JP3308528B2 - モノリシック集積半導体 - Google Patents
モノリシック集積半導体Info
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- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
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Description
シック集積半導体に関する。
は、サブストレートが第1の主表面下に弱くドーピング
した領域(サブストレート領域n-)と、第2の主表面下
に(少なくとも製造された装置では)同じ伝導形式の高
くドーピングした領域(サブストレート領域n+)を有し
ている。第1の主表面から第1のゾーン(p)と第2の
ゾーン(n+)が拡散注入される。第1のゾーンはサブス
トレートと共にpn接合部を形成し、第2のゾーンはサブ
ストレートと同じ伝導形式であるが第1のゾーンとは接
触していない。
縁されたパッシブ層により覆われている。この層の上に
金属カバー電極がある。金属カバー電極は第1の主表面
に隣接するサブストレート領域(サブストレート領域
n-)、第1のゾーン(p)の縁部領域および第2のゾー
ン(n+)の縁部領域を覆っている。
は、プレーナ型トランジスタ構成の(場合により降伏電
圧の影響と結び付いた)環境影響に対する保護が得られ
る。そのためにカバー電極は、ベースとコレクタの間
の、分圧器により定められる電位にある。降伏電圧は実
質的にこの電位とカバー電極下の酸化物の厚さにより定
められる。
圧器を半導体構成に集積することは相応のシリコン面積
を必要とする。その他に、酸化物の厚さは同じままで降
伏電圧の高くなることが所望される。
いし第2のゾーンn+)より弱くドーピングした1つまた
は2つの付加的ゾーン(ゾーンπないしゾーンν)を拡
散注入することにより、酸化物の厚さは同じままで、公
知の半導体構成よりも高い降伏電圧を得ることができ
る。これにより所定の場合には、カバー電極を接続する
ための分圧器を省略して、所望の阻止能力をカバー電極
とベース/アノードないしコレクタ/カソードとの接続
により達成することができる。
集積半導体構成を示す。
ν)の備えた本発明によるモノリシック半導体構成を示
す。
π)を備えた本発明によるモノリシック半導体構成を示
す。
とゾーンπ)を含む半導体構成を示す。
(ゾーンν)を使用した場合の降伏電圧の上昇を示す線
図である。
(ゾーンπ)を使用した場合の降伏電圧の上昇を示す線
図である。
用されるべきであることがわかる。その際エミッタは重
要ではないから、図1から図6にはnpnトランジスタの
ベース−コレクタ−ダイオードのみが図示されている。
その際ベースにはA(アノード)が、コレクタにはK
(カソード)が付されている。
はpドーピング部とnドーピング部をそれぞれ反対に交
換する。
いる。この半導体構成の製造のための出発材料はシリコ
ンサブストレート2である。シリコンサブストレートの
前面(第1図の主表面3)は弱くドーピングされており
(サブストレート領域n-)、裏面(第2の主表面4)は
高くドーピングされている(サブストレート領域n+)。
拡散を用いて、第1のゾーン(p)と第2のゾーン
(n+)が作製される。第1のゾーンはサブストレート2
と共にpn接合部を形成し、第2のゾーンはサブストレー
トと同じ伝導形式である。第1のゾーン(p)と第2の
ゾーン(n+)は相互に接触しない。第2のゾーン(n+)
はエミッタと共に同時に拡散注入することができる。
れている。この層の上には金属カバー電極Dが配置され
ている。カバー電極Dは前面3に隣接するサブストレー
ト領域(サブストレート領域n-)、第1のゾーン(p)
の縁部領域および第2のゾーン(n+)の縁部領域を覆
う。
Aに対する端子が配置されている。裏面4にはサブスト
レート領域(n+)と接続されてカソードK(コレクタ)
に対する端子が配置されている。第2のゾーン(n+)
は、アノードAとカソードKの間に阻止電圧が印加され
る際に、カバー電極下の領域への空間電荷を限定する。
R2により形成される分圧器によりアノードAとカソード
Kの間に接続することができる。アノードAとカソード
Kの間でR1ないしR2=0である場合に達成可能な降伏電
圧はU1ないしU2である。その際U1は、カバー電極D、そ
の下の酸化物5およびシリコン2により形成されるMOS
構造体の濃厚降伏電圧、U2は希薄降伏電圧である。R1:R
2=U2:U1であれば、最大達成可能降伏電圧はU1+U2であ
る。公知技術から分圧器R1/R2を次のようにモノリシッ
ク集積化できることが知られている。すなわち、抵抗R1
をカソードKの代わりに、実質的に同じ電位にある前面
3上の第2のゾーン(n+)と接続するのである。さらに
アノードAとKの間でどのように阻止電圧を補償し得る
かが公知である。これは、例えば必要に応じて短絡され
る抵抗に直列のゼナーダイオードにより行う。
第2のゾーン(n+)に隣接する付加的ゾーン(ゾーン
ν)を覆う。この付加的ゾーンの表面濃度は第2のゾー
ン(n+)よりも低い。
第1のゾーン(p)に隣接する付加的ゾーン(ゾーン
π)を覆う。この付加的ゾーンの表面濃度は第1のゾー
ン(p)よりも低い。
が備えられている。
術、ドーピングおよび拡散により作製される。
成が示されている。この構成ではカバー電極Dとアノー
ドAが接続されており、カバー電極Dは第1のゾーン
(p)と同じ電位にある。
こには付加的ゾーンνがない場合(下側の曲線部分)と
ある場合(上側の曲線部分)についての希薄降伏電圧が
プロットされている。上に向かって降伏電圧が、右に向
かってカバー電極Dの下の酸化層の厚さがプロットされ
ている。酸化層の厚さに応じて付加的ゾーンνを使用し
た場合、部分的に降伏電圧に対して明らかに高い値が達
成されていることがわかる。
成が示されている。ここではカバー電極DはカソードK
と接続されており、カバー電極DとカソードKは同じ電
位にある。第2のゾーン(n+)との接続も可能である。
ない場合の濃厚降伏電圧がプロットされている。ここで
もカバー電極D下の酸化層の厚さに応じて、付加的ゾー
ンπを設ければ降伏電圧に対して明らかに高い値が達成
されることが明らかである。
合において、アノードとカソードとの間の所望の阻止能
力が、シリコン面を必要とする分圧器の集積なしでも達
成される。
に高い阻止能力が所望される場合に有利である。
Claims (7)
- 【請求項1】モノリシック集積半導体であって、 第1の主表面(3)下に弱くドーピングされた領域(サ
ブストレート領域n-)と、第2の主表面(4)下に同じ
伝導形式の高くドーピングされた領域(サブストレート
領域n+)とを有するサブストレート(2)に、第1の主
表面(3)から第1のゾーン(p)と、第2のゾーン
(n+)とが拡散注入されており、 前記第1のゾーン(p)はサブストレート(2)と共に
pn接合部を形成しており、 前記第2のゾーン(n+)は、サブストレート(2)と同
じ伝導形式を有しており、かつ第1のゾーン(p)とは
接しておらず、 接触窓を除いてサブストレート(2)の第1の主表面
(3)を覆う絶縁パッシブ層(5)と、当該層(5)上
に配置されたカバー電極(D)とが設けられており、 該カバー電極(D)は、前記の第1の主表面(3)に隣
接する領域(サブストレート領域n-)、第1のゾーン
(p)の縁部領域および第2のゾーン(n+)の縁部領域
を覆っているモノリシック集積半導体において、 第1の主表面(3)から、第2のゾーン(n+)に所属す
る、第1のゾーン(p)に接触しない付加的ゾーン
(ν)が拡散注入されており、 当該付加的ゾーン(ν)は、第2のゾーン(n+)と同じ
伝導形式であるが、該第2のゾーンと比較して少なくド
ーピングされており、第2のゾーン(n+)の下方に配置
されており、かつその縁部領域をカバー電極(D)の領
域に有し、これによりカバー電極(D)の下方で第2の
ゾーン(n+)がサブストレート(2)(n-)に直接隣接
するのを阻止するように構成されていることを特徴とす
る モノリシック集積半導体。 - 【請求項2】第1の主表面(3)から、第1のゾーン
(p)に設けられた付加的なゾーン(π)が拡散注入さ
れており、 当該付加的ゾーン(π)は、第2のゾーン(n+)に所属
する付加的なゾーン(ν)に接触しておらず、第1のゾ
ーン(p)と同じ伝導形式であるが、該第1のゾーンと
比較して少なくドーピングされており、第1のゾーン
(p)の下方に配置されており、かつその縁部領域をカ
バー電極(D)の領域に有し、これによりカバー電極
(D)の下方で第1のゾーン(p)がサブストレート
(2)(n-)に直接隣接するのを阻止するように構成さ
れている 請求の範囲第1項記載のモノリシック集積半導体。 - 【請求項3】カバー電極(D)の電位は、第2のゾーン
(n+)またはサブストレート(2)の第2の主表面
(4)の電位である 請求の範囲第1項または第2項記載のモノリシック集積
半導体。 - 【請求項4】カバー電極(D)は、第1のゾーン(p)
と同じ電位であるか、または大きくても1または数ダイ
オード動作電圧だけそれとは異なる 請求の範囲第1項または第2項記載のモノリシック集積
半導体。 - 【請求項5】カバー電極(D)の電位は、分圧器(R1/R
2)により、第1のゾーン(p)と第2のゾーン(n+)
またはサブストレート(2)の第2の主表面(4)との
間の電位とされる 請求の範囲第1項または第2項記載のモノリシック集積
半導体。 - 【請求項6】分圧器(R1/R2)はオーミックかつモノリ
シックに集積化されている 請求の範囲第5項記載のモノリシック集積半導体。 - 【請求項7】分圧器(R1/R2)は、例えばゼナーダイオ
ードを分圧器(R1/R2)の部分抵抗の少なくとも1つに
直列に短絡接触するかまたは部分抵抗に並列に短絡接続
することにより調整可能である 請求の範囲第6項記載のモノリシック集積半導体。
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DE3142616A1 (de) * | 1981-10-28 | 1983-05-05 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | "planare transistorstruktur" |
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- 1991-05-27 WO PCT/DE1991/000445 patent/WO1992000606A1/de active IP Right Grant
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