JP2007281259A - Electrostatic protective element and electrostatic protective circuit - Google Patents

Electrostatic protective element and electrostatic protective circuit Download PDF

Info

Publication number
JP2007281259A
JP2007281259A JP2006106865A JP2006106865A JP2007281259A JP 2007281259 A JP2007281259 A JP 2007281259A JP 2006106865 A JP2006106865 A JP 2006106865A JP 2006106865 A JP2006106865 A JP 2006106865A JP 2007281259 A JP2007281259 A JP 2007281259A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
type
layer
contact layer
electrostatic protection
groove
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.)
Pending
Application number
JP2006106865A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuru Kiyono
充 清野
Sadahisa Watanabe
禎久 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsumi Electric Co Ltd
Original Assignee
Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsumi Electric Co Ltd filed Critical Mitsumi Electric Co Ltd
Priority to JP2006106865A priority Critical patent/JP2007281259A/en
Publication of JP2007281259A publication Critical patent/JP2007281259A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To increase electrostatic resistance and improve the protective characteristics of an electrostatic protective element and an electrostatic protective circuit, in relation to the electrostatic protective element for protecting an internal circuit from static and the electrostatic protective circuit. <P>SOLUTION: There is provided an electrostatic protective element 12 comprising an n-type buried diffusion layer 22 provided in a semiconductor substrate 21, an n-type epitaxial growth layer 23, a p-type isolation layer 24, an n-type cathode contact layer 27, and a p-type anode contact layer 26. A groove 28 surrounding the n-type buried diffusion layer 22 is provided between the n-type cathode contact layer 27 and the p-type isolation layer 24. The bottom face 28A of the groove 28 and the bottom face 22A of the n-type buried diffusion layer 22 form one substantially flat surface. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、静電保護素子及び静電保護回路に係り、特に静電気から内部回路を保護する静電保護素子及び静電保護回路に関する。   The present invention relates to an electrostatic protection element and an electrostatic protection circuit, and more particularly to an electrostatic protection element and an electrostatic protection circuit that protect internal circuits from static electricity.

図24は、従来の保護回路の断面図である。図24において、Pはマイナスのサージが印加された際、サージ電流が通過するPN接合部分(以下、「領域P」とする)、Q,Sはサージ電流の流れる方向、Rはプラスのサージが印加された際、サージ電流が通過するPN接合部分(以下、「領域R」とする)をそれぞれ示している。   FIG. 24 is a cross-sectional view of a conventional protection circuit. In FIG. 24, P is a PN junction portion (hereinafter referred to as “region P”) through which a surge current passes when a negative surge is applied, Q and S are directions in which the surge current flows, and R is a positive surge. PN junction portions (hereinafter referred to as “region R”) through which a surge current passes when applied are shown.

図24を参照するに、静電保護回路100は、半導体基板101と、半導体基板101上に形成された第1のダイオード型静電保護素子102と、第2のダイオード型静電保護素子103とを有する。静電保護回路100は、静電気から内部回路(図示せず)を保護するための回路である。   Referring to FIG. 24, an electrostatic protection circuit 100 includes a semiconductor substrate 101, a first diode-type electrostatic protection element 102 formed on the semiconductor substrate 101, and a second diode-type electrostatic protection element 103. Have The electrostatic protection circuit 100 is a circuit for protecting an internal circuit (not shown) from static electricity.

第1のダイオード型静電保護素子102は、マイナスのサージから内部回路(図示せず)を保護するための素子である。第1のダイオード型静電保護素子102は、グラウンド端子(図示せず)と入出力端子(図示せず)とを結ぶ配線と接続されている。第1のダイオード型静電保護素子102は、内部回路と電気的に接続されている。   The first diode type electrostatic protection element 102 is an element for protecting an internal circuit (not shown) from a negative surge. The first diode type electrostatic protection element 102 is connected to a wiring connecting a ground terminal (not shown) and an input / output terminal (not shown). The first diode type electrostatic protection element 102 is electrically connected to an internal circuit.

第1のダイオード型静電保護素子102は、半導体基板101上に形成されたN型埋め込み拡散層105と、半導体基板101及びN型埋め込み拡散層105上に形成されたN型エピタキシャル成長層106と、N型エピタキシャル成長層106及び半導体基板101に形成されたP型アイソレーション層107と、アノードコンタクト層108と、カソードコンタクト層109とを有する。   The first diode-type electrostatic protection element 102 includes an N-type buried diffusion layer 105 formed on the semiconductor substrate 101, an N-type epitaxial growth layer 106 formed on the semiconductor substrate 101 and the N-type buried diffusion layer 105, An N-type epitaxial growth layer 106, a P-type isolation layer 107 formed on the semiconductor substrate 101, an anode contact layer 108, and a cathode contact layer 109 are included.

P型アイソレーション層107は、カソードコンタクト層109が設けられたN型エピタキシャル成長層106を囲むように配置されている。アノードコンタクト層108は、P型アイソレーション層107にP型不純物を拡散させることで形成する。また、カソードコンタクト層109は、N型エピタキシャル成長層106にN型不純物を拡散させることで形成する。   The P-type isolation layer 107 is disposed so as to surround the N-type epitaxial growth layer 106 provided with the cathode contact layer 109. The anode contact layer 108 is formed by diffusing P-type impurities in the P-type isolation layer 107. The cathode contact layer 109 is formed by diffusing N-type impurities in the N-type epitaxial growth layer 106.

このような構成とされた第1のダイオード型静電保護素子102では、入出力端子(図示せず)にマイナスのサージが印加された際、アノードコンタクト層108からカソードコンタクト層109にサージ電流を流して、内部回路を保護する。このとき、サージ電流は、領域Pに対応するPN接合部分を通過する。   In the first diode type electrostatic protection element 102 having such a configuration, when a negative surge is applied to an input / output terminal (not shown), a surge current is applied from the anode contact layer 108 to the cathode contact layer 109. To protect the internal circuit. At this time, the surge current passes through the PN junction corresponding to the region P.

第2のダイオード型静電保護素子103は、プラスのサージから内部回路(図示せず)を保護するための素子である。第2のダイオード型静電保護素子103は、電源端子(図示せず)と入出力端子(図示せず)とを結ぶ配線と接続されている。第2のダイオード型静電保護素子103は、内部回路と電気的に接続されている。   The second diode type electrostatic protection element 103 is an element for protecting an internal circuit (not shown) from a positive surge. The second diode-type electrostatic protection element 103 is connected to a wiring connecting a power supply terminal (not shown) and an input / output terminal (not shown). The second diode type electrostatic protection element 103 is electrically connected to the internal circuit.

第2のダイオード型静電保護素子103は、半導体基板101上に形成されたN型埋め込み拡散層111と、半導体基板101及びN型埋め込み拡散層111上に形成されたN型エピタキシャル成長層106と、N型エピタキシャル成長層106及び半導体基板101に形成されたP型アイソレーション層112と、カソードコンタクト層113と、アノードコンタクト層114とを有する。P型アイソレーション層112は、カソードコンタクト層113及びアノードコンタクト層114が設けられたN型エピタキシャル成長層106を囲むように配置されている。カソードコンタクト層113は、N型エピタキシャル成長層106にN型不純物を拡散させることで形成する。アノードコンタクト層114は、N型エピタキシャル成長層106にP型不純物を拡散させることで形成する。   The second diode-type electrostatic protection element 103 includes an N-type buried diffusion layer 111 formed on the semiconductor substrate 101, an N-type epitaxial growth layer 106 formed on the semiconductor substrate 101 and the N-type buried diffusion layer 111, It has an N-type epitaxial growth layer 106 and a P-type isolation layer 112 formed on the semiconductor substrate 101, a cathode contact layer 113, and an anode contact layer 114. The P-type isolation layer 112 is disposed so as to surround the N-type epitaxial growth layer 106 provided with the cathode contact layer 113 and the anode contact layer 114. The cathode contact layer 113 is formed by diffusing N-type impurities in the N-type epitaxial growth layer 106. The anode contact layer 114 is formed by diffusing P-type impurities in the N-type epitaxial growth layer 106.

このような構成とされた第2のダイオード型静電保護素子103は、入出力端子(図示せず)にプラスのサージが印加された際、アノードコンタクト層114からカソードコンタクト層113にサージ電流を流して、内部回路(図示せず)を保護する。このとき、サージ電流は、領域Rに対応するPN接合部分を通過する(例えば、特許文献1参照。)。
特開平9−1161100号公報
The second diode-type electrostatic protection element 103 configured as described above generates a surge current from the anode contact layer 114 to the cathode contact layer 113 when a positive surge is applied to an input / output terminal (not shown). To protect internal circuitry (not shown). At this time, the surge current passes through the PN junction portion corresponding to the region R (see, for example, Patent Document 1).
JP-A-9-116100

ところで、ダイオード型静電保護素子の静電耐量の大きさは、サージ電流が通過するPN接合部分の面積に依存する。具体的には、サージ電流が通過するPN接合部分の面積が大きいほど静電耐量は大きくなり、ダイオード型静電保護素子の保護特性(サージから内部回路(図示せず)を保護する特性)は向上する。   By the way, the magnitude of the electrostatic resistance of the diode-type electrostatic protection element depends on the area of the PN junction portion through which the surge current passes. Specifically, the larger the area of the PN junction through which surge current passes, the greater the electrostatic resistance, and the protection characteristic of the diode-type electrostatic protection element (characteristic for protecting the internal circuit (not shown) from surge) is improves.

しかしながら、従来の静電保護回路100では、サージ電流が通過するPN接合部分の面積を大きくすることが困難なため、十分な静電耐量を得ることができず、第1及び第2のダイオード型静電保護素子102,103の保護特性を向上させることができないという問題があった。   However, in the conventional electrostatic protection circuit 100, since it is difficult to increase the area of the PN junction portion through which the surge current passes, sufficient electrostatic resistance cannot be obtained, and the first and second diode types There has been a problem that the protection characteristics of the electrostatic protection elements 102 and 103 cannot be improved.

そこで、本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、静電耐量を大きくして、保護特性を向上させることのできる静電保護素子及び静電保護回路を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an electrostatic protection element and an electrostatic protection circuit capable of increasing the electrostatic resistance and improving the protection characteristics. .

本発明の一観点によれば、半導体基板(21)に設けられたN型埋め込み拡散層(22)と、前記半導体基板(21)及びN型埋め込み拡散層(22)を覆うように形成されたN型エピタキシャル成長層(23)と、前記N型エピタキシャル成長層(23)に形成されたP型アイソレーション層(24)と、前記N型エピタキシャル成長層(23)に形成されたN型カソードコンタクト層(27)と、前記P型アイソレーション層(24)に形成されたP型アノードコンタクト層(26)と、を備えた静電保護素子(12)であって、前記N型カソードコンタクト層(27)と前記P型アイソレーション層(24)との間に、前記N型埋め込み拡散層(22)を囲む溝(28)を設け、前記溝(28)の底面(28A)と前記N型埋め込み拡散層(22)の底面(22A)とを略面一とするか、或いは前記溝(28)の底面(28A)の位置を前記N型埋め込み拡散層(22)の底面(22A)よりも下方に配置したことを特徴とする静電保護素子(12)が提供される。   According to one aspect of the present invention, an N-type buried diffusion layer (22) provided in a semiconductor substrate (21) and the semiconductor substrate (21) and the N-type buried diffusion layer (22) are formed. An N-type epitaxial growth layer (23), a P-type isolation layer (24) formed on the N-type epitaxial growth layer (23), and an N-type cathode contact layer (27) formed on the N-type epitaxial growth layer (23) ) And a P-type anode contact layer (26) formed on the P-type isolation layer (24), wherein the N-type cathode contact layer (27) A groove (28) surrounding the N-type buried diffusion layer (22) is provided between the P-type isolation layer (24), and the bottom surface (28A) of the groove (28) and the N-type buried diffusion layer are provided. The bottom surface (22A) of the layer (22) is substantially flush with the bottom surface (28A) of the groove (28) or lower than the bottom surface (22A) of the N-type buried diffusion layer (22). An electrostatic protection element (12) characterized in that it is arranged is provided.

本発明によれば、N型カソードコンタクト層(27)とP型アイソレーション層(24)との間に、N型埋め込み拡散層(22)を囲む溝(28)を設け、溝(28)の底面(28A)とN型埋め込み拡散層(22)の底面(22A)とを略面一とするか、或いは溝(28)の底面(28A)の位置をN型埋め込み拡散層(22)の底面(22A)よりも下方に配置したことにより、マイナスのサージが印加された際、サージ電流が面積の大きいN型埋め込み拡散層(22)の底面(22A)を通過するため、サージ電流が通過するPN接合部分の面積が増加する。これにより、静電耐量が大きくなるため、静電保護素子(12)の保護特性を向上させることができる。   According to the present invention, the groove (28) surrounding the N-type buried diffusion layer (22) is provided between the N-type cathode contact layer (27) and the P-type isolation layer (24). The bottom surface (28A) and the bottom surface (22A) of the N-type buried diffusion layer (22) are substantially flush, or the position of the bottom surface (28A) of the groove (28) is the bottom surface of the N-type buried diffusion layer (22). By arranging it below (22A), when a negative surge is applied, the surge current passes through the bottom surface (22A) of the N-type buried diffusion layer (22) having a large area, so that the surge current passes. The area of the PN junction increases. Thereby, since an electrostatic withstand amount becomes large, the protection characteristic of an electrostatic protection element (12) can be improved.

本発明の他の観点によれば、半導体基板(21)に設けられたN型埋め込み拡散層(41)と、前記半導体基板(21)及びN型埋め込み拡散層(41)を覆うように形成されたN型エピタキシャル成長層(23)と、前記N型エピタキシャル成長層(23)に形成されたP型アノードコンタクト層(43)と、前記N型エピタキシャル成長層(23)に形成され、前記P型アノードコンタクト層(43)を囲むN型カソードコンタクト層(44)と、を備えた静電保護素子(13)であって、前記P型アノードコンタクト層(43)と前記N型カソードコンタクト層(44)との間に、前記P型アノードコンタクト層(43)を囲む溝(45)を設け、前記溝(45)の深さ(I)を前記P型アノードコンタクト層(43)の深さ(K)と略等しくするか、或いは前記溝(45)の深さ(I)を前記P型アノードコンタクト層(43)の深さ(K)よりも深く、かつ前記半導体基板(21)に到達しない深さとしたことを特徴とする静電保護素子(13)が提供される。   According to another aspect of the present invention, an N-type buried diffusion layer (41) provided in a semiconductor substrate (21) and the semiconductor substrate (21) and the N-type buried diffusion layer (41) are formed. An N-type epitaxial growth layer (23); a P-type anode contact layer (43) formed on the N-type epitaxial growth layer (23); and a P-type anode contact layer formed on the N-type epitaxial growth layer (23). An N-type cathode contact layer (44) surrounding (43), and comprising an electrostatic protection element (13) comprising the P-type anode contact layer (43) and the N-type cathode contact layer (44). A groove (45) surrounding the P-type anode contact layer (43) is provided therebetween, and the depth (I) of the groove (45) is set to the depth (K) of the P-type anode contact layer (43). Or the depth (I) of the groove (45) is deeper than the depth (K) of the P-type anode contact layer (43) and does not reach the semiconductor substrate (21). An electrostatic protection element (13) is provided.

本発明によれば、P型アノードコンタクト層(43)とN型カソードコンタクト層(44)との間に、P型アノードコンタクト層(43)を囲む溝(45)を設け、溝(45)の深さ(I)をP型アノードコンタクト層(43)の深さ(K)と略等しくするか、或いは溝(45)の深さ(I)をP型アノードコンタクト層(43)の深さ(K)よりも深く、かつ半導体基板(21)に到達しない深さとするにより、プラスのサージが印加された際、サージ電流が面積の大きいP型アノードコンタクト層(43)の底面(43A)を通過するため、サージ電流が通過するPN接合部分の面積が増加する。これにより、静電耐量が大きくなるため、静電保護素子(13)の保護特性を向上させることができる。   According to the present invention, the groove (45) surrounding the P-type anode contact layer (43) is provided between the P-type anode contact layer (43) and the N-type cathode contact layer (44). The depth (I) is substantially equal to the depth (K) of the P-type anode contact layer (43), or the depth (I) of the groove (45) is set to the depth of the P-type anode contact layer (43) ( K) is deeper than K and does not reach the semiconductor substrate (21). When a positive surge is applied, the surge current passes through the bottom surface (43A) of the P-type anode contact layer (43) having a large area. Therefore, the area of the PN junction portion through which the surge current passes increases. Thereby, since an electrostatic withstand amount becomes large, the protection characteristic of an electrostatic protection element (13) can be improved.

なお、上記参照符号は、あくまでも参考であり、これによって、本願発明が図示の態様に限定されるものではない。   In addition, the said reference code is a reference to the last, and this invention is not limited to the aspect of illustration by this.

本発明は、静電保護素子の静電耐量を大きくして、静電保護素子の保護特性を向上させることができる。   The present invention can increase the electrostatic resistance of the electrostatic protection element and improve the protection characteristics of the electrostatic protection element.

次に、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施の形態に係る静電保護回路を備えた半導体装置の等価回路を示した図である。   FIG. 1 is a diagram showing an equivalent circuit of a semiconductor device provided with an electrostatic protection circuit according to an embodiment of the present invention.

図1を参照するに、本実施の形態の静電保護回路10は、第1の静電保護素子12と、第2の静電保護素子13とを有する。静電保護回路10は、静電気から内部回路11を保護するためのものである。第1及び第2の静電保護素子12,13は、ダイオード型の静電保護素子である。   Referring to FIG. 1, the electrostatic protection circuit 10 according to the present embodiment includes a first electrostatic protection element 12 and a second electrostatic protection element 13. The electrostatic protection circuit 10 is for protecting the internal circuit 11 from static electricity. The first and second electrostatic protection elements 12 and 13 are diode-type electrostatic protection elements.

第1の静電保護素子12は、入出力用端子15とグラウンド用端子16とを結ぶ配線に設けられており、内部回路11と電気的に接続されている。第1の静電保護素子12は、入出力用端子15にマイナスのサージが印加された際、内部回路11を保護するための素子である。   The first electrostatic protection element 12 is provided on a wiring connecting the input / output terminal 15 and the ground terminal 16 and is electrically connected to the internal circuit 11. The first electrostatic protection element 12 is an element for protecting the internal circuit 11 when a negative surge is applied to the input / output terminal 15.

第2の静電保護素子13は、入出力用端子15と電源用端子17とを結ぶ配線に設けられており、内部回路11と電気的に接続されている。第2の静電保護素子13は、入出力用端子15にプラスのサージが印加された際、内部回路11を保護するための素子である。   The second electrostatic protection element 13 is provided on a wiring connecting the input / output terminal 15 and the power supply terminal 17 and is electrically connected to the internal circuit 11. The second electrostatic protection element 13 is an element for protecting the internal circuit 11 when a positive surge is applied to the input / output terminal 15.

図2は、本発明の実施の形態に係る静電保護回路の断面図である。図2において、Aは第1の静電保護素子12が形成される半導体基板21の領域(以下、「第1の静電保護素子形成領域A」とする)、Bは第2の静電保護素子13が形成される半導体基板21の領域(以下、「第2の静電保護素子形成領域B」とする)をそれぞれ示している。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the electrostatic protection circuit according to the embodiment of the present invention. In FIG. 2, A is a region of the semiconductor substrate 21 where the first electrostatic protection element 12 is formed (hereinafter referred to as “first electrostatic protection element formation region A”), and B is a second electrostatic protection. A region of the semiconductor substrate 21 in which the element 13 is formed (hereinafter referred to as “second electrostatic protection element formation region B”) is shown.

また、図2において、Cは第1の静電保護素子12を流れるサージ電流の移動経路、Dは第1の静電保護素子12を流れるサージ電流が通過するPN接合部分、Eは第2の静電保護素子13を流れるサージ電流の移動経路、Fは第2の静電保護素子13を流れるサージ電流が通過するPN接合部分をそれぞれ示している。   In FIG. 2, C is a path of surge current flowing through the first electrostatic protection element 12, D is a PN junction portion through which the surge current flowing through the first electrostatic protection element 12 passes, and E is the second A path of surge current flowing through the electrostatic protection element 13, F indicates a PN junction portion through which the surge current flowing through the second electrostatic protection element 13 passes.

図2を参照して、第1及び第2の静電保護素子12,13の具体的な構成について説明する。   With reference to FIG. 2, the specific structure of the 1st and 2nd electrostatic protection elements 12 and 13 is demonstrated.

第1の静電保護素子12は、半導体基板21の第1の静電保護素子形成領域Aに形成されている。半導体基板21としては、例えば、シリコンからなるP型半導体基板を用いることができる。   The first electrostatic protection element 12 is formed in the first electrostatic protection element formation region A of the semiconductor substrate 21. As the semiconductor substrate 21, for example, a P-type semiconductor substrate made of silicon can be used.

第1の静電保護素子12は、N型埋め込み拡散層22と、N型エピタキシャル成長層23と、P型アイソレーション層24と、P型アノードコンタクト層26と、N型カソードコンタクト層27と、溝28と、酸化膜30と、絶縁膜31,32と、アノード用電極36と、カソード用電極37とを有する。   The first electrostatic protection element 12 includes an N-type buried diffusion layer 22, an N-type epitaxial growth layer 23, a P-type isolation layer 24, a P-type anode contact layer 26, an N-type cathode contact layer 27, a groove 28, an oxide film 30, insulating films 31 and 32, an anode electrode 36, and a cathode electrode 37.

N型埋め込み拡散層22は、第1の静電保護素子形成領域Aに対応する半導体基板21に設けられている。N型埋め込み拡散層22の厚さM1は、例えば、4μmとすることができる。   The N-type buried diffusion layer 22 is provided on the semiconductor substrate 21 corresponding to the first electrostatic protection element formation region A. The thickness M1 of the N-type buried diffusion layer 22 can be set to 4 μm, for example.

N型エピタキシャル成長層23は、半導体基板21及びN型埋め込み拡散層22上を覆うように設けられている。N型エピタキシャル成長層23の厚さM2は、例えば、2μmとすることができる。   The N type epitaxial growth layer 23 is provided so as to cover the semiconductor substrate 21 and the N type buried diffusion layer 22. The thickness M2 of the N-type epitaxial growth layer 23 can be set to 2 μm, for example.

P型アイソレーション層24は、半導体基板21及びN型エピタキシャル成長層23に設けられている。P型アイソレーション層24は、N型カソードコンタクト層27が形成されるN型エピタキシャル成長層23を囲むように配置されている。   The P-type isolation layer 24 is provided on the semiconductor substrate 21 and the N-type epitaxial growth layer 23. The P-type isolation layer 24 is disposed so as to surround the N-type epitaxial growth layer 23 on which the N-type cathode contact layer 27 is formed.

P型アノードコンタクト層26は、P型アイソレーション層24に設けられている。P型アノードコンタクト層26は、アノード用電極36と接触している。P型アノードコンタクト層26は、P型アイソレーション層24にP型不純物を拡散させることで形成する。   The P-type anode contact layer 26 is provided on the P-type isolation layer 24. The P-type anode contact layer 26 is in contact with the anode electrode 36. The P-type anode contact layer 26 is formed by diffusing P-type impurities in the P-type isolation layer 24.

N型カソードコンタクト層27は、N型埋め込み拡散層22上に位置するN型エピタキシャル成長層23に設けられている。N型カソードコンタクト層27は、カソード用電極37と接触している。N型カソードコンタクト層27は、N型エピタキシャル成長層23にN型不純物を拡散させることで形成する。   The N-type cathode contact layer 27 is provided on the N-type epitaxial growth layer 23 located on the N-type buried diffusion layer 22. The N-type cathode contact layer 27 is in contact with the cathode electrode 37. The N-type cathode contact layer 27 is formed by diffusing N-type impurities in the N-type epitaxial growth layer 23.

溝28は、P型アノードコンタクト層26とN型カソードコンタクト層27との間に位置するN型エピタキシャル成長層23を貫通すると共に、半導体基板21の一部を貫通するように形成されている。溝28は、N型埋め込み拡散層22を連続して囲むように配置されている。溝28の形状は、額縁状とされている。溝28の底面28Aは、N型埋め込み拡散層22の底面22Aと略面一となるように形成されている。N型埋め込み拡散層22の厚さM1が4μm、N型エピタキシャル成長層23の厚さM2が2μmの場合、溝28の深さHは、例えば、6μmとすることができる。また、この場合、溝28の幅Gは、例えば、3μmとすることができる。   The groove 28 is formed so as to penetrate the N-type epitaxial growth layer 23 located between the P-type anode contact layer 26 and the N-type cathode contact layer 27 and to penetrate a part of the semiconductor substrate 21. The groove 28 is disposed so as to continuously surround the N-type buried diffusion layer 22. The shape of the groove 28 is a frame shape. The bottom surface 28A of the groove 28 is formed so as to be substantially flush with the bottom surface 22A of the N-type buried diffusion layer 22. When the thickness M1 of the N-type buried diffusion layer 22 is 4 μm and the thickness M2 of the N-type epitaxial growth layer 23 is 2 μm, the depth H of the groove 28 can be 6 μm, for example. In this case, the width G of the groove 28 can be set to 3 μm, for example.

このように、P型アノードコンタクト層26とN型カソードコンタクト層27との間にN型埋め込み拡散層22を連続して囲む溝28を設け、溝28の底面28AとN型埋め込み拡散層22の底面22Aとを略面一とすることにより、入出力端子15にマイナスのサージが印加された際、サージ電流は面積の大きいN型埋め込み拡散層22の底面22Aを通過してP型アノードコンタクト層26からN型カソードコンタクト層27に流れる。   As described above, the groove 28 continuously surrounding the N-type buried diffusion layer 22 is provided between the P-type anode contact layer 26 and the N-type cathode contact layer 27, and the bottom surface 28 A of the groove 28 and the N-type buried diffusion layer 22 are formed. By making the bottom surface 22A substantially flush with each other, when a negative surge is applied to the input / output terminal 15, the surge current passes through the bottom surface 22A of the N-type buried diffusion layer 22 having a large area and becomes a P-type anode contact layer. 26 flows to the N-type cathode contact layer 27.

これにより、従来よりもサージ電流が通過するPN接合部分の面積が増加して、第1の静電保護素子12の静電耐量を大きくすることが可能となるので、第1の静電保護素子12の保護特性(マイナスのサージから内部回路11を保護する第1の静電保護素子12の特性)を向上させることができる。   As a result, the area of the PN junction through which surge current passes can be increased as compared with the prior art, and the electrostatic resistance of the first electrostatic protection element 12 can be increased. 12 protection characteristics (characteristics of the first electrostatic protection element 12 that protects the internal circuit 11 from a negative surge) can be improved.

酸化膜30は、N型エピタキシャル成長層23と、P型アイソレーション層24、P型アノードコンタクト層26、及びN型カソードコンタクト層27の一部とを覆うように設けられている。   The oxide film 30 is provided so as to cover the N-type epitaxial growth layer 23, the P-type isolation layer 24, the P-type anode contact layer 26, and a part of the N-type cathode contact layer 27.

絶縁膜31は、溝28を充填するように設けられている。絶縁膜31の上面31Aは、酸化膜30の上面と略面一とされている。絶縁膜31としては、例えば、酸化膜を用いることができる。   The insulating film 31 is provided so as to fill the groove 28. The upper surface 31A of the insulating film 31 is substantially flush with the upper surface of the oxide film 30. As the insulating film 31, for example, an oxide film can be used.

絶縁膜32は、酸化膜30及び絶縁膜31上に設けられている。絶縁膜32は、開口部33,34を有する。開口部33は、P型アノードコンタクト層26の上面を露出するように形成されている。また、開口部34は、N型カソードコンタクト層27の上面を露出するように形成されている。絶縁膜32としては、例えば、酸化膜を用いることができる。   The insulating film 32 is provided on the oxide film 30 and the insulating film 31. The insulating film 32 has openings 33 and 34. The opening 33 is formed so as to expose the upper surface of the P-type anode contact layer 26. The opening 34 is formed so as to expose the upper surface of the N-type cathode contact layer 27. As the insulating film 32, for example, an oxide film can be used.

アノード用電極36は、開口部33に設けられている。アノード用電極36は、P型アノードコンタクト層26と接触している。カソード用電極37は、開口部34に設けられている。カソード用電極37は、N型カソードコンタクト層27と接触している。   The anode electrode 36 is provided in the opening 33. The anode electrode 36 is in contact with the P-type anode contact layer 26. The cathode electrode 37 is provided in the opening 34. The cathode electrode 37 is in contact with the N-type cathode contact layer 27.

本実施の形態の第1の静電保護素子12によれば、P型アノードコンタクト層26とN型カソードコンタクト層27との間に、N型埋め込み拡散層22を連続して囲む溝28を設け、溝28の底面28AとN型埋め込み拡散層22の底面22Aとを略面一とすることにより、マイナスのサージが入出力用端子15に印加された際、従来よりもサージ電流が通過するPN接合部分の面積が増加するため、静電耐量を大きくすることが可能となるので、第1の静電保護素子12の保護特性を向上させることができる。   According to the first electrostatic protection element 12 of the present embodiment, the groove 28 that continuously surrounds the N-type buried diffusion layer 22 is provided between the P-type anode contact layer 26 and the N-type cathode contact layer 27. By making the bottom surface 28A of the groove 28 and the bottom surface 22A of the N-type buried diffusion layer 22 substantially flush with each other, when a negative surge is applied to the input / output terminal 15, a PN through which a surge current passes than before. Since the area of the joint portion increases, the electrostatic resistance can be increased, and thus the protection characteristics of the first electrostatic protection element 12 can be improved.

なお、本実施の形態の第1の静電保護素子12では、溝28の底面28AとN型埋め込み拡散層22の底面22Aとを略面一とした場合を例に挙げて説明したが、溝28の底面28Aの位置をN型埋め込み拡散層22の底面22Aよりも下方(深い位置)に配置した場合においても第1の静電保護素子12の保護特性を向上させることができる。   In the first electrostatic protection element 12 of the present embodiment, the case where the bottom surface 28A of the groove 28 and the bottom surface 22A of the N-type buried diffusion layer 22 are substantially flush has been described as an example. Even when the position of the bottom surface 28A of 28 is disposed below (deep position) below the bottom surface 22A of the N-type buried diffusion layer 22, the protection characteristics of the first electrostatic protection element 12 can be improved.

第2の静電保護素子13は、半導体基板21の第2静電保護素子形成領域Bに形成されている。第2の静電保護素子13は、N型埋め込み拡散層41と、N型エピタキシャル成長層23と、P型アイソレーション層42と、P型アノードコンタクト層43と、N型カソードコンタクト層44と、溝45と、酸化膜30と、絶縁膜32,46と、アノード用電極47と、カソード用電極48とを有する。   The second electrostatic protection element 13 is formed in the second electrostatic protection element formation region B of the semiconductor substrate 21. The second electrostatic protection element 13 includes an N-type buried diffusion layer 41, an N-type epitaxial growth layer 23, a P-type isolation layer 42, a P-type anode contact layer 43, an N-type cathode contact layer 44, a groove 45, an oxide film 30, insulating films 32 and 46, an anode electrode 47, and a cathode electrode 48.

N型埋め込み拡散層41は、第2の静電保護素子形成領域Bに対応する半導体基板21に設けられている。N型エピタキシャル成長層23は、半導体基板21及びN型埋め込み拡散層41上を覆うように設けられている。   The N-type buried diffusion layer 41 is provided on the semiconductor substrate 21 corresponding to the second electrostatic protection element formation region B. The N type epitaxial growth layer 23 is provided so as to cover the semiconductor substrate 21 and the N type buried diffusion layer 41.

P型アイソレーション層42は、半導体基板21及びN型エピタキシャル成長層23に設けられている。P型アイソレーション層42は、P型アノードコンタクト層43及びN型カソードコンタクト層44が形成されたN型エピタキシャル成長層23を囲むように配置されている。   The P-type isolation layer 42 is provided on the semiconductor substrate 21 and the N-type epitaxial growth layer 23. The P-type isolation layer 42 is disposed so as to surround the N-type epitaxial growth layer 23 in which the P-type anode contact layer 43 and the N-type cathode contact layer 44 are formed.

P型アノードコンタクト層43は、N型埋め込み拡散層41上に位置するN型エピタキシャル成長層23に設けられている。P型アノードコンタクト層43は、アノード用電極47と接触している。P型アノードコンタクト層43は、N型エピタキシャル成長層23にP型不純物を拡散させることで形成する。P型アノードコンタクト層43の深さKは、例えば、0.4μmとすることができる。   The P-type anode contact layer 43 is provided in the N-type epitaxial growth layer 23 located on the N-type buried diffusion layer 41. The P-type anode contact layer 43 is in contact with the anode electrode 47. The P-type anode contact layer 43 is formed by diffusing P-type impurities in the N-type epitaxial growth layer 23. The depth K of the P-type anode contact layer 43 can be set to 0.4 μm, for example.

N型カソードコンタクト層44は、N型埋め込み拡散層41上に位置するN型エピタキシャル成長層23に設けられている。N型カソードコンタクト層44は、P型アノードコンタクト層43を連続して囲むように配置されている。N型カソードコンタクト層44は、カソード用電極48と接触している。N型カソードコンタクト層44は、N型エピタキシャル成長層23にN型不純物を拡散させることで形成する。   The N-type cathode contact layer 44 is provided in the N-type epitaxial growth layer 23 located on the N-type buried diffusion layer 41. The N-type cathode contact layer 44 is disposed so as to continuously surround the P-type anode contact layer 43. The N-type cathode contact layer 44 is in contact with the cathode electrode 48. The N-type cathode contact layer 44 is formed by diffusing N-type impurities in the N-type epitaxial growth layer 23.

溝45は、P型アノードコンタクト層43とN型カソードコンタクト層44との間に位置するN型エピタキシャル成長層23に形成されている。溝45は、P型アノードコンタクト層43を連続して囲むように配置されている。溝45の形状は、額縁状とされている。溝45の底面45Aは、P型アノードコンタクト層43の底面43Aと略面一となるように形成されている。つまり、溝45の深さIは、P型アノードコンタクト層43の深さKと略等しい。P型アノードコンタクト層43の深さKが0.4μmの場合、溝45の深さIは、例えば、0.4μmとすることができる。また、この場合、溝45の幅Jは、例えば、1μmとすることができる。   The trench 45 is formed in the N-type epitaxial growth layer 23 located between the P-type anode contact layer 43 and the N-type cathode contact layer 44. The groove 45 is disposed so as to continuously surround the P-type anode contact layer 43. The shape of the groove 45 is a frame shape. The bottom surface 45 </ b> A of the groove 45 is formed to be substantially flush with the bottom surface 43 </ b> A of the P-type anode contact layer 43. That is, the depth I of the groove 45 is substantially equal to the depth K of the P-type anode contact layer 43. When the depth K of the P-type anode contact layer 43 is 0.4 μm, the depth I of the groove 45 can be set to 0.4 μm, for example. In this case, the width J of the groove 45 can be set to 1 μm, for example.

このように、P型アノードコンタクト層43とN型カソードコンタクト層44との間に位置するN型エピタキシャル成長層23にP型アノードコンタクト層43を連続して囲む溝45を設け、溝45の底面45AとP型アノードコンタクト層43の底面43Aとを略面一とすることにより、入出力端子15にプラスのサージが印加された際、サージ電流は面積の大きいP型アノードコンタクト層43の底面43Aを通過してP型アノードコンタクト層43からN型カソードコンタクト層44に流れる。   As described above, the groove 45 that continuously surrounds the P-type anode contact layer 43 is provided in the N-type epitaxial growth layer 23 located between the P-type anode contact layer 43 and the N-type cathode contact layer 44, and the bottom surface 45 </ b> A of the groove 45. And the bottom surface 43A of the P-type anode contact layer 43 are substantially flush with each other, so that when a positive surge is applied to the input / output terminal 15, the surge current is applied to the bottom surface 43A of the P-type anode contact layer 43 having a large area. Passes from the P-type anode contact layer 43 to the N-type cathode contact layer 44.

これにより、従来よりもサージ電流が通過するPN接合部分の面積が増加するため、第2の静電保護素子13の静電耐量を大きくすることが可能となるので、第2の静電保護素子13の保護特性(プラスのサージから内部回路11を保護する第2の静電保護素子13の特性)を向上させることができる。   Thereby, since the area of the PN junction portion through which surge current passes is increased as compared with the conventional case, the electrostatic resistance of the second electrostatic protection element 13 can be increased. 13 protection characteristics (characteristics of the second electrostatic protection element 13 that protects the internal circuit 11 from a positive surge) can be improved.

酸化膜30は、N型エピタキシャル成長層23及びP型アイソレーション層42と、P型アノードコンタクト層43及びN型カソードコンタクト層44の一部とを覆うように設けられている。   The oxide film 30 is provided so as to cover the N-type epitaxial growth layer 23 and the P-type isolation layer 42 and part of the P-type anode contact layer 43 and the N-type cathode contact layer 44.

絶縁膜46は、溝45を充填するように設けられている。絶縁膜46の上面46Aは、酸化膜30の上面と略面一とされている。絶縁膜46としては、例えば、酸化膜を用いることができる。   The insulating film 46 is provided so as to fill the groove 45. The upper surface 46A of the insulating film 46 is substantially flush with the upper surface of the oxide film 30. As the insulating film 46, for example, an oxide film can be used.

絶縁膜32は、酸化膜30及び絶縁膜46上に設けられている。絶縁膜32は、開口部51,52を有する。開口部51は、P型アノードコンタクト層43の上面を露出するように形成されている。また、開口部52は、N型カソードコンタクト層44の上面を露出するように形成されている。   The insulating film 32 is provided on the oxide film 30 and the insulating film 46. The insulating film 32 has openings 51 and 52. The opening 51 is formed so as to expose the upper surface of the P-type anode contact layer 43. The opening 52 is formed so as to expose the upper surface of the N-type cathode contact layer 44.

アノード用電極47は、開口部51に設けられている。アノード用電極47は、P型アノードコンタクト層43と接触している。カソード用電極48は、開口部52に設けられている。カソード用電極48は、N型カソードコンタクト層44と接触している。   The anode electrode 47 is provided in the opening 51. The anode electrode 47 is in contact with the P-type anode contact layer 43. The cathode electrode 48 is provided in the opening 52. The cathode electrode 48 is in contact with the N-type cathode contact layer 44.

本実施の形態の第2の静電保護素子13によれば、P型アノードコンタクト層43とN型カソードコンタクト層44との間に位置するN型エピタキシャル成長層23にP型アノードコンタクト層43を連続して囲む溝45を設け、溝45の底面45AとP型アノードコンタクト層43の底面43Aとを略面一とすることにより、マイナスのサージが入出力用端子15に印加された際、従来よりもサージ電流が通過するPN接合部分の面積が増加するため、静電耐量を大きくすることが可能となるので、第2の静電保護素子13の保護特性を向上させることができる。   According to the second electrostatic protection element 13 of the present embodiment, the P-type anode contact layer 43 is continuous with the N-type epitaxial growth layer 23 located between the P-type anode contact layer 43 and the N-type cathode contact layer 44. When the negative surge is applied to the input / output terminal 15 by making the bottom surface 45A of the groove 45 and the bottom surface 43A of the P-type anode contact layer 43 substantially flush with each other, However, since the area of the PN junction portion through which the surge current passes increases, the electrostatic withstand capability can be increased, so that the protection characteristics of the second electrostatic protection element 13 can be improved.

なお、本実施の形態の第2の静電保護素子13では、溝45の深さIがP型アノードコンタクト層43の深さKと略等しい場合を例に挙げて説明したが、溝45の深さIがP型アノードコンタクト層43の深さKよりも深く、かつ半導体基板21に到達しない深さとした場合においても第2の静電保護素子13の保護特性を向上させることができる。   In the second electrostatic protection element 13 of the present embodiment, the case where the depth I of the groove 45 is substantially equal to the depth K of the P-type anode contact layer 43 has been described as an example. Even when the depth I is deeper than the depth K of the P-type anode contact layer 43 and does not reach the semiconductor substrate 21, the protection characteristics of the second electrostatic protection element 13 can be improved.

本実施の形態の静電保護回路10によれば、従来の静電保護素子102,103(図24参照)よりも静電耐量の大きい第1及び第2の静電保護素子12,13を設けたことにより、マイナスのサージ及びプラスのサージから精度よく内部回路11を保護することができる。   According to the electrostatic protection circuit 10 of the present embodiment, the first and second electrostatic protection elements 12 and 13 having larger electrostatic resistance than the conventional electrostatic protection elements 102 and 103 (see FIG. 24) are provided. As a result, the internal circuit 11 can be accurately protected from negative surges and positive surges.

図3〜図23は、本発明の実施の形態に係る静電保護回路の製造工程を示す図である。図3〜図23において、本発明の実施の形態に係る静電保護回路10と同一構成部分には同一符号を付す。   3-23 is a figure which shows the manufacturing process of the electrostatic protection circuit based on Embodiment of this invention. 3 to 23, the same components as those of the electrostatic protection circuit 10 according to the embodiment of the present invention are denoted by the same reference numerals.

始めに、図3に示す工程では、周知の手法により、第1の静電保護素子形成領域Aに対応する半導体基板21にN型埋め込み拡散層22及びP型不純物層24Aを形成し、第2の静電保護素子形成領域Bに対応する半導体基板21にN型埋め込み拡散層41及びP型不純物層42Aを形成する。P型不純物層24Aは、N型埋め込み拡散層22を連続して囲むように形成する。P型不純物層42Aは、N型埋め込み拡散層41を連続して囲むように形成する。次いで、半導体基板21、N型埋め込み拡散層22,41、及びP型不純物層24A,42A上を覆うようにN型エピタキシャル成長層23を形成する。N型埋め込み拡散層22の厚さM1は、例えば、4μmとすることができる。また、半導体基板21上におけるN型エピタキシャル成長層23の厚さM2は、例えば、2μmとすることができる。   First, in the process shown in FIG. 3, the N-type buried diffusion layer 22 and the P-type impurity layer 24A are formed on the semiconductor substrate 21 corresponding to the first electrostatic protection element formation region A by a well-known method. An N-type buried diffusion layer 41 and a P-type impurity layer 42A are formed in the semiconductor substrate 21 corresponding to the electrostatic protection element formation region B. The P-type impurity layer 24 </ b> A is formed so as to continuously surround the N-type buried diffusion layer 22. The P-type impurity layer 42A is formed so as to continuously surround the N-type buried diffusion layer 41. Next, an N-type epitaxial growth layer 23 is formed so as to cover the semiconductor substrate 21, the N-type buried diffusion layers 22 and 41, and the P-type impurity layers 24A and 42A. The thickness M1 of the N-type buried diffusion layer 22 can be set to 4 μm, for example. The thickness M2 of the N-type epitaxial growth layer 23 on the semiconductor substrate 21 can be set to 2 μm, for example.

次いで、図4に示す工程では、N型エピタキシャル成長層23上にN型エピタキシャル成長層23を保護する酸化膜30、ポリシリコン膜57、溝部58Aを有したレジスト膜58を順次形成する。溝部58Aは、溝28の形成位置に対応している。酸化膜30の厚さは、例えば、10nmとすることができる。また、ポリシリコン膜57の厚さは、例えば、100nm〜200nmとすることができる。   Next, in a step shown in FIG. 4, an oxide film 30 that protects the N-type epitaxial growth layer 23, a polysilicon film 57, and a resist film 58 having a groove 58A are sequentially formed on the N-type epitaxial growth layer 23. The groove 58A corresponds to the position where the groove 28 is formed. The thickness of the oxide film 30 can be set to 10 nm, for example. The thickness of the polysilicon film 57 can be set to 100 nm to 200 nm, for example.

次いで、図5に示す工程では、レジスト膜58をマスクとするドライエッチングにより、ポリシリコン膜57と酸化膜30とをエッチングして、ポリシリコン膜57及び酸化膜30にN型エピタキシャル成長層23の上面を露出する溝部61を形成する。   Next, in the process shown in FIG. 5, the polysilicon film 57 and the oxide film 30 are etched by dry etching using the resist film 58 as a mask, and the upper surface of the N-type epitaxial growth layer 23 is formed on the polysilicon film 57 and the oxide film 30. A groove 61 is formed to expose the.

次いで、図6に示す工程では、レジスト膜58をマスクとするドライエッチングにより、N型エピタキシャル成長層23及び半導体基板21をエッチングして、溝28を形成する。このとき、溝28の深さHは、溝28の底面28AがN型埋め込み拡散層22の底面22Aと略面一となるような深さにするとよい。N型埋め込み拡散層22の厚さM1が4μm、N型エピタキシャル成長層23の厚さM2が2μmの場合、溝28の深さHは、例えば、6μmとすることができる。また、この場合、溝28の幅Gは、例えば、3μmとすることができる。   Next, in the process shown in FIG. 6, the N-type epitaxial growth layer 23 and the semiconductor substrate 21 are etched by dry etching using the resist film 58 as a mask to form the grooves 28. At this time, the depth H of the groove 28 is preferably set such that the bottom surface 28A of the groove 28 is substantially flush with the bottom surface 22A of the N-type buried diffusion layer 22. When the thickness M1 of the N-type buried diffusion layer 22 is 4 μm and the thickness M2 of the N-type epitaxial growth layer 23 is 2 μm, the depth H of the groove 28 can be 6 μm, for example. In this case, the width G of the groove 28 can be set to 3 μm, for example.

次いで、図7に示す工程では、レジスト膜58を除去する。次いで、図8に示す工程では、溝28及び溝部61を充填するように、絶縁膜31を形成する。このとき、ポリシリコン膜57上にも絶縁膜31が形成される。絶縁膜31としては、例えば、酸化膜を用いることができる。   Next, in the step shown in FIG. 7, the resist film 58 is removed. Next, in the process shown in FIG. 8, the insulating film 31 is formed so as to fill the groove 28 and the groove part 61. At this time, the insulating film 31 is also formed on the polysilicon film 57. As the insulating film 31, for example, an oxide film can be used.

次いで、図9に示す工程では、全面エッチバックにより、ポリシリコン膜57上に形成された絶縁膜31を除去する。このとき、溝28を充填する絶縁膜31の上面31Aが酸化膜30の上面と略面一となるようにする。次いで、図10に示す工程では、ポリシリコン膜57を除去する。   Next, in the step shown in FIG. 9, the insulating film 31 formed on the polysilicon film 57 is removed by the entire surface etch back. At this time, the upper surface 31 A of the insulating film 31 filling the trench 28 is made to be substantially flush with the upper surface of the oxide film 30. Next, in the step shown in FIG. 10, the polysilicon film 57 is removed.

次いで、図11に示す工程では、図10に示す構造体上に、ポリシリコン膜63、溝部64Aを有したレジスト膜64を順次形成する。溝部64Aは、溝45の形成位置に対応している。ポリシリコン膜63の厚さは、例えば、100nm〜200nmとすることができる。   Next, in the step shown in FIG. 11, a polysilicon film 63 and a resist film 64 having a groove 64A are sequentially formed on the structure shown in FIG. The groove portion 64 </ b> A corresponds to the formation position of the groove 45. The thickness of the polysilicon film 63 can be set to 100 nm to 200 nm, for example.

次いで、図12に示す工程では、先に説明した図5及び図6に示す工程と同様な手法により、ポリシリコン膜63及び酸化膜30にN型エピタキシャル成長層23を露出する溝部66を形成し、次いで、N型エピタキシャル成長層23に溝45を形成する。このとき、溝45の深さIは、溝45の底面45AがP型アノードコンタクト層43の底面43Aと略面一となるように形成するとよい。P型アノードコンタクト層43の深さKが0.4μmの場合、溝45の深さIは、例えば、0.4μmとすることができる。また、この場合、溝45の幅Jは、例えば、1μmとすることができる。   Next, in the process shown in FIG. 12, a groove 66 exposing the N-type epitaxial growth layer 23 is formed in the polysilicon film 63 and the oxide film 30 by the same method as the process shown in FIGS. Next, a groove 45 is formed in the N type epitaxial growth layer 23. At this time, the depth I of the groove 45 is preferably formed so that the bottom surface 45A of the groove 45 is substantially flush with the bottom surface 43A of the P-type anode contact layer 43. When the depth K of the P-type anode contact layer 43 is 0.4 μm, the depth I of the groove 45 can be set to 0.4 μm, for example. In this case, the width J of the groove 45 can be set to 1 μm, for example.

次いで、図13に示す工程では、先に説明した図7〜図10に示す工程と同様な手法により、溝45を充填するように絶縁膜46を形成する。このとき、絶縁膜46の上面46Aが酸化膜30の上面と略面一となるようにする。   Next, in the step shown in FIG. 13, the insulating film 46 is formed so as to fill the groove 45 by the same method as the steps shown in FIGS. 7 to 10 described above. At this time, the upper surface 46 A of the insulating film 46 is made to be substantially flush with the upper surface of the oxide film 30.

次いで、図14に示す工程では、図13に示す構造体上に、溝部68A,68Bを有したレジスト膜68を形成し、次いで、溝部68A,68Bに露出された酸化膜30を介して、N型エピタキシャル成長層23にP型不純物をドーピングする。続いて、レジスト膜68を除去し、その後、ドーピングしたP型不純物を拡散させて、P型不純物層24B,42Bを形成する。これにより、P型不純物層24A,24BからなるP型アイソレーション層24と、P型不純物層42A,42BからなるP型アイソレーション層42とが形成される。なお、図14では、説明の便宜上、レジスト膜68を図示した。   Next, in the process shown in FIG. 14, a resist film 68 having groove portions 68A and 68B is formed on the structure shown in FIG. 13, and then N oxide is formed through the oxide film 30 exposed in the groove portions 68A and 68B. The type epitaxial growth layer 23 is doped with a P-type impurity. Subsequently, the resist film 68 is removed, and then the doped P-type impurities are diffused to form P-type impurity layers 24B and 42B. Thereby, the P-type isolation layer 24 composed of the P-type impurity layers 24A and 24B and the P-type isolation layer 42 composed of the P-type impurity layers 42A and 42B are formed. In FIG. 14, the resist film 68 is shown for convenience of explanation.

次いで、図15に示す工程では、酸化膜30及び絶縁膜31,46上に、開口部71A及び溝部71Bを有したレジスト膜71を形成し、開口部71A及び溝部71Bに露出された酸化膜30を介して、N型エピタキシャル成長層23にN型不純物をドーピングする。これにより、開口部71Aの下方に位置するN型エピタキシャル成長層23にN型不純物領域72が形成され、溝部71Bの下方に位置するN型エピタキシャル成長層23に溝45を囲むN型不純物領域73が形成される。開口部71Aは、N型カソードコンタクト層27の形成位置に対応している。溝部71Bは、N型カソードコンタクト層44の形成位置に対応している。次いで、図16に示す工程では、レジスト膜71を除去する。   Next, in the step shown in FIG. 15, a resist film 71 having an opening 71A and a groove 71B is formed on the oxide film 30 and the insulating films 31 and 46, and the oxide film 30 exposed to the opening 71A and the groove 71B. Then, the N-type epitaxial growth layer 23 is doped with N-type impurities. As a result, an N-type impurity region 72 is formed in the N-type epitaxial growth layer 23 located below the opening 71A, and an N-type impurity region 73 surrounding the groove 45 is formed in the N-type epitaxial growth layer 23 located below the groove 71B. Is done. The opening 71A corresponds to the position where the N-type cathode contact layer 27 is formed. The groove 71B corresponds to the position where the N-type cathode contact layer 44 is formed. Next, in the step shown in FIG. 16, the resist film 71 is removed.

次いで、図17に示す工程では、図16に示す構造体上に、開口部75A,75Bを有したレジスト膜75を形成し、その後、開口部75A,75Bに露出された酸化膜30を介して、P型アイソレーション層24及びN型エピタキシャル成長層23にP型不純物をドーピングする。これにより、P型アイソレーション層24にP型不純物領域76が形成され、N型エピタキシャル成長層23にP型不純物領域78が形成される。次いで、図18に示す工程では、レジスト膜75を除去する。   Next, in the process shown in FIG. 17, a resist film 75 having openings 75A and 75B is formed on the structure shown in FIG. 16, and then the oxide film 30 exposed through the openings 75A and 75B is interposed. The P type isolation layer 24 and the N type epitaxial growth layer 23 are doped with a P type impurity. As a result, a P-type impurity region 76 is formed in the P-type isolation layer 24, and a P-type impurity region 78 is formed in the N-type epitaxial growth layer 23. Next, in the step shown in FIG. 18, the resist film 75 is removed.

次いで、図19に示す工程では、図18に示す構造体を熱処理して、N型不純物領域72,73及びP型不純物領域76,78を拡散させて、P型アノードコンタクト層26,43及びN型カソードコンタクト層27,44を形成する。このとき、P型アノードコンタクト層43の深さKは、P型アノードコンタクト層43の底面43Aが溝45の底面45Aと略面一となるようにするとよい。   Next, in the process shown in FIG. 19, the structure shown in FIG. 18 is heat-treated to diffuse the N-type impurity regions 72 and 73 and the P-type impurity regions 76 and 78, and thereby the P-type anode contact layers 26, 43 and N Type cathode contact layers 27 and 44 are formed. At this time, the depth K of the P-type anode contact layer 43 is preferably such that the bottom surface 43A of the P-type anode contact layer 43 is substantially flush with the bottom surface 45A of the groove 45.

次いで、図20に示す工程では、図19に示す構造体上に、絶縁膜32と、開口部81A〜81Dを有したレジスト膜81とを順次形成する。開口部81Aは、P型アノードコンタクト層26の上方に位置しており、開口部81Bは、N型カソードコンタクト層27の上方に位置している。また、開口部81Cは、N型カソードコンタクト層44の上方に位置しており、開口部81Dは、P型アノードコンタクト層43の上方に位置している。   Next, in the step shown in FIG. 20, an insulating film 32 and a resist film 81 having openings 81A to 81D are sequentially formed on the structure shown in FIG. The opening 81 </ b> A is located above the P-type anode contact layer 26, and the opening 81 </ b> B is located above the N-type cathode contact layer 27. The opening 81C is located above the N-type cathode contact layer 44, and the opening 81D is located above the P-type anode contact layer 43.

次いで、図21に示す工程では、レジスト膜81をマスクとするドライエッチングにより、絶縁膜32及び酸化膜30が貫通するまで絶縁膜32及び酸化膜30をエッチングして、P型アノードコンタクト層26を露出する開口部33と、N型カソードコンタクト層27を露出する開口部34と、N型カソードコンタクト層44を露出する開口部52と、P型アノードコンタクト層43を露出する開口部51とを形成する。次いで、図22に示す工程では、レジスト膜81を除去する。   Next, in the step shown in FIG. 21, the insulating film 32 and the oxide film 30 are etched by dry etching using the resist film 81 as a mask until the insulating film 32 and the oxide film 30 penetrate, and the P-type anode contact layer 26 is formed. An exposed opening 33, an opening 34 exposing the N-type cathode contact layer 27, an opening 52 exposing the N-type cathode contact layer 44, and an opening 51 exposing the P-type anode contact layer 43 are formed. To do. Next, in the step shown in FIG. 22, the resist film 81 is removed.

次いで、図23に示す工程では、周知の手法により、開口部33にアノード用電極36、開口部34にカソード用電極37、開口部51にアノード用電極47、開口部52にカソード用電極48を同時に形成する。具体的には、例えば、図22に示す構造体の上面側を覆うようにバリアメタル(例えば、TiN膜)を形成し、その後、バリアメタル上にW膜を形成し、次いで、絶縁膜32上に形成された不要なバリアメタル及びW膜を除去することで、アノード用電極36,47及びカソード用電極37,48を形成する。   Next, in the step shown in FIG. 23, the anode electrode 36 is formed in the opening 33, the cathode electrode 37 is formed in the opening 34, the anode electrode 47 is formed in the opening 51, and the cathode electrode 48 is formed in the opening 52 by a known method. Form at the same time. Specifically, for example, a barrier metal (for example, a TiN film) is formed so as to cover the upper surface side of the structure shown in FIG. 22, and then a W film is formed on the barrier metal, and then on the insulating film 32 By removing the unnecessary barrier metal and W film formed in (1), anode electrodes (36, 47) and cathode electrodes (37, 48) are formed.

これにより、第1の静電保護素子形成領域Aに第1の静電保護素子12が形成され、第2の静電保護素子形成領域Bに第2の静電保護素子13が形成されて、第1及び第2の静電保護素子12,13を有した静電保護回路10が製造される。   Thereby, the first electrostatic protection element 12 is formed in the first electrostatic protection element formation region A, the second electrostatic protection element 13 is formed in the second electrostatic protection element formation region B, The electrostatic protection circuit 10 having the first and second electrostatic protection elements 12 and 13 is manufactured.

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to such specific embodiments, and within the scope of the present invention described in the claims, Various modifications and changes are possible.

本発明は、静電気から内部回路を保護する静電保護素子及び静電保護回路に適用可能である。   The present invention is applicable to electrostatic protection elements and electrostatic protection circuits that protect internal circuits from static electricity.

本発明の実施の形態に係る静電保護回路を備えた半導体装置の等価回路を示した図である。It is the figure which showed the equivalent circuit of the semiconductor device provided with the electrostatic protection circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る静電保護回路の断面図である。It is sectional drawing of the electrostatic protection circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る静電保護回路の製造工程を示す図(その1)である。It is FIG. (1) which shows the manufacturing process of the electrostatic protection circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る静電保護回路の製造工程を示す図(その2)である。It is FIG. (2) which shows the manufacturing process of the electrostatic protection circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る静電保護回路の製造工程を示す図(その3)である。It is FIG. (3) which shows the manufacturing process of the electrostatic protection circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る静電保護回路の製造工程を示す図(その4)である。It is FIG. (4) which shows the manufacturing process of the electrostatic protection circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る静電保護回路の製造工程を示す図(その5)である。It is FIG. (5) which shows the manufacturing process of the electrostatic protection circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る静電保護回路の製造工程を示す図(その6)である。It is FIG. (6) which shows the manufacturing process of the electrostatic protection circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る静電保護回路の製造工程を示す図(その7)である。It is FIG. (The 7) which shows the manufacturing process of the electrostatic protection circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る静電保護回路の製造工程を示す図(その8)である。It is FIG. (The 8) which shows the manufacturing process of the electrostatic protection circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る静電保護回路の製造工程を示す図(その9)である。It is FIG. (9) which shows the manufacturing process of the electrostatic protection circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る静電保護回路の製造工程を示す図(その10)である。It is FIG. (10) which shows the manufacturing process of the electrostatic protection circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る静電保護回路の製造工程を示す図(その11)である。It is FIG. (11) which shows the manufacturing process of the electrostatic protection circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る静電保護回路の製造工程を示す図(その12)である。It is FIG. (12) which shows the manufacturing process of the electrostatic protection circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る静電保護回路の製造工程を示す図(その13)である。It is FIG. (13) which shows the manufacturing process of the electrostatic protection circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る静電保護回路の製造工程を示す図(その14)である。It is FIG. (14) which shows the manufacturing process of the electrostatic protection circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る静電保護回路の製造工程を示す図(その15)である。It is FIG. (15) which shows the manufacturing process of the electrostatic protection circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る静電保護回路の製造工程を示す図(その16)である。It is FIG. (16) which shows the manufacturing process of the electrostatic protection circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る静電保護回路の製造工程を示す図(その17)である。It is FIG. (17) which shows the manufacturing process of the electrostatic protection circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る静電保護回路の製造工程を示す図(その18)である。It is FIG. (18) which shows the manufacturing process of the electrostatic protection circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る静電保護回路の製造工程を示す図(その19)である。It is FIG. (19) which shows the manufacturing process of the electrostatic protection circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る静電保護回路の製造工程を示す図(その20)である。It is FIG. (20) which shows the manufacturing process of the electrostatic protection circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る静電保護回路の製造工程を示す図(その21)である。It is FIG. (The 21) which shows the manufacturing process of the electrostatic protection circuit which concerns on embodiment of this invention. 従来の保護回路の断面図である。It is sectional drawing of the conventional protection circuit.

符号の説明Explanation of symbols

10 静電保護回路
11 内部回路
12 第1の静電保護素子
13 第2の静電保護素子
15 入出力用端子
16 グラウンド用端子
17 電源用端子
21 半導体基板
22,41 N型埋め込み拡散層
22A,28A,43A,45A 底面
23 N型エピタキシャル成長層
24,42 P型アイソレーション層
24A,24B,42A,42B P型不純物層
26,43 P型アノードコンタクト層
27,44 N型カソードコンタクト層
28,45 溝
30 酸化膜
31,32,46 絶縁膜
31A,46A 上面
33,34,51,52,71A,75A,75B,81A〜81D 開口部
36,47 アノード用電極
37,48 カソード用電極
57,63 ポリシリコン膜
58,64,68,71,75,81 レジスト膜
58A,61,64A,66,68A,68B,71B 溝部
72,73 N型不純物領域
76,78 P型不純物領域
A 第1の静電保護素子形成領域
B 第2の静電保護素子形成領域
H,K,I 深さ
G,J 幅
M1,M2 厚さ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electrostatic protection circuit 11 Internal circuit 12 1st electrostatic protection element 13 2nd electrostatic protection element 15 Input / output terminal 16 Ground terminal 17 Power supply terminal 21 Semiconductor substrate 22, 41 N-type buried diffusion layer 22A, 28A, 43A, 45A Bottom 23 N type epitaxial growth layer 24, 42 P type isolation layer 24A, 24B, 42A, 42B P type impurity layer 26, 43 P type anode contact layer 27, 44 N type cathode contact layer 28, 45 groove 30 Oxide film 31, 32, 46 Insulating film 31A, 46A Upper surface 33, 34, 51, 52, 71A, 75A, 75B, 81A-81D Opening 36, 47 Anode electrode 37, 48 Cathode electrode 57, 63 Polysilicon Film 58, 64, 68, 71, 75, 81 Resist film 58A, 61, 64A 66, 68A, 68B, 71B Groove 72, 73 N-type impurity region 76, 78 P-type impurity region A First electrostatic protection element formation region B Second electrostatic protection element formation region H, K, I depth G , J width M1, M2 thickness

Claims (3)

半導体基板に設けられたN型埋め込み拡散層と、前記半導体基板及びN型埋め込み拡散層を覆うように形成されたN型エピタキシャル成長層と、前記N型エピタキシャル成長層に形成されたP型アイソレーション層と、前記N型エピタキシャル成長層に形成されたN型カソードコンタクト層と、前記P型アイソレーション層に形成されたP型アノードコンタクト層と、を備えた静電保護素子であって、
前記N型カソードコンタクト層と前記P型アイソレーション層との間に、前記N型埋め込み拡散層を囲む溝を設け、
前記溝の底面と前記N型埋め込み拡散層の底面とを略面一とするか、或いは前記溝の底面の位置を前記N型埋め込み拡散層の底面よりも下方に配置したことを特徴とする静電保護素子。
An N-type buried diffusion layer provided on a semiconductor substrate; an N-type epitaxial growth layer formed so as to cover the semiconductor substrate and the N-type buried diffusion layer; and a P-type isolation layer formed on the N-type epitaxial growth layer; An electrostatic protection element comprising: an N-type cathode contact layer formed on the N-type epitaxial growth layer; and a P-type anode contact layer formed on the P-type isolation layer,
Providing a groove surrounding the N-type buried diffusion layer between the N-type cathode contact layer and the P-type isolation layer;
The bottom surface of the groove is substantially flush with the bottom surface of the N-type buried diffusion layer, or the bottom surface of the groove is disposed below the bottom surface of the N-type buried diffusion layer. Electric protection element.
半導体基板に設けられたN型埋め込み拡散層と、前記半導体基板及びN型埋め込み拡散層を覆うように形成されたN型エピタキシャル成長層と、前記N型エピタキシャル成長層に形成されたP型アノードコンタクト層と、前記N型エピタキシャル成長層に形成され、前記P型アノードコンタクト層を囲むN型カソードコンタクト層と、を備えた静電保護素子であって、
前記P型アノードコンタクト層と前記N型カソードコンタクト層との間に、前記P型アノードコンタクト層を囲む溝を設け、
前記溝の深さを前記P型アノードコンタクト層の深さと略等しくするか、或いは前記溝の深さを前記P型アノードコンタクト層の深さよりも深く、かつ前記半導体基板に到達しない深さとしたことを特徴とする静電保護素子。
An N-type buried diffusion layer provided on a semiconductor substrate; an N-type epitaxial growth layer formed so as to cover the semiconductor substrate and the N-type buried diffusion layer; and a P-type anode contact layer formed on the N-type epitaxial growth layer; An N-type cathode contact layer formed on the N-type epitaxial growth layer and surrounding the P-type anode contact layer,
A groove surrounding the P-type anode contact layer is provided between the P-type anode contact layer and the N-type cathode contact layer,
The depth of the groove is substantially equal to the depth of the P-type anode contact layer, or the depth of the groove is deeper than the depth of the P-type anode contact layer and does not reach the semiconductor substrate. An electrostatic protection element.
請求項1記載の静電保護素子と、
請求項2記載の静電保護素子とを備えたことを特徴とする静電保護回路。
The electrostatic protection element according to claim 1;
An electrostatic protection circuit comprising the electrostatic protection element according to claim 2.
JP2006106865A 2006-04-07 2006-04-07 Electrostatic protective element and electrostatic protective circuit Pending JP2007281259A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006106865A JP2007281259A (en) 2006-04-07 2006-04-07 Electrostatic protective element and electrostatic protective circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006106865A JP2007281259A (en) 2006-04-07 2006-04-07 Electrostatic protective element and electrostatic protective circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007281259A true JP2007281259A (en) 2007-10-25

Family

ID=38682391

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006106865A Pending JP2007281259A (en) 2006-04-07 2006-04-07 Electrostatic protective element and electrostatic protective circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007281259A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009277756A (en) * 2008-05-13 2009-11-26 Denso Corp Zener diode and method of manufacturing the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5637622A (en) * 1979-09-05 1981-04-11 Hitachi Ltd Manufacture of semiconductor device
JPS6477968A (en) * 1987-09-19 1989-03-23 Fujitsu Ltd Semiconductor device
WO2000077859A1 (en) * 1999-06-16 2000-12-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device
JP2003282715A (en) * 2002-03-25 2003-10-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor protection device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5637622A (en) * 1979-09-05 1981-04-11 Hitachi Ltd Manufacture of semiconductor device
JPS6477968A (en) * 1987-09-19 1989-03-23 Fujitsu Ltd Semiconductor device
WO2000077859A1 (en) * 1999-06-16 2000-12-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device
JP2003282715A (en) * 2002-03-25 2003-10-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor protection device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009277756A (en) * 2008-05-13 2009-11-26 Denso Corp Zener diode and method of manufacturing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI445161B (en) Semiconductor device and fabrication method thereof
JP6666671B2 (en) Semiconductor device
TWI387094B (en) Power semiconductor device with drain voltage protection and manufacturing method thereof
TWI384621B (en) High withstand voltage transistor and manufacturing method thereof, and semiconductor device adopting high withstand voltage transistor
TW201911576A (en) Semiconductor device
CN111052323B (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
JP2008130983A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
US10658418B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing thereof
JP5331497B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US20080258263A1 (en) High Current Steering ESD Protection Zener Diode And Method
JP6740982B2 (en) Semiconductor device
JP7368121B2 (en) Semiconductor device and semiconductor device manufacturing method
JP2007059632A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JP4744103B2 (en) Semiconductor device including resistance element and manufacturing method thereof
JP2007281259A (en) Electrostatic protective element and electrostatic protective circuit
JPWO2007034547A1 (en) Trench gate power MOSFET
JP4162566B2 (en) Semiconductor device
JP2007266109A (en) Manufacturing method for semiconductor device
JP5206104B2 (en) Zener diode manufacturing method
JP4118196B2 (en) Semiconductor element, manufacturing method thereof and semiconductor device
JP2015005639A (en) Semiconductor device
JP2006108249A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JP6740983B2 (en) Semiconductor device
JP5163212B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP5347302B2 (en) Semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090220

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120531

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120605

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20121106