JP2009027050A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP2009027050A
JP2009027050A JP2007190282A JP2007190282A JP2009027050A JP 2009027050 A JP2009027050 A JP 2009027050A JP 2007190282 A JP2007190282 A JP 2007190282A JP 2007190282 A JP2007190282 A JP 2007190282A JP 2009027050 A JP2009027050 A JP 2009027050A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
semiconductor
type
diffusion
diffusion layer
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.)
Granted
Application number
JP2007190282A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5369396B2 (en
Inventor
Yuichi Harada
祐一 原田
Yoshihiro Ikura
巧裕 伊倉
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Device Technology 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 Fuji Electric Device Technology Co Ltd filed Critical Fuji Electric Device Technology Co Ltd
Priority to JP2007190282A priority Critical patent/JP5369396B2/en
Publication of JP2009027050A publication Critical patent/JP2009027050A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5369396B2 publication Critical patent/JP5369396B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)
  • Element Separation (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device, capable of suppressing the potential variations of adjacent vertical diodes when a forward current is applied on vertical diodes, securing stable circuit operation, and reducing the occupied area of an isolation layers among the vertical diodes, with respect to the element area. <P>SOLUTION: A trench groove 20 is formed on a p-type semiconductor layer 1 sandwiched in between an n-type diffusion layer 3 and an n-type diffusion layer 4. An n-type isolation layer 5 is formed at the bottom part of the trench groove 20. P-type isolation layers 6 are formed in the p-type semiconductor layer 1 on both the sides of the trench groove 20. A conductor 16 is filled inside the trench groove 20, a metal electrode 10 is formed on an upper end part of the conductor 16, and the metal electrode 10 is connected to the ground GND. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、同一半導体基板に複数の半導体素子を集積化し回路が形成され、サージ保護素子が形成された半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device in which a plurality of semiconductor elements are integrated on the same semiconductor substrate to form a circuit, and a surge protection element is formed.

複数のパワー半導体素子や駆動回路及びサージ保護素子とが同一半導体基板上に形成された半導体装置において、外来のサージ電圧やノイズ電圧の印加およびパワー半導体素子自身の動作で発生したサージ電圧によって、パワー半導体素子や制御回路などが誤動作する場合がある。
これを防止するために、誘電体分離構造や高濃度埋め込みエピタキシャル層と高濃度分離拡散層を用いた接合分離等の分離構造の適用がなされている。自動車向け半導体装置においても、前記誘電体分離や接合分離技術を用いて素子の微細化や集積化および機能の統合化を進めパワー半導体素子や制御回路の面積縮小化を図っている。
しかし、自動車向け半導体装置ではESD(Electric Static Dischrge)耐量やサージ耐量やノイズ耐量に対して特に要求が厳しく、サージ保護素子の動作が周囲の半導体素子や制御回路に影響を及ぼさないように、サージ保護素子と、その周囲に形成される半導体素子や制御回路の間を電気的に分離しなければならない。
そのために、サージ保護用素子を誘電体分離や接合分離を用いて、その分離された領域内に横型のサージ保護素子を形成することが、通常行われているが、横型のサージ保護素子は占有面積が大きくなりチップ面積が大きくなる。
In a semiconductor device in which a plurality of power semiconductor elements, a drive circuit, and a surge protection element are formed on the same semiconductor substrate, the power is generated by applying an external surge voltage or noise voltage and a surge voltage generated by the operation of the power semiconductor element itself. A semiconductor element, a control circuit, etc. may malfunction.
In order to prevent this, an isolation structure such as a dielectric isolation structure or a junction isolation using a high concentration buried epitaxial layer and a high concentration isolation diffusion layer has been applied. Also in semiconductor devices for automobiles, the area of power semiconductor elements and control circuits is reduced by advancing miniaturization and integration of elements and integration of functions using the dielectric isolation and junction isolation techniques.
However, semiconductor devices for automobiles have particularly strict requirements for ESD (Electric Static Discharge) resistance, surge resistance, and noise resistance, so that surge protection elements do not affect the surrounding semiconductor elements and control circuits. The protection element and the semiconductor element and control circuit formed around the protection element must be electrically separated.
For this purpose, it is common practice to form a horizontal surge protection element in the isolated region using dielectric isolation or junction isolation for the surge protection element, but the horizontal surge protection element is occupied. The area increases and the chip area increases.

そのため、サージ保護素子は同一半導体基板に形成せずにチップ面積を縮小化し、サージ保護素子としてダイオードや抵抗・コンデンサなどを個別に外付けして高サージ耐量を実現させる例が多い。
また、サージ保護素子として縦形ダイオードを同一半導体基板に形成して小面積化することが行われている。この場合は、横形のサージ保護素子よりも電流密度を大きくできるので、小面積でも高いサージ電圧を吸収できサージ保護効果も大きい。
縦形ダイオードを制御回路などの集積回路(IC)の入力保護で用いる場合、サージ保護素子である縦形ダイオードのカソード電極を半導体基板の表面側に形成し、これを入力端子としても利用して、この入力端子にプルアップ抵抗を介してVccの高電位側に接続することがしばしば行われる。
また、この入力端子は保護対象となるパワー半導体素子や制御回路とも接続される。入力端子がプルアップされている場合、サージ保護素子である縦形ダイオードのpn接合は常時逆バイアスに印加されているため、通常動作では縦型ダイオードには順方向電流は流れない。
しかし、pn接合が順バイアスとなるようなマイナスの大きなサージ電圧が入力端子に印加されると、縦形ダイオードには極めて大きな電流が流れることになる。この大きな電流の一部は、サージ電圧が印加された縦形ダイオードのn型拡散層(カソード領域)と隣接する縦形ダイオードのn型拡散層(カソード領域)とp型半導体基板からなる寄生npnトランジスタのベース電流として作用するため、この寄生npnトランジスタが動作する。
For this reason, there are many examples in which the surge protection element is not formed on the same semiconductor substrate, the chip area is reduced, and a diode, a resistor, a capacitor, or the like is individually attached as the surge protection element to achieve high surge resistance.
Further, a vertical diode as a surge protection element is formed on the same semiconductor substrate to reduce the area. In this case, since the current density can be increased as compared with the horizontal surge protection element, a high surge voltage can be absorbed even in a small area, and the surge protection effect is great.
When a vertical diode is used for input protection of an integrated circuit (IC) such as a control circuit, the cathode electrode of the vertical diode, which is a surge protection element, is formed on the surface side of the semiconductor substrate, and this is also used as an input terminal. Often, the input terminal is connected to the high potential side of Vcc through a pull-up resistor.
The input terminal is also connected to a power semiconductor element and a control circuit to be protected. When the input terminal is pulled up, the pn junction of the vertical diode, which is a surge protection element, is always applied with a reverse bias, so that no forward current flows through the vertical diode in normal operation.
However, when a large negative surge voltage that causes the pn junction to be forward biased is applied to the input terminal, a very large current flows through the vertical diode. Part of this large current is caused by the parasitic npn transistor comprising the n-type diffusion layer (cathode region) of the vertical diode adjacent to the vertical diode to which the surge voltage is applied and the p-type semiconductor substrate. Since it acts as a base current, this parasitic npn transistor operates.

この寄生npnトランジスタの動作により、隣接する縦形ダイオードに流れる電流は、Vccからプルアップ抵抗を通して流れるため、プルアップ抵抗の電圧降下により隣接縦形ダイオードのカソード電極、つまり隣接する入力端子の電位が低下する方向に変動し、これに接続された制御回路の動作が不安定になる。
この様な隣接する入力端子の電位変動を抑制する手段として、縦形ダイオードの間に挟まれたp型半導体基板の表面層に第1導電型および第2導電型の分離層を形成する。これらの分離層をグランドと接続することにより、縦形ダイオードに順方向電流が流れた際に、第2導電型の分離層にて隣接の縦形ダイオードへ回り込む電流を引き抜く方法が特許文献1に開示されている(図11)。
また、縦型ダイオード間の第1導電型および第2導電型の分離層の表面に浮遊電極を形成し、第2導電型の分離層に引き抜かれた電流を浮遊電極を通してグランドと接続する半導体基板に流す方法が特許文献2に開示されている(図12)。
特開2005−327964号公報 特開2005−317630号公報
Due to the operation of the parasitic npn transistor, the current flowing in the adjacent vertical diode flows from Vcc through the pull-up resistor, so that the potential of the cathode electrode of the adjacent vertical diode, that is, the adjacent input terminal is lowered by the voltage drop of the pull-up resistor. The operation of the control circuit connected to this becomes unstable.
As a means for suppressing such potential fluctuations of adjacent input terminals, first and second conductivity type separation layers are formed on the surface layer of the p-type semiconductor substrate sandwiched between the vertical diodes. Patent Document 1 discloses a method of drawing out current flowing into an adjacent vertical diode in the second conductivity type separation layer when a forward current flows through the vertical diode by connecting these separation layers to the ground. (FIG. 11).
In addition, a floating electrode is formed on the surface of the first conductive type and second conductive type separation layer between the vertical diodes, and a current drawn to the second conductive type separation layer is connected to the ground through the floating electrode. Patent Document 2 discloses a method of flowing in the flow (FIG. 12).
JP 2005-327964 A JP 2005-317630 A

特許文献1、2に示された方法は、縦形ダイオードに順方向電流が流れた際の隣接縦形ダイオードへの回り込み電流をダイオード間に形成されたn型分離層5を介して引き抜くことである。回り込み電流を分離層5を介して引く抜くことで、隣接する縦型ダイオードの間に形成される寄生npnトランジスタの動作を防止し、隣接する入力端子の電位変動を抑制している。
しかし、この方法では、その電流引き抜き効果はn型分離層5の深さに大きく依存する。n型分離層5を深く形成すると、電流引き抜き効果は大きくなり隣接縦型ダイオードへの回り込み電流が少なくなるので、隣接の入力端子の電位変動は抑制される。
しかし、深いn型分離層5の形成は、横方向拡散も大きくなることから、n型分離層の幅が広がることになり、その結果、隣接する縦型ダイオードの間にあるp型分離層6とn型分離層5を合わせた分離層の幅を広げる必要がある。入力端子数が多くなる程、分離層の占める面積が増大し、チップ面積に対する分離層の占有面積が大きくなる。
この発明の目的は、前記の課題を解決して、入力端子に負の過大なサージ電圧が印加され、サージ保護素子の縦形ダイオードに順方向電流が流れた場合にも、隣接する入力端子の電位変動を抑制し、制御回路の安定した動作を確保し、且つ、チップ面積に対する縦型ダイオード間の分離層の占有面積を小さくできる半導体装置を提供することにある。
The method disclosed in Patent Documents 1 and 2 is to draw out a sneak current to an adjacent vertical diode when a forward current flows through the vertical diode through an n-type separation layer 5 formed between the diodes. By drawing out the sneak current through the isolation layer 5, the operation of the parasitic npn transistor formed between the adjacent vertical diodes is prevented, and the potential fluctuation of the adjacent input terminal is suppressed.
However, in this method, the current drawing effect greatly depends on the depth of the n-type isolation layer 5. When the n-type isolation layer 5 is formed deeply, the current extraction effect is increased and the sneak current to the adjacent vertical diode is reduced, so that the potential fluctuation of the adjacent input terminal is suppressed.
However, since the formation of the deep n-type isolation layer 5 also increases lateral diffusion, the width of the n-type isolation layer increases, and as a result, the p-type isolation layer 6 located between adjacent vertical diodes. It is necessary to increase the width of the separation layer including the n-type separation layer 5 and the n-type separation layer 5. As the number of input terminals increases, the area occupied by the separation layer increases, and the area occupied by the separation layer with respect to the chip area increases.
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, and even when a negative excessive surge voltage is applied to the input terminal and a forward current flows through the vertical diode of the surge protection element, the potential of the adjacent input terminal An object of the present invention is to provide a semiconductor device that can suppress fluctuations, ensure a stable operation of a control circuit, and reduce the occupation area of a separation layer between vertical diodes with respect to a chip area.

また、ESDなどの大きな正の電圧が印加された場合でも素子が破壊しないESD耐量の大きな半導体装置を提供することにある。   It is another object of the present invention to provide a semiconductor device with a high ESD tolerance that does not break down the element even when a large positive voltage such as ESD is applied.

前記の目的を達成するために、半導体層に形成された半導体素子と該半導体素子を制御する制御回路およびサージ保護素子である複数の縦型pn接合ダイオードとを有する半導体装置において、
第1導電型の半導体層の表面層に離れて形成された複数の第2導電型の第1拡散層(カソード層のこと)と、隣り合う該第1拡散層の間に挟まれ、該第1拡散層から離れて前記半導体層に形成されたトレンチ溝と、該トレンチ溝と前記第1拡散層の間の前記半導体層の表面層に前記トレンチ溝の側壁と接して形成された第1導電型の第2拡散層(分離層のこと)と、前記トレンチ溝の底部に形成された第2導電型の第3拡散層(分離層のこと)と、前記トレンチ溝を充填した導電体と、前記第1拡散層上に形成された第1金属電極と、該導電体上および前記第2拡散層上に形成された第2金属電極と、前記半導体層の裏面側に形成された裏面電極とを有し、前記半導体層と前記第1拡散層で前記縦型pn接合ダイオードを構成する半導体装置であって、前記第2金属電極がグランドと接続する構成とする。
また、半導体層に形成された半導体素子と該半導体素子を制御する制御回路およびサージ保護素子である複数の縦型pn接合ダイオードとを有する半導体装置において、
第1導電型の半導体層の表面層に離れて形成された複数の第2導電型の第1拡散層(カソード層のこと)と、隣り合う該第1拡散層の間に挟まれ、該第1拡散層から離れて前記半導体層に形成されたトレンチ溝と、該トレンチ溝と前記第1拡散層の間の前記半導体層の表面層に前記トレンチ溝の側壁と接して形成された第1導電型の第2拡散層(分離層のこと)と、前記トレンチ溝の底部に形成された第2導電型の第3拡散層(分離層のこと)と、前記トレンチ溝を充填した導電体と、前記第1拡散層上に形成された第1金属電極と、該導電体上および前記第2拡散層上に形成された第2金属電極と、前記半導体層の裏面側に形成された裏面電極とを有し、前記半導体層と前記第1拡散層で前記縦型pn接合ダイオードを構成する半導体装置であって、前記第2金属電極が浮遊電極である構成とする。
To achieve the above object, in a semiconductor device having a semiconductor element formed in a semiconductor layer, a control circuit that controls the semiconductor element, and a plurality of vertical pn junction diodes that are surge protection elements,
A plurality of second conductivity type first diffusion layers (cathode layers) formed apart from the surface layer of the first conductivity type semiconductor layer and the adjacent first diffusion layers; A trench groove formed in the semiconductor layer apart from one diffusion layer, and a first conductivity formed in a surface layer of the semiconductor layer between the trench groove and the first diffusion layer in contact with a sidewall of the trench groove A second diffusion layer (separation layer) of the mold, a third diffusion layer (separation layer) of the second conductivity type formed at the bottom of the trench groove, and a conductor filling the trench groove; A first metal electrode formed on the first diffusion layer; a second metal electrode formed on the conductor and on the second diffusion layer; and a back electrode formed on the back side of the semiconductor layer; Semiconductor device in which the vertical pn junction diode is configured by the semiconductor layer and the first diffusion layer There are, a structure in which the second metal electrode is connected to the ground.
Further, in a semiconductor device having a semiconductor element formed in a semiconductor layer, a control circuit that controls the semiconductor element, and a plurality of vertical pn junction diodes that are surge protection elements,
A plurality of second conductivity type first diffusion layers (cathode layers) formed apart from the surface layer of the first conductivity type semiconductor layer and the adjacent first diffusion layers; A trench groove formed in the semiconductor layer apart from one diffusion layer, and a first conductivity formed in a surface layer of the semiconductor layer between the trench groove and the first diffusion layer in contact with a sidewall of the trench groove A second diffusion layer (separation layer) of the mold, a third diffusion layer (separation layer) of the second conductivity type formed at the bottom of the trench groove, and a conductor filling the trench groove; A first metal electrode formed on the first diffusion layer; a second metal electrode formed on the conductor and on the second diffusion layer; and a back electrode formed on the back side of the semiconductor layer; Semiconductor device in which the vertical pn junction diode is configured by the semiconductor layer and the first diffusion layer There are, a configuration wherein the second metal electrode is a floating electrode.

また、前記第3拡散層の底部の先端が前記第2拡散層の拡散深さより深いとよい。
また、前記半導体層の裏面側と前記裏面電極との間に、それぞれと接し前記第1半導体層の不純物濃度より高い第1導電型の半導体基板を配置する構成とする。
また、前記第2半導体層と前記第3半導体層が前記半導体基板に接する構成とする。
また、前記第2拡散層が、拡散深さの異なる2つ以上の層からなると構成とする。
また、拡散深さが最も深い前記第2拡散層が前記半導体基板に接する構成とするとよい。
The tip of the bottom of the third diffusion layer may be deeper than the diffusion depth of the second diffusion layer.
Further, a semiconductor substrate having a first conductivity type higher than the impurity concentration of the first semiconductor layer is disposed between the back surface side of the semiconductor layer and the back electrode, in contact with each of them.
The second semiconductor layer and the third semiconductor layer are in contact with the semiconductor substrate.
The second diffusion layer is composed of two or more layers having different diffusion depths.
The second diffusion layer having the deepest diffusion depth may be in contact with the semiconductor substrate.

この発明によれば、制御回路のサージ保護に用いられる縦形の保護ダイオードに負の過大なサージ電圧が印加されて、過大な順方向電流が流れた場合においても、これに隣接する縦型の保護ダイオードとの間に形成される寄生npnトランジスタの動作を抑制し、隣接する入力端子の電位を安定化することで、制御回路の安定した動作を確保することができる。
また、トレンチ溝と分離層を組み合わせることで、保護ダイオード間の分離層の占有面積を小さくできる。
また、第1導電型(p型)の分離層を拡散深さの浅い層と深い層で形成することで、負のサージ電圧が印加された場合に隣接する入力端子の電位変動を抑制できて、さらに正のサージ耐量を向上させることができる。
According to the present invention, even when an excessive negative surge voltage is applied to the vertical protection diode used for surge protection of the control circuit and an excessive forward current flows, the adjacent vertical protection diode is protected. Stable operation of the control circuit can be ensured by suppressing the operation of the parasitic npn transistor formed between the diode and stabilizing the potential of the adjacent input terminal.
Moreover, the area occupied by the isolation layer between the protective diodes can be reduced by combining the trench groove and the isolation layer.
Also, by forming the first conductivity type (p-type) separation layer with a shallow diffusion layer and a deep layer, it is possible to suppress potential fluctuations of adjacent input terminals when a negative surge voltage is applied. In addition, the positive surge resistance can be improved.

発明の実施の形態を以下の実施例で説明する。従来技術の図で説明した部位と同一な部位には同一な符号を付した。また、ここでは第1導電型をp型、第2導電型をn型とするが逆にすることも可能である。   Embodiments of the invention will be described in the following examples. The same parts as those described in the drawings of the prior art are denoted by the same reference numerals. In addition, here, the first conductivity type is p-type and the second conductivity type is n-type, but it is also possible to reverse them.

図1は、この発明の第1実施例の半導体装置の要部断面図である。p型半導体層1の表面層にn型拡散層3を形成し、その表面に金属電極8を形成し、裏面には共通電極である裏面電極11を形成する。n型拡散層3(カソード領域)とp型半導体層1(アノード領域)のpn接合ダイオードでサージ保護用の縦形ダイオードを形成する。
また、n型拡散層3の隣にはn型拡散層3とは離してn型拡散層4を形成し、その表面に金属電極9を形成し、サージ保護素子である縦形ダイオードを隣接して形成する。2つの縦形ダイオード間のp半導体層1にトレンチ溝20を形成する。このトレンチ溝20の底部にn型分離層5を形成し、トレンチ溝20の両側のp型半導体層1の表面層にp型分離層6を形成する。
トレンチ溝20の側壁に絶縁膜15を形成し、トレンチ溝20の内部を導電体16で充填しその上端部に金属電極10を形成する。金属電極10はn型分離層5と電気的に接続し、更にp型分離層6とも接続する。この金属電極10はグランドGNDと接続する。
なお、トレンチ溝20の側壁の絶縁膜15は必ずしも形成する必要はない。金属電極8と金属電極9はボンディングパッドで形成された入力端子INであり、それぞれの入力端子INには独立した制御回路の入力信号が入力される。図では便宜的に金属電極8、9と入力端子INはそれぞれ個別に描かれている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. An n-type diffusion layer 3 is formed on the surface layer of the p-type semiconductor layer 1, a metal electrode 8 is formed on the surface, and a back electrode 11 that is a common electrode is formed on the back surface. A vertical diode for surge protection is formed by pn junction diodes of the n-type diffusion layer 3 (cathode region) and the p-type semiconductor layer 1 (anode region).
Further, an n-type diffusion layer 4 is formed adjacent to the n-type diffusion layer 3 apart from the n-type diffusion layer 3, a metal electrode 9 is formed on the surface, and a vertical diode as a surge protection element is adjacent to the n-type diffusion layer 3. Form. A trench groove 20 is formed in the p semiconductor layer 1 between the two vertical diodes. The n-type isolation layer 5 is formed at the bottom of the trench groove 20, and the p-type isolation layer 6 is formed on the surface layer of the p-type semiconductor layer 1 on both sides of the trench groove 20.
The insulating film 15 is formed on the side wall of the trench groove 20, the inside of the trench groove 20 is filled with the conductor 16, and the metal electrode 10 is formed on the upper end thereof. The metal electrode 10 is electrically connected to the n-type separation layer 5 and further connected to the p-type separation layer 6. The metal electrode 10 is connected to the ground GND.
Note that the insulating film 15 on the side wall of the trench groove 20 is not necessarily formed. The metal electrode 8 and the metal electrode 9 are input terminals IN formed by bonding pads, and input signals of independent control circuits are inputted to the respective input terminals IN. In the figure, the metal electrodes 8 and 9 and the input terminal IN are drawn individually for convenience.

また金属電極8と金属電極9へは同一半導体基板上に形成した制御回路やパワー半導体素子などが金属配線により接続され、その際プルアップ抵抗などを介して高電位側端子のVccとも接続し、さらに裏面電極11及び金属電極10はGNDと接続する。
縦形ダイオードのカソード電極である金属電極8には通常はVccからプルアップ抵抗12を介して正の電圧が印加され、縦形ダイオードは逆バイアス状態となっており順方向電流が流れることはない。
しかし、サージなどで負の電圧が印加された場合には、縦形ダイオードが順バイアス状態になり順方向電流が流れる。このときn型拡散層3よりp型半導体層1内に注入された電子の殆どはp型基板1で再結合するが、一部の電子は横方向に広がり、隣接するn型分離層5に至ることでn型拡散層3/p型半導体層1/n型分離層5からなる寄生npnトランジスタが動作し、n型分離層5内に流れた電子はトレンチ溝内に形成された電極16を通って表面金属電極10に流れる。
さらに詳しく説明すると、前記の一部の電子がp型半導体層1内を広がって流れることで、この電子を中和するように正孔もp型半導体層1内を広がって流れる。この正孔流が寄生npnトランジスタのベース電流となり、寄生npnトランジスタのコレクタ(n型分離層5)からベース(p型半導体層1)を通ってエミッタ(n型拡散層4)へ大きな電流が流れる。
Further, a control circuit or a power semiconductor element formed on the same semiconductor substrate is connected to the metal electrode 8 and the metal electrode 9 by a metal wiring, and at that time, it is also connected to the high potential side terminal Vcc through a pull-up resistor or the like. Further, the back electrode 11 and the metal electrode 10 are connected to GND.
A positive voltage is normally applied from the Vcc through the pull-up resistor 12 to the metal electrode 8 which is the cathode electrode of the vertical diode, and the vertical diode is in a reverse bias state and no forward current flows.
However, when a negative voltage is applied due to a surge or the like, the vertical diode is in a forward bias state and a forward current flows. At this time, most of the electrons injected from the n-type diffusion layer 3 into the p-type semiconductor layer 1 are recombined in the p-type substrate 1, but some of the electrons spread in the lateral direction and enter the adjacent n-type separation layer 5. As a result, a parasitic npn transistor including the n-type diffusion layer 3 / p-type semiconductor layer 1 / n-type isolation layer 5 operates, and electrons flowing in the n-type isolation layer 5 pass through the electrode 16 formed in the trench groove. And flows to the surface metal electrode 10.
More specifically, when some of the electrons spread and flow in the p-type semiconductor layer 1, holes also spread and flow in the p-type semiconductor layer 1 so as to neutralize the electrons. This hole flow becomes the base current of the parasitic npn transistor, and a large current flows from the collector (n-type isolation layer 5) of the parasitic npn transistor through the base (p-type semiconductor layer 1) to the emitter (n-type diffusion layer 4). .

この様に縦型ダイオードに負のサージ電圧が印加された場合、n型拡散層3/p型半導体層1/n型分離層5からなる寄生npnトランジスタが動作することで、2つの縦形ダイオード間に形成されるn型拡散層3/p型半導体層1/n型拡散層4からなる寄生npnトランジスタの動作を抑制できる。寄生npnトランジスタの動作を抑制することで、n型拡散層4に形成される金属電極9(隣接する入力端子IN)の電位変動を抑制し、これと接続する制御回路の動作を安定化することができる。
n型分離層5は電子の引き抜き効率を考慮すると深く形成することが望ましく、トレンチ溝20の底部に形成することで、p型半導体層1の深い位置に最小限の幅にてn型分離層5が形成できることから、縦型ダイオード間の分離層(p型分離層6の表面の幅とトレンチ20の開口部の幅を合わせた領域のこと)の占める面積を従来構造より小さくすることが出来る。
In this way, when a negative surge voltage is applied to the vertical diode, the parasitic npn transistor composed of the n-type diffusion layer 3 / p-type semiconductor layer 1 / n-type separation layer 5 operates, so that the two vertical diodes are connected. The operation of the parasitic npn transistor formed of n-type diffusion layer 3 / p-type semiconductor layer 1 / n-type diffusion layer 4 can be suppressed. By suppressing the operation of the parasitic npn transistor, the potential fluctuation of the metal electrode 9 (adjacent input terminal IN) formed in the n-type diffusion layer 4 is suppressed, and the operation of the control circuit connected thereto is stabilized. Can do.
The n-type isolation layer 5 is preferably formed deep in consideration of the electron extraction efficiency. By forming it at the bottom of the trench groove 20, the n-type isolation layer 5 is formed at a deep position in the p-type semiconductor layer 1 with a minimum width. 5 can be formed, the area occupied by the separation layer between the vertical diodes (a region obtained by combining the surface width of the p-type separation layer 6 and the width of the opening of the trench 20) can be made smaller than that of the conventional structure. .

図2は、この発明の第2実施例の半導体装置の要部断面図である。第1実施例と異なるのは、p型半導体層1が高濃度のp型半導体基板2の上に形成されている点である。通常p型半導体層1はp型半導体基板2上形成したエピタキシャル成長層である。
この場合は、隣接する入力端子INの電位変動については第1実施例と同様の効果が得られる。また、縦型ダイオード間の分離層(p型分離層6の表面の幅とトレンチ20の開口部の幅を合わせた領域のこと)の占める面積は第1実施例と同様である。また、この場合は、第1実施例の縦型ダイオードより縦型ダイオードの動作抵抗を小さくできて、正のサージ電圧が印加されたときのサージ電流を大きくできるので、正のサージ耐量を向上させることができる。
FIG. 2 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that the p-type semiconductor layer 1 is formed on a high-concentration p-type semiconductor substrate 2. Usually, the p-type semiconductor layer 1 is an epitaxial growth layer formed on the p-type semiconductor substrate 2.
In this case, the same effect as that of the first embodiment can be obtained with respect to the potential fluctuation of the adjacent input terminal IN. Further, the area occupied by the separation layer between the vertical diodes (a region obtained by combining the width of the surface of the p-type separation layer 6 and the width of the opening of the trench 20) is the same as in the first embodiment. Further, in this case, the operating resistance of the vertical diode can be made smaller than that of the vertical diode of the first embodiment, and the surge current when a positive surge voltage is applied can be increased, so that the positive surge resistance is improved. be able to.

図3は、この発明の第3実施例の半導体装置の要部断面図である。第1、第2実施例と異なるのは分離領域表面に形成された金属電極10が表面上どこの電極とも接続されていない浮遊の金属電極となっている点である。
この様に形成された場合においてもn型拡散層3/p型半導体層1/n型分離層5からなる寄生npnトランジスタを動作させ、隣接するn型拡散層4(金属電極9)の電位変動を抑制し、安定した回路動作を確保できる点で第2実施例の場合と同じである。但し、金属電極10をグランドと接続する配線が不要となるので、第2実施例の場合より、配線領域の削減によりチップの縮小化を図れる。
図3において、n型分離層5に引き抜かれた電子は導電体16を通って金属電極10にてキャリア変換され、裏面電極11からp型半導体基板2とp型半導体層1およびp拡散層6を通って表面の金属電極10へ流れる正孔と再結合する。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a principal part of the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. The difference from the first and second embodiments is that the metal electrode 10 formed on the surface of the separation region is a floating metal electrode that is not connected to any electrode on the surface.
Even in such a case, the parasitic npn transistor composed of the n-type diffusion layer 3 / p-type semiconductor layer 1 / n-type isolation layer 5 is operated to change the potential of the adjacent n-type diffusion layer 4 (metal electrode 9). Is the same as in the second embodiment in that stable circuit operation can be secured. However, since the wiring for connecting the metal electrode 10 to the ground becomes unnecessary, the chip can be reduced by reducing the wiring area as compared with the second embodiment.
In FIG. 3, the electrons extracted to the n-type separation layer 5 pass through the conductor 16 and are carrier-converted by the metal electrode 10, and from the back electrode 11 to the p-type semiconductor substrate 2, the p-type semiconductor layer 1, and the p diffusion layer 6. Recombines with holes flowing through the surface to the metal electrode 10 on the surface.

図4は、この発明の第4実施例の半導体装置の要部断面図である。この構造は第3実施例とほぼ同等である。しかし、第3実施例ではトレンチ溝20を形成した後にその両側にp型分離層6を形成するか、離してp型分離層6を二つ形成した後にその間にトレンチ溝20を形成するのに対し、本実施例ではp型分離層6を一つ形成した後、このp型分離層6の中央部にp型分離層6を分断するようにトレンチ溝20を形成する点が異なる。本実施例の場合は、トレンチ溝20を形成する箇所の面積をp型分離層6を形成するときのマスク開口部として利用できるため、トレンチ溝20の両側に位置するp型分離層6の幅を第3実施例より小さくできる。その結果、チップの縮小化を図れる。
また、隣接する入力端子INの電位変動については第3実施例と同様の効果が得られる。また、金属電極10をグランドGNDと接続した場合も同様の効果が得られる。
図5は、図4の半導体装置の製造方法を示す工程図であり、同図(a)〜同図(d)は工程順に示した要部製造工程断面図である。
不純物濃度が高いp型半導体基板2上にp型半導体層1をエピタキシャル成長などで形成し、p型半導体層1にp型半導体基板2と接するn型拡散層3、4を形成し、このn型拡散層3、4に挟まれたp型半導体層1の表面層にp型分離層6を形成する(同図(a))。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention. This structure is almost the same as that of the third embodiment. However, in the third embodiment, the p-type isolation layer 6 is formed on both sides after the trench groove 20 is formed, or two p-type isolation layers 6 are formed apart and then the trench groove 20 is formed therebetween. On the other hand, in this embodiment, after one p-type isolation layer 6 is formed, a trench groove 20 is formed so as to divide the p-type isolation layer 6 in the center of the p-type isolation layer 6. In the case of the present embodiment, the area of the location where the trench groove 20 is formed can be used as a mask opening when forming the p-type isolation layer 6, and therefore the width of the p-type isolation layer 6 located on both sides of the trench groove 20. Can be made smaller than in the third embodiment. As a result, the chip can be reduced.
Further, the same effect as that of the third embodiment can be obtained with respect to the potential fluctuation of the adjacent input terminal IN. The same effect can be obtained when the metal electrode 10 is connected to the ground GND.
FIG. 5 is a process diagram showing a method of manufacturing the semiconductor device of FIG. 4, and FIG. 5A to FIG.
A p-type semiconductor layer 1 is formed by epitaxial growth or the like on a p-type semiconductor substrate 2 having a high impurity concentration, and n-type diffusion layers 3 and 4 in contact with the p-type semiconductor substrate 2 are formed on the p-type semiconductor layer 1. A p-type separation layer 6 is formed on the surface layer of the p-type semiconductor layer 1 sandwiched between the diffusion layers 3 and 4 (FIG. 1A).

つぎに、p型分離層6の表面からp型分離層6を貫通しp型半導体層1に達するトレンチ溝20を形成し、トレンチ溝20の底部にn型分離層5を形成する(同図(b))。
つぎに、n型半導体層3、4の一部とp型分離層6の一部とこれらの層に挟まれたp型半導体層1の上に絶縁膜14(選択酸化膜)を形成し、トレンチ溝20の側壁に絶縁膜15を形成し、トレンチ溝20の内部にn型分離層5と電気的に接続する導電体16を充填する(同図(c))。
つぎに、導電体16とp型分離層6に接続する金属電極10を形成する。
Next, a trench groove 20 that penetrates the p-type isolation layer 6 from the surface of the p-type isolation layer 6 and reaches the p-type semiconductor layer 1 is formed, and an n-type isolation layer 5 is formed at the bottom of the trench groove 20 (see FIG. (B)).
Next, an insulating film 14 (selective oxide film) is formed on a part of the n-type semiconductor layers 3 and 4, a part of the p-type isolation layer 6, and the p-type semiconductor layer 1 sandwiched between these layers, An insulating film 15 is formed on the side wall of the trench groove 20, and a conductor 16 electrically connected to the n-type isolation layer 5 is filled in the trench groove 20 ((c) in the figure).
Next, the metal electrode 10 connected to the conductor 16 and the p-type separation layer 6 is formed.

図6は、この発明の第5実施例の半導体装置の要部断面図である。第4実施例と異なるのはn型分離層5の拡散深さを深くし、n型分離層5が高濃度のp型半導体基板2に接している点である。この場合は第4実施例の場合よりn型分離層5が深いため、n型拡散層3/p型半導体層1/n型拡散層4で形成される寄生npnトランジスタの動作を第4実施例の場合より抑制できる。
また、図示しないが金属電極10をグランドGNDと接続しても同様の効果が得られる。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the principal part of the semiconductor device according to the fifth embodiment of the present invention. The difference from the fourth embodiment is that the diffusion depth of the n-type isolation layer 5 is increased and the n-type isolation layer 5 is in contact with the high-concentration p-type semiconductor substrate 2. In this case, since the n-type isolation layer 5 is deeper than in the fourth embodiment, the operation of the parasitic npn transistor formed by the n-type diffusion layer 3 / p-type semiconductor layer 1 / n-type diffusion layer 4 is the fourth embodiment. It can be suppressed more than the case of.
Although not shown, the same effect can be obtained by connecting the metal electrode 10 to the ground GND.

図7は、この発明の第6実施例の半導体装置の要部断面図である。第4実施例と異なるのは、n型分離層5およびp型分離層6が高濃度のp型半導体基板2に接している点である。この構造とすると、n型拡散層3/p型分離層5/n型分離層5で形成される寄生npnトランジスタの働きがp型分離層6が介在するため弱まり、隣接する入力端子INの電位変動が第4実施例よりは大きくなるが、従来構造に比べれば電位変動は小さくなる。また、金属電極10をグランドGNDと接続しても同様の効果が得られる。
また、p型拡散層7を形成するに当たっては、n型拡散層5と同様に半導体層1にトレンチ溝20と間隔を空けてトレンチ溝20と同じ形状のトレンチ溝を形成し、そのトレンチ溝の側壁に絶縁膜を形成したのち、トレンチ溝の底部にp型拡散層を形成してもよい。この場合、トレンチ溝を導電体で埋め込み導電体16と電気的に接続する。
尚、前記第1実施例〜第6実施例では、サージなどで大きな負の電圧が印加された場合、隣接する入力端子INの電位変動をどのようにして抑制するかについて説明した。ESDなどの大きな正の電圧が印加された場合は、前記したn型拡散層3とp型半導体層1とn型分離層5で構成される寄生npnトランジスタの働きが大きいとESD耐量は低下する。そのため、前記第1実施例〜第5実施例の場合に比べて第6実施例はESD耐量は大きくなる。
FIG. 7 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device according to the sixth embodiment of the present invention. The difference from the fourth embodiment is that the n-type isolation layer 5 and the p-type isolation layer 6 are in contact with the high-concentration p-type semiconductor substrate 2. With this structure, the function of the parasitic npn transistor formed by the n-type diffusion layer 3 / p-type isolation layer 5 / n-type isolation layer 5 is weakened by the interposition of the p-type isolation layer 6, and the potential of the adjacent input terminal IN is reduced. Although the fluctuation is larger than that of the fourth embodiment, the potential fluctuation is smaller than that of the conventional structure. Further, the same effect can be obtained even when the metal electrode 10 is connected to the ground GND.
In forming the p-type diffusion layer 7, as in the n-type diffusion layer 5, a trench groove having the same shape as the trench groove 20 is formed in the semiconductor layer 1 at a distance from the trench groove 20. After forming the insulating film on the side wall, a p-type diffusion layer may be formed at the bottom of the trench groove. In this case, the trench is filled with a conductor and electrically connected to the conductor 16.
In the first to sixth embodiments, it has been described how to suppress the potential fluctuation of the adjacent input terminal IN when a large negative voltage is applied due to a surge or the like. When a large positive voltage such as ESD is applied, if the function of the parasitic npn transistor composed of the n-type diffusion layer 3, the p-type semiconductor layer 1, and the n-type isolation layer 5 is large, the ESD tolerance is reduced. . For this reason, the ESD tolerance of the sixth embodiment is larger than that of the first to fifth embodiments.

つぎに、負のサージ電圧が印加された場合に隣接する入力端子INの電位変動を抑制し、ESDによる大きな正の電圧が印加された場合に、ESD耐量を向上できる構造について説明する。   Next, a structure capable of suppressing the potential fluctuation of the adjacent input terminal IN when a negative surge voltage is applied and improving the ESD tolerance when a large positive voltage due to ESD is applied will be described.

図8〜図10は、この発明の第7実施例の半導体装置の要部構成図であり、図8は平面図、図9は図8のA−A線で切断した断面図、図10は図8のB−B線で切断した断面図である。第1実施例〜第6実施例と大きく異なるのは、縦形ダイオード間で浅いp型分離層6と深いp型分離層7が交互に形成されている点である。
縦形ダイオード間に深さの異なるp型分離層6、7を形成することで、隣接する入力端子の電位変動が抑えられ、ESD耐量を向上できる。
縦形ダイオードにESDなどによる大きな正の電圧が印加されアバランシェ電流によりn型分離層5から電子の注入が発生した場合でも拡散深さの深いp型分離層7が形成されている箇所ではp型分離層7による電位障壁によりn型分離層5からp型半導体層1への電子の注入が抑えらる。
そのため、n型分離層5/p型半導体層1/n型拡散層3からなる寄生npnトランジスタの働きが抑制されて、第1実施例〜第5実施例よりもESD耐量を向上させることができる。
一方、負のサージ電圧が入力された時は、拡散深さの浅いp型分離層6が形成された部分でn型拡散層3/p型半導体層1/n型分離層5からなる寄生npnトランジスタが働いて、n形拡散層5から電子を引き抜くことができるので、隣接する入力端子INの電圧変動は第1実施例〜第5実施例と同程度に抑制することができる。
8 to 10 are main part configuration diagrams of a semiconductor device according to a seventh embodiment of the present invention. FIG. 8 is a plan view, FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. It is sectional drawing cut | disconnected by the BB line of FIG. A significant difference from the first to sixth embodiments is that shallow p-type isolation layers 6 and deep p-type isolation layers 7 are alternately formed between vertical diodes.
By forming the p-type isolation layers 6 and 7 having different depths between the vertical diodes, potential fluctuations of adjacent input terminals can be suppressed, and the ESD tolerance can be improved.
Even when a large positive voltage due to ESD or the like is applied to the vertical diode and electrons are injected from the n-type isolation layer 5 by the avalanche current, the p-type isolation is formed at the location where the p-type isolation layer 7 having a deep diffusion depth is formed. Electron injection from the n-type isolation layer 5 to the p-type semiconductor layer 1 is suppressed by the potential barrier of the layer 7.
Therefore, the function of the parasitic npn transistor composed of the n-type isolation layer 5 / p-type semiconductor layer 1 / n-type diffusion layer 3 is suppressed, and the ESD tolerance can be improved as compared with the first to fifth embodiments. .
On the other hand, when a negative surge voltage is input, a parasitic npn composed of the n-type diffusion layer 3 / p-type semiconductor layer 1 / n-type separation layer 5 at the portion where the p-type separation layer 6 having a shallow diffusion depth is formed. Since the transistor works and electrons can be extracted from the n-type diffusion layer 5, the voltage fluctuation of the adjacent input terminal IN can be suppressed to the same extent as in the first to fifth embodiments.

この発明の第1実施例の半導体装置の要部断面図Sectional drawing of the principal part of the semiconductor device of 1st Example of this invention. この発明の第2実施例の半導体装置の要部断面図Sectional drawing of the principal part of the semiconductor device of 2nd Example of this invention この発明の第1実施例の半導体装置の要部断面図Sectional drawing of the principal part of the semiconductor device of 1st Example of this invention. この発明の第4実施例の半導体装置の要部断面図Sectional drawing of the principal part of the semiconductor device of 4th Example of this invention 図4の半導体装置の製造方法を示す工程図であり、(a)〜(d)は工程順に示した要部製造工程断面図FIGS. 5A to 5D are process diagrams illustrating a method for manufacturing the semiconductor device of FIG. 4, and FIGS. この発明の第5実施例の半導体装置の要部断面図Sectional drawing of the principal part of the semiconductor device of 5th Example of this invention. この発明の第6実施例の半導体装置の要部断面図Sectional drawing of the principal part of the semiconductor device of 6th Example of this invention この発明の第7実施例の半導体装置の要部平面図The principal part top view of the semiconductor device of 7th Example of this invention 図8のA−A線で切断した断面図Sectional view cut along line AA in FIG. 図8のB−B線で切断した断面図Sectional view cut along line BB in FIG. 従来の半導体装置の要部断面図で金属電極10がグランドと接続した場合の図The figure in the case where the metal electrode 10 is connected to the ground in the cross-sectional view of the main part of the conventional semiconductor device 従来の半導体装置の要部断面図で金属電極10が浮遊電極となった場合の図The figure when metal electrode 10 turns into a floating electrode in the principal part sectional view of the conventional semiconductor device.

符号の説明Explanation of symbols

1 p型半導体層
2 p型半導体基板
3、4 n型拡散層
5 n型分離層
6 p型分離層
7 p型分離層(拡散深さが深い)
8、9、10 金属電極
11 裏面電極
12 プルアップ抵抗
14、15、 絶縁膜
16 導電体
20 トレンチ溝
Vcc 電源の高電位側端子/電圧
IN 入力端子
GND グランド
1 p-type semiconductor layer 2 p-type semiconductor substrate 3, 4 n-type diffusion layer 5 n-type separation layer 6 p-type separation layer 7 p-type separation layer (diffusion depth is deep)
8, 9, 10 Metal electrode 11 Back electrode 12 Pull-up resistor 14, 15, Insulating film 16 Conductor 20 Trench groove Vcc Power supply high potential side terminal / Voltage IN Input terminal GND Ground

Claims (7)

半導体層に形成された半導体素子と該半導体素子を制御する制御回路およびサージ保護素子である複数の縦型pn接合ダイオードとを有する半導体装置において、
第1導電型の半導体層の表面層に離れて形成された複数の第2導電型の第1拡散層と、隣り合う該第1拡散層の間に挟まれ、該第1拡散層から離れて前記半導体層に形成されるトレンチ溝と、該トレンチ溝と前記第1拡散層の間の前記半導体層の表面層に前記トレンチ溝の側壁と接して形成された第1導電型の第2拡散層と、前記トレンチ溝の底部に形成された第2導電型の第3拡散層と、前記トレンチ溝を充填した導電体と、前記第1拡散層上に形成された第1金属電極と、該導電体上および前記第2拡散層上に形成された第2金属電極と、前記半導体層の裏面側に形成した裏面電極とを有し、前記半導体層と前記第1拡散層で前記縦型pn接合ダイオードを構成する半導体装置であって、前記第2金属電極がグランドと接続することを特徴とする半導体装置。
In a semiconductor device having a semiconductor element formed in a semiconductor layer, a control circuit that controls the semiconductor element, and a plurality of vertical pn junction diodes that are surge protection elements,
The plurality of second conductivity type first diffusion layers formed apart from the surface layer of the first conductivity type semiconductor layer and the adjacent first diffusion layers are separated from the first diffusion layer. A trench groove formed in the semiconductor layer, and a second diffusion layer of a first conductivity type formed on a surface layer of the semiconductor layer between the trench groove and the first diffusion layer in contact with a sidewall of the trench groove A third diffusion layer of the second conductivity type formed at the bottom of the trench groove, a conductor filling the trench groove, a first metal electrode formed on the first diffusion layer, and the conductive layer A second metal electrode formed on the body and on the second diffusion layer; and a back electrode formed on a back surface side of the semiconductor layer, wherein the vertical pn junction is formed by the semiconductor layer and the first diffusion layer. A semiconductor device constituting a diode, wherein the second metal electrode is connected to a ground. The semiconductor device according to.
半導体層に形成された半導体素子と該半導体素子を制御する制御回路およびサージ保護素子である複数の縦型pn接合ダイオードとを有する半導体装置において、
第1導電型の半導体層の表面層に離れて形成された複数の第2導電型の第1拡散層と、隣り合う該第1拡散層の間に挟まれ、該第1拡散層から離れて前記半導体層に形成されるトレンチ溝と、該トレンチ溝と前記第1拡散層の間の前記半導体層の表面層に前記トレンチ溝の側壁と接して形成された第1導電型の第2拡散層と、前記トレンチ溝の底部に形成された第2導電型の第3拡散層と、前記トレンチ溝を充填した導電体と、前記第1拡散層上に形成された第1金属電極と、該導電体上および前記第2拡散層上に形成された第2金属電極と、前記半導体層の裏面側に形成した裏面電極とを有し、前記半導体層と前記第1拡散層で前記縦型pn接合ダイオードを構成する半導体装置であって、前記第2金属電極が浮遊電極であることを特徴とする半導体装置。
In a semiconductor device having a semiconductor element formed in a semiconductor layer, a control circuit that controls the semiconductor element, and a plurality of vertical pn junction diodes that are surge protection elements,
The plurality of second conductivity type first diffusion layers formed apart from the surface layer of the first conductivity type semiconductor layer and the adjacent first diffusion layers are separated from the first diffusion layer. A trench groove formed in the semiconductor layer, and a second diffusion layer of a first conductivity type formed on a surface layer of the semiconductor layer between the trench groove and the first diffusion layer in contact with a sidewall of the trench groove A third diffusion layer of the second conductivity type formed at the bottom of the trench groove, a conductor filling the trench groove, a first metal electrode formed on the first diffusion layer, and the conductive layer A second metal electrode formed on the body and on the second diffusion layer; and a back electrode formed on a back surface side of the semiconductor layer, wherein the vertical pn junction is formed by the semiconductor layer and the first diffusion layer. A semiconductor device constituting a diode, wherein the second metal electrode is a floating electrode. That the semiconductor device.
前記第3拡散層の底部の先端が前記第2拡散層の拡散深さより深いことを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein a tip of the bottom of the third diffusion layer is deeper than a diffusion depth of the second diffusion layer. 前記半導体層の裏面側と前記裏面電極の間に、それぞれと接し前記第1半導体層の不純物濃度より高い第1導電型の半導体基板を配置することを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置。 3. The semiconductor substrate according to claim 1, wherein a first conductivity type semiconductor substrate having a higher impurity concentration than that of the first semiconductor layer is disposed between the back surface side of the semiconductor layer and the back electrode. Semiconductor device. 前記第2半導体層と前記第3半導体層が前記半導体基板に接することを特徴とする請求項4に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 4, wherein the second semiconductor layer and the third semiconductor layer are in contact with the semiconductor substrate. 前記第2拡散層が、拡散深さの異なる2つ以上の層からなることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to any one of claims 1 to 5, wherein the second diffusion layer includes two or more layers having different diffusion depths. 最も拡散深さが深い前記第2拡散層が前記半導体基板に接すること特徴とする請求項6に記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 6, wherein the second diffusion layer having the deepest diffusion depth is in contact with the semiconductor substrate.
JP2007190282A 2007-07-23 2007-07-23 Semiconductor device Expired - Fee Related JP5369396B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007190282A JP5369396B2 (en) 2007-07-23 2007-07-23 Semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007190282A JP5369396B2 (en) 2007-07-23 2007-07-23 Semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009027050A true JP2009027050A (en) 2009-02-05
JP5369396B2 JP5369396B2 (en) 2013-12-18

Family

ID=40398555

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007190282A Expired - Fee Related JP5369396B2 (en) 2007-07-23 2007-07-23 Semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5369396B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010110133A1 (en) 2009-03-26 2010-09-30 本田技研工業株式会社 Crankshaft and method for manufacturing same
US20190006527A1 (en) * 2017-06-30 2019-01-03 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device and semiconductor module

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02148737A (en) * 1988-11-29 1990-06-07 Nec Corp Vertical bipolar transistor
JPH0529558A (en) * 1991-07-24 1993-02-05 Nec Corp Semiconductor device and manufacture thereof
JP2005317630A (en) * 2004-04-27 2005-11-10 Fuji Electric Device Technology Co Ltd Semiconductor device
JP2005327964A (en) * 2004-05-17 2005-11-24 Fuji Electric Device Technology Co Ltd Semiconductor device provided with plural circuit parts on one semiconductor board and provided with vertical zener diode for protecting surge voltage from esd (electrostatic discharge) respectively individually, and for use particularly in vehicle

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02148737A (en) * 1988-11-29 1990-06-07 Nec Corp Vertical bipolar transistor
JPH0529558A (en) * 1991-07-24 1993-02-05 Nec Corp Semiconductor device and manufacture thereof
JP2005317630A (en) * 2004-04-27 2005-11-10 Fuji Electric Device Technology Co Ltd Semiconductor device
JP2005327964A (en) * 2004-05-17 2005-11-24 Fuji Electric Device Technology Co Ltd Semiconductor device provided with plural circuit parts on one semiconductor board and provided with vertical zener diode for protecting surge voltage from esd (electrostatic discharge) respectively individually, and for use particularly in vehicle

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010110133A1 (en) 2009-03-26 2010-09-30 本田技研工業株式会社 Crankshaft and method for manufacturing same
US20190006527A1 (en) * 2017-06-30 2019-01-03 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device and semiconductor module
JP2019012800A (en) * 2017-06-30 2019-01-24 富士電機株式会社 Semiconductor device and semiconductor module
US10580907B2 (en) 2017-06-30 2020-03-03 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device and semiconductor module

Also Published As

Publication number Publication date
JP5369396B2 (en) 2013-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8981425B2 (en) Optimized configurations to integrate steering diodes in low capacitance transient voltage suppressor (TVS)
US8431958B2 (en) Optimized configurations to integrate steering diodes in low capacitance transient voltage suppressor (TVS)
US10354990B2 (en) Optimized configurations to integrate steering diodes in low capacitance transient voltage suppressor (TVS)
US7868387B2 (en) Low leakage protection device
JP4209433B2 (en) ESD protection device
JP2009188178A (en) Semiconductor device
WO2016017383A1 (en) Semiconductor device having esd element
KR20080095768A (en) Semiconductor device
CN103296075A (en) Semiconductor device
JP5365019B2 (en) Semiconductor device
JP2009064883A (en) Semiconductor device
US11139288B2 (en) Silicon-controlled-rectifier electrostatic protection structure and fabrication method thereof
JP2011228505A (en) Semiconductor integrated circuit
JP5359072B2 (en) Semiconductor device
JP5369396B2 (en) Semiconductor device
US7755168B2 (en) Semiconductor device provided with floating electrode
JP6838504B2 (en) Semiconductor devices and semiconductor circuit devices
JP5529414B2 (en) ESD protection circuit
JP2009111044A (en) Semiconductor device
TWI716994B (en) Esd protection device with low trigger voltage
JP2008098479A (en) Semiconductor device for electrostatic protection
JP2012243930A (en) Semiconductor device, semiconductor package and semiconductor device manufacturing method
JP4547977B2 (en) Semiconductor device
JP5130843B2 (en) Semiconductor device
JP5401056B2 (en) Semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20081216

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20090219

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20091112

A625 Written request for application examination (by other person)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625

Effective date: 20100514

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20110422

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130129

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130327

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130820

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130902

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees