JP2003224133A - Diode and its manufacturing method - Google Patents

Diode and its manufacturing method

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JP2003224133A JP2002020135A JP2002020135A JP2003224133A JP 2003224133 A JP2003224133 A JP 2003224133A JP 2002020135 A JP2002020135 A JP 2002020135A JP 2002020135 A JP2002020135 A JP 2002020135A JP 2003224133 A JP2003224133 A JP 2003224133A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a PN junction diode in which a surge current can be uniformly supplied and which has high surge resistance, and to provide a method for manufacturing the same. <P>SOLUTION: The diode comprises a first high concentration diffused region, reverse conductivity type second high concentration diffused regions reverse to the first high concentration diffused region disposed at both sides with the first high concentration diffused region between, and PN junction regions made of semiconductors formed between the first high concentration diffused region and the second high concentration diffused region. The diode has a structure in which widths of the PN junction regions are formed equally and a high melting point insulation protective film for protecting the PN junction regions is disposed adjacent to the shortest part of the PN junction. Further, the first and second high concentration diffused regions are formed by ion-implanting with the high melting point insulation protective film used as a mask. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイオードおよび
その製造方法に関するもので、特に半導体装置の入出力
保護に用いられるPN接合ダイオードとその製造方法に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diode and a manufacturing method thereof, and more particularly to a PN junction diode used for input / output protection of a semiconductor device and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置では、静電気放電(ElectroS
tatic Discharge、ESD)やサージ電圧・電流によっ
て半導体装置が破壊されるのを防止するため、半導体装
置の入出力保護素子として、従来、主にPN接合ダイオ
ードが使用されてきた。この種のPN接合ダイオードに
は、例えば図14に示すようなPN接合ダイオードがあ
る。
2. Description of the Related Art In semiconductor devices, electrostatic discharge (ElectroS
In order to prevent the semiconductor device from being destroyed by tatic discharge (ESD) or surge voltage / current, a PN junction diode has been mainly used as an input / output protection element of the semiconductor device. An example of this type of PN junction diode is a PN junction diode as shown in FIG.

【0003】図14(a)は従来のPN接合ダイオード
の平面図であり、図14(b)は図14(a)における
A−A’線に沿った拡大断面図である。
FIG. 14 (a) is a plan view of a conventional PN junction diode, and FIG. 14 (b) is an enlarged sectional view taken along the line AA 'in FIG. 14 (a).

【0004】図14(a),(b)に示す従来のPN接
合ダイオードでは、図14(b)からわかるように、低
濃度N型シリコン(半導体)基板1にベースとなるP型
高濃度拡散領域2が配置され、そのベースの両側にエミ
ッタとなるN型高濃度拡散領域3a,3bが配置されて
おり、ベースとエミッタの間の半導体部分がPN接合領
域4a,4bとなって、PN接合ダイオードが構成され
ている。図14(a)の平面図においては、P型高濃度
拡散領域2とN型高濃度拡散領域3a,3bは、それぞ
れ破線で示されている。
In the conventional PN junction diode shown in FIGS. 14A and 14B, as can be seen from FIG. 14B, the P-type high-concentration diffusion serving as the base is formed on the low-concentration N-type silicon (semiconductor) substrate 1. The region 2 is arranged, and the N-type high-concentration diffusion regions 3a and 3b serving as emitters are arranged on both sides of the base, and the semiconductor portion between the base and the emitter becomes the PN junction regions 4a and 4b to form the PN junction. A diode is constructed. In the plan view of FIG. 14A, the P-type high-concentration diffusion region 2 and the N-type high-concentration diffusion regions 3a and 3b are indicated by broken lines.

【0005】P型高濃度拡散領域2とN型高濃度拡散領
域3a,3bには、それぞれ、図14(b)に示すよう
に、BPSGからなる層間絶縁膜5の開口部を介して、
Al電極7a,7bが接続されている。図14(a)の
平面図に示すように、P型の高濃度拡散領域2に接続す
るベース電極は7aであり、N型の高濃度拡散領域3
a,3bはエミッタ電極7bで互いに接続されている。
図14(a)の平面図において、各電極7a,7bは実
線で示されており、各高濃度拡散領域2,3a,3bと
各電極7a,7bのコンタクト領域71,72,73
は、点線で示されている。また、ダイオード全体は窒化
珪素(SiN)からなる保護膜10によって被覆され、
保護膜10の開口部に形成された図14(a)に実線で
示すパッド70a,70bを介して、外部に接続され
る。
As shown in FIG. 14B, the P-type high-concentration diffusion region 2 and the N-type high-concentration diffusion regions 3a and 3b are respectively passed through an opening of an interlayer insulating film 5 made of BPSG.
The Al electrodes 7a and 7b are connected. As shown in the plan view of FIG. 14A, the base electrode connected to the P-type high-concentration diffusion region 2 is 7a, and the N-type high-concentration diffusion region 3 is included.
a and 3b are connected to each other by an emitter electrode 7b.
In the plan view of FIG. 14A, the electrodes 7a and 7b are shown by solid lines, and the high-concentration diffusion regions 2, 3a and 3b and the contact regions 71, 72 and 73 of the electrodes 7a and 7b are shown.
Are indicated by dotted lines. The entire diode is covered with a protective film 10 made of silicon nitride (SiN),
It is connected to the outside through pads 70a and 70b shown in solid lines in FIG. 14A formed in the openings of the protective film 10.

【0006】図14(a)の平面図において、各高濃度
拡散領域2,3a,3bは約10μm×500μmの矩
形状である。半導体装置の入出力保護素子としてのPN
接合ダイオードでは、大きなサージ電流に対応するため
に、通常は図14に示すPN接合ダイオードが数10個
並列接続される。
In the plan view of FIG. 14A, each of the high concentration diffusion regions 2, 3a and 3b has a rectangular shape of about 10 μm × 500 μm. PN as an input / output protection element for semiconductor devices
In the junction diode, several PN junction diodes shown in FIG. 14 are normally connected in parallel in order to handle a large surge current.

【0007】次に、図14に示したPN接合ダイオード
の製造方法を、図15に従って説明する。図15は、図
14(a)におけるA−A’線に沿った拡大断面を、製
造工程順に示したものである。
Next, a method of manufacturing the PN junction diode shown in FIG. 14 will be described with reference to FIG. FIG. 15 shows an enlarged cross section taken along the line AA ′ in FIG. 14A in the order of manufacturing steps.

【0008】図15(a)に示すように、低濃度N型シ
リコン(半導体)基板1上に、ベースに対応した第1の
マスク100を形成し、P型の不純物を高濃度にイオン
注入して、ベースとなるP型高濃度拡散領域2を形成す
る。
As shown in FIG. 15A, a first mask 100 corresponding to a base is formed on a low-concentration N-type silicon (semiconductor) substrate 1, and P-type impurities are ion-implanted at a high concentration. Thus, the P-type high-concentration diffusion region 2 serving as the base is formed.

【0009】次に、図15(b)に示すように、ベース
に対応した第1のマスク100を除去した後、エミッタ
に対応した第2のマスク101を形成し、N型の不純物
を高濃度にイオン注入して、エミッタとなるN型高濃度
拡散領域3a,3bを、ベースとなるP型高濃度拡散領
域2の両側に形成する。これにより、P型高濃度拡散領
域2とN型高濃度拡散領域3a,3bの間の半導体部分
が、PN接合領域4a,4bとなる。
Next, as shown in FIG. 15 (b), after removing the first mask 100 corresponding to the base, a second mask 101 corresponding to the emitter is formed to increase the concentration of N-type impurities. Are ion-implanted into the substrate to form N-type high-concentration diffusion regions 3a and 3b which serve as emitters on both sides of the P-type high-concentration diffusion region 2 which serves as a base. As a result, the semiconductor portion between the P-type high-concentration diffusion region 2 and the N-type high-concentration diffusion regions 3a and 3b becomes the PN junction regions 4a and 4b.

【0010】次に、図15(c)に示すように、エミッ
タに対応した第2のマスク101を除去した後、層間絶
縁膜5としてBPSG膜を全面に積層し、P型高濃度拡
散領域2とN型高濃度拡散領域3a,3bに接続するた
めの開口部61,62,63を形成する。
Next, as shown in FIG. 15C, after removing the second mask 101 corresponding to the emitter, a BPSG film is laminated on the entire surface as an interlayer insulating film 5, and the P-type high concentration diffusion region 2 is formed. And openings 61, 62, 63 for connecting to the N-type high-concentration diffusion regions 3a, 3b are formed.

【0011】次に、図15(d)に示すように、全面に
Al膜を積層した後、所定形状にパターニングして、ベ
ース電極7aおよびエミッタ電極7bを形成する。
Then, as shown in FIG. 15D, an Al film is laminated on the entire surface and then patterned into a predetermined shape to form a base electrode 7a and an emitter electrode 7b.

【0012】次に、図15(e)に示すように、全面に
保護膜10としてのSiN膜を積層した後、外部に接続
するためのパッド用開口部を形成して、図14に示した
PN接合ダイオードが完成する。
Next, as shown in FIG. 15 (e), after a SiN film as the protective film 10 is laminated on the entire surface, an opening for a pad for connecting to the outside is formed, and as shown in FIG. The PN junction diode is completed.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】ESDのようなサージ
がエミッタである図14のN型高濃度拡散領域3a,3
bに印加されると、即座にPN接合領域4a,4bが逆
バイアスされてアバランシェが発生し、サージ電流がエ
ミッタであるN型高濃度拡散領域3a,3bからベース
であるP型高濃度拡散領域2に流れる。図14の構造の
PN接合ダイオードでは、ベースのP型高濃度拡散領域
2とエミッタのN型高濃度拡散領域3a,3bが分離さ
れているため、その断面においてPN接合領域4a,4
bに幅Lca,Lcbがある。この幅Lca,Lcbは、設計段
階においては、等しく設定される。
The N-type high-concentration diffusion regions 3a, 3 of FIG. 14 in which a surge such as ESD is the emitter
When applied to b, the PN junction regions 4a and 4b are immediately reverse-biased to generate avalanche, and a surge current flows from the N-type high-concentration diffusion regions 3a and 3b which are the emitters to the P-type high-concentration diffusion regions which are the bases. It flows to 2. In the PN junction diode having the structure shown in FIG. 14, the P-type high-concentration diffusion region 2 of the base and the N-type high-concentration diffusion regions 3a and 3b of the emitter are separated from each other.
b has widths L ca and L cb . The widths L ca and L cb are set equal in the design stage.

【0014】しかしながら、図14の構造のPN接合ダ
イオードでは、図15に示したように、P型高濃度拡散
領域2とN型高濃度拡散領域3a,3bを、それぞれ専
用のホトマスクを使って、別々にイオン注入して形成し
ている。従って、マスクのアラインメントずれが起きる
と、図14(b)に示したように、PN接合領域4a,
4bの幅Lca,Lcbが異なってしまう(図では、Lca
cb)。その結果、幅の狭いPN接合領域4aの接合耐
圧が、幅の広いPN接合領域4bの接合耐圧より低くな
る。また図中の矢印の太さの違いで示したように、幅の
狭いPN接合領域4aでは、幅の広いPN接合領域4b
より、大きなサージ電流が流れる。つまり、製造過程で
図14(b)のように幅Lca,Lcbが異なってしまった
ダイオードでは、接合耐圧の低いPN接合領域のほうに
サージ電流が偏るので、素子のサージに対する耐量が、
マスクのアラインメントずれのない設計どおりのダイオ
ードに比べて低下してしまう。また、図14のダイオー
ドを複数個並列接続したダイオードにおいても、PN接
合領域の幅が製造過程で異なってしまうと、ダイオード
の特性は実質的に一番狭い幅のPN接合領域の特性に支
配されてしまい、大きなサージ電流に対応するために並
列接続した効果が得られなくなってしまう。
However, in the PN junction diode having the structure shown in FIG. 14, as shown in FIG. 15, the P-type high-concentration diffusion region 2 and the N-type high-concentration diffusion regions 3a and 3b are respectively provided with dedicated photomasks. It is formed by ion implantation separately. Therefore, when the mask misalignment occurs, as shown in FIG. 14B, the PN junction region 4a,
4b has different widths L ca and L cb (in the figure, L ca <
L cb ). As a result, the junction breakdown voltage of the narrow PN junction region 4a becomes lower than the junction breakdown voltage of the wide PN junction region 4b. Further, as indicated by the difference in the thickness of the arrows in the figure, in the narrow PN junction region 4a, the wide PN junction region 4b is formed.
Therefore, a large surge current flows. That is, in a diode in which the widths L ca and L cb are different from each other as shown in FIG. 14B during the manufacturing process, the surge current is biased toward the PN junction region having a low junction breakdown voltage, so that the surge withstand capability of the element is
It is lower than the designed diode with no mask misalignment. In addition, even in a diode in which a plurality of diodes shown in FIG. 14 are connected in parallel, if the width of the PN junction region is different in the manufacturing process, the characteristics of the diode are substantially controlled by the characteristics of the PN junction area having the narrowest width. As a result, the effect of parallel connection to cope with a large surge current cannot be obtained.

【0015】さらに、図14の構造のPN接合ダイオー
ドにおいては、層間絶縁膜5がBPSG膜で形成されて
いるが、大きなサージ電流が流れるとサージのエネルギ
ーでPN接合領域4a,4bが約900℃の高温にな
り、BPSG膜が部分的に溶け出すといった問題点を有
している。BPSG膜が一旦溶けると、サージ電流がな
くなり常温に戻って固化した後のBPSG膜は、絶縁作
用が劣化し、PN接合領域4a,4bでリーク電流が発
生し易くなる。
Further, in the PN junction diode having the structure of FIG. 14, the interlayer insulating film 5 is formed of the BPSG film, but when a large surge current flows, the PN junction regions 4a and 4b are heated to about 900 ° C. due to the energy of the surge. There is a problem that the BPSG film is partially melted due to the high temperature. Once the BPSG film is melted, the surge current disappears and the BPSG film after returning to room temperature and solidifying deteriorates the insulating action, and a leak current is easily generated in the PN junction regions 4a and 4b.

【0016】また、図14の構造のPN接合ダイオード
においては、図14(a)の平面図に示したように、各
高濃度拡散領域2,3a,3bに接続するAl配線7
a,7bの幅が広くとれないため、大きなサージ電流に
対しては配線幅が十分でなく、配線が焼き切れるといっ
た問題点もある。
Further, in the PN junction diode having the structure of FIG. 14, as shown in the plan view of FIG. 14A, the Al wiring 7 connected to each of the high concentration diffusion regions 2, 3a and 3b.
Since the widths of a and 7b cannot be made wide, there is a problem that the wiring width is not sufficient for a large surge current and the wiring is burnt out.

【0017】そこで、本発明の目的は、サージ電流を均
一に流すことができ、サージ耐量の高いPN接合ダイオ
ードおよびその製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a PN junction diode having a high surge withstand capability and a method of manufacturing the same, which allows a surge current to flow uniformly.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、半導体上に配置され、2本の等幅ブリッジ部で分割
される3個の開口部を備える高融点絶縁保護膜と、前記
3個の開口部の中央の開口部を介して半導体中に配置さ
れ、P型またはN型からなる第1高濃度拡散領域と、前
記3個の開口部の両端の開口部を介して半導体中に配置
され、前記第1高濃度拡散領域とは逆型のP型またはN
型からなる2個の第2高濃度拡散領域とを有し、前記2
本の等幅ブリッジ部の下に配置され、前記第1高濃度拡
散領域と前記第2高濃度拡散領域の間の半導体からなる
PN接合領域が、等幅に2本形成され、前記2個の第2
高濃度拡散領域同士が電極を介して互いに接続されるこ
とを特徴とするダイオードとしている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a high melting point insulating protective film having three openings arranged on a semiconductor and divided by two equal-width bridge portions, and In the semiconductor through the first high-concentration diffusion region of P-type or N-type, which is arranged in the semiconductor through the central opening of the three openings, and through the openings at both ends of the three openings. And is of a P-type or N-type which is opposite to the first high-concentration diffusion region.
A second high-concentration diffusion region of a mold,
Two PN junction regions, which are arranged below the equal-width bridge portion and are made of a semiconductor between the first high-concentration diffusion region and the second high-concentration diffusion region, are formed in the same width, and the two PN junction regions are formed. Second
The diode is characterized in that the high-concentration diffusion regions are connected to each other via electrodes.

【0019】これによれば、第1高濃度拡散領域および
第2高濃度拡散領域を形成するためのマスクとして、共
通の高融点絶縁保護膜を用いるため、第1高濃度拡散領
域の両側に、幅が等しいPN接合領域を形成することが
できる。このため、並列接続されているPN接合の一方
にサージ電流が偏ることがなく、ダイオードのサージ耐
量を実質的に高めることができる。
According to this, since the common high melting point insulating protective film is used as a mask for forming the first high concentration diffusion region and the second high concentration diffusion region, both sides of the first high concentration diffusion region are formed. PN junction regions of equal width can be formed. Therefore, the surge current is not biased to one of the PN junctions connected in parallel, and the surge resistance of the diode can be substantially increased.

【0020】PN接合領域に隣接して配置される高融点
絶縁保護膜は、BPSG膜のような融点が1000℃以
下の膜ではなく、シリコン(Si、融点1420℃)よ
りも高い融点を持つ絶縁膜とする。これによれば、PN
接合領域に大きなサージ電流が流れてPN接合部が発熱
しても、高融点絶縁保護膜の融点が基板となるSiより
高い融点を持つため、高融点絶縁保護膜が基板のSiよ
り先に溶け出すことはない。従って、一度大きなサージ
電流が流れると、絶縁作用が劣化してその後使用できな
くなるといったことがなく、サージ電流に対する保護作
用を持続することができる。
The high melting point insulating protective film disposed adjacent to the PN junction region is not a film having a melting point of 1000 ° C. or lower like a BPSG film, but an insulating film having a melting point higher than silicon (Si, melting point 1420 ° C.). The film. According to this, PN
Even if a large surge current flows in the junction region and the PN junction heats up, the high melting point insulating protective film has a melting point higher than that of the substrate Si, so that the high melting point insulating protective film melts before the substrate Si. I will not put it out. Therefore, once a large surge current flows, the insulating action does not deteriorate and the device cannot be used thereafter, and the protective action against the surge current can be continued.

【0021】請求項2に記載の発明は、半導体上に配置
され、2本の等幅ブリッジ部で分割される3個の開口部
を1組の開口群として、前記開口群をm組備える高融点
絶縁保護膜と、前記m組の開口群の各々の中央の開口部
を介して半導体中に配置され、P型またはN型のどちら
か1つの型からなるm個の第1高濃度拡散領域と、前記
m組の開口群の各々の両端の開口部を介して半導体中に
配置され、前記第1高濃度拡散領域とは逆型のP型また
はN型からなる2m個の第2高濃度拡散領域とを有し、
前記m組の各々の開口群の2本の等幅ブリッジ部の下に
配置され、前記第1高濃度拡散領域と前記第2高濃度拡
散領域の間の半導体からなるPN接合領域が、等幅に2
m本形成され、前記m個の第1高濃度拡散領域同士が電
極を介して互いに接続され、前記2m個の第2高濃度拡
散領域同士が電極を介して互いに接続されることを特徴
とするダイオードとしている。
According to a second aspect of the present invention, three opening portions arranged on a semiconductor and divided by two equal-width bridge portions are set as one opening group, and m openings are provided. A melting point insulating protective film and m first high-concentration diffusion regions which are arranged in the semiconductor through the central opening of each of the m sets of opening groups and which are either P-type or N-type And 2m second high-concentrations of P-type or N-type, which are arranged in the semiconductor through the openings at both ends of each of the m sets of openings and are of the opposite type to the first high-concentration diffusion region. And a diffusion region,
A PN junction region made of a semiconductor, which is disposed below the two equal-width bridge portions of each of the m sets of opening groups and has a uniform width between the first high-concentration diffusion region and the second high-concentration diffusion region, To 2
m pieces are formed, the m first high-concentration diffusion regions are connected to each other via electrodes, and the 2m second high-concentration diffusion regions are connected to each other via electrodes. It is a diode.

【0022】これによれば、2m本のPN接合を並列接
続することで大きなサージ電流に対しても必要なサージ
耐量を確保することができると共に、高融点絶縁保護膜
の開口部を介して、PN接合領域の幅が全てのPN接合
にわたって等しく配置されるため、PN接合のどれか1
個にサージ電流が偏ることがなく、サージ電流に対する
ダイオードのサージ耐量を実質的にも高めることができ
る。また、PN接合領域に隣接して高融点絶縁保護膜が
配置されているので、前記のようにサージ電流に対する
保護作用を持続することができる。
According to this, by connecting the PN junctions of 2 m in parallel, it is possible to secure the necessary surge withstanding capability against a large surge current, and at the same time, through the opening of the high melting point insulating protective film, One of the PN junctions because the width of the PN junction region is evenly distributed over all PN junctions.
There is no bias in the surge current, and the surge resistance of the diode against the surge current can be substantially increased. Further, since the high melting point insulating protective film is disposed adjacent to the PN junction region, the protective action against the surge current can be maintained as described above.

【0023】請求項3に記載の発明は、半導体上に配置
され、n本の等幅ブリッジ部で分割される(n+1)個
の開口部を備える高融点絶縁保護膜と、前記(n+1)
個の開口部のうち、1つおきに位置する開口部からなる
第1の開口群の各々の開口部を介して半導体中に配置さ
れ、P型またはN型のどちらか1つの型からなる複数個
の第1高濃度拡散領域の組と、前記第1の開口群の各々
の開口部に隣接する、1つおきに位置する開口部からな
る第2の開口群の各々の開口部を介して半導体中に配置
され、前記第1高濃度拡散領域とは逆型のP型またはN
型からなる複数個の第2高濃度拡散領域の組とを有し、
前記n本の各々の等幅ブリッジ部の下に配置され、前記
第1高濃度拡散領域と前記第2高濃度拡散領域の間の半
導体からなるPN接合領域が、等幅にn本形成され、前
記複数個の第1高濃度拡散領域同士が電極を介して互い
に接続され、前記複数個の第2高濃度拡散領域同士が電
極を介して互いに接続されることを特徴とするダイオー
ドとしている。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a high melting point insulating protective film which is disposed on a semiconductor and has (n + 1) openings divided by n equal-width bridge portions, and the (n + 1).
A plurality of P-type or N-type ones of the P-type and N-type, which are arranged in the semiconductor through the respective openings of the first opening group including the openings located at every other openings. Via a set of the first high-concentration diffusion regions and each opening of the second opening group, which is adjacent to each of the openings of the first opening group and is arranged at every other opening. A P-type or N-type that is arranged in a semiconductor and is of an opposite type to the first high-concentration diffusion region.
A plurality of second high-concentration diffusion regions of a mold,
N PN junction regions made of a semiconductor, which are arranged under each of the n equal-width bridge portions and are formed between the first high-concentration diffusion region and the second high-concentration diffusion region, are formed in equal widths, The diode is characterized in that the plurality of first high-concentration diffusion regions are connected to each other via electrodes and the plurality of second high-concentration diffusion regions are connected to each other via electrodes.

【0024】これによれば、第1高濃度拡散領域と第2
高濃度拡散領域を隣り合って交互に配置し、n個のPN
接合を並列接続することで、必要なサージ耐量を確保す
ると共に、ダイオードを小型化することができる。ま
た、高融点絶縁保護膜の開口部を介して、PN接合領域
の幅が全てのPN接合にわたって等しく配置されるた
め、PN接合のどれか1個にサージ電流が偏ることがな
く、サージ電流に対するダイオードのサージ耐量を実質
的にも高めることができる。また、PN接合領域に隣接
して高融点絶縁保護膜が配置されているので、前記のよ
うにサージ電流に対する保護作用を持続することができ
る。
According to this, the first high concentration diffusion region and the second high concentration diffusion region
High-concentration diffusion regions are alternately arranged next to each other, and n PN
By connecting the junctions in parallel, it is possible to secure the necessary surge withstand capability and reduce the size of the diode. In addition, since the width of the PN junction region is evenly arranged over all PN junctions through the opening of the high melting point insulating protective film, the surge current is not biased to any one of the PN junctions, The surge resistance of the diode can be substantially increased. Further, since the high melting point insulating protective film is disposed adjacent to the PN junction region, the protective action against the surge current can be maintained as described above.

【0025】請求項4に記載の発明は、前記高融点絶縁
保護膜の開口部の平面形状を、前記等幅ブリッジ部を長
辺とする矩形としたことを特徴としている。これによ
り、その開口部を介して半導体中に配置される前記第1
高濃度拡散領域と前記第2高濃度拡散領域の平面形状も
前記等幅ブリッジ部に沿った方向が長手となる矩形状に
形成される。これによれば、PN接合領域が、隣り合う
矩形の第1高濃度拡散領域と第2高濃度拡散領域の間に
おいて、それらの長手方向全域にわたって等幅に形成さ
れるため、長手方向の全域にわたってサージ電流を均等
に流すことができる。従って、ダイオードのサージ耐量
を実質的に高めることができる。
The invention according to claim 4 is characterized in that the plane shape of the opening of the high-melting-point insulating protective film is a rectangle having the equal width bridge portion as a long side. As a result, the first portion arranged in the semiconductor through the opening is formed.
The planar shapes of the high-concentration diffusion region and the second high-concentration diffusion region are also formed in a rectangular shape whose longitudinal direction is along the constant width bridge portion. According to this, the PN junction region is formed to have the same width over the entire area in the longitudinal direction between the rectangular first high-concentration diffusion area and the second high-concentration diffusion area adjacent to each other. Surge current can be evenly flowed. Therefore, the surge resistance of the diode can be substantially increased.

【0026】請求項5に記載の発明は、前記第1高濃度
拡散領域を形成するための開口部と前記第2高濃度拡散
領域を形成するための開口部とは、前記等幅ブリッジに
沿った方向の長さが異なることを特徴としている。これ
により、前記第1項高濃度拡散領域と前記第2高濃度拡
散領域との長手方向の長さが異なることとなり、第1高
濃度拡散領域と第2高濃度拡散領域の角部同士の距離
は、PN接合領域の幅より長くなる。隣り合う第1項高
濃度拡散領域と第2高濃度拡散領域の長手方向の長さが
等しい場合には角部同士でサージ電流が集中し易いが、
前記のように長手方向の長さが異なるように配置するこ
とによって、角部同士では電流経路の抵抗が大きくな
り、角部同士でサージ電流の集中を回避することができ
る。
According to a fifth aspect of the present invention, the opening for forming the first high-concentration diffusion region and the opening for forming the second high-concentration diffusion region are along the equal-width bridge. It is characterized by different lengths in different directions. As a result, the first term high-concentration diffusion region and the second high-concentration diffusion region have different lengths in the longitudinal direction, and the distance between the corners of the first high-concentration diffusion region and the second high-concentration diffusion region is large. Is longer than the width of the PN junction region. When the lengths of the first term high-concentration diffusion region and the second high-concentration diffusion region adjacent to each other are equal, the surge current tends to concentrate at the corners,
By arranging so that the lengths in the longitudinal direction are different as described above, the resistance of the current path between the corners becomes large, and the concentration of the surge current can be avoided between the corners.

【0027】請求項6に記載の発明は、前記高融点絶縁
保護膜の矩形状の開口部の角部が丸められ、略矩形状に
形成されることを特徴としている。これにより、開口部
を介して形成される第1高濃度拡散領域と第2高濃度拡
散領域も、角部が丸められた略矩形状に形成されるた
め、両者の長手方向端部間の距離は、PN接合領域の幅
より長くなる。このため、第1高濃度拡散領域と第2高
濃度拡散領域の端部間でのサージ電流の集中を回避する
ことができる。
The invention according to claim 6 is characterized in that the corners of the rectangular opening of the high-melting-point insulating protective film are rounded to form a substantially rectangular shape. As a result, the first high-concentration diffusion region and the second high-concentration diffusion region formed through the opening are also formed in a substantially rectangular shape with rounded corners. Is longer than the width of the PN junction region. Therefore, it is possible to avoid the concentration of the surge current between the ends of the first high concentration diffusion region and the second high concentration diffusion region.

【0028】請求項7に記載の発明は、前記矩形の開口
部を介して矩形状に形成される第1高濃度拡散領域、第
2高濃度拡散領域の少なくとも一方の高濃度拡散領域に
おいて、長手方向における両端部の周囲に、前記一方の
高濃度拡散領域と同型の不純物によって当該一方の高濃
度拡散領域よりも低濃度の低濃度拡散領域を形成したこ
とを特徴としている。これによれば、長手方向における
両端部の周囲に同型の低濃度拡散領域を形成すること
で、当該両端部の耐圧が上り、両端部でのサージ電流の
集中を回避することができる。
According to a seventh aspect of the present invention, at least one of the first high-concentration diffusion region and the second high-concentration diffusion region formed in a rectangular shape through the rectangular opening is elongated in the longitudinal direction. A low-concentration diffusion region having a lower concentration than the one high-concentration diffusion region is formed around the both ends in the direction by impurities of the same type as the one high-concentration diffusion region. According to this, by forming the low-concentration diffusion regions of the same type around the both ends in the longitudinal direction, the breakdown voltage of the both ends is increased, and the concentration of the surge current at both ends can be avoided.

【0029】請求項8に記載の発明は、前記矩形開口部
の内側に形成され前記第1高濃度拡散領域および前記第
2高濃度拡散領域に接触するそれぞれの電極のコンタク
ト面の形状は、前記開口部の長辺をなす前記等幅ブリッ
ジ部との間隔よりも、前記開口部の短辺との間隔のほう
が大きいことを特徴としている。第1高濃度拡散領域お
よび第2高濃度拡散領域に接触する電極のコンタクト面
と高融点絶縁保護膜との間隔が、等幅ブリッジ部より矩
形の端部で大きくなっているため、端部までの電流経路
の抵抗が大きくなり、端部に流れ込む電流が減って、端
部でサージ電流の集中を回避することができる。
According to an eighth aspect of the present invention, the shape of the contact surface of each electrode formed inside the rectangular opening is in contact with the first high concentration diffusion region and the second high concentration diffusion region, It is characterized in that the distance from the short side of the opening is larger than the distance from the constant width bridge portion forming the long side of the opening. Since the distance between the contact surface of the electrode in contact with the first high-concentration diffusion region and the second high-concentration diffusion region and the high-melting-point insulating protective film is larger at the rectangular end than at the equal-width bridge, The resistance of the current path is increased, the current flowing into the end portion is reduced, and the concentration of surge current can be avoided at the end portion.

【0030】請求項9に記載の発明は、前記高融点絶縁
保護膜の開口部が、同心円状に形成されたことを特徴と
している。これにより、第1および第2の高濃度拡散領
域も同心円状に形成され、PN接合領域の幅は、隣り合
った第1高濃度拡散領域と第2高濃度拡散領域の円周の
全てにわたって等しくなり、円周の全域にわたってサー
ジ電流を半径方向に均等に流すことができる。このよう
に、PN接合領域を無駄なく配置することでダイオード
の占有面積が小さくなり、ダイオードを小型化すること
ができる。
The invention according to claim 9 is characterized in that the openings of the high-melting-point insulating protective film are formed concentrically. As a result, the first and second high-concentration diffusion regions are also formed concentrically, and the width of the PN junction region is equal over the entire circumferences of the adjacent first and second high-concentration diffusion regions. Therefore, the surge current can be evenly distributed in the radial direction over the entire circumference. Thus, by arranging the PN junction region without waste, the area occupied by the diode is reduced, and the diode can be downsized.

【0031】請求項10に記載の発明は、前記第1高濃
度拡散領域と前記第2高濃度拡散領域を形成するための
前記高融点絶縁保護膜の開口部上に第1高濃度拡散領域
と第2高濃度拡散領域の各々に対応して形成した第1下
層電極および第2下層電極が設けられ、前記第1下層電
極および第2下層電極上に層間絶縁膜が形成され、当該
層間絶縁膜において、第1下層電極に対応して第1層間絶
縁膜開口部が形成され、第2下層電極に対応して第2層
間絶縁膜開口部が形成され、前記層間絶縁膜上に第1上
層電極および第2上層電極が形成され、第1上層電極は
前記第1層間絶縁膜開口部を介して第1高濃度拡散領域
に対応する第1下層電極に接続され、第2上層電極は前
記第2層間絶縁膜開口部を介して第2高濃度拡散領域に
対応する第2下層電極に接続されたことを特徴としてい
る。
According to a tenth aspect of the present invention, a first high-concentration diffusion region is formed on an opening of the high-melting-point insulating protective film for forming the first high-concentration diffusion region and the second high-concentration diffusion region. A first lower-layer electrode and a second lower-layer electrode formed corresponding to each of the second high-concentration diffusion regions are provided, and an interlayer insulating film is formed on the first lower-layer electrode and the second lower-layer electrode. A first interlayer insulating film opening is formed corresponding to the first lower layer electrode, a second interlayer insulating film opening is formed corresponding to the second lower layer electrode, and a first upper layer electrode is formed on the interlayer insulating film. And a second upper layer electrode is formed, the first upper layer electrode is connected to the first lower layer electrode corresponding to the first high-concentration diffusion region through the first interlayer insulating film opening, and the second upper layer electrode is the second upper layer electrode. Contact the second lower layer electrode corresponding to the second high-concentration diffusion region through the interlayer insulating film opening. It is characterized in that it is.

【0032】このように電極を2層構成にすることで、
個々の拡散領域に接続した幅の狭い下層電極に対して、
上層電極から垂直方向にサージ電流を流すことができ
る。これによって配線抵抗を十分に低減することがで
き、大きなサージ電流に対しても対応することができ、
配線が焼き切れるといった問題も発生しない。
By thus forming the electrode in two layers,
For the narrow lower electrode connected to each diffusion region,
A surge current can flow vertically from the upper layer electrode. As a result, the wiring resistance can be sufficiently reduced and a large surge current can be accommodated.
The problem that the wiring is burnt out does not occur.

【0033】請求項11に記載の発明は、前記第1上層
電極、第2上層電極における平面内の最短幅は、それぞ
れ、前記第1下層電極、第2下層電極における平面内の
最短幅より大きいことを特徴としている。このように第
1上層電極、第2上層電極の幅を、第1下層電極、第2下
層電極より広くしてベタ形状に近づけることで、上層電
極の配線抵抗を十分に低減することができ、大きなサー
ジ電流に対しても対応することができる上層電極が得ら
れる。
According to an eleventh aspect of the invention, the shortest width in the plane of the first upper layer electrode and the second upper layer electrode is larger than the shortest width in the plane of the first lower layer electrode and the second lower layer electrode, respectively. It is characterized by that. Like this
By making the widths of the 1st upper layer electrode and the 2nd upper layer electrode wider than the 1st lower layer electrode and the 2nd lower layer electrode and making them close to a solid shape, the wiring resistance of the upper layer electrode can be sufficiently reduced, and a large surge current can be obtained. As a result, an upper layer electrode that can be used is obtained.

【0034】請求項12に記載の発明は、前記第1上層
電極および前記第2上層電極上に保護膜が形成され、前
記第1上層電極に対応して前記保護膜に開口を形成し、
この開口部により露出される前記第1上層電極により第
1パッドを形成し、前記第2上層電極に対応して前記保
護膜に開口を形成し、この開口部により露出される前記
第2上層電極により第2パッドを形成し、前記第1パッ
ドと前記第2パッドが前記高融点絶縁保護膜の開口部を
間に挟んでその両側に配置され、前記第1上層電極と前
記第2上層電極の幅を、それぞれ、第1パッドと第2パ
ッドに近くなるほど大きくしたことを特徴としている。
According to a twelfth aspect of the present invention, a protective film is formed on the first upper layer electrode and the second upper layer electrode, and an opening is formed in the protective film corresponding to the first upper layer electrode,
By the first upper layer electrode exposed by this opening,
1 pad is formed, an opening is formed in the protective film corresponding to the second upper layer electrode, and a second pad is formed by the second upper layer electrode exposed by the opening, and the first pad and the The second pads are arranged on both sides of the opening of the high melting point insulating protective film, and the widths of the first upper layer electrode and the second upper layer electrode are close to those of the first pad and the second pad, respectively. The feature is that the size is increased.

【0035】サージ電流は一方のパッドから流入し、も
う一方のパッドから流出していくので、上層電極におい
てはそれぞれのパッドに近いほど大きなサージ電流が流
れる。従って、上層電極においてパッドに近い部分ほど
幅を大きくきくすることでサージ電流を均一に流すこと
ができ、パッド近くでのサージ電流による破壊を防ぐこ
とができる。
Since the surge current flows in from one pad and flows out from the other pad, a larger surge current flows in the upper layer electrode closer to each pad. Therefore, by increasing the width of the upper electrode closer to the pad, the surge current can be made to flow uniformly, and damage due to the surge current near the pad can be prevented.

【0036】請求項13に記載の発明は、半導体中に配
置された前記第1高濃度拡散領域、前記第2高濃度拡散
領域、前記PN接合領域を、P型の第3高濃度拡散領域
で取り囲み、前記第3高濃度拡散領域を電極を介して接
地したことを特徴としている。これによれば、サージ電
流が大きくてPN接合領域では吸収できず溢れ出た状態
になっても、ダイオードを取り囲んだP型の第3高濃度
拡散領域が、溢れ出たサージ電流を流す回路となる。従
って、ダイオードの周辺に形成された半導体装置におい
て、溢れ出たサージ電流によって発生する誤動作を防止
することができる。
According to a thirteenth aspect of the present invention, the first high-concentration diffusion region, the second high-concentration diffusion region, and the PN junction region arranged in a semiconductor are formed by a P-type third high-concentration diffusion region. The third high-concentration diffusion region is surrounded and grounded via an electrode. According to this, even if the surge current is so large that it cannot be absorbed in the PN junction region and overflows, the P-type third high-concentration diffusion region surrounding the diode functions as a circuit for flowing the overflow surge current. Become. Therefore, in the semiconductor device formed around the diode, it is possible to prevent a malfunction caused by an overflow surge current.

【0037】請求項14に記載の発明は、半導体中に配
置された前記第1高濃度拡散領域、前記第2高濃度拡散
領域、前記PN接合領域を、絶縁領域で取り囲んだこと
を特徴としている。これによれば、サージ電流が大きく
てPN接合領域では吸収できず溢れ出た状態になって
も、ダイオードを取り囲んだ絶縁領域が溢れ出たサージ
電流を完全に遮断する。従って、ダイオードの周辺に形
成された半導体装置において、溢れ出たサージ電流によ
って発生する誤動作を防止することができる。
According to a fourteenth aspect of the present invention, the first high concentration diffusion region, the second high concentration diffusion region, and the PN junction region arranged in the semiconductor are surrounded by an insulating region. . According to this, even when the surge current is so large that it cannot be absorbed in the PN junction region and overflows, the insulating region surrounding the diode completely blocks the overflow surge current. Therefore, in the semiconductor device formed around the diode, it is possible to prevent a malfunction caused by an overflow surge current.

【0038】請求項15に記載の発明は、前記高融点絶
縁保護膜が、LOCOS酸化膜、酸化シリコン膜、窒化
シリコン膜のいずれか1つの膜、もしくはそれらの積層
膜よりなることを特徴としている。これによれば、これ
らの高融点絶縁保護膜は、基板となるSi(融点142
0℃)よりも高い融点を持つため、大きなサージ電流が
流れてPN接合部が発熱しても、基板のSiより先に溶
け出すことはない。従って、一度大きなサージ電流が流
れると、絶縁作用が劣化してその後使用できなくなると
いったことがなく、サージ電流に対する保護作用を持続
することができる。
According to a fifteenth aspect of the present invention, the refractory insulating protective film is formed of any one film of a LOCOS oxide film, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a laminated film thereof. . According to this, these high melting point insulating protective films are formed of Si (melting point 142) which becomes a substrate.
Since it has a melting point higher than 0 ° C.), even if a large surge current flows and the PN junction section generates heat, it does not melt before Si of the substrate. Therefore, once a large surge current flows, the insulating action does not deteriorate and the device cannot be used thereafter, and the protective action against the surge current can be continued.

【0039】請求項16に記載の発明は、半導体上に配
置され、2本の等幅ブリッジ部で分割される3個の開口
部を備える高融点絶縁保護膜を設ける工程と、前記3個
の開口部の中央の開口部を介して半導体中に不純物をイ
オン注入して、P型またはN型からなる第1高濃度拡散
領域を形成する工程と、前記3個の開口部の両端の開口
部を介して半導体中に不純物をイオン注入して、第1高
濃度拡散領域とは逆型の、P型またはN型からなる第2
高濃度拡散領域を2個形成する工程と、前記2個の第2
高濃度拡散領域同士を電極を介して互いに接続する工程
とを有することを特徴としている。
According to a sixteenth aspect of the present invention, there is provided a step of providing a high melting point insulating protective film having three openings arranged on a semiconductor and divided by two equal-width bridge portions, and the three steps. A step of ion-implanting impurities into a semiconductor through an opening at the center of the opening to form a P-type or N-type first high-concentration diffusion region; and openings at both ends of the three openings. An impurity is ion-implanted into the semiconductor via the second impurity of the P-type or N-type, which is the opposite type to the first high-concentration diffusion region.
A step of forming two high-concentration diffusion regions, and a step of forming the two second
And a step of connecting the high-concentration diffusion regions to each other via electrodes.

【0040】この製造方法によれば、第1高濃度拡散領
域の形成工程とその両側に配置される第2高濃度拡散領
域の形成工程において、同じ高融点絶縁保護膜がイオン
注入のマスクとして用いられるので、2枚のマスクを使
用した際に起きる位置合わせずれの問題が発生しない。
従って、第1高濃度拡散領域と第2高濃度拡散領域の間
に形成される2本のPN接合領域の幅も、設計どおりに
等しく形成することができる。これにより、並列接続さ
れているPN接合の一方にサージ電流が偏ることがな
く、サージ耐量の高いダイオードを製造することができ
る。
According to this manufacturing method, the same high melting point insulating protective film is used as a mask for ion implantation in the step of forming the first high-concentration diffusion region and the step of forming the second high-concentration diffusion regions arranged on both sides thereof. Therefore, the problem of misalignment that occurs when two masks are used does not occur.
Therefore, the widths of the two PN junction regions formed between the first high concentration diffusion region and the second high concentration diffusion region can also be formed equal as designed. As a result, the surge current is not biased to one of the PN junctions connected in parallel, and a diode having a high surge resistance can be manufactured.

【0041】また、半導体上に形成された高融点絶縁保
護膜の3個の開口部に、P型不純物とN型不純物をイオ
ン注入して第1高濃度拡散領域と第2高濃度拡散領域を
形成しているので、第1高濃度拡散領域と第2高濃度拡
散領域の間の半導体からなるPN接合領域には、高融点
絶縁保護膜が隣接して配置されることになる。このよう
にして製造されたダイオードにおいては、PN接合領域
に大きなサージ電流が流れても、高融点絶縁保護膜が基
板となるSiより先に溶け出すことはない。従って、一
度大きなサージ電流が流れても高融点絶縁保護膜の絶縁
作用が劣化することがなく、繰り返し使用が可能なダイ
オードを製造することができる。
Further, P-type impurities and N-type impurities are ion-implanted into the three openings of the high melting point insulating protective film formed on the semiconductor to form the first high concentration diffusion region and the second high concentration diffusion region. Since it is formed, the high melting point insulating protective film is arranged adjacent to the PN junction region made of the semiconductor between the first high concentration diffusion region and the second high concentration diffusion region. In the diode manufactured in this manner, even if a large surge current flows in the PN junction region, the high-melting point insulating protective film does not melt out before Si serving as the substrate. Therefore, even if a large surge current flows once, the insulating action of the high melting point insulating protective film does not deteriorate, and a diode that can be repeatedly used can be manufactured.

【0042】請求項17に記載の発明は、半導体上に配
置され、2本の等幅ブリッジ部で分割される3個の開口
部を1組の開口群として、前記開口群をm組備える高融
点絶縁保護膜を設ける工程と、前記m組の開口群の各々
の中央の開口部を介して半導体中に不純物をイオン注入
して、P型またはN型からなる第1高濃度拡散領域をm
個形成する工程と、前記m組の開口群の各々の両端の開
口部を介して半導体中に不純物をイオン注入して、第1
高濃度拡散領域とは逆型の、P型またはN型からなる第
2高濃度拡散領域を2m個形成する工程と、前記m個の
第1高濃度拡散領域同士を電極を介して互いに接続する
工程と、前記2m個の第2高濃度拡散領域同士を電極を
介して互いに接続する工程とを有することを特徴として
いる。
According to a seventeenth aspect of the present invention, a set of three openings arranged on a semiconductor and divided by two equal-width bridge portions is one set of opening groups, and m sets of the opening groups are provided. A step of providing a melting point insulating protective film and ion implantation of impurities into the semiconductor through the central opening of each of the m sets of openings to form a first high-concentration diffusion region of P type or N type.
A step of individually forming and ion-implanting impurities into the semiconductor through the openings at both ends of each of the m sets of openings,
A step of forming 2m second P-type or N-type second high-concentration diffusion regions opposite to the high-concentration diffusion regions, and connecting the m first high-concentration diffusion regions to each other through electrodes. The method is characterized by including a step and a step of connecting the 2m second high-concentration diffusion regions to each other through an electrode.

【0043】この製造方法によれば、第1高濃度拡散領
域と第2高濃度拡散領域の間に形成される2m本の並列
接続されたPN接合領域の幅を、全て設計どおりに等し
く形成することができる。これにより、並列接続されて
いるPN接合のどれか1本にサージ電流が偏ることがな
く、大きなサージ電流に対しても必要なサージ耐量をも
ったダイオードを製造することができる。また、PN接
合領域には高融点絶縁保護膜が隣接して配置されるた
め、一度大きなサージ電流が流れても高融点絶縁保護膜
の絶縁作用が劣化することがなく、繰り返し使用が可能
なダイオードを製造することができる。
According to this manufacturing method, the widths of the 2m parallel-connected PN junction regions formed between the first high concentration diffusion region and the second high concentration diffusion region are all made equal as designed. be able to. As a result, the surge current is not biased to any one of the PN junctions connected in parallel, and it is possible to manufacture a diode having a necessary surge withstand capability even for a large surge current. Further, since the high melting point insulating protective film is arranged adjacent to the PN junction region, the insulating action of the high melting point insulating protective film does not deteriorate even if a large surge current flows once, and the diode can be used repeatedly. Can be manufactured.

【0044】請求項18に記載の発明は、半導体上に配
置され、n本の等幅ブリッジ部で分割される(n+1)
個の開口部を備える高融点絶縁保護膜を設ける工程と、
前記(n+1)個の開口部のうち、1つおきに位置する
開口部からなる第1の開口群の各々の開口部を介して半
導体中に不純物をイオン注入して、P型またはN型から
なる第1高濃度拡散領域を複数個形成する工程と、前記
第1の開口群の各々の開口部に隣接する、1つおきに位
置する開口部からなる第2の開口群の各々の開口部を介
して半導体中に不純物をイオン注入して、第1高濃度拡
散領域とは逆型の、P型またはN型からなる第2高濃度
拡散領域を複数個形成する工程と、前記複数個の第1高
濃度拡散領域同士を電極を介して互いに接続する工程
と、前記複数個の第2高濃度拡散領域同士を電極を介し
て互いに接続する工程とを有することを特徴としてい
る。
The invention described in claim 18 is arranged on a semiconductor and divided by n equal-width bridge portions (n + 1).
A step of providing a high melting point insulating protective film having individual openings,
Impurities are ion-implanted into the semiconductor through each opening of the first opening group consisting of the openings located at every other opening out of the (n + 1) openings, Forming a plurality of the first high-concentration diffusion regions, and each opening of the second opening group, which is adjacent to each of the openings of the first opening group and is formed of every other opening. Forming a plurality of second high-concentration diffusion regions of P-type or N-type opposite to the first high-concentration diffusion region by ion implantation of impurities into the semiconductor via The method is characterized by including a step of connecting the first high-concentration diffusion regions to each other via electrodes and a step of connecting the plurality of second high-concentration diffusion regions to each other via electrodes.

【0045】この製造方法によれば、隣り合って交互に
配置された第1高濃度拡散領域と第2高濃度拡散領域で
形成されるPN接合領域の幅を、全て設計どおりに等し
く形成することができる。これにより、並列接続されて
いるPN接合のどれか1個にサージ電流が偏ることがな
く、大きなサージ電流に対しても必要なサージ耐量をも
った小型のダイオードを製造することができる。また、
PN接合領域には高融点絶縁保護膜が隣接して配置され
るため、一度大きなサージ電流が流れても高融点絶縁保
護膜の絶縁作用が劣化することがなく、繰り返し使用が
可能なダイオードを製造することができる。
According to this manufacturing method, the widths of the PN junction regions formed by the first high-concentration diffusion regions and the second high-concentration diffusion regions that are alternately arranged adjacent to each other are all formed as designed. You can As a result, the surge current is not biased to any one of the PN junctions connected in parallel, and it is possible to manufacture a small-sized diode having a necessary surge withstanding capability even for a large surge current. Also,
Since the high melting point insulating protective film is placed adjacent to the PN junction region, the insulation function of the high melting point insulating protective film does not deteriorate even if a large surge current flows once, and a diode that can be used repeatedly is manufactured. can do.

【0046】請求項19に記載の発明は、前記高融点絶
縁保護膜が、LOCOS酸化膜、酸化シリコン膜、窒化
シリコン膜のいずれか1つの膜、もしくはそれらの積層
膜よりなることを特徴としている。これによれば、これ
らの高融点絶縁保護膜が基板となるSi(融点1420
℃)よりも高い融点を持つため、大きなサージ電流が流
れてPN接合部が発熱しても、基板のSiより先に溶け
出すことがない。このため、サージ耐量の高いダイオー
ドを製造することができる。
According to the nineteenth aspect of the present invention, the refractory insulating protective film is formed of any one film of a LOCOS oxide film, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a laminated film thereof. . According to this, Si (melting point 1420) on which these high melting point insulating protective films serve as a substrate
Since it has a melting point higher than (.degree. C.), even if a large surge current flows and the PN junction section generates heat, it does not melt before Si of the substrate. Therefore, it is possible to manufacture a diode having a high surge resistance.

【0047】[0047]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
に基づいて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0048】(第1の実施形態)図1に、第1の実施形
態におけるPN接合ダイオードを示す。図1(a)は本
実施形態におけるPN接合ダイオードの平面図であり、
図1(b)は、図1(a)におけるA−A’線に沿った
拡大断面図である。尚、図14に示した従来のPN接合
ダイオードと同様の部分については同一の符号をつけ、
その説明を省略する。
(First Embodiment) FIG. 1 shows a PN junction diode according to the first embodiment. FIG. 1A is a plan view of the PN junction diode according to the present embodiment,
FIG. 1B is an enlarged cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. Incidentally, the same parts as those of the conventional PN junction diode shown in FIG.
The description is omitted.

【0049】図1に示すPN接合ダイオードにおいて
も、図14に示した従来のPN接合ダイオードと同様
に、低濃度N型シリコン(半導体)基板1にベースとな
るP型高濃度拡散領域2が配置され、そのベースの両側
にエミッタとなるN型高濃度拡散領域3a,3bが配置
されている。低濃度N型シリコン(半導体)基板1の不
純物はリン(P)で、濃度は約1×1015cm-3であ
る。また、図1(a)の平面図において各高濃度拡散領
域2,3a,3bは約10μm×500μmの矩形状で
ある。ベースとエミッタの間の半導体部分がPN接合領
域4a,4bとなってPN接合ダイオードが構成される
点も、従来と同様である。
In the PN junction diode shown in FIG. 1 as well, as in the conventional PN junction diode shown in FIG. 14, a P type high concentration diffusion region 2 serving as a base is arranged on a low concentration N type silicon (semiconductor) substrate 1. The N-type high-concentration diffusion regions 3a and 3b serving as emitters are arranged on both sides of the base. The impurity of the low-concentration N-type silicon (semiconductor) substrate 1 is phosphorus (P), and the concentration is about 1 × 10 15 cm −3 . Further, in the plan view of FIG. 1A, each of the high-concentration diffusion regions 2, 3a, 3b has a rectangular shape of about 10 μm × 500 μm. The semiconductor portion between the base and the emitter serves as the PN junction regions 4a and 4b to form a PN junction diode, which is also similar to the conventional case.

【0050】一方、図1に示す本実施形態のPN接合ダ
イオードにおいては、図14に示す従来のPN接合ダイ
オードと異なり、PN接合領域4a,4bが高融点絶縁
保護膜であるLOCOS酸化膜のブリッジ部500a,
500bの下に配置されている。また、ブリッジ部50
0a,500bの幅L1a,L1bは等しく形成され、その
下に配置されたPN接合領域4a,4bの幅Lca,Lcb
も等しく形成されている。図1(a)の平面図におい
て、3個のLOCOS開口部50は、実線で示されてい
る。図1に示すLOCOS酸化膜のブリッジ部の幅
la,Llbは、通常L la=Llb=3μm程度に設定す
る。
On the other hand, the PN junction device of this embodiment shown in FIG.
In iodine, the conventional PN junction die shown in FIG.
Unlike ode, PN junction regions 4a and 4b have high melting point insulation
A bridge portion 500a of a LOCOS oxide film which is a protective film,
It is located below 500b. Also, the bridge section 50
Width L of 0a and 500b1a, L1bAre formed equally and their
The width L of the PN junction regions 4a and 4b arranged belowca, Lcb
Are also formed equally. The plan view of Figure 1 (a)
The three LOCOS openings 50 are shown in solid lines.
It Width of bridge part of LOCOS oxide film shown in FIG.
Lla, LlbIs usually L la= Llb= Set to about 3 μm
It

【0051】また、P型高濃度拡散領域2とN型高濃度
拡散領域3a,3bには、それぞれ、図1(b)に示す
ように、BPSGからなる下層の層間絶縁膜5の開口部
を介して、Alからなる下層電極7a,7bが接続され
るが、各々の下層電極7a,7bは、それぞれTEOS
からなる上層の層間絶縁膜8の開口部を介して、Alか
らなる上層電極9a,9bに接続される。
Further, in the P-type high-concentration diffusion region 2 and the N-type high-concentration diffusion regions 3a and 3b, as shown in FIG. 1B, the openings of the lower interlayer insulating film 5 made of BPSG are formed. The lower layer electrodes 7a and 7b made of Al are connected to each other via the lower layer electrodes 7a and 7b.
Is connected to upper layer electrodes 9a and 9b made of Al through an opening of an upper interlayer insulating film 8 made of.

【0052】図1(a)の平面図において、下層電極7
a,7bと上層電極9a,9bは、それぞれ実線で示さ
れている。また、各高濃度拡散領域と各下層電極のコン
タクト領域71,72,73、および下層電極と上層電
極のコンタクト領域91,92,93は、それぞれ点線
で示されている。各高濃度拡散領域と各下層電極のコン
タクト領域71,72,73は、LOCOS開口部50
との間隔(Lx,Ly)が、全周に渡って等しくなるよう
に(Lx=Ly)配置されている。
In the plan view of FIG. 1A, the lower layer electrode 7
a and 7b and upper layer electrodes 9a and 9b are shown by solid lines, respectively. Further, the contact regions 71, 72, 73 of the high-concentration diffusion regions and the lower-layer electrodes, and the contact regions 91, 92, 93 of the lower-layer electrodes and the upper-layer electrodes are respectively indicated by dotted lines. The contact regions 71, 72, 73 of the high-concentration diffusion regions and the lower-layer electrodes are formed in the LOCOS openings 50.
Are arranged so that the distances (L x , L y ) between and are equal over the entire circumference (L x = L y ).

【0053】図1(a)に示すように、P型の高濃度拡
散領域2に対応する下層電極7aはベースの上層電極9
aに接続されており、N型の高濃度拡散領域3a,3b
に対応する下層電極7bは、エミッタの上層電極9bに
接続されている。また、ダイオード全体はSiNからな
る保護膜10によって被覆され、保護膜10の開口部に
形成された図1(a)に実線で示すパッド90a,90
bを介して、外部に接続される。
As shown in FIG. 1A, the lower layer electrode 7a corresponding to the P type high concentration diffusion region 2 is the upper layer electrode 9 of the base.
N-type high-concentration diffusion regions 3a and 3b connected to a
The lower layer electrode 7b corresponding to is connected to the upper layer electrode 9b of the emitter. The entire diode is covered with a protective film 10 made of SiN, and pads 90a, 90 shown by solid lines in FIG. 1A are formed in the openings of the protective film 10.
It is connected to the outside through b.

【0054】尚、上層電極9a,9bは矩形形状で電極
幅Lea,Lebが等しく設定されており(Lea=Leb)、
3個並んだLOCOS開口部50を横断して、LOCO
S開口部50を等しく2分するように配置されている。
また、パッド90a,90bは、3個並んだLOCOS
開口部50の一方の端の開口部の外側に、並んで配置さ
れている。
The upper-layer electrodes 9a and 9b have a rectangular shape and the electrode widths L ea and L eb are set to be equal (L ea = L eb ).
Cross the three LOCOS openings 50,
The S openings 50 are arranged so as to equally divide them into two.
In addition, the pads 90a and 90b are three LOCOSs arranged side by side.
The openings 50 are arranged side by side outside the opening at one end of the opening 50.

【0055】次に、図1に示したPN接合ダイオードの
製造方法を、図2に従って説明する。図2は、図1
(a)におけるA−A’線に沿った拡大断面を、製造工
程順に示したものである。また、図2に示すPN接合ダ
イオードの製造は、同じ基板の別位置に形成されるCM
OS半導体装置の製造と同時に行なわれるので、図3に
示したCMOS半導体装置の製造工程を参照しながら、
図2のPN接合ダイオードの製造工程を説明する。
Next, a method for manufacturing the PN junction diode shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. 2 is shown in FIG.
The enlarged cross section along the line AA ′ in (a) is shown in the order of manufacturing steps. Further, the PN junction diode shown in FIG. 2 is manufactured by using a CM formed on another position of the same substrate.
Since it is performed at the same time as the manufacturing of the OS semiconductor device, referring to the manufacturing process of the CMOS semiconductor device shown in FIG.
The manufacturing process of the PN junction diode of FIG. 2 will be described.

【0056】最初に、図2(a)に示す低濃度N型シリ
コン(半導体)基板1を用意する。低濃度N型シリコン
(半導体)基板1は、不純物としてリン(P)を含有し
ており、その濃度は1×1015cm-3程度である。一
方、図3(a)に示すように、CMOS形成位置では、
最初に、NチャンネルMOS部に1×1013cm-2の条
件でボロン(B)をイオン注入して、P型ウェル領域2
01を形成しておく。また、同様にして、Pチャンネル
MOS部に1×1013cm-2の条件でリン(P)をイオ
ン注入して、N型ウェル領域301を形成しておく。
First, a low concentration N-type silicon (semiconductor) substrate 1 shown in FIG. 2A is prepared. The low-concentration N-type silicon (semiconductor) substrate 1 contains phosphorus (P) as an impurity, and its concentration is about 1 × 10 15 cm −3 . On the other hand, as shown in FIG. 3A, at the CMOS formation position,
First, boron (B) is ion-implanted into the N-channel MOS portion under the condition of 1 × 10 13 cm −2 to form the P-type well region 2
01 is formed. Further, similarly, phosphorus (P) is ion-implanted into the P-channel MOS portion under the condition of 1 × 10 13 cm −2 to form the N-type well region 301.

【0057】次に、図2(b)と図3(b)に示すよう
に、高融点絶縁保護膜となる所定の開口部を有するLO
COS酸化膜500,500a,500bを形成する。
LOCOS酸化膜500,500a,500bの形成
は、通常用いられている以下の手順で行なう。最初に、
低濃度N型シリコン(半導体)基板1上の全面に熱酸化
時のマスクとなるSiN膜を積層し、所定の開口部を形
成したレジストをマスクにしてSiN膜をエッチング
し、LOCOS形成部に対応する部分を開口させる。つ
いで、SiN膜の開口部に露出したシリコン表面を熱酸
化させてLOCOS酸化膜を形成し、最後にSiN膜を
除去する。LOCOS酸化膜の厚さは、約0.6μmで
ある。図3(b)に示すように、CMOS形成位置では
LOCOS酸化膜500を形成した後、さらに酸化シリ
コン膜からなるゲート酸化膜601とポリシリコン膜か
らなるゲート電極602を、通常用いられる方法で形成
する。
Next, as shown in FIGS. 2 (b) and 3 (b), the LO having a predetermined opening serving as a high melting point insulating protective film is formed.
COS oxide films 500, 500a and 500b are formed.
The LOCOS oxide films 500, 500a and 500b are formed by the following procedure which is usually used. At first,
A SiN film serving as a mask at the time of thermal oxidation is laminated on the entire surface of the low-concentration N-type silicon (semiconductor) substrate 1, and the SiN film is etched by using a resist having a predetermined opening as a mask to correspond to a LOCOS forming portion. Open the part to be opened. Then, the silicon surface exposed in the opening of the SiN film is thermally oxidized to form a LOCOS oxide film, and finally the SiN film is removed. The LOCOS oxide film has a thickness of about 0.6 μm. As shown in FIG. 3B, after the LOCOS oxide film 500 is formed at the CMOS formation position, a gate oxide film 601 made of a silicon oxide film and a gate electrode 602 made of a polysilicon film are further formed by a commonly used method. To do.

【0058】次に、図2(c)に示すように、エミッタ
に対応したLOCOS酸化膜の開口部を第1のレジスト
102により覆った後、LOCOS酸化膜を実質的なマ
スクとして、ベースに対応した開口部から2×1014
-2の条件でボロン(B)をイオン注入する。その後、
1000℃以上で数時間熱処理して、ベースとなるP型
高濃度拡散領域2を形成する。P型高濃度拡散領域2の
拡散深さは、約3μmである。これと同時に、図3
(c)に示すように、CMOS形成位置ではPチャンネ
ルに対応したP型高濃度拡散領域21,22を形成す
る。
Next, as shown in FIG. 2C, after covering the opening of the LOCOS oxide film corresponding to the emitter with the first resist 102, the LOCOS oxide film is used as a substantial mask to correspond to the base. 2 × 10 14 c from the opening
Boron (B) is ion-implanted under the condition of m −2 . afterwards,
A heat treatment is performed at 1000 ° C. or higher for several hours to form a P-type high concentration diffusion region 2 serving as a base. The diffusion depth of the P-type high concentration diffusion region 2 is about 3 μm. At the same time, as shown in FIG.
As shown in (c), P-type high-concentration diffusion regions 21 and 22 corresponding to P-channels are formed at the CMOS formation positions.

【0059】次に、図2(d)に示すように、第1のレ
ジスト102を除去した後、ベースに対応したLOCO
S酸化膜の開口部を第2のレジスト103によりにより
覆った後、LOCOS酸化膜を実質的なマスクとして、
エミッタに対応した開口部から4×1016cm-2の条件
でリン(P)をイオン注入する。その後、1000℃以
上で1時間程度熱処理して、エミッタとなるN型高濃度
拡散領域3a,3bをベースとなるP型高濃度拡散領域
2の両側に形成する。N型高濃度拡散領域3a,3bの
拡散深さは、約2μmである。これにより、P型高濃度
拡散領域2とN型高濃度拡散領域3a,3bの間の半導
体部分が、PN接合領域4a,4bとなる。これと同時
に、図3(d)に示すように、CMOS形成位置ではN
チャンネルに対応したN型高濃度拡散領域31,32を
形成する。
Next, as shown in FIG. 2D, after removing the first resist 102, the LOCO corresponding to the base is removed.
After covering the opening of the S oxide film with the second resist 103, the LOCOS oxide film is used as a substantial mask.
Phosphorus (P) is ion-implanted from the opening corresponding to the emitter under the condition of 4 × 10 16 cm −2 . Then, heat treatment is performed at 1000 ° C. or higher for about 1 hour to form the N-type high-concentration diffusion regions 3a and 3b serving as emitters on both sides of the P-type high-concentration diffusion region 2 serving as a base. The diffusion depth of the N-type high concentration diffusion regions 3a and 3b is about 2 μm. As a result, the semiconductor portion between the P-type high-concentration diffusion region 2 and the N-type high-concentration diffusion regions 3a and 3b becomes the PN junction regions 4a and 4b. At the same time, as shown in FIG. 3D, at the CMOS formation position, N
N-type high concentration diffusion regions 31 and 32 corresponding to the channels are formed.

【0060】次に、図2(e)に示すように、第2のレ
ジスト103を除去した後、下層の層間絶縁膜5として
BPSG膜を全面に積層し、P型高濃度拡散領域2とN
型高濃度拡散領域3a,3bに接続するための開口部6
1,62,63を形成する。BPSG膜の厚さは、約
0.6μmである。
Next, as shown in FIG. 2E, after removing the second resist 103, a BPSG film is laminated as the lower interlayer insulating film 5 on the entire surface, and the P-type high concentration diffusion region 2 and the N-type high concentration diffusion region 2 are formed.
Opening 6 for connecting to the high-concentration diffusion regions 3a and 3b
1, 62, 63 are formed. The thickness of the BPSG film is about 0.6 μm.

【0061】次に、図2(f)に示すように、Al膜を
全面に約1μmの厚さで積層した後、所定形状にパター
ニングして、下層電極7a,7bを形成する。
Next, as shown in FIG. 2F, an Al film is laminated on the entire surface to a thickness of about 1 μm, and then patterned into a predetermined shape to form lower layer electrodes 7a and 7b.

【0062】図3(e)に示すCMOS形成位置におい
ても、図2(e)と図2(f)の工程により、BPSG
膜からなる下層の層間絶縁膜5とAlからなる下層電極
7を形成する。
Also in the CMOS formation position shown in FIG. 3E, the BPSG is performed by the steps of FIG. 2E and FIG.
A lower interlayer insulating film 5 made of a film and a lower electrode 7 made of Al are formed.

【0063】次に、図2(g)に示すように、上層の層
間絶縁膜8としてのTEOS膜を積層した後、各々の下
層電極7a,7bに対応した開口部を形成し、全面にA
l膜を積層する。その後、Al膜を所定形状にパターニ
ングして、上層電極9a,9bを形成する。最後に、全
面に保護膜10としてのSiN膜を積層した後、外部に
接続するためのパッド用開口部を形成して、図1に示し
たPN接合ダイオードが完成する。尚、図3に示すCM
OS形成位置においては、図3(e)に示す工程以降、
図2(g)と同様の工程を経て、CMOS半導体装置が
完成される(図は省略)。
Next, as shown in FIG. 2G, after a TEOS film as an upper interlayer insulating film 8 is laminated, openings corresponding to the lower layer electrodes 7a and 7b are formed, and A is formed on the entire surface.
1 film is laminated. Then, the Al film is patterned into a predetermined shape to form upper layer electrodes 9a and 9b. Finally, after depositing a SiN film as the protective film 10 on the entire surface, a pad opening for connecting to the outside is formed, and the PN junction diode shown in FIG. 1 is completed. The CM shown in FIG.
At the OS formation position, after the step shown in FIG.
A CMOS semiconductor device is completed (illustration is omitted) through the same steps as those in FIG.

【0064】以上の図2に示した製造方法によれば、ベ
ースであるP型高濃度拡散領域2とエミッタであるN型
高濃度拡散領域3a,3bが、同じLOCOSをマスク
にしてイオン注入される。このように、図2の工程では
マスクのアライメント操作がないため、図15の従来の
工程で起こり得るマスクのアライメントずれは存在しな
い。従って、LOCOSの左右ブリッジ部500a,5
00bの幅L1a,L1bを同じに設定しておけば、不純物
拡散後の左右のPN接合領域の幅Lca,Lcbも同じにな
る。これによって、左右のPN接合領域4a,4bの耐
圧も均一になる。また、左右のPN接合領域4a,4b
は融点の高いLOCOS酸化膜下に形成されることにな
るので、サージ印加時に起きるPN接合領域4a,4b
の温度上昇にも耐えることができる。
According to the manufacturing method shown in FIG. 2, the P-type high-concentration diffusion region 2 as the base and the N-type high-concentration diffusion regions 3a and 3b as the emitters are ion-implanted using the same LOCOS as a mask. It As described above, since there is no mask alignment operation in the process of FIG. 2, there is no mask misalignment that may occur in the conventional process of FIG. Therefore, the left and right bridge portions 500a, 5 of the LOCOS
If the widths L 1a and L 1b of 00b are set to be the same, the widths L ca and L cb of the left and right PN junction regions after impurity diffusion are also the same. As a result, the breakdown voltages of the left and right PN junction regions 4a and 4b also become uniform. Also, the left and right PN junction regions 4a and 4b
Is formed under the LOCOS oxide film having a high melting point, so that the PN junction regions 4a and 4b that occur at the time of applying a surge are formed.
It can withstand the temperature rise.

【0065】(第2の実施形態)第1の実施形態では、
PN接合領域を覆う等幅のブリッジ部を持つLOCOS
酸化膜を基礎として、ベースとなるP型高濃度拡散領域
の両側にエミッタとなるN型高濃度拡散領域が配置され
たPN接合ダイオードの構造、およびその製造方法を示
した。半導体装置の入出力保護素子としてのPN接合ダ
イオードでは、大きなサージ電流に対応するために、通
常は図1に示すPN接合ダイオードが数10個並列接続
される。第2の実施形態では、前記第1の実施形態のP
N接合ダイオードが複数個並列接続された構造を持つP
N接合ダイオードに関する。以下、第1の実施形態のP
N接合ダイオードが3個並列配置されたPN接合ダイオ
ードを一例として、本実施形態について図に基づいて説
明する。
(Second Embodiment) In the first embodiment,
LOCOS with a bridge of equal width covering the PN junction region
The structure of a PN junction diode in which an N-type high-concentration diffusion region serving as an emitter is arranged on both sides of a P-type high-concentration diffusion region serving as a base on the basis of an oxide film, and a manufacturing method thereof are shown. In a PN junction diode as an input / output protection element of a semiconductor device, several tens of PN junction diodes shown in FIG. 1 are usually connected in parallel in order to cope with a large surge current. In the second embodiment, P of the first embodiment is used.
P having a structure in which a plurality of N-junction diodes are connected in parallel
It relates to an N-junction diode. Hereinafter, P of the first embodiment
This embodiment will be described with reference to the drawings by taking a PN junction diode in which three N junction diodes are arranged in parallel as an example.

【0066】図4は、本実施形態におけるPN接合ダイ
オードの平面図である。第1の実施形態と同様の部分に
ついては、同一の符号をつけ、その説明を省略する。
FIG. 4 is a plan view of the PN junction diode according to this embodiment. The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0067】図4に示すように、第2の実施形態では、
3個のP型高濃度拡散領域21,22,23の各々を中
心として、その両側に各々2個のN型高濃度拡散領域3
1a,31b,32a,32b,33a,33bが配置
されており、図中のLOCOS酸化膜のブリッジ部50
1a,501b,502a,502b,503a,50
3bの幅L1a,L1b,L2a,L2b,L3a,L3bは、全て
等しく設定されている。また、3個のP型高濃度拡散領
域21,22,23同士は上層電極9aによって接続さ
れており、6個のN型高濃度拡散領域31a,31b,
32a,32b,33a,33b同士は上層電極9bに
よって接続されている。本実施形態の図4に示すPN接
合ダイオードは、第1実施形態の図2に示した製造方法
によって、同じように製造することができる。
As shown in FIG. 4, in the second embodiment,
Each of the three P-type high-concentration diffusion regions 21, 22, and 23 is centered, and two N-type high-concentration diffusion regions 3 are provided on each side of the center.
1a, 31b, 32a, 32b, 33a, 33b are arranged, and the bridge portion 50 of the LOCOS oxide film in the figure is arranged.
1a, 501b, 502a, 502b, 503a, 50
The widths L 1a , L 1b , L 2a , L 2b , L 3a and L 3b of 3b are all set to be equal. Further, the three P-type high-concentration diffusion regions 21, 22, 23 are connected to each other by the upper layer electrode 9a, and the six N-type high-concentration diffusion regions 31a, 31b,
32a, 32b, 33a and 33b are connected to each other by the upper layer electrode 9b. The PN junction diode of this embodiment shown in FIG. 4 can be similarly manufactured by the manufacturing method shown in FIG. 2 of the first embodiment.

【0068】本実施形態においても、高融点絶縁保護膜
であるLOCOS酸化膜において、PN接合領域を覆う
6本のブリッジ部の幅L1a,L1b,L2a,L2b,L3a
3bが等しく設定されているので、同じLOCOS酸化
膜をマスクにしてイオン注入により形成された6本のP
N接合領域の幅も、全てに渡って等しくなる。これによ
って、6本のPN接合領域の耐圧も全てに渡って等しく
なり、このような耐圧の等しいPN接合領域を6個並列
接続した図4のPN接合ダイオードは、図1に示したP
N接合ダイオードに比べて、サージ電流に対して3倍の
許容量を確保することができる。
Also in the present embodiment, in the LOCOS oxide film which is the high melting point insulating protective film, the widths L 1a , L 1b , L 2a , L 2b , L 3a , of the six bridge portions covering the PN junction region,
Since L 3b is set to be equal, 6 Ps formed by ion implantation using the same LOCOS oxide film as a mask
The width of the N-junction region is also the same throughout. As a result, the breakdown voltages of the six PN junction regions become equal over all, and the PN junction diode of FIG. 4 in which six PN junction regions having the same breakdown voltage are connected in parallel is the same as the P diode shown in FIG.
As compared with the N-junction diode, it is possible to secure a tolerable amount three times as large as the surge current.

【0069】図4に例示したPN接合ダイオードでは、
6本のPN接合領域を並列接続した。半導体装置の入出
力保護素子としてのPN接合ダイオードでは、サージ電
流に対する必要な許容量を確保するために、通常は図4
に示したPN接合領域が数10本並列接続される。この
ように、PN接合領域を覆うLOCOS酸化膜のブリッ
ジ部の本数を増大した場合においても、等幅に形成され
たブリッジ部をもとにしてPN接合領域の幅が全てに渡
って等しく形成でき、ブリッジ部の本数に比例してサー
ジ電流に対する許容量を増大することができる。
In the PN junction diode illustrated in FIG. 4,
Six PN junction regions were connected in parallel. A PN junction diode as an input / output protection element for a semiconductor device is normally designed to ensure a necessary allowable amount of surge current.
Several ten PN junction regions shown in are connected in parallel. As described above, even when the number of bridge portions of the LOCOS oxide film covering the PN junction region is increased, the width of the PN junction region can be formed to be equal over all the bridge portions having the same width. The allowable amount for surge current can be increased in proportion to the number of bridge portions.

【0070】(第3の実施形態)第2の実施形態では、
PN接合領域を覆う等幅のブリッジ部を持つLOCOS
酸化膜を基礎として、ベースとなるP型高濃度拡散領域
の両側にエミッタとなるN型高濃度拡散領域が配置され
たPN接合ダイオードが3個並列配置された構造を持つ
PN接合ダイオードを示した。第3の実施形態は、ベー
スとなる複数個のP型高濃度拡散領域とエミッタとなる
複数個のN型高濃度拡散領域が交互に配置された構造を
持つPN接合ダイオードに関する。以下、ベースとなる
4個のP型高濃度拡散領域とエミッタとなる5個のN型
高濃度拡散領域が交互に配置され、8本のPN接合領域
を形成したPN接合ダイオードを一例として、本実施形
態について図に基づいて説明する。
(Third Embodiment) In the second embodiment,
LOCOS with a bridge of equal width covering the PN junction region
A PN junction diode having a structure in which three PN junction diodes in which N-type high-concentration diffusion regions serving as emitters are arranged on both sides of a P-type high-concentration diffusion region serving as a base are arranged in parallel based on an oxide film is shown. . The third embodiment relates to a PN junction diode having a structure in which a plurality of P-type high-concentration diffusion regions serving as a base and a plurality of N-type high-concentration diffusion regions serving as an emitter are alternately arranged. In the following, as an example, a PN junction diode in which four P-type high-concentration diffusion regions serving as bases and five N-type high-concentration diffusion regions serving as emitters are alternately arranged to form eight PN junction regions will be described. An embodiment will be described with reference to the drawings.

【0071】図5は、本実施形態におけるPN接合ダイ
オードの平面図である。第1の実施形態と同様の部分に
ついては同一の符号をつけ、その説明を省略する。
FIG. 5 is a plan view of the PN junction diode according to this embodiment. The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0072】図5に示すように、第3の実施形態では、
4個のP型高濃度拡散領域21,22,23,24と5
個のN型高濃度拡散領域31,32,33,34,35
が交互に配置されており、図中のLOCOS酸化膜のブ
リッジ部501,502,503,504,505,5
06,507,508の幅L1,L2,L3,L4,L5
6,L7,L8は、全て等しく設定されている。また、
4個のP型高濃度拡散領域21,22,23,24同士
は上層電極9aによって接続されており、5個のN型高
濃度拡散領域31,32,33,34,35同士は上層
電極9bによって接続されている。本実施形態の図5に
示すPN接合ダイオードは、第1実施形態の図2に示し
た製造方法によって、同じように製造することができ
る。
As shown in FIG. 5, in the third embodiment,
Four P-type high concentration diffusion regions 21, 22, 23, 24 and 5
N-type high-concentration diffusion regions 31, 32, 33, 34, 35
Are alternately arranged, and bridge portions 501, 502, 503, 504, 505, 5 of the LOCOS oxide film in the figure are arranged.
Widths L 1 , L 2 , L 3 , L 4 , L 5 , of 06, 507, 508,
L 6 , L 7 , and L 8 are all set to be equal. Also,
The four P-type high-concentration diffusion regions 21, 22, 23, and 24 are connected to each other by the upper-layer electrode 9a, and the five N-type high-concentration diffusion regions 31, 32, 33, 34, and 35 are connected to the upper-layer electrode 9b. Connected by. The PN junction diode of this embodiment shown in FIG. 5 can be manufactured in the same manner by the manufacturing method shown in FIG. 2 of the first embodiment.

【0073】本実施形態においても、PN接合領域を覆
うブリッジ部が等幅に設定された高融点絶縁保護膜であ
るLOCOS酸化膜を基礎としているので、PN接合領
域の幅も全てのPN接合に渡って等しくなり、その結
果、全てのPN接合領域の耐圧が等しくなる点は第2実
施形態と同様である。一方、第2実施形態の図4のPN
接合ダイオードにおいてはPN接合領域が6本形成され
ているが、同じ占有面積であるにもかかわらず、本実施
形態の図5のPN接合ダイオードにおいては、PN接合
領域が8本形成されている。従って、図5のPN接合ダ
イオードは図4のPN接合ダイオードに比べ、4/3倍
のサージ電流に対する許容量を持っている。逆に言え
ば、同じサージ電流許容量であれば、図5のPN接合ダ
イオードは図4のPN接合ダイオードに比べ、ダイオー
ド占有面積を3/4に縮小することができる。
Also in the present embodiment, since the bridge portion covering the PN junction region is based on the LOCOS oxide film which is a high melting point insulating protective film having an equal width, the width of the PN junction region also covers all PN junctions. It is the same as that of the second embodiment in that the breakdown voltages are the same over the entire area, and as a result, the breakdown voltages of all the PN junction regions are the same. On the other hand, the PN of FIG. 4 of the second embodiment.
Although six PN junction regions are formed in the junction diode, eight PN junction regions are formed in the PN junction diode of this embodiment shown in FIG. 5 despite having the same occupied area. Therefore, the PN junction diode shown in FIG. 5 has an allowable amount of surge current that is 4/3 times that of the PN junction diode shown in FIG. Conversely, if the surge current tolerance is the same, the PN junction diode of FIG. 5 can reduce the diode occupation area to 3/4 as compared with the PN junction diode of FIG.

【0074】図5に例示したPN接合ダイオードでは、
8本のPN接合領域を並列接続した。サージ電流に対す
る必要な許容量を確保するために、図5に示したPN接
合領域を数10本並列接続した場合においても、LOC
OS酸化膜のブリッジ部の本数に比例してサージ電流に
対する許容量を増大させることができる点は、第2実施
形態と同様である。
In the PN junction diode illustrated in FIG. 5,
Eight PN junction regions were connected in parallel. In order to secure a necessary allowable amount of surge current, even when several PN junction regions shown in FIG. 5 are connected in parallel, the LOC
As in the second embodiment, the allowable amount for the surge current can be increased in proportion to the number of bridge portions of the OS oxide film.

【0075】(第4の実施形態)第1〜3の実施形態で
は、ベースとなるP型高濃度拡散領域とエミッタとなる
N型高濃度拡散領域が、全て同じ大きさで矩形状である
PN接合ダイオードであった。第4の実施形態は、P型
高濃度拡散領域とN型高濃度拡散領域が、矩形状ではあ
るが、大きさが異なる構造を持つPN接合ダイオードに
関する。以下、本実施形態について図に基づいて説明す
る。
(Fourth Embodiment) In the first to third embodiments, the P-type high-concentration diffusion region serving as the base and the N-type high-concentration diffusion region serving as the emitter are all the same size and are rectangular. It was a junction diode. The fourth embodiment relates to a PN junction diode having a structure in which the P-type high-concentration diffusion region and the N-type high-concentration diffusion region are rectangular but have different sizes. Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the drawings.

【0076】図6は、本実施形態におけるPN接合ダイ
オードの平面図である。第3の実施形態と同様の部分に
ついては同一の符号をつけ、その説明を省略する。
FIG. 6 is a plan view of the PN junction diode according to this embodiment. The same parts as those in the third embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0077】図6に示すように、本実施形態においても
P型高濃度拡散領域21,22,23,24とN型高濃
度拡散領域31,32,33,34,35が交互に配置
され、LOCOS酸化膜のブリッジ部501,502,
503,504,505,506,507,508の幅
1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8が全て等しく
設定されている点は、第3実施形態の図5のPN接合ダ
イオードと同様である。一方、P型高濃度拡散領域に対
応する4個のLOCOS開口部52,54,56,58
の長さLPとN型高濃度拡散領域に対応する5個のLO
COS開口部51,53,55,57,59の長さLN
を異なった値にしている点で、図5のPN接合ダイオー
ドと異なっている。
As shown in FIG. 6, also in this embodiment, the P-type high-concentration diffusion regions 21, 22, 23, 24 and the N-type high-concentration diffusion regions 31, 32, 33, 34, 35 are alternately arranged. LOCOS oxide film bridge portions 501, 502,
The third embodiment is that the widths L 1 , L 2 , L 3 , L 4 , L 5 , L 6 , L 7 , and L 8 of 503, 504, 505, 506, 507, and 508 are all set to be equal. 5 is similar to the PN junction diode of FIG. On the other hand, four LOCOS openings 52, 54, 56, 58 corresponding to the P-type high-concentration diffusion region
Length L P and 5 LO corresponding to the N-type high-concentration diffusion region
Length L N of COS openings 51, 53, 55, 57, 59
Is different from the PN junction diode of FIG.

【0078】同じ大きさの矩形状のP型高濃度拡散領域
とN型高濃度拡散領域が図5のように並んで配置される
と、隣り合ったのP型高濃度拡散領域とN型高濃度拡散
領域の角部同士では、隣り合った辺の中央部同士よりも
電界が集中する。このため、許容量を越えた大きなサー
ジ電流が発生すると、図5に示すPN接合ダイオードで
は、角部が破壊され易い。一方、本実施形態の図6に示
すPN接合ダイオードにおいては、隣り合って配置され
るP型高濃度拡散領域とN型高濃度拡散領域の各々に対
応したLOCOS開口部の長さLp,LNを異にして、角
部同士の距離をブリッジ部の幅L1=L2=L3=L4=L
5=L6=L7=L8より長くしている。従って、隣り合っ
て配置されるP型高濃度拡散領域とN型高濃度拡散領域
の角部同士での電流経路の抵抗は、PN接合領域の幅で
の電流経路の抵抗より大きい。このようにして角部同士
の電界集中を緩和し、サージ電流の角部での集中を回避
することで、角部での破壊を低減することができる。
When the rectangular P-type high-concentration diffusion region and the N-type high-concentration diffusion region of the same size are arranged side by side as shown in FIG. 5, the adjacent P-type high-concentration diffusion region and N-type high-concentration diffusion region are arranged. At the corners of the concentration diffusion region, the electric field is more concentrated than at the center of adjacent sides. Therefore, when a large surge current exceeding the allowable amount occurs, the corner portion of the PN junction diode shown in FIG. 5 is easily broken. On the other hand, in the PN junction diode shown in FIG. 6 of the present embodiment, the lengths L p and L of the LOCOS openings corresponding to the P-type high-concentration diffusion region and the N-type high-concentration diffusion region which are arranged adjacent to each other. With N different, the distance between the corner portions is determined by the width of the bridge portion L 1 = L 2 = L 3 = L 4 = L
5 = is longer than L 6 = L 7 = L 8 . Therefore, the resistance of the current path between the corners of the P-type high-concentration diffusion region and the N-type high-concentration diffusion region arranged adjacent to each other is larger than the resistance of the current path in the width of the PN junction region. In this way, the concentration of the electric field between the corners is relaxed and the surge current is prevented from being concentrated at the corners, so that the breakdown at the corners can be reduced.

【0079】P型高濃度拡散領域の長さLPとN型高濃
度拡散領域の長さLNを変えるに際して、基板がN型の
場合は、P型高濃度拡散領域の角部が破壊し易いので、
角部の電流集中を避けるにはベースとなるP型高濃度拡
散領域の長さLPをエミッタとなるN型高濃度拡散領域
の長さLNより長くすることが望ましい。逆に、基板が
P型の場合は、N型高濃度拡散領域の角部が破壊し易い
ので、エミッタとなるN型高濃度拡散領域の長さLN
ベースとなるP型高濃度拡散領域の長さLPより長くす
ることが望ましい。
[0079] In changing the length L N of the length L P and N-type high concentration diffusion region of the P-type high concentration diffusion region, if the substrate is N-type, and destroyed the corners of the P-type high concentration diffusion region Because it ’s easy
In order to avoid current concentration at the corners, it is desirable to make the length L P of the P-type high-concentration diffusion region serving as the base longer than the length L N of the N-type high-concentration diffusion region serving as the emitter. On the other hand, when the substrate is P-type, the corners of the N-type high-concentration diffusion region are easily broken, so that the length L N of the N-type high-concentration diffusion region serving as the emitter serves as the base of the P-type high-concentration diffusion region. It is desirable to make it longer than the length L P.

【0080】(第5の実施形態)第1〜第4の実施形態
のPN接合ダイオードは、高濃度拡散領域に対する下層
電極のコンタクト領域とLOCOS開口部との間隔が、
全周に渡って等しく配置されたPN接合ダイオードであ
った。第5の実施形態では、コンタクト領域とLOCO
S開口部との間隔が、矩形の等幅ブリッジ部と両端部で
異なるPN接合ダイオードに関する。以下、本実施形態
について図に基づいて説明する。
(Fifth Embodiment) In the PN junction diodes of the first to fourth embodiments, the distance between the contact region of the lower layer electrode and the LOCOS opening with respect to the high concentration diffusion region is
It was a PN junction diode which was arranged equally over the entire circumference. In the fifth embodiment, the contact region and the LOCO
The present invention relates to a PN junction diode in which the distance to the S opening is different from that of the rectangular equal-width bridge portion at both ends. Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the drawings.

【0081】図7は、本実施形態におけるPN接合ダイ
オードの平面図である。第3の実施形態と同様の部分に
ついては同一の符号をつけ、その説明を省略する。
FIG. 7 is a plan view of the PN junction diode according to this embodiment. The same parts as those in the third embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0082】図7に示すように、本実施形態におけるP
N接合ダイオードは、各高濃度拡散領域21,22,2
3,24,31,32,33,34,35に対する各下
層電極のコンタクト領域71,72,73,74,7
5,76,77,78,79とLOCOS開口部50と
の間隔に関して、矩形の両端部での間隔Lyが、等幅ブ
リッジ部での間隔Lxより大きくなるように(Lx
y)配置されている。
As shown in FIG. 7, P in the present embodiment
The N-junction diode is formed in each of the high concentration diffusion regions 21, 22, 2
Contact regions 71, 72, 73, 74, 7 of the respective lower layer electrodes for 3, 24, 31, 32, 33, 34, 35
Regarding the distance between the LOCOS openings 50 and 5, 76, 77, 78, 79, the distance L y at both ends of the rectangle is set to be larger than the distance L x at the constant width bridge portion (L x <
L y ) are arranged.

【0083】各高濃度拡散領域21,22,23,2
4,31,32,33,34,35と下層電極7a,7
bでは下層電極のほうが比抵抗が小さいため、等幅ブリ
ッジ部での間隔Lxより矩形の両端部での間隔Lyを大き
くすることで、端部までの電流経路の抵抗が大きくな
る。従って、端部に流れ込む電流が減って、端部でサー
ジ電流の集中を回避することができる。
High-concentration diffusion regions 21, 22, 23, 2
4, 31, 32, 33, 34, 35 and lower layer electrodes 7a, 7
In b, since the lower layer electrode has a smaller specific resistance, the resistance of the current path to the ends becomes larger by making the interval L y at both ends of the rectangle larger than the interval L x at the constant width bridge portion. Therefore, the current flowing into the end portion is reduced and the surge current can be prevented from being concentrated at the end portion.

【0084】(第6の実施形態)第1〜3の実施形態で
は、ベースとなるP型高濃度拡散領域とエミッタとなる
N型高濃度拡散領域が、全て同じ大きさで矩形状である
PN接合ダイオードであった。第6の実施形態は、P型
高濃度拡散領域とN型高濃度拡散領域が、同じ大きさで
はあるが、略矩形状で角部が丸められている構造を持つ
PN接合ダイオードに関する。以下、本実施形態につい
て図に基づいて説明する。
(Sixth Embodiment) In the first to third embodiments, the P-type high-concentration diffusion region serving as the base and the N-type high-concentration diffusion region serving as the emitter are all the same size and are rectangular. It was a junction diode. The sixth embodiment relates to a PN junction diode having a structure in which the P-type high-concentration diffusion region and the N-type high-concentration diffusion region have the same size, but have substantially rectangular shapes and rounded corners. Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the drawings.

【0085】図8は、本実施形態におけるPN接合ダイ
オードの平面図である。第3の実施形態と同様の部分に
ついては同一の符号をつけ、その説明を省略する。
FIG. 8 is a plan view of the PN junction diode in this embodiment. The same parts as those in the third embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0086】図8に示すように、本実施形態においても
P型高濃度拡散領域21,22,23,24とN型高濃
度拡散領域31,32,33,34,35が交互に配置
され、LOCOS酸化膜のブリッジ部501,502,
503,504,505,506,507,508の幅
1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8が全て等しく
設定されている点は、第3実施形態の図5のPN接合ダ
イオードと同様である。一方、P型高濃度拡散領域とN
型高濃度拡散領域に対応する9個のLOCOS開口部5
0の矩形の角部が丸められている点で、図5のPN接合
ダイオードと異なっている。
As shown in FIG. 8, also in this embodiment, the P-type high-concentration diffusion regions 21, 22, 23, 24 and the N-type high-concentration diffusion regions 31, 32, 33, 34, 35 are alternately arranged. LOCOS oxide film bridge portions 501, 502,
The third embodiment is that the widths L 1 , L 2 , L 3 , L 4 , L 5 , L 6 , L 7 , and L 8 of 503, 504, 505, 506, 507, and 508 are all set to be equal. 5 is similar to the PN junction diode of FIG. On the other hand, a P-type high-concentration diffusion region and N
Nine LOCOS openings 5 corresponding to the high concentration diffusion region
This is different from the PN junction diode in FIG. 5 in that the corners of the rectangle 0 are rounded.

【0087】本実施形態においては、隣り合って配置さ
れるP型高濃度拡散領域とN型高濃度拡散領域に対応す
るLOCOS開口部の矩形の角部を丸めることで、角部
同士の距離をブリッジ部の幅L1=L2=L3=L4=L5
=L6=L7=L8より長くしている。これにより、第4
実施形態と同様に、サージ電流の角部での集中を回避
し、図5のPN接合ダイオードで起きる角部での破壊を
低減することができる。
In the present embodiment, the corners of the rectangle of the LOCOS opening corresponding to the P-type high-concentration diffusion region and the N-type high-concentration diffusion region arranged adjacent to each other are rounded so that the distance between the corners is increased. Width of bridge portion L 1 = L 2 = L 3 = L 4 = L 5
= Is longer than L 6 = L 7 = L 8 . As a result, the fourth
Similar to the embodiment, it is possible to avoid the concentration of the surge current at the corners and reduce the breakdown at the corners that occurs in the PN junction diode of FIG.

【0088】また、図6に示すPN接合ダイオードのP
N接合領域の実質的な長さがLNであるのに対し、図8
に示すPN接合ダイオードのPN接合領域の長さはLPN
となる(LPN=LP>LN)。従って、図8のPN接合ダ
イオードは、図6のPN接合ダイオードに比べ、サージ
電流に対してより大きな許容量を持っている。
Further, the P of the PN junction diode shown in FIG.
The substantial length of the N-junction region is L N , while FIG.
The length of the PN junction region of the PN junction diode shown in the L PN
(L PN = L P > L N ). Therefore, the PN junction diode of FIG. 8 has a larger tolerance to surge current than the PN junction diode of FIG.

【0089】尚、図8に示すPN接合ダイオードではL
OCOS開口部50の矩形の角部が丸められており、一
方高濃度拡散領域21,31に対するコンタクト領域7
1,72は矩形形状のままで、コンタクト領域71,7
2とLOCOS開口部50との間隔に関して、矩形の両
端部での間隔が、等幅ブリッジ部での間隔より大きくな
るように配置されている。従って、第5の実施形態と同
様に、端部に流れ込む電流が減って、端部でサージ電流
の集中を回避する効果も有する。
In the PN junction diode shown in FIG.
The rectangular corners of the OCOS opening 50 are rounded, while the contact region 7 for the high-concentration diffusion regions 21 and 31 is formed.
1, 72 remain rectangular and contact regions 71, 7
Regarding the distance between 2 and the LOCOS opening 50, the distance between both ends of the rectangle is larger than the distance between the constant width bridge portions. Therefore, similarly to the fifth embodiment, the current flowing into the end portion is reduced, and the effect of avoiding the concentration of the surge current at the end portion is also obtained.

【0090】(第7の実施形態)第4の実施形態は、ベ
ースとなるP型高濃度拡散領域とエミッタとなるN型高
濃度拡散領域が矩形状で大きさの異なるPN接合ダイオ
ードであった。また、第6の実施形態は、ベースとなる
P型高濃度拡散領域とエミッタとなるN型高濃度拡散領
域が、同じ大きさではあるが角部が丸められた略矩形状
のPN接合ダイオードであった。第7の実施形態では、
P型高濃度拡散領域とN型高濃度拡散領域が、大きさの
異なる略矩形状であることに加え、各拡散領域の略矩形
状の終端部に、各拡散領域と同型の低濃度拡散ウェルを
形成した構造を持つPN接合ダイオードに関する。以
下、本実施形態について図に基づいて説明する。
(Seventh Embodiment) The fourth embodiment is a PN junction diode in which the P-type high-concentration diffusion region serving as the base and the N-type high-concentration diffusion region serving as the emitter are rectangular and have different sizes. . The sixth embodiment is a substantially rectangular PN junction diode in which the P-type high-concentration diffusion region serving as the base and the N-type high-concentration diffusion region serving as the emitter have the same size but have rounded corners. there were. In the seventh embodiment,
In addition to the P-type high-concentration diffusion region and the N-type high-concentration diffusion region having substantially rectangular shapes of different sizes, a low-concentration diffusion well of the same type as each diffusion region is provided at the substantially rectangular end portion of each diffusion region. The present invention relates to a PN junction diode having a structure formed with. Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the drawings.

【0091】図9(a)は本実施形態におけるPN接合
ダイオードの平面図であり、図9(b)は、図9(a)
におけるA−A’線に沿った拡大断面図である。第4の
実施形態と同様の部分については同一の符号をつけ、そ
の説明を省略する。
FIG. 9A is a plan view of the PN junction diode in this embodiment, and FIG. 9B is a plan view of FIG. 9A.
3 is an enlarged cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. The same parts as those in the fourth embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0092】図9(a)に示すように、本実施形態にお
いては、P型高濃度拡散領域21,22,23,24と
N型高濃度拡散領域31,32,33,34,35が交
互に配置され、4個のLOCOS開口部52,54,5
6,58の長さLPとN型高濃度拡散領域に対応する5
個のLOCOS開口部51,53,55,57,59の
長さLNは異なった値となっている。また、図中、LO
COS酸化膜のブリッジ部501,502,503,5
04,505,506,507,508の幅L 1,L2
3,L4,L5,L6,L7,L8は全て等しく設定されて
いるが、P型高濃度拡散領域に対応するLOCOS開口
部52,54,56,58とN型高濃度拡散領域に対応
するLOCOS開口部51,53,55,57,59
は、いずれも角部が丸めらた略矩形状となっている。本
実施形態においては、さらに、略矩形状の各拡散領域の
終端部の周囲に各拡散領域と同型の低濃度拡散ウェル2
02〜209,302〜311が形成されている。低濃
度拡散ウェル202〜209,302〜311の拡散深
さは、約5μmである。
As shown in FIG. 9A, in this embodiment,
The P-type high-concentration diffusion regions 21, 22, 23, 24
N-type high-concentration diffusion regions 31, 32, 33, 34, 35 intersect.
Four LOCOS openings 52, 54, 5 arranged one above the other
Length L of 6,58PAnd 5 corresponding to N-type high concentration diffusion region
Of the individual LOCOS openings 51, 53, 55, 57, 59
Length LNHave different values. In the figure, LO
Bridge portions 501, 502, 503, 5 of COS oxide film
Width L of 04, 505, 506, 507, 508 1, L2
L3, LFour, LFive, L6, L7, L8Are all set equal
However, the LOCOS opening corresponding to the P-type high concentration diffusion region
Corresponding to parts 52, 54, 56, 58 and N type high concentration diffusion region
LOCOS openings 51, 53, 55, 57, 59
Has a substantially rectangular shape with rounded corners. Book
In the embodiment, further, each of the substantially rectangular diffusion regions
A low-concentration diffusion well 2 of the same type as each diffusion region around the end portion
02-209 and 302-311 are formed. Low concentration
Diffusion depth of the diffusion wells 202 to 209 and 302 to 311
The length is about 5 μm.

【0093】本実施形態のPN接合ダイオードの製造工
程においては、最初に低濃度拡散ウェル202〜20
9,302〜311を形成した後、第1実施形態の図2
に示した製造工程によって、同じように製造することが
できる。低濃度拡散ウェル202〜209,302〜3
11の形成は、ダイオードと共に形成されるCMOS製
造工程の図3(a)に示したP型ウェル領域とN型ウェ
ル領域の形成と同じ条件であれば、同時に行なうことが
できる。
In the manufacturing process of the PN junction diode of this embodiment, first, the low-concentration diffusion wells 202 to 20 are formed.
After forming 9,302 to 311 of FIG.
The same manufacturing process can be performed by the manufacturing process shown in FIG. Low concentration diffusion wells 202-209, 302-3
The formation of 11 can be performed simultaneously under the same conditions as the formation of the P-type well region and the N-type well region shown in FIG. 3A in the CMOS manufacturing process for forming with the diode.

【0094】本実施形態においては、各拡散領域の終端
部の周囲に同型の低濃度拡散ウェルを形成しているの
で、終端部の耐圧が上り、終端部でのサージ電流の集中
を回避することができる。また、図9のPN接合ダイオ
ードにおいては、終端部での低濃度拡散ウェルの形成に
加えて、第6実施形態と同様にP型高濃度拡散領域とN
型高濃度拡散領域を角部が丸められた略矩形状にしてお
り、第4実施形態と同様にP型高濃度拡散領域とN型高
濃度拡散領域の大きさが異なったものにしている。従っ
て、大きなサージ電流が発生した際の角部での電界集中
による破壊に対しては、図9のPN接合ダイオードで
は、図6や図8のPN接合ダイオードに比べ、さらにサ
ージ耐量がより大きくなっている。
In the present embodiment, since the same type of low-concentration diffusion well is formed around the terminal end of each diffusion region, the breakdown voltage of the terminal end rises and the concentration of surge current at the terminal end is avoided. You can Further, in the PN junction diode of FIG. 9, in addition to the formation of the low-concentration diffusion well at the terminal end, the P-type high-concentration diffusion region and the N-type diffusion well are formed similarly to the sixth embodiment.
The type high-concentration diffusion region has a substantially rectangular shape with rounded corners, and the P-type high-concentration diffusion region and the N-type high-concentration diffusion region are different in size, as in the fourth embodiment. Therefore, with respect to destruction due to electric field concentration at the corners when a large surge current occurs, the PN junction diode of FIG. 9 has a larger surge withstand capability than the PN junction diode of FIGS. 6 and 8. ing.

【0095】尚、各拡散領域の終端部の周囲に低濃度拡
散ウェルを形成することは、第1〜第6の実施形態で説
明したPN接合ダイオードに適用しても良いことは、言
うまでもない。
Needless to say, forming the low-concentration diffusion well around the end of each diffusion region may be applied to the PN junction diode described in the first to sixth embodiments.

【0096】(第8の実施形態)第1〜第7の実施形態
は、上層電極が矩形形状であり、上層電極の電極幅が一
定のPN接合ダイオードであった。第8の実施形態で
は、上層電極が矩形形状ではなく、並んだLOCOS開
口部を横断して配置される上層電極の電極幅が、パッド
に近くなるほど大きく設定されているPN接合ダイオー
ドに関する。以下、本実施形態について図に基づいて説
明する。
(Eighth Embodiment) In the first to seventh embodiments, the upper-layer electrode has a rectangular shape, and the upper-layer electrode has a constant electrode width. The eighth embodiment relates to a PN junction diode in which the upper layer electrode is not in a rectangular shape, and the electrode width of the upper layer electrode arranged across the aligned LOCOS openings is set larger as it gets closer to the pad. Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the drawings.

【0097】図10は、本実施形態におけるPN接合ダ
イオードの平面図である。第3の実施形態と同様の部分
については同一の符号をつけ、その説明を省略する。図
10に示すように、本実施形態におけるPN接合ダイオ
ードは、パッド90a,90bがLOCOS開口部50
を間に挟んでその両側に配置されており、各上層電極9
a,9bの電極幅Lea,Lebが、それぞれ、パッド90
a,90bに近くなるほど大きく設定されている。これ
に従って、下層電極7aに接続する上層電極9aのコン
タクト領域92,94,96,98の長さもパッド90
aに近くなるほど長く設定されており、下層電極7bに
接続する上層電極9bのコンタクト領域91,93,9
5,97,99の長さもパッド90bに近くなるほど長
く設定されている。
FIG. 10 is a plan view of the PN junction diode in this embodiment. The same parts as those in the third embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. As shown in FIG. 10, in the PN junction diode according to the present embodiment, the pads 90a and 90b have LOCOS openings 50.
Are arranged on both sides of the upper electrode 9 with the upper electrode 9 interposed therebetween.
The electrode widths L ea and L eb of a and 9b are respectively the pad 90
It is set larger as it gets closer to a and 90b. Accordingly, the lengths of the contact regions 92, 94, 96, 98 of the upper layer electrode 9a connected to the lower layer electrode 7a are also the pad 90.
It is set longer as it gets closer to a, and the contact regions 91, 93, 9 of the upper layer electrode 9b connected to the lower layer electrode 7b.
The lengths of 5, 97 and 99 are set longer as they are closer to the pad 90b.

【0098】サージ電流は一方のパッドから流入し,も
う一方のパッドから流出していくので、それぞれ、対応
する下層電極7a,7bを並列接続している上層電極9
a,9bにおいては、それぞれのパッド90a,90b
に近いほど大きなサージ電流が流れる。従って、上層電
極9a,9bにおいてそれぞれパッド90a,90bに
近い部分ほど幅を大きくきくすることで、サージ電流を
均一に流すことができ、パッド近くでのサージ電流によ
る破壊を防止することができる。
Since the surge current flows in from one pad and flows out from the other pad, the upper layer electrode 9 in which the corresponding lower layer electrodes 7a and 7b are connected in parallel, respectively.
a and 9b, pads 90a and 90b respectively
Larger surge current flows closer to. Therefore, by making the widths of the upper electrode 9a, 9b closer to the pads 90a, 90b, respectively, the surge current can be made to flow uniformly, and the damage due to the surge current near the pad can be prevented.

【0099】(第9の実施形態)第6の実施形態は、P
型高濃度拡散領域とN型高濃度拡散領域が、同じ大きさ
で矩形の角部が丸められたPN接合ダイオードであっ
た。第9の実施形態では、P型高濃度拡散領域とN型高
濃度拡散領域が、同心円状に等間隔に配置されている構
造を持つPN接合ダイオードに関する。以下、本実施形
態について図に基づいて説明する。
(Ninth Embodiment) In the sixth embodiment, P
The high-concentration type diffusion region and the N-type high concentration diffusion region were PN junction diodes having the same size and rounded corners. The ninth embodiment relates to a PN junction diode having a structure in which P-type high-concentration diffusion regions and N-type high-concentration diffusion regions are concentrically arranged at equal intervals. Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the drawings.

【0100】図11に、本実施形態におけるPN接合ダ
イオードを示す。図11(a)は本実施形態におけるP
N接合ダイオードの平面図であり、図11(b)は図1
1(a)におけるA−A’線に沿った拡大断面図であ
る。尚、第6の実施形態と同様の部分については同一の
符号をつけその説明を省略するが、図11では、図1で
示したTEOSからなる上層の層間絶縁膜8、Alから
なる上層電極9a,9b、SiNからなる保護膜10は
図示を省略した。
FIG. 11 shows a PN junction diode according to this embodiment. FIG. 11A shows P in the present embodiment.
FIG. 11B is a plan view of the N-junction diode, and FIG.
It is an expanded sectional view which followed the AA 'line in 1 (a). The same parts as those of the sixth embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof is omitted. However, in FIG. 11, the upper interlayer insulating film 8 made of TEOS and the upper electrode 9a made of Al shown in FIG. , 9b and the protective film 10 made of SiN are not shown.

【0101】図11に示すように、本実施形態では、3
個のP型高濃度拡散領域21,22,23と2個のN型
高濃度拡散領域31,32が、交互に等間隔に同心円状
に配置されている。図中のLOCOS酸化膜のブリッジ
部501,502,503,504の幅L1,L2
3,L4は、全て等しく設定されている。
As shown in FIG. 11, in this embodiment, 3
The P-type high-concentration diffusion regions 21, 22, 23 and the two N-type high-concentration diffusion regions 31, 32 are alternately arranged at equal intervals in a concentric pattern. The widths L 1 , L 2 , of the bridge portions 501, 502, 503, 504 of the LOCOS oxide film in the figure,
L 3 and L 4 are all set to be equal.

【0102】図11に示すPN接合ダイオードおいて
は、5個のLOCOS開口部51,52,53,54,
55とそれに対応したP型高濃度拡散領域およびN型高
濃度拡散領域が円形状になっているので、矩形状の拡散
領域のような角部が存在しない。従って、角部同士での
サージ電流の集中といったことも起こり得ず、円周の全
域にわたってサージ電流を半径方向に均等に流すことが
できる。このように、図11に示したPN接合ダイオー
ドはPN接合領域が無駄なく配置されており、第6の実
施形態である図8のPN接合ダイオードと比べても、さ
らに小型化されたPN接合ダイオードとなっている。
In the PN junction diode shown in FIG. 11, five LOCOS openings 51, 52, 53, 54,
Since 55 and the corresponding P-type high-concentration diffusion region and N-type high-concentration diffusion region are circular, there are no corners such as a rectangular diffusion region. Therefore, concentration of the surge current between the corners does not occur, and the surge current can be evenly distributed in the radial direction over the entire circumference. As described above, in the PN junction diode shown in FIG. 11, the PN junction region is arranged without waste, and the PN junction diode is further downsized as compared with the PN junction diode of FIG. 8 which is the sixth embodiment. Has become.

【0103】(第10の実施形態)第1〜9の実施形態
は、いずれも、ベースとなるP型高濃度拡散領域とエミ
ッタとなるN型高濃度拡散領域の形状と配置を最適にし
て、サージ耐量を高めたものであった。第10の実施形
態では、P型高濃度拡散領域とN型高濃度拡散領域の形
状と配置に加えて、PN接合ダイオードの周囲をP型の
第3高濃度拡散領域で取り囲み、電極を介して接地した
構造に関する。以下、本実施形態について図に基づいて
説明する。
(Tenth Embodiment) In any of the first to ninth embodiments, the shape and arrangement of the P-type high-concentration diffusion region serving as the base and the N-type high-concentration diffusion region serving as the emitter are optimized. It was a high surge resistance. In the tenth embodiment, in addition to the shapes and arrangements of the P-type high-concentration diffusion region and the N-type high-concentration diffusion region, the periphery of the PN junction diode is surrounded by the P-type third high-concentration diffusion region, and the electrodes are interposed. Regarding the grounded structure. Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the drawings.

【0104】図12に、本実施形態におけるPN接合ダ
イオードを示す。図12(a)は本実施形態におけるP
N接合ダイオードの平面図であり、図12(b)は図1
2(a)におけるA−A’線に沿った拡大断面図であ
る。尚、第4の実施形態と同様の部分については同一の
符号をつけその説明を省略するが、図12では、図1で
示したTEOSからなる上層の層間絶縁膜8、Alから
なる上層電極9a,9b、SiNからなる保護膜10は
図示を省略した。
FIG. 12 shows a PN junction diode according to this embodiment. FIG. 12A shows P in the present embodiment.
FIG. 12B is a plan view of the N-junction diode, and FIG.
It is an expanded sectional view which followed the AA 'line in 2 (a). The same parts as those in the fourth embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof is omitted. However, in FIG. 12, the upper interlayer insulating film 8 made of TEOS and the upper electrode 9a made of Al shown in FIG. , 9b and the protective film 10 made of SiN are not shown.

【0105】図12に示す本実施形態のPN接合ダイオ
ードでは、2個のP型高濃度拡散領域21,22と3個
のN型高濃度拡散領域31,32,33が交互に配置さ
れているが、これら5個の拡散領域21,22,31,
32,33の下にP型の第3高濃度拡散領域220を配
し、さらに5個の拡散領域21,22,31,32,3
3の周りを、LOCOS酸化膜の外周部500r,50
1rに形成した開口部50rとそれに対応したP型の第
3高濃度拡散領域221で取り囲んだ構造となってい
る。P型の第3高濃度拡散領域220,221は、図1
2(b)に示すように接続しており、コンタクト部70
rと電極7rを介して接地されている。
In the PN junction diode of this embodiment shown in FIG. 12, two P-type high-concentration diffusion regions 21, 22 and three N-type high-concentration diffusion regions 31, 32, 33 are alternately arranged. However, these five diffusion regions 21, 22, 31,
A P-type third high-concentration diffusion region 220 is arranged under 32, 33, and five diffusion regions 21, 22, 31, 32, 3 are further arranged.
3 around the outer periphery 500r, 50 of the LOCOS oxide film.
The structure is surrounded by the opening 50r formed in 1r and the corresponding P-type third high-concentration diffusion region 221. The P-type third high-concentration diffusion regions 220 and 221 are shown in FIG.
2 (b), the contact portion 70 is connected.
It is grounded via r and the electrode 7r.

【0106】図12に示すPN接合ダイオードの製造方
法は、最初に、低濃度N型シリコン(半導体)基板11
に酸化シリコン膜を積層した後に所定部分を開口し、1
×1013cm-2の条件でボロン(B)をイオン注入し
て、P型の埋め込み層である第3高濃度拡散領域220
を形成しておく。次に、酸化シリコン膜を除去した後、
低濃度N型シリコン層1を10μmエピタキシャル成長
する。その後、所定部分に1×1013cm-2の条件でボ
ロン(B)をイオン注入して、アイソレーション層であ
るP型の第3高濃度拡散領域221を形成する。これに
より、ダイオード形成位置を取り囲んだ構造の第3高濃
度拡散領域220,221が完成する。その後は、第1
実施形態の図2に示した製造工程に従い、本実施形態の
PN接合ダイオードを製造することができる。
In the method of manufacturing the PN junction diode shown in FIG. 12, first, the low concentration N type silicon (semiconductor) substrate 11 is used.
After stacking a silicon oxide film on the
Boron (B) is ion-implanted under the condition of × 10 13 cm -2 , and the third high-concentration diffusion region 220 which is a P-type buried layer is implanted.
Is formed. Next, after removing the silicon oxide film,
The low concentration N-type silicon layer 1 is epitaxially grown to a thickness of 10 μm. Then, boron (B) is ion-implanted into a predetermined portion under the condition of 1 × 10 13 cm −2 to form a P-type third high concentration diffusion region 221 which is an isolation layer. As a result, the third high-concentration diffusion regions 220 and 221 having a structure surrounding the diode formation position are completed. After that, the first
The PN junction diode of this embodiment can be manufactured according to the manufacturing process shown in FIG. 2 of the embodiment.

【0107】本実施形態においては、PN接合ダイオー
ドを接地されたP型の第3高濃度拡散領域220,22
1で取り囲んでいるので、サージ電流が大きくてPN接
合領域では吸収できず溢れ出た状態になっても、ダイオ
ードを取り囲んだP型の第3高濃度拡散領域220,2
21が溢れ出たサージ電流であるノイズ(注入された電
子、ホール)を吸収する。従って、ダイオードの周辺に
形成された半導体装置において、サージ電流によって発
生したノイズによるLOGIC回路の誤動作を防止する
ことができる。
In this embodiment, the P-type third high-concentration diffusion regions 220 and 22 in which the PN junction diode is grounded.
Since it is surrounded by 1, even if the surge current is so large that it cannot be absorbed in the PN junction region and overflows, the P-type third high-concentration diffusion regions 220, 2 surrounding the diode are formed.
21 absorbs noise (injected electrons, holes) which is a surge current overflowing. Therefore, in the semiconductor device formed around the diode, it is possible to prevent malfunction of the LOGIC circuit due to noise generated by the surge current.

【0108】(第11の実施形態)第10の実施形態
は、PN接合ダイオードの周囲をP型の第3高濃度拡散
領域で取り囲んで、サージ電流が大きな場合におけるダ
イオードの周辺に形成された半導体装置の誤動作を防止
するものであった。第11の実施形態では、P型の第3
高濃度拡散領に変えて、PN接合ダイオードの周囲を絶
縁領域で取り囲んだ構造に関する。以下、本実施形態に
ついて図に基づいて説明する。
(Eleventh Embodiment) In the tenth embodiment, a semiconductor formed around a PN junction diode is surrounded by a P-type third high-concentration diffusion region and the surge current is large. It was intended to prevent malfunction of the device. In the eleventh embodiment, the P-type third
The present invention relates to a structure in which a PN junction diode is surrounded by an insulating region in place of a high concentration diffusion region. Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the drawings.

【0109】図13に、本実施形態におけるPN接合ダ
イオードを示す。図13(a)は本実施形態におけるP
N接合ダイオードの平面図であり、図13(b)は図1
3(a)におけるA−A’線に沿った拡大断面図であ
る。尚、第10の実施形態と同様の部分については同一
の符号をつけその説明を省略するが、図13では、図1
で示したTEOSからなる上層の層間絶縁膜8、Alか
らなる上層電極9a,9b、SiNからなる保護膜10
は図示を省略した。
FIG. 13 shows a PN junction diode according to this embodiment. FIG. 13A shows P in the present embodiment.
FIG. 13B is a plan view of the N-junction diode, and FIG.
It is an expanded sectional view which followed the AA 'line in 3 (a). The same parts as those in the tenth embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
The upper interlayer insulating film 8 made of TEOS, the upper electrodes 9a and 9b made of Al, and the protective film 10 made of SiN shown in FIG.
Are not shown.

【0110】図13に示す本実施形態では、2個のP型
高濃度拡散領域21,22と3個のN型高濃度拡散領域
31,32,33が交互に配置されているが、これら5
個の拡散領域21,22,31,32,33の周りを、
LOCOS酸化膜の外周部500rの下にある絶縁領域
401,402で取り囲んだ構造のPN接合ダイオード
となっている。
In the present embodiment shown in FIG. 13, two P-type high-concentration diffusion regions 21, 22 and three N-type high-concentration diffusion regions 31, 32, 33 are alternately arranged.
Around the individual diffusion regions 21, 22, 31, 32, 33,
It is a PN junction diode having a structure surrounded by insulating regions 401 and 402 below the outer peripheral portion 500r of the LOCOS oxide film.

【0111】図13に示すPN接合ダイオードの製造方
法は、最初に低濃度N型シリコン(半導体)基板11を
2枚用意し、一方の基板表面を酸化して酸化シリコン膜
402を形成する。次に、通常の方法で、2枚の基板を
貼り合わせて、貼り合わせ基板を形成する。その後、酸
化したほうの基板を研磨して、10μm厚の低濃度N型
シリコン層1に加工する。次に、レジストあるいは酸化
膜をマスクにして、埋め込み酸化シリコン膜402に到
達するまで低濃度N型シリコン層1をほぼ垂直にドライ
エッチングし、溝を形成する。次に、溝の側壁を熱酸化
して酸化シリコン(SiO2)膜401を形成した後、
ポリシリコン(Si)700を積層して、溝を塞ぐ。そ
の後、表面に残ったポリシリコンをエッチバックし、化
学機械研磨で表面を平らにする。これにより、ダイオー
ド形成位置を取り囲んだ構造の絶縁領域401,402
が完成する。その後は、第1実施形態の図2に示した製
造工程に従い、本実施形態のPN接合ダイオードを製造
することができる。図13(a)の平面図においては、
酸化シリコン(SiO2)膜401とポリシリコン(S
i)700は、それぞれ実線で示した。
In the method of manufacturing the PN junction diode shown in FIG. 13, first, two low-concentration N-type silicon (semiconductor) substrates 11 are prepared, and the surface of one substrate is oxidized to form a silicon oxide film 402. Next, the two substrates are bonded together by a normal method to form a bonded substrate. Then, the oxidized substrate is polished and processed into a low-concentration N-type silicon layer 1 having a thickness of 10 μm. Next, using the resist or the oxide film as a mask, the low-concentration N-type silicon layer 1 is dry-etched substantially vertically until the buried silicon oxide film 402 is reached to form a groove. Next, after thermally oxidizing the side wall of the groove to form a silicon oxide (SiO 2 ) film 401,
Polysilicon (Si) 700 is laminated to close the groove. After that, the polysilicon remaining on the surface is etched back and the surface is flattened by chemical mechanical polishing. As a result, the insulating regions 401, 402 having a structure surrounding the diode formation position are formed.
Is completed. After that, the PN junction diode of the present embodiment can be manufactured according to the manufacturing process shown in FIG. 2 of the first embodiment. In the plan view of FIG. 13 (a),
Silicon oxide (SiO 2 ) film 401 and polysilicon (S
i) 700 is shown by a solid line.

【0112】本実施形態においては、PN接合ダイオー
ドを絶縁領域401,402で取り囲んでいるので、サ
ージ電流が大きくてPN接合領域から溢れ出た状態にな
っても、ダイオードを取り囲んだ絶縁領域401,40
2が溢れ出たサージ電流を完全に遮断する。従って、ダ
イオードの周辺に形成された半導体装置において、溢れ
出たサージ電流によって発生するノイズによる誤動作を
防止することができる。
In this embodiment, since the PN junction diode is surrounded by the insulating regions 401 and 402, even if the surge current is large and overflows from the PN junction region, the insulating region 401, which surrounds the diode, 40
Completely cut off the surge current that 2 overflows. Therefore, in the semiconductor device formed around the diode, malfunction due to noise generated by the overflow surge current can be prevented.

【0113】(他の実施形態)上記各実施形態において
は、高融点絶縁保護膜としてLOCOS酸化膜を用いた
が、これに限らず、酸化シリコン(SiO)膜であって
もよいし、窒化シリコン(SiN)膜であってもよい。
また、これらの膜を積層して使用することも可能であ
る。
(Other Embodiments) In each of the above embodiments, the LOCOS oxide film is used as the high melting point insulating protective film, but the invention is not limited to this, and a silicon oxide (SiO) film or a silicon nitride film may be used. It may be a (SiN) film.
It is also possible to stack these films and use them.

【0114】さらに、これら高融点絶縁保護膜の形成方
法としては、物理的あるいは化学的な気相成長により膜
形成してもよいし、LOCOS酸化膜の形成で用いられ
たように、基板の酸化処理や窒化処理によって膜形成し
てもよい。
Further, as the method of forming these high melting point insulating protective films, the film may be formed by physical or chemical vapor deposition, or the substrate may be oxidized as used in forming the LOCOS oxide film. The film may be formed by treatment or nitriding treatment.

【0115】また、上記実施形態において、基板として
低濃度N型シリコン基板を用いたが、これに限らず、低
濃度P型シリコン基板であってもよい。さらに、任意の
シリコン基板上に、厚さ10μm以上でN型あるいはP
型の不純物を低濃度に含有するエピタキシャル膜を形成
した基板を用いてもよい。
Although the low concentration N-type silicon substrate is used as the substrate in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and a low concentration P-type silicon substrate may be used. Furthermore, it is N-type or P-type with a thickness of 10 μm or more on any silicon substrate.
A substrate on which an epitaxial film containing a low-type impurity is formed may be used.

【0116】以上述べたように、本案によれば容易にサ
ージ耐量の高い保護素子を実現でき、IC設計技術向上
に寄与するところ大である。
As described above, according to the present invention, it is possible to easily realize a protection element having a high surge resistance, which greatly contributes to the improvement of IC design technology.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(a)は本発明における第1の実施形態のダイ
オードの構造を示す平面図であり、(b)はその拡大断
面図である。
FIG. 1A is a plan view showing a structure of a diode according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is an enlarged sectional view thereof.

【図2】本発明におけるダイオードの概略の製造工程を
示す工程別の断面図である。
FIG. 2 is a sectional view for each step showing a schematic manufacturing process of a diode according to the present invention.

【図3】本発明のダイオードと共に同じ基板の別位置に
形成されるCMOS半導体装置の概略の製造工程を示す
工程別の断面図である。
FIG. 3 is a sectional view for each step showing a schematic manufacturing step of a CMOS semiconductor device formed at another position on the same substrate together with the diode of the present invention.

【図4】本発明における第2の実施形態のダイオードの
構造を示す平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing a structure of a diode according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明における第3の実施形態のダイオードの
構造を示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view showing a structure of a diode according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明における第4の実施形態のダイオードの
構造を示す平面図である。
FIG. 6 is a plan view showing the structure of a diode according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明における第5の実施形態のダイオードの
構造を示す平面図である。
FIG. 7 is a plan view showing the structure of a diode according to a fifth embodiment of the present invention.

【図8】本発明における第6の実施形態のダイオードの
構造を示す平面図である。
FIG. 8 is a plan view showing a structure of a diode according to a sixth embodiment of the present invention.

【図9】(a)は本発明における第7の実施形態のダイ
オードの構造を示す平面図であり、(b)はその拡大断
面図である。
9A is a plan view showing the structure of a diode according to a seventh embodiment of the present invention, and FIG. 9B is an enlarged sectional view thereof.

【図10】本発明における第8の実施形態のダイオード
の構造を示す平面図である。
FIG. 10 is a plan view showing the structure of a diode according to an eighth embodiment of the present invention.

【図11】(a)は本発明における第9の実施形態のダ
イオードの構造を示す平面図であり、(b)はその拡大
断面図である。
FIG. 11A is a plan view showing a structure of a diode according to a ninth embodiment of the present invention, and FIG. 11B is an enlarged sectional view thereof.

【図12】(a)は本発明における第10の実施形態の
ダイオードの構造を示す平面図であり、(b)はその拡
大断面図である。
FIG. 12A is a plan view showing the structure of a diode according to a tenth embodiment of the present invention, and FIG. 12B is an enlarged sectional view thereof.

【図13】(a)は本発明における第11の実施形態の
ダイオードの構造を示す平面図であり、(b)はその拡
大断面図である。
FIG. 13A is a plan view showing a structure of a diode according to an eleventh embodiment of the present invention, and FIG. 13B is an enlarged sectional view thereof.

【図14】(a)は従来のダイオードの構造を示す平面
図であり、(b)はその拡大断面図である。
FIG. 14A is a plan view showing a structure of a conventional diode, and FIG. 14B is an enlarged sectional view thereof.

【図15】従来のダイオードの概略の製造工程を示す工
程別の断面図である。
FIG. 15 is a sectional view for each step showing a schematic manufacturing process of a conventional diode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 低濃度N型シリコン基板 2 P型高濃度拡散領域(ベース) 3a、3b N型高濃度拡散領域(エミッタ) 4a、4b PN接合領域 5 下層の層間絶縁膜(BPSG) 50 LOCOS酸化膜の開口部 500 LOCOS酸化膜(高融点絶縁保護膜) 500a、500b LOCOS酸化膜のブリッジ部 7a、7b 下層電極(Al) 8 上層の層間絶縁膜(TEOS) 9a、9b 上層電極(Al) 90a、90b パッド 10 保護膜(SiN) 1 Low concentration N type silicon substrate 2 P type high concentration diffusion region (base) 3a, 3b N-type high concentration diffusion region (emitter) 4a, 4b PN junction region 5 Lower interlayer insulating film (BPSG) 50 LOCOS oxide film opening 500 LOCOS oxide film (high melting point insulation protection film) 500a, 500b LOCOS oxide film bridge 7a, 7b Lower layer electrode (Al) 8 Upper interlayer insulating film (TEOS) 9a, 9b Upper layer electrode (Al) 90a, 90b pad 10 Protective film (SiN)

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 27/06 311 H01L 27/06 101P 27/092 29/861 Fターム(参考) 5F038 AV06 BH04 BH13 CA02 EZ20 5F048 AA02 AC03 AC10 BB05 BB09 BE03 BF11 BF16 BG12 CC06 CC13 CC19 DA07 DA08 5F082 AA31 BA48 BC09 BC11 EA09 FA16 GA02 Front page continuation (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 27/06 311 H01L 27/06 101P 27/092 29/861 F term (reference) 5F038 AV06 BH04 BH13 CA02 EZ20 5F048 AA02 AC03 AC10 BB05 BB09 BE03 BF11 BF16 BG12 CC06 CC13 CC19 DA07 DA08 5F082 AA31 BA48 BC09 BC11 EA09 FA16 GA02

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体上に配置され、2本の等幅ブリッ
ジ部で分割される3個の開口部を備える高融点絶縁保護
膜と、 前記3個の開口部の中央の開口部を介して半導体中に配
置され、P型またはN型からなる第1高濃度拡散領域
と、 前記3個の開口部の両端の開口部を介して半導体中に配
置され、前記第1高濃度拡散領域とは逆型のP型または
N型からなる2個の第2高濃度拡散領域とを有し、 前記2本の等幅ブリッジ部の下に配置され、前記第1高
濃度拡散領域と前記第2高濃度拡散領域の間の半導体か
らなるPN接合領域が、等幅に2本形成され、 前記2個の第2高濃度拡散領域同士が電極を介して互い
に接続されることを特徴とするダイオード。
1. A high-melting-point insulating protective film provided on a semiconductor and having three openings divided by two equal-width bridge portions, and a central opening of the three openings. The first high-concentration diffusion region which is arranged in the semiconductor and is of P-type or N-type and the first high-concentration diffusion region which is arranged in the semiconductor through the openings at both ends of the three openings And two second high-concentration diffusion regions of inverted P-type or N-type, which are arranged below the two equal-width bridge portions, and have the first high-concentration diffusion region and the second high-concentration diffusion region. A diode, wherein two PN junction regions made of a semiconductor between the concentration diffusion regions are formed with an equal width, and the two second high concentration diffusion regions are connected to each other via electrodes.
【請求項2】 半導体上に配置され、2本の等幅ブリッ
ジ部で分割される3個の開口部を1組の開口群として、
前記開口群をm組備える高融点絶縁保護膜と、 前記m組の開口群の各々の中央の開口部を介して半導体
中に配置され、P型またはN型のどちらか1つの型から
なるm個の第1高濃度拡散領域と、 前記m組の開口群の各々の両端の開口部を介して半導体
中に配置され、前記第1高濃度拡散領域とは逆型のP型
またはN型からなる2m個の第2高濃度拡散領域とを有
し、 前記m組の各々の開口群の2本の等幅ブリッジ部の下に
配置され、前記第1高濃度拡散領域と前記第2高濃度拡
散領域の間の半導体からなるPN接合領域が、等幅に2
m本形成され、 前記m個の第1高濃度拡散領域同士が電極を介して互い
に接続され、 前記2m個の第2高濃度拡散領域同士が電極を介して互
いに接続されることを特徴とするダイオード。
2. A group of three openings arranged on a semiconductor and divided by two equal-width bridge parts,
A high-melting-point insulating protective film having m sets of the opening groups, and an m-type high-melting-point insulating protection film disposed in the semiconductor through the central opening of each of the m sets of the opening groups. A plurality of first high-concentration diffusion regions and a first high-concentration diffusion region, which is arranged in the semiconductor through the openings at both ends of each of the m sets of openings, 2m second high-concentration diffusion regions, which are arranged below the two equal-width bridge portions of each of the m sets of aperture groups, the first high-concentration diffusion regions and the second high-concentration diffusion regions. The PN junction region made of a semiconductor between the diffusion regions has a uniform width of 2
m pieces are formed, the m first high-concentration diffusion regions are connected to each other via electrodes, and the 2m second high-concentration diffusion regions are connected to each other via electrodes. diode.
【請求項3】 半導体上に配置され、n本の等幅ブリッ
ジ部で分割される(n+1)個の開口部を備える高融点
絶縁保護膜と、 前記(n+1)個の開口部のうち、1つおきに位置する
開口部からなる第1の開口群の各々の開口部を介して半
導体中に配置され、P型またはN型のどちらか1つの型
からなる複数個の第1高濃度拡散領域の組と、 前記第1の開口群の各々の開口部に隣接する、1つおき
に位置する開口部からなる第2の開口群の各々の開口部
を介して半導体中に配置され、前記第1高濃度拡散領域
とは逆型のP型またはN型からなる複数個の第2高濃度
拡散領域の組とを有し、 前記n本の各々の等幅ブリッジ部の下に配置され、前記
第1高濃度拡散領域と前記第2高濃度拡散領域の間の半
導体からなるPN接合領域が、等幅にn本形成され、 前記複数個の第1高濃度拡散領域同士が電極を介して互
いに接続され、 前記複数個の第2高濃度拡散領域同士が電極を介して互
いに接続されることを特徴とするダイオード。
3. A high-melting-point insulating protective film provided on a semiconductor and having (n + 1) openings divided by n equal-width bridge portions, and one of the (n + 1) openings. A plurality of first high-concentration diffusion regions of one type of P-type or N-type which are arranged in the semiconductor through the respective openings of the first group of openings located at alternate intervals. And a second group of openings adjacent to each of the first group of openings adjacent to each other, the second group of openings being arranged in the semiconductor, 1 high-concentration diffusion region and a set of a plurality of second high-concentration diffusion regions of the opposite P-type or N-type, and arranged under each of the n equal-width bridge portions, The n high-concentration PN junction regions made of a semiconductor between the first high-concentration diffusion region and the second high-concentration diffusion region have the same width. A diode, wherein the plurality of first high-concentration diffusion regions are connected to each other via electrodes, and the plurality of second high-concentration diffusion regions are connected to each other via electrodes.
【請求項4】 前記高融点絶縁保護膜の開口部の平面形
状が、前記等幅ブリッジ部を長辺とする矩形であること
を特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つに記載のダ
イオード。
4. The plan view of the opening of the high melting point insulating protective film is a rectangle having the constant width bridge portion as a long side. diode.
【請求項5】 前記第1高濃度拡散領域を形成するため
の開口部と前記第2高濃度拡散領域を形成するための開
口部とは、前記等幅ブリッジに沿った方向の長さが異な
ることを特徴とする請求項4に記載のダイオード。
5. An opening for forming the first high-concentration diffusion region and an opening for forming the second high-concentration diffusion region have different lengths in the direction along the monospaced bridge. The diode according to claim 4, wherein:
【請求項6】 前記高融点絶縁保護膜の矩形状の開口部
の角部が丸められ、略矩形状に形成されることを特徴と
する請求項4または5に記載のダイオード。
6. The diode according to claim 4, wherein a corner portion of a rectangular opening of the high melting point insulating protective film is rounded to be formed into a substantially rectangular shape.
【請求項7】 前記矩形の開口部を介して矩形状に形成
される第1高濃度拡散領域、第2高濃度拡散領域の少な
くとも一方の高濃度拡散領域において、長手方向におけ
る矩形の両端部の周囲に、前記一方の高濃度拡散領域と
同型の不純物によって当該一方の高濃度拡散領域よりも
低濃度の低濃度拡散領域を形成したことを特徴とする請
求項4乃至6のいずれか1つに記載のダイオード。
7. A high-concentration diffusion region of at least one of a first high-concentration diffusion region and a second high-concentration diffusion region formed in a rectangular shape through the rectangular opening, and at both end portions of the rectangle in the longitudinal direction. 7. A low-concentration diffusion region having a lower concentration than that of the one high-concentration diffusion region is formed in the periphery by impurities of the same type as that of the one high-concentration diffusion region. The diode described.
【請求項8】 前記矩形開口部の内側に形成され前記第
1高濃度拡散領域および前記第2高濃度拡散領域に接触
するそれぞれの電極のコンタクト面の形状は、 前記開口部の長辺をなす前記等幅ブリッジ部との間隔よ
りも、前記開口部の短辺との間隔のほうが大きいことを
特徴とする請求項4乃至7のいずれか1つに記載のダイ
オード。
8. The shape of the contact surface of each electrode formed inside the rectangular opening and contacting the first high-concentration diffusion region and the second high-concentration diffusion region forms a long side of the opening. The diode according to any one of claims 4 to 7, wherein a distance between a short side of the opening is larger than a distance between the constant width bridge portion and the diode.
【請求項9】 前記高融点絶縁保護膜の開口部が、同心
円状に形成されたことを特徴とする請求項1乃至3のい
ずれか1つに記載のダイオード。
9. The diode according to claim 1, wherein the openings of the high melting point insulating protective film are formed in a concentric shape.
【請求項10】 前記第1高濃度拡散領域と前記第2高
濃度拡散領域を形成するための前記高融点絶縁保護膜の
開口部上に第1高濃度拡散領域と第2高濃度拡散領域の
各々に対応して形成した第1下層電極および第2下層電
極が設けられ、 前記第1下層電極および第2下層電極上に層間絶縁膜が
形成され、 当該層間絶縁膜において、第1下層電極に対応して第1層
間絶縁膜開口部が形成され、第2下層電極に対応して第
2層間絶縁膜開口部が形成され、 前記層間絶縁膜上に第1上層電極および第2上層電極が
形成され、 第1上層電極は前記第1層間絶縁膜開口部を介して第1高
濃度拡散領域に対応する第1下層電極に接続され、第2
上層電極は前記第2層間絶縁膜開口部を介して第2高濃
度拡散領域に対応する第2下層電極に接続されたことを
特徴とする請求項1乃至9のいずれか1つに記載のダイ
オード。
10. The first high-concentration diffusion region and the second high-concentration diffusion region are formed on the opening of the high-melting-point insulating protective film for forming the first high-concentration diffusion region and the second high-concentration diffusion region. A first lower layer electrode and a second lower layer electrode formed corresponding to each are provided, an interlayer insulating film is formed on the first lower layer electrode and the second lower layer electrode, and in the interlayer insulating film, a first lower layer electrode is formed. A first interlayer insulating film opening is formed correspondingly, a second interlayer insulating film opening is formed corresponding to the second lower layer electrode, and a first upper layer electrode and a second upper layer electrode are formed on the interlayer insulating film. The first upper layer electrode is connected to the first lower layer electrode corresponding to the first high concentration diffusion region through the first interlayer insulating film opening,
10. The diode according to claim 1, wherein the upper layer electrode is connected to the second lower layer electrode corresponding to the second high concentration diffusion region through the second interlayer insulating film opening. .
【請求項11】 前記第1上層電極、第2上層電極にお
ける平面内の最短幅は、それぞれ、前記第1下層電極、
第2下層電極における平面内の最短幅より大きいことを
特徴とする請求項10に記載のダイオード。
11. The shortest widths in the plane of the first upper layer electrode and the second upper layer electrode are respectively the first lower layer electrode,
The diode according to claim 10, which is larger than the shortest width in the plane of the second lower layer electrode.
【請求項12】 前記第1上層電極および前記第2上層
電極上に保護膜が形成され、 前記第1上層電極に対応して前記保護膜に開口を形成
し、この開口部により露出される前記第1上層電極によ
り第1パッドを形成し、 前記第2上層電極に対応して前記保護膜に開口を形成
し、この開口部により露出される前記第2上層電極によ
り第2パッドを形成し、 前記第1パッドと前記第2パッドが前記高融点絶縁保護
膜の開口部を間に挟んでその両側に配置され、前記第1
上層電極と前記第2上層電極の幅を、それぞれ、第1パ
ッドと第2パッドに近くなるほど大きくしたことを特徴
とする請求項10または11に記載のダイオード。
12. A protective film is formed on the first upper layer electrode and the second upper layer electrode, an opening is formed in the protective film corresponding to the first upper layer electrode, and the opening is exposed by the opening. A first pad is formed by the first upper layer electrode, an opening is formed in the protective film corresponding to the second upper layer electrode, and a second pad is formed by the second upper layer electrode exposed by the opening, The first pad and the second pad are arranged on both sides of the opening of the high-melting point insulating protective film with the opening interposed therebetween.
12. The diode according to claim 10 or 11, wherein the upper electrode and the second upper electrode have a width that increases toward the first pad and the second pad, respectively.
【請求項13】 半導体中に配置された前記第1高濃度
拡散領域、前記第2高濃度拡散領域、前記PN接合領域
を、P型の第3高濃度拡散領域で取り囲み、前記第3高
濃度拡散領域を電極を介して接地したことを特徴とする
請求項1乃至12のいずれか1つに記載のダイオード。
13. The third high-concentration diffusion region is formed by surrounding the first high-concentration diffusion region, the second high-concentration diffusion region, and the PN junction region arranged in a semiconductor with a P-type third high-concentration diffusion region. The diode according to claim 1, wherein the diffusion region is grounded via an electrode.
【請求項14】 半導体中に配置された前記第1高濃度
拡散領域、前記第2高濃度拡散領域、前記PN接合領域
を、絶縁領域で取り囲んだことを特徴とする請求項1乃
至12のいずれか1つに記載のダイオード。
14. The method according to claim 1, wherein the first high concentration diffusion region, the second high concentration diffusion region and the PN junction region arranged in a semiconductor are surrounded by an insulating region. The diode according to item 1.
【請求項15】 前記高融点絶縁保護膜が、LOCOS
酸化膜、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜のいずれか1
つの膜、もしくはそれらの積層膜よりなることを特徴と
する請求項1乃至14のいずれか1つに記載のダイオー
ド。
15. The high melting point insulating protective film is LOCOS.
Any one of oxide film, silicon oxide film, and silicon nitride film
15. The diode according to claim 1, comprising one film or a laminated film thereof.
【請求項16】 半導体上に配置され、2本の等幅ブリ
ッジ部で分割される3個の開口部を備える高融点絶縁保
護膜を設ける工程と、 前記3個の開口部の中央の開口部を介して半導体中に不
純物をイオン注入して、P型またはN型からなる第1高
濃度拡散領域を形成する工程と、 前記3個の開口部の両端の開口部を介して半導体中に不
純物をイオン注入して、第1高濃度拡散領域とは逆型
の、P型またはN型からなる第2高濃度拡散領域を2個
形成する工程と、 前記2個の第2高濃度拡散領域同士を電極を介して互い
に接続する工程とを有することを特徴とするダイオード
の製造方法。
16. A step of providing a high-melting-point insulating protective film having three openings arranged on a semiconductor and divided by two equal-width bridge parts, and an opening at the center of the three openings. A step of ion-implanting an impurity into the semiconductor through the step of forming a first high-concentration diffusion region of P-type or N-type, and impurities in the semiconductor through the openings at both ends of the three openings. Ion implantation is performed to form two second high-concentration diffusion regions of P-type or N-type that are opposite to the first high-concentration diffusion region, and the two second high-concentration diffusion regions are connected to each other. And a step of connecting the electrodes to each other via an electrode.
【請求項17】 半導体上に配置され、2本の等幅ブリ
ッジ部で分割される3個の開口部を1組の開口群とし
て、前記開口群をm組備える高融点絶縁保護膜を設ける
工程と、 前記m組の開口群の各々の中央の開口部を介して半導体
中に不純物をイオン注入して、P型またはN型からなる
第1高濃度拡散領域をm個形成する工程と、 前記m組の開口群の各々の両端の開口部を介して半導体
中に不純物をイオン注入して、第1高濃度拡散領域とは
逆型の、P型またはN型からなる第2高濃度拡散領域を
2m個形成する工程と、 前記m個の第1高濃度拡散領域同士を電極を介して互い
に接続する工程と、 前記2m個の第2高濃度拡散領域同士を電極を介して互
いに接続する工程とを有することを特徴とするダイオー
ドの製造方法。
17. A step of providing a high-melting-point insulating protective film comprising m sets of three openings arranged on a semiconductor and divided by two equal-width bridge parts as one set of openings. And ion-implanting impurities into the semiconductor through the central opening of each of the m sets of openings to form m first high-concentration diffusion regions of P-type or N-type. A second high-concentration diffusion region of P-type or N-type, which is the opposite type to the first high-concentration diffusion region, is formed by ion-implanting impurities into the semiconductor through the openings at both ends of each of the m sets of openings. 2m, a step of connecting the m first high-concentration diffusion regions to each other via electrodes, and a step of connecting the 2m second high-concentration diffusion regions to each other via electrodes. A method for manufacturing a diode, comprising:
【請求項18】 半導体上に配置され、n本の等幅ブリ
ッジ部で分割される(n+1)個の開口部を備える高融
点絶縁保護膜を設ける工程と、 前記(n+1)個の開口部のうち、1つおきに位置する
開口部からなる第1の開口群の各々の開口部を介して半
導体中に不純物をイオン注入して、P型またはN型から
なる第1高濃度拡散領域を複数個形成する工程と、 前記第1の開口群の各々の開口部に隣接する、1つおき
に位置する開口部からなる第2の開口群の各々の開口部
を介して半導体中に不純物をイオン注入して、第1高濃
度拡散領域とは逆型の、P型またはN型からなる第2高
濃度拡散領域を複数個形成する工程と、 前記複数個の第1高濃度拡散領域同士を電極を介して互
いに接続する工程と、 前記複数個の第2高濃度拡散領域同士を電極を介して互
いに接続する工程とを有することを特徴とするダイオー
ドの製造方法。
18. A step of providing a high-melting-point insulating protective film having (n + 1) openings arranged on a semiconductor and divided by n equal-width bridge parts, and (n + 1) openings. Of these, a plurality of first high-concentration diffusion regions of P-type or N-type are formed by ion-implanting impurities into the semiconductor through the openings of the first opening group including the openings located at every other position. And a step of individually forming impurities, and ion-implanting impurities into the semiconductor through each opening of the second opening group, which is adjacent to each opening of the first opening group and is formed of every other opening. Implanting to form a plurality of P-type or N-type second high-concentration diffusion regions opposite to the first high-concentration diffusion regions; and forming an electrode between the plurality of first high-concentration diffusion regions. Connecting to each other through a plurality of second high-concentration diffusion regions Method for producing a diode; and a step of through electrodes connected to each other.
【請求項19】 前記高融点絶縁保護膜が、LOCOS
酸化膜、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜のいずれか1
つの膜、もしくはそれらの積層膜よりなることを特徴と
する請求項16乃至18のいずれか1つに記載のダイオ
ードの製造方法。
19. The high melting point insulating protective film is LOCOS.
Any one of oxide film, silicon oxide film, and silicon nitride film
19. The method for manufacturing a diode according to claim 16, comprising one film or a laminated film thereof.
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