JPH01273361A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH01273361A JPH01273361A JP10193288A JP10193288A JPH01273361A JP H01273361 A JPH01273361 A JP H01273361A JP 10193288 A JP10193288 A JP 10193288A JP 10193288 A JP10193288 A JP 10193288A JP H01273361 A JPH01273361 A JP H01273361A
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- Japan
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- guard ring
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- diffusion layer
- semiconductor substrate
- diffusion
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- Pending
Links
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Landscapes
- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
- Bipolar Transistors (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、ペレット内に例えば二つのダイオードを直列
に接続して設けた構造の半導体装置に関する。
に接続して設けた構造の半導体装置に関する。
周知のように、ペレット内に二つのダイオードを並列に
設けて、双方のアノード電極又はカソード電極を共通と
した三端子の半導体装置は、比較的簡単に製造すること
ができ、しかも回路を組む上で便利であるため、広く使
用されている。
設けて、双方のアノード電極又はカソード電極を共通と
した三端子の半導体装置は、比較的簡単に製造すること
ができ、しかも回路を組む上で便利であるため、広く使
用されている。
けれども、第２図に示すように、ペレット内に二つのダ
イオードＤ、、Ｄｂを直列に接続して設け、両者の間か
ら共通電極を引き出した構造の半導体装置は、その製造
が容易でないため、回路を組む上で便利であるにも拘ら
ず、現在のところ未開発にちかい状態であり、従来例と
して第４図に示すような構造のものが存在・する程度で
ある。
イオードＤ、、Ｄｂを直列に接続して設け、両者の間か
ら共通電極を引き出した構造の半導体装置は、その製造
が容易でないため、回路を組む上で便利であるにも拘ら
ず、現在のところ未開発にちかい状態であり、従来例と
して第４図に示すような構造のものが存在・する程度で
ある。
この第４図に示す直列接続型の半導体装置はリニアＩＣ
の製造技術を応用して製造したもので、ｐ形のサブスト
レート１００の表面にｎ形のエピタキシャル層１０１を
形成し、このエピタキシャル層１０１に二つのｐ形ガー
ドリング１０２ａ。
の製造技術を応用して製造したもので、ｐ形のサブスト
レート１００の表面にｎ形のエピタキシャル層１０１を
形成し、このエピタキシャル層１０１に二つのｐ形ガー
ドリング１０２ａ。
１０２ｂを互いに外接状態で形成しである。そして、一
方のガードリング１０２ａ内例のエビタキシャル層表面
にｐ形の拡散層１０３を形成して第一のダイオードを組
立てると共に、他方のガードリング１０２ｂ内側のエピ
タキシャル層表面にｐ形の拡散層１０４と、ｎ゛形の高
濃度拡散層１０５を順次形成して第二のダイオードを組
立て、第一のダイオードのカソード電極１０６と第二の
ダイオードのアノード電極１０７をアルミニウムの配線
パターン等で連結することによって双方のダイオードを
直列接続しである。尚、１０８は第一のダイオードのア
ノード電極、１０９は第二のダイオードのカソード電極
、１１０は絶縁酸化膜である。
方のガードリング１０２ａ内例のエビタキシャル層表面
にｐ形の拡散層１０３を形成して第一のダイオードを組
立てると共に、他方のガードリング１０２ｂ内側のエピ
タキシャル層表面にｐ形の拡散層１０４と、ｎ゛形の高
濃度拡散層１０５を順次形成して第二のダイオードを組
立て、第一のダイオードのカソード電極１０６と第二の
ダイオードのアノード電極１０７をアルミニウムの配線
パターン等で連結することによって双方のダイオードを
直列接続しである。尚、１０８は第一のダイオードのア
ノード電極、１０９は第二のダイオードのカソード電極
、１１０は絶縁酸化膜である。
しかしながら、上記の半導体装置は耐圧性に劣るという
問題があった。即ち、耐圧を向上させるためにはエピタ
キシャル層１０１を厚く形成する必要があるが、厚いエ
ピタキシャル層１０１を形成することは、多大の時間を
要し、極めて非能率的であり、現実に充分な耐圧を発揮
し得る厚さとすることは困難であった。しかも、直列接
続用の配線パターンを表面に形成するための余分なスペ
ースが必要となるので、半導体装置の小型化を図ること
が難しいという問題があり、また、不純物を拡散する工
程が多いので製造面やコスト面でも不利であった。
問題があった。即ち、耐圧を向上させるためにはエピタ
キシャル層１０１を厚く形成する必要があるが、厚いエ
ピタキシャル層１０１を形成することは、多大の時間を
要し、極めて非能率的であり、現実に充分な耐圧を発揮
し得る厚さとすることは困難であった。しかも、直列接
続用の配線パターンを表面に形成するための余分なスペ
ースが必要となるので、半導体装置の小型化を図ること
が難しいという問題があり、また、不純物を拡散する工
程が多いので製造面やコスト面でも不利であった。
本発明の半導体装置は、上記課題を解決することを目的
としてなされたもので、一導電形の半導体基板に、該基
板を貫通する他導電形の第一ガードリングと第二ガード
リングを形成し、第一ガードリングで囲まれた半導体基
板の第−囲繞部の表面側に他導電形の第一拡散層を形成
すると共に、第二ガードリングで囲まれた半導体基板の
第二囲繞部の裏面側に他導電形の第二拡散層をその周縁
部が第二ガードリングと重なるように形成し、第一拡散
層の表面にアノード電極を、第二囲繞部の表面にカソー
ド電極を、半導体基板の裏面に共通電極をそれぞれ形成
したことを要旨とする。
としてなされたもので、一導電形の半導体基板に、該基
板を貫通する他導電形の第一ガードリングと第二ガード
リングを形成し、第一ガードリングで囲まれた半導体基
板の第−囲繞部の表面側に他導電形の第一拡散層を形成
すると共に、第二ガードリングで囲まれた半導体基板の
第二囲繞部の裏面側に他導電形の第二拡散層をその周縁
部が第二ガードリングと重なるように形成し、第一拡散
層の表面にアノード電極を、第二囲繞部の表面にカソー
ド電極を、半導体基板の裏面に共通電極をそれぞれ形成
したことを要旨とする。
本発明の半導体装置においては、ｐ形の第一拡散層とｎ
形半導体基板の第−囲繞部とのｐｎ接合によって第一の
ダイオードが構成されると共に、ｐ形の第二拡散層とｎ
形半導体基板の第二囲繞部とのｐｎ接合によって第二の
ダイオードが構成され、双方のダイオードが半導体基板
裏面の共通電極によって直列に接続される。
形半導体基板の第−囲繞部とのｐｎ接合によって第一の
ダイオードが構成されると共に、ｐ形の第二拡散層とｎ
形半導体基板の第二囲繞部とのｐｎ接合によって第二の
ダイオードが構成され、双方のダイオードが半導体基板
裏面の共通電極によって直列に接続される。
以下、図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。
第１図は本発明の一実施例に係る半導体装置を示す概略
断面図、第２図は同装置の等価回路図である。
断面図、第２図は同装置の等価回路図である。
第１図に於て、１はｎ形の半導体基板であり、該基板１
にはｐ形の第一ガードリング２ａと第二ガードリング２
ｂが互いに外接状態で形成されている。双方のガードリ
ング２ａ、２ｂは、基板１を貫通するように基板１の厚
み全体にわたって連続して形成されており、従って、基
板１の第一ガードリング２ａで囲まれた第−囲繞部３ａ
と第一ガードリング２ａで囲まれた第二囲繞部３ｂは完
全に隔離状態となっている。上記の半導体基板１は、耐
圧向上の観点から不純物濃度が低い高比抵抗のものを使
用することが望ましく、また、その厚さは１８０〜２２
０μ程度であることが望ましい。このような範囲に設定
する理由は、１８０μｍより薄い場合は、基板の強度が
弱く割れやすいため、取扱い性が悪くなるといった不都
合を生じ、逆に２２０μより厚くなると、後述のように
ｐ形不純物を基板１両面から拡散してガードリング２ａ
、２ｂを形成するのに時間を要するといった不都合が生
じるからである。
にはｐ形の第一ガードリング２ａと第二ガードリング２
ｂが互いに外接状態で形成されている。双方のガードリ
ング２ａ、２ｂは、基板１を貫通するように基板１の厚
み全体にわたって連続して形成されており、従って、基
板１の第一ガードリング２ａで囲まれた第−囲繞部３ａ
と第一ガードリング２ａで囲まれた第二囲繞部３ｂは完
全に隔離状態となっている。上記の半導体基板１は、耐
圧向上の観点から不純物濃度が低い高比抵抗のものを使
用することが望ましく、また、その厚さは１８０〜２２
０μ程度であることが望ましい。このような範囲に設定
する理由は、１８０μｍより薄い場合は、基板の強度が
弱く割れやすいため、取扱い性が悪くなるといった不都
合を生じ、逆に２２０μより厚くなると、後述のように
ｐ形不純物を基板１両面から拡散してガードリング２ａ
、２ｂを形成するのに時間を要するといった不都合が生
じるからである。
第−囲繞部３ａの表面にはｐ形の第一拡散Ｎ４ａが形成
され、この第一拡散層４ａと第−囲繞部３ａとのｐｎ接
合によって第一ダイオードＤ１が構成されている。また
、第二囲繞部３ｂの裏面にもｐ形の第二拡散ＪＷ４ｂが
形成され、この第二拡散層４ｂと第二囲繞部３ｂとのｐ
ｎ接合によって第二ダイオードＤ、が構成されている。
され、この第一拡散層４ａと第−囲繞部３ａとのｐｎ接
合によって第一ダイオードＤ１が構成されている。また
、第二囲繞部３ｂの裏面にもｐ形の第二拡散ＪＷ４ｂが
形成され、この第二拡散層４ｂと第二囲繞部３ｂとのｐ
ｎ接合によって第二ダイオードＤ、が構成されている。
この第二拡散層４ｂは、第二ダイオードＤ、のカソード
電極７と共通電極８のショートを防止するため、拡散層
周縁部が第二ガードリング２ｂと重なるように形成する
必要がある。更に、第−囲繞部３ａの裏面と第二囲繞部
３ｂの表面には、不純物濃度が高い第一のｎ膨拡散層５
ａと第二のｎ膨拡散層５ｂが形成されている。これらの
ｎ膨拡散層５ａ。
電極７と共通電極８のショートを防止するため、拡散層
周縁部が第二ガードリング２ｂと重なるように形成する
必要がある。更に、第−囲繞部３ａの裏面と第二囲繞部
３ｂの表面には、不純物濃度が高い第一のｎ膨拡散層５
ａと第二のｎ膨拡散層５ｂが形成されている。これらの
ｎ膨拡散層５ａ。
５ｂは、電極に対するオーミックコンタクトをとってＶ
Ｆ特性を向上させるため、及び、層厚の調節によって必
要な耐圧特性を得るために形成されたものである。
Ｆ特性を向上させるため、及び、層厚の調節によって必
要な耐圧特性を得るために形成されたものである。
ｐ形の第一拡散層４ａの表面と第二囲繞部３ｂの表面に
は、第一ダイオードＤ、のアノード電極６と第二ダイオ
ードＤ、のカソード電極７がそれぞれ設けられており、
また、半導体基板１の裏面には共通電極８が設けられて
いる。アノード電極６とカソード電極７はアルミニウム
等で形成されるが、共通電極８はクロム、ニッケル、錫
、銀等で形成された単層又は複層構造をしており、この
共通電極８によって双方のダイオードＤ、、Ｄｂが直列
接続されている。尚、９は半導体基板１の表面に形成さ
れた絶縁酸化膜である。
は、第一ダイオードＤ、のアノード電極６と第二ダイオ
ードＤ、のカソード電極７がそれぞれ設けられており、
また、半導体基板１の裏面には共通電極８が設けられて
いる。アノード電極６とカソード電極７はアルミニウム
等で形成されるが、共通電極８はクロム、ニッケル、錫
、銀等で形成された単層又は複層構造をしており、この
共通電極８によって双方のダイオードＤ、、Ｄｂが直列
接続されている。尚、９は半導体基板１の表面に形成さ
れた絶縁酸化膜である。
次に、第３図を参照しながら、上記構成の半導体装置の
製法を概説する。尚、第３図においては図面を簡素化す
るため絶縁酸化膜やフォトレジスト膜等を省略しである
。
製法を概説する。尚、第３図においては図面を簡素化す
るため絶縁酸化膜やフォトレジスト膜等を省略しである
。
先ず、低濃度のｎ形半導体基板を研磨して第３図（イ）
に示すように１８０〜２２０μの厚さのｎ形半導体基板
１を得る。次いで、この基板１の両面の対向部分にガー
ドリング形成用の窓開けをし、第３図（ロ）に示すよう
に基板１の両面がらｐ形不純物を注入し第−及び第二ガ
ードリング予定層２ａ、２ｂ′を形成する。そして、第
３図（ハ）に示すようにｐ形不純物を両面に深く押し込
んで連結し、互いに外接する第一ガードリング２ａと第
二ガードリング２ｂを形成する。このガードリングの形
成は、基板１の厚さが１８０〜２２０μと比較的薄いの
で、それほど時間を要しないガードリングの形成が終わ
ると、第一ガードリング２ａで囲まれた第−囲繞部３ａ
の表面と、第二ガードリング２ｂで囲まれた第二囲繞部
３ｂの裏面に窓開けをし、第３図（ニ）に示すようにｐ
形不純物をそれぞれ注入、拡散して、ｐ形の第一拡散層
４ａと第二拡散層４ｂを形成する。このとき、第二拡散
層４ｂの周縁部が第二ガードリング２ｂに重なるように
、第二囲繞部３ｂの裏面の窓開けは大きく行う。次いで
、第−囲繞部３ａの裏面と第二囲繞部３ｂの表面に窓開
けを行い、第３図（ホ）に示すようにｎ形不純物を高濃
度で注入、拡散して第一のｎ膨拡散層５ａと第二のｎ膨
拡散層５ｂを形成する。尚、これらのｎ膨拡散層５ａ、
５ｂを形成するとき、及び上記のｐ膨拡散層４ａ、４ｂ
を形成するときには、必要な耐圧特性が得られるように
層厚を適当に調節するのが好ましい。
に示すように１８０〜２２０μの厚さのｎ形半導体基板
１を得る。次いで、この基板１の両面の対向部分にガー
ドリング形成用の窓開けをし、第３図（ロ）に示すよう
に基板１の両面がらｐ形不純物を注入し第−及び第二ガ
ードリング予定層２ａ、２ｂ′を形成する。そして、第
３図（ハ）に示すようにｐ形不純物を両面に深く押し込
んで連結し、互いに外接する第一ガードリング２ａと第
二ガードリング２ｂを形成する。このガードリングの形
成は、基板１の厚さが１８０〜２２０μと比較的薄いの
で、それほど時間を要しないガードリングの形成が終わ
ると、第一ガードリング２ａで囲まれた第−囲繞部３ａ
の表面と、第二ガードリング２ｂで囲まれた第二囲繞部
３ｂの裏面に窓開けをし、第３図（ニ）に示すようにｐ
形不純物をそれぞれ注入、拡散して、ｐ形の第一拡散層
４ａと第二拡散層４ｂを形成する。このとき、第二拡散
層４ｂの周縁部が第二ガードリング２ｂに重なるように
、第二囲繞部３ｂの裏面の窓開けは大きく行う。次いで
、第−囲繞部３ａの裏面と第二囲繞部３ｂの表面に窓開
けを行い、第３図（ホ）に示すようにｎ形不純物を高濃
度で注入、拡散して第一のｎ膨拡散層５ａと第二のｎ膨
拡散層５ｂを形成する。尚、これらのｎ膨拡散層５ａ、
５ｂを形成するとき、及び上記のｐ膨拡散層４ａ、４ｂ
を形成するときには、必要な耐圧特性が得られるように
層厚を適当に調節するのが好ましい。
拡散工程が終わると、アルミニウムの蒸着やスパッタリ
ング等によって、第３図（へ）に示すように第一拡散層
４ａの表面にアノード電極６を形成すると共に、第二囲
繞部３ｂの表面にカソード電極７を形成し、更に半導体
基板１の裏面に、クロム、ニッケル、錫、銀等を蒸着又
はスパッタリングして裏面電極を形成する。電極の形成
が終わると、ダイシング等の手段で最終的にペレットに
分割される。
ング等によって、第３図（へ）に示すように第一拡散層
４ａの表面にアノード電極６を形成すると共に、第二囲
繞部３ｂの表面にカソード電極７を形成し、更に半導体
基板１の裏面に、クロム、ニッケル、錫、銀等を蒸着又
はスパッタリングして裏面電極を形成する。電極の形成
が終わると、ダイシング等の手段で最終的にペレットに
分割される。
上記のように、本発明の半導体装置を製造する場合は、
エピタキシャル層を形成する必要がなく、ガードリング
２ａ、２ｂの形成も比較的簡単に行うことができ、不純
物の拡散工程も６エ程と少ないので、従来装置に比べて
逼かに箔単且つ安価に製造することができる。また、最
初から高比抵抗のｎ形半導体基板１を用いて、その内部
に二個のダイオードを組立てるので、従来装置のように
薄いｎ形エピタキシャル層内にｐ膨拡散層とｎ膨拡散層
を順次重ねてダイオードを組み立てる場合に比べると、
耐圧性が温かに優れており、しかも、ｐ膨拡散層４ａ、
４ｂとｎ膨拡散層５ａ、５ｂの厚みを調節することによ
って容易に耐圧特性を変えることができるので極めて好
都合である。また、双方のダイオードは裏面の共通電極
８で直列に接続されるので、従来装置のように表面に配
線パターンを形成する必要がなくなり、従って、配線パ
ターン形成用のスペースが不要となる分だけ装置を小型
化することができる。
エピタキシャル層を形成する必要がなく、ガードリング
２ａ、２ｂの形成も比較的簡単に行うことができ、不純
物の拡散工程も６エ程と少ないので、従来装置に比べて
逼かに箔単且つ安価に製造することができる。また、最
初から高比抵抗のｎ形半導体基板１を用いて、その内部
に二個のダイオードを組立てるので、従来装置のように
薄いｎ形エピタキシャル層内にｐ膨拡散層とｎ膨拡散層
を順次重ねてダイオードを組み立てる場合に比べると、
耐圧性が温かに優れており、しかも、ｐ膨拡散層４ａ、
４ｂとｎ膨拡散層５ａ、５ｂの厚みを調節することによ
って容易に耐圧特性を変えることができるので極めて好
都合である。また、双方のダイオードは裏面の共通電極
８で直列に接続されるので、従来装置のように表面に配
線パターンを形成する必要がなくなり、従って、配線パ
ターン形成用のスペースが不要となる分だけ装置を小型
化することができる。
向上記実施例では、二つのダイオードを直列接続する場
合を説明したが、本発明では、二つ以上を直併列組合せ
て設けるようにしてもよいことは勿論、同様な効果があ
る。また、上記実施例では、第−及び第二ガードリング
は、全部が半導体装置の一素子内に形成された場合であ
るが、本発明では、必ずしも全部でなく、例えば−素子
内に各ガードリングの約半分が素子端縁部に設けられる
ように設定、してもよい。
合を説明したが、本発明では、二つ以上を直併列組合せ
て設けるようにしてもよいことは勿論、同様な効果があ
る。また、上記実施例では、第−及び第二ガードリング
は、全部が半導体装置の一素子内に形成された場合であ
るが、本発明では、必ずしも全部でなく、例えば−素子
内に各ガードリングの約半分が素子端縁部に設けられる
ように設定、してもよい。
以上の説明から明らかなように、本発明の半導体装置に
よれば、耐圧性が大幅に向上し、製造も簡単且つ安価に
行うことができ、小型化も容易に行え、特性改善と実用
性向上とを併せて得られる効果を奏する。
よれば、耐圧性が大幅に向上し、製造も簡単且つ安価に
行うことができ、小型化も容易に行え、特性改善と実用
性向上とを併せて得られる効果を奏する。
第１図は本発明の一実施例にかかる半導体装置の概略断
面図、第２図は同装置の等価シンボル図、第３図（イ）
〜（へ）は同装置の製法を順次説明するための説明図、
第４図は従来の半導体装置の概略断面図である。 １・・・半導体基板、 ２ａ・・・第一ガードリング、 ２ｂ・・・第二ガードリング、 ３ａ・・・第−囲繞部、 ３ｂ・・・第二囲繞部、 ４ａ・・・第一拡散層、 ４ｂ・・・第二拡散層、 ６・・・アノード電極、 ７・・・カソード電極、 ８・・・共通電極、 Ｄ、・・・第一ダイオード、 Ｄｂ・・・第二ダイオード。 ＾ ＾
へ＋ｌ−１−１−（
面図、第２図は同装置の等価シンボル図、第３図（イ）
〜（へ）は同装置の製法を順次説明するための説明図、
第４図は従来の半導体装置の概略断面図である。 １・・・半導体基板、 ２ａ・・・第一ガードリング、 ２ｂ・・・第二ガードリング、 ３ａ・・・第−囲繞部、 ３ｂ・・・第二囲繞部、 ４ａ・・・第一拡散層、 ４ｂ・・・第二拡散層、 ６・・・アノード電極、 ７・・・カソード電極、 ８・・・共通電極、 Ｄ、・・・第一ダイオード、 Ｄｂ・・・第二ダイオード。 ＾ ＾
へ＋ｌ−１−１−（
Claims (1)
- （１）一導電形の半導体基板に、該基板を貫通する他導
電形の第一ガードリングと第二ガードリングを形成し、
第一ガードリングで囲まれた半導体基板の第一囲繞部の
表面側に他導電形の第一拡散層を形成すると共に、第二
ガードリングで囲まれた半導体基板の第二囲繞部の裏面
側に他導電形の第二拡散層をその周縁部が第二ガードリ
ングと重なるように形成し、第一拡散層の表面にアノー
ド電極を、第二囲繞部の表面にカソード電極を、半導体
基板の裏面に共通電極をそれぞれ形成して成る半導体装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10193288A JPH01273361A (ja) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10193288A JPH01273361A (ja) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01273361A true JPH01273361A (ja) | 1989-11-01 |
Family
ID=14313686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10193288A Pending JPH01273361A (ja) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01273361A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7511316B2 (en) | 2004-03-30 | 2009-03-31 | Sanken Electric Co., Ltd. | Semiconductor device resistive to high voltage and capable of controlling leakage current |
| JP2016092335A (ja) * | 2014-11-10 | 2016-05-23 | 株式会社デンソー | ダイオード |
-
1988
- 1988-04-25 JP JP10193288A patent/JPH01273361A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7511316B2 (en) | 2004-03-30 | 2009-03-31 | Sanken Electric Co., Ltd. | Semiconductor device resistive to high voltage and capable of controlling leakage current |
| JP2016092335A (ja) * | 2014-11-10 | 2016-05-23 | 株式会社デンソー | ダイオード |
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