JP2013074185A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、静電気保護用の半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device for electrostatic protection.
複数種類の回路を一体化した複合ICの開発が進められている。例えば、複合ICでは、アナログ回路、デジタル回路、駆動回路等が一体化して構成されている。通常、これらの回路は、異なる動作電圧を必要とすることから、回路素子間の電気的な絶縁を確保するために、SOI(Silicon on Insulator)基板を用いて形成されることが多い。 Development of composite ICs integrating multiple types of circuits is underway. For example, in a composite IC, an analog circuit, a digital circuit, a drive circuit, and the like are integrated. Since these circuits usually require different operating voltages, they are often formed using an SOI (Silicon on Insulator) substrate in order to ensure electrical insulation between circuit elements.
また、この種の複合ICでは、静電気放電(Electro-static discharge:ESD)に伴うサージ電圧に対策するために、静電気保護用の半導体装置も一体化して構成されている。SOI基板に組み込まれた静電気保護用の半導体装置の一例が、特許文献1〜4に開示されている。特許文献1にはダイオード型の静電気保護用の半導体装置が例示されており、特許文献2にはMOS型の静電気保護用の半導体装置が例示されており、特許文献3及び4にはサイリスタ型の静電気保護用の半導体装置が例示されている。
In addition, in this type of composite IC, a semiconductor device for electrostatic protection is integrally configured in order to cope with a surge voltage caused by electrostatic discharge (ESD). Examples of semiconductor devices for electrostatic protection incorporated in an SOI substrate are disclosed in
図6に、ダイオード型の静電気保護用の半導体装置の典型例を示す。半導体装置10は、SOI基板118を用いて形成されている。SOI基板118は、半導体支持層112と埋込み絶縁層114とn−型の半導体活性層116を備えている。半導体活性層116には、n型領域123とp型領域126が形成されている。n型領域123は、n+型コンタクト領域121とn型ウェル領域122を有しており、カソード電極Kに電気的に接続されている。p型領域126は、p+型コンタクト領域124とp型ウェル領域125を有しており、アノード電極Aに電気的に接続されている。n+型コンタクト領域121とp+型コンタクト領域124は所定の距離を隔てて形成されており、その間にLOCOS酸化膜40が形成されている。
FIG. 6 shows a typical example of a diode-type semiconductor device for electrostatic protection. The
半導体装置10では、静電気放電がカソード電極Kの配線に印加されると、素子内部の高電界領域がアバランシェによってブレークダウンする。これにより、高電界領域でキャリアが発生し、サージ電流が流れる。サージ電流は、アノード電極Aを介してグランドに放出される。
In the
静電気放電が印加されたときの素子内部の高電界領域は、pn接合面に形成される。通常、高電界領域は、半導体活性層116の表面部に存在するpn接合面に形成される。この例では、n型領域123のn型ウェル122とp型領域126のp型ウェル125のpn接合面が高電界領域(図6(A)の「10a」に対応する)となる。この高電界領域は、最も高温となる領域でもあり、この領域の最大発熱温度を抑えることが熱破壊を抑えるためにも重要である。
A high electric field region inside the device when electrostatic discharge is applied is formed on the pn junction surface. Usually, the high electric field region is formed on the pn junction surface existing in the surface portion of the semiconductor
本発明者らの検討の結果、高電界領域のpn接合面が半導体活性層116の厚み方向に延びていると、高電界領域の最大発熱温度が、半導体活性層116の厚み10Hに強く依存することが分かってきた。図7に示されるように、半導体活性層116の厚みが2.5μm以下になると、最大発熱温度が急激に上昇する。この現象は、n型領域123とp型領域126の奥行き方向の幅(図6(B)の「10W」に対応する)には依存しない。このように、高電界領域が厚み方向に延びている場合、半導体活性層116の厚み10Hによっては、最大発熱温度が熱破壊の許容値を超えてしまうことが分かってきた。
As a result of the study by the present inventors, when the pn junction surface of the high electric field region extends in the thickness direction of the semiconductor
複合ICでは、高耐圧化の要求に応えるために、半導体活性層の厚みを薄くすることが望まれている。このため、半導体活性層の厚みが薄い場合であっても、熱破壊されない静電気保護用の半導体装置が望まれている。本明細書で開示される技術は、静電気保護用の半導体装置の最大発熱温度を低く抑える技術を提供することを目的としている。 In the composite IC, it is desired to reduce the thickness of the semiconductor active layer in order to meet the demand for higher breakdown voltage. Therefore, there is a demand for a semiconductor device for electrostatic protection that is not thermally destroyed even when the semiconductor active layer is thin. An object of the technology disclosed in this specification is to provide a technology for keeping the maximum heat generation temperature of a semiconductor device for electrostatic protection low.
本明細書で開示される技術は、高電界領域の少なくとも一部を半導体活性層の面方向に広げることで、最大発熱温度を低く抑えることを特徴としている。 The technology disclosed in this specification is characterized in that the maximum heat generation temperature is kept low by expanding at least a part of the high electric field region in the plane direction of the semiconductor active layer.
すなわち、本明細書で開示される半導体装置は、半導体支持層と、半導体支持層上に設けられている埋込み絶縁層と、埋込み絶縁層上に設けられている第1導電型の半導体活性層と、半導体活性層の表面の一部に設けられているとともに一方の極に接続して用いられる第1電極と、半導体活性層の表面の他の一部に設けられているとともに他方の極に接続して用いられる第2電極とを備えている。半導体活性層には、少なくとも第1導電型の第1領域と第2導電型の第2領域と第1導電型の埋込み領域が形成されている。第1領域は、半導体活性層のうちの表面部の少なくとも一部を含むように形成されているとともに、第1電極に電気的に接続されている。第2領域は、半導体活性層のうちの表面部の少なくとも他の一部を含むように形成されているとともに、第2電極に電気的に接続されている。埋込み領域は、半導体活性層のうちの第2領域の裏面側の少なくも一部を含むように形成されており、第2領域の裏面に接触しているとともに、不純物濃度が半導体活性層の不純物濃度よりも濃い。この態様の半導体装置では、高電界領域の少なくとも一部が、第2領域と埋込み領域の接合面に形成される。第2領域と埋込み領域の接合面は、半導体活性層の面方向に延びていることから、高電界領域が面方向に広く形成される。この結果、高電界領域における最大発熱温度が低く抑えられ、熱破壊が抑制される。 That is, a semiconductor device disclosed in this specification includes a semiconductor support layer, a buried insulating layer provided on the semiconductor support layer, a first conductivity type semiconductor active layer provided on the buried insulating layer, A first electrode provided on a part of the surface of the semiconductor active layer and connected to one of the electrodes; and provided on another part of the surface of the semiconductor active layer and connected to the other electrode. And a second electrode used. In the semiconductor active layer, at least a first conductivity type first region, a second conductivity type second region, and a first conductivity type buried region are formed. The first region is formed so as to include at least a part of the surface portion of the semiconductor active layer, and is electrically connected to the first electrode. The second region is formed so as to include at least another part of the surface portion of the semiconductor active layer, and is electrically connected to the second electrode. The buried region is formed so as to include at least a part of the back surface side of the second region of the semiconductor active layer, is in contact with the back surface of the second region, and has an impurity concentration of impurities of the semiconductor active layer. It is darker than the concentration. In the semiconductor device of this aspect, at least a part of the high electric field region is formed on the junction surface between the second region and the buried region. Since the joint surface between the second region and the buried region extends in the surface direction of the semiconductor active layer, a high electric field region is formed widely in the surface direction. As a result, the maximum heat generation temperature in the high electric field region is kept low, and thermal destruction is suppressed.
半導体活性層の厚みが、2.5μm以下であってもよい。半導体活性層の厚みが2.5μm以下になると最大発熱温度が急激に上昇する現象が確認されている。本明細書で開示される技術は、半導体活性層の厚みが、2.5μm以下の場合に特に有用である。 The thickness of the semiconductor active layer may be 2.5 μm or less. It has been confirmed that when the thickness of the semiconductor active layer is 2.5 μm or less, the maximum heat generation temperature rapidly increases. The technique disclosed in this specification is particularly useful when the thickness of the semiconductor active layer is 2.5 μm or less.
第2領域と埋込み領域の接合面では、埋込み領域の第1導電型の不純物濃度が、半導体活性層の第1導電型の不純物濃度の10倍以上であってもよい。この態様の半導体装置では、第2領域が高濃度な埋込み領域と接触することにより、両者の接合面に高電界領域が形成され易い。 At the junction surface between the second region and the buried region, the impurity concentration of the first conductivity type in the buried region may be 10 times or more the impurity concentration of the first conductivity type in the semiconductor active layer. In the semiconductor device of this aspect, when the second region is in contact with the high-concentration buried region, a high electric field region is easily formed on the joint surface between the two regions.
本明細書で開示される技術によると、高電界領域の少なくとも一部が半導体活性層の面方向に広げられ、最大発熱温度を低く抑えられる。 According to the technique disclosed in the present specification, at least a part of the high electric field region is expanded in the plane direction of the semiconductor active layer, and the maximum heat generation temperature can be suppressed low.
本明細書で開示される技術を整理しておく。
(第1特徴)n型の埋込み領域の不純物濃度が、n型の半導体活性層の不純物濃度よりも濃いのが望ましい。これにより、p型の第2領域とn型の埋込み領域のpn接合面の電界強度が、n型の埋込み領域が形成されていない場合(すなわち、p型の第2領域とn型の半導体活性層のpn接合面の場合)よりも高くなる。これにより、高電界領域の少なくとも一部がp型の第2領域とn型の埋込み領域のpn接合面に形成される。
(第2特徴)p型の第2領域とn型の埋込み領域の接合面では、n型の埋込み領域の不純物濃度が、n型の半導体活性層の不純物濃度の10倍以上、より好ましくは100倍以上であるのが望ましい。これにより、高電界領域の多くがp型の第2領域とn型の埋込み領域のpn接合面に形成される。
(第3特徴)n型の第1領域のn型ウェル領域とp型の第2領域のp型ウェル領域が側面で接触している場合、n型の埋込み領域の不純物濃度が、n型ウェル領域の不純物濃度よりも濃いのが望ましい。これにより、高電界領域の多くがp型の第2領域とn型の埋込み領域のpn接合面に形成される。
(第4特徴)半導体活性層の厚みが1〜2.5μmの範囲であるのが望ましい。
The techniques disclosed in this specification will be summarized.
(First Feature) It is desirable that the impurity concentration of the n-type buried region is higher than the impurity concentration of the n-type semiconductor active layer. As a result, the electric field strength of the pn junction surface between the p-type second region and the n-type buried region is such that the n-type buried region is not formed (that is, the p-type second region and the n-type semiconductor activity). Higher than in the case of the pn junction surface of the layer. Thereby, at least a part of the high electric field region is formed on the pn junction surface between the p-type second region and the n-type buried region.
(Second Feature) At the junction surface between the p-type second region and the n-type buried region, the impurity concentration of the n-type buried region is 10 times or more, more preferably 100 times the impurity concentration of the n-type semiconductor active layer. It is desirable that it is more than twice. Thereby, most of the high electric field region is formed on the pn junction surface of the p-type second region and the n-type buried region.
(Third Feature) When the n-type well region of the n-type first region and the p-type well region of the p-type second region are in contact with each other at the side surface, the impurity concentration of the n-type buried region is It is desirable that the concentration is higher than the impurity concentration of the region. Thereby, most of the high electric field region is formed on the pn junction surface of the p-type second region and the n-type buried region.
(Fourth feature) The thickness of the semiconductor active layer is preferably in the range of 1 to 2.5 μm.
以下、図面を参照して各実施例を説明する。なお、共通する構成要素に関しては共通の符号を付し、その説明を省略することがある。また、以下の例では、半導体基板の材料にシリコンが用いられているが、この例に限らず、他の半導体材料が用いられていてもよい。 Embodiments will be described below with reference to the drawings. In addition, about the common component, a common code | symbol is attached | subjected and the description may be abbreviate | omitted. In the following example, silicon is used as the material for the semiconductor substrate. However, the present invention is not limited to this example, and other semiconductor materials may be used.
図1に、複合ICに搭載されるダイオード型の静電気保護用の半導体装置1を示す。半導体装置1は、SOI基板18を用いて形成されている。SOI基板18は、n+型又はp+型の半導体支持層12と埋込み絶縁層14とn−型の半導体活性層16を備えている。半導体支持層12の材料には、単結晶シリコンが用いられている。半導体支持層12は、リン又はボロンを高濃度に含んでおり、接地電圧に固定されている。埋込み絶縁層14の材料には、酸化シリコンが用いられている。埋込み絶縁層14の厚みは約1.0μmである。半導体活性層16の材料には、単結晶シリコンが用いられている。半導体活性層16は、リンを低濃度に含んでおり、その不純物濃度が約1×1015cm−3である。半導体活性層16の厚み1Hは極めて薄く、約1.6μmである。
FIG. 1 shows a diode-type electrostatic
半導体活性層16には、n型領域23(第1領域の一例)とp型領域26(第2領域の一例)とn型の埋込み領域30が形成されている。これらn型領域23とp型領域26と埋込み領域30は、イオン注入技術を利用して形成される。
An n-type region 23 (an example of a first region), a p-type region 26 (an example of a second region), and an n-type buried
n型領域23は、n+型コンタクト領域21とn型ウェル領域22を有しており、イオン注入によってリンが導入された領域である。n+型コンタクト領域21は、半導体活性層16の表面部の一部に形成されている。n+型コンタクト領域21は、厚みが約0.2μmであり、ピーク濃度が約1×1020cm−3であり、そのピーク深さが約0.01μmである。n型ウェル領域22は、n+型コンタクト領域21を囲むように形成されている。n型ウェル領域22は、厚みが約1.2μmであり、ピーク濃度が約4×1017cm−3であり、そのピーク深さが約0.3μmである。
The n-
p型領域26は、p+型コンタクト領域24とp型ウェル領域25を有しており、イオン注入によってボロンが導入された領域である。p+型コンタクト領域24は、半導体活性層16の表面部の一部に形成されている。p+型コンタクト領域24は、厚みが約0.3μmであり、ピーク濃度が約1×1020cm−3であり、そのピーク深さが約0.01μmである。p型ウェル領域25は、p+型コンタクト領域24を囲むように形成されている。p型ウェル領域25は、厚みが約1.0μmであり、ピーク濃度が約1.5×1018cm−3であり、そのピーク深さが約0.3μmである。
The p-
n+型コンタクト領域21とp+型コンタクト領域24は、所定距離を隔てて配置されており、その間の半導体活性層16の表面に酸化シリコンのLOCOS酸化膜40が形成されている。n型ウェル領域22の側面とp型ウェル領域25の側面は、LOCOS酸化膜40の下方において接触している。また、図1(B)に示されるように、n型領域23及びp型領域26の奥行き方向の幅1Wは、約300μmである。
The n + -
埋込み領域30は、半導体活性層16の裏面部に形成されており、埋込み絶縁層14に接触しながら半導体活性層16の面方向に沿って延びている。埋込み領域30は、イオン注入によってリンが導入された領域であり、半導体活性層16の不純物濃度よりも濃い。この例では、埋込み領域30は、p型領域26の裏面側に選択的に形成されており、p型領域26のp型ウェル領域25の裏面に接触している。この例に代えて、埋込み領域30は、n型領域23の裏面側にも形成されてもよい。埋込み領域30は、厚みが約0.6μmであり、ピーク濃度が約8×1017cm−3であり、そのピーク深さが約1.2μmである。
The buried
半導体装置1はさらに、カソード電極K(第1電極の一例)とアノード電極A(第2電極の一例)を備えている。カソード電極Kは、半導体活性層16の表面の一部に形成されており、n+型コンタクト領域21にオーミック接触している。カソード電極Kは、図示しない電源の正極側に接続して用いられる。アノード電極Aは、半導体活性層16の表面の一部に形成されており、p+型コンタクト領域24にオーミック接触している。アノード電極Aは、図示しない電源の負極側に接続して用いられ、この例では接地電圧に固定して用いられる。
The
図2に、図1のII-II線に対応した不純物濃度分布を示す。縦軸は、半導体活性層16の不純物濃度を基準として、n型ウェル22とp型ウェル25の不純物濃度を対数表示で表している。なお、II-II線は、n型ウェル領域22とp型ウェル領域25の不純物濃度のピーク深さに対応している。n型ウェル領域22の不純物濃度分布とp型ウェル領域25の不純物濃度分布が交差する点が、n型ウェル領域22とp型ウェル領域25のpn接合面に対応する。
FIG. 2 shows an impurity concentration distribution corresponding to the line II-II in FIG. The vertical axis represents the impurity concentration of the n-
図3に、図1のIII-III線に対応した不純物濃度分布を示す。縦軸は、半導体活性層16の不純物濃度を基準として、p型ウェル領域25と埋込み領域30の不純物濃度を対数表示で表している。p型ウェル領域25の不純物濃度分布と埋込み領域30の不純物濃度分布が交差する深さが、p型ウェル領域25と埋込み領域30のpn接合面に対応する。図3に示されるように、p型ウェル領域25と埋込み領域30のpn接合面では、p型ウェル領域25の不純物濃度と埋込み領域30の不純物濃度の双方が、半導体活性層16の不純物濃度の100倍以上で形成されており、具体的には約500倍である。また、図2及び図3に示されるように、p型ウェル領域25と埋込み領域30のpn接合面における埋込み領域30の不純物濃度は、n型ウェル領域22とp型ウェル領域25のpn接合面におけるn型ウェル領域22の不純物濃度よりも濃い。このような濃度関係が成立していると、n型ウェル領域22とp型ウェル領域25のpn接合面からp型ウェル領域25と埋込み領域30のpn接合面に高電界領域が移動する。
FIG. 3 shows an impurity concentration distribution corresponding to the line III-III in FIG. The vertical axis represents the impurity concentration of the p-
静電気放電がカソード電極Kの配線に印加されると、p型ウェル領域25と埋込み領域30のpn接合面の高電界領域(図1の「1a」に対応する)がアバランシェによってブレークダウンする。これにより、高電界領域でキャリアが発生し、サージ電流が流れる。サージ電流は、アノード電極Aを介してグランドに放出される。
When electrostatic discharge is applied to the wiring of the cathode electrode K, the high electric field region (corresponding to “1a” in FIG. 1) of the pn junction surface between the p-
半導体装置1の高電界領域は、p型ウェル領域25と埋込み領域30のpn接合面に形成され、このpn接合面は半導体活性層16の面方向に広く延びている。このため、高電界領域も広く形成されることから、発熱領域も分散され、最大発熱温度が抑えられる。さらに、高電界領域が面方向に延びていることから、半導体活性層16の厚み1Hの影響が緩和されており、例えば、図7のような半導体活性層16に対する依存性も緩和される。この結果、半導体活性層16の厚み1Hが2.5μm以下のような場合において、最大発熱温度を低く抑えられ、熱破壊が抑制される。
The high electric field region of the
図4に、複合ICに搭載されるサイリスタ型の静電気保護用の半導体装置2を示す。半導体装置2の半導体活性層16には、n型領域53(第1領域の一例)とp+型のアノード領域54とn+型のカソード領域55とp型領域58(第2領域の一例)と埋込み領域30が形成されている。これらn型領域53とアノード領域54とカソード領域55とp型領域58と埋込み領域30は、イオン注入技術を利用して形成される。なお、この例では、埋込み領域30が半導体活性層16の裏面部の全面に形成されている。
FIG. 4 shows a thyristor
n型領域53は、n+型コンタクト領域51とn型ウェル領域52を有しており、イオン注入によってリンが導入された領域である。n+型コンタクト領域51は、半導体活性層16の表面部の一部に形成されている。n+型コンタクト領域51は、厚みが約0.2μmであり、ピーク濃度が約1×1020cm−3であり、そのピーク深さが約0.01μmである。n型ウェル領域52は、n+型コンタクト領域51を囲むように形成されている。n型ウェル領域52は、厚みが約1.2μmであり、ピーク濃度が約4×1017cm−3であり、そのピーク深さが約0.3μmである。
The n-
アノード領域54は、半導体活性層16の表面部の一部に形成されており、イオン注入によってボロンが導入された領域である。アノード領域54は、厚みが約0.3μmであり、ピーク濃度が約1×1020cm−3であり、そのピーク深さが約0.01μmである。
The
カソード領域55は、半導体活性層16の表面部の一部に形成されており、イオン注入によってリンが導入された領域である。カソード領域55は、厚みが約0.2μmであり、ピーク濃度が約1×1020cm−3であり、そのピーク深さが約0.01μmである。
The
p型領域58は、p+型コンタクト領域56とp型ウェル領域57を有しており、イオン注入によってボロンが導入された領域である。p+型コンタクト領域56は、半導体活性層16の表面部の一部に形成されている。p+型コンタクト領域56は、厚みが約0.3μmであり、ピーク濃度が約1×1020cm−3であり、そのピーク深さが約0.01μmである。p型ウェル領域57は、p+型コンタクト領域56を囲むように形成されている。p型ウェル領域57は、厚みが約1.0μmであり、ピーク濃度が約1.5×1018cm−3であり、そのピーク深さが約0.3μmである。
The p-
半導体装置2はさらに、アノード電極A(第1電極の一例)とカソード電極K(第2電極の一例)を備えている。アノード電極Aは、半導体活性層16の表面の一部に形成されており、n+型コンタクト領域51及びアノード領域54にオーミック接触している。アノード電極Aは、図示しない電源の正極側に接続して用いられる。カソード電極Kは、半導体活性層16の表面の一部に形成されており、p+型コンタクト領域56及びカソード領域55にオーミック接触している。カソード電極Kは、図示しない電源の負極側に接続して用いられ、この例では接地電圧に固定して用いられる。
The
半導体装置2でも、p型ウェル領域57と埋込み領域30が接触しており、そのpn接合面において、電界が集中し易い状態になっている。このため、静電気放電がアノード電極Aの配線に印加されると、p型ウェル領域57と埋込み領域30のpn接合面の高電界領域(図4の「2a」に対応する)がアバランシェによってブレークダウンする。これにより、高電界領域でキャリアが発生し、サージ電流が流れる。サージ電流は、カソード電極Kを介してグランドに放出される。半導体装置2の高電界領域も、半導体活性層16の面方向に広く延びたpn接合面に形成されており、高電界領域が広く形成されることから、発熱領域も分散され、最大発熱温度が抑えられ、熱破壊が抑制される。
Also in the
図5に、複合ICに搭載されるMOS型の静電気保護用の半導体装置3を示す。半導体装置3の半導体活性層16には、n型領域63(第1領域の一例)とn+型のソース領域64とp型領域67(第2領域の一例)と埋込み領域30が形成されている。これらn型領域63とソース領域64とp型領域67と埋込み領域30は、イオン注入技術を利用して形成される。なお、この例では、埋込み領域30が半導体活性層16の裏面部の全面に形成されている。
FIG. 5 shows a MOS type electrostatic
n型領域63は、n+型コンタクト領域61とn型ウェル領域62を有しており、イオン注入によってリンが導入された領域である。n+型コンタクト領域61は、半導体活性層16の表面部の一部に形成されている。n+型コンタクト領域61は、厚みが約0.2μmであり、ピーク濃度が約1×1020cm−3であり、そのピーク深さが約0.01μmである。n型ウェル領域62は、n+型コンタクト領域61を囲むように形成されている。n型ウェル領域62は、厚みが約1.2μmであり、ピーク濃度が約4×1017cm−3であり、そのピーク深さが約0.3μmである。
The n-
ソース領域64は、半導体活性層16の表面部の一部に形成されており、イオン注入によってリンが導入された領域である。ソース領域64は、p型領域67によってn型領域63及び埋込み領域30から隔てられている。ソース領域64は、厚みが約0.2μmであり、ピーク濃度が約1×1020cm−3であり、そのピーク深さが約0.01μmである。
The
p型領域67は、p+型コンタクト領域65とp型ウェル領域66を有しており、イオン注入によってボロンが導入された領域である。p+型コンタクト領域65は、半導体活性層16の表面部の一部に形成されている。p+型コンタクト領域65は、厚みが約0.3μmであり、ピーク濃度が約1×1020cm−3であり、そのピーク深さが約0.01μmである。p型ウェル領域66は、p+型コンタクト領域65を囲むように形成されている。p型ウェル領域66は、厚みが約1.0μmであり、ピーク濃度が約4×1017cm−3であり、そのピーク深さが約0.3μmである。
The p-
半導体装置3はさらに、ドレイン電極D(第1電極の一例)とゲート部73とソース電極Sとベース電極B(第2電極の一例)を備えている。ドレイン電極Dは、半導体活性層16の表面の一部に形成されており、n+型コンタクト領域61にオーミック接触している。ドレイン電極Dは、図示しない電源の正極側に接続して用いられる。ゲート部73は、半導体活性層16の表面の一部に形成されており、ゲート絶縁膜71とゲート電極72を有している。ゲート電極72は、n型領域63とソース領域64の間のp型領域67に、ゲート絶縁膜71を介して対向している。ソース電極Sは、半導体活性層16の表面の一部に形成されており、ソース領域64にオーミック接触している。ベース電極Bは、半導体活性層16の表面の一部に形成されており、p+型コンタクト領域65にオーミック接触している。ゲート電極72、ソース電極S及びベース電極Bは、図示しない電源の負極側に接続して用いられ、この例では接地電圧に固定して用いられる。
The
半導体装置3でも、p型ウェル領域66と埋込み領域30が接触しており、そのpn接合面において、電界が集中し易い状態になっている。このため、静電気放電がドレイン電極Dの配線に印加されると、p型ウェル領域66と埋込み領域30のpn接合面の高電界領域(図5の「3a」に対応する)がアバランシェによってブレークダウンする。これにより、高電界領域でキャリアが発生し、サージ電流が流れる。サージ電流は、ソース電極S及びベース電極Bを介してグランドに放出される。半導体装置3の高電界領域も、半導体活性層16の面方向に広く延びたpn接合面に形成されており、高電界領域が広く形成されることから、発熱領域も分散され、最大発熱温度が抑えられ、熱破壊が抑制される。
Also in the
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.
12:半導体支持層
14:埋込み絶縁層
16:半導体活性層
18:SOI基板
23,53,63:n型領域
26,58,67:p型領域
30:埋込み領域
12: Semiconductor support layer 14: Buried insulating layer 16: Semiconductor active layer 18:
Claims (3)
前記半導体支持層上に設けられている埋込み絶縁層と、
前記埋込み絶縁層上に設けられている第1導電型の半導体活性層と、
前記半導体活性層の表面の一部に設けられているとともに、一方の極に接続して用いられる第1電極と、
前記半導体活性層の表面の他の一部に設けられているとともに、他方の極に接続して用いられる第2電極と、を備えており、
前記半導体活性層には、少なくとも第1導電型の第1領域と第2導電型の第2領域と第1導電型の埋込み領域が形成されており、
前記第1領域は、前記半導体活性層のうちの表面部の少なくとも一部を含むように形成されているとともに、前記第1電極に電気的に接続されており、
前記第2領域は、前記半導体活性層のうちの表面部の少なくとも他の一部を含むように形成されているとともに、前記第2電極に電気的に接続されており、
前記埋込み領域は、前記半導体活性層のうちの前記第2領域の裏面側の少なくも一部を含むように形成されており、前記第2領域の裏面に接触しているとともに、不純物濃度が前記半導体活性層の不純物濃度よりも濃い半導体装置。 A semiconductor support layer;
A buried insulating layer provided on the semiconductor support layer;
A semiconductor active layer of a first conductivity type provided on the buried insulating layer;
A first electrode provided on a part of the surface of the semiconductor active layer and connected to one of the electrodes;
The second electrode is provided on the other part of the surface of the semiconductor active layer and connected to the other electrode.
In the semiconductor active layer, at least a first conductivity type first region, a second conductivity type second region, and a first conductivity type buried region are formed,
The first region is formed so as to include at least a part of a surface portion of the semiconductor active layer, and is electrically connected to the first electrode,
The second region is formed so as to include at least another part of the surface portion of the semiconductor active layer, and is electrically connected to the second electrode,
The buried region is formed so as to include at least a part of the back surface side of the second region of the semiconductor active layer, is in contact with the back surface of the second region, and has an impurity concentration of A semiconductor device having an impurity concentration higher than that of the semiconductor active layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011213063A JP2013074185A (en) | 2011-09-28 | 2011-09-28 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2011213063A JP2013074185A (en) | 2011-09-28 | 2011-09-28 | Semiconductor device |
Publications (1)
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JP2013074185A true JP2013074185A (en) | 2013-04-22 |
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ID=48478406
Family Applications (1)
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JP2011213063A Withdrawn JP2013074185A (en) | 2011-09-28 | 2011-09-28 | Semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2013074185A (en) |
-
2011
- 2011-09-28 JP JP2011213063A patent/JP2013074185A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20141202 |