JPH06232424A - ツェナーダイオードおよびその製造方法 - Google Patents

ツェナーダイオードおよびその製造方法

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JPH06232424A
JPH06232424A JP3945493A JP3945493A JPH06232424A JP H06232424 A JPH06232424 A JP H06232424A JP 3945493 A JP3945493 A JP 3945493A JP 3945493 A JP3945493 A JP 3945493A JP H06232424 A JPH06232424 A JP H06232424A
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JP
Japan
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diffusion layer
type
conductivity
layer
zener diode
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Application number
JP3945493A
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English (en)
Inventor
Chihiro Arai
千広 荒井
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、高濃度のPN接合面積を小さくし
かつ寄生抵抗を低減してツェナーザップ発生の安定化を
図るとともに、リーク電流を低減し、しかもツェナーダ
イオードの形成面積を縮小化する。 【構成】 第1導電型(P型)拡散層14の一部分に、
第2導電型(N+ 型)高濃度拡散層16の側部の一部分
とその底部の一部分を接合させてなる、またはN+ 型高
濃度拡散層16の側部の一部分を接合させてなるツェナ
ーダイオード1である。または図示しないが、P型拡散
層とN+ 型高濃度拡散層とを間隔を開けて設け、N+
高濃度拡散層の一部分をP型拡散層方向に延長して当該
P型拡散層の一部分に接合させたもの、あるいは、P型
拡散層とN+ 型高濃度拡散層とを間隔を開けて設け、P
型拡散層の一部分をN+ 型高濃度拡散層方向に延長して
当該N+ 型高濃度拡散層の一部分に接合させたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、トリミング装置に用い
られるツェナーダイオードに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ツェナーザップトリミング装置に
おけるツェナーダイオードは、通常、NPNトランジス
タのエミッタ・ベース接合を用いて構成されている。こ
の場合のコレクタは、開放状態になっている、エミ
ッタに短絡されている、電源線に接続されているのい
ずれかであった。ところが上記構成のツェナーダイオー
ドにおいて、コレクタを開放状態にしたものでは、コ
レクタの電位が不安定になるので信頼性が低下する。ま
たの電源線に接続するものでは、電源線よりコレクタ
端子に接続する配線を設けなければならないので、配線
形成面積が増加する。このため高集積化の妨げになる。
さらにベース・コレクタ間(アノード・電源間)および
コレクタ・基板間(電源・グランド間)に寄生ダイオー
ドや寄生容量が接続されることになる。しかもツェナー
ダイオードの構造が複雑になる。そこで、通常はコレ
クタをエミッタに短絡する構造が一般的に用いられてい
る。
【0003】上記コレクタをエミッタに短絡する構造
を、図9のレイアウト図および図10の概略構成断面図
により説明する。図に示すように、第1導電型(P型)
半導体基板51の上層には第2導電型(N+ 型)埋め込
み拡散層52が形成されている。上記P型半導体基板5
1の上面には第2導電型(N型)エピタキシャル層53
が形成されている。このN型エピタキシャル層53の下
層の一部分には、上記N+ 型埋め込み拡散層52の不純
物が拡散して、当該N+ 型埋め込み拡散層52が形成さ
れている。また、上記N型エピタキシャル層53には、
上記N型埋め込み拡散層52の上方の当該N型エピタキ
シャル層53を囲む状態にかつ上記P型半導体基板51
に達する状態に第1導電型(P型)素子分離拡散層54
が形成されている。
【0004】上記N+ 型埋め込み拡散層52の上方にお
ける上記N型エピタキシャル層53の上層の一部分に
は、第1導電型(P型)拡散層55が形成されている。
このP型拡散層55は、NPNトランジスタのベース拡
散層に相当し、アノードとして作用する。上記P型拡散
層55の一部分には、P+ 型拡散層56が形成されてい
る。このP+ 型拡散層56は、グラフトベース拡散層に
相当する。
【0005】上記P型拡散層55の上層の一部分には、
上記P+ 型拡散層56に接合しない状態に第2導電型
(N+ 型)高濃度拡散層57が形成されている。上記N
+ 型高濃度拡散層57は、NPNトランジスタのエミッ
タ拡散層に相当し、カソードとして作用する。また上記
N型エピタキシャル層53の上層には、上記P型拡散層
55に接合しない状態にN+ 型高濃度拡散層58が形成
されている。このN+ 型高濃度拡散層58は、NPNト
ランジスタのコレクタ取り出し電極に相当し、後述する
配線66によって上記N+ 型高濃度拡散層57に接続さ
れている。
【0006】さらに上記N型エピタキシャル層53の上
面には、層間絶縁膜61が成膜されている。そしてP+
型拡散層56上の層間絶縁膜61にはコンタクトホール
62が形成され、当該コンタクトホール62を通してP
+ 型拡散層56に接続する配線63が形成されている。
この配線63はアノード電極になる。またN+ 型高濃度
拡散層57上,N+ 型高濃度拡散層58上の層間絶縁膜
61には、コンタクトホール64,65が形成され、当
該コンタクトホール64,65を通してN+ 型高濃度拡
散層57とN+ 型高濃度拡散層58とを接続する配線6
6が形成されている。この配線66はカソード電極にな
る。上記の如くに、ツェナーダイオード5は構成されて
いる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記説
明したように、コレクタに相当するN+ 型高濃度拡散層
をエミッタ拡散層に相当するN+ 型高濃度拡散層に短絡
させた構造のツェナーダイオードでは、コレクタ電極お
よびコレクタ・エミッタ間を接続する配線分だけ、配線
面積が増加する。このため、高集積化が妨げられる課題
を有している。
【0008】またツェナーザップ発生電圧は、ツェナー
ダイオードのPN接合を形成する拡散層の濃度、PN接
合の接合面積、寄生抵抗等に依存する。通常、NPNト
ランジスタのエミッタ・ベース接合を用いてツェナーダ
イオードのPN接合を形成しているので、ツェナーダイ
オードのPN接合を形成する拡散層の濃度は上記NPN
トランジスタのエミッタ拡散層の濃度とベース拡散層の
濃度とによって決定される。
【0009】さらにツェナーダイオードに逆バイアスを
印加した際に発生するリーク電流は、ツェナー降伏を示
すPN接合の面積に比例する。したがって、高濃度のP
N接合の面積が少ない程リーク電流は少なくなる。とこ
ろが、NPNトランジスタのエミッタ・ベース接合を用
いているので、高濃度のPN接合はエミッタ拡散層の側
周および底部に形成される。このため、高濃度のPN接
合の面積が大きくなるので、リーク電流の発生が多くな
る。
【0010】またさらにツェナーダイオード内部の寄生
抵抗は、逆バイアスを印加した際に電圧降下を生じさ
せ、ツェナーザップ発生電圧を上昇させる。したがって
ツェナーザップ発生電圧を上昇させないためには、寄生
抵抗を低くする必要がある。寄生抵抗には、拡散層と配
線との間のコンタクト抵抗、拡散層にコンタクトをとる
電極からPN接合までの拡散層の抵抗等がある。これら
の寄生抵抗のうち、コンタクト抵抗を低下させるには、
電極のコンタクト面積を大きくすればよい。しかしなが
ら、電極のコンタクト面積を大きくするにも限界があ
る。また拡散層の抵抗を低くするには、電極のコンタク
ト部からPN接合部までの距離を短くして、コンタクト
を取る電極と対向するPN接合の幅を拡大する必要があ
る。ところが、これらの対策はPN接合の面積を拡大す
ることになるので、リーク電流を増加させることにな
る。
【0011】したがって、上記課題に鑑み、低電圧ツェ
ナーザップを発生させるには、寄生抵抗に起因する電圧
降下を小さくする必要がある。そのためには、ツェナー
ザップ発生に必要な電圧は寄生抵抗に依存するので、寄
生抵抗を低くする必要がある。また、ツェナーザップ発
生に必要な電流は、PN接合の面積が小さい程、低電流
ですむ。さらに、安定的にツェナーザップを発生させる
には、ツェナーザップ発生電圧・電流を低くする必要が
ある。そのためには、寄生抵抗が小さく、PN接合の面
積が小さい構造のツェナーダイオードを構成しなければ
ならない。そこで本発明は、リーク電流が少なく、ツェ
ナーザップ発生の安定性に優れているとともに、形成面
積を縮小化したツェナーダイオードを提供することを目
的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたツェナーダイオードである。すな
わち、第1導電型拡散層と第2導電型高濃度拡散層との
接合によって形成される第1のツェナーダイオードとし
ては、第1導電型拡散層の一部分に、第2導電型高濃度
拡散層の側部の一部分とその底部の一部分を接合させて
なる、または第2導電型高濃度拡散層の側部の一部分を
接合させてなるものである。
【0013】または、第2のツェナーダイオードとして
は、第1導電型拡散層と第2導電型高濃度拡散層とを間
隔を開けて設けるとともに、第2導電型高濃度拡散層の
一部分を第1導電型拡散層の方向に延長して当該第1導
電型拡散層の一部分に接合させてなるものである。
【0014】あるいは、第3のツェナーダイオードとし
ては、第1導電型拡散層と第2導電型高濃度拡散層とを
間隔を開けて設けるとともに、第1導電型拡散層の一部
分を前記第2導電型高濃度拡散層の方向に延長して当該
第2導電型高濃度拡散層の一部分に接合させてなるもの
である。
【0015】また上記第1導電型拡散層はバイポーラト
ランジスタのベース拡散層で形成することも可能であ
る。さらに上記第2導電型高濃度拡散層はバイポーラト
ランジスタのエミッタ拡散層で形成することも可能であ
る。
【0016】上記ツェナーダイオードの製造方法であっ
て、第1の工程で、第1導電型半導体基板の上部に第2
導電型埋め込み拡散層を形成した後、第1導電型半導体
基板の上面と第2導電型埋め込み拡散層の上面とに第2
導電型エピタキシャル層を形成する。次いで第2の工程
で、第2導電型エピタキシャル層の素子形成領域の側周
を囲むとともに第1導電型半導体基板に達する第1導電
型素子分離拡散層を形成する。続いて第3の工程で、第
1導電型素子分離拡散層で囲まれた第2導電型エピタキ
シャル層の一部分に第1導電型拡散層を形成する。その
後第4の工程で、第1導電型拡散層の一部分に接合させ
てなる第2導電型高濃度拡散層を第2導電型エピタキシ
ャル層の一部に形成する。
【0017】
【作用】上記構成の第1のツェナーダイオードでは、第
1導電型拡散層の一部分に、第2導電型高濃度拡散層の
側部の一部分とその底部、または第2導電型高濃度拡散
層の側部の一部分を接合させたことにより、高濃度拡散
層の接合面積は小さくなる。
【0018】上記構成の第2のツェナーダイオードで
は、第1導電型拡散層と第2導電型高濃度拡散層とを間
隔を開けて設けるとともに、第2導電型高濃度拡散層の
一部分を第1導電型拡散層の方向に延長して当該第1導
電型拡散層の一部分に接合させたことにより、高濃度の
PN接合の面積が小さくなる。また第1導電型拡散層お
よび第2導電型高濃度拡散層に、それぞれに接続する電
極のコンタクト面積を大きく形成することが可能にな
る。
【0019】上記構成の第3のツェナーダイオードで
は、第1導電型拡散層と第2導電型高濃度拡散層とを間
隔を開けて設けるとともに、第1導電型拡散層の一部分
を前記第2導電型高濃度拡散層の方向に延長して当該第
2導電型高濃度拡散層の一部分に接合させたことによ
り、上記第2のツェナーダイオードと同様に、高濃度の
PN接合の面積が小さくなる。また電極とのコンタクト
面積を大きく形成することが可能になる。
【0020】上記製造方法では、例えば上記各ツェナー
ダイオードの第1導電型拡散層をバイポーラトランジス
タのベース拡散層で形成し、同第2導電型高濃度拡散層
をバイポーラトランジスタのエミッタ拡散層で形成する
ことにより、ツェナーダイオードは通常のバイポーラト
ランジスタのプロセスで製造される。
【0021】
【実施例】本発明の第1の実施例を、図1のレイアウト
図および図2の概略構成断面図により説明する。図に示
すように、第1導電型(P型)半導体基板11の上層に
は第2導電型(N+ 型)埋め込み拡散層12が形成され
ている。上記P型半導体基板11の上面には第2導電型
(N型)エピタキシャル層13が形成されている。この
N型エピタキシャル層13の下層の一部分には、上記N
+ 型埋め込み拡散層12の不純物が拡散して、当該N+
型埋め込み拡散層12が形成されている。また、上記N
型エピタキシャル層13には、N+ 埋め込み拡散層12
の上方の当該N型エピタキシャル層13を囲む状態にか
つ上記P型半導体基板11に達する状態に第1導電型
(P型)素子分離拡散層14が形成されている。
【0022】また上記N+ 型埋め込み拡散層12の上方
におけるN型エピタキシャル層13の上層の一部分に
は、第1導電型(P型)拡散層15が形成されている。
このP型拡散層15は、NPNトランジスタのベース拡
散層に相当し、アノードとして作用する。上記P型拡散
層15の一部分には、P+ 型拡散層16が形成されてい
る。このP+ 型拡散層16は、グラフトベース拡散層に
相当する。
【0023】さらに上記N型エピタキシャル層13の上
層の一部分には、上記P型拡散層15の一部分に側部の
一部分と底部の一部分とが接合されている第2導電型
(N+型)高濃度拡散層17が形成されている。ただし
+ 型高濃度拡散層17は上記P+ 型拡散層16には接
合されていない。上記N+ 型高濃度拡散層17は、NP
Nトランジスタのエミッタ拡散層に相当し、カソードと
して作用する。なお、NPNトランジスタのコレクタ取
り出し電極に相当する拡散層はN+ 高濃度拡散層17と
兼用されている。
【0024】上記N型エピタキシャル層13の上面には
層間絶縁膜31が形成されている。上記P+ 型拡散層1
6上の層間絶縁膜31にはコンタクトホール32が形成
されている。このコンタクトホール32には当該P+
拡散層16に接続する配線33が形成されている。この
配線33はアノード電極になる。また上記N+ 型高濃度
拡散層17上の層間絶縁膜31にはコンタクトホール3
4が形成されている。このコンタクトホール34には当
該N+ 型高濃度拡散層17に接続する配線35が形成さ
れている。この配線35はカソード電極になる。上記の
如くに、ツェナーダイオード1は構成されている。
【0025】上記第1の実施例で説明したツェナーダイ
オード1において、図示はしないが、例えばN+ 型高濃
度拡散層17の側部の一部分のみを上記P型拡散層15
に接合させてもよい。またP型拡散層15とN+ 型高濃
度拡散層17との接合面積が必要最小限の面積が確保さ
れるならば、P型拡散層15やN+ 型高濃度拡散層17
のレイアウト形状はいかなる形状であってもよい。さら
にP型(P+ 型も含む)をN型(N+ 型も含む)にし
て、N型(N+ 型も含む)をP型(P+ 型も含む)にし
て、各拡散層等を形成することも可能である。さらにま
たP型拡散層15をバイポーラトランジスタのベース拡
散層で形成することも可能である。あるいはN+ 型高濃
度拡散層17をバイポーラトランジスタのエミッタ拡散
層で形成することも可能である。
【0026】上記構成のツェナーダイオード1では、P
型拡散層15の一部分に、N+ 型高濃度拡散層17の側
部の一部分、または当該N+ 型高濃度拡散層17の側部
の一部分とその底部の一部分を接合させたことにより、
P型拡散層15とN+ 型高濃度拡散層17との接合面積
が小さくなる。このように、P型拡散層15とN+ 型高
濃度拡散層17との接合は高濃度な接合になるので、逆
バイアスを印加した際には、ツェナー降伏を示す。この
とき、P型拡散層15とN型エピタキシャル層13との
間にもPN接合が形成されるが、N型エピタキシャル層
13の濃度が薄いので、低濃度の接合になる。このよう
な接合では、逆バイアスを印加した際には、なだれ降伏
を示す。このため、P型拡散層15とN型エピタキシャ
ル層13との間のPN接合面積は無視できる。
【0027】次に第2の実施例を、図3のレイアウト図
および図4の概略構成断面図により説明する。なお第1
の実施例で説明したと同様の構成要素には同一符号を付
す。図に示すように、第1導電型(P型)半導体基板1
1の上層には第2導電型(N+ 型)埋め込み拡散層12
が形成されている。上記P型半導体基板11の上面には
第2導電型(N型)エピタキシャル層13が形成されて
いる。このN型エピタキシャル層13の下層の一部分に
は、上記N+ 型埋め込み拡散層12の不純物が拡散し
て、当該N+ 型埋め込み拡散層12が形成されている。
また、上記N型エピタキシャル層13には、N+ 埋め込
み拡散層12の上方の当該N型エピタキシャル層13を
囲む状態にかつ上記P型半導体基板11に達する状態に
第1導電型(P型)素子分離拡散層14が形成されてい
る。
【0028】また上記N+ 型埋め込み拡散層12の上方
における上記N型エピタキシャル層13の上層の一部分
には、第1導電型(P型)拡散層15が形成されてい
る。このP型拡散層15は、NPNトランジスタのベー
ス拡散層に相当し、アノードとして作用する。上記P型
拡散層15の一部分には、P+ 型拡散層16が形成され
ている。このP+ 型拡散層16は、グラフトベース拡散
層に相当する。
【0029】さらに上記N型エピタキシャル層13の上
層の一部分には、P型拡散層15に対して間隔を開けて
+ 型高濃度拡散層17が設けられている。このN+
高濃度拡散層17の一部分は上記P型拡散層15の方向
に延長した状態に形成されている。当該N+ 型高濃度拡
散層17の延長部分18の先端部側は、P型拡散層15
の一部分に接合されている。ただしN+ 型高濃度拡散層
17の延長部分18の先端部側は上記P+ 型拡散層16
には接合されていない。上記N+ 型高濃度拡散層17お
よびその延長部分18は、NPNトランジスタのエミッ
タ拡散層に相当し、カソードとして作用する。なお、N
PNトランジスタのコレクタ取り出し電極に相当する拡
散層はN+ 高濃度拡散層17と兼用されている。
【0030】上記N型エピタキシャル層13の上面には
層間絶縁膜31が形成されている。上記P+ 型拡散層1
6上の層間絶縁膜31にはコンタクトホール32が形成
されている。このコンタクトホール32には当該P+
拡散層16に接続する配線33が形成されている。この
配線33はアノード電極になる。また上記N+ 型高濃度
拡散層17上とその延長部分18上との層間絶縁膜31
には連続した状態にかつP型拡散層15と延長部分18
とのPN接合部19に近づけた状態にコンタクトホール
34が形成されている。このコンタクトホール34には
当該N+ 型高濃度拡散層17に接続する配線35が形成
されている。この配線35はカソード電極になる。上記
の如くに、ツェナーダイオード2は構成されている。
【0031】上記第2の実施例では、N+ 型高濃度拡散
層17をT字形状にレイアウトしたが、例えばL字形状
にレイアウトすることも可能である。すなわち、P型拡
散層15とN+ 型高濃度拡散層17の延長部分18との
接合面積が必要最小限の面積が確保されるならば、P型
拡散層15やN+ 型高濃度拡散層17のレイアウト形状
はいかなる形状であってもよい。またP型(P+ 型も含
む)をN型(N+ 型も含む)にして、N型(N+ 型も含
む)をP型(P+ 型も含む)にして、各拡散層等を形成
することも可能である。さらにP型拡散層15をバイポ
ーラトランジスタのベース拡散層で形成することも可能
である。あるいはN+ 型高濃度拡散層17をバイポーラ
トランジスタのエミッタ拡散層で形成することも可能で
ある。
【0032】上記第2の実施例で説明したツェナーダイ
オード2では、P型拡散層15とN+ 型高濃度拡散層1
7とを間隔を開けて設けるとともに、N+ 型高濃度拡散
層17の一部分をP型拡散層15の方向に延長し、その
延長部分18を当該P型拡散層15の一部分に接合させ
たことにより、N+ 型高濃度拡散層17の延長部分18
とP型拡散層15との接合面積が小さくなる。このよう
に、P型拡散層15とN+ 型高濃度拡散層17の延長部
分18との接合は高濃度なPN接合になるので、逆バイ
アスを印加した際には、ツェナー降伏を示す。このと
き、P型拡散層15とN型エピタキシャル層13との間
にもPN接合が形成されるが、N型エピタキシャル層1
3の濃度が薄いので、低濃度の接合になる。このような
接合では、逆バイアスを印加した際には、なだれ降伏を
示す。このため、P型拡散層15とN型エピタキシャル
層13との間のPN接合面積は無視できる。
【0033】またP型拡散層15とN+ 型高濃度拡散層
17との接続面積を小さくして、P型拡散層15とN+
型高濃度拡散層17とのそれぞれの形成面積を大きくし
たことにより、コンタクトホール32,34の形成面積
を大きくすることが可能になる。したがって、電極とな
る配線33とP+ 型拡散層16とのコンタクト抵抗およ
び配線35とN+ 型高濃度拡散層17とのコンタクト抵
抗が低減されるので、コンタクト抵抗に係る寄生抵抗が
低減される。さらにP型拡散層15と延長部分18との
PN接合部19に近づけた状態にコンタクトホール34
を形成したことにより、カソード電極になる配線35と
PN接合部19との距離が短くなる。このため、配線3
5とPN接合部19との間におけるN+ 型高濃度拡散層
17の抵抗は小さくなる。したがって、配線35とPN
接合部19との間における寄生抵抗が低減される。
【0034】次に第3の実施例を、図5のレイアウト図
および図6の概略構成断面図により説明する。なお第1
の実施例で説明したと同様の構成要素には同一符号を付
す。図に示すように、第1導電型(P型)半導体基板1
1の上層には第2導電型(N+ 型)埋め込み拡散層12
が形成されている。上記P型半導体基板11の上面には
第2導電型(N型)エピタキシャル層13が形成されて
いる。このN型エピタキシャル層13の下層の一部分に
は、上記N+ 型埋め込み拡散層12の不純物が拡散し
て、当該N+ 型埋め込み拡散層12が形成されている。
また、上記N型エピタキシャル層13には、N+ 埋め込
み拡散層12の上方の当該N型エピタキシャル層13を
囲む状態にかつ上記P型半導体基板11に達する状態に
第1導電型(P型)素子分離拡散層14が形成されてい
る。
【0035】また上記N+ 型埋め込み拡散層12の上方
における上記N型エピタキシャル層13の上層の一部分
には、第1導電型(P型)拡散層15が形成されてい
る。このP型拡散層15は、NPNトランジスタのベー
ス拡散層に相当し、アノードとして作用する。上記P型
拡散層15の一部分には、P+ 型拡散層16が形成され
ている。このP+ 型拡散層15は、グラフトベース拡散
層に相当する。
【0036】さらに上記N型エピタキシャル層13の上
層の一部分には、P型拡散層15に対して間隔を開けて
+ 型高濃度拡散層17が設けられている。そして上記
P型拡散層15の一部分は上記N+ 型高濃度拡散層17
の方向に延長した状態に形成されている。そして当該P
型拡散層15の延長部分20の先端部側は、N+ 型高濃
度拡散層17の一部分に接合されている。上記N+ 型高
濃度拡散層17は、NPNトランジスタのエミッタ拡散
層に相当し、カソードとして作用する。また上記P+
拡散層16は、上記N+ 型高濃度拡散層17に接合する
ことなく当該N+ 型高濃度拡散層17の方向に延長した
状態に形成されている。なお、NPNトランジスタのコ
レクタ取り出し電極に相当する拡散層は、N+型高濃度
拡散層17と兼用されている。
【0037】上記N型エピタキシャル層13の上面には
層間絶縁膜31が形成されている。上記P+ 型拡散層1
6上とその延長部分20上との層間絶縁膜31には連続
した状態にかつP型拡散層15と延長部分20とのPN
接合部21に近づけた状態にコンタクトホール32が形
成されている。このコンタクトホール32には当該P+
型拡散層16に接続する配線33が形成されている。こ
の配線33はアノード電極になる。また上記N+ 型高濃
度拡散層17上の層間絶縁膜31にはコンタクトホール
34が形成されている。このコンタクトホール34には
当該N+ 型高濃度拡散層17に接続する配線35が形成
されている。この配線35はカソード電極になる。上記
の如くに、ツェナーダイオード3は構成されている。
【0038】上記第3の実施例では、P型拡散層15を
T字形状にレイアウトしたが、例えばL字形状にレイア
ウトすることも可能である。すなわち、P型拡散層15
の延長部分20とN+ 型高濃度拡散層17との接合面積
が必要最小限の面積が確保されるならば、P型拡散層1
5やN+ 型高濃度拡散層17のレイアウト形状はいかな
る形状であってもよい。またP型(P+ 型も含む)をN
型(N+ 型も含む)にして、N型(N+ 型も含む)をP
型(P+ 型も含む)にして、各拡散層等を形成すること
も可能である。さらにP型拡散層15をバイポーラトラ
ンジスタのベース拡散層で形成することも可能である。
あるいはN+ 型高濃度拡散層17をバイポーラトランジ
スタのエミッタ拡散層で形成することも可能である。
【0039】上記第3の実施例で説明したツェナーダイ
オード3では、P型拡散層15とN+ 型高濃度拡散層1
7とを間隔を開けて設けるとともに、P型拡散層15の
一部分をN+ 型高濃度拡散層17の方向に延長し、その
延長部分20を当該N+ 型高濃度拡散層17の一部分に
接合させたことにより、P型拡散層15の延長部分20
とN+ 型高濃度拡散層17との接合面積が小さくなる。
このように、P型拡散層15の延長部分20とN+ 型高
濃度拡散層17との接合は高濃度なPN接合になるの
で、逆バイアスを印加した際には、ツェナー降伏を示
す。このとき、P型拡散層15とN型エピタキシャル層
13との間にもPN接合が形成されるが、N型エピタキ
シャル層13の濃度が薄いので、低濃度の接合になる。
このような接合では、逆バイアスを印加した際には、な
だれ降伏を示す。このため、P型拡散層15とN型エピ
タキシャル層13との間のPN接合面積は無視できる。
【0040】またP型拡散層15とN+ 型高濃度拡散層
17との接合面積を小さくして、P型拡散層15とN+
型高濃度拡散層17とのそれぞれの形成面積を大きくし
たことにより、コンタクトホール32,34の形成面積
を大きくすることが可能になる。したがって、上記第2
の実施例で説明したと同様に、コンタクト抵抗を低減す
ることが可能になるので、コンタクト抵抗に係る寄生抵
抗が低減される。
【0041】次に、ツェナーダイオードの製造方法を図
7,図8のツェナーダイオードの製造工程図(その
1),(その2)により説明する。図7,図8では、代
表して、ツェナーダイオード1の製造方法を示す。
【0042】図7の(1)に示すように、第1の工程で
は、まず通常のホトリソグラフィー技術によって、第1
導電型(P型)半導体基板11の上面にイオン注入マス
ク(図示せず)を形成する。そして通常のイオン注入法
によって、P型半導体基板11の上層に第2導電型(N
+ 型)不純物を導入することにより、N+ 型埋め込み拡
散層12を形成する。その後この工程で形成した上記イ
オン注入マスク(図示せず)をウェット処理またはアッ
シャー処理等によって除去してから、例えば通常のエピ
タキシャル成長技術によって、P型半導体基板11の上
面とN+ 型埋め込み拡散層12の上面とに第2導電型
(N型)エピタキシャル層13を形成する。この際、N
+ 型埋め込み拡散層12の不純物はN型エピタキシャル
層13の下層にも拡散するので、N型エピタキシャル層
13の下層にもN+ 型埋め込み拡散層12が形成され
る。
【0043】次いで図7の(2)に示す第2の工程を行
う。この工程では、通常のホトリソグラフィー技術によ
って、N型エピタキシャル層13の上面にイオン注入マ
スク(図示せず)を形成する。そして通常のイオン注入
法によって、素子形成領域となる上記N+ 型埋め込み拡
散層12の上方のN型エピタキシャル層12を囲むとと
もに上記P型半導体基板11に達する第1導電型(P
型)素子分離拡散層14を形成する。その後、この工程
で形成した上記イオン注入マスク(図示せず)を、例え
ばウェット処理またはアッシャー処理等によって除去す
る。
【0044】続いて図7の(3)に示す第3の工程を行
う。この工程では、通常のホトリソグラフィー技術によ
って、N型エピタキシャル層13の上面にイオン注入マ
スク(図示せず)を形成する。そして通常のイオン注入
法によって、上記P型素子分離拡散層14に囲まれたN
型エピタキシャル層13の上層の一部分に第1導電型
(P型)拡散層15を形成する。その後、上記イオン注
入マスク(図示せず)を、例えばウェット処理またはア
ッシャー処理等によって除去してから、通常のホトリソ
グラフィー技術によって、N型エピタキシャル層13の
上面に別のイオン注入マスク(図示せず)を形成する。
そして通常のイオン注入法によって、上記P型拡散層1
5の一部分に、P+ 型拡散層16を形成する。その後、
上記別のイオン注入マスク(図示せず)を、例えばウェ
ット処理またはアッシャー処理等によって除去する。
【0045】その後図7の(4)に示す第4の工程を行
う。この工程では、通常のホトリソグラフィー技術によ
って、N型エピタキシャル層13の上面にイオン注入マ
スク(図示せず)を形成する。そして通常のイオン注入
法によって、上記P型素子分離拡散層14に囲まれたN
型エピタキシャル層13の上層の一部分に、上記P型拡
散層15の一部分に側部の一部分と底部の一部分とが接
合されていて、上記P+ 型拡散層16に接合されない状
態に、第2導電型(N+ 型)高濃度拡散層17を形成す
る。その後、この工程で形成した上記イオン注入マスク
(図示せず)を、例えばウェット処理またはアッシャー
処理等によって除去する。なお上記説明した各イオン注
入によって導入した不純物は、アニール処理を適宜行う
ことによって、所望の拡散層を形成する。
【0046】さらに図8の(5)に示す第5の工程を行
う。この工程では、例えばCVD法によって、上記N型
エピタキシャル層13の上面に層間絶縁膜31を形成す
る。この層間絶縁膜31は、例えば酸化シリコンよりな
る。次いで通常のホトリソグラフィー技術とエッチング
とによって、上記P+ 型拡散層16上の上記層間絶縁膜
31にコンタクトホール32を形成する。それととも
に、上記N+ 型高濃度拡散層17上の当該層間絶縁膜3
1にコンタクトホール34を形成する。そしてこの工程
におけるホトリソグラフィー技術で形成した、例えばレ
ジストよりなるエッチングマスク(図示せず)を、例え
ばウェット処理またはアッシャー処理等によって除去す
る。
【0047】次いで図8の(6)に示す第6の工程を行
う。この工程では、CVD法またはスパッタ法等によっ
て、コンタクトホール32の内部とコンタクトホール3
4の内部とともに上記層間絶縁膜31上に、配線形成膜
41を成膜する。この配線形成膜41は、例えば、チタ
ン(Ti)膜よりなるコンタクト用金属膜と窒化酸化チ
タン(TiON)膜よりなるバリアメタルとアルミニウ
ム系金属膜よりなる。または、図示はしないが、コンタ
クトホール32,34の内部に埋め込みプラグインを形
成した後、配線形成膜41を成膜することも可能であ
る。
【0048】その後図8の(7)に示す第7の工程を行
う。この工程では、通常のホトリソグラフィー技術とエ
ッチングとによって、2点鎖線で示す部分の配線形成膜
41を除去し、コンタクトホール32を通して上記P+
型拡散層16に接続する配線33を形成する。それと同
時にコンタクトホール34を通して上記N+ 型高濃度拡
散層17に接続する配線35を形成する。そしてこの工
程におけるホトリソグラフィー技術で形成した、例えば
レジストよりなるエッチングマスク(図示せず)を、例
えばウェット処理またはアッシャー処理等によって除去
する。このようにして、ツェナーダイオード1を形成す
る。
【0049】上記製造方法は、通常のバイポーラトラン
ジスタの製造方法とほぼ同様のプロセスになっている。
このため、バイポーラトランジスタを製造するプロセス
によって、同時進行的に上記ツェナーダイオード1を製
造することが可能になる。したがって、ツェナーダイオ
ード1を製造するために工程数を増加する必要がない。
【0050】前記第2の実施例で説明したツェナーダイ
オード2または前記第3の実施例で説明したツェナーダ
イオード3を製造する方法は、上記説明した第3の工程
におけるP型拡散層15〔延長部分(20)を含むもの
とする〕のN型エピタキシャル層13に対する平面的な
形成位置と第4の工程におけるN+ 型高濃度拡散層17
〔延長部分(18)を含むものとする〕のN型エピタキ
シャル層13に対する平面的な形成位置とが異なるのみ
で、他の条件等は上記説明した製造方法と同様である。
【0051】
【発明の効果】以上、説明したように請求項1の発明に
よれば、第1導電型拡散層の一部分に、第2導電型高濃
度拡散層の側部の一部分、または第2導電型高濃度拡散
層の側部の一部分とその底部の一部分を接合させたの
で、高濃度拡散層の接合面積を小さくできる。したがっ
て、ツェナーザップ発生電圧、電流を低くできるので、
ツェナーザップ発生の安定化が図れる。またツェナーダ
イオードに逆バイアスを印加した場合のリーク電流を抑
えることが可能になる。さらに従来のツェナーダイオー
ドでは形成していたコレクタ取り出し電極を形成しない
ので、ツェナーダイオードの形成面積の縮小化が図れ
る。
【0052】請求項2の発明によれば、第1導電型拡散
層と第2導電型高濃度拡散層とを間隔を開けて設けると
ともに、第2導電型高濃度拡散層の一部分を第1導電型
拡散層の方向に延長して当該第1導電型拡散層の一部分
に接合させたので、高濃度拡散層の接合面積が小さくな
る。したがって、寄生抵抗の低減、PN接合面積の低減
によって、ツェナーザップ発生電圧、電流を低くできる
ので、ツェナーザップ発生の安定化を図れる。またツェ
ナーダイオードに逆バイアスを印加した場合におけるリ
ーク電流を抑えることが可能になる。
【0053】また請求項3の発明によれば、第1導電型
拡散層と第2導電型高濃度拡散層とを間隔を開けて設け
るとともに、第1導電型拡散層の一部分を前記第2導電
型高濃度拡散層の方向に延長して当該第2導電型高濃度
拡散層の一部分に接合させたので、高濃度拡散層の接合
面積が小さくなる。したがって、上記同様に、ツェナー
ザップ発生の安定化を図ることが可能になる。さらに逆
バイアスを印加した場合のリーク電流を抑えることが可
能になる。
【0054】請求項4,請求項5の発明によれば、第1
導電型拡散層をバイポーラトランジスタのベース拡散層
で形成することが可能であり、または第2導電型高濃度
拡散層をバイポーラトランジスタのエミッタ拡散層で形
成可能なので、他のバイポーラトランジスタと同時にツ
ェナーダイオードを形成することが可能になる。
【0055】請求項6の発明によれば、バイポーラトラ
ンジスタの製造方法とほぼ同様のプロセスによって、ツ
ェナーダイオードを製造することが可能になる。このた
め、ツェナーダイオードを製造するために工程数を増加
することなく、バイポーラトランジスタとともにツェナ
ーダイオードを形成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例のレイアウト図である。
【図2】第1の実施例の概略構成断面図である。
【図3】第2の実施例のレイアウト図である。
【図4】第2の実施例の概略構成断面図である。
【図5】第3の実施例のレイアウト図である。
【図6】第3の実施例の概略構成断面図である。
【図7】ツェナーダイオードの製造工程図(その1)で
ある。
【図8】ツェナーダイオードの製造工程図(その2)で
ある。
【図9】従来例のレイアウト図である。
【図10】従来例の概略構成断面図である。
【符号の説明】
1 ツェナーダイオード 2 ツェナーダイオード 3 ツェナーダイオード 11 第1導電型(P型)半導体基板 12 第2導電型(N+ 型)埋め込み拡散層 13 第2導電型(N型)エピタキシャル層 14 第1導電型(P型)素子分離拡散層 15 第1導電型(P型)拡散層 17 第2導電型(N+ 型)高濃度拡散層 18 延長部分 19 PN接合部 20 延長部分 21 PN接合部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1導電型拡散層と第2導電型高濃度拡
    散層との接合によって形成されるツェナーダイオードに
    おいて、 前記第1導電型拡散層の一部分に、前記第2導電型高濃
    度拡散層の側部の一部分とその底部の一部分を接合させ
    てなる、または前記第2導電型高濃度拡散層の側部の一
    部分を接合させてなることを特徴とするツェナーダイオ
    ード。
  2. 【請求項2】 第1導電型拡散層と第2導電型高濃度拡
    散層との接合によって形成されるツェナーダイオードに
    おいて、 前記第1導電型拡散層と前記第2導電型高濃度拡散層と
    を間隔を開けて設けるとともに、前記第2導電型高濃度
    拡散層の一部分を前記第1導電型拡散層の方向に延長し
    て当該第1導電型拡散層の一部分に接合させてなること
    を特徴とするツェナーダイオード。
  3. 【請求項3】 第1導電型拡散層と第2導電型高濃度拡
    散層との接合によって形成されるツェナーダイオードに
    おいて、 前記第1導電型拡散層と前記第2導電型高濃度拡散層と
    を間隔を開けて設けるとともに、前記第1導電型拡散層
    の一部分を前記第2導電型高濃度拡散層の方向に延長し
    て当該第2導電型高濃度拡散層の一部分に接合させてな
    ることを特徴とするツェナーダイオード。
  4. 【請求項4】 請求項1,請求項2または請求項3記載
    のツェナーダイオードにおいて、 前記第1導電型拡散層をバイポーラトランジスタのベー
    ス拡散層で形成したことを特徴とするツェナーダイオー
    ド。
  5. 【請求項5】 請求項1〜請求項4のうちのいずれか1
    項に記載のツェナーダイオードにおいて、 前記第2導電型高濃度拡散層をバイポーラトランジスタ
    のエミッタ拡散層で形成したことを特徴とするツェナー
    ダイオード。
  6. 【請求項6】 請求項1〜請求項5のうちのいずれか1
    項記載のツェナーダイオードの製造方法であって、 第1導電型半導体基板の上部に第2導電型埋め込み拡散
    層を形成した後、前記第1導電型半導体基板の上面と第
    2導電型埋め込み拡散層の上面とに第2導電型エピタキ
    シャル層を形成する第1の工程と、 前記第2導電型エピタキシャル層の素子形成領域の側周
    を囲むとともに前記第1導電型半導体基板に達する第1
    導電型素子分離拡散層を形成する第2の工程と、 前記第1導電型素子分離拡散層で囲まれた第2導電型エ
    ピタキシャル層の一部分に第1導電型拡散層を形成する
    第3の工程と、 前記第1導電型拡散層の一部分に接合させてなる第2導
    電型高濃度拡散層を前記第2導電型エピタキシャル層の
    一部に形成する第4の工程とを行うことを特徴とするツ
    ェナーダイオードの製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150060664A (ko) * 2012-09-27 2015-06-03 로무 가부시키가이샤 칩 다이오드 및 그 제조 방법

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