JPH01260863A - P-n junction diode - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体基板上に主として半導体集積回路の構
成要素として形成するPN接合ダイオードに関するもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a PN junction diode formed on a semiconductor substrate mainly as a component of a semiconductor integrated circuit.
PN接合ダイオードには、降伏させて用いる用途がある
。例えば第2図に示すように半導体集積回路内部で発生
させたり、または半導体集積回路外部から導入する充分
に高いが不安定な′セ圧V。、を、ダイオードを通して
一定の降伏電圧Vlとして取り出す場合がある。ダイオ
ードとそれに直列接続した抵抗から成る回路の両端AC
間に降伏電圧以上の電圧V。が発生する場合、voが変
動しても降伏しているダイオードの両端BC間には、常
に一定の電圧である降伏電圧V、が発生する。一つの応
用例としてこうして発生する一定電圧は、例えば精度の
良い一定電圧を必要とするMNOS(Metal N1
tride 0xide 3emiconductor
)型やM ON OS (Melal 0xide N
i tride0xide Sem1conducto
r ) 型などの不揮発性メモリーの書き込み用およ
び消去用電圧として使用することができる。PN junction diodes have applications in which they are used in a breakdown state. For example, as shown in FIG. 2, a sufficiently high but unstable internal pressure V is generated inside the semiconductor integrated circuit or introduced from outside the semiconductor integrated circuit. , may be taken out as a constant breakdown voltage Vl through a diode. AC at both ends of a circuit consisting of a diode and a resistor connected in series with it
A voltage V greater than the breakdown voltage between. When this occurs, a breakdown voltage V, which is always a constant voltage, is generated between both ends BC of the diode which is in breakdown even if vo fluctuates. As an example of an application, the constant voltage generated in this way can be used, for example, in MNOS (Metal N1), which requires a highly accurate constant voltage.
tride Oxide 3emiconductor
) type and M ON OS (Melal Oxide N
i tride0xide Sem1conducto
It can be used as a voltage for writing and erasing non-volatile memories such as r ) type.
しかし従来のように単に半導体基板にP型とN型の不純
物拡散層を形成しただけのPN接合ダイオードにおいて
は、降伏を繰り返す間に降伏電圧が変化して行くという
問題がある。これは第3図に示すように、降伏時に半導
体基板2表面近傍の第1電導型の高濃度不純物拡散層1
2と第2電導型の不純物拡散層16とで形成されるPN
接合4において発生する高エネルギーを有する電子6や
正孔8が、半導体基板2表面のポテンシャル障壁を越え
て半導体基板上の絶縁膜10内に注入することが原因で
ある。この注入が繰り返されて電子や正孔が蓄積される
と、絶縁膜10中には空間電荷が形成される。この空間
電荷によりPN接合にかかる電界強度が変化する。従っ
て降伏を繰り返すことにより降伏電圧が変化して行く。However, in a conventional PN junction diode in which P-type and N-type impurity diffusion layers are simply formed on a semiconductor substrate, there is a problem in that the breakdown voltage changes during repeated breakdowns. As shown in FIG.
2 and the second conductivity type impurity diffusion layer 16.
The cause is that high-energy electrons 6 and holes 8 generated at the junction 4 cross the potential barrier on the surface of the semiconductor substrate 2 and are injected into the insulating film 10 on the semiconductor substrate. When this injection is repeated and electrons and holes are accumulated, space charges are formed in the insulating film 10. This space charge changes the electric field strength applied to the PN junction. Therefore, by repeating breakdown, the breakdown voltage changes.
このため例えば前述の不揮発性メモリーの書き込み用お
よび消去用の電圧として、P型とN型の不純物拡散層を
形成しただけのPN接合ダイオードを応用すれば、やが
ては書き込みや消去が不可能となってしまう。For this reason, for example, if a PN junction diode in which only P-type and N-type impurity diffusion layers are formed is used as the voltage for writing and erasing the aforementioned nonvolatile memory, writing and erasing will eventually become impossible. It ends up.
本発明の目的は、上記課題すなわち高エネルギーを有す
る電子や正孔の絶縁膜中への注入を防止することにより
、注入によってもたらされる降伏電圧の変化を防止する
ことである。また、これにより一定の降伏電圧を維持で
きるPN接合ダイオードを提供することである。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, that is, to prevent changes in breakdown voltage caused by injection by preventing injection of high-energy electrons and holes into an insulating film. Another object of the present invention is to provide a PN junction diode that can maintain a constant breakdown voltage.
上記目的を達成するためK、本発明のPN接合ダイオー
ドは第1図に示すように、第1電導型の高濃度不純物拡
散層12とこれに隣接する第1電導型の低濃度不純物拡
散層14とを、第2電導型の不純物拡散層16内に有し
、半導体基板2表面近傍においては第1電導型の低濃度
不純物拡散層14と第2電導型の不純物拡散層16との
接合によりPN接合4が形成されており、半導体基板2
内部においては、第1電導型の高濃度不純物拡散層12
と第2電導型の不純物拡散層16の接合によりPN接合
4が形成されていることを特徴とする。To achieve the above object, the PN junction diode of the present invention has a first conductivity type high concentration impurity diffusion layer 12 and a first conductivity type low concentration impurity diffusion layer 14 adjacent thereto, as shown in FIG. in the impurity diffusion layer 16 of the second conductivity type, and in the vicinity of the surface of the semiconductor substrate 2, a PN A junction 4 is formed, and the semiconductor substrate 2
Inside, a first conductivity type high concentration impurity diffusion layer 12
It is characterized in that a PN junction 4 is formed by the junction of the impurity diffusion layer 16 of the second conductivity type and the impurity diffusion layer 16 of the second conductivity type.
このようなPN接合ダイオードにおいては、降伏電圧が
最も低いPN接合部分は、第1電導型の高濃度不純物拡
散層12と第2電導型の不純物拡散層16の接合で形成
されている半導体基板2内部のPN接合である。第1電
導型の低濃度不純・物拡散層14と第2電導型の不純物
拡散層16の接合で形成されている半導体基板2表面近
傍のPN接合は、半導体基板2内部のPN接合より高い
降伏電圧を有する。従って本発明のPN接合ダイオード
においては、降伏は半導体基板2内部のPN接合におい
て起こる。In such a PN junction diode, the PN junction portion with the lowest breakdown voltage is the semiconductor substrate 2 formed by the junction of the first conductivity type high concentration impurity diffusion layer 12 and the second conductivity type impurity diffusion layer 16. This is an internal PN junction. The PN junction near the surface of the semiconductor substrate 2 formed by the junction of the first conductivity type low concentration impurity/diffusion layer 14 and the second conductivity type impurity diffusion layer 16 has a higher yield than the PN junction inside the semiconductor substrate 2. Has voltage. Therefore, in the PN junction diode of the present invention, breakdown occurs at the PN junction inside the semiconductor substrate 2.
降伏時にはこの半導体基板2内部のPN接合において高
エネルギーを有する電子6や正孔8が発生するが、これ
らは半導体基板2表面に達するまでにエネルギーを失っ
てしまうため、半導体基板2表面のポテンシャル障壁を
越えて絶縁膜10中に注入されない。従って注入によっ
てもたらされる空間電荷の形成やPNN接合かかる電界
強度の変化は起こらず、一定の降伏電圧を維持すること
ができる。At the time of breakdown, high-energy electrons 6 and holes 8 are generated in the PN junction inside the semiconductor substrate 2, but since these lose energy before reaching the surface of the semiconductor substrate 2, the potential barrier on the surface of the semiconductor substrate 2 It is not implanted into the insulating film 10 in excess of this amount. Therefore, the formation of space charges brought about by injection and the change in electric field strength at the PNN junction do not occur, and a constant breakdown voltage can be maintained.
以下本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below based on the drawings.
まず本発明のPN接合ダイオードの製造実施例を、第4
図の工程断面図に基づいて説明する。First, a manufacturing example of a PN junction diode of the present invention will be described in the fourth section.
The explanation will be based on the process cross-sectional diagram in the figure.
第4図(alの工程では、抵抗率10(Ω@cm )の
N型半導体基板2上に感光性樹脂であるフォトレジスト
を塗布し、露光、現像するいわゆるフォリソグラフィー
によりフォトレジストパターンを形成し、これをマスク
としてイオン注入法によりエネルギー100 (KeV
)、 ドーズ量7 X 1015(atoms /c
+d)で半導体基板2にリンを注入する。In the step shown in FIG. 4 (al), a photoresist, which is a photosensitive resin, is applied onto an N-type semiconductor substrate 2 with a resistivity of 10 (Ω@cm ), exposed to light, and developed to form a photoresist pattern using so-called photolithography. , using this as a mask, an energy of 100 (KeV
), dose amount 7 x 1015 (atoms/c
+d) phosphorus is injected into the semiconductor substrate 2.
次に硫酸と過酸化水素の混合溶液中でフォトレジストパ
ターンを除去後、温度1140(”C)、酸素濃度0.
2(voJ%)の酸素と窒素の混合ガス雰囲気中で14
(時間)の熱処理を行うことにより、リンを拡散させる
。これによりN型のリン拡散層から成る第2電導型の不
純物拡散層16を形成する。またこのとき半導体基板2
上には、膜厚20(nm)の酸化シリコン膜18が形成
される。この酸化シリコン膜18は、次工程で形成する
窒化シリコン膜の応力緩和のための下敷膜として用いら
れる。Next, after removing the photoresist pattern in a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, the temperature was 1140 ("C) and the oxygen concentration was 0.
2 (voJ%) in a mixed gas atmosphere of oxygen and nitrogen.
By performing heat treatment for (hours), phosphorus is diffused. As a result, a second conductivity type impurity diffusion layer 16 made of an N type phosphorus diffusion layer is formed. Also at this time, the semiconductor substrate 2
A silicon oxide film 18 having a thickness of 20 (nm) is formed thereon. This silicon oxide film 18 is used as an underlying film for stress relaxation of a silicon nitride film to be formed in the next step.
第4図(blの工程では、アンモニアとジクロルシラン
を反応ガスとする化学気相成長法により、全面に膜厚1
50(nm)の窒化シリコン膜を形成する。次にフォト
レジストパターンを形成し、これをマスクとして6フツ
化イオウとトリフロロメタンを反応ガスとするイオンエ
ツチング法により窒化シリコン膜をエツチングし、その
後フォトレジストを除去する。これにより素子領域上に
窒化シリコン膜20が形成される。Figure 4 (In the step BL, a film with a thickness of 1
A 50 (nm) silicon nitride film is formed. Next, a photoresist pattern is formed, and using this as a mask, the silicon nitride film is etched by an ion etching method using sulfur hexafluoride and trifluoromethane as reaction gases, and then the photoresist is removed. As a result, a silicon nitride film 20 is formed on the element region.
第4図0の工程では、フォトレジストパターン22を形
成し、フォトレジストパターン22と窒化シリコン膜2
0とをマスクとしてイオン注入法によりエネルギー25
(KeV )、 ドーズ量2 X I O(atom
s /cr71)で半導体基板2にボロンを注入する。In the step of FIG. 40, a photoresist pattern 22 is formed, and the photoresist pattern 22 and the silicon nitride film 2 are
0 as a mask, energy 25 was applied by ion implantation method.
(KeV), dose amount 2 X IO (atom
Boron is implanted into the semiconductor substrate 2 at s/cr71).
これによりP型のボロン拡散層から成る第1電導型の低
濃度不純物拡散層14を形成する。As a result, a first conductivity type low concentration impurity diffusion layer 14 made of a P type boron diffusion layer is formed.
第4図(dlの工程では、フォトレジストパターンを除
去後、窒化シリコン膜20を耐酸化膜として温度103
0(℃)の水蒸気雰囲気中で3(時間)半導体基板を酸
化することにより、膜厚900(nm)の酸化シリコン
膜から成る素子分離用絶縁膜24を形成する。これによ
り第1電導型の低濃度不純物拡散層14は、素子分離用
絶縁膜24の下である素子分離領域内に形成される。FIG. 4 (In the dl step, after removing the photoresist pattern, the silicon nitride film 20 is used as an oxidation-resistant film at a temperature of 103°C.
By oxidizing the semiconductor substrate for 3 hours in a water vapor atmosphere at 0 (° C.), an element isolation insulating film 24 made of a silicon oxide film with a thickness of 900 (nm) is formed. As a result, the first conductivity type low concentration impurity diffusion layer 14 is formed in the element isolation region under the element isolation insulating film 24.
第4図telの工程では、熱リン酸溶液中で窒化シリコ
ン膜を除去後フォトレジストパターン22を形成し、フ
ォトレジストパターン22と素子分離用絶縁膜24とを
マスクとしてイオン注入法によりエネルギー25(Ke
V)、ドーズ量2.5X1015(atoms / c
rl )で半導体基板2にボロンを注入する。これによ
り第1電導型の低濃度不純物拡散層14が隣接する素子
領域内に、P型のボロン拡散層から成る第1電導型の高
濃度不純物拡散層12を形成する。In the step shown in FIG. 4, a photoresist pattern 22 is formed after removing the silicon nitride film in a hot phosphoric acid solution, and an energy 25 ( Ke
V), dose amount 2.5X1015 (atoms/c
boron is implanted into the semiconductor substrate 2 at step (rl). As a result, a first conductivity type high concentration impurity diffusion layer 12 made of a P type boron diffusion layer is formed in the element region adjacent to the first conductivity type low concentration impurity diffusion layer 14 .
第4図げ)の工程では、フォトレジストパターン除去後
新たに7オトレジストパターン22を形成し、フォトレ
ジストパターン22と素子分離用絶縁膜24とをマスク
としてイオン注入法によりエネルギー40 (KeV
)、 ドーズ量4×1015(atoms / cnl
)で半導体基板2にヒ素を注入する。In the process of FIG. 4), after the photoresist pattern is removed, a new 7 photoresist pattern 22 is formed, and an ion implantation method is performed using the photoresist pattern 22 and the element isolation insulating film 24 as a mask at an energy level of 40 (KeV).
), dose amount 4×1015 (atoms/cnl
), arsenic is implanted into the semiconductor substrate 2.
これにより形成するヒ素拡散層26は、第2電導型の不
純物拡散層16と後続工程で形成する電極との間に低抵
抗の電気的な接続を得るために形成する。The arsenic diffusion layer 26 thus formed is formed in order to obtain a low-resistance electrical connection between the second conductivity type impurity diffusion layer 16 and an electrode to be formed in a subsequent step.
第4図(glの工程では、フォトレジストパターン除去
後モノシラン、酸素、フォスフインを反応ガスとする化
学気相成長法により、全面に膜480(n m )のリ
ン含有酸化シリコン膜すなわちPSG膜から成る中間絶
縁膜28を形成する。この後。Figure 4 (In the GL process, after removing the photoresist pattern, a 480 (nm) phosphorus-containing silicon oxide film, that is, a PSG film, is formed over the entire surface by chemical vapor deposition using monosilane, oxygen, and phosphine as reaction gases. Form an intermediate insulating film 28. After this.
lO00(’C)の窒素雰囲気中で30(分間)の熱処
理を行うことにより、不純物の活性化を行う。The impurities are activated by heat treatment for 30 minutes in a nitrogen atmosphere at lO00 ('C).
第4図(hlの工程では、フォトレジストパターンを形
成し、これをマスクとしてトリフロロメタンとへキサフ
ロロエタンを反応ガスとするイオンエツチング法により
、中間絶縁膜28をエツチングする。これにより、第1
電導型の高濃度不純物拡散層12と第2電導型の不純物
拡散層16に電極を形成するためのコンタクトホールを
形成スル。In the step of FIG. 4 (hl), a photoresist pattern is formed, and using this as a mask, the intermediate insulating film 28 is etched by an ion etching method using trifluoromethane and hexafluoroethane as reaction gases.
Contact holes for forming electrodes are formed in the high concentration impurity diffusion layer 12 of the conductivity type and the impurity diffusion layer 16 of the second conductivity type.
フォトレジスト除去後、スパッタ法により全面に膜厚l
(μm)のアルミニウム膜を形成する。この上にフォト
レジストパターンを形成し、これをマスクとしてボロン
トリクロライドとモノ70ロトリクロロメタンを反応ガ
スとしたイオンエツチング法により、アルミニウム膜を
エツチングする。After removing the photoresist, a film with a thickness of 1 is deposited on the entire surface by sputtering.
(μm) aluminum film is formed. A photoresist pattern is formed on this, and using this as a mask, the aluminum film is etched by an ion etching method using boron trichloride and mono-70-trichloromethane as reaction gases.
これによりアルミニウム膜から成る電極30を形成する
。フォトレジスト除去後、電極30と各不純物拡散層と
の間にオーム接触を得るために、425 (’C)の水
素雰囲気中で30(分間)の水素処理を行う。As a result, an electrode 30 made of an aluminum film is formed. After removing the photoresist, hydrogen treatment is performed for 30 minutes in a hydrogen atmosphere of 425 ('C) to obtain ohmic contact between the electrode 30 and each impurity diffusion layer.
上記実施例においては、通常はMOS)ランジスタなど
の素子を形成するいわゆる素子領域内に第1電導型の高
濃度不純物拡散層12を形成し、通常はMOS)ランジ
スタなどの素子を電気的に分離するいわゆる素子分離領
域である素子分離用絶縁膜24の下に第1電導型の低濃
度不純物拡散層14を形成して、本発明のPN接合ダイ
オードを得る。In the above embodiment, a first conductivity type high concentration impurity diffusion layer 12 is formed in a so-called element region where an element such as a MOS transistor is formed, and the element such as an MOS transistor is electrically isolated. A first conductivity type low concentration impurity diffusion layer 14 is formed under the element isolation insulating film 24, which is a so-called element isolation region, to obtain a PN junction diode of the present invention.
こうすることにより、MOSトランジスタなどの他の素
子により構成される通常の半導体集積回路の製造プロセ
スに適合し、容易に半導体集積回路内に他の素子と混在
して本発明のPN接合ダイオードを搭載することができ
るという利点がある。By doing so, it is compatible with the manufacturing process of normal semiconductor integrated circuits composed of other elements such as MOS transistors, and the PN junction diode of the present invention can be easily installed in a semiconductor integrated circuit mixed with other elements. The advantage is that it can be done.
次に本発明のPN接合ダイオードの降伏電圧が変化しな
いことを、従来のPN接合ダイオードと比較しながら説
明する。本発明のPN接合ダイオードは、前述の製造実
施例によって得た第4図(hlに示すものである。従来
のPN接合ダイオードは、前述の製造実施例において第
4図(h)に示す第1電導型の低濃度不純物拡散層14
を形成しない場合のものに相当する。第2図に示すよう
KPN接合ダイオードと25(KΩ)の抵抗を直列接続
し、この両端AB間にVoとして逆方向電圧15(V)
を10 (ms )印加してPN接合ダイオードを降伏
させる動作を繰り返した。Next, the fact that the breakdown voltage of the PN junction diode of the present invention does not change will be explained in comparison with a conventional PN junction diode. The PN junction diode of the present invention is shown in FIG. 4 (hl) obtained in the manufacturing example described above. Conductive type low concentration impurity diffusion layer 14
This corresponds to the case where no . As shown in Figure 2, a KPN junction diode and a 25 (KΩ) resistor are connected in series, and a reverse voltage of 15 (V) is applied between both ends AB as Vo.
was applied for 10 (ms) to cause the PN junction diode to break down.
この時の降伏の繰り返し回数と降伏電圧v1の関係を第
5図に示す。従来のPN接合ダイオードの場合は、グラ
フ62に示すように降伏を繰り返すことにより降伏電圧
が変化して行く。これは前述のように、降伏時に半導体
基板表面近傍のPN接合において発生する高エネルギー
を有する電子や正孔が、半導体基板表面のポテンシャル
障壁を越えて半導体基板上の絶縁膜中に注入するからで
ある。The relationship between the number of repetitions of breakdown and breakdown voltage v1 at this time is shown in FIG. In the case of a conventional PN junction diode, the breakdown voltage changes as the breakdown occurs repeatedly, as shown in graph 62. As mentioned above, this is because high-energy electrons and holes generated in the PN junction near the semiconductor substrate surface during breakdown cross the potential barrier on the semiconductor substrate surface and are injected into the insulating film on the semiconductor substrate. be.
これに対して本発明のPN接合ダイオードにおいては、
グラフ34に示すように降伏を繰り返しても降伏電圧は
変化せず一定値を維持する。これは降伏が基板内部のP
N接合、すなわち第4図(hlにおける第1電導型の高
濃度不純物拡散層12の底面において起こり、ここで発
生する高エネルギーを有する電子や正孔が半導体基板表
面に到達するまでにエネルギーを失い、ポテンシャル障
壁を越えて半導体基板上の絶縁膜中に注入することがで
きないからである。On the other hand, in the PN junction diode of the present invention,
As shown in graph 34, even if breakdown is repeated, the breakdown voltage does not change and remains constant. This means that the breakdown is P inside the substrate.
The N junction occurs at the bottom of the first conductivity type high concentration impurity diffusion layer 12 in FIG. This is because it cannot be injected into the insulating film on the semiconductor substrate beyond the potential barrier.
本発明のPN接合ダイオードの用途としては、例えばM
N OS型やMONO3型の不揮発性メモリーの書き
込みおよび消去用電圧を発生させる応用があることを述
べたが、それ以外忙も一般に定電圧発生用の素子として
用いたり、電圧制限用の ・素子として用いるなど、要
するにPN接合ダイオードを降伏させて使用する用途全
般に適用することができる。なかでも特に、精度良く一
定の降伏電圧を維持しなければならない場合に有効であ
る。Examples of uses of the PN junction diode of the present invention include M
As mentioned above, there are applications for generating write and erase voltages for NOS type and MONO3 type nonvolatile memories, but other than that, they are also generally used as elements for constant voltage generation, and as voltage limiting elements. In short, it can be applied to all applications in which a PN junction diode is broken down and used. Among these, it is particularly effective when a constant breakdown voltage must be maintained with high precision.
以上の説明で明らかなように、本発明によれば降伏時に
PN接合において発生する高エネルギーを有する電子や
正孔の絶縁膜中への注入を防止し、この注入によっても
たらされる降伏電圧の変化を防止することができる。こ
れたより降伏電圧を一定に維持することができるPN接
合ダイオードが得られる。As is clear from the above explanation, according to the present invention, injection of high-energy electrons and holes generated in the PN junction during breakdown into the insulating film is prevented, and changes in the breakdown voltage caused by this injection are suppressed. It can be prevented. This provides a PN junction diode that can maintain a constant breakdown voltage.
さらに第1電導型の高濃度不純物拡散層を素子領域内に
配置し、第1電導型の低濃度不純物拡散層を素子分離用
絶縁膜下の素子分離領域た配置することKより、半導体
集積回路製造プロセス忙適合し容易に半導体集積回路内
に本発明のPN接合ダイオードを他の素子と混在して搭
載することができる効果をもつ。Furthermore, a high concentration impurity diffusion layer of the first conductivity type is arranged in the element region, and a low concentration impurity diffusion layer of the first conductivity type is arranged in the element isolation region under the insulating film for element isolation. This has the advantage that the PN junction diode of the present invention can be easily integrated with other elements in a semiconductor integrated circuit in accordance with the manufacturing process.
第1図は本発明のPN接合ダイオードの構造を示す断面
図、第2図はPN接合ダイオードを降伏させて用いる場
合の回路図、第3図は従来のPN接合ダイオードの構造
を示す断面図、第4図(all電電圧関係を示すグラフ
である。
2・・・・・・半導体基板、 4・・・・・・PN接合
、12・・・・・・第1電導型の高濃度不純物拡散層、
14・・・・・・第1電導型の低濃度不純物拡散層、1
6・・・・・・第2電導型の不純物拡散層、24・・・
・・・素子分離用絶縁膜。
第1図
4−・PN接合
12−・−′41を手型1の高漣ル汗耗勿孤疫肩14・
−亨1電御型のイ氏7M工耗窃石U又116−・−第2
を導實力不托T!J瓜訳1第2図
第3図
4・・−PN狸合
12・・・第】電場型の高(U隻不削弓勿;I秩屈16
・・・第2電専型の不棄剖勿田スπL1第4図
12・−第1電を型の、高ン農皮不傘F吻瓜叡属14−
・・ 第1電1F型の’lk濃覆不鯰物Jい撲鳳16−
・ ′!F、2電導型の不耗吻禾i戊層24− 素子
分W!B粕珠康FIG. 1 is a sectional view showing the structure of the PN junction diode of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram when the PN junction diode is used in a breakdown state, and FIG. 3 is a sectional view showing the structure of a conventional PN junction diode. FIG. 4 (This is a graph showing all electric voltage relationships. 2...Semiconductor substrate, 4...PN junction, 12...High concentration impurity diffusion of first conductivity type) layer,
14...Low concentration impurity diffusion layer of first conductivity type, 1
6... Second conductivity type impurity diffusion layer, 24...
...Insulating film for element isolation. FIG.
-Mr. Lee 7M wear stone Umata 116--2nd
The guiding force is not good! J Guan Translation 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4... - PN Tanukiai 12... No.] Electric field type height (U ship Fukenu Yumatsu; I Chichiku 16
...Second Densen type of Fukianai Muda Su πL1 Fig. 4 12・-First Densen type, Takaon Nohin Fuka F proboscis Guajun genus 14-
・・ 1st electric 1F type 'lk nokakufusamamono Jiboho 16-
・ ′! F, 2-conductivity type non-wearable layer 24- element W! B Kasujuko
Claims (2)
の高濃度不純物拡散層に隣接する第1電導型の低濃度不
純物拡散層とを半導体基板内に設けた第2電導型の不純
物拡散層内に有し、前記半導体基板表面近傍においては
前記第1電導型の低濃度不純物拡散層と前記第2電導型
の不純物拡散層との接合によりPN接合が形成されてお
り、前記半導体基板内部においては前記第1電導型の高
濃度不純物拡散層と前記第2電導型の不純物拡散層との
接合によりPN接合が形成されていることを特徴とする
PN接合ダイオード。(1) A second conductivity type in which a first conductivity type high concentration impurity diffusion layer and a first conductivity type low concentration impurity diffusion layer adjacent to the first conductivity type high concentration impurity diffusion layer are provided in a semiconductor substrate. a PN junction is formed in the impurity diffusion layer of the semiconductor substrate near the surface of the semiconductor substrate by a junction between the first conductivity type low concentration impurity diffusion layer and the second conductivity type impurity diffusion layer; A PN junction diode, wherein a PN junction is formed in the semiconductor substrate by a junction between the first conductivity type high concentration impurity diffusion layer and the second conductivity type impurity diffusion layer.
設置されており、第1電導型の低濃度不純物拡散層が素
子分離用絶縁膜下の素子分離領域内に設置されているこ
とを特徴とする請求項1記載のPN接合ダイオード。(2) A first conductivity type high concentration impurity diffusion layer is installed in the element region, and a first conductivity type low concentration impurity diffusion layer is installed in the element isolation region under the element isolation insulating film. The PN junction diode according to claim 1, characterized in that:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8819688A JPH01260863A (en) | 1988-04-12 | 1988-04-12 | P-n junction diode |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8819688A JPH01260863A (en) | 1988-04-12 | 1988-04-12 | P-n junction diode |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01260863A true JPH01260863A (en) | 1989-10-18 |
Family
ID=13936146
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8819688A Pending JPH01260863A (en) | 1988-04-12 | 1988-04-12 | P-n junction diode |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01260863A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0434962A (en) * | 1990-05-30 | 1992-02-05 | Nec Ic Microcomput Syst Ltd | Semiconductor device |
US7019379B2 (en) | 2003-01-09 | 2006-03-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor device comprising voltage regulator element |
JP2006108272A (en) * | 2004-10-04 | 2006-04-20 | Denso Corp | Zener diode |
CN100369269C (en) * | 2003-12-10 | 2008-02-13 | 上海华虹Nec电子有限公司 | Structur of catching diode (two) |
WO2008136409A1 (en) * | 2007-04-26 | 2008-11-13 | The Kansai Electric Power Co., Inc. | Silicon carbide zener diode |
JP2019054240A (en) * | 2017-09-13 | 2019-04-04 | ローム株式会社 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
-
1988
- 1988-04-12 JP JP8819688A patent/JPH01260863A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0434962A (en) * | 1990-05-30 | 1992-02-05 | Nec Ic Microcomput Syst Ltd | Semiconductor device |
US7019379B2 (en) | 2003-01-09 | 2006-03-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor device comprising voltage regulator element |
CN100369269C (en) * | 2003-12-10 | 2008-02-13 | 上海华虹Nec电子有限公司 | Structur of catching diode (two) |
JP2006108272A (en) * | 2004-10-04 | 2006-04-20 | Denso Corp | Zener diode |
WO2008136409A1 (en) * | 2007-04-26 | 2008-11-13 | The Kansai Electric Power Co., Inc. | Silicon carbide zener diode |
US8093599B2 (en) | 2007-04-26 | 2012-01-10 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | Silicon carbide Zener diode |
JP2019054240A (en) * | 2017-09-13 | 2019-04-04 | ローム株式会社 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
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