 3 µm. Ebenso beträgt der Abstand im unteren Teil der Fig. 16 zwischen der Isolationsoxidschicht 2 einerseits und jener Seite des Kathodenbereichs 22 andererseits, welche zum Dioden-Wannenbe reich 20 hin offen ist, (offene N⁺N-Übergangsseite), d. h. die Breite "h" der Stirnseite 20b, an der der Dioden-Wannenbe reich offen ist, ebenfalls 3 µm.

Die vorstehend beschriebene Zener-Diode hat den durch die fette Linie gezeigten PN⁺-Übergang 23a zwischen dem überlager ten P-Bereich 23 und dem N⁺-Kathodenbereich 22, und den P⁺N⁺-Übergang 23b zwischen dem P⁺-Anodenbereich 21 und dem N⁺-Kathodenbereich 22f der an beiden Enden der fetten Linie an geordnet ist. Dies bedeutet, daß die Kenngrößen der Zener- Diode in der sechsten Ausführungsform dieselben sind wie jene in Fig. 11 im Zusammenhang mit der zweiten Ausführungsform gezeigten. Die sechste Ausführungsform bietet somit dieselben Effekte wie die zweite Ausführungsform; die Diode kann nicht nur als eine Durchbrenn-Diode sondern auch als eine Zener- Diode verwendet werden. In der sechsten Ausführungsform kann wie in der ersten Ausführungsform der Kathodenbereich 22 al ternativ eine höhere Störstellendichte aufweisen als der Anodenbereich 21.

Siebte Ausführungsform

Fig. 17 zeigt eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Während die Zener-Diode der ersten Ausführungsform einen Anoden- und einen Kathodenbereich 21 und 22 enthält, enthält die Zener-Diode der siebten Ausführungsform einen Kathodenbereich 22 und zwei Anodenbereiche 21 und 43, die auf beiden Seiten in der ersten Richtung neben dem Kathodenbe reich 22 angeordnet sind. Dieser Aufbau der Zener-Diode ist der einzige Unterschied zwischen der siebten und der ersten Ausführungsform. Die anderen Gesichtspunkte der siebten Aus führungsform sind die gleichen wie jene der ersten Ausfüh rungsform.

Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform enthält die siebte Ausführungsform den Anodenbereich 43 an der linken Seite des Kathodenbereichs 22 angeordnet, wobei der Anodenbereich 43 denselben Aufbau wie der Anodenbereich 21 aufweist. Der Anodenbereich 43 ist durch ein Kontaktloch 45 mit dem Anoden anschluß 25 elektrisch verbunden (in ohmschem Kontakt). Von den Bezugszeichen in Fig. 17 bezeichnen jene, die bereits in Verbindung mit der ersten Ausführungsform verwendet worden sind, ähnliche oder entsprechende Teile.

In der siebten Ausführungsform hat die Zener-Diode, die die Anodenbereiche 21 und 43 und den Kathodenbereich 22 enthält, eine offene Form mit zum Beispiel folgendermaßen bestimmten Abmessungen: Die Anodenbereiche 21 und 43 sind in der ersten Richtung in Fig. 17 jeweils 17,5 µm lang (Länge "b") und in der zweiten Richtung jeweils 20 µm breit (Breite "g"). Der Kathodenbereich 22 ist in der ersten Richtung 18 µm lang (Länge "a") und in der zweiten Richtung 20 µm breit (Breite "g"). Die Längen (Abstände) "c" betragen in der ersten Rich tung zwischen dem Kontaktloch 28 und den Anodenbereichen 21 und 43 jeweils 8 µm, ebenso wie die Länge (Abstand) "g" in der ersten Richtung zwischen den Kontaktlöchern 26 und 45 und dem Kathodenbereich 22. Die überlagerten Bereiche 23 und 24 zwischen den Anodenbereichen 21 und 43 und dem Kathodenbe reich 22 sind in der ersten Richtung jeweils 0,5 µm lang (Länge "e"). Die Länge (Abstand) "f" in der ersten Richtung zwischen den Kontaktlöchern 26 und 45 und dem Kontaktloch 28 beträgt 16,5 µm.

Die vorstehend beschriebene Zener-Diode hat zwei teilweise überlagerte Bereiche 23 und 44. Der überlagerte Bereich 23 ist entlang der ersten Richtung zwischen dem Anoden- und dem Kathodenbereich 21 und 22 ausgebildet, und der überlagerte Bereich 44 ist in der ersten Richtung zwischen dem Anodenbe reich 43 und dem Kathodenbereich 22 angeordnet. Da in der siebten Ausführungsform die Anodenbereiche 21 und 43 eine höhere Störstellendichte als der Kathodenbereich 22 aufweist, sind die überlagerten Bereiche 23 und 24 jeweils P-leitend. Daraus folgt, daß der PN-Übergang der Zener-Diode, die aus den Anodenbereichen 21 und 43 und dem Kathodenbereich 22 her gestellt ist, PN⁺-Übergänge 23a und 44a (durch fette Linien in Fig. 17 gezeigt) zwischen den überlagerten P-Bereichen 23 und 44 und dem N⁺-Kathodenbereich 22 aufweist.

Wenn die Zener-Diode der siebten Ausführungsform gemessen wurde, erhielt sie die gleichen Kenndaten wie sie für die er ste Ausführungsform in Fig. 3 gezeigt sind. In einem Experi ment ließ man einen hohen Strom vom Anschluß PK für die Durchbrenn-Kathode zum Anschluß PA für die Durchbrenn-Anode fließen. Dies schloß wie die erste Ausführungsform den Kathoden- und den Anodenanschluß der Zener-Diode kurz. Es stellte sich heraus, daß der Widerstand, der an jener Stelle auf dieselbe Weise wie in der ersten Ausführungsform gemessen wurde, nur 9,5 O betrug. Mit einem Widerstand zwischen dem Kathoden- und dem Anodenanschluß 27 und 25, der nur wenige Ohm betrug, wurde ein praktisch kurzgeschlossener Zustand zwischen dem Kathoden- und dem Anodenanschluß 27 und 25 her beigeführt.

Die vorstehend beschriebene Zener-Diode ermöglicht dieselben Effekte wie jene der ersten Ausführungsform und mit dem an beiden Seiten den Anodenbereichen 21 und 43 überlagerten Kathodenbereich 22, um die überlagerten Bereiche 23 und 44 zu bilden, bietet sie folgende zusätzliche Vorteile: Wegen des reduzierten Widerstandswerts zwischen dem Kathoden- und dem Anodenanschluß 27 und 25 können die Abstände in der ersten Richtung zwischen den Kontaktlöchern 26 und 45 und dem Kon taktloch 28 (Länge "f") verkürzt werden, d. h. die überlager ten Bereiche 23 und 44 können kürzer als zuvor sein (Länge "e") . Selbst falls in dem Herstellungsprozeß eine Fehlaus richtung der Maske zur Herstellung des Kathodenbereichs 22 und der Anodenbereiche 21 und 43 auftritt, wird zumindest einer der überlagerten Bereiche 23 und 44 stets ausgebildet, um die Bildung einer Zener-Diode zu erlauben. Folglich ist es leicht, die Zener-Diode zwischen dem Kathoden- und dem Anodenanschluß 27 und 25 zu zerstören, und der Widerstands wert zwischen den Anschlüssen 27 und 25 wird sehr niedrig ge macht.

In der siebten Ausführungsform kann wie in der ersten Ausfüh rungsform der Kathodenbereich 22 alternativ eine höhere Stör stellendichte als der Anodenbereich 21 aufweisen. Während in der siebten Ausführungsform der N⁺-Kathodenbereich 22 auf bei den Seiten durch die P⁺-Anodenbereiche 21 und 43 flankiert wird, weist eine Alternative einen P⁺-Anodenbereich 21 auf, der an beiden Seiten durch N⁺-Kathodenbereiche 22 flankiert wird. Der letzte Aufbau ermöglicht, wenn er realisiert wird, immer noch dieselben Effekte wie die siebte Ausführungsform.

Achte Ausführungsform

Fig. 18 zeigt eine achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die achte Ausführungsform ist durch eine Mehrzahl von Zener-Dioden wie in der ersten Ausführungsform gekenn zeichnet (ZD1 bis ZD3, drei Zener-Dioden, die im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform diskutiert worden sind und in den Fig. 4 und 5 gezeigt sind), die sich einen Anodenbe reich 21 teilen. Die anderen Gesichtspunkte der achten Aus führungsform sind die gleichen wie jene der ersten Ausfüh rungsform. Das heißt, die achte Ausführungsform weist in dem Dioden-Wannenbereich 20 den Anodenbereich 21 zusammen mit einer Mehrzahl von Zener-Dioden und einer Mehrzahl von Kathodenbereichen 22A bis 22C gemäß der Mehrzahl von Zener- Dioden aus.

Die Kathodenbereiche 22A bis 22C sind parallel in der zweiten Richtung (längs in Fig. 18) angeordnet. Die Kathodenbereiche 22A bis 22C sind jeweils dem Anodenbereich 21 in der ersten Richtung (in Längsrichtung in Fig. 18) überlagert, und bil den somit teilweise überlagerte Bereiche 23A bis 23C. In der achten Ausführungsform sind die überlagerten Bereiche 23A bis 23C jeweils P-leitend, da der Anodenbereich 21 eine höhere Störstellendichte als die Kathodenbereiche 22A bis 22C auf weist. Dies bedeutet, daß die mehreren Zener-Dioden zwei Ar ten von PN-Übergängen aufweisen: PN⁺-Übergange 23Aa bis 23Ca (in Fig. 18 durch eine fette Linie gezeigt) zwischen den überlagerten P-Bereichen 23A bis 23C und den N⁺-Kathodenberei chen 22A bis 22C, und an beiden Enden der fetten Linien ange ordnete P⁺N⁺-Übergänge 23Ab bis 23cb zwischen dem P⁺-Anodenbe reich 21 und den N⁺-Kathodenbereichen 22A bis 22C. Von den Be zugszeichen in Fig. 18 bezeichnen jene, die bereits im Zu sammenhang mit der ersten Ausführungsform verwendet worden sind, gleiche oder ähnliche Teile.

Wenn jede der vorstehend beschriebenen mehreren Zener-Dioden gemessen wird, erhält jede die gleichen Kenndaten wie jene in Fig. 11 gezeigten, und zwar deshalb, weil die Kathodenberei che 22A bis 22C und der Anodenbereich 21 den gleichen Aufbau wie jener der in Fig. 14 gezeigten dritten Ausführungsform bildet. Die achte Ausführungsform ermöglicht somit die glei chen Effekte wie die erste Ausführungsform und bietet mit dem unter einer Mehrzahl von in den Fig. 4 und 5 gezeigten Durchbrenn-Dioden aufgeteilten Anodenbereich 21 den zusätzli chen Vorteil der Minimierung des Bereichs, der durch die Durchbrenn-Dioden eingenommen wird.

In der achten Ausführungsform können die Kathodenbereiche 22A bis 22C alternativ eine höhere Störstellendichte als der Anodenbereich 21 aufweisen. In anderen Alternativen kann der den PN-Übergang bildende Bereich 22b in den Kathodenbereichen 22A bis 22C eine dreieckige Form ähnlich der in Fig. 10 ge zeigten zweiten Ausführungsform, eine in Fig. 13 gezeigte Trapezform gemäß der dritten Ausführungsform oder eine in Fig. 15 gezeigte Kreisabschnittsform gemäß der fünften Ausfüh rungsform aufweisen.

Neunte Ausführungsform

Fig. 19 zeigt eine neunte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Während die erste Ausführungsform den Anoden- und den Kathodenbereich 21 und 22 in dem Dioden-Wannenbereich 20 an der Grundfläche des Halbleitersubstrats 1 aufweist (wobei der Anoden- und der Kathodenbereich 21 und 22 die Durchbrenn- Diode (ZD) bildet), hat die neunte Ausführungsform den Anoden- und den Kathodenbereich 21 und 22 direkt an der Grundfläche des Halbleitersubstrats 1, d. h. ohne Einbezie hung des Dioden-Wannenbereichs 20. Die anderen Gesichtspunkte der neunten Ausführungsform sind die gleichen wie jene der ersten Ausführungsform. Von den Bezugszeichen in Fig. 19 be zeichnen jene, die bereits im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform verwendet worden sind, gleiche oder entspre chende Teile.

Die vorstehend beschriebene integrierte Halbleiterschaltungs vorrichtung ermöglicht dieselben Effekte wie die erste Aus führungsform. Es ist zu bemerken, daß der Anodenbereich 21 vom gleichen Leitfähigkeitstyp wie das Halbleitersubstrat 1 ist und somit über das Substrat 1 mit Massepotential verbun den ist. Wo die neunte Ausführungsform als eine Durchbrenn- Diode eines Widerstandselements verwendet wird, ist der Kno ten auf der anderen Seite des in den Fig. 4 und 5 gezeig ten Elements deshalb an Massepotential angelegt. In einem derartigen Fall kann das Widerstandselement, das die erfin dungsgemäße Durchbrenn-Diode aufweist, als ein Element die nen, bei dem eines seiner Anschlußpunkte ein Referenzpoten tial errichtet und dessen anderer Anschlußpunkt mit Massepo tential verbunden ist.

In der neunten Ausführungsform kann wie in der ersten Ausfüh rungsform der Kathodenbereich 22 eine höhere Störstellen dichte als der Anodenbereich 21 aufweisen. In anderen Alter nativen können der Anoden- und der Kathodenbereich 21 und 22 jeweils irgendeine der spezifischen Formen der zweiten bis achten Ausführungsform aufweisen.

Zehnte Ausführungsform

Fig. 20 zeigt eine zehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Während die erste Ausführungsform ein P-Halblei tersubstrat 1 verwendet, wendet die zehnte Ausführungsform ein N-Halbleitersubstrat an. Der Typ des Halbleitersubstrats ist der einzige Unterschied zwischen der zehnten und der ersten Ausführungsform. Die anderen Gesichtspunkte der zehn ten Ausführungsform sind die gleichen wie jene der ersten Ausführungsform.

Insbesondere ist das Halbleitersubstrat 1 an ein positives Potential angelegt, um PMOS-Transistoren mit einem Substrat potential zu schaffen. Ein Paar bestehend aus dem Source- und dem Drain-Bereich 4 und 5, das einen PMOS-Transistor bildet, ist auf der Grundfläche des Halbleitersubstrats ausgebildet. Ein Paar bestehend aus dem Source- und dem Drain-Bereich 12 und 13, die einen NMOS-Transistor bilden, ist in einem P-lei tenden NMOS-Wannenbereich 46 an der Grundfläche des Halblei tersubstrats angeordnet. Der NMOS-Wannenbereich 46 ist an Massepotential angelegt, um NMOS-Transistoren mit dem Substratpotential zu schaffen. Ein Anodenbereich 21 und ein Kathodenbereich 22, die eine Zener-Diode bilden, sind in einem P-leitenden Dioden-Wannenbereich 47 an der Grundfläche des Halbleitersubstrats ausgebildet. Der Dioden-Wannenbereich 47 ist in einem elektrisch schwebenden Zustand angeordnet. Von den Bezugszeichen in Fig. 19 bezeichnen jene, die be reits im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform verwen det worden sind, gleiche oder entsprechende Teile.

Die vorstehend beschriebene integrierte Halbleiterschaltungs vorrichtung ermöglicht die gleichen Effekte wie die erste Ausführungsform. In der zehnten Ausführungsform kann wie im Fall der ersten Ausführungsform der Kathodenbereich 22 eine höhere Störstellendichte als der Anodenbereich 21 und umge kehrt aufweisen. In anderen Alternativen können der Anoden- und der Kathodenbereich 21 und 22 jeweils irgendeine der für die zweite bis achte Ausführungsform spezifischen Formen auf weisen.

Elfte Ausführungsform

Fig. 21 stellt die elfte Ausführungsform der vorliegende Er findung dar. Während die zehnte Ausführungsform den Anoden- und den Kathodenbereich 21 und 22 in dem Dioden-Wannenbereich 47 auf der Grundfläche des Halbleitersubstrats 1 aufweist, (wobei der Anoden- und der Kathodenbereich 21 und 22 die Durchbrenn-Diode bildet), hat die elfte Ausführungsform den Anoden- und den Kathodenbereich 21 und 22 direkt an der Grundfläche des Halbleitersubstrats ausgebildet, d. h. ohne Einbeziehung eines Dioden-Wannenbereichs 47. Die anderen Ge sichtspunkte der elften Ausführungsform sind die gleichen wie jene der zehnten Ausführungsform. Von den Bezugszeichen in Fig. 21 bezeichnen jene, die bereits im Zusammenhang mit der zehnten Ausführungsform verwendet worden sind, gleiche oder entsprechende Teile.

Die vorstehend beschriebene integrierte Halbleiterschaltungs vorrichtung ermöglicht die gleichen Effekte wie die erste Ausführungsform. In der elften Ausführungsform kann so wie in der zehnten Ausführungsform der Kathodenbereich 22 eine hö here Störstellendichte als der Anodenbereich 21 und umgekehrt aufweisen. In anderen Alternativen kann der Anoden- und der Kathodenbereich 21 und 22 jeweils irgendeine der für die zweite bis achte Ausführungsform spezifischen ebenen Flächen formen aufweisen.

Offensichtlich sind viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung im Lichte der vorangegangenen Lehren möglich. Es muß deshalb verstanden werden, daß die Erfindung innerhalb des Schutzumfanges der beigefügten Ansprüche ander weitig als speziell beschrieben praktisch verwendet werden kann.

Bezugszeichenliste

1

P-leitendes Halbleitersubstrat

2

Isolationsoxidschicht

3

N-leitender Wannenbereich

4

Source-Bereich

5

Drain-Bereich

6

Kanalbereich

7

Gate-Elektrode

8

Gate-Oxidschicht

9

Source-Anschluß

10

Drain-Anschluß

11

Isolationsschicht

12

Source-Bereich

13

Drain-Bereich

14

Kanalbereich

15

Gate-Elektrode

16

Gate-Oxidschicht

17

Source-Anschluß

18

Drain-Anschluß

19

Isolierungsschicht

20

Dioden-Wannenbereich

20

a Stirnseite

20

b Stirnseite

21

A 02434 00070 552 001000280000000200012000285910232300040 0002019810579 00004 02315nodenbereich

21

a Kontaktbereich

21

b PN-Übergang bildender Bereich

22

Kathodenbereich

22

a Kontaktbereich

22

b PN-Übergang bildender Bereich

22

A Kathodenbereich

22

B Kathodenbereich

22

C Kathodenbereich

23

teilweise überlagerter Bereich

23

a PN⁺-Übergang

23

b P⁺N⁺-Übergang

23

Aa PN⁺-Übergang

23

Ba PN⁺-Übergang

23

Ca PN⁺-Übergang

23

Ab P⁺N⁺-Übergang

23

Bb P⁺N⁺-Übergang

23

cb P⁺N⁺-Übergang

24

Isolationsschicht

25

Anodenanschluß

26

Kontaktloch

27

Kathodenanschluß

28

Kontaktloch

29

Isolationsschicht

30

Widerstandskörper

31

Einstellwiderstand

32

Einstellwiderstand

33

Einstellwiderstand

34

Durchbrenn-Diode

35

Durchbrenn-Diode

36

Durchbrenn-Diode

37

NPN-Bipolartransistor

38

Widerstand

39

Durchbrenn-Diode

40

Komparator

41

Zener-Diode

42

Widerstand

43

Anodenbereich

44

teilweise überlagerter Bereich

45

Kontaktloch

46

P-leitender NMOS-Wannenbereich

47

P-leitender Dioden-Wannenbereich

100

Widerstandkörper

101

Einstellwiderstand

102

Einstellwiderstand

103

Durchschmelzelement

104

Einstellwiderstand

105

Durchschmelzelement
A Knoten
B Knoten
PA Anoden-Anschluß für die Durchbrenn-Anode
PK Kathoden-Anschluß für die Durchbrenn-Ka thode
PK1 Kathoden-Anschluß für die Durchbrenn-Ka thode
PK2 Kathoden-Anschluß für die Durchbrenn-Ka thode
PK3 Kathoden-Anschluß für die Durchbrenn-Ka thode
P-MOS PMOS-Transistor
N-MOS NMOS-Transistor
ZD Zener-Diode
BN Basisknoten
CN Kollektorknoten
IN Eingangsanschluß
OUT Ausgangsanschluß

Claims

1. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung, umfassend:
einen PMOS-Transitor mit einem Paar bestehend aus einem Source-Bereich (4) und einem Drain-Bereich (5), die durch P-leitende Diffusionsbereiche an einer Grundfläche eines Halbleitersubstrats (1) ausgebildet sind;
einen NMOS-Transistor mit einem Paar bestehend aus einem Source-Bereich (12) und einem Drain-Bereich (13), die durch N-leitende Diffusionsbereiche an der Grundfläche des Halbleitersubstrats (1) ausgebildet sind;
eine Durchbrenn-Diode (ZD) mit einem Anodenbereich (21) und einem Kathodenbereich (22), wobei der Anodenbereich (21) an der Grundfläche des Halbleitersubstrats (1) durch einen P-leitenden Diffusionsbereich ausgebildet ist, des sen Störstellendichte und Diffusionstiefe gleich denjeni gen der P-leitenden Diffusionsbereiche sind, die den Source-Bereich (4) und den Drain-Bereich (5) des PMOS-Transistors bilden, wobei der Kathodenbereich (22) an der Grundfläche des Halbleitersubstrats (1) durch N-leitende Diffusionsbereiche ausgebildet ist, deren Störstellen dichte und Diffusionstiefe gleich denjenigen der N-Diffu sionsbereiche sind, die den Source-Bereich (12) und den Drain-Bereich (13) des NMOS-Transistors bilden, wobei der Kathodenbereich (22) dem Anodenbereich (21) teilweise überlagert ist;
einen Durchbrenn-Anoden-Anschluß (PA), der an der Grund fläche des Halbleitersubstrats (1) ausgebildet und elek trisch mit dem Anodenbereich (21) der Diode verbunden ist; und
einen Durchbrenn-Kathoden-Anschluß (PK) , der an der Grundfläche des Halbleitersubstrats (1) ausgebildet und elektrisch mit dem Kathodenbereich (22) der Diode verbun den ist.

2. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bereich, der entweder der Anodenbereich (21) oder der Kathodenbereich (22) ist, dort schmaler als der jeweils andere Bereich ist, wo sie einander teilweise überlagert sind.

3. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach An spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bereich, der entweder der Anodenbereich (21) oder der Kathodenbereich (22) ist, der als ein erster Bereich der Diode betrachtet wird, einen Kontaktbereich (21a; 22a) zum elektrischen Anschließen und einen einen PN-Übergang bildenden spitz zulaufenden Bereich (21b; 22b) aufweist, der sich von dem Kontaktbereich (21a; 22a) über die Grundfläche des Halbleitersubstrats (1) erstreckt; und daß der jeweils andere Bereich, der entweder der Kathodenbereich (22) oder der Anodenbereich (21) ist, der als zweiter Bereich der Diode betrachtet wird, einen Kon taktbereich (22a; 21a) zum elektrischen Anschließen und einen einen PN-Übergang bildenden Bereich (22b; 21b) auf weist, der sich von dem Kontaktbereich (22a; 21a) über die Grundfläche des Halbleitersubstrats (1) erstreckt und der dem den PN-Übergang bildenden Bereich (21b; 22b) des ersten Bereichs teilweise überlagert ist.

4. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach An spruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der den PN-Übergang bildende Bereich (21b; 22b) des ersten Bereichs eine dreieckige Fläche (Fig. 10) auf weist.

5. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach An spruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der den PN-Übergang bildende Bereich (21b; 22b) des ersten Bereichs eine trapezförmige Fläche (Fig. 13) auf weist.

6. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach An spruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der den PN-Übergang bildende Bereich (21b; 22b) des ersten Bereichs eine kreisabschnittsförmige Fläche (Fig. 15) aufweist.

7. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodenbereich (21) und der Kathodenbereich (22) der Diode (ZD) jeweils eine rechteckige Fläche (Fig. 14) auf weisen, und daß ein Bereich, der entweder der Andodenbe reich (21) oder der Kathodenbereich (22) ist, dort schma ler als der jeweils andere Bereich ist, wo sie einander teilweise überlagert sind, wobei die teilweise Überlage rung senkrecht zu der Breitenrichtung der Bereiche ausge führt ist.

8. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodenbereich (21) und der Kathodenbereich (22) der Diode (ZD) jeweils eine rechteckige Fläche (Fig. 16) auf weisen, und daß der Anodenbereich (21) und der Kathoden bereich (22) einander in einer quer zueinander versetzten Weise teilweise überlagert sind, wobei die teilweise Überlagerung senkrecht zur Breitenrichtung der Bereiche ausgeführt ist.

9. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bereich der Diode, der entweder der Anodenbereich (21, 43) oder der Kathodenbereich (22) ist, durch ein Paar von Bereichen gebildet ist, die sich über die Grund fläche des Halbleitersubstrats (1) erstrecken und den je weils anderen Bereich, der entweder der Kathodenbereich oder der Anodenbereich ist, flankiert (Fig. 17).

10. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Diode aus einer Mehrzahl von Diodenteilen entspre chend einer Mehrzahl von Kathodenbereichsteilen (22A, 22B, 22C), die den Kathodenbereich bilden, hergestellt ist, und daß jeder der Kathodenbereichsteile (22A, 22B, 22C) an der Grundfläche angeordnet und dem gemeinsamen Anodenbereich (21) der Mehrzahl von Diodenteilen überla gert ist.

11. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitersubstrat (1) ein P-leitendes Halbleiter substrat ist, wobei der Anodenbereich (21) und der Kathodenbereich (22) der Diode in einem N-leitenden Wan nenbereich (20) ausgebildet sind, der an der Grundfläche des Halbleitersubstrats (1) angeordnet ist, und daß die Störstellendichte des Kathodenbereichs (22) größer als jene des N-leitenden Wannenbereichs (20) ist.

12. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitersubstrat (1) ein P-leitendes Halbleiter substrat ist, und daß die Störstellenkonzentration des Anodenbereichs (21) höher als jene des Halbleiter substrats (1) ist.

13. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitersubstrat (1) ein N-leitendes Halbleiter substrat ist, daß der Anodenbereich (21) und der Kathodenbereich (22) der Diode in einem P-leitenden Wan nenbereich (47) ausgebildet sind, der an der Grundfläche des Halbleitersubstrats (1) angeordnet ist, und daß die Störstellendichte des Anodenbereichs (21) höher als jene des p-leitenden Wannenbereichs (22) ist.

14. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitersubstrat (1) ein N-leitendes Halbleiter substrat ist und daß die Störstellendichte des Kathoden bereichs (22) höher als jene des Halbleitersubstrats (1) ist.

15. Zener-Diode umfassend:
einen Anodenbereich (21), der durch einen P-leitenden Diffusionsbereich an einer Grundfläche eines Halbleiter substrats (1) ausgegebildet ist; und
einen Kathodenbereich (22), der an der Grundfläche des Halbleitersubstrats (1) dem Anodenbereich (21) teilweise überlagert ist, und der durch einen N-leitenden Diffu sionsbereich ausgebildet ist;
wobei ein Bereich, der entweder der Anodenbereich (21) oder der Kathodenbereich (22) ist, dort schmaler als der jeweils andere Bereich ist, wo sie einander teilweise überlagert sind.

16. Zener-Diode, umfassend:
einen Anodenbereich (21), der durch einen P-leitenden Diffusionsbereich an einer Grundfläche eines Halbleiter substrats (1) ausgebildet ist;
einen Kathodenbereich (22), der an der Grundfläche des Halbleitersubstrats (1) dem Anodenbereich teilweise über lagert ist, und der durch einen N-leitenden Diffusionsbe reich ausgebildet ist;
einen PN-Übergang (23a) zwischen dem teilweise überlager ten Bereich und einem Bereich, der entweder der Anodenbe reich (21) oder der Kathodenbereich (22) ist; und
einen PN-Übergang hoher Dichte (23b), der dort angeordnet ist, wo der Anodenbereich (21) und der Kathodenbereich (22) einander nicht überlagert sind.

17. Zener-Diode nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bereich, der entweder der Anodenbereich (21) oder der Kathodenbereich (22) ist, eine Ebene aufweist, die einen spitz zulaufenden Teil enthält, der dem jeweils anderen Bereich, der entweder der Kathodenbereich (22) oder der Anodenbereich (21) ist, überlagert ist, und daß der PN- Übergang hoher Dichte (23b) an einer Kante einer Grenze zwischen dem einen Bereich und dem anderen Bereich in dem spitz zulaufenden Teil angeordnet ist.

18. Zener-Diode nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der spitz zulaufende Bereich eine dreieckige Form (Fig. 10) aufweist.

19. Zener-Diode nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der spitz zulaufende Bereich eine Keisbogenform (Fig. 15) aufweist.

20. Zener-Diode nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der spitz zulaufende Bereich eine Trapezform (Fig. 13) aufweist.