JP2023023342A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、過渡電圧保護素子となるpn接合ダイオードを備えた半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device having a pn junction diode that serves as a transient voltage protection element.
半導体装置は、性能向上や小型化の要請のために微細化や不純物濃度の高濃度化が進んでいる。このような半導体装置は、静電気放電(ESD:Electro Static Discharge)等に対する耐性が低下する。そこで、保護素子としてp型半導体領域とn型半導体領域を接合させたpn接合ダイオードが用いられている(特許文献1)。この種の半導体装置では、p型半導体領域と、n型半導体領域のそれぞれの不純物濃度を適宜設定することで、所望の特性の保護素子を形成することが可能となる。 Semiconductor devices have been miniaturized and the impurity concentration has been increased in order to meet the demands for performance improvement and miniaturization. Such semiconductor devices have reduced resistance to electrostatic discharge (ESD) and the like. Therefore, a pn junction diode in which a p-type semiconductor region and an n-type semiconductor region are joined is used as a protective element (Patent Document 1). In this type of semiconductor device, by appropriately setting the impurity concentrations of the p-type semiconductor region and the n-type semiconductor region, it is possible to form a protective element having desired characteristics.
ところで、被保護回路が接続される信号ラインに保護素子を接続する場合、被保護回路が通常動作している場合(保護素子が動作していない場合)、pn接合ダイオードは寄生容量となる。この寄生容量が大きい場合、信号ラインを伝搬する信号の損失が大きくなってしまう。そこで、低容量pnダイオードを用いた半導体装置が提案されている(特許文献2)。 By the way, when a protection element is connected to a signal line to which a circuit to be protected is connected, the pn junction diode becomes a parasitic capacitance when the circuit to be protected operates normally (when the protection element does not operate). If this parasitic capacitance is large, the loss of the signal propagating through the signal line will increase. Therefore, a semiconductor device using a low-capacity pn diode has been proposed (Patent Document 2).
この種の半導体装置は、図3に示すように、p型の半導体基板1上に低濃度のn型エピタキシャル層2が形成され、このp型の半導体基板1とn型エピタキシャル層2の界面に高濃度のn型埋込層3が形成されている。n型エピタキシャル層2の表面には、p型領域4とn型領域5が形成され、分離用トレンチ6により区画されている。
In this type of semiconductor device, as shown in FIG. 3, a lightly doped n-type
このような構造とすることで、p型の半導体基板1とn型埋込層3によりツェナーダイオードZDが形成され、p型領域4とn型エピタキシャル層2のpn接合により低容量のpn接合ダイオードDAが形成される。またp型の半導体基板1とn型エピタキシャル層2のpn接合により低容量のpn接合ダイオードDBが形成される。図4は、その回路構成を示している。
With such a structure, the p-
このような構造の半導体装置は、被保護回路が接続された信号ラインに第1の端子T1を接続し、第2の端子T2となる基板1を接地に接続することで保護素子として使用される。例えば、第1の端子T1に正の過渡電圧が印加された場合、過渡電流は、低容量のpn接合ダイオードDAを順方向に、ツェナーダイオードZDを逆方向に流れて、第2の端子T2から接地に流れる。このとき第1の端子T1のクランプ電圧VCL1は、低容量のpn接合ダイオードDAの順方向電圧VF(DA)とツェナーダイオードZDの逆方向ブレークダウン電圧VBR(ZD)の和(VCL1=VF(DA)+VBR(ZD))で表すことができる。
A semiconductor device having such a structure is used as a protection element by connecting a first terminal T1 to a signal line to which a circuit to be protected is connected and grounding the
また第1の端子T1に負の過渡電圧が印加された場合、過渡電流は、低容量のpn接合ダイオードDBを順方向に流れる。このとき第1の端子T1のクランプ電圧VCL2は、低容量のpn接合ダイオードDBの順方向電圧VF(DB)(VCL2=VF(DB))で表すことができる。 When a negative transient voltage is applied to the first terminal T1, the transient current flows forward through the low-capacity pn junction diode DB. At this time, the clamp voltage VCL2 of the first terminal T1 can be represented by the forward voltage VF (DB) (VCL2=VF (DB) ) of the low-capacity pn junction diode DB.
一方、近年被保護回路である半導体装置の低動作電圧化が進み、保護素子の低動作電圧化の要請も高まっている。 On the other hand, in recent years, the operating voltage of semiconductor devices, which are circuits to be protected, has been reduced, and the demand for lower operating voltages of protection elements has increased.
図3に示すような従来の半導体装置は、被保護回路が接続された信号ラインに正の過渡電圧が印加された場合と負の過渡電圧が印加された場合とで、第1の端子T1のクランプ電圧に差が生じる。そのため、雷や誘導雷により異常サージ電圧から被保護回路を保護するための用いられるように用途が限られていた。すなわち、この種の半導体装置では、信号ラインにアナログ信号のようにGNDを中心に振れる信号が伝搬する場合、所望の保護が期待できなかった。さらに、近年の被保護回路の低動作電圧化に伴い、保護素子の低動作電圧化を図る必要もある。さらにまた半導体基板1を接地するような回路構成では、通常の半導体集積回路内に形成することはできない。本発明はこのような実状に鑑み、保護素子として機能するとともに、被保護回路の通常動作時には低寄生容量の半導体装置を提供すること、さらには一般的な半導体集積回路に形成することが容易な半導体装置を提供することを目的とする。
In the conventional semiconductor device as shown in FIG. 3, when a positive transient voltage is applied and when a negative transient voltage is applied to a signal line to which a circuit to be protected is connected, the first terminal T1 A difference occurs in the clamp voltage. Therefore, its application was limited to the protection of a circuit to be protected from an abnormal surge voltage caused by lightning or induced lightning. In other words, in this type of semiconductor device, desired protection cannot be expected when a signal that swings about GND like an analog signal is propagated through the signal line. Furthermore, as the operating voltage of a circuit to be protected is becoming lower in recent years, it is also necessary to lower the operating voltage of a protective element. Furthermore, a circuit configuration in which the
上記目的を達成するため本願請求項1に係る発明は、半導体基板上に積層した半導体領域にpn接合ダイオード形成領域を複数備えた半導体装置において、前記pn接合ダイオード形成領域は、第1のダイオード形成領域と第2のダイオード形成領域を含み、前記第1のダイオード形成領域は、前記半導体基板上に第1の導電型で第1の不純物濃度の第1の半導体領域が積層し、前記第2のダイオード形成領域は、前記半導体基板上に第1の導電型で前記第1の不純物濃度より低い第2の不純物濃度の第2の半導体領域が積層し、前記第1の半導体領域の表面および前記第2の半導体領域の表面に、それぞれ第2の導電型の第3の半導体領域を備え、前記第1のダイオード形成領域に、前記第3の半導体領域と前記第1の半導体領域により第1のpn接合ダイオードが形成され、前記第2のダイオード形成領域に、前記第3の半導体領域と前記第2の半導体領域により第2のpn接合ダイオードが形成され、前記第1のpn接合ダイオードと前記第2のpn接合ダイオードがいずれも順方向に直列に接続したダイオード列と、前記第1のpn接合ダイオードと前記第2のpn接合ダイオードがいずれも逆方向に直列に接続したダイオード列が形成され、第1の端子と第2の端子間に、前記順方向に直列に接続したダイオード列と前記逆方向に直列に接続したダイオード列が、並列に接続していることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
本願請求項2に係る発明は、請求項1記載の半導体装置において、前記第1のpn接合ダイオードの順方向電圧は、前記第2のpn接合ダイオードの順方向電圧より大きく、前記第2のpn接合ダイオードの容量は、前記第1のpn接合ダイオードの容量より小さいことを特徴とする。
The invention according to
本願請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2いずれか記載の半導体装置において、前記第1の端子が被保護回路の信号ラインに接続され、前記第2の端子が接地されるとき、前記第1の端子に接続する前記順方向に直列に接続したダイオード列の順方向に過渡電流が流れることで、前記被保護回路を保護することを特徴とする。
The invention according to
本発明の半導体装置は、低動作電圧の被保護回路を過渡電圧から保護できるとともに、低容量の保護素子を実現することが可能となる。また一般的な半導体集積回路として形成することが可能となる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The semiconductor device of the present invention can protect a protected circuit with a low operating voltage from a transient voltage, and can realize a low-capacity protective element. Also, it can be formed as a general semiconductor integrated circuit.
本発明の半導体装置は、被保護回路に接続する信号ラインに接続して、被保護回路を静電気放電等の過渡電圧から保護する保護素子として機能する半導体装置となる。特に発明の半導体装置は、被保護回路が低動作電圧で動作する場合や、被保護回路に接続する信号ラインに寄生容量が接続されると損失が大きくなる場合であっても、十分な保護と低損失を実現可能な構成としている。以下、本発明の実施形態について説明する。 The semiconductor device of the present invention functions as a protection element that is connected to a signal line connected to a circuit to be protected and protects the circuit to be protected from transient voltages such as electrostatic discharge. In particular, the semiconductor device of the invention provides sufficient protection even when the circuit to be protected operates at a low operating voltage or when a loss increases when a parasitic capacitance is connected to a signal line connected to the circuit to be protected. It has a configuration that can achieve low loss. Embodiments of the present invention will be described below.
(実施形態)
図1は、本発明の実施形態の半導体装置の説明図であり、半導体基板1上の異なる位置に形成された4個のpn接合ダイオードで構成された半導体装置の断面図を模式的に示している。図1に示すように、半導体基板1上に低濃度のn型エピタキシャル層2が積層形成され、n型エピタキシャル層2の一部には、このn型エピタキシャル層2の不純物濃度より不純物濃度の高いn型ウエル7aが形成されている。n型エピタキシャル層2の一部のn型エピタキシャル層2aと、n型ウエル7aが形成された領域は、分離用トレンチ6により区画されている。この分離用トレンチ6により区画された領域のうち、n型ウエル7a(第1の半導体領域に相当)は第1のpn接合ダイオードD1aが形成される第1のダイオード形成領域となり、n型エピタキシャル層2a(第2の半導体領域に相当)は第2のpn接合ダイオードD2aが形成される第2のダイオード形成領域となる。
(embodiment)
FIG. 1 is an explanatory diagram of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, schematically showing a cross-sectional view of a semiconductor device composed of four pn junction diodes formed at different positions on a
第1のダイオード形成領域となるn型ウエル7aの表面には、p型領域8aとn型領域9aが形成されている。ここで、p型領域8a(第3の半導体領域に相当)とn型ウエル7aのpn接合により第1のpn接合ダイオードD1aが形成される。また第2のダイオード形成領域となるn型エピタキシャル層2aの表面にも、p型領域8bとn型領域9bが形成されている。ここで、p型領域8b(第3の半導体領域に相当)とn型エピタキシャル層2aのpn接合により第2のpn接合ダイオードD2aが形成される。
A p-
p型領域8aとp型領域8bは、同時に形成することで、不純物濃度や深さを同一に形成することが可能となり、pn接合の特性の制御が容易となる。
By forming the p-
第1のダイオード形成領域のn型ウエル7aの表面に形成されたn型領域9aは、n型ウエル7aのコンタクト領域であり、第2のダイオード形成領域のn型エピタキシャル層2aの表面に形成されたn型領域9bは、n型エピタキシャル層2aのコンタクト領域となる。従って、n型領域9aは第1のpn接合ダイオードD1aが所望の特性となるように、n型領域9bは第2のpn接合ダイオードD2aが所望の特性となるように配置される。
The n-
また半導体基板1上には、別の組の第1のダイオード形成領域と第2のダイオード形成領域にそれぞれpn接合ダイオードを同時に形成する。具体的には図1に示すように、半導体基板1上のn型エピタキシャル層2の一部に、このn型エピタキシャル層2の不純物濃度より不純物濃度の高いn型ウエル7bが形成される。n型エピタキシャル層2の一部のn型エピタキシャル層2bと、n型ウエル7bが形成された領域は、分離用トレンチ6により区画されている。この分離用トレンチ6により区画された領域のうち、n型ウエル7b(第1の半導体領域に相当)は別の第1のpn接合ダイオードD1bが形成される別の第1のダイオード形成領域となり、n型エピタキシャル層2b(第2の半導体領域に相当)は別の第2のpn接合ダイオードD2bが形成される別の第2のダイオード形成領域となる。
In addition, on the
別の第1のダイオード形成領域となるn型ウエル7bの表面には、p型領域8cとn型領域9cが形成されている。ここでp型領域8c(第3の半導体領域に相当)とn型ウエル7bのpn接合により別の第1のpn接合ダイオードD1bが形成される。また別の第2のダイオード形成領域となるn型エピタキシャル層2bの表面にも、p型領域8dとn型領域9dが形成されている。ここで、p型領域8d(第3の半導体領域に相当)とn型エピタキシャル層2bのpn接合により別の第2のpn接合ダイオードD2bが形成される。
A p-
第1のpn接合ダイオードD1aと別の第1のpn接合ダイオードD1bは、同時に形成することができる。同様に、第2のpn接合ダイオードD2aと別の第2のpn接合ダイオードD2bは、同時に形成することができる。 The first pn junction diode D1a and the further first pn junction diode D1b can be formed at the same time. Similarly, the second pn junction diode D2a and another second pn junction diode D2b can be formed at the same time.
したがって、図1に示すように接続することで、第1の端子T1と第2の端子T2との間に、第1のpn接合ダイオードD1aと第2のpn接合ダイオードD2aが順方向に接続したダイオード列と、別の第1のpn接合ダイオードD1bと別の第2のpn接合ダイオードD2bが逆方向に接続したダイオード列が、並列に接続されることになる。図2は、ダイオード列の接続状態を示している。この接続は、半導体基板1表面の配線のみで形成することができる。
Therefore, by connecting as shown in FIG. 1, the first pn junction diode D1a and the second pn junction diode D2a are connected in the forward direction between the first terminal T1 and the second terminal T2. A diode string and a diode string in which another first pn junction diode D1b and another second pn junction diode D2b are connected in opposite directions are connected in parallel. FIG. 2 shows the connection state of the diode string. This connection can be formed only by wiring on the surface of the
本実施形態の半導体装置を保護素子として使用する場合、例えば第1の端子T1を被保護回路が接続された信号ラインに接続する。また第2の端子T2を接地電位に接続する。 When using the semiconductor device of this embodiment as a protective element, for example, the first terminal T1 is connected to the signal line to which the circuit to be protected is connected. Also, the second terminal T2 is connected to the ground potential.
第1の端子T1に正の過渡電圧が印加された場合、過渡電流は、第1のpn接合ダイオードD1aと第2のpn接合ダイオードD2aが順方向に直列に接続されたダイオード列を流れ、第2の端子T2から接地に流れる。このとき第1の端子T1のクランプ電圧VCL1は、第1のpn接合ダイオードD1aの順方向電圧VF(D1a)と第2のpn接合ダイオードD2aの順方向電圧VF(D2a)の和(VCL1=VF(D1a)+VF(D2a))で表すことができる。 When a positive transient voltage is applied to the first terminal T1, a transient current flows through a diode string in which the first pn junction diode D1a and the second pn junction diode D2a are connected in series in the forward direction. 2 terminal T2 to ground. At this time, the clamp voltage VCL1 of the first terminal T1 is the sum of the forward voltage VF (D1a) of the first pn junction diode D1a and the forward voltage VF (D2a) of the second pn junction diode D2a (VCL1=VF (D1a) + VF (D2a) ).
また第1の端子T1に負の過渡電圧が印加された場合、過渡電流は、別の第1のpn接合ダイオードD1bと別の第2のpn接合ダイオードD2bが順方向に直列に接続されたダイオード列を流れ、第2の端子T2から接地に流れる。このとき第1の端子T1のクランプ電圧VCL2は、別の第1のpn接合ダイオードD1bの順方向電圧VF(D1b)と別の第2のpn接合ダイオードD2bの順方向電圧VF(D2b)の和(VCL2=VF(D1b)+VF(D2b))で表すことができる。 Further, when a negative transient voltage is applied to the first terminal T1, the transient current is a diode in which another first pn junction diode D1b and another second pn junction diode D2b are connected in series in the forward direction. It flows through the column and from the second terminal T2 to ground. At this time, the clamp voltage VCL2 of the first terminal T1 is the sum of the forward voltage VF (D1b) of another first pn junction diode D1b and the forward voltage VF (D2b) of another second pn junction diode D2b. (VCL2=VF (D1b) +VF (D2b) ).
上述通り、第1のpn接合ダイオードD1aと別の第1のpn接合ダイオードD1bを同一特性のpn接合ダイオードとし、第2のpn接合ダイオードD2aと別の第2のpn接合ダイオードD2bを同一特性のpn接合ダイオードとすることで、信号ラインに正の過渡電圧が印加した場合と負の過渡電圧が印加した場合とで、第1の端子T1のクランプ電圧に差が生じないように構成することができる。 As described above, the first pn junction diode D1a and another first pn junction diode D1b are pn junction diodes having the same characteristics, and the second pn junction diode D2a and another second pn junction diode D2b are made to have the same characteristics. By using a pn junction diode, it is possible to configure so that there is no difference in the clamp voltage of the first terminal T1 when a positive transient voltage is applied to the signal line and when a negative transient voltage is applied to the signal line. can.
さらに過渡電流はpn接合ダイオードの順方向に流れるため、被保護回路が低電圧で動作する場合であっても、保護素子が低電圧で動作するように構成することができ所望の保護が可能となる。 Furthermore, since the transient current flows in the forward direction of the pn junction diode, even if the circuit to be protected operates at a low voltage, the protective element can be configured to operate at a low voltage, thereby enabling the desired protection. Become.
ところで所望のクランプ電圧を設定するため、第1のpn接合ダイオードD1aと第2のpn接合ダイオードD2aの特性は適宜設定することになる。本実施形態の場合、第1のpn接合ダイオードD1aのpn接合を構成するn型ウエル7aの不純物濃度は、第2のpn接合ダイオードD2aのpn接合を構成するn型エピタキシャル層2aの不純物濃度より高く設定されている。このように設定することで、上述のダイオード列の順方向電圧の低減を図ることができるだけでなく、寄生容量の低減を図ることも可能となる。
By the way, in order to set a desired clamp voltage, the characteristics of the first pn junction diode D1a and the second pn junction diode D2a are appropriately set. In the case of this embodiment, the impurity concentration of the n-
具体的には、第1のpn接合ダイオードの特性として順方向電圧VF=1.0V、容量C1=1.0pF、第2のpn接合ダイオードの特性として順方向電圧VF=0.6V、容量C2=0.04pFとした場合について説明する。ここで合成順方向電圧Vfは、Vf=1.0V+0.6V=1.6Vとなる。 Specifically, the characteristics of the first pn junction diode are the forward voltage VF=1.0 V and the capacitance C1=1.0 pF, and the characteristics of the second pn junction diode are the forward voltage VF=0.6 V and the capacitance C2. =0.04 pF will be described. Here, the combined forward voltage Vf is Vf=1.0V+0.6V=1.6V.
比較のため、順方向電圧VF=0.8V、容量C=0.4pFの特性を持つpn接合ダイオードを2個直列に接続すると合成順方向電圧vfは、vf=0.8V+0.8V=1.6Vとなり、同一特性を得ることが可能となる。 For comparison, when two pn junction diodes having characteristics of forward voltage VF=0.8V and capacitance C=0.4pF are connected in series, the combined forward voltage vf is vf=0.8V+0.8V=1. 6 V, and the same characteristics can be obtained.
しかしながら、合成容量を比較すると特性に差が生じる。具体的には合成容量は、逆数の和で表すことができるため、本実施形態の半導体装置の合成容量Cは、C=(C1×C2)/(C1+C2)=(1.0×0.04)/(1.0+0.04)=0.038pFとなる。これに対し比較例の合成容量cは、c=(0.4×0.4)/(0.4+0.4)=0.2pFとなる。このように本実施形態の半導体装置は、保護素子として動作していない状態の容量(寄生容量)が小さくなることがわかる。 However, when the combined capacitance is compared, there is a difference in characteristics. Specifically, since the combined capacitance can be represented by the sum of reciprocals, the combined capacitance C of the semiconductor device of this embodiment is C=(C1×C2)/(C1+C2)=(1.0×0.04 )/(1.0+0.04)=0.038 pF. On the other hand, the combined capacitance c of the comparative example is c=(0.4×0.4)/(0.4+0.4)=0.2 pF. Thus, it can be seen that the semiconductor device of this embodiment has a small capacitance (parasitic capacitance) when it does not operate as a protective element.
以上説明したように本実施形態の半導体装置は、順方向に過渡電流が流れることで動作を開始するため、低動作電圧の被保護回路を保護することが可能となる。また保護素子として動作しない状態において、容量(寄生容量)が小さく、被保護回路の信号ラインに接続された状態で、信号ラインを伝搬する信号の損失を招くこともない。さらに各pn接合ダイオードは半導体基板の表面で相互に接続することができるため、半導体集積回路として形成することが容易となる。 As described above, the semiconductor device of this embodiment starts operating when a transient current flows in the forward direction, so it is possible to protect a circuit to be protected with a low operating voltage. In addition, the capacitance (parasitic capacitance) is small when not operating as a protective element, and loss of signals propagating through the signal line is not caused when connected to the signal line of the circuit to be protected. Furthermore, since each pn junction diode can be connected to each other on the surface of the semiconductor substrate, it is easy to form a semiconductor integrated circuit.
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、図1に示す例では、第1の端子T1と第2の端子T2との間に、第1のpn接合ダイオードD1a、第2のpn接合ダイオードD2aの順で接続しており、同様に別の第2のpn接合ダイオードD2b、別の第1のpn接合ダイオードD1bの順で接続した例を示したが、それぞれ第1のpn接合ダイオードと第2のpn接合ダイオードの接続順、別の第2のpn接合ダイオードと別の第1のpn接合ダイオードの接続順を逆にしても同様の特性を得ることができる。 It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the example shown in FIG. 1, a first pn junction diode D1a and a second pn junction diode D2a are connected in this order between a first terminal T1 and a second terminal T2. Although an example in which another second pn junction diode D2b and another first pn junction diode D1b are connected in this order is shown, the connection order of the first pn junction diode and the second pn junction diode is Similar characteristics can be obtained by reversing the connection order of the second pn junction diode and the other first pn junction diode.
また製造工程を短縮するためn型ウエル7a、7bの形成、p型領域8a~8dの形成等を同時に形成するように説明したが、保護素子として所望の特性が得られる範囲であれば、それぞれの領域の不純物濃度等のばらつきは許容され、それぞれ別々に形成しても何ら問題はない。
Also, in order to shorten the manufacturing process, the formation of the n-
1:半導体基板、2、2a、2b:n型エピタキシャル層、3:n型埋込層、4:p型領域、5:n型領域、6:分離用トレンチ、7a、7b:n型ウエル、8a~8d:p型領域、9a~9d:n型領域 1: semiconductor substrate, 2, 2a, 2b: n-type epitaxial layer, 3: n-type buried layer, 4: p-type region, 5: n-type region, 6: isolation trench, 7a, 7b: n-type well, 8a-8d: p-type regions, 9a-9d: n-type regions
Claims (3)
前記pn接合ダイオード形成領域は、第1のダイオード形成領域と第2のダイオード形成領域を含み、
前記第1のダイオード形成領域は、前記半導体基板上に第1の導電型で第1の不純物濃度の第1の半導体領域が積層し、
前記第2のダイオード形成領域は、前記半導体基板上に第1の導電型で前記第1の不純物濃度より低い第2の不純物濃度の第2の半導体領域が積層し、
前記第1の半導体領域の表面および前記第2の半導体領域の表面に、それぞれ第2の導電型の第3の半導体領域を備え、
前記第1のダイオード形成領域に、前記第3の半導体領域と前記第1の半導体領域により第1のpn接合ダイオードが形成され、
前記第2のダイオード形成領域に、前記第3の半導体領域と前記第2の半導体領域により第2のpn接合ダイオードが形成され、
前記第1のpn接合ダイオードと前記第2のpn接合ダイオードがいずれも順方向に直列に接続したダイオード列と、前記第1のpn接合ダイオードと前記第2のpn接合ダイオードがいずれも逆方向に直列に接続したダイオード列が形成され、
第1の端子と第2の端子間に、前記順方向に直列に接続したダイオード列と前記逆方向に直列に接続したダイオード列が、並列に接続していることを特徴とする半導体装置。 In a semiconductor device having a plurality of pn junction diode forming regions in a semiconductor region laminated on a semiconductor substrate,
The pn junction diode forming region includes a first diode forming region and a second diode forming region,
the first diode formation region is formed by stacking a first semiconductor region having a first conductivity type and a first impurity concentration on the semiconductor substrate;
the second diode formation region is formed by stacking a second semiconductor region having a first conductivity type and a second impurity concentration lower than the first impurity concentration on the semiconductor substrate;
A third semiconductor region of a second conductivity type is provided on the surface of the first semiconductor region and the surface of the second semiconductor region, respectively;
a first pn junction diode is formed in the first diode forming region by the third semiconductor region and the first semiconductor region;
a second pn junction diode is formed in the second diode formation region by the third semiconductor region and the second semiconductor region;
a diode string in which both the first pn junction diode and the second pn junction diode are connected in series in the forward direction; A string of diodes connected in series is formed,
A semiconductor device, wherein the diode array connected in series in the forward direction and the diode array connected in series in the reverse direction are connected in parallel between a first terminal and a second terminal.
前記第1のpn接合ダイオードの順方向電圧は、前記第2のpn接合ダイオードの順方向電圧より大きく、
前記第2のpn接合ダイオードの容量は、前記第1のpn接合ダイオードの容量より小さいことを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
the forward voltage of the first pn junction diode is greater than the forward voltage of the second pn junction diode;
A semiconductor device, wherein the capacitance of the second pn junction diode is smaller than the capacitance of the first pn junction diode.
前記第1の端子が被保護回路の信号ラインに接続され、前記第2の端子が接地されるとき、
前記第1の端子に接続する前記順方向に直列に接続したダイオード列の順方向に過渡電流が流れることで、前記被保護回路を保護することを特徴とする半導体装置。 3. In the semiconductor device according to claim 1 or 2,
When the first terminal is connected to a signal line of a circuit to be protected and the second terminal is grounded,
A semiconductor device, wherein a transient current flows in the forward direction of the diode array connected in series in the forward direction and connected to the first terminal, thereby protecting the circuit to be protected.
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