JP3713759B2 - Pnダイオード構造の製造方法 - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、PNダイオード構造の製造方法に関する。本発明は、例えば保護ダイオードとして用いることができ、あるいはレファランス用ダイオード等として用いることができるPNダイオードについて利用することができる。例えば、MOSトランジスタに用いるPN保護ダイオード構造の製造方法として利用することができる。
【0002】
【従来の技術】
従来より、半導体素子等の静電破壊対策として、素子内に、過大な電圧等に弱い部分を保護する目的で、保護素子を作りこむことが行われている。その最も代表的な例は、図8に示すPN接合ダイオードの逆方向破壊電圧BVdsを利用するものである。図8に示す第1のダイオードD1 は、逆方向破壊電圧BVds=10Vであり、第2のダイオードD2 は、逆方向破壊電圧BVds=20Vである。なお図8中、符号1は基板特にここではP型Si基板であり、濃度は1E15cm- 3 、第1のダイオードD1 が形成されるPウェル11は濃度1E17cm- 3 、第2のダイオードD2 が形成されるPウェル12は濃度1E16cm- 3 である。符号13,14は各々ダイオードD1 ,D2 を構成しているN型拡散層を示す。
【0003】
この逆方向破壊電圧BVdsの利用は、例えば図9に示すようにMOSトランジスタM1 のゲート電極15につながる配線を、MOSトランジスタゲート絶縁膜16の絶縁破壊耐圧よりも低い逆方向破壊電圧BVdsを持つPN接合ダイオードDのカソード側(図のN型拡散層13a側)に接続し、アノード側(図のP型拡散層13b側)をコモングラウンド17に接続することで、ゲート電極15にPN接合の逆方向破壊電圧BVds以上の高電圧が加わることを防ぎ、MOSトランジスタゲート絶縁膜の絶縁破壊を防止することができる。符号16はゲート絶縁膜を示す。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
通常このようなPN接合保護ダイオードは、図8に示すような高不純物濃度の拡散層13,14とその基板1との間の接合によって形成され、その逆方向破壊電圧BVdsは、ほぼ基板1の不純物濃度によって一義に決定される。従って、数種の異なる値の保護電圧を必要とする場合、必要な逆方向破壊電圧BVds値にあわせた不純物濃度を持つ基板(あるいは基板中のウェル)領域をそれぞれ形成する必要があり、そのためのフォトリソグラフィーやイオン注入工程などの工程を追加する必要がある。例えば図8は、各々異なる逆方向破壊電圧BVdsをもつダイオードD1 ,D2 を、各々ウェル11,12を形成してつくりこんだ例である。
【0005】
本発明は、従来技術にあっては異なる逆方向破壊電圧BVdsをもつ2以上のPN接合ダイオードを形成する場合には各々異なる不純物濃度領域を形成する必要があったのを、同一不純物濃度領域内に、異なる逆方向破壊電圧BVdsをもつ2以上のPN接合ダイオードを形成する技術を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記構成をとることにより、上記した課題を解決する。
【0008】
本発明のPNダイオード構造の製造方法は、カソード側拡散層領域とアノード側拡散層領域とを備え、上記カソード側拡散層領域の周囲に低不純物濃度のカソード側オフセット部を設けるとともに、そのカソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間にオフセットを設けた構成のPNダイオード構造の製造方法において、カソード側拡散層領域を形成すべき部分と、アノード側拡散層領域形成すべき部分とに耐酸化膜を兼ねるマスク層を形成し、カソード側拡散層領域を形成すべき部分に形成された上記マスク層の周囲に低濃度の不純物領域を形成することによって上記カソード側オフセット部の形成用不純物領域の形成を行うとともに、上記カソード側拡散層領域を形成すべき部分とアノード側拡散層領域形成すべき部分とにそれぞれ形成された各マスク層間の距離によりカソード側オフセット部の長さ L c と、カソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間の距離 L of の双方 L c , L of を規定し得るようにし、その後上記耐酸化膜を兼ねるマスク層を耐酸化のマスクとして酸化を行うことにより素子分離領域の役割を果たす酸化膜を形成し、上記によりカソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間のオフセットの長さL ofを、所望の逆方向破壊電圧が得られる長さに調節することによって、任意の逆方向破壊電圧の大きさを持つPNダイオード構造を形成することを特徴とするPNダイオード構造の製造方法である。ここで、カソード側オフセット部とアノード側オフセット部との間のオフセットの長さは十分大きくしておくことが好ましい。
【0009】
本発明のPNダイオード構造の製造方法は、カソード側拡散層領域とアノード側拡散層領域とを備え、上記カソード側拡散層領域の周囲に低不純物濃度のカソード側オフセット部を設けるとともに、そのカソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間にオフセットを設けた構成のPNダイオード構造の製造方法において、カソード側拡散層領域を形成すべき部分と、アノード側拡散層領域形成すべき部分とに耐酸化膜を兼ねるマスク層を形成し、カソード側拡散層領域を形成すべき部分に形成された上記マスク層の周囲に低濃度の不純物領域を形成することによって上記カソード側オフセット部の形成用不純物領域の形成を行うとともに、上記カソード側拡散層領域を形成すべき部分とアノード側拡散層領域形成すべき部分とにそれぞれ形成された各マスク層間の距離によりカソード側オフセット部の長さ L c と、カソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間の距離 L of の双方 L c , L of を規定し得るようにし、その後上記耐酸化膜を兼ねるマスク層を耐酸化のマスクとして酸化を行うことにより素子分離領域の役割を果たす酸化膜を形成し、上記によりカソード側オフセット部の長さL c を設定し、カソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間の距離L of を所望の逆方向破壊電圧が得られる長さに調節することによって、任意の逆方向破壊電圧の大きさを持つPNダイオード構造を形成することを特徴とするPNダイオード構造の製造方法である。
【0010】
本発明のPNダイオード構造の製造方法は、カソード側拡散層領域とアノード側拡散層領域とを備え、上記カソード側拡散層領域の周囲に低不純物濃度のカソード側オフセット部を設けるとともに、そのカソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間にオフセットを設けた構成のPNダイオード構造の製造方法において、カソード側拡散層領域を形成すべき部分と、アノード側拡散層領域形成すべき部分とに耐酸化膜を兼ねるマスク層を形成し、カソード側拡散層領域を形成すべき部分に形成された上記マスク層の周囲に低濃度の不純物領域を形成することによって上記カソード側オフセット部の形成用不純物領域の形成を行うとともに、上記カソード側拡散層領域を形成すべき部分とアノード側拡散層領域形成すべき部分とにそれぞれ形成された各マスク層間の距離によりカソード側オフセット部の長さ L c と、カソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間の距離 L of の双方 L c , L of を規定し得るようにし、その後上記耐酸化膜を兼ねるマスク層を耐酸化のマスクとして酸化を行うことにより素子分離領域の役割を果たす酸化膜を形成し、上記により所望の逆方向破壊電圧が得られるようにカソード側オフセット部の長さL c と、カソード側オフセット部とアノード側拡散領域との間の距離L of をともに調節することによって、任意の逆方向破壊電圧の大きさを持つPNダイオード構造を形成することを特徴とするPNダイオード構造の製造方法である。
【0011】
【作用】
本発明のPN接合ダイオードは、カソード側拡散層領域とアノード側拡散層領域とを備えたPN接合ダイオードにおいて、上記カソード側拡散層領域の周囲に低不純物濃度(比較的低不純物濃度)のカソード側オフセット部を設けるとともに、そのカソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間に、所望の逆方向破壊電圧を示す長さで形成したオフセットを設けた構成のものであるので、そのカソード側オフセット部の長さ及び/またはカソード側オフセット部とアノード側拡散領域との間のオフセットの距離を調節することによって、任意の逆方向破壊電圧を設定でき、よって例えば任意の保護電圧の大きさを持つPN保護ダイオード構造とすることができる。
【0012】
また、本発明のPN接合ダイオードの製造方法によれば、カソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間のオフセットを設定し、例えば十分長く設定し、所望の逆方向破壊電圧(保護電圧)が得られるようにカソード側オフセット部の長さを設定することによって、任意の保護電圧の大きさを持つPN保護ダイオード構造を同一基板(同一不純物領域)内に形成することができる。
【0013】
また、カソード側オフセット部の長さを設定し、例えば十分長く設定し、所望の逆方向破壊電圧が得られるようにして、例えば所望の保護電圧が得られるようにカソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間のオフセット距離を調節することによって、任意の逆方向破壊電圧(保護電圧等)の大きさを持つPN保護ダイオード構造を同一基板(同一不純物領域)内に形成することができる。
【0014】
また、所望の逆方向破壊電圧(例えば保護電圧)が得られるようにカソード側オフセット部の長さと、カソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間のオフセット距離の双方を調節することによって、任意の逆方向破壊電圧の大きさを持つPNダイオード構造を同一基板(同一不純物領域)内に形成することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下本発明の好ましい実施の形態を、本発明の具体的な実施例を説明することにより、詳述する。なお、当然のことではあるが、本発明は以下に述べる実施例により限定を受けるものではない。
【0016】
実施例1
この実施例は、同一基板(または同一不純物濃度領域)内に、保護ダイオード構造として用いることができる各々異なる逆方向破壊電圧BVds値を持つPN接合ダイオードの構造を示すものであり、また、これを形成する方法を示すものである。
【0017】
本実施例に係るPN接合ダイオードの製造について、図1(PNダイオード構造)及び製造工程を順に断面図で示す図2ないし図5を用いて説明する。
【0018】
図2に示すように、P型基板1(または基板中のP型ウェル(Well)領域)表面にSiO2 薄膜2を熱酸化等により形成し、更にSiN薄膜3をCVD法等により堆積して形成する。
【0019】
次に図3を参照する。フォトリソグラフィー技術にるレジストパターニング及びこのレジストをマスクしたエッチング等の工程により、SiN薄膜3をパターニングする。この時、パターニングによりSiN薄膜が除去された領域の内、符号4で示す部分は、PN接合ダイオードのカソード側オフセット部4である。また符号5で示す領域は、アノード側拡散領域5である。一方、SiN薄膜3が除去されずに残る符号6で示す領域は、PN接合ダイオードのカソード側拡散領域6である(図3)。
【0020】
次に図4を参照する。フォトリソグラフィーによるレジストパターンの形成、該レジストパターンをマスクとしたイオン注入などの工程により、カソード側オフセット部4に、比較的低濃度のN型不純物領域4aを形成する。この時、カソード側オフセット部4とアノード側拡散領域5との間は、十分に長いオフセット長Lofだけ離されており、また、カソード側オフセット部4の長さLcは、フォトリソグラフィーパターンによって任意の長さに調節することができる。
【0021】
その後、熱酸化の工程により、SiN薄膜3を耐酸化マスクとして、カソード側オフセット部4等に、素子分離領域の役割を果たす約500nmの酸化膜7を形成する(図5)。
【0022】
次に、フォトリソグラフィー技術によるレジストパターンの形成及びこれをマスクとして用いたイオン注入などの工程により、カソード側拡散層領域6、アノード側拡散層領域5に高不純物濃度のN型不純物領域6a、及びP型不純物領域を形成する。以上により、図1のPN保護ダイオード構造を得た。
【0023】
以上の工程によるPN接合ダイオードの製造について、例えば、基板1の不純物濃度を1E15cm- 3 程度、カソード側オフセット部4への不純物イオン注入ドーズ量を1E13cm- 2 程度とすれば、カソード側オフセット部4の長さLcに対して、逆方向破壊電圧BVdsは、図6のように変化する。そこで、所望の保護電圧が得られるようにカソード側オフセット部4の長さLcを設定することによって、任意の保護電圧の大きさを持つPN保護ダイオード構造を同一基板(または同一不純物領域)内に形成することができる。
【0024】
本実施例によれば、上述のように、PN接合ダイオードのカソード側拡散層領域の周囲に、比較的低不純物濃度のカソード側オフセット部を設け、また、そのオフセット部とアノード側拡散層領域との間にオフセットを設けた構造により、オフセット部の長さLcを調節することによって、任意の保護電圧の大きさを持つPN保護ダイオード構造を同一基板(同一不純物領域)内に形成するとができた。
【0025】
実施例2
本実施例は、実施例1の変形例であり、保護電圧の設定の仕方を変えたものである。
【0026】
即ちここでは、ある一定の長さのカソード側オフセット部4の長さLcを設定しておき、カソード側オフセット部4とアノード側拡散領域5との間の距離Lofの長さを変化させる。この場合にも図7に示すように、逆方向破壊電圧BVds値を制御することができ、所望の保護電圧が得られるように該距離Lofを設定することによって、任意の保護電圧の大きさを持つPN保護ダイオード構造を同一基板(同一不純物領域)内に形成することができる。
【0027】
本実施例も、上記実施例と同様の効果を達することができる。即ち本実施例によれば、上述のように、PN接合ダイオードのカソード側拡散層領域の周囲に、比較的低不純物濃度のカソード側オフセット部を設け、また、そのオフセット部とアノード側拡散層領域との間にオフセットを設けた構造により、オフセット部の長さLCを設定して、カソード側オフセット部4とアノード側拡散領域5との距離Lofを調節することによって、任意の保護電圧の大きさを持つPN保護ダイオード構造を同一基板(同一不純物領域)内に形成するとができた。
【0028】
実施例3
本実施例においては、保護電圧の設定を、次のように行った。即ちここでは、所望の保護電圧が得られるように上記のLc、Lofの長さを共に調節して設定することによって、任意の保護電圧の大きさを持つPN保護ダイオード構造を同一基板(不純物領域)内に形成するようにした。
【0029】
本実施例も、上記実施例と同様の効果を達することができる。即ち本実施例によれば、上述のように、PN接合ダイオードのカソード側拡散層領域の周囲に、比較的低不純物濃度のカソード側オフセット部を設け、また、そのオフセット部とアノード側拡散層領域との間にオフセットを設けた構造により、オフセット部の長さLc、及びカソード側オフセット部4とアノード側拡散領域5との距離Lofとの双方の長さを調節することによって、任意の保護電圧の大きさを持つPN保護ダイオード構造を同一基板(同一不純物領域)内に形成するとができた。
【0030】
【発明の効果】
本発明によれば、異なる逆方向破壊電圧BVdsをもつ2以上のPN接合ダイオードを形成する場合にも、各々異なる不純物濃度領域を形成する必要なく、同一不純物濃度領域内に、異なる逆方向破壊電圧BVdsをもつ2以上のPN接合ダイオードを形成したPN保護ダイオード構造及びその製造方法を提供するとができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1のPNダイオード構造を示す図である。
【図2】 実施例1の工程を順に断面図で示すものである。(1)。
【図3】 実施例1の工程を順に断面図で示すものである。(2)。
【図4】 実施例1の工程を順に断面図で示すものである。(3)。
【図5】 実施例1の工程を順に断面図で示すものである。(4)。
【図6】 本発明の作用を説明するためのグラフである。
【図7】 本発明の作用を説明するためのグラフである。
【図8】 従来技術を示す図である。
【図9】 従来技術を示す図である。
【符号の説明】
Lc カソード側オフセット部の長さ
Lof カソード側オフセット部とアノード側拡散領域との距離
1 基板
2 SiO2 膜
3 耐酸化マスク(SiN膜)
4 カソード側オフセット部
4a 低濃度不純物領域
5 アノード側拡散領域
5a 不純物領域
6 カソード側拡散領域
6a 高濃度不純物領域
11 ウェル
12 ウェル
13,14,13a,13b
拡散層
【発明の属する技術分野】
本発明は、PNダイオード構造の製造方法に関する。本発明は、例えば保護ダイオードとして用いることができ、あるいはレファランス用ダイオード等として用いることができるPNダイオードについて利用することができる。例えば、MOSトランジスタに用いるPN保護ダイオード構造の製造方法として利用することができる。
【0002】
【従来の技術】
従来より、半導体素子等の静電破壊対策として、素子内に、過大な電圧等に弱い部分を保護する目的で、保護素子を作りこむことが行われている。その最も代表的な例は、図8に示すPN接合ダイオードの逆方向破壊電圧BVdsを利用するものである。図8に示す第1のダイオードD1 は、逆方向破壊電圧BVds=10Vであり、第2のダイオードD2 は、逆方向破壊電圧BVds=20Vである。なお図8中、符号1は基板特にここではP型Si基板であり、濃度は1E15cm- 3 、第1のダイオードD1 が形成されるPウェル11は濃度1E17cm- 3 、第2のダイオードD2 が形成されるPウェル12は濃度1E16cm- 3 である。符号13,14は各々ダイオードD1 ,D2 を構成しているN型拡散層を示す。
【0003】
この逆方向破壊電圧BVdsの利用は、例えば図9に示すようにMOSトランジスタM1 のゲート電極15につながる配線を、MOSトランジスタゲート絶縁膜16の絶縁破壊耐圧よりも低い逆方向破壊電圧BVdsを持つPN接合ダイオードDのカソード側(図のN型拡散層13a側)に接続し、アノード側(図のP型拡散層13b側)をコモングラウンド17に接続することで、ゲート電極15にPN接合の逆方向破壊電圧BVds以上の高電圧が加わることを防ぎ、MOSトランジスタゲート絶縁膜の絶縁破壊を防止することができる。符号16はゲート絶縁膜を示す。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
通常このようなPN接合保護ダイオードは、図8に示すような高不純物濃度の拡散層13,14とその基板1との間の接合によって形成され、その逆方向破壊電圧BVdsは、ほぼ基板1の不純物濃度によって一義に決定される。従って、数種の異なる値の保護電圧を必要とする場合、必要な逆方向破壊電圧BVds値にあわせた不純物濃度を持つ基板(あるいは基板中のウェル)領域をそれぞれ形成する必要があり、そのためのフォトリソグラフィーやイオン注入工程などの工程を追加する必要がある。例えば図8は、各々異なる逆方向破壊電圧BVdsをもつダイオードD1 ,D2 を、各々ウェル11,12を形成してつくりこんだ例である。
【0005】
本発明は、従来技術にあっては異なる逆方向破壊電圧BVdsをもつ2以上のPN接合ダイオードを形成する場合には各々異なる不純物濃度領域を形成する必要があったのを、同一不純物濃度領域内に、異なる逆方向破壊電圧BVdsをもつ2以上のPN接合ダイオードを形成する技術を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記構成をとることにより、上記した課題を解決する。
【0008】
本発明のPNダイオード構造の製造方法は、カソード側拡散層領域とアノード側拡散層領域とを備え、上記カソード側拡散層領域の周囲に低不純物濃度のカソード側オフセット部を設けるとともに、そのカソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間にオフセットを設けた構成のPNダイオード構造の製造方法において、カソード側拡散層領域を形成すべき部分と、アノード側拡散層領域形成すべき部分とに耐酸化膜を兼ねるマスク層を形成し、カソード側拡散層領域を形成すべき部分に形成された上記マスク層の周囲に低濃度の不純物領域を形成することによって上記カソード側オフセット部の形成用不純物領域の形成を行うとともに、上記カソード側拡散層領域を形成すべき部分とアノード側拡散層領域形成すべき部分とにそれぞれ形成された各マスク層間の距離によりカソード側オフセット部の長さ L c と、カソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間の距離 L of の双方 L c , L of を規定し得るようにし、その後上記耐酸化膜を兼ねるマスク層を耐酸化のマスクとして酸化を行うことにより素子分離領域の役割を果たす酸化膜を形成し、上記によりカソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間のオフセットの長さL ofを、所望の逆方向破壊電圧が得られる長さに調節することによって、任意の逆方向破壊電圧の大きさを持つPNダイオード構造を形成することを特徴とするPNダイオード構造の製造方法である。ここで、カソード側オフセット部とアノード側オフセット部との間のオフセットの長さは十分大きくしておくことが好ましい。
【0009】
本発明のPNダイオード構造の製造方法は、カソード側拡散層領域とアノード側拡散層領域とを備え、上記カソード側拡散層領域の周囲に低不純物濃度のカソード側オフセット部を設けるとともに、そのカソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間にオフセットを設けた構成のPNダイオード構造の製造方法において、カソード側拡散層領域を形成すべき部分と、アノード側拡散層領域形成すべき部分とに耐酸化膜を兼ねるマスク層を形成し、カソード側拡散層領域を形成すべき部分に形成された上記マスク層の周囲に低濃度の不純物領域を形成することによって上記カソード側オフセット部の形成用不純物領域の形成を行うとともに、上記カソード側拡散層領域を形成すべき部分とアノード側拡散層領域形成すべき部分とにそれぞれ形成された各マスク層間の距離によりカソード側オフセット部の長さ L c と、カソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間の距離 L of の双方 L c , L of を規定し得るようにし、その後上記耐酸化膜を兼ねるマスク層を耐酸化のマスクとして酸化を行うことにより素子分離領域の役割を果たす酸化膜を形成し、上記によりカソード側オフセット部の長さL c を設定し、カソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間の距離L of を所望の逆方向破壊電圧が得られる長さに調節することによって、任意の逆方向破壊電圧の大きさを持つPNダイオード構造を形成することを特徴とするPNダイオード構造の製造方法である。
【0010】
本発明のPNダイオード構造の製造方法は、カソード側拡散層領域とアノード側拡散層領域とを備え、上記カソード側拡散層領域の周囲に低不純物濃度のカソード側オフセット部を設けるとともに、そのカソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間にオフセットを設けた構成のPNダイオード構造の製造方法において、カソード側拡散層領域を形成すべき部分と、アノード側拡散層領域形成すべき部分とに耐酸化膜を兼ねるマスク層を形成し、カソード側拡散層領域を形成すべき部分に形成された上記マスク層の周囲に低濃度の不純物領域を形成することによって上記カソード側オフセット部の形成用不純物領域の形成を行うとともに、上記カソード側拡散層領域を形成すべき部分とアノード側拡散層領域形成すべき部分とにそれぞれ形成された各マスク層間の距離によりカソード側オフセット部の長さ L c と、カソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間の距離 L of の双方 L c , L of を規定し得るようにし、その後上記耐酸化膜を兼ねるマスク層を耐酸化のマスクとして酸化を行うことにより素子分離領域の役割を果たす酸化膜を形成し、上記により所望の逆方向破壊電圧が得られるようにカソード側オフセット部の長さL c と、カソード側オフセット部とアノード側拡散領域との間の距離L of をともに調節することによって、任意の逆方向破壊電圧の大きさを持つPNダイオード構造を形成することを特徴とするPNダイオード構造の製造方法である。
【0011】
【作用】
本発明のPN接合ダイオードは、カソード側拡散層領域とアノード側拡散層領域とを備えたPN接合ダイオードにおいて、上記カソード側拡散層領域の周囲に低不純物濃度(比較的低不純物濃度)のカソード側オフセット部を設けるとともに、そのカソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間に、所望の逆方向破壊電圧を示す長さで形成したオフセットを設けた構成のものであるので、そのカソード側オフセット部の長さ及び/またはカソード側オフセット部とアノード側拡散領域との間のオフセットの距離を調節することによって、任意の逆方向破壊電圧を設定でき、よって例えば任意の保護電圧の大きさを持つPN保護ダイオード構造とすることができる。
【0012】
また、本発明のPN接合ダイオードの製造方法によれば、カソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間のオフセットを設定し、例えば十分長く設定し、所望の逆方向破壊電圧(保護電圧)が得られるようにカソード側オフセット部の長さを設定することによって、任意の保護電圧の大きさを持つPN保護ダイオード構造を同一基板(同一不純物領域)内に形成することができる。
【0013】
また、カソード側オフセット部の長さを設定し、例えば十分長く設定し、所望の逆方向破壊電圧が得られるようにして、例えば所望の保護電圧が得られるようにカソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間のオフセット距離を調節することによって、任意の逆方向破壊電圧(保護電圧等)の大きさを持つPN保護ダイオード構造を同一基板(同一不純物領域)内に形成することができる。
【0014】
また、所望の逆方向破壊電圧(例えば保護電圧)が得られるようにカソード側オフセット部の長さと、カソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間のオフセット距離の双方を調節することによって、任意の逆方向破壊電圧の大きさを持つPNダイオード構造を同一基板(同一不純物領域)内に形成することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下本発明の好ましい実施の形態を、本発明の具体的な実施例を説明することにより、詳述する。なお、当然のことではあるが、本発明は以下に述べる実施例により限定を受けるものではない。
【0016】
実施例1
この実施例は、同一基板(または同一不純物濃度領域)内に、保護ダイオード構造として用いることができる各々異なる逆方向破壊電圧BVds値を持つPN接合ダイオードの構造を示すものであり、また、これを形成する方法を示すものである。
【0017】
本実施例に係るPN接合ダイオードの製造について、図1(PNダイオード構造)及び製造工程を順に断面図で示す図2ないし図5を用いて説明する。
【0018】
図2に示すように、P型基板1(または基板中のP型ウェル(Well)領域)表面にSiO2 薄膜2を熱酸化等により形成し、更にSiN薄膜3をCVD法等により堆積して形成する。
【0019】
次に図3を参照する。フォトリソグラフィー技術にるレジストパターニング及びこのレジストをマスクしたエッチング等の工程により、SiN薄膜3をパターニングする。この時、パターニングによりSiN薄膜が除去された領域の内、符号4で示す部分は、PN接合ダイオードのカソード側オフセット部4である。また符号5で示す領域は、アノード側拡散領域5である。一方、SiN薄膜3が除去されずに残る符号6で示す領域は、PN接合ダイオードのカソード側拡散領域6である(図3)。
【0020】
次に図4を参照する。フォトリソグラフィーによるレジストパターンの形成、該レジストパターンをマスクとしたイオン注入などの工程により、カソード側オフセット部4に、比較的低濃度のN型不純物領域4aを形成する。この時、カソード側オフセット部4とアノード側拡散領域5との間は、十分に長いオフセット長Lofだけ離されており、また、カソード側オフセット部4の長さLcは、フォトリソグラフィーパターンによって任意の長さに調節することができる。
【0021】
その後、熱酸化の工程により、SiN薄膜3を耐酸化マスクとして、カソード側オフセット部4等に、素子分離領域の役割を果たす約500nmの酸化膜7を形成する(図5)。
【0022】
次に、フォトリソグラフィー技術によるレジストパターンの形成及びこれをマスクとして用いたイオン注入などの工程により、カソード側拡散層領域6、アノード側拡散層領域5に高不純物濃度のN型不純物領域6a、及びP型不純物領域を形成する。以上により、図1のPN保護ダイオード構造を得た。
【0023】
以上の工程によるPN接合ダイオードの製造について、例えば、基板1の不純物濃度を1E15cm- 3 程度、カソード側オフセット部4への不純物イオン注入ドーズ量を1E13cm- 2 程度とすれば、カソード側オフセット部4の長さLcに対して、逆方向破壊電圧BVdsは、図6のように変化する。そこで、所望の保護電圧が得られるようにカソード側オフセット部4の長さLcを設定することによって、任意の保護電圧の大きさを持つPN保護ダイオード構造を同一基板(または同一不純物領域)内に形成することができる。
【0024】
本実施例によれば、上述のように、PN接合ダイオードのカソード側拡散層領域の周囲に、比較的低不純物濃度のカソード側オフセット部を設け、また、そのオフセット部とアノード側拡散層領域との間にオフセットを設けた構造により、オフセット部の長さLcを調節することによって、任意の保護電圧の大きさを持つPN保護ダイオード構造を同一基板(同一不純物領域)内に形成するとができた。
【0025】
実施例2
本実施例は、実施例1の変形例であり、保護電圧の設定の仕方を変えたものである。
【0026】
即ちここでは、ある一定の長さのカソード側オフセット部4の長さLcを設定しておき、カソード側オフセット部4とアノード側拡散領域5との間の距離Lofの長さを変化させる。この場合にも図7に示すように、逆方向破壊電圧BVds値を制御することができ、所望の保護電圧が得られるように該距離Lofを設定することによって、任意の保護電圧の大きさを持つPN保護ダイオード構造を同一基板(同一不純物領域)内に形成することができる。
【0027】
本実施例も、上記実施例と同様の効果を達することができる。即ち本実施例によれば、上述のように、PN接合ダイオードのカソード側拡散層領域の周囲に、比較的低不純物濃度のカソード側オフセット部を設け、また、そのオフセット部とアノード側拡散層領域との間にオフセットを設けた構造により、オフセット部の長さLCを設定して、カソード側オフセット部4とアノード側拡散領域5との距離Lofを調節することによって、任意の保護電圧の大きさを持つPN保護ダイオード構造を同一基板(同一不純物領域)内に形成するとができた。
【0028】
実施例3
本実施例においては、保護電圧の設定を、次のように行った。即ちここでは、所望の保護電圧が得られるように上記のLc、Lofの長さを共に調節して設定することによって、任意の保護電圧の大きさを持つPN保護ダイオード構造を同一基板(不純物領域)内に形成するようにした。
【0029】
本実施例も、上記実施例と同様の効果を達することができる。即ち本実施例によれば、上述のように、PN接合ダイオードのカソード側拡散層領域の周囲に、比較的低不純物濃度のカソード側オフセット部を設け、また、そのオフセット部とアノード側拡散層領域との間にオフセットを設けた構造により、オフセット部の長さLc、及びカソード側オフセット部4とアノード側拡散領域5との距離Lofとの双方の長さを調節することによって、任意の保護電圧の大きさを持つPN保護ダイオード構造を同一基板(同一不純物領域)内に形成するとができた。
【0030】
【発明の効果】
本発明によれば、異なる逆方向破壊電圧BVdsをもつ2以上のPN接合ダイオードを形成する場合にも、各々異なる不純物濃度領域を形成する必要なく、同一不純物濃度領域内に、異なる逆方向破壊電圧BVdsをもつ2以上のPN接合ダイオードを形成したPN保護ダイオード構造及びその製造方法を提供するとができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1のPNダイオード構造を示す図である。
【図2】 実施例1の工程を順に断面図で示すものである。(1)。
【図3】 実施例1の工程を順に断面図で示すものである。(2)。
【図4】 実施例1の工程を順に断面図で示すものである。(3)。
【図5】 実施例1の工程を順に断面図で示すものである。(4)。
【図6】 本発明の作用を説明するためのグラフである。
【図7】 本発明の作用を説明するためのグラフである。
【図8】 従来技術を示す図である。
【図9】 従来技術を示す図である。
【符号の説明】
Lc カソード側オフセット部の長さ
Lof カソード側オフセット部とアノード側拡散領域との距離
1 基板
2 SiO2 膜
3 耐酸化マスク(SiN膜)
4 カソード側オフセット部
4a 低濃度不純物領域
5 アノード側拡散領域
5a 不純物領域
6 カソード側拡散領域
6a 高濃度不純物領域
11 ウェル
12 ウェル
13,14,13a,13b
拡散層
Claims (3)
- カソード側拡散層領域とアノード側拡散層領域とを備え、
上記カソード側拡散層領域の周囲に低不純物濃度のカソード側オフセット部を設けるとともに、そのカソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間にオフセットを設けた構成のPNダイオード構造の製造方法において、
カソード側拡散層領域を形成すべき部分と、アノード側拡散層領域形成すべき部分とに耐酸化膜を兼ねるマスク層を形成し、
カソード側拡散層領域を形成すべき部分に形成された上記マスク層の周囲に低濃度の不純物領域を形成することによって上記カソード側オフセット部の形成用不純物領域の形成を行うとともに、上記カソード側拡散層領域を形成すべき部分とアノード側拡散層領域形成すべき部分とにそれぞれ形成された各マスク層間の距離によりカソード側オフセット部の長さ L c と、カソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間の距離 L of の双方 L c , L of を規定し得るようにし、
その後上記耐酸化膜を兼ねるマスク層を耐酸化のマスクとして酸化を行うことにより素子分離領域の役割を果たす酸化膜を形成し、
上記によりカソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間のオフセットの長さL ofを、所望の逆方向破壊電圧が得られる長さに調節することによって、任意の逆方向破壊電圧の大きさを持つPNダイオード構造を形成することを特徴とする
PNダイオード構造の製造方法。 - カソード側拡散層領域とアノード側拡散層領域とを備え、
上記カソード側拡散層領域の周囲に低不純物濃度のカソード側オフセット部を設けるとともに、そのカソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間にオフセットを設けた構成のPNダイオード構造の製造方法において、
カソード側拡散層領域を形成すべき部分と、アノード側拡散層領域形成すべき部分とに耐酸化膜を兼ねるマスク層を形成し、
カソード側拡散層領域を形成すべき部分に形成された上記マスク層の周囲に低濃度の不純物領域を形成することによって上記カソード側オフセット部の形成用不純物領域の形成を行うとともに、上記カソード側拡散層領域を形成すべき部分とアノード側拡散層領域形成すべき部分とにそれぞれ形成された各マスク層間の距離によりカソード側オフセット部の長さ L c と、カソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間の距離 L of の双方 L c , L of を規定し得るようにし、
その後上記耐酸化膜を兼ねるマスク層を耐酸化のマスクとして酸化を行うことにより素子分離領域の役割を果たす酸化膜を形成し、
上記によりカソード側オフセット部の長さL c を設定し、カソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間の距離L of を所望の逆方向破壊電圧が得られる長さに調節することによって、任意の逆方向破壊電圧の大きさを持つPNダイオード構造を形成する
ことを特徴とするPNダイオード構造の製造方法。 - カソード側拡散層領域とアノード側拡散層領域とを備え、
上記カソード側拡散層領域の周囲に低不純物濃度のカソード側オフセット部を設けるとともに、そのカソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間にオフセットを設けた構成のPNダイオード構造の製造方法において、
カソード側拡散層領域を形成すべき部分と、アノード側拡散層領域形成すべき部分とに耐酸化膜を兼ねるマスク層を形成し、
カソード側拡散層領域を形成すべき部分に形成された上記マスク層の周囲に低濃度の不純物領域を形成することによって上記カソード側オフセット部の形成用不純物領域の形成を行うとともに、上記カソード側拡散層領域を形成すべき部分とアノード側拡散層領域形成すべき部分とにそれぞれ形成された各マスク層間の距離によりカソード側オフセット部 の長さ L c と、カソード側オフセット部とアノード側拡散層領域との間の距離 L of の双方 L c , L of を規定し得るようにし、
その後上記耐酸化膜を兼ねるマスク層を耐酸化のマスクとして酸化を行うことにより素子分離領域の役割を果たす酸化膜を形成し、
上記により所望の逆方向破壊電圧が得られるようにカソード側オフセット部の長さL c と、カソード側オフセット部とアノード側拡散領域との間の距離L of をともに調節することによって、任意の逆方向破壊電圧の大きさを持つPNダイオード構造を形成する
ことを特徴とするPNダイオード構造の製造方法。
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