JP2007150046A - Semiconductor device - Google Patents
Semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007150046A JP2007150046A JP2005343634A JP2005343634A JP2007150046A JP 2007150046 A JP2007150046 A JP 2007150046A JP 2005343634 A JP2005343634 A JP 2005343634A JP 2005343634 A JP2005343634 A JP 2005343634A JP 2007150046 A JP2007150046 A JP 2007150046A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type region
- surge
- silicon substrate
- electrode
- type
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、外部から入力されるサージによって引き起こされるトランジスタのラッチアップを防止するようにした半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device in which latch-up of a transistor caused by an externally input surge is prevented.
従来より、例えばCMOSトランジスタ等の半導体素子が形成された半導体チップでは、CMOSトランジスタの構造に伴って、CMOSトランジスタを構成するウェル、n+拡散層、p+拡散層等によって寄生バイポーラトランジスタが形成される。このような半導体チップに対して外部からサージが入力されると、このサージがトリガとなって、寄生バイポーラトランジスタがオン状態となる。すなわち、寄生バイポーラトランジスタに貫通電流が流れるラッチアップ現象が発生する。この貫通電流が流れ続けると、半導体チップに熱が発生し、CMOSトランジスタを構成するシリコン基板が溶融する等によってCMOSトランジスタが破壊されるという問題が生じる。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor chip in which a semiconductor element such as a CMOS transistor is formed, a parasitic bipolar transistor is formed by a well, an n + diffusion layer, a p + diffusion layer, etc. that constitute the CMOS transistor in accordance with the structure of the CMOS transistor. When a surge is input from the outside to such a semiconductor chip, this surge becomes a trigger and the parasitic bipolar transistor is turned on. That is, a latch-up phenomenon in which a through current flows through the parasitic bipolar transistor occurs. If this through current continues to flow, heat is generated in the semiconductor chip, causing a problem that the CMOS transistor is destroyed due to, for example, melting of the silicon substrate constituting the CMOS transistor.
この問題を解決する半導体チップの構造が特許文献1で提案されている。具体的に、この特許文献1では、半導体チップに入力されたサージがCMOSトランジスタに到達しないようにするため、半導体チップのうち入力端子とCMOSトランジスタとの間にサージ吸収層(カットウェル)を設け、入力端子から入力されたサージをサージ吸収層で吸収し、CMOSトランジスタのラッチアップ耐量を向上させる構造が提案されている。
しかしながら、上記従来の技術では、サージ耐量を確保するためにサージ吸収層の幅(サージが入力端子からCMOSトランジスタに流れる方向のサージ吸収層の長さ)が必要になっているため、半導体チップを小型化することが困難になっている。すなわち、サージ吸収層の幅が広い場合、サージを十分に吸収することができるが、半導体チップを小型化するためにサージ吸収層の幅を狭くした場合、サージ吸収層でサージを吸収しきれず、CMOSトランジスタがラッチアップしてしまう可能性がある。 However, in the above conventional technique, the width of the surge absorption layer (the length of the surge absorption layer in the direction in which the surge flows from the input terminal to the CMOS transistor) is required to ensure the surge withstand capability. It has become difficult to reduce the size. That is, if the width of the surge absorption layer is wide, the surge can be sufficiently absorbed, but if the width of the surge absorption layer is reduced to reduce the size of the semiconductor chip, the surge absorption layer cannot absorb the surge, There is a possibility that the CMOS transistor is latched up.
具体的に、半導体チップを小型化してサージ吸収層の幅を狭くしてしまうと、サージが入力端子としての入力保護素子であるダイオードに入力された場合、サージの一部はダイオード自身に吸収されるが、ダイオードで吸収されなかったサージは、半導体チップを構成する基板に伝搬してしまう。そして、基板に伝搬したサージは、サージ吸収層で吸収されることになるが、このサージ吸収層で吸収されなかったサージは、CMOSトランジスタまで伝搬してCMOSトランジスタのラッチアップを引き起こしてしまう。 Specifically, if the semiconductor chip is reduced in size and the width of the surge absorption layer is reduced, when a surge is input to a diode that is an input protection element as an input terminal, a part of the surge is absorbed by the diode itself. However, the surge that is not absorbed by the diode propagates to the substrate constituting the semiconductor chip. The surge propagated to the substrate is absorbed by the surge absorption layer, but the surge not absorbed by the surge absorption layer propagates to the CMOS transistor and causes latch-up of the CMOS transistor.
なお、半導体チップを例えば車載用として用いる場合、チップサイズの小型化が要望される。したがって、上記サージ吸収層を設けることは好ましくない。 In addition, when using a semiconductor chip for on-vehicle use, for example, reduction in chip size is desired. Therefore, it is not preferable to provide the surge absorbing layer.
本発明は、上記点に鑑み、半導体素子に対するラッチアップ耐量を確保しつつ、かつ、半導体素子を備えたチップを小型化することができる半導体装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a semiconductor device that can secure a latch-up resistance against a semiconductor element and can reduce the size of a chip including the semiconductor element.
上記目的を達成するため、本発明では、入力端子(13)が設けられた入力保護部(10)を備えた半導体基板(1)の裏面のうち、少なくとも第1導電型の領域(11)に対向する位置に電極(3、6)が形成されていると共に、電極がグランド(14)に接続されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the present invention, at least the first conductivity type region (11) of the back surface of the semiconductor substrate (1) provided with the input protection unit (10) provided with the input terminal (13). Electrodes (3, 6) are formed at opposing positions, and the electrodes are connected to a ground (14).
このように、半導体基板の裏面に電極を設け、この電極をグランドに接続する。これにより、入力端子から入力されたサージが第1導電型の領域および第2導電型の領域で構成されるダイオードで吸収されなかったとき、半導体基板内に流れ出たサージを裏面電極で吸収してグランドに除去することができ、ラッチアップ耐量を確保することができる。 Thus, an electrode is provided on the back surface of the semiconductor substrate, and this electrode is connected to the ground. As a result, when the surge input from the input terminal is not absorbed by the diode composed of the first conductivity type region and the second conductivity type region, the surge flowing into the semiconductor substrate is absorbed by the back electrode. It can be removed to the ground, and the latch-up resistance can be ensured.
したがって、サージを吸収するためのサージ吸収層を形成することなくラッチアップ耐量を確保できると共に、半導体基板のサイズを小さくすることができ、ひいては半導体装置を小型化することができる。 Therefore, it is possible to ensure the latch-up resistance without forming a surge absorbing layer for absorbing surges, to reduce the size of the semiconductor substrate, and to downsize the semiconductor device.
本発明では、半導体基板の裏面のうち、少なくとも第1導電型の領域に対向する位置に凹部(2)が形成されており、裏面電極は少なくとも凹部の底部に形成されていることを特徴とする。 In the present invention, the recess (2) is formed at least on the back surface of the semiconductor substrate at a position facing the first conductivity type region, and the back electrode is formed at least on the bottom of the recess. .
このように、半導体基板の裏面に凹部を設け、半導体基板に第1導電型の領域が形成された部分において、半導体基板の表面と裏面との距離を小さくしている。これにより、第1導電型の領域と裏面電極との距離を小さくすることができ、サージをより電極で吸収させやすくすることができる。このようにして、さらにラッチアップ耐量を向上させることができる。 As described above, the concave portion is provided on the back surface of the semiconductor substrate, and the distance between the front surface and the back surface of the semiconductor substrate is reduced in the portion where the first conductivity type region is formed on the semiconductor substrate. Thereby, the distance between the region of the first conductivity type and the back electrode can be reduced, and the surge can be more easily absorbed by the electrode. In this way, the latch-up resistance can be further improved.
本発明では、半導体基板の表面のうち、入力保護部に凹部(5)が形成され、この凹部に対応する半導体基板の表面部に第1導電型の領域および第2導電型の領域が形成されており、半導体基板の裏面において、少なくとも第1導電型の領域に対向する位置に、電極が形成されていることを特徴とする。 In the present invention, a recess (5) is formed in the input protection portion of the surface of the semiconductor substrate, and a first conductivity type region and a second conductivity type region are formed in the surface portion of the semiconductor substrate corresponding to the recess. In the back surface of the semiconductor substrate, an electrode is formed at a position facing at least the first conductivity type region.
このように、半導体基板の表面に凹部を設け、その凹部に対応した半導体基板の表面部に第1導電型の領域および前記第2導電型の領域を形成する。また、第1導電型の領域に対向する半導体基板の裏面に電極を形成する。これにより、第1導電型の領域と裏面電極との距離を小さくすることができ、電極にサージを吸収させやすくすることができる。このようにして、さらにラッチアップ耐量を向上させることができる。 Thus, a recess is provided on the surface of the semiconductor substrate, and the first conductivity type region and the second conductivity type region are formed on the surface portion of the semiconductor substrate corresponding to the recess. An electrode is formed on the back surface of the semiconductor substrate facing the first conductivity type region. Accordingly, the distance between the first conductivity type region and the back electrode can be reduced, and the electrode can easily absorb the surge. In this way, the latch-up resistance can be further improved.
本発明では、裏面電極は、半導体基板の裏面全体に形成されていることを特徴とする。このように、半導体基板の裏面全体に電極を設ける。これにより、入力保護部に入力されたサージが半導体デバイス部の方向に流れたとき、そのサージが半導体デバイスに到達する前に電極で吸収してグランドに除去することができる。したがって、ラッチアップ耐量を向上させることができる。 In the present invention, the back electrode is formed on the entire back surface of the semiconductor substrate. Thus, an electrode is provided on the entire back surface of the semiconductor substrate. Thereby, when the surge input to the input protection unit flows in the direction of the semiconductor device unit, the surge can be absorbed by the electrode and removed to the ground before reaching the semiconductor device. Therefore, the latch-up resistance can be improved.
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について図を参照して説明する。本実施形態で示される半導体装置は、半導体素子が形成された半導体チップにおいて、半導体素子にラッチアップが起こる可能性があるものに適用することができる。例えば、車載用ECUに実装して用いることができる。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The semiconductor device shown in this embodiment can be applied to a semiconductor chip in which a semiconductor element is formed, in which the semiconductor element may be latched up. For example, it can be used by being mounted on an in-vehicle ECU.
図1は、本発明の第1実施形態に係る半導体装置としての半導体チップの概略断面図である。この図に示されるように、P型シリコン基板1には、入力保護部10と、Logic部20と、が設けられている。なお、図1では、P型シリコン基板1の表面に形成される部分を省略している。また、P型シリコン基板1は本発明の半導体基板に相当し、Logic部は本発明の半導体デバイス部に相当する。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor chip as a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. As shown in this figure, the P-type silicon substrate 1 is provided with an
入力保護部10においては、P型シリコン基板1の表面側にN+型領域11と、P+型領域12とが形成されており、これらN+型領域11およびP+型領域12にてダイオードが構成されている。すなわち、N+型領域11がダイオードのアノード、P+型領域12がダイオードのカソードに相当する。なお、N+型領域11は本発明の第1導電型の領域に相当し、P+型領域12は本発明の第2導電型の領域に相当する。
In the
また、N+型領域11には入力端子13が接続され、P+型領域12にはグランド14が接続されている。すなわち、これらN+型領域11およびP+型領域12で構成されるダイオードは、その入力端子13が外部回路に接続されると共に、外部回路から入力されるサージをグランド14に除去して、Logic部20をサージから保護する役割を果たす。
An
Logic部20においては、P型シリコン基板1の表面部にN型ウェル21が形成されており、このN型ウェル21の内部であって表面部にP型ウェル22が形成されている。そして、このP型ウェル22の表層部において、互いに離間してN+型領域23、24が形成されていると共に、N+型領域24に離間してP+型領域25が形成されている。これらN+型領域23、24は、ソース領域およびドレイン領域に相当するものであり、P+型領域25はウェル領域に相当するものである。
In the
さらに、上記各N+型領域23、24の間に位置するP型ウェル22の表面側部分をチャネル領域として、このチャネル領域上にゲート絶縁膜26を介してゲート電極27が形成された状態になっている。このようにして、P型ウェル22にnMOSトランジスタが形成されている。
Further, the surface side portion of the P-
また、N型ウェル21の表面部のうちP型ウェル22が形成されていない領域には、互いに離間してP+型領域28、29が形成されており、P+型領域29とP型ウェル22との間にN+型領域30が形成されている。これらP+型領域28、29は、ソース領域およびドレイン領域に相当するものであり、N+型領域30はウェル領域に相当するものである。
Further, in the surface portion of the N-
そして、各P+型領域28、29の間に位置するN型ウェル21の表面側部分をチャネル領域として、このチャネル領域上にゲート絶縁膜31を介してゲート電極32が形成された状態になっている。このようにして、N型ウェル21にpMOSトランジスタが形成されている。
Then, the surface side portion of the N-type well 21 located between the P + -
したがって、Logic部20では、これらnMOSトランジスタおよびpMOSトランジスタによって、CMOSトランジスタが構成されている。
Therefore, in the
上記構成を有する半導体チップにおいて、入力保護部10のうち、P型シリコン基板1の裏面側にはその裏面が凹んだ溝2が形成されている。この溝2の底部には電極3が形成されており、この電極3はグランド14に接続されている。
In the semiconductor chip having the above configuration, a groove 2 having a recessed back surface is formed on the back surface side of the P-type silicon substrate 1 in the
このような溝2は、例えばエッチングによってP型シリコン基板1の裏面側に部分的に形成することができ、その深さは例えば30μmである。また、電極3は、例えば金属スパッタリングにより形成され、電極3の材質として例えばAl(アルミニウム)が採用される。なお、溝2は、本発明の凹部に相当する。 Such a groove 2 can be partially formed on the back side of the P-type silicon substrate 1 by, for example, etching, and the depth thereof is, for example, 30 μm. The electrode 3 is formed, for example, by metal sputtering, and Al (aluminum), for example, is adopted as the material of the electrode 3. In addition, the groove | channel 2 is corresponded to the recessed part of this invention.
本実施形態では、この溝2は、P型シリコン基板1において、N+型領域11およびP+型領域12で構成されるダイオードに対向する位置に形成されている。そして、図1に示されるように、この溝2によって、P型シリコン基板1の表面と裏面との間の距離が小さくされている。つまり、P型シリコン基板1が薄くされている(薄膜化されている)。言い換えると、ダイオードが形成された各領域11、12、より詳しくはN+型領域11と溝2の底までとの距離が小さくされている。
In the present embodiment, the groove 2 is formed on the P-type silicon substrate 1 at a position facing the diode constituted by the N +
なお、サージは入力端子13からN+型領域11に入力されるため、溝2は、半導体基板の裏面のうち、少なくともN+型領域11に対向する位置に形成されていれば良い。
Since the surge is input from the
次に、上記半導体チップの製造方法について説明する。まず、P型シリコン基板1を用意すると共に、マスク等を用いて、P型シリコン基板1のうち入力保護部10となる所定領域にN+型領域11およびP+型領域12をイオン注入および熱拡散によって随時形成する。同様に、P型シリコン基板1のうちLogic部20となる所定領域にイオン注入および熱拡散を行い、ゲート絶縁膜26、31、ゲート電極27、32等を形成することで、nMOSトランジスタおよびpMOSトランジスタを形成する。そして、P型シリコン基板1の表面に図示しない配線電極等を形成して、入力保護部10のN+型領域11を入力端子13に接続し、P+型領域12をグランド14に接続する。また、Logic部20の各トランジスタに対して図示しないソース電極、ドレイン電極等を形成する。
Next, a method for manufacturing the semiconductor chip will be described. First, a P-type silicon substrate 1 is prepared, and an N + -
この後、P型シリコン基板1の裏面側のうち、入力保護部10において、N+型領域11およびP+型領域12で構成されるダイオードとは反対側に溝2を形成する。具体的には、P型シリコン基板1の裏面にマスクを形成したのち、このマスクを例えばフォトリソグラフィによってパターニングし、溝2と対応する部分を開口させる。そして、パターニングされたマスクを用いた異方性ドライエッチングにより、所望の深さの溝2を形成する。さらに、スパッタ法によって、少なくとも溝2の底部に電極3を形成し、この電極3をグランド14に接続する。以上のようにして、図1に示される半導体チップが完成する。
Thereafter, the groove 2 is formed on the back surface side of the P-type silicon substrate 1 on the side opposite to the diode constituted by the N +
続いて、図1に示される半導体チップにおいて、入力保護部10の入力端子13にサージが入力された場合のサージの経路について説明する。まず、入力端子13にサージが入力されると、サージはN+型領域11に入力され、N+型領域11と共にダイオードを構成するP+型領域12を経由してグランド14に流れる。
Next, in the semiconductor chip illustrated in FIG. 1, a surge path when a surge is input to the
そして、さらに高いサージが入力端子13に入力される場合、入力保護部10のダイオードでサージを吸収しきれなくなり、サージがN+型領域11からP型シリコン基板1に流れ出す。具体的に、サージはP型シリコン基板1の厚さ方向(図1の斜線矢印の方向)に流れ出す。このサージは、P型シリコン基板1が薄くなった部分、すなわちP型シリコン基板1と溝2の底部との間を流れ、溝2の底部に形成された電極3に吸収され、グランド14に除去される。
When a higher surge is input to the
このように、P型シリコン基板1の裏面に電極3が形成されていることで、入力保護部10のダイオードからP型シリコン基板1の厚さ方向に流れたサージを電極3で吸収することができる。また、P型シリコン基板1の裏面に溝2が形成されており、入力保護部10のダイオードと電極3との距離が小さくされていることから、効率よくサージをグランド14に除去することができる。
As described above, since the electrode 3 is formed on the back surface of the P-type silicon substrate 1, a surge that flows in the thickness direction of the P-type silicon substrate 1 from the diode of the
ここで、発明者らは、P型シリコン基板1の厚さに依存した半導体チップのラッチアップ耐量についてシミュレーションを行った。図2は、シミュレーションを行う上で対象とした半導体チップの概略断面図である。 Here, the inventors performed a simulation on the latch-up resistance of the semiconductor chip depending on the thickness of the P-type silicon substrate 1. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor chip targeted for simulation.
本実施形態において、ラッチアップ耐量のシミュレーションを行うにあたり、半導体チップのCMOSトランジスタの構造を、CMOSトランジスタにラッチアップが起こるために必要な構造のみとしている。具体的には、図2に示されるように、nMOSトランジスタでは、P型ウェル22にN+型領域24およびP+型領域25のみを形成し、pMOSトランジスタでは、N+型領域30およびP+型領域29のみを形成したものとしている。
In the present embodiment, the CMOS transistor structure of the semiconductor chip is only the structure necessary for latch-up to occur in the CMOS transistor when the latch-up tolerance simulation is performed. Specifically, as shown in FIG. 2, in the nMOS transistor, only the N +
すなわち、P型シリコン基板1の内部を通過したサージがN型ウェル21に流れ込むことで、pMOSトランジスタのP+型領域29とnMOSトランジスタのN+型領域24との間に貫通電流が流れたか否かを判定する。これにより、CMOSトランジスタにラッチアップが起こったか否かを判定するシミュレーションを行う。
That is, whether or not a through current flows between the P +
このシミュレーションでは、入力保護部10とLogic部20とを通過するP型シリコン基板1の幅(入力保護部10とLogic部20とを通過する方向の長さ)を70μmとし、P型シリコン基板1の裏面全体に電極4が形成されているとする。そして、P型シリコン基板1の基板厚さを20〜100μmの範囲で変化させてラッチアップ耐量をシミュレートした。なお、本シミュレーションでは、図2に示される入力保護部10の入力端子13に負電圧のサージを入力していき、CMOSトランジスタに電流が流れる直前のサージ電圧をラッチアップ耐量としている。
In this simulation, the width of the P-type silicon substrate 1 passing through the
図3は、シミュレーションによる基板厚さとラッチアップ耐量との相関関係を示した図である。なお、負電圧のサージを入力するようにしているため、ラッチアップ耐量の単位は−kVとなっている。 FIG. 3 is a diagram showing the correlation between the substrate thickness and the latch-up tolerance by simulation. Note that since a negative voltage surge is input, the unit of the latch-up resistance is -kV.
この図に示されるように、P型シリコン基板1の厚さが小さくなるほど、ラッチアップ耐量が大きくなっていることがわかる。すなわち、P型シリコン基板1の厚さが小さくなくことで、入力保護部10のN+型領域11と電極4との間の距離が小さくなり、サージが電極4により吸収されやすくなり、半導体チップのラッチアップ耐量が向上しているからである。
As shown in this figure, it can be seen that the smaller the thickness of the P-type silicon substrate 1, the greater the latch-up resistance. That is, since the thickness of the P-type silicon substrate 1 is not small, the distance between the N +
したがって、上記シミュレーションからも明らかなように、図1に示される半導体チップの入力保護部10において、P型シリコン基板1に形成されたN+型領域11の反対側に溝2を設けて、P型シリコン基板1のうち入力保護部10の厚さを小さくすることで、入力端子13に入力されたサージを電極3に吸収させやすくすることができ、半導体チップのラッチアップ耐量を向上させることができる。また、従来のように、P型シリコン基板1にサージを吸収するためのサージ吸収層を形成する必要がないため、入力保護部10とLogic部20との間隔を狭めることができ、半導体チップのチップサイズを縮小させることができる。これにより、半導体チップを小型化することができる。
Therefore, as apparent from the above simulation, the groove 2 is provided on the opposite side of the N +
以上説明したように、本実施形態では、P型シリコン基板1の裏面に形成された溝2内に電極3を設け、この電極3をグランド14に接続することを特徴としている。これにより、入力端子13から入力されたサージがN+型領域11およびP+型領域12で構成されるダイオードで吸収されなかったとき、P型シリコン基板1内に流れ出たサージを電極3で吸収してグランド14に除去することができ、ラッチアップ耐量を確保することができる。
As described above, this embodiment is characterized in that the electrode 3 is provided in the groove 2 formed on the back surface of the P-type silicon substrate 1 and this electrode 3 is connected to the
したがって、電極3を設けることにより、サージを吸収するためのサージ吸収層を形成することなくラッチアップ耐量を確保できると共に、P型シリコン基板1のサイズを小さくすることができ、ひいては半導体チップを小型化することができる。 Therefore, by providing the electrode 3, it is possible to ensure the latch-up resistance without forming a surge absorbing layer for absorbing the surge, and to reduce the size of the P-type silicon substrate 1, and to reduce the size of the semiconductor chip. Can be
また、P型シリコン基板1の裏面に溝2を設け、P型シリコン基板1の表面と裏面との距離を小さくしている。これにより、N+型領域11と電極3との距離を小さくすることができ、サージをより電極3で吸収させやすくすることができる。このようにして、さらにラッチアップ耐量を向上させることができる。
Moreover, the groove | channel 2 is provided in the back surface of the P-type silicon substrate 1, and the distance of the front surface of the P-type silicon substrate 1 and a back surface is made small. Thereby, the distance between the N +
(第2実施形態)
本実施形態では、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。本実施形態では、P型シリコン基板1の表面に溝を形成していることが特徴である。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, only parts different from the first embodiment will be described. This embodiment is characterized in that a groove is formed on the surface of the P-type silicon substrate 1.
図4は、本発明の第2実施形態に係る半導体チップの概略断面図である。この図に示されるように、P型シリコン基板1に設けられた入力保護部10およびLogic部20のうち、入力保護部10においては、P型シリコン基板1の表面に溝5が形成されている。これにより、入力保護部10において、溝5の底とP型シリコン基板1の裏面との距離が小さくされている。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor chip according to the second embodiment of the present invention. As shown in this figure, of the
そして、P型シリコン基板1において、溝5に対応する部分の表面部にN+型領域11およびP+型領域12が形成されており、第1実施形態と同様に、N+型領域11は入力端子13に接続され、P+型領域12はグランド14に接続されている。なお、溝5は、本発明の凹部に相当する。
In the P-type silicon substrate 1, an N +
また、本実施形態では、P型シリコン基板1の裏面全体に電極6が形成されている。これにより、P型シリコン基板1の裏面において、少なくとも溝5に対応した部分に電極6が形成された状態になっている。
In the present embodiment, the
上記のような構成を有する半導体チップに対して、入力端子13からサージが入力されると、第1実施形態と同様に、N+型領域11およびP+型領域12で構成されるダイオードでサージが吸収されるが、ダイオードで吸収されなかったサージがP型シリコン基板1に流れ出すと、P型シリコン基板1の裏面のうち溝5に対応した部分に形成された電極6で吸収されてグランド14に除去される。
When a surge is input from the
ここで、本実施形態では、P型シリコン基板1の裏面全体に電極6が形成されている。このため、サージが入力保護部10からLogic部20の方向に流れ出したとしても、サージがLogic部20に到達する前に電極6にてサージを吸収できるようになっている。したがって、より高いラッチアップ耐量を確保することができる。
Here, in this embodiment, the
以上のように、P型シリコン基板1の表面に溝5を設け、入力保護部10におけるP型シリコン基板1の薄膜化を図るようにしても構わない。
As described above, the grooves 5 may be provided on the surface of the P-type silicon substrate 1 so as to reduce the thickness of the P-type silicon substrate 1 in the
(他の実施形態)
上記各実施形態において、溝2、5はどのような形状であっても構わない。また、P型シリコン基板1に溝2、5を形成せず、電極3、6のみを形成するようにしても構わない。すなわち、電極3、6が設けられたことにより電極3、6のみでラッチアップ耐量を確保できるが、溝2、5を設けてP型シリコン基板1を薄膜化することで、さらにラッチアップ耐量を向上させることができる。これは、第1実施形態におけるシミュレーションから明らかにされている。
(Other embodiments)
In the above embodiments, the grooves 2 and 5 may have any shape. Alternatively, the grooves 2 and 5 may not be formed in the P-type silicon substrate 1, but only the
上記第1実施形態では、少なくとも溝2の底部に電極3を形成するようにしているが、溝2の壁にも電極3を形成するようにしても構わない。さらに、第2実施形態と同様に、溝2の壁面のみならず、P型シリコン基板1の裏面全体に電極3を形成するようにしても良い。 In the first embodiment, the electrode 3 is formed at least on the bottom of the groove 2. However, the electrode 3 may also be formed on the wall of the groove 2. Further, similarly to the second embodiment, the electrode 3 may be formed not only on the wall surface of the groove 2 but also on the entire back surface of the P-type silicon substrate 1.
上記第2実施形態では、P型シリコン基板1の裏面のうち入力保護部10およびLogic部20全体に電極6が形成されているが、P型シリコン基板1の裏面のうち、溝5に対応する部分にのみ電極6を形成するようにしても構わない。また、溝5に対応する部分に形成された電極6がLogic部20まで引き伸ばされ、入力保護部10とLogic部20との間にのみ電極6が形成された形態であっても構わない。
In the second embodiment, the
上記各実施形態では、Logic部20にCMOSトランジスタが形成されたものについて説明したが、Logic部20に形成される半導体素子はCMOSトランジスタに限定されるものではなく、ラッチアップが起こる他の半導体素子が形成されていても構わない。
In each of the above embodiments, the CMOS transistor is formed in the
上記各実施形態では、溝2、5を形成して入力保護部10の薄膜化を図っているが、P型シリコン基板1全体の厚さを小さくして基板全体の薄膜化を図るようにしても構わない。
In each of the above embodiments, the grooves 2 and 5 are formed to reduce the thickness of the
1…P型シリコン基板、2、5…溝、3、4、6…電極、10…入力保護部、11…N+型領域、12…P+型領域、13…入力端子、14…グランド、20…Logic部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... P-type silicon substrate, 2, 5 ...
Claims (4)
前記入力保護部において前記第1導電型の領域が入力端子(13)に接続されると共に、前記第2導電型の領域がグランド(14)に接続され、前記入力端子に入力されたサージが前記第1導電型の領域および前記第2導電型の領域を経由して前記グランドに除去される半導体装置において、
前記半導体基板の裏面のうち、少なくとも前記第1導電型の領域に対向する位置に電極(3、6)が形成されていると共に、前記電極が前記グランドに接続されていることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor device part (20) in which a semiconductor element is formed on the surface side of the semiconductor substrate (1), and a first conductivity type region (11) and a second conductivity type region ( And 12) an input protection unit (10).
In the input protection unit, the first conductivity type region is connected to the input terminal (13), the second conductivity type region is connected to the ground (14), and the surge input to the input terminal is In the semiconductor device removed to the ground via the first conductivity type region and the second conductivity type region,
Electrodes (3, 6) are formed at least on the back surface of the semiconductor substrate so as to face the first conductivity type region, and the electrodes are connected to the ground. apparatus.
前記半導体基板の裏面において、少なくとも前記第1導電型の領域に対向する位置に、前記電極が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 A recess (5) is formed in the input protection portion of the surface of the semiconductor substrate, and the first conductivity type region and the second conductivity type region are formed in the surface portion of the semiconductor substrate corresponding to the recess. Has been
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the electrode is formed at a position facing at least the first conductivity type region on the back surface of the semiconductor substrate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005343634A JP2007150046A (en) | 2005-11-29 | 2005-11-29 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005343634A JP2007150046A (en) | 2005-11-29 | 2005-11-29 | Semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007150046A true JP2007150046A (en) | 2007-06-14 |
Family
ID=38211073
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005343634A Withdrawn JP2007150046A (en) | 2005-11-29 | 2005-11-29 | Semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007150046A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010108813A1 (en) * | 2009-03-26 | 2010-09-30 | International Business Machines Corporation | Structure and method for latchup improvement using through wafer via latchup guard ring |
JP2015072990A (en) * | 2013-10-02 | 2015-04-16 | サンケン電気株式会社 | Semiconductor device |
-
2005
- 2005-11-29 JP JP2005343634A patent/JP2007150046A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010108813A1 (en) * | 2009-03-26 | 2010-09-30 | International Business Machines Corporation | Structure and method for latchup improvement using through wafer via latchup guard ring |
US7989282B2 (en) | 2009-03-26 | 2011-08-02 | International Business Machines Corporation | Structure and method for latchup improvement using through wafer via latchup guard ring |
JP2012521646A (en) * | 2009-03-26 | 2012-09-13 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | Structure and method for improved latch-up using through-wafer via latch-up guard rings |
US8390074B2 (en) | 2009-03-26 | 2013-03-05 | International Business Machines Corporation | Structure and method for latchup improvement using through wafer via latchup guard ring |
JP2015072990A (en) * | 2013-10-02 | 2015-04-16 | サンケン電気株式会社 | Semiconductor device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2006245201A (en) | Semiconductor integrated circuit | |
JP2015015388A (en) | Semiconductor device | |
JP4790166B2 (en) | Protection transistor | |
JP2005072566A (en) | Semiconductor device | |
JP2006173538A (en) | Semiconductor device | |
JP2004304136A (en) | Semiconductor device | |
EP3803965A1 (en) | Silicon-on-insulator backside contacts | |
JP5511395B2 (en) | Semiconductor device | |
JP2007150046A (en) | Semiconductor device | |
JP2009158621A (en) | Semiconductor device | |
JP5212362B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP2007059543A (en) | Esd protective circuit and method of manufacturing same | |
JP5010158B2 (en) | Semiconductor device | |
JP2006019671A (en) | Electrostatic discharge protective device | |
JP2002009281A (en) | Semiconductor integrated circuit device and its manufacturing method | |
JP2006332539A (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
JP3123489B2 (en) | Electrostatic protection circuit in semiconductor integrated circuit and method of manufacturing the same | |
JPH08288465A (en) | Static electricity protecting element | |
JPH1174530A (en) | Semiconductor integrated circuit device and its manufacture | |
JP4597618B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2007027272A (en) | Semiconductor integrated circuit | |
JP2000164881A (en) | Semiconductor device and manufacture thereof | |
JP2004281843A (en) | Static discharge protective element and semiconductor integrated circuit device equipped with the same | |
JP2009059894A (en) | Semiconductor device | |
JP2002222869A (en) | Semiconductor integrated circuit device and its fabricating method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071203 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20090612 |