JPH1126600A - 半導体集積回路装置およびツェナーダイオード - Google Patents
半導体集積回路装置およびツェナーダイオードInfo
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Abstract
素子を内蔵するCMOS回路装置を得る。 【解決手段】 アノード領域21は半導体基板1の一主
面にP型MOSトランジスタのソース/ドレイン領域
4、5と同時に同じ条件にて形成される。カソード領域
22は半導体基板1の一主面にアノード領域21と一部
重なり領域23を有して形成され、N型MOSトランジ
スタのソース/ドレイン領域12、13と同時に同じ条
件にて形成される。このカソード領域22と上記アノー
ド領域21とによってザッピング用のツェナーダイオー
ドを構成する。
Description
ンジスタとN型MOSトランジスタとを備えたものにお
いて、ザッピング用のツェナーダイオードを備えた新規
な半導体集積回路装置、および降伏電圧の低いツェナー
ダイオードに関するものである。
OSトランジスタとを備えた半導体集積回路装置におい
て、抵抗値が半導体ウェハプロセスでは実現不可能な極
めて高い精度にて設定される抵抗素子を内蔵することが
望まれている。この抵抗値が極めて高い精度にて設定さ
れる抵抗素子を得るために、半導体ウェハプロセス後に
おけるテストプロセスにて行われるレーザ・トリミング
法が採用されている。このレーザ・トリミング法につい
て図22ないし図24を用いて説明する。図22におい
て、Aは極めて高い精度の抵抗値が求められる抵抗素子
の一端側ノード、Bは上記抵抗素子の他端側ノードで、
上記一端側ノードとの間で極めて高い精度の抵抗値が要
求される。
される抵抗値R0からなる抵抗本体で、P型MOSトラ
ンジスタおよびN型MOSトランジスタが形成される半
導体基板の一主面に形成される拡散領域によって構成さ
れる拡散抵抗である。101はこの抵抗本体の他端と上
記他端側ノードBとの間に接続される抵抗値R1からな
る第1の調整用抵抗で、上記半導体基板の一主面に形成
される拡散領域によって構成される拡散抵抗であり、こ
の例では抵抗値R1が例えば上記抵抗本体100の抵抗
値R0の1/100にされている。
に接続される抵抗値R2からなる第2の調整用抵抗で、
上記半導体基板の一主面に形成される拡散領域によって
構成される拡散抵抗であり、この例では抵抗値R2が例
えば上記抵抗本体100の抵抗値R0の1/100にさ
れている。103はこの第2の調整用抵抗の他端と上記
他端側ノードBとの間に接続される第1のヒューズ素子
F1で、上記半導体基板の一主面上に形成されるポリシ
リコンまたはアルミニウムの配線によって構成される。
に接続される抵抗値R3からなる第3の調整用抵抗で、
上記半導体基板の一主面に形成される拡散領域によって
構成される拡散抵抗であり、この例では抵抗値R3が例
えば上記抵抗本体100の抵抗値R0の1/100にさ
れている。105はこの第3の調整用抵抗の他端と上記
他端側ノードBとの間に接続される第2のヒューズ素子
F2で、上記半導体基板の一主面上に形成されるポリシ
リコンまたはアルミニウムの配線によって構成される。
なお、第1および第2のヒューズ素子103、105は
ポリシリコンまたはアルミニウムの配線によって構成さ
れるため、その抵抗値は抵抗本体100、第1ないし第
3の調整用抵抗101、102、104の抵抗値に対し
て無視できる値である。
ける抵抗値の設定について説明する。ウェハプロセス完
了後、まず、一端側ノードAと他端側ノードBとの間の
抵抗値R00を測定する。この時の抵抗値R00は次式
(1)になる。 R00=R0+R1・R2・R3/(R2・R3+R1・R3+R1・R2) ……(1) この抵抗値R00が希望する値になっていれば設定は終
了する。
ヒューズ素子103をレーザにて切断する。第1のヒュ
ーズ素子103を切断した後、一端側ノードAと他端側
ノードBとの間の抵抗値R10を測定する。この時の抵
抗値R10は次式(2)になる。 R10=R0+R1・R3/(R3+R1)>R00 ……(2) この抵抗値R10が希望する値になっていれば設定は終
了する。
に、第2のヒューズ素子105をレーザにて切断する。
第2のヒューズ素子105を切断した後、一端側ノード
Aと他端側ノードBとの間の抵抗値R20を測定する。
この時の抵抗値R20は次式(3)になる。 R20=R0+R1>R10>R00 ……(3) このようにして抵抗値の設定は終了し、希望する値(設
計値)に極めて近い抵抗値の抵抗素子を得る。
抵抗値の微調整をレーザ・トリミングによって行う場
合、レーザ・トリマーという高価で、かつ大型の装置を
必要とする。この発明は、上記した点に鑑みてなされた
ものであり、レーザ・トリマーを必要とせずに、抵抗値
が極めて高い精度にて設定される抵抗素子を内蔵する、
P型MOSトランジスタとN型MOSトランジスタとを
備えた半導体集積回路装置を得ることを目的とする。こ
の発明の第2の目的は、降伏電圧の低いツェナーダイオ
ードを得ることである。
集積回路装置は、P型MOSトランジスタとN型MOS
トランジスタとを備えたものにおいて、半導体基板の一
主面に、P型MOSトランジスタのソース/ドレイン領
域を構成するP型拡散領域と同じ不純物濃度および拡散
深さを有するP型拡散領域にて形成されるアノード領
域、およびアノード領域と一部重なり領域を有して一主
面に沿って配置され、N型MOSトランジスタのソース
/ドレイン領域を構成するN型拡散領域と同じ不純物濃
度および拡散深さを有するN型拡散領域にて形成される
カソード領域とを有するザッピング用のダイオードと、
半導体基板の一主面上に形成され、ダイオードのアノー
ド領域に電気的に接続されるザッピング用アノードパッ
ドと、半導体基板の一主面上に形成され、ダイオードの
カソード領域に電気的に接続されるザッピング用カソー
ドパッドとを設けたものである。
半導体基板の一主面にP型拡散領域にて形成されるアノ
ード領域と、半導体基板の一主面にアノード領域と一部
重なり領域を有して一主面に沿って配置され、N型拡散
領域にて形成されるカソード領域とを設け、アノード領
域とカソード領域のうちの一方の領域の幅が他方の領域
の幅より短い位置で重なりあっている。
半導体基板の一主面にP型拡散領域にて形成されるアノ
ード領域と、半導体基板の一主面にアノード領域と一部
重なり領域を有して一主面に沿って配置され、N型拡散
領域にて形成されるカソード領域とを設け、重なり領域
とアノード領域およびカソード領域のうちの一方の領域
とのPN接合部を有するとともに、アノード領域とカソ
ード領域との非重なり領域における高濃度のPN接合部
を有する。
一主面に形成される素子間分離酸化膜、およびこの素子
間分離酸化膜によって囲われて形成されるN型のウェル
領域を有するP型の半導体基板のウェル領域に形成され
るP型のアノード領域と、ウェル領域にアノード領域と
一部重なり領域を有して第1の方向に沿って形成され、
ウェル領域の不純物濃度より高い不純物濃度からなるN
型のカソード領域とを設け、アノード領域とカソード領
域のうちの一方の領域は、第1の方向に沿い素子間分離
酸化膜に接する上記ウェル領域との露出辺を有し、アノ
ード領域とカソード領域のうちの他方の領域は、第1の
方向に沿い、かつ、一方の領域における素子間分離酸化
膜に接する露出辺側に位置し、ウエル領域が露出される
面を有するように素子間分離酸化膜から第1の方向と直
交する第2の方向に沿って内側に位置し、重なり領域に
延在する辺部をもつウェル領域との露出辺を有する。
1を示す。図1において、1はP型の半導体基板で、抵
抗が例えば20Ωcmである。この半導体基板1はN型
MOSトランジスタの基板電位を与えるため、この実施
の形態1では接地電位が与えられる。2は上記半導体基
板1の一主面に、各素子形成領域を囲うように形成され
た素子間分離酸化膜で、通常知られているLOCOS法
によって形成される。
上記素子間分離酸化膜2によって囲われてP型MOSト
ランジスタ形成領域に形成されたN型のP−MOS用ウ
ェル領域で、例えば、3×1012/cm2で150ke
Vの条件でリン(P)をイオン注入することによって形
成される。このP−MOS用ウェル領域3はP型MOS
トランジスタの基板電位を与えるため、この実施の形態
1では正の電位が与えられる。4、5はこのP−MOS
用ウェル領域の一主面にチャネル領域6を介在して形成
される一対のソース/ドレイン領域で、P型拡散領域に
て形成され、例えば、4×1015/cm2で50keV
の条件でひ素(As)をイオン注入することによって形
成される。
ャネル領域6上にゲート酸化膜8を介して形成されたゲ
ート電極で、ポリシリコンによって形成され、上記一対
のソース/ドレイン領域4、5とによってP型MOSト
ランジスタを構成する。9、10はそれぞれ上記一対の
ソース/ドレイン領域4、5に電気的に接続(オーミッ
ク接触)された一対のソース/ドレイン用配線(電極)
で、アルミニウム層によって形成され、上記ゲート電極
7と絶縁膜(酸化膜)11によって電気的に絶縁されて
いる。
おける、上記素子間分離酸化膜2によって囲われたN型
MOSトランジスタ形成領域にチャネル領域14を介在
して形成される一対のソース/ドレイン領域で、N型拡
散領域にて形成され、例えば、6×1014/cm2で4
0keVの条件でリン(P)をイオン注入することによ
って形成される。
チャネル領域14上にゲート酸化膜16を介して形成さ
れたゲート電極で、ポリシリコンによって形成され、上
記一対のソース/ドレイン領域12、13とによってN
型MOSトランジスタを構成する。17、18はそれぞ
れ上記一対のソース/ドレイン領域12、13に電気的
に接続(オーミック接触)された一対のソース/ドレイ
ン用配線(電極)で、上記P型MOSトランジスタのソ
ース/ドレイン用配線9、10と同じアルミニウム層に
よって形成され、上記ゲート電極15と絶縁膜(酸化
膜)19によって電気的に絶縁されている。なお、絶縁
膜(酸化膜)19は絶縁膜(酸化膜)11と同じ層であ
り、同時に形成される。
る、上記素子間分離酸化膜2によって囲われてダイオー
ド形成領域に形成されたN型のダイオード用ウェル領域
で、上記P−MOS用ウェル領域3と同時に同じ条件に
て形成され、例えば、3×1012/cm2で150ke
Vの条件でリン(P)をイオン注入することによって形
成される。このダイオード用ウェル領域20はツェナー
ダイオードを上記半導体基板1から電気的に分離するた
め、接地電位もしくは負の電位が与えられない状態にな
っている。なお、後述するが、このダイオード用ウェル
領域20はカソード領域22と電気的に接続されること
になる。
P型MOSトランジスタのソース/ドレイン領域4、5
を構成するP型拡散領域と同じ不純物濃度および同じ拡
散深さを有し、上記半導体基板1の不純物濃度より高い
不純物濃度からなるP型拡散領域にて形成されるアノー
ド領域で、上記P型MOSトランジスタのソース/ドレ
イン領域4、5と同時に同じ条件にて形成され、例え
ば、4×1015/cm2で50keVの条件でひ素(A
s)をイオン注入することによって形成される。このア
ノード領域21はその平面形状が図2に示すように四角
形をなし、上記ダイオード用ウェル領域20との3辺の
露出辺(露出PN接合辺)は上記素子間分離酸化膜2に
接している。つまり、アノード領域21の形成に当たっ
てのイオン注入において、上記素子間分離酸化膜2がマ
スクの一部として利用される。
アノード領域21と一部重なり領域23を有して第1の
方向(図2の図示左右方向)に沿って形成され、上記N
型MOSトランジスタのソース/ドレイン領域12、1
3を構成するN型拡散領域と同じ不純物濃度および同じ
拡散深さを有し、上記ダイオード用ウェル領域20の不
純物濃度より高い不純物濃度からなるN型拡散領域にて
形成されるカソード領域で、上記N型MOSトランジス
タのソース/ドレイン領域12、13と同時に同じ条件
にて形成され、例えば、6×1014/cm2で40ke
Vの条件でリン(P)をイオン注入することによって形
成される。このカソード領域22と上記アノード領域2
1とによってザッピング用のツェナーダイオードを構成
する。このカソード領域21はその平面形状が図2に示
すように四角形をなし、上記ダイオード用ウェル領域2
0との3辺の露出辺(露出N+N-接合辺)は上記素子間
分離酸化膜2に接している。つまり、カソード領域22
の形成に当たってのイオン注入において、上記素子間分
離酸化膜2がマスクの一部として利用される。
22との重なり領域23は、この実施の形態1におい
て、上記アノード領域21の不純物濃度が上記カソード
領域22の不純物濃度より高くしてあるため、P-型を
示す。従って、上記アノード領域21と上記カソード領
域22とによって構成されるツェナーダイオードのPN
接合は、図1および図2に太線にて示すP-型の重なり
領域23とN+型のカソード領域22とのP-N+接合2
3aになる。
一主面上に形成された絶縁膜(酸化膜)である。なお、
絶縁膜(酸化膜)24は絶縁膜(酸化膜)11、19と
同じ層であり、同時に形成される。25はこの絶縁膜2
4に形成されたコンタクトホール26を介して上記アノ
ード領域21に電気的に接続(オーミック接触)された
アノード用配線(電極)で、上記P型MOSトランジス
タのソース/ドレイン用配線9、10と同じアルミニウ
ム層によって形成されている。このアノード用配線25
は、図4に示すように、上記半導体基板1の一主面上に
おける周辺部に形成されるザッピング用アノードパッド
PAに電気的に接続される。
クトホール28を介して上記カソード領域22に電気的
に接続(オーミック接触)されたカソード用配線(電
極)で、上記アノード用配線25と同じアルミニウム層
によって形成されている。このカソード用配線27は、
上記半導体基板1の一主面上における周辺部に形成され
るザッピング用カソードパッドPKに電気的に接続され
る。29は上記P型MOSトランジスタ、N型MOSト
ランジスタ、および上記ツェナーダイオード上を覆う、
例えばBPSG膜などの層間絶縁膜または/および窒化
シリコン(SiN)等の表面保護膜からなる絶縁層であ
る。
ド領域22とによって構成されるツェナーダイオードの
露出面における平面形状の大きさは、この実施の形態1
において、例えば次のようになっている。上記カソード
領域22および上記アノード領域21それぞれは、図2
に示す第1方向に沿った長さaおよびbが20μmであ
り、第1の方向と直交する第2の方向に沿った長さ
(幅)gが20μmである。上記コンタクトホール28
から上記アノード領域21までの第1の方向に沿った長
さ(距離)cおよび上記コンタクトホール26から上記
カソード領域22までの第1の方向に沿った長さ(距
離)dはそれぞれ8μmである。
22との重なり領域23の第1の方向に沿った長さeは
3μmである。上記コンタクトホール26と上記コンタ
クトホール28との第1の方向に沿った長さ(距離)f
は19μmである。上記コンタクトホール26と上記コ
ンタクトホール28はそれぞれ第1の方向に沿った長さ
が5μmであり、第2の方向に沿った長さ(幅)が10
μmである。
ードについて特性を測定したところ、図3に示すような
特性が得られた。図3から明らかなように、順方向電圧
が0.7Vであるとともに、降伏電圧(逆方向耐圧、ブ
レークダウン電圧)が30Vとザッピング用のダイオー
ドとして使用しうるだけの低い値を示した。また、ザッ
ピング用カソードパッドPKからザッピング用アノード
パッドPAへ大電流、具体的には、50mA〜100m
Aの電流を流したところ、ツェナーダイオードはカソー
ド配線27とアノード配線25との間が短絡状態にされ
た。つまり、カソード配線27からアノード配線25に
大電流が流れることにより、カソード配線27のアルミ
ニウムが溶融し、カソード配線27が接触しているカソ
ード領域22からアノード配線25が接触しているアノ
ード領域に至るまでの表面層に、アルミニウム−シリコ
ン(AlSi)層が形成され、カソード配線27とアノ
ード配線25との間が短絡状態にされる。
パッドPKとザッピング用アノードパッドPAそれぞれ
に金線を接続し、電流を流し、ザッピング用カソードパ
ッドPKとザッピング用アノードパッドPAとの間の電
圧を測定することにより求めたところ、10Ωと低い値
を示した。この10Ωは、金線の抵抗値、金線とザッピ
ング用カソードパッドPKおよびザッピング用アノード
パッドPAとの接触抵抗、カソード配線27とアノード
配線25のそれぞれの抵抗、カソード配線27とカソー
ド領域22との接触抵抗、アノード配線25とアノード
領域21との接触抵抗も含まれている為、カソード配線
27とアノード配線25との間の抵抗値は、数Ω程度と
低い値であり、カソード配線27とアノード配線25と
の間は実質的に短絡状態と言える。従って、このように
構成されたツェナーダイオードはザッピング用のダイオ
ードとして適している。
回路装置において、抵抗値が極めて高い精度にて設定さ
れる抵抗素子を、ザッピング用ダイオードを用いて得る
方法について、図4ないし図8を用いて説明する。図4
および図5において、Aは極めて高い精度の抵抗値が求
められる抵抗素子の一端側ノード、Bは上記抵抗素子の
他端側ノードで、上記一端側ノードとの間で極めて高い
精度の抵抗値が要求される。
示すP−MOS)、N型MOSトランジスタ(図1に示
すN−MOS)、およびツェナーダイオード(図1に示
すZD)が形成される半導体基板1の一主面上における
周辺部に形成される第1のザッピング用カソードパッ
ド、PK2は上記半導体基板1の一主面上における周辺
部に形成される第2のザッピング用カソードパッド、P
K3は上記半導体基板1の一主面上における周辺部に形
成される第3のザッピング用カソードパッド、PAは上
記半導体基板1の一主面上における周辺部に形成される
ザッピング用アノードパッドである。
れる抵抗値R0からなる抵抗本体で、上記半導体基板1
の一主面に形成される拡散領域によって構成される拡散
抵抗である。31は一端がこの抵抗本体30の他端に接
続される抵抗値R1からなる第1の調整用抵抗で、上記
半導体基板1の一主面に形成される拡散領域によって構
成される拡散抵抗であり、この例では抵抗値R1が例え
ば上記抵抗本体30の抵抗値R0の1/100にされて
いる。
他端に接続される抵抗値R2からなる第2の調整用抵抗
で、上記半導体基板1の一主面に形成される拡散領域に
よって構成される拡散抵抗であり、この例では抵抗値R
2が例えば上記抵抗本体30の抵抗値R0の1/100
にされている。33は一端がこの第2の調整用抵抗32
の他端に接続され、他端が上記他端側ノードBに接続さ
れる抵抗値R3からなる第3の調整用抵抗で、上記半導
体基板1の一主面に形成される拡散領域によって構成さ
れる拡散抵抗であり、この例では抵抗値R3が例えば上
記抵抗本体30の抵抗値R0の1/100にされてい
る。上記抵抗本体30と上記第1ないし第3の調整用抵
抗31〜33は上記一端側ノードAと上記他端側ノード
Bとの間に直列接続され、抵抗素子を構成する。
27を介して上記抵抗本体30の他端および上記第1の
ザッピング用カソードパッドPK1に接続されるととも
に、アノード領域21がアノード配線25を介して上記
他端側ノードBおよび上記ザッピング用アノードパッド
PAに接続される第1のザッピング用ダイオードZD1
で、上記半導体基板1の一主面に形成され、図1に示し
たツェナーダイオード(ZD)の構成を持つ。35はカ
ソード領域22がカソード用配線27を介して上記第1
の調整用抵抗31の他端および上記第2のザッピング用
カソードパッドPK2に接続されるとともに、アノード
領域21がアノード配線25を介して上記他端側ノード
Bおよび上記ザッピング用アノードパッドPAに接続さ
れる第2のザッピング用ダイオードZD2で、上記半導
体基板1の一主面に形成され、図1に示したツェナーダ
イオード(ZD)の構成を持つ。36はカソード領域2
2がカソード用配線27を介して上記第2の調整用抵抗
32の他端および上記第3のザッピング用カソードパッ
ドPK3に接続されるとともに、アノード領域21がア
ノード配線25を介して上記他端側ノードBおよび上記
ザッピング用アノードパッドPAに接続される第3のザ
ッピング用ダイオードZD3で、上記半導体基板1の一
主面に形成され、図1に示したツェナーダイオード(Z
D)の構成を持つ。
ける抵抗値の設定について説明する。ウェハプロセス完
了後、まず、一端側ノードAと他端側ノードBとの間の
抵抗値R00を測定する。この時の抵抗値R00は次式
(4)になる。 R00=R0+R1+R2+R3 ……(4) この抵抗値R00が希望する値になっていれば設定は終
了する。
ザッピング用カソードパッドPK3からザッピング用ア
ノードパッドPAへ大電流を流し、第3のザッピング用
ダイオード36に対するカソード配線とアノード配線と
の間を短絡状態とし、図6に示すように、第3の調整用
抵抗33の両端間を実質的に短絡状態とする。第3の調
整用抵抗33の両端間を実質的に短絡状態とした後、一
端側ノードAと他端側ノードBとの間の抵抗値R10を
測定する。この時の抵抗値R10は次式(5)になる。 R10=R0+R1+R2<R00 ……(5) この抵抗値R10が希望する値になっていれば設定は終
了する。
に、第2のザッピング用カソードパッドPK3からザッ
ピング用アノードパッドPAへ大電流を流し、第2のザ
ッピング用ダイオード35に対するカソード配線とアノ
ード配線との間を短絡状態とし、図7に示すように、第
2および第3の調整用抵抗32および33の直列抵抗の
両端間を実質的に短絡状態とする。第2および第3の調
整用抵抗32および33の直列抵抗の両端間を実質的に
短絡状態とした後、一端側ノードAと他端側ノードBと
の間の抵抗値R20を測定する。この時の抵抗値R20
は次式(6)になる。 R20=R0+R1<R10<R00 ……(6) この抵抗値R10が希望する値になっていれば設定は終
了する。
ド36を実質的に短絡状態として示していないが、上記
したように第3のザッピング用ダイオード36を実質的
に短絡状態にした後、第2のザッピング用ダイオード3
5を実質的に短絡状態にしてもよい。また、抵抗値R0
0の値によっては、直接第2のザッピング用ダイオード
35を実質的に短絡状態にしてもよい。どちらの場合で
も、抵抗値R20は実質的に同じになる。
場合は、さらに、第1のザッピング用カソードパッドP
K1からザッピング用アノードパッドPAへ大電流を流
し、第1のザッピング用ダイオード34に対するカソー
ド配線とアノード配線との間を短絡状態とし、図8に示
すように、第1ないし第3の調整用抵抗31〜33の直
列抵抗の両端間を実質的に短絡状態とする。第1ないし
第3の調整用抵抗31〜33の直列抵抗の両端間を実質
的に短絡状態とした後、一端側ノードAと他端側ノード
Bとの間の抵抗値R20を測定する。この時の抵抗値R
30は次式(7)になる。 R30=R0<R00<R10<R00 ……(7) このようにして抵抗値の設定は終了し、希望する値(設
計値)に極めて近い抵抗値の抵抗素子を得る。
用ダイオード35および36を実質的に短絡状態として
示していないが、上記したように第2および第3のザッ
ピング用ダイオード35および36を実質的に短絡状態
にした後、第1のザッピング用ダイオード34を実質的
に短絡状態にしてもよい。また、抵抗値R00の値によ
っては、直接第1のザッピング用ダイオード35を実質
的に短絡状態にしてもよい。どちらの場合でも、抵抗値
R30は実質的に同じになる。
置にあっては、P型MOSトランジスタとN型MOSト
ランジスタとを備えたものにおいて、何等製造プロセス
を追加することなく、P型MOSトランジスタとN型M
OSトランジスタの製造と同時にザッピング用ダイオー
ドを製造することができ、抵抗値が極めて高い精度にて
設定される抵抗素子を内蔵できるという効果を有する。
OSトランジスタのソース/ドレイン領域4、5の不純
物濃度がN型MOSトランジスタのソース/ドレイン領
域12、13の不純物濃度より高いものを示したが、N
型MOSトランジスタのソース/ドレイン領域12、1
3の不純物濃度がP型MOSトランジスタのソース/ド
レイン領域4、5の不純物濃度より高いものであっても
よい。この場合、ザッピング用ダイオード(ZD)のカ
ソード領域22の不純物濃度がアノード領域21の不純
物濃度より高くなるため、アノード領域21とカソード
領域22との重なり領域23はN-型を示す。従って、
アノード領域21とカソード領域22とによって構成さ
れるツェナーダイオードのPN接合は、N-型の重なり
領域23とP+型のアノード領域21とのP+N-接合に
なる。このように構成されたものにあっても、上記した
ものと同様の効果を奏する。
OSトランジスタとN型MOSトランジスタとを備えた
ものについて説明したが、さらにバイポーラトランジス
タを内蔵する半導体集積回路装置、いわゆるBiCMO
Sと通称されている半導体集積回路装置に適用しても良
いものである。この場合、ザッピング用ダイオードとし
て、抵抗素子の抵抗値の調整用に用いるだけでなく、例
えば、図9に示すように、バイポーラトランジスタ37
の使用、不使用のためのザッピング用ダイオードとして
用いてもよい。
ーラトランジスタ37のベース−エミッタ間に接続され
る抵抗である。バイポーラトランジスタ37を使用する
場合は、ザッピング用ダイオード39をそのままの状態
とする。ザッピング用ダイオード39の逆方向耐圧は大
きいので、バイポーラトランジスタ37に何等影響を及
ぼさない。従って、ベースノードBNに入力される信号
に応じてバイポーラトランジスタ37は動作し、コレク
タノードCNにベースノードBNに入力される信号に応
じた信号を出力する。
しない場合は、ザッピング用カソードパッドPKからザ
ッピング用アノードパッドPAへ大電流を流し、ザッピ
ング用ダイオード39に対するカソード配線とアノード
配線との間を短絡状態とし、バイポーラトランジスタ3
7のベース−エミッタ間を実質的に短絡状態とする。そ
の結果、バイポーラトランジスタ37は何等動作せず、
コレクタノードCNは電気的に浮いた状態、つまり、ハ
イインピーダンス状態を維持する。
形態2を示す。この実施の形態2に示すものは、上記し
た実施の形態1に示したものと、カソード領域22の形
状、言い換えれば、カソード領域22とアノード領域2
1とのPN接合が相違するだけであり、その他の点につ
いては上記した実施の形態1と同様である。従って、こ
の相違点について以下、詳しく説明する。なお、図10
において上記した実施の形態1を示す図に付された符号
と同一符号は同一または相当部分を示す。
Sトランジスタのソース/ドレイン領域4、5を構成す
るP型拡散領域と同じ不純物濃度および拡散深さを有
し、半導体基板1の不純物濃度より高い不純物濃度から
なるP型拡散領域にて形成されるアノード領域で、P型
MOSトランジスタのソース/ドレイン領域4、5と同
時に同じ条件にて形成され、例えば、4×1015/cm
2で50keVの条件でひ素(As)をイオン注入する
ことによって形成される。
25と絶縁膜24のコンタクトホールを介して電気的に
接続されるコンタクト領域21aとこのコンタクト領域
から半導体基板1の一主面に沿って第1の方向(図示左
右方向)に延在するPN接合形成用領域21bとを有す
る。アノード領域21はその平面形状が四角形をなし、
ダイオード用ウェル領域20との3辺の露出辺(露出P
N接合辺)は素子間分離酸化膜2に接している。つま
り、アノード領域21の形成に当たってのイオン注入に
おいて、素子間分離酸化膜2がマスクの一部として利用
される。なお、アノード領域21は上記した実施の形態
1に示したアノード領域21と同じである。
領域21と一部重なり領域23を有して第1の方向に沿
って形成され、N型MOSトランジスタのソース/ドレ
イン領域12、13を構成するN型拡散領域と同じ不純
物濃度および拡散深さを有し、ダイオード用ウェル領域
20の不純物濃度より高い不純物濃度からなるN型拡散
領域にて形成されるカソード領域で、N型MOSトラン
ジスタのソース/ドレイン領域12、13と同時に同じ
条件にて形成され、例えば、6×1014/cm2で40
keVの条件でリン(P)をイオン注入することによっ
て形成される。
2aと、このコンタクト領域22aから半導体基板1の
一主面に沿って延在する先細のPN接合形成用領域22
bとを有する。カソード領域22におけるコンタクト領
域22aはその平面形状が四角形をなし、コンタクト領
域22aとダイオード用ウェル領域20との3辺の露出
辺(露出N+N-接合辺)は素子間分離酸化膜2に接して
いる。カソード領域21におけるPN接合形成用領域2
2bはその平面形状が三角形をなし、2辺の露出対辺
(露出N+N-接合辺)それぞれはダイオード用ウェル領
域20が露出される面20a、20bを有するように素
子間分離酸化膜2から第1の方向と直交する第2の方向
(図示上下方向)に沿って内側に位置する。つまり、カ
ソード領域22の形成は、コンタクト領域22aが素子
間分離酸化膜2をマスクとしてイオン注入され、PN接
合形成用領域22bが通常用いられるレジストをマスク
としてイオン注入される。
重なり領域23は、カソード領域22のPN接合形成用
領域22bとアノード領域21のPN接合形成用領域2
2bとによって形成される。つまり、アノード領域21
とカソード領域22にて構成されるツェナーダイオード
は、カソード領域22の幅がアノード領域21の領域の
幅より短い位置で重なりあっている。
重なり領域23は、この実施の形態2においては、アノ
ード領域21の不純物濃度がカソード領域22の不純物
濃度より高くしてあるため、P-型を示す。従って、ア
ノード領域21とカソード領域22とによって構成され
るツェナーダイオードのPN接合は、図示太線にて示す
P-型の重なり領域23とN+型のカソード領域22との
P-N+接合23aと、図示太線の両端部に位置するP+
型のアノード領域21とN+型のカソード領域22との
P+N+接合23bになる。要するに、アノード領域21
とカソード領域22にて構成されるツェナーダイオード
は、重なり領域23とカソード領域22とのP-N+接合
23aを有するとともに、アノード領域21とカソード
領域22との非重なり領域、言い換えればカソード領域
22の先細部であるPN接合形成用領域22bとアノー
ド領域21のPN接合形成用領域21bとの境界部に高
濃度のP+N+接合23bを有することになる。
域22とによって構成されるツェナーダイオードの露出
面における平面形状の大きさは、この実施の形態2にお
いて、例えば次のようになっている。アノード領域21
は、第1方向に沿った長さbが20μmであり、第2の
方向に沿った長さ(幅)gが20μmである。カソード
領域22は、第1方向に沿ったPN接合形成用領域22
bの先端までの長さaが20μmであり、第2の方向に
沿った長さ(幅)gが20μmである。また、カソード
領域22におけるコンタクト領域22aの第1方向に沿
った長さが10μmである。
1までの第1の方向に沿った長さ(距離)cおよびコン
タクトホール26からカソード領域22におけるPN接
合形成用領域22bの先端までの第1の方向に沿った長
さ(距離)dはそれぞれ8μmである。アノード領域2
1とカソード領域22との重なり領域23の第1の方向
に沿った最長の長さeは3μmである。コンタクトホー
ル26とコンタクトホール28との第1の方向に沿った
長さ(距離)fは19μmである。コンタクトホール2
6とコンタクトホール28はそれぞれ第1の方向に沿っ
た長さが5μmであり、第2の方向に沿った長さ(幅)
が10μmである。
ードについて特性を測定したところ、図11に示すよう
な特性が得られた。図11から明らかなように、順方向
電圧が0.7Vであるとともに、降伏電圧(逆方向耐
圧、ブレークダウン電圧)が5Vと非常に低い値を示し
た。このように降伏電圧が非常に低い値を示したのは、
ツェナーダイオードのPN接合としてP+型のアノード
領域21とN+型のカソード領域22とによる高濃度の
P+N+接合23bを有することによるものと考えられ
る。
らザッピング用アノードパッドPAへ大電流、具体的に
は、50mA〜100mAの電流を流したところ、上記
した実施の形態1と同様にツェナーダイオードに対する
カソード配線とアノード配線との間が短絡状態とされ
た。この時の抵抗値も上記した実施の形態1と同様の値
を示した。
積回路装置にあっては、P型MOSトランジスタとN型
MOSトランジスタとを備えたものにおいて、何等製造
プロセスを追加することなく、P型MOSトランジスタ
とN型MOSトランジスタの製造と同時に降伏電圧が非
常に低いザッピング用ダイオードを製造することがで
き、抵抗値が極めて高い精度にて設定される抵抗素子を
内蔵できるという効果を有する。
OSトランジスタのソース/ドレイン領域4、5の不純
物濃度がN型MOSトランジスタのソース/ドレイン領
域12、13の不純物濃度より高いものを示したが、N
型MOSトランジスタのソース/ドレイン領域12、1
3の不純物濃度がP型MOSトランジスタのソース/ド
レイン領域4、5の不純物濃度より高いものであっても
よい。
D)のカソード領域22の不純物濃度がアノード領域2
1の不純物濃度より高くなるため、アノード領域21と
カソード領域22との重なり領域23はN-型を示す。
従って、アノード領域21とカソード領域22とによっ
て構成されるツェナーダイオードのPN接合は、N-型
の重なり領域23とP+型のアノード領域21とのP+N
-接合と、アノード領域21とカソード領域22との非
重なり領域におけるP+型のアノード領域21とN+型の
カソード領域22とのP+N+接合23bになる。このよ
うに構成されたものにあっても、上記したものと同様の
効果を奏する。
ド領域21をその平面形状が四角形のものとし、カソー
ド領域22を平面形状が先細の三角形をなすPN接合形
成用領域22bを有するものとしたが、逆に、カソード
領域22をその平面形状が四角形のものとし、アノード
領域21を平面形状が先細の三角形をなすPN接合形成
用領域21bを有するものとしても、同様の効果を有す
る。
ェナーダイオードは、降伏電圧が5Vと非常に低いた
め、ザッピング用のダイオードとして適しているだけで
はなく、基準電位を発生するためのツェナーダイオード
としても好適なものである。例えば、図12に示すよう
に、反転入力端が入力端子INに接続される比較器40
の非反転入力端に与えられる比較電位(基準電位)を与
えるためのツェナーダイオード41として使用できるも
のである。
ド41は図10に示した構成を持ち、アノード領域21
がアノード用配線25を介して比較器40の非反転入力
端に電気的に接続され、カソード領域22がアノード用
配線27を介して接地電位ノードに接続される。また、
抵抗42は電源電位Vccノードと比較器40の非反転入
力端との間に接続される。なお、このように基準電位を
発生するためのツェナーダイオード41として用いられ
た場合、カソード配線(電極)27からアノード配線
(電極)25に流れる電流は、数十μmA〜1mAであ
るため、ツェナーダイオードが破壊されることはない。
形態3を示す。この実施の形態3に示すものは、上記し
た実施の形態1および実施の形態2に示したものと、カ
ソード領域22の形状、言い換えれば、カソード領域2
2とアノード領域21とのPN接合が相違するだけであ
り、その他の点については上記した実施の形態1および
実施の形態2と同様である。
ソード領域22におけるPN接合形成用領域22bの平
面形状を三角形にしているのに対して、この実施の形態
3においては、カソード領域22におけるPN接合形成
用領域22bの平面形状を台形とした点で相違するだけ
である。なお、図13において上記した実施の形態1お
よび実施の形態2を示す図に付された符号と同一符号は
同一または相当部分を示す。また、図13において示す
各長さa〜gは上記した実施の形態1および実施の形態
2に示した各長さa〜gと同じである。
ードにおいても、図示太線にて示すP-型の重なり領域
23とN+型のカソード領域22とのP-N+接合23a
と、図示太線の両端部に位置するP+型のアノード領域
21とN+型のカソード領域22とのP+N+接合23b
を有する。また、その特性は図11と同様な特性が得ら
れた。従って、この実施の形態3においても、上記した
実施の形態2と同様の効果を奏し、かつ、ザッピング用
のダイオードとしてだけではなく、ツェナーダイオード
としても利用できる。
施の形態2で説明したと同様に、カソード領域22の不
純物濃度がアノード領域21の不純物濃度より高いもの
であってもよい。また、カソード領域22をその平面形
状が四角形のものとし、アノード領域21を平面形状が
先細の台形をなすPN接合形成用領域21bを有するも
のであってもよい。
形態4を示す。この実施の形態4に示すものは、上記し
た実施の形態1に示したものと、カソード領域22の形
状、言い換えれば、カソード領域22とアノード領域2
1とのPN接合が相違するだけであり、その他の点につ
いては上記した実施の形態1と同様である。すなわち、
上記した実施の形態1に対して、この実施の形態4に示
すものは、カソード領域22の第2の方向に沿った長さ
(幅)g2を短くし、カソード領域22とダイオード用
ウェル領域20との露出辺(露出N+N-接合辺)と素子
間分離酸化膜2との間にダイオード用ウェル領域20の
露出面20a、20bを介在させた点で相違するだけで
ある。
あっては、アノード領域21とカソード領域22とによ
って構成されるツェナーダイオードのPN接合が、図示
太線にて示すP-型の重なり領域23とN+型のカソード
領域22とのP-N+接合23aと、図示太線の両端部に
位置するP+型のアノード領域21とN+型のカソード領
域22とのP+N+接合23bとを有するものになる。な
お、図14において上記した実施の形態1を示す図に付
された符号と同一符号は同一または相当部分を示す。
g2を除いた各長さa〜fは上記した実施の形態1に示
した各長さa〜fと同じである。アノード領域21の幅
g1は上記した実施の形態1に示したアノード領域の幅
gと同じである。しかし、カソード領域22の幅g2
は、この実施の形態4では14μmにしてあり、カソー
ド領域22とダイオード用ウェル領域20との露出辺
(露出N+N-接合辺)と素子間分離酸化膜2との距離、
つまり、ダイオード用ウェル領域20が露出される面2
0a、20bの幅hはそれぞれ3μmである。
ードにおいても、図示太線にて示すP-型の重なり領域
23とN+型のカソード領域22とのP-N+接合23a
と、図示太線の両端部に位置するP+型のアノード領域
21とN+型のカソード領域22とのP+N+接合23b
を有するので、ツェナーダイオードの特性は上記した実
施の形態2と同様に図11に示した特性と同様な特性が
得られた。従って、この実施の形態4においても、上記
した実施の形態2と同様の効果を奏し、かつ、ザッピン
グ用のダイオードとしてだけではなく、ツェナーダイオ
ードとしても利用できる。
施の形態2で説明したと同様に、カソード領域22の不
純物濃度がアノード領域21の不純物濃度より高いもの
であってもよい。また、アノード領域21の幅g1をカ
ソード領域22の幅g2より短くしたものであってもよ
い。
形態5を示す。この実施の形態5に示すものは、上記し
た実施の形態1および実施の形態4に示したものと、カ
ソード領域22の形状が相違するだけであり、その他の
点については上記した実施の形態1および実施の形態4
と同様である。
ソード領域22の平面形状を四角形にし、PN接合形成
用領域22bの平面形状をも四角形にしているのに対し
て、この実施の形態3においては、カソード領域22に
おけるPN接合形成用領域22bの平面形状を円弧形状
とした点で相違するだけである。なお、図15におい
て、上記した実施の形態1および実施の形態4を示す図
に付された符号と同一符号は同一または相当部分を示
す。また、図15において示す各長さa〜f、g1、g
2は上記した実施の形態4に示した各長さa〜f、g
1、g2と同じである。
ードにおいても、図示太線にて示すP-型の重なり領域
23とN+型のカソード領域22とのP-N+接合23a
と、図示太線の両端部に位置するP+型のアノード領域
21とN+型のカソード領域22とのP+N+接合23b
を有する。また、その特性は図11と同様な特性が得ら
れた。従って、この実施の形態5においても、上記した
実施の形態4と同様の効果を奏し、かつ、ザッピング用
のダイオードとしてだけではなく、ツェナーダイオード
としても利用できる。
施の形態4で説明したと同様に、カソード領域22の不
純物濃度がアノード領域21の不純物濃度より高いもの
であってもよい。また、カソード領域22をその平面形
状が四角形のものとし、アノード領域21をカソード領
域22の幅より狭い幅とし、かつ、平面形状が先細の円
弧形状をなすPN接合形成用領域21bを有するもので
あってもよい。
形態6を示す。この実施の形態6に示すものは、上記し
た実施の形態1に示したものと、アノード領域21およ
びカソード領域22の形状、言い換えれば、カソード領
域22とアノード領域21とのPN接合が相違するだけ
であり、その他の点については上記した実施の形態1と
同様である。すなわち、上記した実施の形態1に対し
て、この実施の形態6に示すものは、アノード領域の第
2の方向に沿った長さ(幅)g1およびカソード領域2
2の第2の方向に沿った長さ(幅)g2を短くし、アノ
ード領域21とダイオード用ウェル領域20との図示上
側に位置する露出辺(露出P+N-接合辺)と素子間分離
酸化膜2との間にダイオード用ウェル領域20の露出面
20aを介在させるとともに、カソード領域22とダイ
オード用ウェル領域20との図示下側に位置する露出辺
(露出N+N-接合辺)と素子間分離酸化膜2との間にダ
イオード用ウェル領域20の露出面20aを介在させ点
で相違するだけである。要するに、この実施の形態6に
示したものは、アノード領域21とカソード領域22は
共に平面形状が四角形をなし、アノード領域21とカソ
ード領域22とが幅方向(第2の方向)に沿ってずれて
位置し、重なり領域23が第1の方向に重なった領域と
なる。
にあっても、ツェナーダイオードのPN接合が、図示太
線にて示すP-型の重なり領域23とN+型のカソード領
域22とのL字状のP-N+接合23aと、図示太線の両
端部に位置するP+型のアノード領域21とN+型のカソ
ード領域22とのP+N+接合23bを有するものにな
る。なお、図14において上記した実施の形態1を示す
図に付された符号と同一符号は同一または相当部分を示
す。
g2を除いた各長さa〜fは上記した実施の形態1に示
した各長さa〜fと同じである。アノード領域21の幅
g1およびカソード領域22の幅g2は、この実施の形
態6では17μmにしてあり、アノード領域21とダイ
オード用ウェル領域20との図示上側に位置する露出辺
(露出P+N-接合辺)と素子間分離酸化膜2との距離、
つまり、ダイオード用ウェル領域20が露出される面2
0aの幅hは3μmであり、カソード領域22とダイオ
ード用ウェル領域20との図示下側に位置する露出辺
(露出N+N-接合辺)と素子間分離酸化膜2との距離、
つまり、ダイオード用ウェル領域20が露出される面2
0bの幅hは3μmである。
ードにおいても、図示太線にて示すP-型の重なり領域
23とN+型のカソード領域22とのP-N+接合23a
と、図示太線の両端部に位置するP+型のアノード領域
21とN+型のカソード領域22とのP+N+接合23b
を有するので、ツェナーダイオードの特性は上記した実
施の形態2と同様に図11に示した特性と同様な特性が
得られた。従って、この実施の形態6においても、上記
した実施の形態2と同様の効果を奏し、かつ、ザッピン
グ用のダイオードとしてだけではなく、ツェナーダイオ
ードとしても利用できる。なお、この実施の形態6で
も、上記した実施の形態1で説明したと同様に、カソー
ド領域22の不純物濃度がアノード領域21の不純物濃
度より高いものであってもよい。
を示す。この実施の形態7に示すものは、上記した実施
の形態1に示したものがアノード領域21とカソード領
域22とによってツェナーダイオードを構成していたの
に対して、カソード領域22と第1の方向に沿ったカソ
ード領域21の両側に配置された2つのアノード領域2
1、43とによってツェナーダイオードを構成した点で
相違するだけであり、その他の点については上記した実
施の形態1と同様である。
は、上記した実施の形態1に示したものに対して、カソ
ード領域22の図示左側にもアノード領域21と全く同
じ構成をしたアノード領域43を設けたものである。な
お、アノード領域43はコンタクトホール45を介して
アノード配線25に電気的に接続(オーミック接触)さ
れている。なお、図17において、上記した実施の形態
1を示す図に付された符号と同一符号は同一または相当
部分を示す。
領域22とによって構成されるツェナーダイオードの露
出面における平面形状の大きさは、この実施の形態7に
おいて、例えば次のようになっている。アノード領域2
1、43それぞれは、図17に示す第1方向に沿った長
さbが17.5μmであり、第2の方向に沿った長さ
(幅)gが20μmである。カソード領域22は、第1
方向に沿った長さaが18μmであり、第2の方向に沿
った長さ(幅)gが20μmである。コンタクトホール
28からアノード領域21、43までの第1の方向に沿
った長さ(距離)cおよびコンタクトホール26、45
からカソード領域22までの第1の方向に沿った長さ
(距離)dはそれぞれ8μmである。アノード領域2
1、43とカソード領域22との重なり領域23、44
の第1の方向に沿った長さeはそれぞれ0.5μmであ
る。コンタクトホール26、45とコンタクトホール2
8との第1の方向に沿った長さ(距離)fはそれぞれ1
6.5μmである。
ードは、アノード領域21とカソード領域22との間に
第1の方向に沿って一部重なり領域23を有するととも
に、アノード領域43とカソード領域22との間に第1
の方向に沿って一部重なり領域44を有する。これら重
なり領域23、44はそれぞれこの実施の形態7におい
て、アノード領域21、43の不純物濃度がカソード領
域22の不純物濃度より高くしてあるため、P-型を示
す。従って、アノード領域21、43とカソード領域2
2とによって構成されるツェナーダイオードのPN接合
は、図17に太線にて示すP-型の重なり領域23、4
4とN+型のカソード領域22とのP-N+接合23a、
44aになる。
測定したところ、上記した実施の形態1と同様に図3に
示す特性と同じ特性が得られた。また、ザッピング用カ
ソードパッドPKからザッピング用アノードパッドPA
へ大電流を流したところ、上記した実施の形態1と同様
にツェナーダイオードに対するカソード配線とアノード
配線との間が短絡状態とされた。この時の抵抗値を上記
した実施の形態1と同様に測定したところ、9.5Ωと
低い値を示した。つまり、カソード配線27とアノード
配線25との間の抵抗値は、数Ω程度と低い値であり、
カソード配線27とアノード配線25との間は実質的に
短絡状態と言える。
ードは、上記した実施の形態1と同様な効果を奏する
他、カソード領域22がその両側にてアノード領域2
1、43とそれぞれ重なり領域23、44を構成するよ
うにしたので、次のような効果を有する。すなわち、カ
ソード配線27とアノード配線25との間の抵抗値を小
さくするために、コンタクトホール26、45とコンタ
クトホール28との第1の方向に沿った長さ(距離)f
を短く、つまり、重なり領域23、44の長さeを小さ
く設計できる。この時、例え、製造プロセスにおいて、
カソード領域22およびアノード領域21、43を形成
するためのマスクにマスクずれが生じたとしても、重な
り領域23、44の少なくとも一方は、確実に重なり領
域を形成しているため、ツェナーダイオードが形成され
ないことはない。その結果、カソード配線27とアノー
ド配線25との間におけるツェナーダイオードの破壊が
容易であるとともに、カソード配線27とアノード配線
25との間の抵抗値を非常に小さいものにできるという
効果を有する。
施の形態1で説明したと同様に、カソード領域22の不
純物濃度がアノード領域21の不純物濃度より高いもの
であってもよい。また、上記した実施の形態7では、N
+型のカソード領域22の両側にP+型のアノード領域2
1、43を配置したものを示したが、P+型のアノード
領域21の両側にN+型のカソード領域22を配置した
ものであっても同様の効果を奏する。
形態8を示す。この実施の形態8に示すものは、上記し
た実施の形態1における複数(この実施の形態8では、
上記した実施の形態1において説明した図4および図5
で示した3個)のツェナーダイオード(ZD1〜ZD
3)のアノード領域3を共通にして構成したものであ
り、その他の点については上記した実施の形態1と同様
である。すなわち、この実施の形態8に示すものは、複
数のツェナーダイオードに共通なアノード領域21と、
複数のツェナーダイオードそれぞれに対応するカソード
領域22A〜22Cがダイオード用ウェル領域20に形
成される。
(図18図示左右方向)に沿って並行(平行)に配置さ
れる。各カソード領域22A〜22Cはアノード領域2
1と第1の方向(図18図示上下方向)に沿って一部重
なり領域23A〜23Cを有するように配置される。各
重なり領域23A〜23Cは、この実施の形態7におい
て、アノード領域21の不純物濃度がカソード領域22
A〜22Cの不純物濃度より高くしてあるため、P-型
を示す。従って、複数のツェナーダイオードのそれぞれ
のPN接合は、図18に太線にて示すP-型の重なり領
域23A〜23CとN+型のカソード領域22A〜22
CとのP-N+接合23Aa〜23Caと、図示太線の両
端部に位置するP+型のアノード領域21とN+型のカソ
ード領域22A〜22CとのP+N+接合23Ab〜23
Cbを有するものになる。なお、図14において上記し
た実施の形態1を示す図に付された符号と同一符号は同
一または相当部分を示す。
オードそれぞれにおいても、カソード領域22A〜22
Cとアノード領域の関係が図14に示した実施の形態3
と同様の構成をとるため、図11に示した特性と同様な
特性が得られた。従って、このように構成されたものに
おいても、上記した実施の形態1と同様の効果を奏する
他、図4および図5に示したように複数のザッピング用
ダイオードに対して共通のアノード領域21としている
ため、ザッピング用ダイオードに対する占有面積を縮小
できるという効果をさらに有する。
施の形態1で説明したと同様に、カソード領域22A〜
22Cの不純物濃度がアノード領域21の不純物濃度よ
り高いものであってもよい。また、カソード領域22A
〜22CにおけるPN接合形成用領域22bの平面形状
を、図10に示した実施の形態2と同様に三角形にした
り、図13に示した実施の形態3と同様に台形にした
り、図15に示した実施の形態5と同様に円弧形状にし
たりしてもよい。
形態9を示す。この実施の形態9に示すものは、上記し
た実施の形態1のものが、ザッピング用ダイオード(Z
D)を構成するためのアノード領域21およびカソード
領域22を、半導体基板1の一主面に形成されたダイオ
ード用ウェル領域20に形成しているものに対して、半
導体基板1の一主面に直接、つまり、ダイオード用ウェ
ル領域20を形成することなく形成した点で相違する。
その他の点については上記した実施の形態1と同様であ
る。なお、図19において上記した実施の形態1を示す
図に付された符号と同一符号は同一または相当部分を示
す。
においても、上記した実施の形態1と同様の効果を奏す
る。但し、アノード領域21が半導体基板1と同一導電
型であるため、半導体基板1と同様に接地電位にされ
る。従って、抵抗素子のザッピング用ダイオードとして
使用する場合は、図4および図5に示した他端側ノード
が接地電位とされるため、精度の高い抵抗値が要求さ
れ、他端が接地電位にされる基準電位設定用の抵抗素子
に適用すればよい。
カソード領域22の不純物濃度がアノード領域21の不
純物濃度より高くてもよい。また、アノード領域21お
よびカソード領域22の形状は、上記した実施の形態2
ないし実施の形態8に示したような形状にしてもよい。
の形態10を示す。この実施の形態10に示すものは、
上記した実施の形態1のものが、半導体基板1としてP
型の半導体基板を用いているのに対して、N型の半導体
基板を用いた点が相違する。その他の点については上記
した実施の形態1と同様である。
ンジスタの基板電位を与えるために正の電位が印加され
る。P型MOSトランジスタを構成する一対のソース/
ドレイン領域4、5は半導体基板の一主面に形成され
る。N型MOSトランジスタを構成する一対のソース/
ドレイン領域12、13は半導体基板の一主面に形成さ
れるP型のN−MOS用ウェル領域46に形成される。
N−MOS用ウェル領域46はN型MOSトランジスタ
の基板電位を与えるために接地電位にされる。ツェナー
ダイオードを構成するアノード領域21およびカソード
領域22は半導体基板の一主面に形成されるP型のダイ
オード用ウェル領域47に形成される。ダイオード用ウ
ェル領域47は電気的に浮いた状態にされる。なお、図
19において上記した実施の形態1を示す図に付された
符号と同一符号は同一または相当部分を示す。
においても、上記した実施の形態1と同様の効果を奏す
る。なお、実施の形態1で説明したと同様に、カソード
領域22の不純物濃度とアノード領域21の不純物濃度
はどちらが高くてもよい。また、アノード領域21およ
びカソード領域22の形状は、上記した実施の形態2な
いし実施の形態8に示したような形状にしてもよい。
の形態11を示す。この実施の形態11に示すものは、
上記した実施の形態10のものが、ザッピング用ダイオ
ード(ZD)を構成するためのアノード領域21および
カソード領域22を、半導体基板1の一主面に形成され
たダイオード用ウェル領域47に形成しているものに対
して、半導体基板1の一主面に直接、つまり、ダイオー
ド用ウェル領域47を形成することなく形成した点で相
違する。その他の点については上記した実施の形態10
と同様である。なお、図21において上記した実施の形
態10を示す図に付された符号と同一符号は同一または
相当部分を示す。
においても、上記した実施の形態1と同様の効果を奏す
る。なお、実施の形態10で説明したと同様に、カソー
ド領域22の不純物濃度とアノード領域21の不純物濃
度とはどちらが高くてもよい。また、アノード領域21
およびカソード領域22の形状は、上記した実施の形態
2ないし実施の形態8に示したような形状にしてもよ
い。
イオードの特性を示す特性図。
よびザッピング用ダイオードを示す概念平面図。
よびザッピング用ダイオードの初期状態を示す回路図。
よびザッピング用ダイオードの第1の状態を示す回路
図。
よびザッピング用ダイオードの第2の状態を示す回路
図。
よびザッピング用ダイオードの第2の状態を示す回路
図。
用ダイオードをトランジスタに適用した例を示す回路
図。
図。
ダイオードの特性を示す特性図。
ダイオードを比較回路の基準電源として用いた例を示す
回路図。
図。
図。
図。
図。
図。
図。
図。
図。
図。
の高い抵抗素子を得るための初期状態を示す回路図。
の高い抵抗素子を得るための第1の状態を示す回路図。
の高い抵抗素子を得るための第2の状態を示す回路図。
域、4、5 ソース/ドレイン領域、7 ゲート電極、
12、13 ソース/ドレイン領域、15 ゲート電
極、20 ウェル領域、21 アノード領域、22 カ
ソード領域、23一部重なり領域。
上記素子間分離酸化膜2によって囲われてP型MOSト
ランジスタ形成領域に形成されたN型のP−MOS用ウ
ェル領域で、例えば、3×1012/cm2で150ke
Vの条件でリン(P)をイオン注入することによって形
成される。このP−MOS用ウェル領域3はP型MOS
トランジスタの基板電位を与えるため、この実施の形態
1では正の電位が与えられる。4、5はこのP−MOS
用ウェル領域の一主面にチャネル領域6を介在して形成
される一対のソース/ドレイン領域で、P型拡散領域に
て形成され、例えば、4×1015/cm2で50keV
の条件でボロン(B)をイオン注入することによって形
成される。
P型MOSトランジスタのソース/ドレイン領域4、5
を構成するP型拡散領域と同じ不純物濃度および同じ拡
散深さを有し、上記半導体基板1の不純物濃度より高い
不純物濃度からなるP型拡散領域にて形成されるアノー
ド領域で、上記P型MOSトランジスタのソース/ドレ
イン領域4、5と同時に同じ条件にて形成され、例え
ば、4×1015/cm2で50keVの条件でボロン
(B)をイオン注入することによって形成される。この
アノード領域21はその平面形状が図2に示すように四
角形をなし、上記ダイオード用ウェル領域20との3辺
の露出辺(露出PN接合辺)は上記素子間分離酸化膜2
に接している。つまり、アノード領域21の形成に当た
ってのイオン注入において、上記素子間分離酸化膜2が
マスクの一部として利用される。
Sトランジスタのソース/ドレイン領域4、5を構成す
るP型拡散領域と同じ不純物濃度および拡散深さを有
し、半導体基板1の不純物濃度より高い不純物濃度から
なるP型拡散領域にて形成されるアノード領域で、P型
MOSトランジスタのソース/ドレイン領域4、5と同
時に同じ条件にて形成され、例えば、4×1015/cm
2で50keVの条件でボロン(B)をイオン注入する
ことによって形成される。
Claims (21)
- 【請求項1】 半導体基板の一主面にP型拡散領域にて
形成される一対のソース/ドレイン領域を有するP型M
OSトランジスタ、 上記半導体基板の一主面にN型拡散領域にて形成される
一対のソース/ドレイン領域を有するN型MOSトラン
ジスタ、 上記半導体基板の一主面に、上記P型MOSトランジス
タのソース/ドレイン領域を構成するP型拡散領域と同
じ不純物濃度および拡散深さを有するP型拡散領域にて
形成されるアノード領域と、上記半導体基板の一主面
に、上記アノード領域と一部重なり領域を有して一主面
に沿って配置され、上記N型MOSトランジスタのソー
ス/ドレイン領域を構成するN型拡散領域と同じ不純物
濃度および拡散深さを有するN型拡散領域にて形成され
るカソード領域とを有するザッピング用のダイオード、 上記半導体基板の一主面上に形成され、上記ダイオード
のアノード領域に電気的に接続されるザッピング用アノ
ードパッド、 上記半導体基板の一主面上に形成され、上記ダイオード
のカソード領域に電気的に接続されるザッピング用カソ
ードパッドを備えた半導体集積回路装置。 - 【請求項2】 上記ダイオードのアノード領域とカソー
ド領域との重なりは、上記アノード領域とカソード領域
の一方の領域の幅が、他方の領域の幅より短い位置で重
なりあっていることを特徴とする請求項1記載の半導体
集積回路装置。 - 【請求項3】 上記ダイオードのアノード領域とカソー
ド領域のうちの一方の領域は、電気的に接続されるため
のコンタクト領域とこのコンタクト領域から半導体基板
の一主面に沿って延在する先細のPN接合形成用領域と
を有し、 上記ダイオードのアノード領域とカソード領域のうちの
他方の領域は、電気的に接続されるためのコンタクト領
域とこのコンタクト領域から半導体基板の一主面に沿っ
て延在し、上記一方の領域におけるPN接合形成用領域
との上記一部重なり領域を有するPN接合形成用領域と
を有することを特徴とする請求項1記載の半導体集積回
路装置。 - 【請求項4】 上記一方の領域におけるPN接合形成用
領域は、平面形状が三角形であることを特徴とする請求
項3記載の半導体集積回路装置。 - 【請求項5】 上記一方の領域におけるPN接合形成用
領域は、平面形状が台形であることを特徴とする請求項
3記載の半導体集積回路装置。 - 【請求項6】 上記ダイオードのアノード領域とカソー
ド領域は共に平面形状が四角形をなし、上記アノード領
域とカソード領域のうちの一方の領域が他方の領域より
幅が狭く、上記一部重なり領域が幅方向と直交する方向
に重なった領域であることを特徴とする請求項1記載の
半導体集積回路装置。 - 【請求項7】 上記一方の領域におけるPN接合形成用
領域は、平面形状が円弧形状であることを特徴とする請
求項3記載の半導体集積回路装置。 - 【請求項8】 上記ダイオードのアノード領域とカソー
ド領域は共に平面形状が四角形をなし、上記アノード領
域とカソード領域とが幅方向に沿ってずれて位置し、上
記一部重なり領域が幅方向と直交する方向に重なった領
域であることを特徴とする請求項1記載の半導体集積回
路装置。 - 【請求項9】 上記ダイオードのアノード領域とカソー
ド領域のうちの一方の領域は、上記半導体基板の一主面
に沿い、かつ、上記ダイオードのアノード領域とカソー
ド領域の他方の領域を挟んで配置される一対の領域にて
構成されることを特徴とする請求項1記載の半導体集積
回路装置。 - 【請求項10】 上記ダイオードは複数のダイオード部
分を有し、 上記カソード領域は上記複数のダイオード部分に対応し
て複数有し、それぞれが上記複数のダイオード部分に対
して共通な上記アノード領域と一部重なり領域を有して
一主面に沿って配置されていることを特徴とする請求項
1記載の半導体集積回路装置。 - 【請求項11】 上記半導体基板はP型の半導体基板で
あり、上記ダイオードのアノード領域およびカソード領
域は上記半導体基板の一主面に形成されたN型のウェル
領域に形成され、上記カソード領域の不純物濃度は上記
ウェル領域の不純物濃度より高いことを特徴とする請求
項1ないし請求項10のいずれかに記載の半導体集積回
路装置。 - 【請求項12】 上記半導体基板はP型の半導体基板で
あり、上記アノード領域の不純物濃度は上記半導体基板
の不純物濃度より高いことを特徴とする請求項1ないし
請求項10のいずれかに記載の半導体集積回路装置。 - 【請求項13】 上記半導体基板はN型の半導体基板で
あり、上記ダイオードのアノード領域およびカソード領
域は上記半導体基板の一主面に形成されたP型のウェル
領域に形成され、上記アノード領域の不純物濃度は上記
ウェル領域の不純物濃度より高いことを特徴とする請求
項1ないし請求項10のいずれかに記載の半導体集積回
路装置。 - 【請求項14】 上記半導体基板はN型の半導体基板で
あり、上記カソード領域の不純物濃度は上記半導体基板
の不純物濃度より高いことを特徴とする請求項1ないし
請求項10のいずれかに記載の半導体集積回路装置。 - 【請求項15】 半導体基板の一主面にP型拡散領域に
て形成されるアノード領域と、上記半導体基板の一主面
に上記アノード領域と一部重なり領域を有して一主面に
沿って配置され、N型拡散領域にて形成されるカソード
領域とを備え、 上記アノード領域と上記カソード領域のうちの一方の領
域の幅が他方の領域の幅より短い位置で重なりあってい
るツェナーダイオード。 - 【請求項16】 半導体基板の一主面にP型拡散領域に
て形成されるアノード領域と、上記半導体基板の一主面
に上記アノード領域と一部重なり領域を有して一主面に
沿って配置され、N型拡散領域にて形成されるカソード
領域とを備え、 上記重なり領域と上記アノード領域および上記カソード
領域のうちの一方の領域とのPN接合部を有するととも
に、上記アノード領域と上記カソード領域との非重なり
領域における高濃度のPN接合部を有するツェナーダイ
オード。 - 【請求項17】 上記アノード領域および上記カソード
領域のうちの一方の領域は平面形状が先細部を有し、こ
の先細部にて上記アノード領域および上記カソード領域
の他方の領域と重なりあい、上記高濃度のPN接合は上
記先細部における他方の領域との一方の領域側境界端部
に位置することを特徴とする請求項16記載のツェナー
ダイオード。 - 【請求項18】 上記先細部は、三角形状をなしている
ことを特徴とする請求項17記載のツェナーダイオー
ド。 - 【請求項19】 上記先細部は、円弧状をなしているこ
とを特徴とする請求項16記載のツェナーダイオード。 - 【請求項20】 上記先細部は、台形状をなしているこ
とを特徴とする請求項16記載のツェナーダイオード。 - 【請求項21】 一主面に形成される素子間分離酸化
膜、およびこの素子間分離酸化膜によって囲われて形成
されるN型のウェル領域を有するP型の半導体基板のウ
ェル領域に形成されるP型のアノード領域と、 上記ウェル領域に上記アノード領域と一部重なり領域を
有して第1の方向に沿って形成され、上記ウェル領域の
不純物濃度より高い不純物濃度からなるN型のカソード
領域とを備え、 上記アノード領域と上記カソード領域のうちの一方の領
域は、上記第1の方向に沿い上記素子間分離酸化膜に接
する上記ウェル領域との露出辺を有し、 上記アノード領域と上記カソード領域のうちの他方の領
域は、上記第1の方向に沿い、かつ、上記一方の領域に
おける上記素子間分離酸化膜に接する露出辺側に位置
し、上記ウエル領域が露出される面を有するように上記
素子間分離酸化膜から上記第1の方向と直交する第2の
方向に沿って内側に位置し、上記重なり領域に延在する
辺部をもつ上記ウェル領域との露出辺を有することを特
徴とするツェナーダイオード。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9182466A JPH1126600A (ja) | 1997-07-08 | 1997-07-08 | 半導体集積回路装置およびツェナーダイオード |
US08/987,377 US5936288A (en) | 1997-07-08 | 1997-12-09 | Semiconductor integrated circuit device and low breakdown voltage zener diode |
DE19810579A DE19810579B4 (de) | 1997-07-08 | 1998-03-11 | Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP9182466A JPH1126600A (ja) | 1997-07-08 | 1997-07-08 | 半導体集積回路装置およびツェナーダイオード |
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JPH1126600A true JPH1126600A (ja) | 1999-01-29 |
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ID=16118760
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JP9182466A Pending JPH1126600A (ja) | 1997-07-08 | 1997-07-08 | 半導体集積回路装置およびツェナーダイオード |
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