JP2011243654A - Semiconductor device - Google Patents

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敬志 中野
Tomohisa Suzuki
智久 鈴木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which suppresses noise transmitted between first and second element forming regions.SOLUTION: A semiconductor element formed in a first element forming region 20, out of semiconductor elements formed in the first and second element forming regions 20 and 30, is connected with an external device. First conductivity type layers 60 and a second conductivity type layer 61, which is sandwiched between the first conductivity type layers 60, are arranged between the first element forming region 20 and the second element forming region 30. Depletion layers 63 and 64, which respectively reach a buried insulating layer 11 from the surface of a semiconductor layer 12 when the semiconductor device is turned off and separates between the first element forming region 20 and the second element forming region 30, are formed between the first and second conductivity type layers 60 and 61.

Description

本発明は、第1、第2素子形成領域を有し、第1、第2素子形成領域が絶縁分離トレンチにより絶縁分離された半導体装置に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device having first and second element formation regions, in which the first and second element formation regions are insulated and isolated by insulating isolation trenches.

従来より、半導体基板に形成された絶縁分離トレンチにより、第1、第2素子形成領域が互いに絶縁分離された半導体装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, a semiconductor device in which first and second element formation regions are insulated and isolated from each other by an insulating isolation trench formed in a semiconductor substrate is known (see, for example, Patent Document 1).

このような半導体装置は、例えば、支持基板と、支持基板の表面に配置された絶縁膜と、当該絶縁膜を挟んで支持基板と反対側に配置された半導体層とを有するSOI(Silicon on Insulator)基板を用いて構成される。そして、半導体層には、第1、第2素子形成領域を取り囲むトレンチが形成されると共にトレンチ内が絶縁体で埋め込まれることにより、第1、第2素子形成領域が互いに絶縁分離される絶縁分離トレンチが構成されている。また、第1、第2素子形成領域には、ダイオードやトランジスタ等の半導体素子が形成されている。   Such a semiconductor device includes, for example, an SOI (Silicon on Insulator) having a support substrate, an insulating film disposed on the surface of the support substrate, and a semiconductor layer disposed on the opposite side of the support substrate with the insulating film interposed therebetween. ) It is configured using a substrate. In the semiconductor layer, a trench surrounding the first and second element formation regions is formed, and the trench is filled with an insulator so that the first and second element formation regions are insulated and separated from each other. A trench is formed. Also, semiconductor elements such as diodes and transistors are formed in the first and second element formation regions.

このような半導体装置は、例えば、第1、第2素子形成領域に形成された半導体素子のうち、第1素子形成領域に形成された半導体素子が外部機器と接続されることにより、外部機器との信号の送受信が可能になっている。   For example, such a semiconductor device is configured such that, among the semiconductor elements formed in the first and second element formation regions, the semiconductor element formed in the first element formation region is connected to the external device, thereby The signal can be transmitted and received.

特開平08−130243号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-130243

しかしながら、このような半導体装置では、第1素子形成領域に形成された半導体素子から所定の信号を外部機器に出力する場合であったり、外部機器に電位変動が発生したりした場合等に、第1素子形成領域に形成された半導体素子に対して、ノイズが印加されることがある。そして、当該ノイズは、第1、第2素子形成領域間が絶縁分離トレンチを介して容量結合してしまうため、第2素子形成領域に形成された半導体素子に伝播してしまうという問題がある。   However, in such a semiconductor device, when a predetermined signal is output to the external device from the semiconductor element formed in the first element formation region, or when a potential fluctuation occurs in the external device, the first Noise may be applied to a semiconductor element formed in one element formation region. Then, the noise is capacitively coupled between the first and second element formation regions via the insulating isolation trench, and thus there is a problem that the noise propagates to the semiconductor element formed in the second element formation region.

このため、例えば、絶縁分離トレンチの幅を大きくする、言い換えるとトレンチに埋め込まれる絶縁体の厚さを厚くした半導体装置とすることにより、第1、第2素子形成領域間の容量を低減してノイズの伝播を抑制することが考えられる。しかしながら、このような半導体装置では、絶縁体の厚さを厚くすることにより、絶縁体から第1素子形成領域や第2素子形成領域に印加される応力が大きくなり、第1、第2素子形成領域に形成された半導体素子の特性が悪化してしまうという問題がある。   For this reason, for example, by increasing the width of the insulating isolation trench, in other words, by increasing the thickness of the insulator embedded in the trench, the capacitance between the first and second element formation regions is reduced. It is conceivable to suppress noise propagation. However, in such a semiconductor device, by increasing the thickness of the insulator, the stress applied from the insulator to the first element formation region and the second element formation region increases, and the first and second element formations are increased. There is a problem that the characteristics of the semiconductor element formed in the region are deteriorated.

本発明は上記点に鑑みて、トレンチに埋め込まれる絶縁体の厚さを厚くすることなく、第1、第2素子形成領域間でノイズが伝播することを抑制することができる半導体装置を提供することを目的とする。   In view of the above points, the present invention provides a semiconductor device capable of suppressing the propagation of noise between first and second element formation regions without increasing the thickness of an insulator embedded in a trench. For the purpose.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、第1、第2素子形成領域(20、30)に形成された半導体素子のうち、第1素子形成領域(20)に形成された半導体素子は外部機器と接続されており、第1素子形成領域(20)と第2素子形成領域(30)との間には、第1導電型層(60)と、第1導電型層(60)に挟まれる第2導電型層(61)とが配置されており、第1、第2導電型層(60、61)の間に、オフ時に半導体層(12)の表面から埋込絶縁膜(11)に達し、第1、第2素子形成領域(20、30)との間を仕切る空乏層(63、64)が構成されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, of the semiconductor elements formed in the first and second element formation regions (20, 30), the first element formation region (20) is formed. The semiconductor element is connected to an external device. Between the first element formation region (20) and the second element formation region (30), the first conductivity type layer (60) and the first conductivity type layer ( 60) and a second conductivity type layer (61) sandwiched between the first and second conductivity type layers (60, 61) from the surface of the semiconductor layer (12) when turned off. Depletion layers (63, 64) that reach the film (11) and partition the first and second element formation regions (20, 30) are formed.

このような半導体装置では、例えば、第1導電型層(60)をP型層とすると共に第2導電型層(61)をN型層とした場合には、第1、第2素子形成領域(20、30)の間にPNP接合が構成されることになる。   In such a semiconductor device, for example, when the first conductivity type layer (60) is a P-type layer and the second conductivity type layer (61) is an N-type layer, the first and second element formation regions are formed. A PNP junction is formed between (20, 30).

このため、第1素子形成領域(20)に正電圧のノイズが印加された場合には、第2素子形成領域(30)側の第1導電型層(60)と第2導電型層(61)との間に逆バイアス電圧が印加されることになり、当該第1、第2導電型層(60、61)の間に構成される空乏層(63)が広がることになる。このため、第1、第2素子形成領域(20、30)の間の容量が低減され、当該ノイズが第2素子形成領域(30)に伝播することが抑制される。   Therefore, when a positive voltage noise is applied to the first element formation region (20), the first conductivity type layer (60) and the second conductivity type layer (61) on the second element formation region (30) side. ), A depletion layer (63) formed between the first and second conductivity type layers (60, 61) spreads. For this reason, the capacity | capacitance between 1st, 2nd element formation area (20, 30) is reduced, and it is suppressed that the said noise propagates to 2nd element formation area (30).

また、第1素子形成領域(20)に負電圧のノイズが印加された場合には、第1素子形成領域(20)側の第1導電型層(60)と第2導電型層(61)との間に逆バイアス電圧が印加されることになり、当該第1、第2導電型層(60、61)の間に構成される空乏層(64)が広がることになる。このため、第1、第2素子形成領域(20、30)の間の容量が低減され、当該ノイズが第2素子形成領域(30)に伝播することが抑制される。   When negative voltage noise is applied to the first element formation region (20), the first conductivity type layer (60) and the second conductivity type layer (61) on the first element formation region (20) side. A reverse bias voltage is applied between the first and second conductivity type layers (60, 61), and the depletion layer (64) is expanded. For this reason, the capacity | capacitance between 1st, 2nd element formation area (20, 30) is reduced, and it is suppressed that the said noise propagates to 2nd element formation area (30).

例えば、請求項2に記載の発明のように、半導体層(12)に、絶縁分離トレンチ(40)をそれぞれ取り囲むと共に、半導体層(12)の表面から埋込絶縁膜(11)に達し、互いに離間した状態とされている第1導電型層(60)を形成し、これら第1導電型層(60)の間に第2導電型層(61)を配置することができる。   For example, as in the invention described in claim 2, each of the semiconductor layers (12) surrounds the insulating isolation trench (40) and reaches the buried insulating film (11) from the surface of the semiconductor layer (12), and The first conductivity type layer (60) which is in a separated state can be formed, and the second conductivity type layer (61) can be disposed between the first conductivity type layers (60).

また、請求項3に記載の発明のように、 第1、第2素子形成領域(20、30)の間に、第1導電型層(60)を配置すると共に、第1導電型層(60)にトレンチ(70)を形成し、トレンチ(70)内に第2導電型層(61)を埋め込むことができる。   Further, as in the third aspect of the invention, the first conductivity type layer (60) is disposed between the first and second element formation regions (20, 30), and the first conductivity type layer (60 ) To form a trench (70), and the second conductivity type layer (61) can be embedded in the trench (70).

さらに、請求項4に記載の発明のように、請求項3に記載の発明において、トレンチ(70)の側壁に絶縁膜を配置すると共に、当該絶縁膜を介して第2導電型層(61)を埋め込むことができる。   Further, as in the invention described in claim 4, in the invention described in claim 3, an insulating film is disposed on the side wall of the trench (70), and the second conductivity type layer (61) is interposed through the insulating film. Can be embedded.

また、請求項5に記載の発明のように、請求項3および4に記載の発明において、第1、2素子形成領域(20、30)のうち少なくともいずれか一方に、トレンチゲート構造を有する半導体素子を形成することができる。   Further, as in the invention described in claim 5, in the invention described in claims 3 and 4, a semiconductor having a trench gate structure in at least one of the first and second element formation regions (20, 30). An element can be formed.

このような半導体装置では、トレンチゲート構造を構成するトレンチを形成する際に、第1、第2素子形成領域(20、30)の間に形成されるトレンチ(70)を同時に形成することができ、第1、第2素子形成領域(20、30)に形成されるトレンチ(70)のみを形成する工程を無くすことができる。   In such a semiconductor device, when forming the trench constituting the trench gate structure, the trench (70) formed between the first and second element formation regions (20, 30) can be formed simultaneously. The step of forming only the trench (70) formed in the first and second element formation regions (20, 30) can be eliminated.

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

(a)は本発明の第1実施形態における半導体装置の断面構成を示す図であり、(b)は(a)に示す半導体装置の概略平面図である。(A) is a figure which shows the cross-sectional structure of the semiconductor device in 1st Embodiment of this invention, (b) is a schematic plan view of the semiconductor device shown to (a). (a)は、NPNトランジスタに対して、ダイオードに正電圧のノイズが印加されたときの半導体装置の状態を示す図であり、(b)は、NPNトランジスタに対して、ダイオードに負電圧のノイズが印加されたときの半導体装置の状態を示す図である。(A) is a figure which shows the state of a semiconductor device when the noise of a positive voltage is applied to a diode with respect to an NPN transistor, (b) is a noise of a negative voltage to a diode with respect to an NPN transistor. It is a figure which shows the state of a semiconductor device when is applied. (a)は本発明の第2実施形態における半導体装置の断面構成を示す図であり、(b)は(a)に示す半導体装置の概略平面図である。(A) is a figure which shows the cross-sectional structure of the semiconductor device in 2nd Embodiment of this invention, (b) is a schematic plan view of the semiconductor device shown to (a). (a)は、NPNトランジスタに対して、ダイオードに正電圧のノイズが印加されたときの半導体装置の状態を示す図であり、(b)は、NPNトランジスタに対して、ダイオードに負電圧のノイズが印加されたときの半導体装置の状態を示す図である。(A) is a figure which shows the state of a semiconductor device when the noise of a positive voltage is applied to a diode with respect to an NPN transistor, (b) is a noise of a negative voltage to a diode with respect to an NPN transistor. It is a figure which shows the state of a semiconductor device when is applied. (a)は本発明の第3実施形態における半導体装置の断面構成を示す図であり、(b)は(a)に示す半導体装置の概略平面図である。(A) is a figure which shows the cross-sectional structure of the semiconductor device in 3rd Embodiment of this invention, (b) is a schematic plan view of the semiconductor device shown to (a). (a)は本発明の第4実施形態における半導体装置の断面構成を示す図であり、(b)は(a)に示す支持基板のうち埋込絶縁膜側と反対側の裏面図である。(A) is a figure which shows the cross-sectional structure of the semiconductor device in 4th Embodiment of this invention, (b) is a back view on the opposite side to the embedded insulating film side among the support substrates shown to (a). (a)は本発明の第5実施形態における半導体装置の断面構成を示す図であり、(b)は(a)に示す半導体装置の概略平面図である。(A) is a figure which shows the cross-sectional structure of the semiconductor device in 5th Embodiment of this invention, (b) is a schematic plan view of the semiconductor device shown to (a). 本発明の第6実施形態における半導体装置の概略平面図である。It is a schematic plan view of the semiconductor device in 6th Embodiment of this invention.

(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について説明する。図1(a)は、本実施形態における半導体装置の断面構成を示す図、図1(b)は、図1(a)に示す半導体装置の概略平面図である。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1A is a diagram illustrating a cross-sectional configuration of the semiconductor device according to the present embodiment, and FIG. 1B is a schematic plan view of the semiconductor device illustrated in FIG.

図1に示されるように、本実施形態の半導体装置は、一面を有するP型の支持基板10と、支持基板10の一面に配置される埋込絶縁膜11と、埋込絶縁膜11を挟んで支持基板10と反対側に配置されるN型の半導体層12と、を有するSOI基板13を用いて構成されている。 As shown in FIG. 1, the semiconductor device of the present embodiment sandwiches a P-type support substrate 10 having one surface, a buried insulating film 11 disposed on one surface of the support substrate 10, and the buried insulating film 11. And an SOI substrate 13 having an N type semiconductor layer 12 disposed on the opposite side of the support substrate 10.

そして、半導体層12には、半導体層12における第1、第2素子形成領域20、30をそれぞれ取り囲むと共に、第1、第2素子形成領域20、30を互いに絶縁分離する絶縁分離トレンチ40が形成されている。本実施形態では、絶縁分離トレンチ40は、半導体層12の表面から埋込絶縁膜11に達するトレンチ41内に酸化物や窒化物等の絶縁体42が埋め込まれることにより構成されている。   The semiconductor layer 12 includes an isolation trench 40 that surrounds the first and second element formation regions 20 and 30 in the semiconductor layer 12 and that isolates and isolates the first and second element formation regions 20 and 30 from each other. Has been. In the present embodiment, the insulating isolation trench 40 is configured by embedding an insulator 42 such as an oxide or nitride in a trench 41 reaching the buried insulating film 11 from the surface of the semiconductor layer 12.

また、半導体層12における第1、第2素子形成領域20、30には、それぞれ所定の半導体素子が形成されている。本実施形態では、第1素子形成領域20には、ダイオードが形成されている。具体的には、このダイオードは、半導体層12の表層部に選択的に形成されたP型層21およびN型層22と、半導体層12の表面に配置されている絶縁膜50のコンタクトホール51を介して、P型層21と電気的に接続されるアノード電極23と、N型層22と電気的に接続されるカソード電極24とを備えた構成とされており、外部機器と電気的に接続されている。 Further, predetermined semiconductor elements are respectively formed in the first and second element formation regions 20 and 30 in the semiconductor layer 12. In the present embodiment, a diode is formed in the first element formation region 20. Specifically, this diode includes a P-type layer 21 and an N + -type layer 22 selectively formed on the surface layer portion of the semiconductor layer 12, and a contact hole of the insulating film 50 disposed on the surface of the semiconductor layer 12. An anode electrode 23 that is electrically connected to the P-type layer 21 and a cathode electrode 24 that is electrically connected to the N + -type layer 22 via 51 are provided. Connected.

第2素子形成領域30には、NPNトランジスタが形成されている。具体的には、このNPNトランジスタは、半導体層12の表層部に形成されたP型ベース領域31と、当該ベース領域31の表層部に形成されたN型のエミッタ領域32と、ベース領域31と離間した位置に形成されたN型のコレクタ領域33と、半導体層12の表面に配置されている絶縁膜50のコンタクトホール51を介して、ベース領域31と電気的に接続されるベース電極34と、エミッタ領域32と電気的に接続されるエミッタ電極35と、コレクタ領域33と電気的に接続されるコレクタ電極36とを備えた構成とされている。 An NPN transistor is formed in the second element formation region 30. Specifically, the NPN transistor includes a P-type base region 31 formed in the surface layer portion of the semiconductor layer 12, an N + -type emitter region 32 formed in the surface layer portion of the base region 31, and a base region 31. A base electrode electrically connected to the base region 31 via an N + -type collector region 33 formed at a position spaced apart from the base region 31 and a contact hole 51 of the insulating film 50 disposed on the surface of the semiconductor layer 12 34, an emitter electrode 35 electrically connected to the emitter region 32, and a collector electrode 36 electrically connected to the collector region 33.

また、半導体層12のうち第1素子形成領域20と第2素子形成領域30との間には、P型層60と、P型層60に挟まれるN型層61とが配置されており、PNP接合が構成されている。そして、P型層60とN型層61との間には、それぞれオフ時に半導体層12の表面から埋込絶縁膜11に達し、第1、第2素子形成領域20、30を仕切る空乏層が構成されている。なお、本実施形態では、P型層60が本発明の第1導電型層に相当し、N型層61が本発明の第2導電型層に相当している。 A P-type layer 60 and an N -type layer 61 sandwiched between the P-type layers 60 are disposed between the first element forming region 20 and the second element forming region 30 in the semiconductor layer 12. A PNP junction is configured. In addition, a depletion layer between the P-type layer 60 and the N -type layer 61 reaches the buried insulating film 11 from the surface of the semiconductor layer 12 when it is off, and partitions the first and second element formation regions 20 and 30. Is configured. In this embodiment, the P-type layer 60 corresponds to the first conductivity type layer of the present invention, and the N -type layer 61 corresponds to the second conductivity type layer of the present invention.

本実施形態では、P型層60は、第1、第2素子形成領域20、30、言い換えると絶縁分離トレンチ40をそれぞれ取り囲むと共に、半導体層12の表面から埋込絶縁膜11に達する状態で形成されている。そして、各P型層60は、それぞれ離間した状態とされており、各P型層60の間にN型層61を構成する半導体層12が位置する構成とされることにより、PNP接合が構成されている。 In the present embodiment, the P-type layer 60 is formed so as to surround the first and second element formation regions 20 and 30, in other words, the insulating isolation trench 40, and reach the buried insulating film 11 from the surface of the semiconductor layer 12. Has been. The P-type layers 60 are separated from each other, and the semiconductor layer 12 constituting the N -type layer 61 is positioned between the P-type layers 60, so that a PNP junction is formed. It is configured.

さらに、本実施形態では、第1、第2素子形成領域20、30の間には、半導体層12の表面に配置されている絶縁膜50のコンタクトホール51を介して、N型層61と電気的に接続される電極62が備えられている。この電極62は、第1素子形成領域20にノイズが印加された際に、当該ノイズを外部に放出するためのものである。 Further, in the present embodiment, the N type layer 61 is interposed between the first and second element formation regions 20 and 30 via the contact hole 51 of the insulating film 50 disposed on the surface of the semiconductor layer 12. An electrically connected electrode 62 is provided. The electrode 62 is for emitting noise to the outside when noise is applied to the first element formation region 20.

次に、このような半導体装置にノイズが印加されたときの作動について説明する。上記半導体装置では、第1素子形成領域20に形成されているダイオードが外部機器に接続されており、当該ダイオードには、ダイオードから外部機器に所定の信号を出力したり、接続されている外部機器に電位変動が発生したりした場合等に、ノイズが印加されることになる。この場合、当該ノイズは以下のようにして第2素子形成領域30に伝播することが抑制される。図2(a)は、NPNトランジスタに対して、ダイオードに正電圧のノイズが印加されたときの半導体装置の状態を示す図であり、図2(b)は、NPNトランジスタに対して、ダイオードに負電圧のノイズが印加されたときの半導体装置の状態を示す図である。なお、図2中では、NPNトランジスタ側のP型層60とN型層61との間に構成される空乏層を空乏層63として破線で示しており、ダイオード側のP型層60とN型層61との間に構成される空乏層を空乏層64として破線で示している。 Next, the operation when noise is applied to such a semiconductor device will be described. In the semiconductor device, a diode formed in the first element formation region 20 is connected to an external device, and a predetermined signal is output from the diode to the external device or connected to the diode. Noise is applied, for example, when potential fluctuation occurs. In this case, the noise is suppressed from propagating to the second element formation region 30 as follows. FIG. 2A is a diagram illustrating a state of the semiconductor device when a positive voltage noise is applied to the diode with respect to the NPN transistor, and FIG. 2B is a diagram illustrating the diode with respect to the NPN transistor. It is a figure which shows the state of a semiconductor device when the noise of a negative voltage is applied. In FIG. 2, a depletion layer formed between the P-type layer 60 on the NPN transistor side and the N -type layer 61 is indicated by a broken line as a depletion layer 63, and the P-type layer 60 on the diode side and N A depletion layer formed between the −-type layer 61 and the depletion layer 64 is indicated by a broken line.

また、NPNトランジスタに対して、ダイオードに正電圧のノイズが印加されるとは、第2素子形成領域30を取り囲む絶縁分離トレンチ40の電位に対して、第1素子形成領域20を取り囲む絶縁分離トレンチ40の電位が高くなるノイズが印加されることである。同様に、NPNトランジスタに対して、ダイオードに負電圧のノイズが印加されるとは、第2素子形成領域30を取り囲む絶縁分離トレンチ40の電位に対して、第1素子形成領域20を取り囲む絶縁分離トレンチ40の電位が低くなるノイズが印加されることである。   Further, the fact that a positive voltage noise is applied to the diode with respect to the NPN transistor means that the isolation trench surrounding the first element formation region 20 with respect to the potential of the isolation trench 40 surrounding the second element formation region 30. That is, noise that increases the potential of 40 is applied. Similarly, when a negative voltage noise is applied to the diode with respect to the NPN transistor, the insulation isolation surrounding the first element formation region 20 with respect to the potential of the insulation isolation trench 40 surrounding the second element formation region 30. That is, noise that lowers the potential of the trench 40 is applied.

図2(a)に示されるように、ダイオードに正電圧のノイズが印加されたとすると、ダイオードに印加されたノイズは、絶縁分離トレンチ40を介してNPNトランジスタに伝播しようとする。このとき、NPNトランジスタ側のP型層60とN型層61との間には逆バイアス電圧が印加されることになり、当該P型層60とN型層61との間に構成される空乏層64が広がることになる。このため、第1、第2素子形成領域20、30の間の容量が低減され、ノイズがダイオードからNPNトランジスタに伝播することが抑制される。すなわち、第1、第2素子形成領域20、30の間でノイズが伝播することが抑制される。そして、N型層61に残留するノイズが電極62を介して放出される。 As shown in FIG. 2A, when a positive voltage noise is applied to the diode, the noise applied to the diode tends to propagate to the NPN transistor through the isolation trench 40. At this time, a reverse bias voltage is applied between the P-type layer 60 and the N -type layer 61 on the NPN transistor side, and is formed between the P-type layer 60 and the N -type layer 61. The depletion layer 64 is expanded. For this reason, the capacitance between the first and second element formation regions 20 and 30 is reduced, and noise is suppressed from propagating from the diode to the NPN transistor. That is, the propagation of noise between the first and second element formation regions 20 and 30 is suppressed. Then, noise remaining in the N type layer 61 is emitted through the electrode 62.

同様に、図2(b)に示されるように、ダイオードに負電圧のノイズが印加されたとすると、ダイオード側のP型層60とN型層61との間には逆バイアス電圧が印加されることになり、当該P型層60とN型層61との間に構成される空乏層64が広がることになる。このため、第1、第2素子形成領域20、30の間の容量が低減され、ノイズがダイオードからNPNトランジスタに伝播することが抑制される。すなわち、第1、第2素子形成領域20、30の間でノイズが伝播することが抑制される。そして、N型層61に残留するノイズが電極62を介して放出される。 Similarly, as shown in FIG. 2B, if negative voltage noise is applied to the diode, a reverse bias voltage is applied between the P-type layer 60 and the N -type layer 61 on the diode side. As a result, the depletion layer 64 formed between the P-type layer 60 and the N -type layer 61 spreads. For this reason, the capacitance between the first and second element formation regions 20 and 30 is reduced, and noise is suppressed from propagating from the diode to the NPN transistor. That is, the propagation of noise between the first and second element formation regions 20 and 30 is suppressed. Then, noise remaining in the N type layer 61 is emitted through the electrode 62.

このような半導体装置は、例えば、次のように製造される。すなわち、まず、SOI基板13を用意し、第1、第2素子形成領域20、30に上記のようなダイオードやNPNトランジスタを形成する。その後、第1、第2素子形成領域20、30を取り囲むトレンチ41をそれぞれエッチング等により形成する。続いて、気相拡散法やイオン注入等により、トレンチ41を取り囲むP型層60を形成する。その後、トレンチ41内に絶縁体42を埋め込むことにより絶縁分離トレンチ40を構成し、絶縁膜50や電極23、24、34〜36、62を所定の半導体製造プロセスにて形成することにより、上記半導体装置が製造される。なお、もちろん、絶縁分離トレンチ40を形成した後、第1、第2素子形成領域20、30にダイオードやNPNトランジスタを形成することもできる。   Such a semiconductor device is manufactured as follows, for example. That is, first, the SOI substrate 13 is prepared, and the above diodes and NPN transistors are formed in the first and second element formation regions 20 and 30. Thereafter, trenches 41 surrounding the first and second element formation regions 20 and 30 are formed by etching or the like. Subsequently, a P-type layer 60 surrounding the trench 41 is formed by vapor phase diffusion or ion implantation. After that, the insulating isolation trench 40 is formed by embedding the insulator 42 in the trench 41, and the insulating film 50 and the electrodes 23, 24, 34 to 36, 62 are formed by a predetermined semiconductor manufacturing process. The device is manufactured. Of course, a diode or an NPN transistor can be formed in the first and second element formation regions 20 and 30 after the insulating isolation trench 40 is formed.

以上説明したように、本実施形態の半導体装置では、半導体層12に、第1、第2素子形成領域20、30をそれぞれ取り囲むと共に、半導体層12の表面から埋込絶縁膜11に達するP型層60が形成されている。そして、各P型層60の間にN型層61が位置する構成とされ、第1、第2素子形成領域20、30の間にPNP接合が構成されている。 As described above, in the semiconductor device of this embodiment, the semiconductor layer 12 surrounds the first and second element formation regions 20 and 30, and reaches the buried insulating film 11 from the surface of the semiconductor layer 12. Layer 60 is formed. The N -type layer 61 is positioned between the P-type layers 60, and a PNP junction is formed between the first and second element formation regions 20 and 30.

このため、ダイオードに正電圧のノイズが印加された場合には、NPNトランジスタ側のP型層60とN型層61との間に逆バイアス電圧が印加されることになり、P型層60とN型層61との間に構成される空乏層63が広がることになる。したがって、第1、第2素子形成領域20、30の間の容量が低減され、ノイズがNPNトランジスタに伝播することが抑制される。また、ダイオードに負電圧のノイズが印加された場合には、ダイオード側のP型層60とN型層61との間に逆バイアス電圧が印加されることになり、P型層60とN型層61との間に構成される空乏層64が広がることになる。したがって、第1、第2素子形成領域20、30の間の容量が低減され、ノイズがNPNトランジスタに伝播することが抑制される。以上より、本実施形態の半導体装置では、第1、第2素子形成領域20、30の間でノイズが伝播することを抑制することができる。 For this reason, when a positive voltage noise is applied to the diode, a reverse bias voltage is applied between the P-type layer 60 and the N -type layer 61 on the NPN transistor side. And the depletion layer 63 formed between the N type layer 61 spreads. Therefore, the capacitance between the first and second element formation regions 20 and 30 is reduced, and noise is suppressed from propagating to the NPN transistor. Further, when negative voltage noise is applied to the diode, a reverse bias voltage is applied between the P-type layer 60 and the N -type layer 61 on the diode side. The depletion layer 64 formed between the negative electrode 61 and the mold layer 61 will spread. Therefore, the capacitance between the first and second element formation regions 20 and 30 is reduced, and noise is suppressed from propagating to the NPN transistor. As described above, in the semiconductor device of this embodiment, it is possible to suppress the propagation of noise between the first and second element formation regions 20 and 30.

(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態の半導体装置は、第1実施形態に対して、第1、第2素子形成領域20、30の間にトレンチを形成し、当該トレンチに側壁絶縁膜を配置すると共にトレンチ内にP型層を埋め込んだものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。図3(a)は、本実施形態における半導体装置の断面構成を示す図、図3(b)は図3(a)に示す半導体装置の概略平面図である。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. The semiconductor device of this embodiment is different from the first embodiment in that a trench is formed between the first and second element formation regions 20 and 30, a sidewall insulating film is disposed in the trench, and a P-type is formed in the trench. Since the layers are embedded and the other aspects are the same as in the first embodiment, the description thereof is omitted here. FIG. 3A is a diagram illustrating a cross-sectional configuration of the semiconductor device according to the present embodiment, and FIG. 3B is a schematic plan view of the semiconductor device illustrated in FIG.

図3に示されるように、本実施形態の半導体装置は、第1、第2素子形成領域20、30の間に、N型層60が配置されていると共に、N型層60にトレンチ70が形成されている。本実施形態では、このトレンチ70は、第1素子形成領域20を取り囲むように形成されており、埋込絶縁膜11に達しない、つまり、N型層60内にトレンチ70の底面が位置する構成とされている。そして、トレンチ70には、側壁に図示しない側壁絶縁膜が配置されていると共に、内部に側壁絶縁膜を介してP型層61が埋め込まれている。 As shown in FIG. 3, in the semiconductor device of the present embodiment, an N type layer 60 is disposed between the first and second element formation regions 20 and 30, and a trench is formed in the N type layer 60. 70 is formed. In the present embodiment, the trench 70 is formed so as to surround the first element formation region 20, and does not reach the buried insulating film 11, that is, the bottom surface of the trench 70 is located in the N -type layer 60. It is configured. In the trench 70, a sidewall insulating film (not shown) is disposed on the sidewall, and a P-type layer 61 is embedded inside through the sidewall insulating film.

すなわち、第1、第2素子形成領域20、30の間では、トレンチ70が形成されている部分において、NIPIN接合が構成されている。そして、半導体装置のオフ時において、PIN接合の間に構成される空乏層が埋込絶縁膜11に達する構成とされている。また、半導体層12の表面には、絶縁膜50のコンタクトホール51を介して、P型層61と電気的に接続される電極62が備えられている。   That is, a NIPIN junction is formed between the first and second element formation regions 20 and 30 in the portion where the trench 70 is formed. The depletion layer formed between the PIN junctions reaches the buried insulating film 11 when the semiconductor device is off. Further, an electrode 62 electrically connected to the P-type layer 61 is provided on the surface of the semiconductor layer 12 through a contact hole 51 of the insulating film 50.

なお、P型層61の深さ、つまりトレンチ70の深さは、PIN接合の間に構成される空乏層が埋込絶縁膜11に達するものであればよく、P型層61およびN型層61の不純物濃度等との関係において適宜変更可能である。また、本実施形態では、N型層60が本発明の第1導電型層に相当し、P型層61が本発明の第2導電型層に相当している。 The depth of the P-type layer 61, i.e. the depth of the trench 70 is not limited as long as a depletion layer formed between the PIN junction reaches the buried insulating film 11, P-type layer 61 and the N - type The relationship with the impurity concentration of the layer 61 can be changed as appropriate. In the present embodiment, the N type layer 60 corresponds to the first conductivity type layer of the present invention, and the P type layer 61 corresponds to the second conductivity type layer of the present invention.

このような半導体装置としても、ダイオードにノイズが印加されたときに、当該ノイズがNPNトランジスタに伝播することを抑制することができる。図4(a)は、NPNトランジスタに対して、ダイオードに正電圧のノイズが印加されたときの半導体装置の状態を示す図であり、図4(b)は、NPNトランジスタに対して、ダイオードに負電圧のノイズが印加されたときの半導体装置の状態を示す図である。   Even in such a semiconductor device, when noise is applied to the diode, the noise can be prevented from propagating to the NPN transistor. FIG. 4A is a diagram illustrating a state of the semiconductor device when a positive voltage noise is applied to the diode with respect to the NPN transistor. FIG. 4B is a diagram illustrating the state of the diode with respect to the NPN transistor. It is a figure which shows the state of a semiconductor device when the noise of a negative voltage is applied.

図4(a)に示されるように、ダイオードに正電圧のノイズが印加されたとすると、ダイオードに印加されたノイズは、NPNトランジスタ側のN型層61とP型層60との間に逆バイアス電圧が印加されることになり、空乏層63が広がることになる。このため、ダイオードからNPNトランジスタにノイズが伝播することが抑制される。すなわち、第1、第2素子形成領域20、30の間でノイズが伝播することが抑制される。そして、P型層61に残留するノイズは、電極62を介して放出される。 As shown in FIG. 4A, when a positive voltage noise is applied to the diode, the noise applied to the diode is reversed between the N type layer 61 and the P type layer 60 on the NPN transistor side. A bias voltage will be applied, and the depletion layer 63 will spread. For this reason, it is suppressed that noise propagates from the diode to the NPN transistor. That is, the propagation of noise between the first and second element formation regions 20 and 30 is suppressed. Then, noise remaining in the P-type layer 61 is emitted through the electrode 62.

同様に、図4(b)に示されるように、ダイオードに負電圧のノイズが印加されたとすると、ダイオード側のN型層61とP型層60との間に逆バイアス電圧が印加されることになり、空乏層64が広がることになる。このため、ダイオードからNPNトランジスタにノイズが伝播することが抑制される。すなわち、第1、第2素子形成領域20、30の間でノイズが伝播することが抑制される。そして、P型層61に残留するノイズが電極62を介して放出される。 Similarly, as shown in FIG. 4B, if negative voltage noise is applied to the diode, a reverse bias voltage is applied between the N - type layer 61 and the P-type layer 60 on the diode side. As a result, the depletion layer 64 spreads. For this reason, it is suppressed that noise propagates from the diode to the NPN transistor. That is, the propagation of noise between the first and second element formation regions 20 and 30 is suppressed. Then, noise remaining in the P-type layer 61 is emitted through the electrode 62.

このような半導体装置としても、第1、第2素子形成領域20、30の間にNIPIN接合が構成されるので、上記第1実施形態と同様の効果を得ることができる。   Even in such a semiconductor device, since the NIPIN junction is formed between the first and second element formation regions 20 and 30, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

さらに、本実施形態では、トレンチ70を埋込絶縁膜11に達しない半導体装置とすることにより、トレンチを埋込絶縁膜まで達するものとした半導体装置と比較して、次の効果がある。すなわち、埋込絶縁膜まで達するトレンチを形成した場合には、トレンチにより埋込絶縁膜に応力が印加されることになるため埋込絶縁膜の寿命が低下することになる。しかしながら、本実施形態では、トレンチ70を埋込絶縁膜11に達しない構造とし、PIN接合の間に構成される空乏層のみを埋込絶縁膜11に達するようにしているので、埋込絶縁膜11の寿命が低下することを抑制しつつ、第1、第2素子形成領域20、30の間でノイズが伝播することを抑制することができる。   Furthermore, in the present embodiment, by making the trench 70 a semiconductor device that does not reach the buried insulating film 11, the following effects can be obtained as compared with a semiconductor device in which the trench reaches the buried insulating film. That is, when a trench reaching the buried insulating film is formed, stress is applied to the buried insulating film by the trench, so that the life of the buried insulating film is reduced. However, in this embodiment, the trench 70 has a structure that does not reach the buried insulating film 11, and only the depletion layer formed between the PIN junctions reaches the buried insulating film 11. It is possible to suppress the propagation of noise between the first and second element formation regions 20 and 30 while suppressing the life of the eleventh element from decreasing.

(第3実施形態)
本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態の半導体装置は、第2実施形態に対して、第2素子形成領域30にトレンチゲート構造を有する半導体素子を形成したものであり、その他に関しては第2実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。図5(a)は、本実施形態における半導体装置の断面構成を示す図、図5(b)は図5(a)に示す半導体装置の概略平面図である。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described. The semiconductor device of this embodiment is obtained by forming a semiconductor element having a trench gate structure in the second element formation region 30 with respect to the second embodiment, and is otherwise the same as the second embodiment. The description is omitted here. FIG. 5A is a diagram illustrating a cross-sectional configuration of the semiconductor device according to the present embodiment, and FIG. 5B is a schematic plan view of the semiconductor device illustrated in FIG.

図5に示されるように、本実施形態の半導体装置は、第1素子形成領域20を挟んでダイオードが形成されている第2素子形成領域30と反対側の第2素子形成領域30にトレンチゲート構造を有する半導体素子を形成したものである。本実施形態では、この半導体素子は、次のように構成されている。   As shown in FIG. 5, the semiconductor device of this embodiment includes a trench gate in the second element formation region 30 opposite to the second element formation region 30 where the diode is formed with the first element formation region 20 interposed therebetween. A semiconductor element having a structure is formed. In the present embodiment, this semiconductor element is configured as follows.

すなわち、半導体層12には、表層部にP型のチャネル形成領域81が形成されており、チャネル形成領域81内の表層部にN型ソース領域82と、当該N型ソース領域82と隣接して形成されるP型コンタクト領域83が形成されている。また、半導体層12の表層部には、チャネル形成領域81とは離間した位置にN型ドレイン領域84が形成されている。さらに、半導体層12には、N型ソース領域82と、N型ドレイン領域84との間に位置するチャネル形成領域81を貫通するトレンチ85が形成されており、トレンチの側壁に図示しないゲート絶縁膜が配置されていると共に、ゲート絶縁膜を介してゲート電極86が形成されている。 That is, in the semiconductor layer 12, a P-type channel formation region 81 is formed in the surface layer portion, and an N + -type source region 82 is adjacent to the N + -type source region 82 in the surface layer portion in the channel formation region 81. Thus, a P + -type contact region 83 is formed. Further, an N + type drain region 84 is formed in a surface layer portion of the semiconductor layer 12 at a position separated from the channel formation region 81. Furthermore, a trench 85 is formed in the semiconductor layer 12 so as to penetrate the channel formation region 81 located between the N + type source region 82 and the N + type drain region 84, and a gate (not shown) is formed on the side wall of the trench. An insulating film is disposed, and a gate electrode 86 is formed through the gate insulating film.

半導体層12の表面には、絶縁膜50に形成されたコンタクトホール51を介して、N型ソース領域82と電気的に接続される図示しないソース電極、P型コンタクト領域83と電気的に接続される電極87、N型ドレイン領域84と電気的に接続されるドレイン電極88が備えられている。また、半導体層12の表面には、図示しないゲート絶縁膜を介して、ゲート電極86と接続されているプレーナゲート電極89が備えられている。そして、チャネル形成領域81とN型ドレイン領域84との間にはLOCOS酸化膜90が形成されている。 On the surface of the semiconductor layer 12, a source electrode (not shown) electrically connected to the N + type source region 82 and a P + type contact region 83 are electrically connected via a contact hole 51 formed in the insulating film 50. An electrode 87 to be connected and a drain electrode 88 electrically connected to the N + type drain region 84 are provided. Further, a planar gate electrode 89 connected to the gate electrode 86 is provided on the surface of the semiconductor layer 12 through a gate insulating film (not shown). A LOCOS oxide film 90 is formed between the channel formation region 81 and the N + type drain region 84.

このような半導体素子は、ゲート電極86、89に正電圧を印加したとき、P型のチャネル形成領域81におけるゲート電極86に対向する部位およびプレーナゲート電極89に対向する部位に反転層が形成され、当該反転層を介してN型ドレイン領域84とN型ソース領域82との間に電流が流れる。 In such a semiconductor element, when a positive voltage is applied to the gate electrodes 86 and 89, an inversion layer is formed in a portion facing the gate electrode 86 and a portion facing the planar gate electrode 89 in the P-type channel formation region 81. A current flows between the N + -type drain region 84 and the N + -type source region 82 through the inversion layer.

このような半導体装置では、トレンチゲート構造を構成するトレンチ86を形成する際に、第1、第2素子形成領域20、30の間に形成されるトレンチ70を同時に形成することができ、トレンチ70のみを形成する工程を無くすことができつつ、上記第2実施形態と同様の効果を得ることができる。   In such a semiconductor device, when forming the trench 86 constituting the trench gate structure, the trench 70 formed between the first and second element formation regions 20 and 30 can be formed simultaneously. The effect similar to the said 2nd Embodiment can be acquired, without the process of forming only this.

(第4実施形態)
本発明の第4実施形態について説明する。本実施形態の半導体装置は、第1実施形態に対して、支持基板10にPNP接合を形成したものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。図6(a)は、本実施形態における半導体装置の断面構成を示す図、図6(b)は図6(a)に示す支持基板10のうち埋込絶縁膜11側と反対側の裏面模式図である。なお、図6(b)は断面ではないが、理解をし易くするために、P型層10aにハッチングを施してある。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention will be described. The semiconductor device of the present embodiment is obtained by forming a PNP junction on the support substrate 10 with respect to the first embodiment, and the other aspects are the same as those of the first embodiment, and thus description thereof is omitted here. FIG. 6A is a diagram showing a cross-sectional configuration of the semiconductor device according to the present embodiment, and FIG. 6B is a schematic back side view of the support substrate 10 shown in FIG. 6A on the side opposite to the buried insulating film 11 side. FIG. Although FIG. 6B is not a cross section, the P-type layer 10a is hatched for easy understanding.

図6に示されるように、本実施形態の半導体装置は、支持基板10にPNP接合が構成されている。具体的には、支持基板10には、裏面から埋込絶縁膜11に達するP型層10aと、裏面から埋込絶縁膜11に達するN型層10bとが交互に配置されている。そして、P型層10aおよびN型層10bの平面パターンはそれぞれ正方形状とされており、P型層10aおよびN型層10bにより市松模様が構成されている。また、P型層10aおよびN型層10bの一辺は、第1、第2素子形成領域20、30をそれぞれ取り囲む絶縁分離トレンチ40の間の間隔以下とされている。すなわち、支持基板10のうち第1、第2素子形成領域20、30の間の部分と対向する位置にPNP接合が構成されるようになっている。   As shown in FIG. 6, in the semiconductor device of this embodiment, a PNP junction is formed on the support substrate 10. Specifically, on the support substrate 10, P-type layers 10 a reaching the buried insulating film 11 from the back surface and N-type layers 10 b reaching the buried insulating film 11 from the back surface are alternately arranged. The planar patterns of the P-type layer 10a and the N-type layer 10b are each square, and the P-type layer 10a and the N-type layer 10b form a checkered pattern. Further, one side of the P-type layer 10a and the N-type layer 10b is set to be equal to or smaller than the interval between the insulating isolation trenches 40 surrounding the first and second element formation regions 20 and 30, respectively. That is, a PNP junction is formed at a position facing the portion between the first and second element formation regions 20 and 30 in the support substrate 10.

このような半導体装置では、例えば、ダイオードに正電圧のノイズが印加されると、当該ノイズが埋込絶縁膜11を介して支持基板10に伝播することがあるが、支持基板10に伝播したノイズは、N型層10bとP型層10aとの間に構成される空乏層によりN型層10bからP型層10aに伝播することが抑制される。同様に、ダイオードに負電圧のノイズが印加されると、支持基板10に伝播したノイズは、P型層10aとN型層10bとの間に構成される空乏層によりP型層10aからN型層10bに伝播することが抑制される。したがって、このような半導体装置では、ダイオードにノイズが印加されたとき、当該ノイズが支持基板10を介してNPNトランジスタに伝播すること、言い換えると、ノイズが第1素子形成領域20から支持基板10を介して第2素子形成領域30に伝播することを抑制しつつ、上記第1実施形態と同様の効果を得ることができる。   In such a semiconductor device, for example, when a positive voltage noise is applied to the diode, the noise may propagate to the support substrate 10 through the embedded insulating film 11. Is suppressed from being propagated from the N-type layer 10b to the P-type layer 10a by the depletion layer formed between the N-type layer 10b and the P-type layer 10a. Similarly, when a negative voltage noise is applied to the diode, the noise propagated to the support substrate 10 is changed from the P-type layer 10a to the N-type by the depletion layer formed between the P-type layer 10a and the N-type layer 10b. Propagation to the layer 10b is suppressed. Therefore, in such a semiconductor device, when noise is applied to the diode, the noise propagates to the NPN transistor through the support substrate 10, in other words, the noise flows from the first element formation region 20 to the support substrate 10. The effect similar to the said 1st Embodiment can be acquired, suppressing propagating to the 2nd element formation area 30 via.

なお、このような半導体装置の支持基板10は、例えば、支持基板10にイオン注入によりN型層10bを形成したり、支持基板10にトレンチを形成すると共に当該トレンチ内にN型層10bを埋め込むこと等により製造される。   Note that the support substrate 10 of such a semiconductor device, for example, forms an N-type layer 10b in the support substrate 10 by ion implantation, forms a trench in the support substrate 10, and embeds the N-type layer 10b in the trench. It is manufactured by.

(第5実施形態)
本発明の第5実施形態について説明する。本実施形態の半導体装置は、第1実施形態に対して、パッドを第1素子形成領域20に隣接する位置に備えたものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。図7(a)は、本実施形態における半導体装置の断面構成を示す図、図7(b)は図7(a)に示す半導体装置の概略平面図である。
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment of the present invention will be described. The semiconductor device of this embodiment is different from that of the first embodiment in that the pad is provided at a position adjacent to the first element formation region 20 and the other parts are the same as those of the first embodiment. Description is omitted. FIG. 7A is a diagram illustrating a cross-sectional configuration of the semiconductor device according to the present embodiment, and FIG. 7B is a schematic plan view of the semiconductor device illustrated in FIG.

図7に示されるように、本実施形態の半導体装置は、第1素子形成領域20に隣接する位置にパッド100が備えられている。そして、第1素子形成領域20とパッド100との間には、PNP接合が存在しない構成とされている。具体的には、P型層60は、絶縁分離トレンチ40のうちパッド100側に位置する部分の外側に形成されていない構成とされている。本実施形態の半導体装置のように、第1素子形成領域20に隣接する位置にパッド100が配置される場合には、第1素子形成領域20とパッド100との間にPNP接合を構成しないこともできる。   As shown in FIG. 7, the semiconductor device of this embodiment includes a pad 100 at a position adjacent to the first element formation region 20. The PNP junction is not present between the first element formation region 20 and the pad 100. Specifically, the P-type layer 60 is not formed outside the portion of the insulating isolation trench 40 located on the pad 100 side. When the pad 100 is disposed at a position adjacent to the first element formation region 20 as in the semiconductor device of this embodiment, a PNP junction should not be formed between the first element formation region 20 and the pad 100. You can also.

(第6実施形態)
本発明の第6実施形態について説明する。本実施形態の半導体装置は、第1実施形態に対して、複数の第1素子形成領域20が隣接して備えられていると共に複数の第2素子形成領域30が隣接して備えられているものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。図8は、本実施形態における半導体装置の概略平面図である。
(Sixth embodiment)
A sixth embodiment of the present invention will be described. The semiconductor device of this embodiment is provided with a plurality of first element formation regions 20 adjacent to each other and a plurality of second element formation regions 30 adjacent to the first embodiment. Since other aspects are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted here. FIG. 8 is a schematic plan view of the semiconductor device according to the present embodiment.

図8に示されるように、本実施形態の半導体装置は、複数の第1素子形成領域20が隣接して備えられていると共に、複数の第2素子形成領域30が隣接して備えられている。そして、半導体層12には、複数の第1素子形成領域20の全体を囲むP型層60が形成されていると共に、複数の第2素子形成領域30の全体を囲むP型層60が形成されており、これらP型層60の間にN型層61が配置されている。 As shown in FIG. 8, the semiconductor device of this embodiment includes a plurality of first element formation regions 20 adjacent to each other and a plurality of second element formation regions 30 adjacent to each other. . The semiconductor layer 12 is formed with a P-type layer 60 surrounding the entirety of the plurality of first element formation regions 20 and a P-type layer 60 surrounding the entirety of the plurality of second element formation regions 30. An N type layer 61 is arranged between the P type layers 60.

このような半導体装置としても、第1素子形成領域20と第2素子形成領域30との間にPNP接合が構成されるため、上記第1実施形態と同様の効果を得ることができる。   Even in such a semiconductor device, since a PNP junction is formed between the first element formation region 20 and the second element formation region 30, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

(他の実施形態)
上記各実施形態では、第1素子形成領域20にダイオードが形成されていると共に第2素子形成領域30にNPNトランジスタが形成されている例について説明したが、もちろん第1、第2素子形成領域20、30に形成される素子はこれに限定されるものではなく、例えば、第1、第2素子形成領域20、30にLDMOSや抵抗、キャパシタ等の素子を形成することもできる。
(Other embodiments)
In each of the embodiments described above, the example in which the diode is formed in the first element formation region 20 and the NPN transistor is formed in the second element formation region 30 has been described. Of course, the first and second element formation regions 20 are formed. , 30 is not limited to this, and for example, elements such as LDMOS, resistors, capacitors, etc. can be formed in the first and second element formation regions 20, 30.

また、上記第1、4〜6実施形態では、第1導電型層をP型層60とすると共に第2導電型層をN型層61として説明したが、もちろん第1導電型をN型層(N型層)とする共に第2導電型をP型層とすることもできる。同様に、上記第2、第3実施形態では、第1導電型層をN型層60とすると共に第2導電型層をP型層61として説明したが、もちろん第1導電型層をP型層とする共に第2導電型層をN型層(N型層)とすることもできる。 In the first and fourth to sixth embodiments, the first conductivity type layer is described as the P-type layer 60 and the second conductivity type layer is defined as the N -type layer 61. The second conductivity type may be a P-type layer as well as a layer (N -type layer). Similarly, in the second and third embodiments, the first conductivity type layer is described as the N type layer 60 and the second conductivity type layer is defined as the P type layer 61. The second conductivity type layer may be an N-type layer (N -type layer).

さらに、上記各実施形態では、第1、第2素子形成領域20、30の間に電極62が備えられている例について説明したが、もちろん電極62が備えられていない構成とすることもできる。   Furthermore, in each of the above-described embodiments, the example in which the electrode 62 is provided between the first and second element formation regions 20 and 30 has been described. However, it is possible to adopt a configuration in which the electrode 62 is not provided.

また、上記第2実施形態では、第1素子形成領域20を取り囲むトレンチ70が形成されている例について説明したが、例えば、第2素子形成領域20を取り囲むトレンチ70が形成されていてもよい。このような半導体装置としても、第1、第2素子形成領域20、30の間にNIPIN接合が構成されるため、第2実施形態と同様の効果を得ることができる。   Moreover, although the said 2nd Embodiment demonstrated the example in which the trench 70 surrounding the 1st element formation area 20 was formed, the trench 70 surrounding the 2nd element formation area 20 may be formed, for example. Even in such a semiconductor device, since the NIPIN junction is formed between the first and second element formation regions 20 and 30, the same effects as those of the second embodiment can be obtained.

さらに、上記第2実施形態において、トレンチ70の側壁に側壁絶縁膜を配置せず、直接トレンチ70の内部にP型層61を埋め込むこともできる。このような半導体装置としても、第1、第2素子形成領域20、30の間にNPN接合が構成されるため、第2実施形態と同様の効果を得ることができる。   Further, in the second embodiment, the P-type layer 61 can be buried directly in the trench 70 without arranging the sidewall insulating film on the sidewall of the trench 70. Even in such a semiconductor device, since an NPN junction is formed between the first and second element formation regions 20 and 30, the same effect as in the second embodiment can be obtained.

また、上記第3実施形態では、第2素子形成領域30にトレンチゲート構造を有する半導体素子を形成した例について説明したが、もちろん第1素子形成領域20にトレンチゲート構造を有する半導体素子を形成することもできる。   In the third embodiment, the example in which the semiconductor element having the trench gate structure is formed in the second element formation region 30 has been described. Of course, the semiconductor element having the trench gate structure is formed in the first element formation region 20. You can also.

さらに、上記第5実施形態では、第1素子形成領域20に隣接して配置されるものとしてパッド100を例に挙げて説明したが、例えば、半導体層12の表面にポリキャパシタ等を備えた場合についても、第1素子形成領域20とポリキャパシタとの間の部分にPNP接合を構成しないこともできる。すなわち、半導体層12の表面にパッド100や素子等が配置される場合には、第1素子形成領域20のうちパッド100や素子等が配置される側の部分にPNP接合が構成されていないものとすることができる。   Furthermore, in the fifth embodiment, the pad 100 has been described as an example of being disposed adjacent to the first element formation region 20. For example, when the surface of the semiconductor layer 12 includes a polycapacitor or the like. As for PNP junction, a PNP junction may not be formed in a portion between the first element formation region 20 and the polycapacitor. That is, when the pad 100, the element, or the like is disposed on the surface of the semiconductor layer 12, the PNP junction is not formed in the portion of the first element formation region 20 on the side where the pad 100, the element, etc. are disposed. It can be.

そして、上記各実施形態を組み合わせた半導体装置とすることもできる。例えば、第2実施形態を第4〜第6実施形態に組み合わせて、第1、第2素子形成領域20、30の間にトレンチ70を形成すると共に、トレンチ70の側壁に側壁絶縁膜を配置し、当該側壁絶縁膜を介してP型層60を埋め込むことができる。また、第3実施形態を第4〜6実施形態に組み合わせて、半導体層12にトレンチゲート構造を有する半導体素子を形成することができる。さらに、第4実施形態を第2、3、5、6実施形態に組み合わせて支持基板10にPNP接合を形成することができる。そして、第5実施形態を第2〜4、6実施形態に組み合わせて、パッド100が第1素子形成領域20と隣接して配置されている場合には、第1素子形成領域20とパッド100との間にPNP接合を構成しないこともできる。また、第6実施形態を第2、3実施形態に組み合わせて、複数の第1素子形成領域20が隣接して配置されていると共に、複数の第2素子形成領域30が隣接して配置されている場合には、複数の第1素子形成領域20を取り囲むトレンチ70を形成すると共に、当該トレンチ70の側壁に側壁絶縁膜を配置し、当該側壁絶縁膜を介してP型層60を埋め込むことができる。同様に、第6実施形態を第4、5実施形態に組み合わせて、複数の第1素子形成領域20が隣接して配置されていると共に、複数の第2素子形成領域30が隣接して配置されている場合には、複数の第1素子形成領域20を取り囲むP型層60を形成すると共に、複数の第2素子形成領域30を取り囲むP型層60を形成することもできる。   And it can also be set as the semiconductor device which combined said each embodiment. For example, the second embodiment is combined with the fourth to sixth embodiments to form the trench 70 between the first and second element formation regions 20 and 30 and to dispose a sidewall insulating film on the sidewall of the trench 70. The P-type layer 60 can be embedded through the sidewall insulating film. Further, by combining the third embodiment with the fourth to sixth embodiments, a semiconductor element having a trench gate structure in the semiconductor layer 12 can be formed. Further, the PNP junction can be formed on the support substrate 10 by combining the fourth embodiment with the second, third, fifth, and sixth embodiments. When the fifth embodiment is combined with the second to fourth and sixth embodiments and the pad 100 is disposed adjacent to the first element formation region 20, the first element formation region 20 and the pad 100 are A PNP junction may not be formed between the two. Further, the sixth embodiment is combined with the second and third embodiments, and a plurality of first element formation regions 20 are arranged adjacent to each other, and a plurality of second element formation regions 30 are arranged adjacent to each other. In the case of forming the trench 70, the trench 70 surrounding the plurality of first element formation regions 20 is formed, a sidewall insulating film is disposed on the sidewall of the trench 70, and the P-type layer 60 is embedded via the sidewall insulating film. it can. Similarly, combining the sixth embodiment with the fourth and fifth embodiments, a plurality of first element formation regions 20 are arranged adjacent to each other, and a plurality of second element formation regions 30 are arranged adjacent to each other. In this case, the P-type layer 60 surrounding the plurality of first element formation regions 20 can be formed, and the P-type layer 60 surrounding the plurality of second element formation regions 30 can be formed.

また、上記各実施形態では、第1、第2素子形成領域20、30の間にPNP接合を構成するものを説明したが、例えば、第1素子形成領域20同士の間にPNP接合を構成してもよいし、第2素子形成領域30同士の間にPNP接合を構成してもよい。すなわち、隣接する二つの素子形成領域の間にPNP接合を構成することもできる。   In each of the embodiments described above, the PNP junction is configured between the first and second element formation regions 20 and 30. For example, a PNP junction is configured between the first element formation regions 20. Alternatively, a PNP junction may be formed between the second element formation regions 30. That is, a PNP junction can be formed between two adjacent element formation regions.

13 SOI基板
20 第1素子形成領域
30 第2素子形成領域
40 絶縁分離トレンチ
60 P型層
61 N型層
63、64 空乏層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 SOI substrate 20 1st element formation area 30 2nd element formation area 40 Insulation isolation trench 60 P-type layer 61 N - type layer 63, 64 Depletion layer

Claims (5)

一面を有する支持基板(10)と、前記支持基板(10)の前記一面に配置される埋込絶縁膜(11)と、前記埋込絶縁膜(11)を挟んで前記支持基板(10)と反対側に配置される半導体層(12)と、を有する半導体基板(13)のうち、前記半導体層(12)には、前記半導体層(12)における第1、第2素子形成領域(20、30)をそれぞれ取り囲むと共に、前記第1、第2素子形成領域(20、30)を互いに絶縁分離する絶縁分離トレンチ(40)が形成され、前記第1、第2素子形成領域(20、30)にそれぞれ半導体素子が形成された半導体装置において、
前記第1、第2素子形成領域(20、30)に形成された半導体素子のうち、前記第1素子形成領域(20)に形成された半導体素子は外部機器と接続されており、
前記第1素子形成領域(20)と第2素子形成領域(30)との間には、第1導電型層(60)と、前記第1導電型層(60)に挟まれる第2導電型層(61)とが配置されており、前記第1、第2導電型層(60、61)の間に、オフ時に前記半導体層(12)の表面から前記埋込絶縁膜(11)に達し、前記第1、第2素子形成領域(20、30)との間を仕切る空乏層(63、64)が構成されていることを特徴とする半導体装置。
A support substrate (10) having one surface, a buried insulating film (11) disposed on the one surface of the support substrate (10), and the support substrate (10) sandwiching the buried insulating film (11). Of the semiconductor substrate (13) having the semiconductor layer (12) disposed on the opposite side, the semiconductor layer (12) includes the first and second element formation regions (20, 20) in the semiconductor layer (12). 30) and insulating isolation trenches (40) for insulatingly isolating the first and second element formation regions (20, 30) from each other, and forming the first and second element formation regions (20, 30). In a semiconductor device in which a semiconductor element is formed in
Of the semiconductor elements formed in the first and second element formation regions (20, 30), the semiconductor element formed in the first element formation region (20) is connected to an external device,
Between the first element formation region (20) and the second element formation region (30), a first conductivity type layer (60) and a second conductivity type sandwiched between the first conductivity type layers (60). A layer (61) is disposed between the first and second conductivity type layers (60, 61) and reaches the buried insulating film (11) from the surface of the semiconductor layer (12) when turned off. The semiconductor device is characterized in that a depletion layer (63, 64) for partitioning the first and second element formation regions (20, 30) is formed.
前記半導体層(12)には、前記絶縁分離トレンチ(40)をそれぞれ取り囲むと共に、前記半導体層(12)の表面から前記埋込絶縁膜(11)に達し、互いに離間した状態とされている前記第1導電型層(60)が形成されており、前記第1導電型層(60)の間に前記第2導電型層(61)が配置されている請求項1に記載の半導体装置。   The semiconductor layer (12) surrounds the insulating isolation trench (40), reaches the buried insulating film (11) from the surface of the semiconductor layer (12), and is separated from each other. The semiconductor device according to claim 1, wherein a first conductivity type layer (60) is formed, and the second conductivity type layer (61) is disposed between the first conductivity type layers (60). 前記第1、第2素子形成領域(20、30)の間には、前記第1導電型層(60)が配置されていると共に、前記第1導電型層(60)にトレンチ(70)が形成されており、前記トレンチ(70)内に前記第2導電型層(61)が埋め込まれていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。   The first conductivity type layer (60) is disposed between the first and second element formation regions (20, 30), and a trench (70) is formed in the first conductivity type layer (60). 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is formed and the second conductivity type layer (61) is embedded in the trench (70). 3. 前記トレンチ(70)には、側壁に絶縁膜が配置されていると共に、当該絶縁膜を介して前記第2導電型層(61)が埋め込まれていることを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。   The trench (70) is provided with an insulating film on a side wall, and the second conductivity type layer (61) is embedded through the insulating film. Semiconductor device. 前記第1、2素子形成領域(20、30)のうち少なくともいずれか一方には、トレンチゲート構造を有する半導体素子が形成されていることを特徴とする請求項3または4に記載の半導体装置。   5. The semiconductor device according to claim 3, wherein a semiconductor element having a trench gate structure is formed in at least one of the first and second element formation regions (20, 30).
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