JPH03173169A - 寄生電流に対する保護を備えたモノリシック垂直型半導体電力デバイス - Google Patents

寄生電流に対する保護を備えたモノリシック垂直型半導体電力デバイス

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JPH03173169A
JPH03173169A JP2308941A JP30894190A JPH03173169A JP H03173169 A JPH03173169 A JP H03173169A JP 2308941 A JP2308941 A JP 2308941A JP 30894190 A JP30894190 A JP 30894190A JP H03173169 A JPH03173169 A JP H03173169A
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pocket
region
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insulating
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JP2308941A
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English (en)
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Giuseppe Ferla
ジョッペ フェルラ
Sergio Palara
セルジオ パララ
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STMicroelectronics SRL
Original Assignee
STMicroelectronics SRL
SGS Thomson Microelectronics SRL
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Publication date
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    • H01L27/0248Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は寄生電流に対する保護を備えたモノリシック垂
直型半導体電力デバイスに関する。
〔従来の技術〕
垂直型半導体集積構造は本質的に、N゛゛基板を具備し
、その上部に、アースに接続された突出する末端を備え
たP型絶縁ポケットが内部に得られているN−型エピタ
キシャル層が重畳されている。その絶縁ポケットはデバ
イスの回路コンポーネントを規定しているP及びN+型
領域(含むN型領域を含んでいる。N領域の底部には、
またN゛型領域(ある。
回路の能動コンポーネントには寄生コンポーネントが関
連づけられており、この寄生コンポーネントは、それに
関連した回路の能動コンポーネントがスイッチ・オンさ
れたときにスイッチ・オンして、電流を絶縁ポケットP
の中央部分に注入する。
注入された電流はその絶縁ポケットを通って流れ、そし
て接地された金属端子に到達する。
もしもかかる端子がその注入領域から遠く離れていると
すると、その絶縁ポケット自体は、電流がアース端子に
達するまでに通らなければならない抵抗経路が長いので
、電圧を上昇する。
数ボルトにもなるかかる電圧上昇は集積回路の動作を危
険にする。
更に、絶縁ポケットが電圧を上昇する間にN゛゛基板が
低い電圧になる場合、かかる領域間における寄生接合ダ
イオードは導通して、電流を基板に注入するので、全体
の動作を危険にする。
かかる回路動作特性から、できる限り多くの点でポケッ
トPをアースする必要性が理解できる。かかる問題は一
般に、接地される金属トラックによって、絶縁ポケット
P上でそれらの間に多くの接地接点を接続することによ
って解決される。かかるプロセスでは、接地接点の数が
多(なればなるほど複雑になり、そして金属接地トラッ
クは異なる回路素子の幾つかの接続トラックと共用され
るので寸法が大きくなる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、絶縁ポケットの選択的接地接点の存在
により惹起される前述の欠点を克服することにある。
〔発明の構成概要及び作用効果〕
本発明によると、かかる目的は、N゛゛基板を具備し、
該基板の表面上に突き出た末端を備えたP型絶縁ポケッ
トが内部に得られ、且つ更にデバイスの回路コンポーネ
ントを規定するN°型領域(びP型領域を包含するため
のN型領域及びP型領域を含んでいて、その絶縁ポケッ
トの突き出し末端が接地された第1の金属化部分により
全体的に覆われていることを特徴とするモノリシック垂
直型半導体電力デバイスによって達成される。
この方法では、寄生コンポーネントの一部上における絶
縁ポケットへの電流の注入領域と接地端子との間におけ
る抵抗性通路はいかなる場合においても短いので、上述
した欠点はなくなる。
〔実施例〕
本発明の特徴は添付図面に非限定的実施例として示され
ている実施例についての以下の詳細な記載から明らかに
なろう。
第1図を参照すると、モノリシック電力デバイスは、上
部にN−型エピタキシャル層2が成長されたN゛゛基板
1を具備し、エピタキシャル層2内にその基板の表面に
突き出た末端を有するP型絶縁ポケット3が得られる。
領域l及びポケット3がダイオードDIを形成している
ポケット3の内側では、回路の能動コンポーネントを包
含するためのN型領域4.15が得られる。領域4の内
側には、P層領域6とN゛型領域(1112とが得られ
る。領域12は、エミッタが領域11において形成され
、ベースが領域6において形成されているトランジスタ
TIのコレクタを構成する。領域15では、P型領域7
,9.10及びN°型領域(13得られる。領域13は
、コレク夕が領域で達成され、更に領域10に接続され
、エミッタが領域9で達成されているトランジスタT2
のベースを構成する。領域15とポケット3との間には
、ダイオードD2がある。
領域4.15の底部では、N゛型領域(1617が得ら
れる。かかる領域16及び17は、エミッタが領域6に
おいて達成され、コレクタがポケット3において達成さ
れている第1の寄生トランジスタT4のベース及び、エ
ミッタがP型領域9において達成され、コレクタがポケ
ット3において達成されている第2の寄生トランジスタ
T3のベースを構成する。
更に、エピタキシャル層2の内側では、P型領域8が得
られ、そして領域8の内側では、N゛型領域(14得ら
れる。領域8は電力トランジスタT5のベースを構成し
、そのエミッタは領域14において達成され、そのコレ
クタはそれが基板1に達するまでエピタキシャル層2に
おいて達成されている。
第1図に例示されている回路の動作を参照すると、トラ
ンジスタT2がオンになると、それに対応している寄生
トランジスタT3もオンする。
トランジスタTlが飽和している場合、それに対応して
いる寄生トランジスタT4は能動状態になる。
寄生トランジスタT3及びT4がオンになると、それら
は絶縁ポケットP、つまり、領域3へと電流を注入する
。かかる電流は絶縁ポケット3を通って流れて、そして
接地端子に到達する。
もしも電流が絶縁ポケット内に注入される領域から離れ
て前述の端子があるならば、その電流が接地端子に達す
るため通らなければならない抵抗性通路が長いので、そ
のポケットは電圧を上昇する。
絶縁ポケットPの電圧上昇は数ボルトにもなり、絶縁ポ
ケットPに含まれているN型領域4及び15が低い電圧
になる場合、寄生トランジスタT3及びT4の導通が集
積回路の動作を危険にさらす。
更にN型領域15の電圧降下とともに絶縁ポケッl−P
の電圧上昇が発生すると、ダイオードD2を導通せしめ
る。
垂直電力トランジスタT5のコレクタとして使用される
基板1はそのトランジスタの飽和点において非常に低い
電圧になる。もしも基板1と絶縁ポケット3との間に、
ダイオードD1の閾値導通電圧よりも高い電圧差がある
ならば、そのダイオードは導通して、その回路全体の動
作を危険にする。
第2図、第3図及び第4図に示されるように、本発明に
よれば、寄生トランジスタの存在に起因した絶縁ポケッ
トPの電圧上昇を克服するために、絶縁ポケットPの突
き出し末端は、金属化部分21、例えば、金属ポリシリ
サイド(poly−silicide) 、好ましくは
、プラチナの層によって全体がカバーされており、その
抵抗は、絶縁ポケットPの抵抗/スクエアよりも約10
0倍低い約1Ω/スクエアである。絶縁ボケッ)Pの成
る領域は、従来技術に従って、接地された図示されてい
ないアルミニウムの金属トラックニ達し、且つそれによ
って接触されている。
こうすることで、寄生トランジスタT3及びT4の漏洩
電流は低い抵抗性通路を通り、接地される、従って絶縁
ポケットPには電圧の上昇がない。
金属化部分21は、更にバンブ接点19に達し、且つ集
積回路の異なる回路素子に接続している金属トラック2
0の部分上において金属化部分21の横断を可能にする
ために、絶縁層18、つまりシリコン酸化物によって覆
われている。
第5図及び第6図を参照すると本発明によるデバイスの
別な実施例は、絶縁ポケットPの突出する端部上に、接
地回路網を形成するのに適した第1の金属化部分30の
蒸着部(deposition)を備えており、その上
部に、絶縁層40と、集積回路の異なる回路素子を接続
している第2の金属化部分31とが重畳されている。両
金属化部分はアルミニウム達成されるのが好ましいが、
方絶縁層としては、シリコン酸化物を使用するのが好ま
しい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による保護を備えていないモノリシッ
ク垂直型半導体電力デバイスを例示する縦断面図である
。第2図は、寄生電流に対する保護を備えている本発明
によるモノリシック電力装置の第1の実施例の頂部平面
図である。 第3図は、第2図の線■−■に沿って切断した断面図で
ある。第4図は、第2図の綿rV−IVに沿って切断し
た断面図である。第5図は、本発明によるモノリシック
電力デバイスの第2の実施例の頂部平面図である。第6
図は、第5図の線IV−IVに沿って切断した断面図で
ある。 1・・・基板、2・・・エピタキシャル層、3・・・絶
縁ポケット、4・・・N型領域、6〜10・・・P型領
域、11〜14・・・N+型領域(15・・・N型領域
、21.30・・・金属化部分。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、N^+型基板(1)を具備し、この基板にその表面
    上に突出する末端を備えたP型絶縁ポケット(3)が得
    られており、更にデバイスの回路コンポーネントを規定
    するN^+型領域(11、12、13;14)及びP型
    領域(6、7、9、10)を封じ込めるためのN型領域
    (4、15)及びP型領域(8)を含んで成り、絶縁ポ
    ケット(3)の前記突出する末端が、アース接続された
    第1の金属化部分(21、30)により全体的に覆われ
    ていることを特徴とするモノリシック垂直型半導体電力
    デバイス。 2、前記第1の金属化部分(21)が、金属シリサイド
    で達成されている請求項1記載のデバイス。 3、前記第1の金属化部分(21)がプラチナ・シリサ
    イドで達成されている請求項2記載のデバイス。 4、前記第1の金属化部分(30)がアルミニウムで達
    成されている請求項1記載のデバイス。 5、前記第1の金属化部分(21、30)が絶縁材料(
    18、40)の層により覆われている請求項1記載のデ
    バイス。 6、前記絶縁材料の層(18)がシリコン酸化物で達成
    されている請求項5記載のデバイス。 7、前記絶縁材料の層(18)上に、異なる回路素子を
    接続する金属トラック(20)がある請求項5記載のデ
    バイス。 8、前記金属接続トラック(20)がアルミニウムで達
    成されている請求項7記載のデバイス。 9、前記絶縁材料の層(40)の上に、異なる回路素子
    を接続する第2の金属化部分(31)がある請求項5記
    載のデバイス。 10、前記第2の金属化部分(31)がアルミニウムで
    達成されている請求項9記載のデバイス。 11、前記絶縁ポケット(3)が前記基板(1)上に重
    畳されたエピタキシャル層(2)で得られる請求項1記
    載のデバイス。
JP2308941A 1989-11-17 1990-11-16 寄生電流に対する保護を備えたモノリシック垂直型半導体電力デバイス Pending JPH03173169A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT22428A/89 1989-11-17
IT02242889A IT1236797B (it) 1989-11-17 1989-11-17 Dispositivo monolitico di potenza a semiconduttore di tipo verticale con una protezione contro le correnti parassite.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03173169A true JPH03173169A (ja) 1991-07-26

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JP2308941A Pending JPH03173169A (ja) 1989-11-17 1990-11-16 寄生電流に対する保護を備えたモノリシック垂直型半導体電力デバイス

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US (1) US5221855A (ja)
EP (1) EP0429131A3 (ja)
JP (1) JPH03173169A (ja)
KR (1) KR100190352B1 (ja)
IT (1) IT1236797B (ja)

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