JPH01165170A - 半導体保護素子 - Google Patents
半導体保護素子Info
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- JPH01165170A JPH01165170A JP32444887A JP32444887A JPH01165170A JP H01165170 A JPH01165170 A JP H01165170A JP 32444887 A JP32444887 A JP 32444887A JP 32444887 A JP32444887 A JP 32444887A JP H01165170 A JPH01165170 A JP H01165170A
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- 230000001681 protective effect Effects 0.000 title abstract 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 25
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 15
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 2
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- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 1
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- 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
- H01L29/87—Thyristor diodes, e.g. Shockley diodes, break-over diodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/10—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode not carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
- H01L29/1012—Base regions of thyristors
- H01L29/1016—Anode base regions of thyristors
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- Thyristors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置分野に利用される。
本発明は半導体保護素子に関し、特に、有線通信機器の
通信線からの異常電圧に対するプロテクタに用いるＰＮ
ＰＮ構造の半導体保護素子に関する。
通信線からの異常電圧に対するプロテクタに用いるＰＮ
ＰＮ構造の半導体保護素子に関する。
本発明は、第一半導体領域を形成する一導電型の半導体
基板に形成された第二、第三および第四半導体領域を含
むＰＮＰＮ構造の半導体保護素子において、 前記半導体基板の一生面の前記第一および第三半導体領
域で形成されるＰＮ接合の表面部分を含む少くとも一部
分から一導電型の不純物を導入して形成された第五半導
体領域を設けることにより、所望のブレークダウン電圧
を簡単に得られるようにしたものである。
基板に形成された第二、第三および第四半導体領域を含
むＰＮＰＮ構造の半導体保護素子において、 前記半導体基板の一生面の前記第一および第三半導体領
域で形成されるＰＮ接合の表面部分を含む少くとも一部
分から一導電型の不純物を導入して形成された第五半導
体領域を設けることにより、所望のブレークダウン電圧
を簡単に得られるようにしたものである。
従来、この種の半導体保護素子は、ＰＮＰＨの４層の半
導体領域から形成され、各層の不純物濃度や形状、拡散
深さ等を変えることにより、ブレークダウン電圧を制御
していた。例えば第４図に示すように、第二半導体領域
２と第三半導体領域３の拡散深さで第一半導体領域１の
厚みを制御すると同時に第一半導体領域１の不純物濃度
をも制御することにより、第一半導体領域１と第三半導
体領域３で作られるＰＮ接合に逆電圧をかけたときに、
第一半導体領域１側に広がる空乏層が必要なブレークダ
ウン電圧時に第二半導体領域２に達してパンチスルー現
象をおこし、保護素子がオン状態にはいるようになって
いた。
導体領域から形成され、各層の不純物濃度や形状、拡散
深さ等を変えることにより、ブレークダウン電圧を制御
していた。例えば第４図に示すように、第二半導体領域
２と第三半導体領域３の拡散深さで第一半導体領域１の
厚みを制御すると同時に第一半導体領域１の不純物濃度
をも制御することにより、第一半導体領域１と第三半導
体領域３で作られるＰＮ接合に逆電圧をかけたときに、
第一半導体領域１側に広がる空乏層が必要なブレークダ
ウン電圧時に第二半導体領域２に達してパンチスルー現
象をおこし、保護素子がオン状態にはいるようになって
いた。
前述した従来の半導体保護素子は、各層の不純物濃度、
形状、拡散深さ等を変えることによりブレークダウン電
圧の制御を行っていた。しかし、それらの個々の条件だ
けでなく、それらの条件の組合せでも微妙にブレークダ
ウン電圧に影響を与えるため、所望のブレークダウン電
圧を有する半導体保護素子を簡単に得ることができない
欠点があった口 本発明の目的は、前記の欠点を除去することにより、所
望のブレークダウン電圧を簡単に得ることのできる半導
体保護素子を提供することにある。
形状、拡散深さ等を変えることによりブレークダウン電
圧の制御を行っていた。しかし、それらの個々の条件だ
けでなく、それらの条件の組合せでも微妙にブレークダ
ウン電圧に影響を与えるため、所望のブレークダウン電
圧を有する半導体保護素子を簡単に得ることができない
欠点があった口 本発明の目的は、前記の欠点を除去することにより、所
望のブレークダウン電圧を簡単に得ることのできる半導
体保護素子を提供することにある。
本発明は、半導体基板である一導電型の第一半導体領域
と、この半導体基板の一方の主面側に形成され前記第一
半導体領域とＰＮ接合を形成する逆導電型の第二半導体
領域と、前記半導体基板の他方の主面側に形成され前記
第一半導体領域とＰＮ接合を形成する逆導電型の第三半
導体領域と、この第三半導体領域内に形成され前記第三
半導体領域とＰＮ接合を形成する第四半導体領域とを含
むＰＮＰＮ構造の半導体保護素子において、前記第一半
導体領域と前記第三半導体領域とで形成されたＰＮ接合
の表面部分を含む前記半導体基板の他方の主面側の少く
とも一部分から一導電型の不純物を導入して形成された
第五半導体領域を設けたことを特徴とする。
と、この半導体基板の一方の主面側に形成され前記第一
半導体領域とＰＮ接合を形成する逆導電型の第二半導体
領域と、前記半導体基板の他方の主面側に形成され前記
第一半導体領域とＰＮ接合を形成する逆導電型の第三半
導体領域と、この第三半導体領域内に形成され前記第三
半導体領域とＰＮ接合を形成する第四半導体領域とを含
むＰＮＰＮ構造の半導体保護素子において、前記第一半
導体領域と前記第三半導体領域とで形成されたＰＮ接合
の表面部分を含む前記半導体基板の他方の主面側の少く
とも一部分から一導電型の不純物を導入して形成された
第五半導体領域を設けたことを特徴とする。
本発明の半導体保護素子は、前述の第一半導体領域と第
三半導体領域との間で形成されるＰＮ接合の基板表面部
分に、基板すなわち前記第一半導体領域と同一導電型の
不純物を押込むことにより形成された第五半導体領域を
有している。
三半導体領域との間で形成されるＰＮ接合の基板表面部
分に、基板すなわち前記第一半導体領域と同一導電型の
不純物を押込むことにより形成された第五半導体領域を
有している。
一般に、ＰＮ接合ダイオードの逆電圧に対する耐圧は、
濃度の低い側の不純物濃度により決まる。
濃度の低い側の不純物濃度により決まる。
そのため、本発明の半導体保護素子においては、前記第
一半導体領域と前記第三半導体領域により形成されるＰ
Ｎ接合ダイオードの逆電圧に対する耐圧は、前記第五半
導体領域の不純物濃度が前記第一半導体領域よりも高く
なるため前記第五半導体領域で最も弱くなっており、こ
のＰＮ接合が降服すると第一〜第四半導体領域からなる
ＰＮＰＮ４層サイリスタがオン状態にはいる。
一半導体領域と前記第三半導体領域により形成されるＰ
Ｎ接合ダイオードの逆電圧に対する耐圧は、前記第五半
導体領域の不純物濃度が前記第一半導体領域よりも高く
なるため前記第五半導体領域で最も弱くなっており、こ
のＰＮ接合が降服すると第一〜第四半導体領域からなる
ＰＮＰＮ４層サイリスタがオン状態にはいる。
すなわち、この半導体保護素子のブレークダウン電圧は
、第五半導体領域を形成するために導入した不純物濃度
だけで制御でき、所望のブレークダウン電圧を簡単に得
ることが可能となる。
、第五半導体領域を形成するために導入した不純物濃度
だけで制御でき、所望のブレークダウン電圧を簡単に得
ることが可能となる。
なお、ここでいうｒＰＮＰＮ」４層はｒＮＰＮＰＪｄ層
を含む表現である。
を含む表現である。
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第１図は本発明の第一実施例を示す模式的縦断面図であ
る。本第−実施例は、第一半導体領域１を形成するＮ−
型の半導体基板１ａと、この半導体基板１ａの一方の主
面側に形成され第一半導体領域１とＰＮ接合を形成する
Ｐ型の第二半導体領域２と、半導体基板１ａの他方の主
面側に形成され第一半導体領域１とＰＮ接合を形成する
Ｐ＋型の第三半導体領域３と、この第三半導体領域３内
に形成され第三半導体領域３とＰＮ接合を形成するＮ“
７型の第四半導体領域４とを含むＰＮＰＮ構造の半導体
保護素子において、第一半導体領域１と第三半導体領域
３とで形成されたＰＮ接合の表面部分を含む半導体基板
１ａの他の主面側の一部分からＮ型の不純物を導入して
形成された第五半導体領域５を設けたものである。
る。本第−実施例は、第一半導体領域１を形成するＮ−
型の半導体基板１ａと、この半導体基板１ａの一方の主
面側に形成され第一半導体領域１とＰＮ接合を形成する
Ｐ型の第二半導体領域２と、半導体基板１ａの他方の主
面側に形成され第一半導体領域１とＰＮ接合を形成する
Ｐ＋型の第三半導体領域３と、この第三半導体領域３内
に形成され第三半導体領域３とＰＮ接合を形成するＮ“
７型の第四半導体領域４とを含むＰＮＰＮ構造の半導体
保護素子において、第一半導体領域１と第三半導体領域
３とで形成されたＰＮ接合の表面部分を含む半導体基板
１ａの他の主面側の一部分からＮ型の不純物を導入して
形成された第五半導体領域５を設けたものである。
本第−実施例は次のようにして製作される。第一半導体
領域１をＮ型半導体基板１ａで形成し、第二半導体領域
２および第三半導体領域３は半導体基板１ａの両主面か
らＰ型不純物を押込み、第四半導体領域４は半導体基板
１ａの第三半導体領域３と同じ側から第三半導体領域３
にＮ型不純物を押込むことによりそれぞれ形成する。
領域１をＮ型半導体基板１ａで形成し、第二半導体領域
２および第三半導体領域３は半導体基板１ａの両主面か
らＰ型不純物を押込み、第四半導体領域４は半導体基板
１ａの第三半導体領域３と同じ側から第三半導体領域３
にＮ型不純物を押込むことによりそれぞれ形成する。
この半導体保護素子に、第二半導体領域１に正、第四半
導体領域４に負の電圧を印加すると、第一および第三半
導体領域間１および３以外のＰＮ接合には全て順電圧が
かかるため、印加電圧はほとんど全てこの接合に加わる
こととなる。そのため、この第一および第三半導体領域
１および３間のＰＮ接合の逆耐圧を、第五半導体領域５
としてこの接合の表面部分にＮ型の不純物を押込むこと
により下げ、その降服電圧を第五半導体領域のＮ型不純
物のドーズ量により制御することにより、素子全体のブ
レークダウン電圧も自由に制御できる。
導体領域４に負の電圧を印加すると、第一および第三半
導体領域間１および３以外のＰＮ接合には全て順電圧が
かかるため、印加電圧はほとんど全てこの接合に加わる
こととなる。そのため、この第一および第三半導体領域
１および３間のＰＮ接合の逆耐圧を、第五半導体領域５
としてこの接合の表面部分にＮ型の不純物を押込むこと
により下げ、その降服電圧を第五半導体領域のＮ型不純
物のドーズ量により制御することにより、素子全体のブ
レークダウン電圧も自由に制御できる。
第２図は本第−実施例の電圧−電流特性図である。例え
ば、第一半導体領域１を形成するＮ型半導体基板１ａの
不純物濃度を４ ＸＩＯ”個／ｃｔｌ、厚さを２００μ
ｍとし、また第二半導体領域２および第三半導体領域３
のＰ型不純物濃度は第一半導体領域１の不純物濃度に比
べて十分大きくとり、その押込み深さはそれぞれ１００
μのおよび１５μｍ程度とする。第四半導体領域４は、
そのＮ型不純物濃度を第三半導体領域３の不純物濃度よ
り大きくとり、またその押込み深さは３μｍ程度とする
。以上の条件で作ったＰＮＰＮ４層のサイリスクに、ド
ーズ量１．５ ＸｌＯ１２個／ ｃｔｌ、押込み条件１
２００℃、９０分で第五半導体領域５を形成すると、こ
の半導体保護素子は、１００ （Ｖ〕程度のブレーク
ダウン電圧をもつようになる。
ば、第一半導体領域１を形成するＮ型半導体基板１ａの
不純物濃度を４ ＸＩＯ”個／ｃｔｌ、厚さを２００μ
ｍとし、また第二半導体領域２および第三半導体領域３
のＰ型不純物濃度は第一半導体領域１の不純物濃度に比
べて十分大きくとり、その押込み深さはそれぞれ１００
μのおよび１５μｍ程度とする。第四半導体領域４は、
そのＮ型不純物濃度を第三半導体領域３の不純物濃度よ
り大きくとり、またその押込み深さは３μｍ程度とする
。以上の条件で作ったＰＮＰＮ４層のサイリスクに、ド
ーズ量１．５ ＸｌＯ１２個／ ｃｔｌ、押込み条件１
２００℃、９０分で第五半導体領域５を形成すると、こ
の半導体保護素子は、１００ （Ｖ〕程度のブレーク
ダウン電圧をもつようになる。
第３図は本発明の第二実施例を示す模式的縦断面図であ
る。本第二実施例は第１図の第一実施例において、第五
半導体領域５を、半導体基板１ａの他の主面の全面にＮ
型不純物を注入し押込んで形成したものである。これは
、第五半導体領域５を形成するために押込む不純物の濃
度が、第三半導体領域３および第四半導体領域４に含ま
れるそれぞれの不純物濃度に比べ充分に小さいため、第
三半導体領域３と第四半導体領域４に押込まれた第五半
導体領域５形成のためのＮ型不純物は無視することがで
きるためである。
る。本第二実施例は第１図の第一実施例において、第五
半導体領域５を、半導体基板１ａの他の主面の全面にＮ
型不純物を注入し押込んで形成したものである。これは
、第五半導体領域５を形成するために押込む不純物の濃
度が、第三半導体領域３および第四半導体領域４に含ま
れるそれぞれの不純物濃度に比べ充分に小さいため、第
三半導体領域３と第四半導体領域４に押込まれた第五半
導体領域５形成のためのＮ型不純物は無視することがで
きるためである。
このことにより、本第二実施例を作るときは、第一実施
例を作るときよりもフォトレジスト回数が１回少くてす
む利点がある。
例を作るときよりもフォトレジスト回数が１回少くてす
む利点がある。
本発明の特徴は、第１図および第２図において第五半導
体領域５を設けたことにある。
体領域５を設けたことにある。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は、第一〜第四半導体領域
からなるＰＮＰＮＪ層型半導体型半導体保護素子半導体
領域を形成することにより、所望のブレークダウン電圧
を、その不純物濃度を制御することにより簡単に得るこ
とができる効果がある。
からなるＰＮＰＮＪ層型半導体型半導体保護素子半導体
領域を形成することにより、所望のブレークダウン電圧
を、その不純物濃度を制御することにより簡単に得るこ
とができる効果がある。
第１図は本発明の第一実施例を示す模式的縦断面図。
第２図はその電圧−電流特性図。
第３図は本発明の第二実施例を示す模式的縦断面図。
第４図は従来例を示す模式的縦断面図。
１・・・第一半導体領域、１ａ・・・半導体基板、２・
・・第二半導体領域、３・・・第三半導体領域、４・・
・第四半導体領域、５・・・第五半導体領域。 特許出願人 日本電気株式会社２．。 代理人 弁理士 井 出 直 孝 第−大交例の講逍 Ｊ￥１１ 口 第−芙廁例の＃Ｆ性 ′Ｍ２ 図 第二大扇例の溝近 ？ｉｌ！ｌｌＳ 図 促永例のａ五 扇 ４ 口
・・第二半導体領域、３・・・第三半導体領域、４・・
・第四半導体領域、５・・・第五半導体領域。 特許出願人 日本電気株式会社２．。 代理人 弁理士 井 出 直 孝 第−大交例の講逍 Ｊ￥１１ 口 第−芙廁例の＃Ｆ性 ′Ｍ２ 図 第二大扇例の溝近 ？ｉｌ！ｌｌＳ 図 促永例のａ五 扇 ４ 口
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 〔１〕半導体基板（１ａ）である一導電型の第一半導体
領域（１）と、この半導体基板の一方の主面側に形成さ
れ前記第一半導体領域とＰＮ接合を形成する逆導電型の
第二半導体領域（２）と、前記半導体基板の他方の主面
側に形成され前記第一半導体領域とＰＮ接合を形成する
逆導電型の第三半導体領域（３）と、この第三半導体領
域内に形成され前記第三半導体領域とＰＮ接合を形成す
る第四半導体領域（４）とを含むＰＮＰＮ構造の半導体
保護素子において、 前記第一半導体領域と前記第三半導体領域とで形成され
たＰＮ接合の表面部分を含む前記半導体基板の他方の主
面側の少くとも一部分から一導電型の不純物を導入して
形成された第五半導体領域（５）を 設けたことを特徴とする半導体保護素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62324448A JPH0666462B2 (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 半導体保護素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62324448A JPH0666462B2 (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 半導体保護素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01165170A true JPH01165170A (ja) | 1989-06-29 |
| JPH0666462B2 JPH0666462B2 (ja) | 1994-08-24 |
Family
ID=18165922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62324448A Expired - Fee Related JPH0666462B2 (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 半導体保護素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0666462B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0505176A1 (en) * | 1991-03-22 | 1992-09-23 | Lucas Industries Public Limited Company | Breakover diode |
| US5274253A (en) * | 1990-07-30 | 1993-12-28 | Nec Corporation | Semiconductor protection device against abnormal voltage |
| DE10344592A1 (de) * | 2003-09-25 | 2005-05-19 | eupec Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH | Verfahren zum Einstellen der Durchbruchspannung eines Thyristors |
| FR2871295A1 (fr) * | 2004-06-02 | 2005-12-09 | Lite On Semiconductor Corp | Dispositif de protection contre les surtensions et son procede de fabrication |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5193679A (ja) * | 1975-02-14 | 1976-08-17 | ||
| JPS5492187A (en) * | 1977-12-29 | 1979-07-21 | Omron Tateisi Electronics Co | Manufacture of planar-type semiconductor device |
| JPS6057668A (ja) * | 1983-07-29 | 1985-04-03 | エス・ジ−・エス−アテス・コンポネンチ・エレツトロニシ・ソシエタ・ペル・アチオニ | 半導体装置 |
-
1987
- 1987-12-21 JP JP62324448A patent/JPH0666462B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| FR2871295A1 (fr) * | 2004-06-02 | 2005-12-09 | Lite On Semiconductor Corp | Dispositif de protection contre les surtensions et son procede de fabrication |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0666462B2 (ja) | 1994-08-24 |
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