JPH06350032A - 半導体装置の配線構体 - Google Patents

半導体装置の配線構体

Info

Publication number
JPH06350032A
JPH06350032A JP5136324A JP13632493A JPH06350032A JP H06350032 A JPH06350032 A JP H06350032A JP 5136324 A JP5136324 A JP 5136324A JP 13632493 A JP13632493 A JP 13632493A JP H06350032 A JPH06350032 A JP H06350032A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
layer
isolation region
wiring
semiconductor substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5136324A
Other languages
English (en)
Inventor
Haruki Arai
晴輝 新井
Yosuke Takagi
洋介 高木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP5136324A priority Critical patent/JPH06350032A/ja
Publication of JPH06350032A publication Critical patent/JPH06350032A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体素子におけるGNDパッドと素子の内
部回路を電気的に接続するのに、逆接続時の電流制限
と、正接続時に発生する消費電流増大に伴うグランド電
位の上昇を十分低く抑えることにより寄生素子の動作を
防止する点。 【構成】 本発明に係わる半導体素子の配線構体にあっ
ては、分離領域と内部海路のGNDラインをGNDパッ
ドを起点とする金属配線層で直接接続せず、抵抗を経て
接続する手法を採り、所定の素子特性を得るものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、モスICやBi−CM
OSなどの複合素子あるいはパワ素子と制御用ICをモ
ノリシックに集積したパワーICなどの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】個別半導体装置や集積回路などにあって
は、一般的な電気機器と同様にグランドラインを形成す
るのが通常であり、この構造を図6により説明する。
【0003】即ち、半導体素子を形成するために、図示
していないN型即ち第1導電型の半導体基板を用意し、
ここにP型即ち第2導電型の領域1を設け、ここにいわ
ゆる島領域を設置するべくP+ 分離領域2を例えば拡散
法により形成する。P+ 分離領域2により得られる島領
域には、第1導電型の素子領域3を形成して半導体素子
としての機能を発揮する基とする。説明は極めて簡略化
したが、実際には、素子として必要な構成要素を形成す
るために、P+ 分離領域2や素子領域3の表面を被覆す
る絶縁物層4を拡散マスクまたはインプラマスクとして
利用して素子領域3を形成する。
【0004】このようなプロセスで製造する半導体素子
の配線層5の一例を図6に示し、いわゆる素子上ボンデ
ィングを行うグランド(以後GNDと記載する)ボンデ
ィングパッド予定領域6が明らかにされている。配線層
5には、パッシベイション層例えばノンドープCVD層
7を被覆して外界から保護する。
【0005】図6に明らかなように、GNDボンディン
グパッド予定領域(GNDパッドと略記する)6と素子
分離領域3間の電気的な接続は、配線層5によってお
り、半導体素子の内部回路用のGNDラインも配線層5
によっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このような配線構造を
備える半導体素子を使用するに際して、GND端子にG
ND電位と違った電位特に正電位を印加(逆接続)する
と、図7に示すように、GND電位VA より低電位(図
でVB )の素子領域3に、PN接合順方向電流として多
大の電流が流れることにより、これを破壊したり、B点
から流出した電流が、同一半導体基板にモノリシックに
形成した他の半導体素子に流れ込んで破壊するなどの問
題がある。このような逆接続時に発生する流入電流の問
題は、図8に示すように抵抗体Rを介して内部回路GN
D及び分離領域と接続する手法が知られている。このよ
うな構造では、逆接続に対する電流制限という目的は達
成されるものの、新たな問題が生ずる。即ち、GND端
子がGND電位になった時(正接続)においても、回路
の消費電流がGNDピンに流出するために、抵抗体R部
分で電圧降下が発生して、VA ′>VA ( GNDレベ
ル)となり、P+ 分離領域2の電位を上昇させるので寄
生素子動作がし易い状況となる。
【0007】更に、回路動作状態により、消費電流が変
化する場合や、サージなどの外来ノイズかGNDに抜け
る場合VA ′が変動して一層寄生動作を誘発し易く誤動
作につながる。
【0008】他の方法としては、図9にあるように抵抗
体Rの代わりに一方向性素子であるダイオードDを挿入
する手段がある。この場合では、ダイオードの耐圧を逆
接続許容電圧以上に設定することにより、逆接続時の電
流制限が可能になるが、正接続時にダイオード順方向電
圧降下(VF )分だけ常にP+ 分離領域2は高電位状態
(VA ′=VA +VF )となる。従って、図9に明らか
にしたように、寄生素子が動作して誤動作を引起こす。
【0009】本発明は、このような事情により成された
もので、特に、逆接続時の電流制限と、正接続時に生じ
る表皮電流増大によるグランド電位上昇を十分に低くす
ることにより、寄生素子の動作を防止する半導体素子の
配線構造を提供することを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】第1導電型の半導体基板
と,前記半導体基板表面から内部に向けて形成する第2
導電型の素子領域と,前記素子領域を囲んだ半導体基板
部分に形成する分離領域と,前記素子領域及び分離領域
を形成する半導体基板表面を被覆する絶縁物層と,前記
素子領域と分離領域に対応する絶縁物層部分に埋設する
抵抗層と,前記分離領域部分表面から半導体基板内部に
向けて形成する導体接続領域と,前記絶縁物層を被覆す
ると共に抵抗層に電気的に接続する配線層と,前記配線
層を覆う表面保護層と,前記表面保護層の一部を除去し
て露出する配線層部分に設けるグランドパッド部とに本
発明に係わる半導体装置の配線構体の特徴がある。
【0011】また、第2導電型の領域に形成する第1導
電型の素子領域と,前記素子領域を囲んだ第2導電型の
領域に形成する分離領域と,前記素子領域及び分離領域
を被覆する絶縁物層と,前記素子領域と分離領域に対応
する絶縁物層部分に埋設する抵抗層と,前記分離領域部
分表面から内部に向けて形成する導体接続領域と,前記
絶縁物層を被覆すると共に抵抗層に電気的に接続する配
線層と,前記配線層を覆うパッド部と,前記分離領域に
電気的に直接接続する他の金属配線層とにも特徴があ
る。
【0012】
【作用】本発明では、素子分離領域と内部回路のGND
ラインは、GNDパッドから配線層により直接接続せ
ず、抵抗体を介して接続すると、所定の素子特性が得ら
れるとの事実を基に完成した。更にこのような配線層に
よる接続とは電気的に別の配線層により、半導体素子の
内部回路のGNDラインを違った配線層に電気的に接続
し、従来のように両方を一体とすることによる弊害を除
去する。
【0013】
【実施例】本発明に係わる半導体素子の接続構体の一実
施例を図1乃至図4を参照して説明するが、図4に図1
の等値回路図を示した本発明の適用例として、バイポー
ラ型集積回路を図1に、自己分離法を利用するC/MO
S素子を図2に、更に半導体基板の縦方向を利用する素
子として、縦型IGBTかPowerMOS素子を図3
に示した。
【0014】図1に明らかにしたバイポーラ型集積回路
は、図に示していない半導体基板を利用しており、ここ
に堆積したBを含むエピタキシャル層を以後第2導電型
の半導体基板10と記載する。以後記載する不純物濃度
は、各領域の表面濃度である。
【0015】第2導電型の半導体基板10には、第1導
電型の素子領域11などを形成してバイポーラ型集積回
路を形成するが、詳細な製造プロセスを省略して本発明
に関連する構造を主体とする説明に止どめる。
【0016】第2導電型であるBを含有する半導体基板
10には、島領域を形成するために所定の位置にBを含
んだP+ 素子分離領域12を設置し、この中に前記した
第1導電型の素子領域11を形成する。素子領域11
は、不純物としてリンを含んでおり、P+ 素子分離領域
12の一部には、導体接続領域13を設ける。
【0017】この一連の工程前には、第2導電型の半導
体基板10の表面に、絶縁物層14を例えば熱酸化法に
より被覆するが、いわゆるフイールド(Field)酸
化物層としても利用するので、厚さを5000乃至10
000オングストローム程度とする。また、一連の工程
に際しては、絶縁物層14を拡散またはインプラ(Io
n Implantation)マスクとして利用する
ために、公知のフォトリソグラフィ工程を施して窓など
を形成するのは常法通りである。
【0018】導体接続領域14の形成は、第1導電型の
素子領域11の形成工程と同時に行うことができるもの
でありまた、素子の種類によって第2導電型の半導体基
板10の不純物濃度が異なるために導体接続領域13に
更にオーミックコンタクトを図る上で高濃度領域15を
形成することもある。図1のバイポーラ型集積回路素子
では、導体接続領域13内に高濃度不純物領域15を形
成して後述する配線層とのオーミックコンタクトに備え
る。ただし機種によっては、導体接続領域13の不純物
濃度が違って、高濃度不純物領域15を形成しなくても
良い(図3参照)。この高濃度不純物領域15には、砒
素を導入拡散して幅をほぼ16μmに形成しており、そ
の両側は14μmとし、第1導電型の素子領域11と導
体接続領域13間の距離は6μm程度である。絶縁物層
13は前記のように熱酸化法により設けるが、この上に
多結晶珪素層16を常法である減圧気相成長法により厚
さ5000オングストローム程度堆積して抵抗層として
(後はすべて抵抗層16と記載する)利用する。
【0019】図1では、2か所に設置するように見える
抵抗層16は、図2の上面図に明らかなように連続して
おり、夫々の上面にも絶縁物層14で覆われており、事
実上埋設状態となっている。実際には、抵抗層16を公
知のフォトリソグラフィ技術によりパターニング後、ノ
ンドープのCVD層を厚さ10000〜20000オン
グストローム堆積して抵抗層16を埋設状態として図1
の断面構造が得られる。
【0020】次に抵抗層16及び分離領域12に対応す
る絶縁物層14部分には、公知のフォトリソグラフィ技
術により窓を設けてから、スパッタリング法または真空
蒸着法によりAlまたはAl合金(Al−Si、Al−
Si−Cu)を堆積し更に、公知のフォトリソグラフィ
技術によりパターニング工程を行って配線層17を完成
する。
【0021】この配線層17は、図1に示すように分離
領域にコンタクトする部分Aと導体接続領域13に接触
する部分Bに分けられる。即ち、Bは、GNDボンデイ
ングパッド予定地18に電気的に接続する部分であり、
Aが素子の内部回路に電気的に接続する部分である。ま
た、抵抗層16に接する絶縁物層14の部分にも前記の
公知のフォトリソグラフィ技術により窓を設けておき、
堆積する配線層17と抵抗層16を電気的に接続する。
【0022】またGNDパッド18が第2導電型の素子
領域11に対応する位置に設置されて、いわゆる素子上
ボンデイングが行われる形状であるが、必ずしもこの位
置に限定されるものでなく、配線層16に接する場所で
あれば差支えないことを付記する。なお半導体素子とし
て完成するには、最終的にパッシベイション層としてノ
ンドープCVD層19を配線層16を被覆して形成す
る。
【0023】このように、本発明に係わる半導体装置の
配線接続構体は、GNDパッド18から半導体素子内部
回路のGNDラインへの接続は、抵抗層16を介して配
線層17により行われ、配線層17が素子領域11を囲
んだ分離領域12に電気的に接続する方式が採られてい
ることが図1により明らかである。
【0024】図2は、前記のように自己分離法を利用す
る半導体素子の配線構体の適用例を示した。第1導電型
の半導体基板10に第2導電型のPウエル(Well)
領域即ちP+ 素子分離領域12を形成し、ここにP+
+ の導体接続領域13を形成する。なお、図には、素
子領域11を割愛している。
【0025】図3は、縦型のIGBTもしくはMOSI
Cを示す。
【0026】図1、図2及び図3は、いずれもGNDパ
ッド18は、抵抗層16を介して導体接続領域13に配
線層17により接続しており、素子領域11にも配線層
17により接続する構造となっている。
【0027】
【発明の効果】以上の配線接続構体を適用する半導体素
子は、従来技術欄で記載した難点はすべて解消できる。
【0028】図1に示した半導体素子の等価回路図であ
る図4により明らかにした素子の電流電圧特性を図5に
示した。即ち長破線は、図8の抵抗Rを取付けた素子の
I−V特性であり、破線は、図9のダイオードDを設置
した素子のI−V特性であり、実線が、本発明を適用し
たI−V特性を表している。
【0029】この図5により本発明の効果を説明する
と、逆接続時の電流制限に関しては、ダイオードの逆方
向電流が極めて小さいことから、抵抗体のみの場合とほ
ぼ同程度のレベルの特性が得られる。しかし、正接続時
には、消費電流が小さい場合(図中IF 1 のライン)内
部回路GND電位は、ダイオードのみの際VF 1 ′
ダイオードと抵抗を並列接続した時VF 1 となりVF 1
>VF 1 ′ となる。
【0030】これに対して消費電流が大きい場合(図中
F 2 ライン)内部回路のGND電位は、抵抗だけの際
F 2 ′ 、ダイオードと抵抗を並列接続した場合V
F 2 となりVF 2 <VF 2 ′ となる。更に電流が増大
した場合でもVF 2 はVF にほぼ等しくかつ一定であ
り、その上電位の上昇は一定値以下に押えられる。これ
により逆接続時の破壊防止と、消費電流変動に起因する
寄生素子動作を抑制することができる。
【0031】更に、GND端子のサージ耐量も向上す
る。つまり、サージ保護のために一般に保護抵抗と他の
素子が絶縁された形のまま、GNDパッドと内部回路の
間に介在する抵抗体例えばポリシリコン抵抗の電流容量
で耐量が制限されることひになる。しかし、ダイオード
を並列に接続する本発明では、ダイオードのブレ−クダ
ウンによりサージ電流の通路が新たに形成されるので、
同一寸法の抵抗を用いた場合にはサージ耐量が向上す
る。
【0032】更にまた、同等のサージ耐量を売るのに
は、抵抗体の占有面積を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる一実施例の断面図である。
【図2】図1の一部を示す上面図である。
【図3】本発明に係わる他の実施例の断面図である。
【図4】本発明に係わる更に他の実施例の断面図であ
る。
【図5】図1の等価回路図である。
【図6】図5の等価回路図で示した素子の電流電圧特性
である。
【図7】半導体素子における従来の配線構体を明らかに
する断面図である。
【図8】従来の配線構体の問題点を簡略に示す図であ
る。
【図9】従来の配線構体の難点の解決策とその欠点を簡
略に示す図である。
【符号の説明】
1:第2導電型の領域、 2、12:分離領域、 3、11:第1導電型の素子領域、 4、14:絶縁物層、 5、17:配線層、 6、18:ボンディングパッド予定領域、 10:半導体基板(第2導電型の領域)、 13:導体接続領域、 15:高濃度領域、 16:多結晶珪素層(抵抗層)、 7、19:CVD層。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1導電型の半導体基板と,前記半導体
    基板表面から内部に向けて形成する第2導電型の素子領
    域と,前記素子領域を囲んだ半導体基板部分に形成する
    分離領域と,前記素子領域及び分離領域を形成する半導
    体基板表面を被覆する絶縁物層と,前記素子領域と分離
    領域に対応する絶縁物層部分に埋設する抵抗層と,前記
    分離領域部分表面から半導体基板内部に向けて形成する
    導体接続領域と,前記絶縁物層を被覆すると共に抵抗層
    に電気的に接続する配線層と,前記配線層を覆う表面保
    護層と,前記表面保護層の一部を除去して露出する配線
    層部分に設けるグランドパッド部とを具備することを特
    徴とする半導体装置の配線構体
  2. 【請求項2】 第2導電型の領域に形成する第1導電型
    の素子領域と,前記素子領域を囲んだ第2導電型の領域
    に形成する分離領域と,前記素子領域及び分離領域を被
    覆する絶縁物層と,前記素子領域と分離領域に対応する
    絶縁物層部分に埋設する抵抗層と,前記分離領域部分表
    面から内部に向けて形成する導体接続領域と,前記絶縁
    物層を被覆すると共に抵抗層に電気的に接続する配線層
    と,前記配線層を覆うパッド部と,前記分離領域に電気
    的に直接接続する他の金属配線層とを具備することを特
    徴とする半導体装置の配線構体
JP5136324A 1993-06-08 1993-06-08 半導体装置の配線構体 Pending JPH06350032A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5136324A JPH06350032A (ja) 1993-06-08 1993-06-08 半導体装置の配線構体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5136324A JPH06350032A (ja) 1993-06-08 1993-06-08 半導体装置の配線構体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06350032A true JPH06350032A (ja) 1994-12-22

Family

ID=15172568

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5136324A Pending JPH06350032A (ja) 1993-06-08 1993-06-08 半導体装置の配線構体

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06350032A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009016039A (ja) * 2008-10-20 2009-01-22 Renesas Technology Corp 半導体記憶装置
US8264870B2 (en) 2002-12-24 2012-09-11 Renesas Electronics Corporation Semiconductor memory device
DE102012218765A1 (de) 2011-10-26 2013-05-02 Mitsubishi Electric Corp. Halbleitervorrichtung mit innerhalb desselben Halbleitersubstrats ausgebildetem Leistungselement und Schaltungselement

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8264870B2 (en) 2002-12-24 2012-09-11 Renesas Electronics Corporation Semiconductor memory device
US8867262B2 (en) 2002-12-24 2014-10-21 Renesas Electronics Corporation Semiconductor memory device
US9922698B2 (en) 2002-12-24 2018-03-20 Renesas Electronics Corporation Semiconductor memory device having a plurality of mosfets controlled to be in an active state or a standby state
US10446224B2 (en) 2002-12-24 2019-10-15 Renesas Electronics Corporation Semiconductor SRAM circuit having a plurality of MOSFETS controlling ground potential
JP2009016039A (ja) * 2008-10-20 2009-01-22 Renesas Technology Corp 半導体記憶装置
DE102012218765A1 (de) 2011-10-26 2013-05-02 Mitsubishi Electric Corp. Halbleitervorrichtung mit innerhalb desselben Halbleitersubstrats ausgebildetem Leistungselement und Schaltungselement
US8536655B2 (en) 2011-10-26 2013-09-17 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor device with power element and circuit element formed within the same semiconductor substrate
DE102012218765B4 (de) 2011-10-26 2019-02-07 Mitsubishi Electric Corp. Halbleitervorrichtung mit innerhalb desselben Halbleitersubstrats ausgebildetem Leistungselement und Schaltungselement

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101195720B1 (ko) 반도체 집적 회로 디바이스 및 그 제조 방법
US6570229B1 (en) Semiconductor device
JPH0230584B2 (ja)
JP3146579B2 (ja) プログラマブル過電圧保護回路
US6515345B2 (en) Transient voltage suppressor with diode overlaying another diode for conserving space
JPH07312424A (ja) 半導体装置及びその製造方法
US7002187B1 (en) Integrated schottky diode using buried power buss structure and method for making same
JP3189589B2 (ja) 絶縁ゲート型半導体装置
JP4995364B2 (ja) 半導体集積回路装置
JP2020155481A (ja) 半導体集積回路
JPH06350032A (ja) 半導体装置の配線構体
JP2755619B2 (ja) 絶縁ゲート型半導体装置
JP4479041B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
KR100189036B1 (ko) 반도체 디바이스
JP2001036006A (ja) 半導体集積回路の入出力保護装置
JPS6048906B2 (ja) 集積回路装置用保護回路
JPH02192170A (ja) 半導体素子
JP2522350B2 (ja) 半導体集積回路の保護装置
JPH0738054A (ja) 半導体装置
JP3372109B2 (ja) 半導体装置
JPS6156458A (ja) 半導体装置
JP2004296883A (ja) 半導体装置とその製造方法
JP2546179B2 (ja) 半導体装置
JPS6237822B2 (ja)
JPH06188369A (ja) 静電気破壊防止層を有する半導体回路