JPH04350974A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPH04350974A JPH04350974A JP12424391A JP12424391A JPH04350974A JP H04350974 A JPH04350974 A JP H04350974A JP 12424391 A JP12424391 A JP 12424391A JP 12424391 A JP12424391 A JP 12424391A JP H04350974 A JPH04350974 A JP H04350974A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- well region
- type
- contact
- diode
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- Granted
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Semiconductor Integrated Circuits (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に関し、特
に中・高耐圧保護ダイオード素子の構造を考慮した半導
体装置に関する。
に中・高耐圧保護ダイオード素子の構造を考慮した半導
体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常のエンハンストランジスターのＢＶ
ＤＳ耐圧は、１０数Ｖであるが、例えば車のバッテリー
に接続するような場合、１８Ｖ以上の耐圧のポートが必
要となる。
ＤＳ耐圧は、１０数Ｖであるが、例えば車のバッテリー
に接続するような場合、１８Ｖ以上の耐圧のポートが必
要となる。
【０００３】従来、この種の中・高耐圧ポートの保護ダ
イオードは、図３に示すように、Ｐウェル領域３の内部
にｎ＋ 型領域６を形成し、ｎ＋ 型領域６から離して
、素子分離領域１０の直下にチャネルストッパ領域１１
を設け、アノード電極としてＰ＋ 型領域７を形成する
。この中・高耐圧ダイオードは、Ｐウェル領域３とｎ＋
型領域６によりＰｎ接合を形成し、例えばＰウェルを
Ｂ＋ １００Ｋｅｖ２．１Ｅ１３の注入条件で１２００
℃２．５時間で熱処理し、ｎ＋ 型領域をＡｓ− ７０
Ｋｅｖ３．０Ｅ１５の注入条件で形成すると、このダイ
オードの逆方向耐圧は２０数Ｖとなり、所望の値が得ら
れる。
イオードは、図３に示すように、Ｐウェル領域３の内部
にｎ＋ 型領域６を形成し、ｎ＋ 型領域６から離して
、素子分離領域１０の直下にチャネルストッパ領域１１
を設け、アノード電極としてＰ＋ 型領域７を形成する
。この中・高耐圧ダイオードは、Ｐウェル領域３とｎ＋
型領域６によりＰｎ接合を形成し、例えばＰウェルを
Ｂ＋ １００Ｋｅｖ２．１Ｅ１３の注入条件で１２００
℃２．５時間で熱処理し、ｎ＋ 型領域をＡｓ− ７０
Ｋｅｖ３．０Ｅ１５の注入条件で形成すると、このダイ
オードの逆方向耐圧は２０数Ｖとなり、所望の値が得ら
れる。
【０００４】次に保護素子としての動作を説明する。
【０００５】カソード電極が逆方向にバイアスされた場
合、耐圧はｎ＋ 型領域６と素子分離領域１０の接して
いる部分で決定されている為、ｎ＋ 型領域６の側面部
から電流は流れＰ＋ 型領域７を通って、アノード電極
にすいとられる。従ってｎ＋ 型領域６を大きくとり、
側面長を大きくすると、電流許容能力は向上し、それに
伴って逆方向バイアスされた場合のＥＳＤ（静電破壊）
耐量も上がる。それに対し、カソード電極が順方向にバ
イアスされた場合、コンタクト孔にセルフアラインに形
成された最も抵抗の低いｎ＋ 型コンタクト領域５を電
流は抜ける。コンタクト孔の小さい領域に局部的に大電
流が流れる為、Ｐｎ接合が容易に熱破壊してしまう。例
えば、マシンモデルによるＥＳＤ試験を行った場合、保
護ダイオードの大きさによらず１００〜２００Ｖ程度で
破壊してしまう。
合、耐圧はｎ＋ 型領域６と素子分離領域１０の接して
いる部分で決定されている為、ｎ＋ 型領域６の側面部
から電流は流れＰ＋ 型領域７を通って、アノード電極
にすいとられる。従ってｎ＋ 型領域６を大きくとり、
側面長を大きくすると、電流許容能力は向上し、それに
伴って逆方向バイアスされた場合のＥＳＤ（静電破壊）
耐量も上がる。それに対し、カソード電極が順方向にバ
イアスされた場合、コンタクト孔にセルフアラインに形
成された最も抵抗の低いｎ＋ 型コンタクト領域５を電
流は抜ける。コンタクト孔の小さい領域に局部的に大電
流が流れる為、Ｐｎ接合が容易に熱破壊してしまう。例
えば、マシンモデルによるＥＳＤ試験を行った場合、保
護ダイオードの大きさによらず１００〜２００Ｖ程度で
破壊してしまう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この従来の耐圧が１０
Ｖ代後半以上の中・高耐圧保護ダイオードは、カソード
電極がサージ電圧により順方向にバイアスされた場合、
コンタクト孔直下に電流が集中して流れてしまい、Ｐｎ
接合が容易に破壊し、保護能力が低いという問題点があ
った。
Ｖ代後半以上の中・高耐圧保護ダイオードは、カソード
電極がサージ電圧により順方向にバイアスされた場合、
コンタクト孔直下に電流が集中して流れてしまい、Ｐｎ
接合が容易に破壊し、保護能力が低いという問題点があ
った。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の保護ダイオード
は、第１導電型の第１の領域である半導体基板表面に第
２導電型の第２の領域を形成し、前記第２導電型の第１
の領域の表面内部に第２導電型の第２の領域を形成する
か、又は前記第２導電型の第１の領域の表面に包含する
ように第２導電型の第２の領域を形成し、電極とのコン
タクトを第２導電型の第２の領域にとることを特徴とす
る。
は、第１導電型の第１の領域である半導体基板表面に第
２導電型の第２の領域を形成し、前記第２導電型の第１
の領域の表面内部に第２導電型の第２の領域を形成する
か、又は前記第２導電型の第１の領域の表面に包含する
ように第２導電型の第２の領域を形成し、電極とのコン
タクトを第２導電型の第２の領域にとることを特徴とす
る。
【０００８】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明する
。
。
【０００９】図１は本発明の第一の実施例の断面図であ
る。Ｐ型半導体基板１にｎウェル領域２を形成し、その
内部にダイオードのカソード電極とのコンタクトを採り
、ｎウェル領域２を包含するように大きくｎ＋ 型領域
６を形成する。ｎ＋ 型領域６の側面部は素子分離領域
１０と接しＰウェル領域３とオーバーラップするように
形成され、アノード電極としてＰウェル領域３の内側に
Ｐ＋ 型領域７を設ける。
る。Ｐ型半導体基板１にｎウェル領域２を形成し、その
内部にダイオードのカソード電極とのコンタクトを採り
、ｎウェル領域２を包含するように大きくｎ＋ 型領域
６を形成する。ｎ＋ 型領域６の側面部は素子分離領域
１０と接しＰウェル領域３とオーバーラップするように
形成され、アノード電極としてＰウェル領域３の内側に
Ｐ＋ 型領域７を設ける。
【００１０】カソード電極８が逆方向にバイアスされた
場合、濃度勾配の最も大きいｎ＋ 型領域６の側面部で
耐圧は決定され、従来例で記述した拡散条件下で従来例
と同様の２０数Ｖの耐圧を有する。
場合、濃度勾配の最も大きいｎ＋ 型領域６の側面部で
耐圧は決定され、従来例で記述した拡散条件下で従来例
と同様の２０数Ｖの耐圧を有する。
【００１１】但しｎウェル領域２とＰ型半導体基板１で
形成されるＰｎ接合は最も濃度勾配が小さい部分で、カ
ソード電極が逆方向にバイアスされ最も空乏層が伸びき
った時に、Ｐウェル領域３に届かぬよう最小３μｍ程度
は、ｎウェル領域２とＰウェル領域３は離しておかない
と所望の耐圧は得られない。この場合、カソード電極８
が逆方向にバイアスされると従来例と同様にｎ＋ 型領
域６の側面部からアノード電極９に電流は流れダイオー
ドの側面長に応じＥＳＤ耐量は向上する。
形成されるＰｎ接合は最も濃度勾配が小さい部分で、カ
ソード電極が逆方向にバイアスされ最も空乏層が伸びき
った時に、Ｐウェル領域３に届かぬよう最小３μｍ程度
は、ｎウェル領域２とＰウェル領域３は離しておかない
と所望の耐圧は得られない。この場合、カソード電極８
が逆方向にバイアスされると従来例と同様にｎ＋ 型領
域６の側面部からアノード電極９に電流は流れダイオー
ドの側面長に応じＥＳＤ耐量は向上する。
【００１２】次にカソード電極８が順方向にバイアスさ
れた場合、ｎ＋ 型コンタクト注入領域５より深いｎウ
ェル領域２が形成されている為に、最も抵抗の低いのは
カソード電極からｎウェル領域２とｎ＋ 型領域６の交
線に電流が抜けるパスで、従来例に示す場合と異なりコ
ンタクト孔直下に集中的に電流が流れることはない。
れた場合、ｎ＋ 型コンタクト注入領域５より深いｎウ
ェル領域２が形成されている為に、最も抵抗の低いのは
カソード電極からｎウェル領域２とｎ＋ 型領域６の交
線に電流が抜けるパスで、従来例に示す場合と異なりコ
ンタクト孔直下に集中的に電流が流れることはない。
【００１３】図２は第一の実施例の平面図であるが、カ
ソード電極８が順方向にバイアスされた場合ｎウェル領
域２の側面に電流は抜け、ｎウェル領域２の大きさに比
例して電流許容能力は高まり、それに伴ってＥＳＤ耐量
も向上する。従って、従来例と異なり集中して電流が流
れる部分が無い為に、例えばＥＳＤ試験のマシンモデル
においてダイオードの側面長を５００μｍ程度にしてお
けば、４００Ｖ程度のＥＳＤ耐量は得られ、従来例に対
しはるかにサージ電圧に対する保護能力は高まる。
ソード電極８が順方向にバイアスされた場合ｎウェル領
域２の側面に電流は抜け、ｎウェル領域２の大きさに比
例して電流許容能力は高まり、それに伴ってＥＳＤ耐量
も向上する。従って、従来例と異なり集中して電流が流
れる部分が無い為に、例えばＥＳＤ試験のマシンモデル
においてダイオードの側面長を５００μｍ程度にしてお
けば、４００Ｖ程度のＥＳＤ耐量は得られ、従来例に対
しはるかにサージ電圧に対する保護能力は高まる。
【００１４】図４は第２の実施例の断面図である。本実
施例も前実施例と同様にカソード部をｎ＋ コンタクト
注入領域５より深いｎウェル領域２で形成している為に
、アノード電極が順方向にバイアスされた場合において
、従来例のようにコンタクト直下に集中的に電流が流れ
ることはなくなり、ｎウェル領域２の大きさによりサー
ジ電圧に対する保護能力が決まってくる。又、アノード
電極が逆方向にバイアスされた場合、Ｐ型半導体基板１
とｎウェル領域２のＰｎ接合の濃度勾配が小さい為耐圧
は５０〜６０Ｖ程度と大きくなるものの、中・高耐圧端
子として動作上は全く問題はなく、順方向バイアスの場
合と同様ｎウェル領域２の側面長によりサージ電圧に対
する保護能力は決定される。実施例２もダイオードの側
面長５００μｍ程度でマシンモデルのＥＳＤ試験に対し
４００Ｖ程度の保護能力を有する。
施例も前実施例と同様にカソード部をｎ＋ コンタクト
注入領域５より深いｎウェル領域２で形成している為に
、アノード電極が順方向にバイアスされた場合において
、従来例のようにコンタクト直下に集中的に電流が流れ
ることはなくなり、ｎウェル領域２の大きさによりサー
ジ電圧に対する保護能力が決まってくる。又、アノード
電極が逆方向にバイアスされた場合、Ｐ型半導体基板１
とｎウェル領域２のＰｎ接合の濃度勾配が小さい為耐圧
は５０〜６０Ｖ程度と大きくなるものの、中・高耐圧端
子として動作上は全く問題はなく、順方向バイアスの場
合と同様ｎウェル領域２の側面長によりサージ電圧に対
する保護能力は決定される。実施例２もダイオードの側
面長５００μｍ程度でマシンモデルのＥＳＤ試験に対し
４００Ｖ程度の保護能力を有する。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、中・高耐
圧保護ダイオードのカソード電極部にコンタクト注入層
より深いｎウェル領域を形成することにより、サージ電
圧が印加された場合の保護能力ご高まるという効果を有
する。
圧保護ダイオードのカソード電極部にコンタクト注入層
より深いｎウェル領域を形成することにより、サージ電
圧が印加された場合の保護能力ご高まるという効果を有
する。
【図１】本発明の第１の実施例の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例のカソード部平面図であ
る。
る。
【図３】従来例の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例の断面図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 第１導電型の第１の領域である半導体
基板表面に第２導電型の第１の領域を形成し、前記第２
導電型の第１の領域の表面内部に第２導電型の第２の領
域を形成するか、又は前記第２導電型の第１の領域の表
面に包含するように第２導電型の第２の領域を形成し、
電極とのコンタクトを第２導電型の第２の領域にとるこ
とを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3124243A JP2754947B2 (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3124243A JP2754947B2 (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04350974A true JPH04350974A (ja) | 1992-12-04 |
| JP2754947B2 JP2754947B2 (ja) | 1998-05-20 |
Family
ID=14880511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3124243A Expired - Lifetime JP2754947B2 (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2754947B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006319072A (ja) * | 2005-05-11 | 2006-11-24 | Denso Corp | 半導体装置およびその設計方法 |
| JP2010123796A (ja) * | 2008-11-20 | 2010-06-03 | Sharp Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58168149U (ja) * | 1982-05-04 | 1983-11-09 | 三洋電機株式会社 | トランジスタ |
| JPH02134864A (ja) * | 1988-11-15 | 1990-05-23 | Nec Corp | 保護素子を有する半導体集積回路 |
-
1991
- 1991-05-29 JP JP3124243A patent/JP2754947B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58168149U (ja) * | 1982-05-04 | 1983-11-09 | 三洋電機株式会社 | トランジスタ |
| JPH02134864A (ja) * | 1988-11-15 | 1990-05-23 | Nec Corp | 保護素子を有する半導体集積回路 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006319072A (ja) * | 2005-05-11 | 2006-11-24 | Denso Corp | 半導体装置およびその設計方法 |
| JP2010123796A (ja) * | 2008-11-20 | 2010-06-03 | Sharp Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2754947B2 (ja) | 1998-05-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980203 |