JP2678550B2 - 基準ダイオード及び保護ダイオードを持つツェナーダイオード - Google Patents
基準ダイオード及び保護ダイオードを持つツェナーダイオードInfo
- Publication number
- JP2678550B2 JP2678550B2 JP4353250A JP35325092A JP2678550B2 JP 2678550 B2 JP2678550 B2 JP 2678550B2 JP 4353250 A JP4353250 A JP 4353250A JP 35325092 A JP35325092 A JP 35325092A JP 2678550 B2 JP2678550 B2 JP 2678550B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- zener diode
- diode
- depth
- zener
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 28
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 7
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
- H01L29/861—Diodes
- H01L29/866—Zener diodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
- H01L29/861—Diodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Description
【０００１】本発明は、１０１８原子／ｃｃより高い濃
度でドープされた表面区域を持つ半導体基体を有し、該
表面区域内には少なくとも２つの領域が実質的に互いに
同一のドーピング原子濃度を持つように拡散を介して設
けられ、これら領域は前記表面区域の表面に接すると共
に該表面区域とｐｎ接合を形成し、これら領域の第一領
域は第二領域よりも小さな横方向断面及びより浅い深さ
を持ち、これら第一及び第二領域は前記表面上に設けら
れた第一接続電極に接続され、一方、第二接続電極がこ
れら第一及び第二領域から離れて位置するように前記半
導体基体上に設けられるようなツェナーダイオードに関
するものである。
度でドープされた表面区域を持つ半導体基体を有し、該
表面区域内には少なくとも２つの領域が実質的に互いに
同一のドーピング原子濃度を持つように拡散を介して設
けられ、これら領域は前記表面区域の表面に接すると共
に該表面区域とｐｎ接合を形成し、これら領域の第一領
域は第二領域よりも小さな横方向断面及びより浅い深さ
を持ち、これら第一及び第二領域は前記表面上に設けら
れた第一接続電極に接続され、一方、第二接続電極がこ
れら第一及び第二領域から離れて位置するように前記半
導体基体上に設けられるようなツェナーダイオードに関
するものである。
【０００２】上述したようなツェナーダイオードは、前
記表面区域のドープ原子の比較的高い濃度、すなわち、
１０１８原子／ｃｃより高い濃度のため、約１０Ｖ以下
という比較的低いツェナー電圧を有する。基準ダイオー
ドとも呼ばれる前記第一領域により形成される小さい方
のダイオードは、前記第二領域により形成される保護ダ
イオードと呼ばれる大きい方のダイオードよりも低いツ
ェナー電圧を有する。実際の例においては、前記第一領
域は例えば１０００μｍ２の断面積と１μｍの深さとを
有し、一方前記第二領域は１００００μｍ２の断面積と
１．５μｍの深さとを有する。このツェナーダイオード
を流れる例えば２５０μＡなる比較的小さな電流におい
ては、前記基準ダイオードのみが導通する。一方、例え
ば１００ｍＡなるより高い電流では、電流は実質的に完
全に前記保護ダイオードを介して流れる。前記基準ダイ
オードは比較的小さい断面積を有するので、このダイオ
ードを流れる電流の密度は２５０μＡの電流でも比較的
大きくなる。結果として、当該ツェナーダイオードはこ
の２５０μＡなる低い電流において比較的急峻な電流電
圧特性を有する。
記表面区域のドープ原子の比較的高い濃度、すなわち、
１０１８原子／ｃｃより高い濃度のため、約１０Ｖ以下
という比較的低いツェナー電圧を有する。基準ダイオー
ドとも呼ばれる前記第一領域により形成される小さい方
のダイオードは、前記第二領域により形成される保護ダ
イオードと呼ばれる大きい方のダイオードよりも低いツ
ェナー電圧を有する。実際の例においては、前記第一領
域は例えば１０００μｍ２の断面積と１μｍの深さとを
有し、一方前記第二領域は１００００μｍ２の断面積と
１．５μｍの深さとを有する。このツェナーダイオード
を流れる例えば２５０μＡなる比較的小さな電流におい
ては、前記基準ダイオードのみが導通する。一方、例え
ば１００ｍＡなるより高い電流では、電流は実質的に完
全に前記保護ダイオードを介して流れる。前記基準ダイ
オードは比較的小さい断面積を有するので、このダイオ
ードを流れる電流の密度は２５０μＡの電流でも比較的
大きくなる。結果として、当該ツェナーダイオードはこ
の２５０μＡなる低い電流において比較的急峻な電流電
圧特性を有する。
【０００３】フランス特許出願公開第８１０５１３２号
は冒頭に記載のようなツェナーダイオードを開示し、こ
のツェナーダイオードにおいては環状の第二領域がディ
スク形状の第一領域の周囲を取り囲む一方、これらの領
域が部分的に重なり合っている。この第二領域は、リン
グ形状の高濃度にドープされた多結晶シリコン層から比
較的深い拡散により形成されている。また、前記第領域
は前記多結晶シリコン層に重ねて第二の高濃度にドープ
されたエピタキシャルシリコン層を設け、浅い拡散によ
り形成されている。
は冒頭に記載のようなツェナーダイオードを開示し、こ
のツェナーダイオードにおいては環状の第二領域がディ
スク形状の第一領域の周囲を取り囲む一方、これらの領
域が部分的に重なり合っている。この第二領域は、リン
グ形状の高濃度にドープされた多結晶シリコン層から比
較的深い拡散により形成されている。また、前記第領域
は前記多結晶シリコン層に重ねて第二の高濃度にドープ
されたエピタキシャルシリコン層を設け、浅い拡散によ
り形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の既知のツェナー
ダイオードは標準のツェナーダイオードの電流電圧特性
よりも非常に急峻な電流電圧特性を有するけれども、こ
の電流電圧特性の急峻性は、いくつかの応用例にとって
は充分ではない。
ダイオードは標準のツェナーダイオードの電流電圧特性
よりも非常に急峻な電流電圧特性を有するけれども、こ
の電流電圧特性の急峻性は、いくつかの応用例にとって
は充分ではない。
【０００５】したがって本発明の目的は、既知のツェナ
ーダイオードの電流電圧特性よりも急峻な電流電圧特性
を有するツェナーダイオードを提供することにある。
ーダイオードの電流電圧特性よりも急峻な電流電圧特性
を有するツェナーダイオードを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段及びその作用】本発明によ
れば、この目的のため、前記第一領域は横方向拡散によ
り形成される縁部を持ち、該縁部は少なくとも部分的に
前記第二領域から離れて位置し、前記第二領域が前記第
一領域を取り囲むと共に該第一領域と部分的に重なり合
い、前記第一領域が下に位置する窪みが、この窪みの深
さと前記第一領域の深さとの合計が前記第二領域の深さ
よりも深くなるように前記表面に設けられることを特徴
としている。
れば、この目的のため、前記第一領域は横方向拡散によ
り形成される縁部を持ち、該縁部は少なくとも部分的に
前記第二領域から離れて位置し、前記第二領域が前記第
一領域を取り囲むと共に該第一領域と部分的に重なり合
い、前記第一領域が下に位置する窪みが、この窪みの深
さと前記第一領域の深さとの合計が前記第二領域の深さ
よりも深くなるように前記表面に設けられることを特徴
としている。
【０００７】上記構成によれば、電流電圧特性が既知の
ツェナーダイオードの電流電圧特性よりも急峻となる。
ツェナーダイオードの電流電圧特性よりも急峻となる。
【０００８】ツェナーダイオードは、ｐｎ接合における
空間電荷領域のブレークダウン（降伏）により電流を導
通させることができる。このブレークダウンは既知の二
つのメカニズムにより、即ち、いわゆるトンネリングと
よばれるツェナー降伏と、アバランシェ・ブレークダウ
ン（電子雪崩降伏）とにより生じ得る。アバランシェ・
ブレークダウンはただ、約１０Ｖを越えるようなツェナ
ー電圧を有するツェナーダイオードの場合に重要であ
る。１０Ｖより低いツェナー電圧では、前記アバランシ
ェ及び前記ツェナーの両メカニズムが適用できる。ツェ
ナー降伏が生じた場合は、電流電圧特性はあまり急峻で
はない。一方、電流電圧特性はアバランシェ・ブレーク
ダウンの場合には急峻である。アバランシェ・ブレーク
ダウンは、空間電荷領域における臨界電界強度を越えた
場合に生じる。横方向拡散により形成された前記第一領
域の縁部が前記第二領域から少なくとも部分的に離れて
いるので、基準ダイオードの接合には湾曲が生じる。こ
の結果、電界強度がこの湾曲部において局部的に強くな
るので、アバランシェ・ブレークダウンの臨界電界強度
にすぐに到達し、ツェナーダイオードのブレークダウン
は前記ツェナー・メカニズムによるよりもむしろアバラ
ンシェによって生じる。従って、当該ツェナーダイオー
ドの電流電圧特性はより急峻となる。
空間電荷領域のブレークダウン（降伏）により電流を導
通させることができる。このブレークダウンは既知の二
つのメカニズムにより、即ち、いわゆるトンネリングと
よばれるツェナー降伏と、アバランシェ・ブレークダウ
ン（電子雪崩降伏）とにより生じ得る。アバランシェ・
ブレークダウンはただ、約１０Ｖを越えるようなツェナ
ー電圧を有するツェナーダイオードの場合に重要であ
る。１０Ｖより低いツェナー電圧では、前記アバランシ
ェ及び前記ツェナーの両メカニズムが適用できる。ツェ
ナー降伏が生じた場合は、電流電圧特性はあまり急峻で
はない。一方、電流電圧特性はアバランシェ・ブレーク
ダウンの場合には急峻である。アバランシェ・ブレーク
ダウンは、空間電荷領域における臨界電界強度を越えた
場合に生じる。横方向拡散により形成された前記第一領
域の縁部が前記第二領域から少なくとも部分的に離れて
いるので、基準ダイオードの接合には湾曲が生じる。こ
の結果、電界強度がこの湾曲部において局部的に強くな
るので、アバランシェ・ブレークダウンの臨界電界強度
にすぐに到達し、ツェナーダイオードのブレークダウン
は前記ツェナー・メカニズムによるよりもむしろアバラ
ンシェによって生じる。従って、当該ツェナーダイオー
ドの電流電圧特性はより急峻となる。
【０００９】前記第二領域から少なくも部分的に離れて
位置する縁部は、例えば前記第一領域と前記第二領域と
を完全に互いに分離することにより設けてもよい。この
ようなツェナーダイオードは非常に簡単な方法で製造す
ることができる。即ち、例えば前記２個の領域を酸化層
中の充分に隔離された異なる開口を介して異なる拡散に
より設けることができる。しかしながら欠点としては、
前記ツェナーダイオードを経る漏れ電流の増加が前記酸
化層への電荷の注入により前記領域間で生じ得るので、
当該ツェナーダイオードの電流電圧特性に影響を及ぼす
ということがある。そのため、当該ツェナーダイオード
は、前記第二領域が前記第一領域を取り囲むと共に該第
一領域と部分的に重なり合い、前記第一領域が下に位置
する窪みが、この窪みの深さと前記第一領域の深さとの
合計が前記第二領域の深さよりも深くなるように前記表
面に設けられている。この場合、漏れ電流に係わる問題
はこれら２個の領域の部分的な重なり合いによって生ず
ることはなく、前記第二領域の下方への前記第一領域の
縁部の突出が、前記基準ダイオードの接合における湾曲
となる。このような窪みはエッチング工程で非常に容易
に形成することができる。この場合、前記第一領域はこ
の窪みに設けられる高ドープ層から拡散されてもよい。
前記ｐｎ接合は前記窪みの縁部で湾曲を有するので、こ
こではアバランシェ・ブレークダウンを生ずるのに必要
な電界強度に速やかに到達する。
位置する縁部は、例えば前記第一領域と前記第二領域と
を完全に互いに分離することにより設けてもよい。この
ようなツェナーダイオードは非常に簡単な方法で製造す
ることができる。即ち、例えば前記２個の領域を酸化層
中の充分に隔離された異なる開口を介して異なる拡散に
より設けることができる。しかしながら欠点としては、
前記ツェナーダイオードを経る漏れ電流の増加が前記酸
化層への電荷の注入により前記領域間で生じ得るので、
当該ツェナーダイオードの電流電圧特性に影響を及ぼす
ということがある。そのため、当該ツェナーダイオード
は、前記第二領域が前記第一領域を取り囲むと共に該第
一領域と部分的に重なり合い、前記第一領域が下に位置
する窪みが、この窪みの深さと前記第一領域の深さとの
合計が前記第二領域の深さよりも深くなるように前記表
面に設けられている。この場合、漏れ電流に係わる問題
はこれら２個の領域の部分的な重なり合いによって生ず
ることはなく、前記第二領域の下方への前記第一領域の
縁部の突出が、前記基準ダイオードの接合における湾曲
となる。このような窪みはエッチング工程で非常に容易
に形成することができる。この場合、前記第一領域はこ
の窪みに設けられる高ドープ層から拡散されてもよい。
前記ｐｎ接合は前記窪みの縁部で湾曲を有するので、こ
こではアバランシェ・ブレークダウンを生ずるのに必要
な電界強度に速やかに到達する。
【００１０】好ましくは、前記窪みは０．５μｍと２μ
ｍとの間の深さを、前記第一領域は０．５μｍと１．５
μｍとの間の深さを、前記第二領域は１．５μｍと３μ
ｍとの間の深さを有する。前記保護ダイオードのツェナ
ー電圧は、当該ツェナーダイオードの良好な動作のため
には、前記基準ダイオードのツェナー電圧よりも明らか
に高くなければならない。すなわち、前記第二領域の深
さは前記第一領域の深さよりも深くなければならない。
前記窪みの上述したような深さは、エッチング工程によ
り良好な再現性をもって形成することができ、また前記
第一及び第二領域の上記深さは過剰に長い拡散時間を要
することなく拡散工程によって充分正確に形成すること
ができる。
ｍとの間の深さを、前記第一領域は０．５μｍと１．５
μｍとの間の深さを、前記第二領域は１．５μｍと３μ
ｍとの間の深さを有する。前記保護ダイオードのツェナ
ー電圧は、当該ツェナーダイオードの良好な動作のため
には、前記基準ダイオードのツェナー電圧よりも明らか
に高くなければならない。すなわち、前記第二領域の深
さは前記第一領域の深さよりも深くなければならない。
前記窪みの上述したような深さは、エッチング工程によ
り良好な再現性をもって形成することができ、また前記
第一及び第二領域の上記深さは過剰に長い拡散時間を要
することなく拡散工程によって充分正確に形成すること
ができる。
【００１１】他の利点が前記第一領域の横方向断面が角
部を有する場合に得られる。この場合、前記接合は略同
様の寸法の円形断面に匹敵し、前記角部の領域で局部的
に付加的に湾曲するので、そこでは電界強度が増加し、
前記基準ダイオードのブレークダウンが好ましくもアバ
ランシェ・メカニズムにより生ずる。正多面体は電界強
度の同様の増加が全ての角で得られる利点を有するの
で、接合部がある角部で他の角部よりも早くブレークダ
ウンすることはないであろう。４個よりも多くの角を有
する正多面体の断面の場合は、角度が大きすぎるので、
円形と比較して前記ｐｎ接合の湾曲に対する影響が比較
的小さい。付加的な利点は、前記断面が正三角形または
正四角形の場合に得られる。前記角度は三角形又は四角
形の場合には９０゜よりも小さいか又は９０゜に等し
く、前記ｐｎ接合の明確な付加的な湾曲を達成するのに
充分である。実際には、前記角部はある曲率半径、好ま
しくは０μｍと５μｍとの間の曲率半径を有する。この
場合、前記角部は充分な鋭角であるので実際に前記ｐｎ
接合の明確な湾曲が得られる。
部を有する場合に得られる。この場合、前記接合は略同
様の寸法の円形断面に匹敵し、前記角部の領域で局部的
に付加的に湾曲するので、そこでは電界強度が増加し、
前記基準ダイオードのブレークダウンが好ましくもアバ
ランシェ・メカニズムにより生ずる。正多面体は電界強
度の同様の増加が全ての角で得られる利点を有するの
で、接合部がある角部で他の角部よりも早くブレークダ
ウンすることはないであろう。４個よりも多くの角を有
する正多面体の断面の場合は、角度が大きすぎるので、
円形と比較して前記ｐｎ接合の湾曲に対する影響が比較
的小さい。付加的な利点は、前記断面が正三角形または
正四角形の場合に得られる。前記角度は三角形又は四角
形の場合には９０゜よりも小さいか又は９０゜に等し
く、前記ｐｎ接合の明確な付加的な湾曲を達成するのに
充分である。実際には、前記角部はある曲率半径、好ま
しくは０μｍと５μｍとの間の曲率半径を有する。この
場合、前記角部は充分な鋭角であるので実際に前記ｐｎ
接合の明確な湾曲が得られる。
【００１２】当該ツェナーダイオードの第一接続電極は
金属層で形成されてもよく、または既知のツェナーダイ
オードのように高濃度にドープされたエピタキシャルシ
リコン層から部分的に形成されてもよい。好ましくは、
当該ツェナーダイオードは、高濃度にドープされた多結
晶シリコン層を前記第一及び第二領域上に設け、この多
結晶シリコン層が前記第一接続電極として作用すること
を特徴とする。このような多結晶シリコン層は、高濃度
のドープ原子を有する化学蒸着工程（ＣＶＤ工程）によ
りエピタキシャル層よりも簡単に設けることができる。
この多結晶シリコン層は、当該ツェナーダイオードの製
造工程中で前記第一及び第二領域の拡散のための高ドー
プ源として用いられる。
金属層で形成されてもよく、または既知のツェナーダイ
オードのように高濃度にドープされたエピタキシャルシ
リコン層から部分的に形成されてもよい。好ましくは、
当該ツェナーダイオードは、高濃度にドープされた多結
晶シリコン層を前記第一及び第二領域上に設け、この多
結晶シリコン層が前記第一接続電極として作用すること
を特徴とする。このような多結晶シリコン層は、高濃度
のドープ原子を有する化学蒸着工程（ＣＶＤ工程）によ
りエピタキシャル層よりも簡単に設けることができる。
この多結晶シリコン層は、当該ツェナーダイオードの製
造工程中で前記第一及び第二領域の拡散のための高ドー
プ源として用いられる。
【００１３】
【実施例】本発明を実施例に基づいて図面を参照し、詳
細に説明する。なお図において、図１は本発明によるツ
ェナーダイオードの断面を、図２は従来のツェナーダイ
オードの断面を、図３は図１のツェナーダイオードの平
面を、図４、図５は図１のツェナーダイオードの製造の
異なる工程を示す。また、これらの図は概略であって実
寸に従ったものではない。また、各図における対応する
部分は原則として同一の参照番号で示す。
細に説明する。なお図において、図１は本発明によるツ
ェナーダイオードの断面を、図２は従来のツェナーダイ
オードの断面を、図３は図１のツェナーダイオードの平
面を、図４、図５は図１のツェナーダイオードの製造の
異なる工程を示す。また、これらの図は概略であって実
寸に従ったものではない。また、各図における対応する
部分は原則として同一の参照番号で示す。
【００１４】図１は１０１８原子／ｃｃより高くドープ
された表面区域１’を有する半導体基体１を備えるツェ
ナーダイオードを示し、この表面区域内には少なくとも
２個の領域２、３が実質的に同一の濃度のドープ原子に
よる拡散により設けられ、これらの領域は前記表面区域
１’の表面４と隣接すると共に前記表面区域１’とｐｎ
接合５及び６を形成し、これら領域の第一領域２は第二
領域３よりもより小さな横方向断面と浅い深さとを有
し、また、領域２、３は前記表面４上に設けられる第一
接続電極７、８に接続され、第二接続電極９が前記領域
２及び３から離れて位置するように前記半導体基体１上
に設けられている。
された表面区域１’を有する半導体基体１を備えるツェ
ナーダイオードを示し、この表面区域内には少なくとも
２個の領域２、３が実質的に同一の濃度のドープ原子に
よる拡散により設けられ、これらの領域は前記表面区域
１’の表面４と隣接すると共に前記表面区域１’とｐｎ
接合５及び６を形成し、これら領域の第一領域２は第二
領域３よりもより小さな横方向断面と浅い深さとを有
し、また、領域２、３は前記表面４上に設けられる第一
接続電極７、８に接続され、第二接続電極９が前記領域
２及び３から離れて位置するように前記半導体基体１上
に設けられている。
【００１５】ツェナーダイオードは電気回路において基
準電圧を供給するのに主として用いられる。この目的の
ために、ツェナーダイオードによる電流電圧特性は非常
に急峻であることが重要である。大きな急峻性は、特に
約１０Ｖより低いツェナー電圧を有するツェナーダイオ
ードでは容易には実現されない。表面区域１’における
ドープ原子の比較的高い濃度により、上記ツェナーダイ
オードは、約１０Ｖよりも低い比較的低いツェナー電圧
のツェナーダイオードを形成する。ｐｎ接合５及び６の
ツェナー電圧は、拡散により設けられ実質的に同一濃度
のドープ原子を有する領域２及び３内でのこれら領域２
及び３の深さが増大するに従って増加し、一方各領域の
横方向断面が電流密度に影響を及ぼす。電流密度は、よ
り小さな横方向断面でより高くなる。また、電流密度が
高くなるに従って、ツェナーダイオードの電流電圧特性
が急峻となる。図１のツェナーダイオードは、並列に接
続される二個のｐｎ接合５及び６を有し、これらが２個
の補助ツェナーダイオードとして動作する。例えば約２
５０μＡなる比較的小さな電流が当該ツェナーダイオー
ドを流れる場合は、約１０００μｍ２なる比較的小さな
横方向断面を持つｐｎ接合５のみに関連する第一の補助
ツェナーダイオードが導通するので、急峻な電流電圧特
性が得られる。基準電圧は、このような電流電圧特性を
備えるツェナーダイオードにより良好に規定することが
できる。従ってこの第一補助ツェナーダイオードは、し
ばしば基準ダイオードと呼ばれる。しかしながら、高い
電流では基準ダイオードは高い電流密度により破壊され
るかもしれない。従って、前記ｐｎ接合６に関連する第
二の補助ツェナーダイオードを設けるが、このダイオー
ドは保護ダイオードとも呼ばれる。この保護ダイオード
は、第二領域３のより深い深さのために、基準ダイオー
ドよりも幾らか（例えば約０．５Ｖだけ）高いツェナー
電圧を有する。基準ダイオードを流れる電流が増加する
と、当該ツェナーダイオードの両端間の電圧もまた増加
する。そして、この電圧が保護ダイオードのツェナー電
圧より高く上昇した時点で、当該保護ダイオードもまた
導通する。この保護ダイオードはより大きな横断面、例
えば約１００００μｍ２、を有するので、保護ダイオー
ドは当該ツェナーダイオードを流れる電流の増加に従っ
て基準ダイオードよりも大きな電流を流す。例えば１０
０ｍＡなる高い電流では、電流は事実上完全に前記保護
ダイオードを介して流れるであろう。
準電圧を供給するのに主として用いられる。この目的の
ために、ツェナーダイオードによる電流電圧特性は非常
に急峻であることが重要である。大きな急峻性は、特に
約１０Ｖより低いツェナー電圧を有するツェナーダイオ
ードでは容易には実現されない。表面区域１’における
ドープ原子の比較的高い濃度により、上記ツェナーダイ
オードは、約１０Ｖよりも低い比較的低いツェナー電圧
のツェナーダイオードを形成する。ｐｎ接合５及び６の
ツェナー電圧は、拡散により設けられ実質的に同一濃度
のドープ原子を有する領域２及び３内でのこれら領域２
及び３の深さが増大するに従って増加し、一方各領域の
横方向断面が電流密度に影響を及ぼす。電流密度は、よ
り小さな横方向断面でより高くなる。また、電流密度が
高くなるに従って、ツェナーダイオードの電流電圧特性
が急峻となる。図１のツェナーダイオードは、並列に接
続される二個のｐｎ接合５及び６を有し、これらが２個
の補助ツェナーダイオードとして動作する。例えば約２
５０μＡなる比較的小さな電流が当該ツェナーダイオー
ドを流れる場合は、約１０００μｍ２なる比較的小さな
横方向断面を持つｐｎ接合５のみに関連する第一の補助
ツェナーダイオードが導通するので、急峻な電流電圧特
性が得られる。基準電圧は、このような電流電圧特性を
備えるツェナーダイオードにより良好に規定することが
できる。従ってこの第一補助ツェナーダイオードは、し
ばしば基準ダイオードと呼ばれる。しかしながら、高い
電流では基準ダイオードは高い電流密度により破壊され
るかもしれない。従って、前記ｐｎ接合６に関連する第
二の補助ツェナーダイオードを設けるが、このダイオー
ドは保護ダイオードとも呼ばれる。この保護ダイオード
は、第二領域３のより深い深さのために、基準ダイオー
ドよりも幾らか（例えば約０．５Ｖだけ）高いツェナー
電圧を有する。基準ダイオードを流れる電流が増加する
と、当該ツェナーダイオードの両端間の電圧もまた増加
する。そして、この電圧が保護ダイオードのツェナー電
圧より高く上昇した時点で、当該保護ダイオードもまた
導通する。この保護ダイオードはより大きな横断面、例
えば約１００００μｍ２、を有するので、保護ダイオー
ドは当該ツェナーダイオードを流れる電流の増加に従っ
て基準ダイオードよりも大きな電流を流す。例えば１０
０ｍＡなる高い電流では、電流は事実上完全に前記保護
ダイオードを介して流れるであろう。
【００１６】前述のツェナーダイオードは比較的急峻な
電流電圧特性を有するけれども、この電流電圧特性の急
峻住はいくつかの応用例には充分ではない。従って、本
発明によれば前記第一領域２は横方向拡散で形成され、
前記第二領域３から少なくとも部分的に離れて位置する
ような縁部１０を有する。
電流電圧特性を有するけれども、この電流電圧特性の急
峻住はいくつかの応用例には充分ではない。従って、本
発明によれば前記第一領域２は横方向拡散で形成され、
前記第二領域３から少なくとも部分的に離れて位置する
ような縁部１０を有する。
【００１７】ツェナーダイオードのブレークダウンは２
つの異なる物理的な現象により影響される。即ち、トン
ネリングとも呼ばれるツェナー・ブレークダウンとアバ
ランシェ・ブレークダウンである。ツェナー・ブレーク
ダウンの場合は、高い電界が電子を荷電子帯から伝導帯
へトンネリング・メカニズムにより移送する。アバラン
シェ・ブレークダウンの場合は、電子及びホールの形態
の電荷キャリアが熱的メカニズムにより形成される。空
間電荷領域における臨界電界強度では、これらの電荷キ
ャリアが結晶格子と衝突する以前に多くの運動エネルギ
ーを吸収することができるので、この衝突の際に前記結
晶格子から新しい電荷キャリアが分離され、次いでこれ
らが再びより多くの新しい電荷キャリアを分離すること
ができる。このようにして、雪崩効果が生ずる。アバラ
ンシェ・ブレークダウンは約１０Ｖよりも高いしきい値
電圧を有するツェナーダイオードにおいては優勢な要因
である。これらのダイオードは非常に急峻な電流電圧特
性を有する。一方、約１０Ｖより低いしきい値電圧を有
するツェナーダイオードにおいては、ツェナー・ブレー
クダウン及びアバランシェ・ブレークダウンの両者が重
要である。本発明は、前記第一領域２における横方向拡
散により形成される縁部１０、即ち前記第二領域３から
少なくとも部分的に離れて位置する縁部１０の存在が、
結果として、この縁部の近傍で局部的に前記ｐｎ接合５
の強い湾曲となるという認識に基づくものである。この
場合、そこでは電界強度がこの湾曲により一層強くな
る。かくして、アバランシェ・ブレークダウンに必要と
される臨界電界強度は、縁部１０のない場合よりも早く
達成される。
つの異なる物理的な現象により影響される。即ち、トン
ネリングとも呼ばれるツェナー・ブレークダウンとアバ
ランシェ・ブレークダウンである。ツェナー・ブレーク
ダウンの場合は、高い電界が電子を荷電子帯から伝導帯
へトンネリング・メカニズムにより移送する。アバラン
シェ・ブレークダウンの場合は、電子及びホールの形態
の電荷キャリアが熱的メカニズムにより形成される。空
間電荷領域における臨界電界強度では、これらの電荷キ
ャリアが結晶格子と衝突する以前に多くの運動エネルギ
ーを吸収することができるので、この衝突の際に前記結
晶格子から新しい電荷キャリアが分離され、次いでこれ
らが再びより多くの新しい電荷キャリアを分離すること
ができる。このようにして、雪崩効果が生ずる。アバラ
ンシェ・ブレークダウンは約１０Ｖよりも高いしきい値
電圧を有するツェナーダイオードにおいては優勢な要因
である。これらのダイオードは非常に急峻な電流電圧特
性を有する。一方、約１０Ｖより低いしきい値電圧を有
するツェナーダイオードにおいては、ツェナー・ブレー
クダウン及びアバランシェ・ブレークダウンの両者が重
要である。本発明は、前記第一領域２における横方向拡
散により形成される縁部１０、即ち前記第二領域３から
少なくとも部分的に離れて位置する縁部１０の存在が、
結果として、この縁部の近傍で局部的に前記ｐｎ接合５
の強い湾曲となるという認識に基づくものである。この
場合、そこでは電界強度がこの湾曲により一層強くな
る。かくして、アバランシェ・ブレークダウンに必要と
される臨界電界強度は、縁部１０のない場合よりも早く
達成される。
【００１８】図１のツェナーダイオードは、前記第二領
域３の外側縁部１１でのブレークダウンを防止するため
に、ガードリング１２を備える。即ち、ガードリングと
なる領域１２が、前記領域２及び３と同一の導電型では
あるがこれら領域２及び３よりも非常に大きな深さで存
在する。これにより前記外側縁部１１におけるブレーク
ダウンが防止される。
域３の外側縁部１１でのブレークダウンを防止するため
に、ガードリング１２を備える。即ち、ガードリングと
なる領域１２が、前記領域２及び３と同一の導電型では
あるがこれら領域２及び３よりも非常に大きな深さで存
在する。これにより前記外側縁部１１におけるブレーク
ダウンが防止される。
【００１９】図２は縁部１０を備える従来のツェナーダ
イオードを示し、この縁部１０は第一領域２及び第二領
域３が互いに充分に分離されているため第二領域３から
離れて位置している。このようなツェナーダイオード
は、例えば酸化層１５中に充分に離隔して設けられる開
口１３及び１４を介して異なる拡散を行って２個の領域
２及び３を設けることにより、非常に容易に製造するこ
とができる。この場合、当該ツェナーダイオードの製造
工程中においては例えば前記酸化層１５内の開口１３が
先ず最初に設けられ、その上に高濃度にドープされた層
７を設ける。前記領域３はこの高濃度にドープされた層
７から深い拡散を行うことにより形成する。次いで開口
１４を設け、この開口上に高ドープ層８を設ける。前記
領域２をこの層８から浅い拡散により形成する。領域２
の小さな深さのため、前記縁部１０は第二領域３の縁部
１６におけるよりもより急峻な湾曲を有する。従って、
当該ツェナーダイオードのブレークダウンは第１のｐｎ
接合５の縁部１０で生じる。しかしながら、図２のツェ
ナーダイオードの欠点は、当該ツェナーダイオードを介
する漏れ電流の増加が、前記酸化層１５に対する電荷の
注入により前記表面４を介して領域２と領域３との間で
起こり得、これが当該ツェナーダイオードの電流電圧特
性に影響を与えるということにある。これに対して、図
１に示す本発明によるツェナーダイオードは、前記第二
領域３が前記第一領域２を取り囲むと共に該第一領域２
と部分的に重なり合い、前記第一領域２が下に位置する
窪み１７が、この窪み１７の深さと前記第一領域２の深
さとの合計が前記第二領域３の深さよりも大きく、前記
第二領域３の下方に前記第一領域２の縁部が突出するよ
うに前記表面４に設けられる。かくして、漏れ電流によ
る問題は前記２個の領域２及び３の部分的な重なり１８
により生ずることはなく、前記第二領域３の下方への第
一領域２の縁部１０の突出が結果として基準ダイオード
の接合５の湾曲となるので、ここではアバランシェ・ブ
レークダウンを開始させるに必要とされる臨界電界強度
に早く到達する。
イオードを示し、この縁部１０は第一領域２及び第二領
域３が互いに充分に分離されているため第二領域３から
離れて位置している。このようなツェナーダイオード
は、例えば酸化層１５中に充分に離隔して設けられる開
口１３及び１４を介して異なる拡散を行って２個の領域
２及び３を設けることにより、非常に容易に製造するこ
とができる。この場合、当該ツェナーダイオードの製造
工程中においては例えば前記酸化層１５内の開口１３が
先ず最初に設けられ、その上に高濃度にドープされた層
７を設ける。前記領域３はこの高濃度にドープされた層
７から深い拡散を行うことにより形成する。次いで開口
１４を設け、この開口上に高ドープ層８を設ける。前記
領域２をこの層８から浅い拡散により形成する。領域２
の小さな深さのため、前記縁部１０は第二領域３の縁部
１６におけるよりもより急峻な湾曲を有する。従って、
当該ツェナーダイオードのブレークダウンは第１のｐｎ
接合５の縁部１０で生じる。しかしながら、図２のツェ
ナーダイオードの欠点は、当該ツェナーダイオードを介
する漏れ電流の増加が、前記酸化層１５に対する電荷の
注入により前記表面４を介して領域２と領域３との間で
起こり得、これが当該ツェナーダイオードの電流電圧特
性に影響を与えるということにある。これに対して、図
１に示す本発明によるツェナーダイオードは、前記第二
領域３が前記第一領域２を取り囲むと共に該第一領域２
と部分的に重なり合い、前記第一領域２が下に位置する
窪み１７が、この窪み１７の深さと前記第一領域２の深
さとの合計が前記第二領域３の深さよりも大きく、前記
第二領域３の下方に前記第一領域２の縁部が突出するよ
うに前記表面４に設けられる。かくして、漏れ電流によ
る問題は前記２個の領域２及び３の部分的な重なり１８
により生ずることはなく、前記第二領域３の下方への第
一領域２の縁部１０の突出が結果として基準ダイオード
の接合５の湾曲となるので、ここではアバランシェ・ブ
レークダウンを開始させるに必要とされる臨界電界強度
に早く到達する。
【００２０】好ましくは、前記窪みは０．５μｍと２μ
ｍとの間の深さを有する。この場合、窪み１７は例えば
プラズマエッチング工程を用いて充分に正確に容易に形
成することができる。本発明によれば、前記第一領域２
は０．５μｍと１．５μｍとの間の深さを有し、前記第
二領域３は１．５μｍと３μｍとの間の深さを有する。
領域２及び３のこのような深さは拡散工程を用いて２時
間よりも短い限られた時間内で達成することもできる。
明らかに、保護ダイオードのツェナー電圧は当該ツェナ
ーダイオードの良好な動作のためには基準ダイオードの
ツェナー電圧よりも高くなければならず、従って、前記
第二領域３の深さは前記第一領域２の深さよりも大きく
なければならない。第一領域及び第二領域の深さは、拡
散工程により充分に正確に製造することができるような
ものである。
ｍとの間の深さを有する。この場合、窪み１７は例えば
プラズマエッチング工程を用いて充分に正確に容易に形
成することができる。本発明によれば、前記第一領域２
は０．５μｍと１．５μｍとの間の深さを有し、前記第
二領域３は１．５μｍと３μｍとの間の深さを有する。
領域２及び３のこのような深さは拡散工程を用いて２時
間よりも短い限られた時間内で達成することもできる。
明らかに、保護ダイオードのツェナー電圧は当該ツェナ
ーダイオードの良好な動作のためには基準ダイオードの
ツェナー電圧よりも高くなければならず、従って、前記
第二領域３の深さは前記第一領域２の深さよりも大きく
なければならない。第一領域及び第二領域の深さは、拡
散工程により充分に正確に製造することができるような
ものである。
【００２１】図３は図１のツェナーダイオードの横方向
断面を示す。実際には、領域３は略１００μｍ乃至数百
μｍの横方向の大きさを有し、一方領域２は数十μｍの
横方向の大きさを有する。本発明によれば、第一領域２
の横方向断面は角部１９を有する。この場合、接合５は
略同一の大きさを有する第一領域２の円形断面に匹敵
し、前記角部１９の領域で局部的に付加的な湾曲を有す
るので、電界強度はそこで増加し、基準ダイオードのブ
レークダウンは前記アバランシェメカニズムにより主と
して生ずる。正多角形では、同一の電界強度の増加が角
部１９の各々で生じるので、接合が角度１９の中の一つ
において他のものに優先してブレークダウンすることは
ない。４個以上の角を有する正多角形の断面の場合で
は、各々の角度が大き過ぎるので円形と比べてｐｎ接合
の湾曲に対する影響が比較的小さい。付加的な利点が得
られるのは、前記角部１９が９０°に等しいか９０゜よ
りも小さくｐｎ接合５の明確な付加的湾曲を達成するの
に充分なような正三角形または正四角形の断面の場合で
ある。実際には、前記角部はある曲率半径２０、好まし
くは０μと５μとの間の曲率半径を有する。この場合、
前記角部１９はｐｎ接合５の明確な湾曲を得るために充
分なほどに鋭角である。
断面を示す。実際には、領域３は略１００μｍ乃至数百
μｍの横方向の大きさを有し、一方領域２は数十μｍの
横方向の大きさを有する。本発明によれば、第一領域２
の横方向断面は角部１９を有する。この場合、接合５は
略同一の大きさを有する第一領域２の円形断面に匹敵
し、前記角部１９の領域で局部的に付加的な湾曲を有す
るので、電界強度はそこで増加し、基準ダイオードのブ
レークダウンは前記アバランシェメカニズムにより主と
して生ずる。正多角形では、同一の電界強度の増加が角
部１９の各々で生じるので、接合が角度１９の中の一つ
において他のものに優先してブレークダウンすることは
ない。４個以上の角を有する正多角形の断面の場合で
は、各々の角度が大き過ぎるので円形と比べてｐｎ接合
の湾曲に対する影響が比較的小さい。付加的な利点が得
られるのは、前記角部１９が９０°に等しいか９０゜よ
りも小さくｐｎ接合５の明確な付加的湾曲を達成するの
に充分なような正三角形または正四角形の断面の場合で
ある。実際には、前記角部はある曲率半径２０、好まし
くは０μと５μとの間の曲率半径を有する。この場合、
前記角部１９はｐｎ接合５の明確な湾曲を得るために充
分なほどに鋭角である。
【００２２】当該ツェナーダイオードの第一接続電極
７、８は、例えばアルミニウム又は銀のような金属層か
ら形成しても良い。しかし、本発明によれば、前記第一
接続電極として作用する高濃度（１０１９ドープ原子／
ｃｃよりも大）の多結晶シリコン層７及び８が前記第一
及び第二領域上に設けられる。これら多結晶シリコン層
７、８は例えば１×１０２０原子／ｃｃなる高濃度のド
ープ原子での化学蒸着工程（ＣＶＤ工程）により簡単に
形成することができる。当該ツェナーダイオードの製造
工程中、これらの多結晶シリコン層７及び８は前記領域
２及び３の拡散のための高濃度ドープ源として用いられ
る。例えば、多結晶シリコン層７は前記表面４上に設け
られると共に、当該層７が表面４の中の前記第二領域３
が形成されるべきところのみを被覆するようにしてパタ
ーン形成される。そして、第二領域３がドープ原子の拡
散により形成される。次いで、同様のドープ原子濃度を
有する多結晶シリコン層８を第一領域２が形成されるべ
き個所に設け、その後この第一領域２がより短い処理時
間の拡散又はより低い温度での拡散により形成される。
７、８は、例えばアルミニウム又は銀のような金属層か
ら形成しても良い。しかし、本発明によれば、前記第一
接続電極として作用する高濃度（１０１９ドープ原子／
ｃｃよりも大）の多結晶シリコン層７及び８が前記第一
及び第二領域上に設けられる。これら多結晶シリコン層
７、８は例えば１×１０２０原子／ｃｃなる高濃度のド
ープ原子での化学蒸着工程（ＣＶＤ工程）により簡単に
形成することができる。当該ツェナーダイオードの製造
工程中、これらの多結晶シリコン層７及び８は前記領域
２及び３の拡散のための高濃度ドープ源として用いられ
る。例えば、多結晶シリコン層７は前記表面４上に設け
られると共に、当該層７が表面４の中の前記第二領域３
が形成されるべきところのみを被覆するようにしてパタ
ーン形成される。そして、第二領域３がドープ原子の拡
散により形成される。次いで、同様のドープ原子濃度を
有する多結晶シリコン層８を第一領域２が形成されるべ
き個所に設け、その後この第一領域２がより短い処理時
間の拡散又はより低い温度での拡散により形成される。
【００２３】実施例として、５．４Ｖのツェナー電圧に
適するツェナーダイオードをどのように形成するかを説
明する。他のツェナー電圧に適するツェナーダイオード
は前記半導体基体の表面区域内のドープ原子数の調整、
並びに前記領域２及び３の深さ及びドープレベルの調整
により製造することができる。
適するツェナーダイオードをどのように形成するかを説
明する。他のツェナー電圧に適するツェナーダイオード
は前記半導体基体の表面区域内のドープ原子数の調整、
並びに前記領域２及び３の深さ及びドープレベルの調整
により製造することができる。
【００２４】３×１０１８なる濃度のアンチモン（Ｓ
ｂ）ドープ原子（１２ｍΩｃｍ）を有する単結晶ｎ型シ
リコンスライスを出発材料とする。このスライス１は１
１００°Ｃの温度で９０分間熱酸化されて、酸化層１５
が形成される。この酸化層１５内には前記ガードリング
１２の拡散のための開口２１を設ける（図４参照）。ガ
ードリング１２は、例えばイオン注入又は拡散を用いる
標準の工程により形成する。このようにして、７×１０
１９原子／ｃｃなる濃度で５μｍの深さを有するガード
リング１２を形成する。ガードリング１２の拡散工程中
に、酸化層１５の前記開口２１が部分的に再び酸化され
る。次いで、２３０μｍの直径を有する開口２２を、酸
化層１５の第一領域２及び第二領域３を設けるべき領域
に形成する（図４参照）。この開口には多結晶シリコン
層７を１．２５×１０２０硼素（Ｂ）原子／ｃｃなるド
ーピングレベルで１．６μｍの厚さに形成する。ここ
で、３０×３０μｍの正方形の横方向断面を有する開口
２３を、前記多結晶シリコン層７内の前記第一領域２が
形成されるべき領域にプラズマエッチング工程を用いて
エッチングにより形成する。この場合、窪み１７も前記
半導体基体１内に１μｍの深さで設ける。この窪み１７
内には酸化層を設ける。次いで、第二領域３が９５０°
Ｃで１２０分間の前記多結晶シリコン層７からの硼素
（Ｂ）原子の拡散により形成される。この場合、領域３
は１．５μｍの深さを有する。このようにして、保護ダ
イオードに係わるｐｎ接合６が設けられる。窪み内の前
記酸化層が、この拡散の工程中に、当該窪み１７内の表
面４を好ましくないドーピングから保護する。次いで、
この窪み内の酸化物はエッチング工程により除去され
る。かくして、図５に示すダイオードが得られる。ここ
で、前記多結晶シリコン層７と同一のドーピングレベル
及び厚さを有する第二多結晶シリコン層８を設け、これ
をパターン形成する。基準ダイオードを、前記層８から
硼素（Ｂ）原子を９５０°Ｃで３０分間拡散させること
により設ける。この場合、第一領域の深さは１μｍとな
り、５μｍの曲率半径２０を有する横方向断面を有する
こととなる。前記多結晶シリコン層７及び８は、領域２
及び３を形成するためのドープ原子源として働くのみで
なく、当該ツェナーダイオードの接続電極としても働
く。次いで、当該ツェナーダイオードには前記接続電極
７、８上にメタライゼーション（図１には図示せず）が
なされ、また例えば銀層の接続電極９が設けられる。
ｂ）ドープ原子（１２ｍΩｃｍ）を有する単結晶ｎ型シ
リコンスライスを出発材料とする。このスライス１は１
１００°Ｃの温度で９０分間熱酸化されて、酸化層１５
が形成される。この酸化層１５内には前記ガードリング
１２の拡散のための開口２１を設ける（図４参照）。ガ
ードリング１２は、例えばイオン注入又は拡散を用いる
標準の工程により形成する。このようにして、７×１０
１９原子／ｃｃなる濃度で５μｍの深さを有するガード
リング１２を形成する。ガードリング１２の拡散工程中
に、酸化層１５の前記開口２１が部分的に再び酸化され
る。次いで、２３０μｍの直径を有する開口２２を、酸
化層１５の第一領域２及び第二領域３を設けるべき領域
に形成する（図４参照）。この開口には多結晶シリコン
層７を１．２５×１０２０硼素（Ｂ）原子／ｃｃなるド
ーピングレベルで１．６μｍの厚さに形成する。ここ
で、３０×３０μｍの正方形の横方向断面を有する開口
２３を、前記多結晶シリコン層７内の前記第一領域２が
形成されるべき領域にプラズマエッチング工程を用いて
エッチングにより形成する。この場合、窪み１７も前記
半導体基体１内に１μｍの深さで設ける。この窪み１７
内には酸化層を設ける。次いで、第二領域３が９５０°
Ｃで１２０分間の前記多結晶シリコン層７からの硼素
（Ｂ）原子の拡散により形成される。この場合、領域３
は１．５μｍの深さを有する。このようにして、保護ダ
イオードに係わるｐｎ接合６が設けられる。窪み内の前
記酸化層が、この拡散の工程中に、当該窪み１７内の表
面４を好ましくないドーピングから保護する。次いで、
この窪み内の酸化物はエッチング工程により除去され
る。かくして、図５に示すダイオードが得られる。ここ
で、前記多結晶シリコン層７と同一のドーピングレベル
及び厚さを有する第二多結晶シリコン層８を設け、これ
をパターン形成する。基準ダイオードを、前記層８から
硼素（Ｂ）原子を９５０°Ｃで３０分間拡散させること
により設ける。この場合、第一領域の深さは１μｍとな
り、５μｍの曲率半径２０を有する横方向断面を有する
こととなる。前記多結晶シリコン層７及び８は、領域２
及び３を形成するためのドープ原子源として働くのみで
なく、当該ツェナーダイオードの接続電極としても働
く。次いで、当該ツェナーダイオードには前記接続電極
７、８上にメタライゼーション（図１には図示せず）が
なされ、また例えば銀層の接続電極９が設けられる。
【００２５】このようにして形成されたツェナーダイオ
ードは、５．４０Ｖなるツェナー電圧を有し且つ大変急
峻な電流電圧特性を有する。フランス特許出願公開第８
１０５１３２号に記載されている既知のダイオードと同
様の構成のダイオード（以後、既知ツェナーダイオード
として参照する）に比較して、以下のようなパラメータ
が測定された。２５０μＡでの既知ツェナーダイオード
のインピーダンスは９１．７Ωであるのに対し、本発明
によるツェナーダイオードのインピーダンスは２３．４
Ωであった。１００μＡの電流の時の電圧と１ｍＡの電
流の時の電圧との間の電圧差は、既知ツェナーダイオー
ドでは８６．５ｍＶであるのに対し、本発明によるツェ
ナーダイオードでは９．０ｍＶであった。ツェナー電圧
の８０％なる電圧におけるダイオードの漏れ電流は、既
知ツェナーダイオードでは２．２３μＡであるのに対
し、本発明によるツェナーダイオードでは０．６２μＡ
であった。
ードは、５．４０Ｖなるツェナー電圧を有し且つ大変急
峻な電流電圧特性を有する。フランス特許出願公開第８
１０５１３２号に記載されている既知のダイオードと同
様の構成のダイオード（以後、既知ツェナーダイオード
として参照する）に比較して、以下のようなパラメータ
が測定された。２５０μＡでの既知ツェナーダイオード
のインピーダンスは９１．７Ωであるのに対し、本発明
によるツェナーダイオードのインピーダンスは２３．４
Ωであった。１００μＡの電流の時の電圧と１ｍＡの電
流の時の電圧との間の電圧差は、既知ツェナーダイオー
ドでは８６．５ｍＶであるのに対し、本発明によるツェ
ナーダイオードでは９．０ｍＶであった。ツェナー電圧
の８０％なる電圧におけるダイオードの漏れ電流は、既
知ツェナーダイオードでは２．２３μＡであるのに対
し、本発明によるツェナーダイオードでは０．６２μＡ
であった。
【図１】 本発明によるツェナーダイオードの断面を示
す。
す。
【図２】 従来のツェナーダイオードの断面を示す。
【図３】 図１のツェナーダイオードの平面を示す。
【図４】 図１のツェナーダイオードの製造における、
ある工程を示す。
ある工程を示す。
【図５】 図１のツェナーダイオードの製造における、
他の工程を示す。
他の工程を示す。
１：半導体基体 １’：表面区域 ２：第一領域 ３：第二領域 ４：表面区域１’の表面 ５、６：ｐｎ接合 ７、８：第一接続電極（高濃度ドープ多結晶シリコン
層） １０：縁部 １１：外側縁部 １２：ガードリング １３、１４：開口 １５：酸化層 １６：縁部 １７：窪み １９：角部
層） １０：縁部 １１：外側縁部 １２：ガードリング １３、１４：開口 １５：酸化層 １６：縁部 １７：窪み １９：角部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−228677（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−139489（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−125875（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−89921（ＪＰ，Ａ) 特公 平２−9464（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭57−42978（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭48−22375（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (6)
- 【請求項１】 １０１８原子／ｃｃより高い濃度でドー
プされた表面区域を持つ半導体基体を有し、該表面区域
内には少なくとも２つの領域が拡散を介して実質的に互
いに同一のドーピング原子濃度を持つように設けられ、
これら領域は前記表面区域の表面に接すると共に該表面
区域とｐｎ接合を形成し、これら領域の第一領域は第二
領域よりも小さな横方向断面及びより浅い深さを持ち、
これら第一及び第二領域は前記表面上に設けられた第一
接続電極に接続され、一方、第二接続電極がこれら第一
及び第二領域から離れて位置するように前記半導体基体
上に設けられるようなツェナーダイオードにおいて、 前記第一領域は横方向拡散により形成される縁部を持
ち、該縁部は少なくとも部分的に前記第二領域から離れ
て位置し、前記第二領域が前記第一領域を取り囲むと共
に該第一領域と部分的に重なり合い、前記第一領域が下
に位置する窪みが、この窪みの深さと前記第一領域の深
さとの合計が前記第二領域の深さよりも深くなるように
前記表面に設けられることを特徴とするツェナーダイオ
ード。 - 【請求項２】 請求項１に記載のツェナーダイオードに
おいて、前記窪みは０．５μｍと２μｍとの間の深さを
持ち、前記第一領域は０．５μｍと１．５μｍとの間の
深さを持ち、前記第二領域は１．５μｍと３μｍとの間
の深さを持つことを特徴とするツェナーダイオード。 - 【請求項３】 請求項１に記載のツェナーダイオードに
おいて、前記第一領域の横方向断面は角部を有すること
を特徴とするツェナーダイオード。 - 【請求項４】 請求項３に記載のツェナーダイオードに
おいて、前記横方向断面は正三角形または正方形である
ことを特徴とするツェナーダイオード。 - 【請求項５】 請求項３または４に記載のツェナーダイ
オードにおいて、前記角部は０μｍと５μｍとの間の曲
率半径を持つことを特徴とするツェナーダイオード。 - 【請求項６】 請求項１に記載のツェナーダイオードに
おいて、高濃度にドープされた多結晶シリコン層は前記
第一領域及び第二領域上を覆うように設けられ、該多結
晶シリコン層が前記第一接続電極として作用することを
特徴とするツェナーダイオード。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL91203310.7 | 1991-12-16 | ||
| EP91203310 | 1991-12-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0685290A JPH0685290A (ja) | 1994-03-25 |
| JP2678550B2 true JP2678550B2 (ja) | 1997-11-17 |
Family
ID=8208077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4353250A Expired - Fee Related JP2678550B2 (ja) | 1991-12-16 | 1992-12-11 | 基準ダイオード及び保護ダイオードを持つツェナーダイオード |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5336924A (ja) |
| EP (1) | EP0547675B1 (ja) |
| JP (1) | JP2678550B2 (ja) |
| KR (1) | KR100253951B1 (ja) |
| DE (1) | DE69228046T2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2666743B2 (ja) * | 1994-11-22 | 1997-10-22 | 日本電気株式会社 | 定電圧ダイオード |
| US5661069A (en) * | 1995-06-06 | 1997-08-26 | Lsi Logic Corporation | Method of forming an MOS-type integrated circuit structure with a diode formed in the substrate under a polysilicon gate electrode to conserve space |
| US6791161B2 (en) * | 2002-04-08 | 2004-09-14 | Fabtech, Inc. | Precision Zener diodes |
| US7361406B2 (en) * | 2003-04-29 | 2008-04-22 | Qi Wang | Ultra-high current density thin-film Si diode |
| US8415765B2 (en) * | 2009-03-31 | 2013-04-09 | Panasonic Corporation | Semiconductor device including a guard ring or an inverted region |
| JP5671867B2 (ja) * | 2010-08-04 | 2015-02-18 | 富士電機株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4099998A (en) * | 1975-11-03 | 1978-07-11 | General Electric Company | Method of making zener diodes with selectively variable breakdown voltages |
| JPS54139489A (en) * | 1978-04-21 | 1979-10-29 | Hitachi Ltd | Zener diode |
| DE2916114A1 (de) * | 1978-04-21 | 1979-10-31 | Hitachi Ltd | Halbleitervorrichtung |
| NL7907680A (nl) * | 1979-10-18 | 1981-04-22 | Philips Nv | Zenerdiode. |
| NL187942C (nl) * | 1980-08-18 | 1992-02-17 | Philips Nv | Zenerdiode en werkwijze ter vervaardiging daarvan. |
| JPS5742978A (en) * | 1980-08-28 | 1982-03-10 | Teijin Ltd | Hydrophilic treatment of synthetic fiber |
| FR2501914A1 (fr) * | 1981-03-13 | 1982-09-17 | Thomson Csf | Diode zener 4 a 8 volts fonctionnant en avalanche a faible niveau de courant et procede de fabrication |
| GB2113907B (en) * | 1981-12-22 | 1986-03-19 | Texas Instruments Ltd | Reverse-breakdown pn junction devices |
| JPS58125875A (ja) * | 1982-01-22 | 1983-07-27 | Mitsubishi Electric Corp | 定電圧ダイオ−ド |
| EP0109888A3 (en) * | 1982-11-12 | 1987-05-20 | FAIRCHILD CAMERA & INSTRUMENT CORPORATION | Subsurface zener diode |
| JPS6089921A (ja) * | 1983-10-24 | 1985-05-20 | Rohm Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US4732866A (en) * | 1984-03-12 | 1988-03-22 | Motorola Inc. | Method for producing low noise, high grade constant semiconductor junctions |
| US4771011A (en) * | 1984-05-09 | 1988-09-13 | Analog Devices, Incorporated | Ion-implanted process for forming IC wafer with buried-Zener diode and IC structure made with such process |
| JPS61228677A (ja) * | 1985-04-01 | 1986-10-11 | Rohm Co Ltd | 半導体装置 |
| US4672403A (en) * | 1985-09-23 | 1987-06-09 | National Semiconductor Corporation | Lateral subsurface zener diode |
| JPS6412779A (en) * | 1987-07-07 | 1989-01-17 | Pioneer Electronic Corp | Information recording and reproducing system |
| US4857811A (en) * | 1988-03-31 | 1989-08-15 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Evacuation pump control for a centrifuge instrument |
| FR2636474B1 (fr) * | 1988-09-09 | 1990-11-30 | Sgs Thomson Microelectronics | Procede de fabrication d'une diode de regulation et de protection |
| US4999683A (en) * | 1988-12-30 | 1991-03-12 | Sanken Electric Co., Ltd. | Avalanche breakdown semiconductor device |
| JPH02202071A (ja) * | 1989-01-31 | 1990-08-10 | Toshiba Corp | 半導体受光素子及びその製造方法 |
| JPH05152585A (ja) * | 1991-11-27 | 1993-06-18 | Nec Corp | 定電圧ダイオード |
-
1992
- 1992-12-09 EP EP92203821A patent/EP0547675B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-12-09 DE DE69228046T patent/DE69228046T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-12-11 JP JP4353250A patent/JP2678550B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1992-12-12 KR KR1019920024038A patent/KR100253951B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1992-12-14 US US07/989,630 patent/US5336924A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR930015106A (ko) | 1993-07-23 |
| EP0547675A3 (ja) | 1994-01-26 |
| JPH0685290A (ja) | 1994-03-25 |
| DE69228046T2 (de) | 1999-07-01 |
| EP0547675B1 (en) | 1998-12-30 |
| EP0547675A2 (en) | 1993-06-23 |
| DE69228046D1 (de) | 1999-02-11 |
| US5336924A (en) | 1994-08-09 |
| KR100253951B1 (ko) | 2000-04-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6975013B2 (en) | Diode and method for manufacturing the same | |
| JP5154347B2 (ja) | 超接合半導体ディバイスおよび超接合半導体ディバイスの製造方法 | |
| US4638551A (en) | Schottky barrier device and method of manufacture | |
| US7588958B2 (en) | Schottky barrier diode and manufacturing method thereof | |
| US3668481A (en) | A hot carrier pn-diode | |
| JPH0734479B2 (ja) | 半導体デバイス | |
| JPH0799328A (ja) | 高電圧半導体構造 | |
| US4419681A (en) | Zener diode | |
| JP2678550B2 (ja) | 基準ダイオード及び保護ダイオードを持つツェナーダイオード | |
| US3338758A (en) | Surface gradient protected high breakdown junctions | |
| KR100503936B1 (ko) | 반도체장치 | |
| US7199402B2 (en) | Semiconductor devices | |
| JPS6343371A (ja) | 半導体ダイオ−ド | |
| JPH10233515A (ja) | ショットキーバリア半導体装置とその製造方法 | |
| US4255757A (en) | High reverse voltage semiconductor device with fast recovery time with central depression | |
| JPH0469823B2 (ja) | ||
| JPH029464B2 (ja) | ||
| JPH0644624B2 (ja) | なだれ電圧ブレ−クオ−バ区域内に電界抑制層を持つ電圧ブレ−クオ−バ保護型サイリスタ | |
| WO2000074130A1 (en) | Discrete schottky diode device with reduced leakage current | |
| JPH09283771A (ja) | ショットキーバリアダイオード | |
| CN114709252A (zh) | 肖特基二极管及肖特基二极管的制备方法 | |
| JPH06338514A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2000012872A (ja) | ショットキバリアダイオードおよびその製造方法 | |
| JPS61228677A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2017195404A (ja) | 半導体装置および製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970603 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |