JP2003092415A - Soi構造ダイオード - Google Patents

Soi構造ダイオード

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JP2003092415A
JP2003092415A JP2001281409A JP2001281409A JP2003092415A JP 2003092415 A JP2003092415 A JP 2003092415A JP 2001281409 A JP2001281409 A JP 2001281409A JP 2001281409 A JP2001281409 A JP 2001281409A JP 2003092415 A JP2003092415 A JP 2003092415A
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type semiconductor
semiconductor region
polysilicon film
region
diode
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JP2001281409A
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English (en)
Inventor
Masayoshi Kinoshita
雅善 木下
Jun Kajiwara
準 梶原
Shiro Sakiyama
史朗 崎山
Hiroo Yamamoto
裕雄 山本
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 SOI構造半導体装置上に形成されるダイオ
ードに関して、同じ面積でありながらより大きな飽和電
流が得られるダイオードのレイアウトを提供する。 【解決手段】 絶縁層上にあるN-ウエル領域8上に、十
字状のポリシリコン膜1と4つのP+拡散領域2を形成
し、ポリシリコン膜下に形成されたN-拡散領域とP+拡散
領域2との間で形成されるPN接合ダイオード面積を大
きくする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、大面積が不要なS
OI構造ダイオードに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、SOI構造をとらないCMOSプ
ロセス半導体装置上にダイオードを作成する場合は、P-
基板に上にN-ウエル領域を作成し、そのN-ウエル領域上
にP+拡散領域を作成し、P+拡散領域をカソード端子と
し、N-ウエル領域をアノード端子とした、P+拡散領域と
N-ウエル領域の境界にできたPN接合ダイオードを使用
していた。
【0003】このCMOSプロセス半導体装置用ダイオ
ードのマスクレイアウトを図5に示す。P-基板上にN-ウ
エル領域8を作成し、N-ウエル領域8の内部にP+拡散領
域2を設ける。P+拡散領域2にはメタル配線と接続する
ためのコンタクト11が設けられ、このコンタクト11
を介してP+拡散領域2がカソード端子としてメタル配線
に引き出される。アノード端子となるN-ウエル領域8は
そのままコンタクトを設けてメタル配線に出すとコンタ
クト部分に大きな寄生抵抗が発生する。
【0004】そのため、N-ウエル領域8にN+拡散領域3
とコンタクト11を設け、コンタクト11を介してN-ウ
エル領域8がアノード端子としてメタル配線に引き出さ
れる。
【0005】図5の中心点から横軸で切った場合の断面
図を図6に示す。P-基板6上に、アノード端子となるN-
ウエル領域8が作成され、N-ウエル領域8上にP+拡散領
域2とN+拡散領域3が形成される。ダイオードは、P+拡
散領域2の底面のPN接合部分で形成され、カソード端
子12は、P+拡散領域2から引き出され、アノード端子
13はN-ウエル領域8がN+拡散領域3を介して引き出さ
れる。尚、P+拡散領域2またはN+拡散領域3でない部分
には素子分離領域10が形成される。
【0006】上記は、SOI構造をとらないCMOSプ
ロセス半導体装置上ダイオードの構成であったが、図5
のようにレイアウトされたダイオードをSOIプロセス
で作成すると、図5の中心点から横軸で切った場合の断
面図が図7のようになる。
【0007】P-基板6の上に絶縁層7が形成され、その
上にP+拡散領域2、N+拡散領域3、素子分離領域10が
形成される。ここで、CMOSプロセスでは図6に示す
ようにP+拡散領域2の底面にできていたPN接合ダイオ
ードが、SOIプロセスでは、図7に示すように形成さ
れなくなる。従って、図5のレイアウトはSOIプロセ
スでは使用できない。
【0008】したがって、SOIプロセスのダイオード
は、図8に示すようなレイアウト構造をとる。N-ウエル
領域8上にP+拡散領域2とポリシリコン膜1が形成さ
れ、ポリシリコン膜1下の拡散領域にN-拡散領域(以
降、N-ボディ領域と呼ぶ)が形成され、N-ボディ領域に
接するようにN+拡散領域3が形成された、P型MOS構
造レイアウトと同構造をとる。
【0009】このとき、P+拡散領域2とポリシリコン膜
1下のN-ボディ領域には、PN接合ダイオードが形成さ
れる。そのため、P+拡散領域2をカソード端子とし、N-
ボディ領域をアノード端子としたダイオードが作成され
る。但し、アノード端子となるN-ボディ領域は、ポリシ
リコン膜1が上層に覆われていて取り出せないため、電
気的に接続されたN+拡散領域3を介してメタル配線に引
き出される。
【0010】図8の中心点から横軸で切った場合の断面
図を図9に示す。P-基板6の上に絶縁層7が形成され、
その上に、P+拡散領域2、N-ボディ領域5、素子分離領
域10が形成される。また、N-ボディ領域5の上部に
は、絶縁膜を介してポリシリコン膜1が形成される。図
9には示していないが、N-ボディ領域5にはN+拡散領域
が隣接して形成される。ダイオードは、N-ボディ領域5
の側面の、P+拡散領域2との境界で形成され、カソード
端子はP+拡散領域からメタル配線に引き出され、アノー
ド端子は、N-ボディ領域5と電気的に接続されたN+拡散
領域から引き出される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、CMO
SプロセスのダイオードがP+拡散領域の底面全体(例え
ば、100μm×100μm)がPN接合ダイオードとして働く
のに対して、SOIプロセスのダイオードは、N-ボディ
領域の側面しかPN接合ダイオードとして働かず、SO
IプロセスのN-ボディ領域の膜厚は約0.1μmと非常に薄
いため、PN接合ダイオード部分の面積が小さいものと
なる。つまり、図8の従来レイアウトでは、PN接合部
分は、ポリシリコン膜1下のN-ボディ領域とP+拡散領域
の境界の2辺でしか形成されなかった。このため、CM
OSプロセスのダイオードと同じ電圧ー電流特性を有す
るダイオードを形成するためには、大きなレイアウト面
積を確保する必要があった。
【0012】
【課題を解決するための手段】SOIプロセスダイオー
ドのレイアウト面積を抑えるために、ポリシリコン膜1
を十字状に形成させる手段をとる。ポリシリコン膜1を
十字状に形成することによって、ポリシリコン膜1下の
N-ボディ領域が十字状に形成され、PN接合が形成される
N-ボディ領域とP+拡散領域の境界の面積が増すため、ダ
イオードの飽和電流係数Isは従来ダイオードと比較して
約2倍となる。
【0013】上記のポリシリコン膜を十字状に形成する
レイアウト面積削減手段は、P-ボディ領域とN+拡散領域
でPN接合を形成したダイオードでも適用可能である。
P-ウエル領域上にN+拡散領域とポリシリコン膜が形成さ
れ、ポリシリコン膜1下の拡散領域はP-ボディ領域とな
っているN型MOS構造レイアウトに、P-ボディ領域に
接するようにP+拡散領域を形成し、ポリシリコン膜を十
字状に形成された手段をとる。ポリシリコン膜下のP-ボ
ディ領域が十字状に形成され、PN接合が形成されるP-
ボディ領域とN+拡散領域の面積が増すため、ダイオード
の飽和電流係数Isは従来ダイオードと比較して約2倍と
なる。
【0014】また、ポリシリコン膜を十字状に形成する
代わりに、ポリシリコン膜の縦・横の本数を増やして格
子状に形成する手段を用いても、SOIプロセスダイオ
ードのレイアウト面積を抑えられる。ポリシリコン膜を
格子状にすることによって、ポリシリコン膜下のN-ボデ
ィ領域が格子状になる。このとき、P+拡散領域には周囲
がN-ボディ領域で囲まれたものも形成され、P+拡散領域
とN-ボディ領域との境界で形成されるPN接合の面積が
増すため、ダイオードの飽和電流係数Isは従来ダイオー
ドと比較して2倍以上となる。
【0015】上記のポリシリコン膜を格子状に形成する
レイアウト面積削減手段は、N-ボディ領域とP+拡散領域
でPN接合を形成したダイオードでも適用可能である。
N+拡散領域には周囲がP-ボディ領域で囲まれたものも形
成され、N+拡散領域とP-ボディ領域との境界で形成され
るPN接合の面積は増すため、ダイオードの飽和電流係
数Isは従来ダイオードと比較して2倍以上となる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て図を用いて説明する。
【0017】(実施の形態1)図1は本発明(請求項
1)の実施の形態1に係るSOI構造ダイオードのレイ
アウトを示す図である。
【0018】図に示すように、絶縁層上にあるN-ウエル
領域8上に、十字状のポリシリコン膜1と4つのP+拡散
領域2が形成され、ポリシリコン膜1下にできる十字状
のN-ボディ領域と電気的に接続されるように、ポリシリ
コン膜下のN-ボディ領域に隣接してN+拡散領域3が形成
される。ダイオードは、ポリシリコン膜1下のN-ボディ
領域と4つのP+拡散領域2との境界で形成され、カソー
ド端子は4つのP+拡散領域にそれぞれ設けられたコンタ
クト11から取り出され、アノード端子は、N-ボディ領
域と電気的に接続されたN+拡散領域3に設けられたコン
タクト11から取り出される。
【0019】ここで、4つのP+拡散領域2は、それぞれ
2辺がN-ボディ領域と隣接することになる。図8の従来
ダイオードと比較すると、P+拡散領域2とN-ボディ領域
とが隣接する長さが約2倍となるため、PN接合面積を
増やすことができ、ダイオードのレイアウト面積を削減
することが可能となる。
【0020】(実施の形態2)図2は本発明(請求項
2)の実施の形態2に係るSOI構造ダイオードのレイ
アウトを示す図である。
【0021】図に示すように、絶縁層上にあるP-ウエル
領域9上に、十字状のポリシリコン膜1と4つのN+拡散
領域3が形成され、ポリシリコン膜1下にできる十字状
のP-ボディ領域と電気的に接続されるように、ポリシリ
コン膜下のP-ボディ領域に隣接してP+拡散領域2が形成
される。ダイオードは、ポリシリコン膜1下のP-ボディ
領域と4つのN+拡散領域3との境界で形成され、アノー
ド端子は4つのN+拡散領域3にそれぞれ設けられたコン
タクト11から取り出され、カソード端子は、P-ボディ
領域と電気的に接続されたP+拡散領域2に設けられたコ
ンタクト11から取り出される。
【0022】ここで、4つのN+拡散領域3は、それぞれ
2辺がP-ボディ領域と隣接することになる。図8の従来
ダイオードと比較すると、N+拡散領域3とP-ボディ領域
とが隣接する長さが約2倍となるため、PN接合面積を増
やすことができ、ダイオードのレイアウト面積を削減す
ることが可能となる。
【0023】(実施の形態3)図3は本発明(請求項
3)の実施の形態3に係るSOI構造ダイオードのレイ
アウトを示す図である。
【0024】図に示すように、絶縁層上にあるN-ウエル
領域8上に、格子状のポリシリコン膜1と9つのP+拡散
領域2が形成され、ポリシリコン膜1下にできる格子状
のN-ボディ領域と電気的に接続されるように、ポリシリ
コン膜下のN-ボディ領域に隣接してN+拡散領域3が形成
される。ダイオードは、ポリシリコン膜1下のN-ボディ
領域と9つのP+拡散領域2との境界で形成され、カソー
ド端子は4つのP+拡散領域にそれぞれ設けられたコンタ
クト11から取り出され、アノード端子は、N-ボディ領
域と電気的に接続されたN+拡散領域3に設けられたコン
タクト11から取り出される。
【0025】ここで、9つのP+拡散領域2は、2辺がN-
ボディ領域と隣接するものが4つ、3辺がN-ボディ領域
と隣接するものが4つ、4辺がN-ボディ領域と隣接する
ものが1つできる。したがって、一つのP+拡散領域2が
平均して2.7辺のN-ボディ領域と隣接することにな
る。したがって、実施の形態1と比較すると、P+拡散領
域2とN-ボディ領域とが隣接する長さが増えるため、実
施の形態1よりもさらにレイアウト面積を削減すること
が可能となる。
【0026】尚、図3ではポリシリコン膜を縦、横それ
ぞれ2本ずつ使用した格子形状をとっているが、縦、横
それぞれの本数を2本以上にしてもかまわない。
【0027】(実施の形態4)図4は本発明(請求項
4)の実施の形態4に係るSOI構造ダイオードのレイ
アウトを示す図である。
【0028】図に示すように、絶縁層上にあるP-ウエル
領域9上に、格子状のポリシリコン膜1と9つのN+拡散
領域3が形成され、ポリシリコン膜1下にできる格子状
のP-ボディ領域と電気的に接続されるように、ポリシリ
コン膜下のP-ボディ領域に隣接してP+拡散領域2が形成
される。ダイオードは、ポリシリコン膜1下のP-ボディ
領域と9つのN+拡散領域3との境界で形成され、アノー
ド端子は4つのN+拡散領域3にそれぞれ設けられたコン
タクト11から取り出され、カソード端子は、P-ボディ
領域と電気的に接続されたP+拡散領域2に設けられたコ
ンタクト11から取り出される。
【0029】ここで、9つのN+拡散領域3は、2辺がP-
ボディ領域と隣接するものが4つ、3辺がP-ボディ領域
と隣接するものが4つ、4辺がP-ボディ領域と隣接する
ものが1つできる。したがって、一つのN+拡散領域3が
平均して2.7辺のP-ボディ領域と隣接することにな
る。したがって、実施の形態2と比較すると、N+拡散領
域3とP-ボディ領域とが隣接する長さが増えるため、実
施の形態2よりもさらにレイアウト面積を削減すること
が可能となる。
【0030】尚、図4ではポリシリコン膜を縦、横それ
ぞれ2本ずつ使用した格子形状をとっているが、縦、横
それぞれの本数を3本以上にしてもかまわない。
【0031】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、大きな面
積を必要としないダイオード構造を実現でき、ダイオー
ドを含んだSOI構造半導体装置の低コスト化を図るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係るSOI構造ダイオ
ードのレイアウトを示す図
【図2】本発明の実施の形態2に係るSOI構造ダイオ
ードのレイアウトを示す図
【図3】本発明の実施の形態3に係るSOI構造ダイオ
ードのレイアウトを示す図
【図4】本発明の実施の形態4に係るSOI構造ダイオ
ードのレイアウトを示す図
【図5】従来のCMOSプロセスのダイオードのレイア
ウトを示す図
【図6】図5の断面図
【図7】図5のレイアウトをSOIプロセスで製造した
ときの断面図
【図8】従来のダイオードをSOIプロセスで作るとき
のダイオードレイアウト図
【図9】図8のレイアウトの断面図
【符号の説明】
1 ポリシリコン(PS)膜 2 P+拡散領域 3 N+拡散領域 4 P-ボディ領域 5 N-拡散領域(N-ボディ領域) 6 P-基板 7 絶縁層 8 N-ウエル領域 9 P-ウエル領域 10 素子分離領域 11 コンタクト 12 カソード端子 13 アノード端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 崎山 史朗 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 山本 裕雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁層上に形成され、N型半導体領域と、
    このN型半導体領域上に絶縁膜を介して形成されたポリ
    シリコン膜と、前記ポリシリコン膜下のN型半導体領域
    に隣接するように形成されたP型半導体領域と、前記ポ
    リシリコン膜下のN型半導体領域に隣接するように形成
    され、前記N型半導体領域と電気的に接続され、上部に
    ポリシリコン膜がない第2のN型半導体領域を備え、前
    記第2のN型半導体領域をアノード端子とし、前記P型
    半導体をカソード端子とするSOI構造PN接合ダイオ
    ードであって、 前記N型半導体領域上のポリシリコン膜が十字形状とな
    ることを特徴とするSOI構造ダイオード。
  2. 【請求項2】絶縁層上に形成され、P型半導体領域と、
    このP型半導体領域上に絶縁膜を介して形成されたポリ
    シリコン膜と、前記ポリシリコン膜下のP型半導体領域
    に隣接するように形成されたN型半導体領域と、前記ポ
    リシリコン膜下のP型半導体領域に隣接するように形成
    され、前記P型半導体領域と電気的に接続され、上部に
    ポリシリコン膜がない第2のP型半導体領域を備え、前
    記第2のP型半導体領域をカソード端子とし、前記N型
    半導体をアノード端子とするSOI構造PN接合ダイオ
    ードであって、 前記P型半導体領域上のポリシリコン膜が十字形状とな
    ることを特徴とするSOI構造ダイオード。
  3. 【請求項3】絶縁層上に形成され、N型半導体領域と、
    このN型半導体領域上に絶縁膜を介して形成されたポリ
    シリコン膜と、前記ポリシリコン膜下のN型半導体領域
    に隣接するように形成されたP型半導体領域と、前記ポ
    リシリコン膜下のN型半導体領域に隣接するように形成
    され、前記N型半導体領域と電気的に接続され、上部に
    ポリシリコン膜がない第2のN型半導体領域を備え、前
    記第2のN型半導体領域をアノード端子とし、前記P型
    半導体をカソード端子とするSOI構造PN接合ダイオ
    ードであって、 前記N型半導体領域上のポリシリコン膜が格子形状とな
    ることを特徴とするSOI構造ダイオード。
  4. 【請求項4】絶縁層上に形成され、P型半導体領域と、
    このP型半導体領域上に絶縁膜を介して形成されたポリ
    シリコン膜と、前記ポリシリコン膜下のP型半導体領域
    に隣接するように形成されたN型半導体領域と、前記ポ
    リシリコン膜下のP型半導体領域に隣接するように形成
    され、前記P型半導体領域と電気的に接続され、上部に
    ポリシリコン膜がない第2のP型半導体領域を備え、前
    記第2のP型半導体領域をカソード端子とし、前記N型
    半導体をアノード端子とするSOI構造PN接合ダイオ
    ードであって、 前記P型半導体領域上のポリシリコン膜が格子形状とな
    ることを特徴とするSOI構造ダイオード。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7358120B2 (en) 2005-09-12 2008-04-15 International Business Machines Corporation Silicon-on-insulator (SOI) read only memory (ROM) array and method of making a SOI ROM
KR101044387B1 (ko) 2004-07-22 2011-06-27 매그나칩 반도체 유한회사 바이폴라 접합 트랜지스터의 제조방법

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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