JPS61225875A - サ−ジ吸収用半導体装置 - Google Patents

サ−ジ吸収用半導体装置

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JPS61225875A
JPS61225875A JP6622485A JP6622485A JPS61225875A JP S61225875 A JPS61225875 A JP S61225875A JP 6622485 A JP6622485 A JP 6622485A JP 6622485 A JP6622485 A JP 6622485A JP S61225875 A JPS61225875 A JP S61225875A
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JP
Japan
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semiconductor region
surge
semiconductor
region
voltage
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Pending
Application number
JP6622485A
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English (en)
Inventor
Yoshiaki Kamijo
上條 芳昭
Hidetaka Sato
秀隆 佐藤
Yasuo Hasegawa
長谷川 泰男
Mitsuyoshi Ebizuka
海老塚 充由
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.)
Origin Electric Co Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Origin Electric Co Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Publication of JPS61225875A publication Critical patent/JPS61225875A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/86Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
    • H01L29/861Diodes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、低いブレークダウン電圧を有する薄型のサー
ジ吸収用半導体素子であり、特にLS It−搭載した
ICカード等のLSI化通信装置に接続してLSI’t
−静電気から防護するのに好適なサージ吸収用半導体装
置に関する。
〔従来の技術〕
従来、サージ吸収用防護素子としては種々な文献から知
られているように、避雷管(例えは、黒沢、土豪、根岸
二通信用ガス人避雷管、日本電信電話公社電気通信研究
所研究実用化報告、vol、30.45 、P−122
9〜1242.1981 )、酸化亜鉛バリスタ、ツェ
ナーダイオード、アバランシェダイオード、ダイオード
バリスタ(平岡、佐野、金森:サージ防農用半導体素子
、日本電信電話公社、電気通信研究所研究実用化報告、
vol、30.45.p、 1257〜1267、19
81)などがおる。
避雷管は電極間のギャップの距離、封入ガス圧力など全
調整することによシ、そのサージ抑圧電圧の大きさが決
められる。
酸化亜鉛バリスタはその厚さなどを調整することにより
、そのサージ抑圧電圧の大きさが決められる。
ダイオードバリスタはシリコンのバルク内に形成される
1個のPN接合の順方向特性を利用するものであシ、1
個のPN接合のブレークダウン電圧が約0,8V程度で
あるので、サージ抑圧電圧の調整はPN接合の多層化に
より実現できる。
ツェナーダイオード、アバランシェダイオード等では、
PN接合近傍の不純物濃度勾配の調整によって所要のブ
レークダウ/電圧全実現できる。
ところで、ICカードに搭載するための防護素子に要求
される主な特性は次のようなものでおる。
■電気的%性;ブレークダウン電圧が6〜7v、しかも
正極性、負極性のいずれのサージに対しても確実に動作
する双方向特性を有していること、また静電容量は制御
信号に対し十分に小さい値であること。
■機械的特性:LSIの厚さと同程度の600〜400
−の厚みであること。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このような要求に対して、前記の防護素子は次の欠点を
有している0ブレークダウン電圧の最小値はn*’t、
酸化亜鉛バリスタではi!10V以上と高く、これよシ
低いブレークダウン電圧を有するものは存在しない〇 一方、ダイオードバリスタでブレークダウン電圧6〜7
V’t−実現するためには8層程度の積み重ねが必要と
なる。この場合には動作抵抗が増加してサージ電流通過
時の電圧降下分が大きくなり、サージ抑圧電圧が上昇す
るので適切でない、また多層化により薄形化が困難とな
る。
ツェナーダイオード・アバランシェダイオードでは低電
圧化・薄形化が可能でるり、市販もされているが、同一
半導体基板上に双方向特性を有する防護素子を集積化し
たもの社未だ無い。
〔問題点を解決するための手段〕
1導電型の第10半導体領域に、この第1の半導体領域
の一部分が介在するように反対導電型の第2の半導体領
域を形成すると共に、その第2の半導体領域の囲シに第
2の半導体領域と同一の導1!戯の第3の半導体領域を
存在させたこと全基本としている。
〔作 用〕
この様な構造を基本としているΩで、前記第2の半導体
領域が少くとも2つ存在し、また前記第3の半導体領域
の不純物濃度がそれと同等以下で深く形成されていれば
、第2の半導体領域で決められる安定な双方向のブレー
クダウン電圧を有する十分に薄いサージ吸収用半導体装
置を得ることが可能であり、また第3の半導体領域によ
ってサージ電流が第2の半導体領域の互いに近い側に集
中して流れないようにされるので、動作抵抗が小さく、
サージ抑圧電圧全所要値に制限できる。
更に、前記第2の半導体領域と第3の半導体領域間に第
1の半導体領域の一部分を介在させ、同心状に配置する
ことによって、サージ電流を均一に流すことが出来るの
で電流容量の大きいサージ吸収用半導体装置を実現でき
る。
また、複数のサージ吸収用半導体装置を同一半導体基板
上に集積化できるので、それぞれの電気的特性がほぼ同
一のものとなり、ICカード等の実装容積の少ないもの
への搭載は容易となった。
〔実施例〕
先ず第1図Ok) CB)は本発明の第1の実施例を説
明する図である0 この実施例は、オフ図に示すような薄いカードの中に磁
気ストライプSとエンボスEと共存する形でICモジュ
ールM?実装してなるICカードDのICモジュールM
におけるLS It−人体などからの静電気サージから
防謹するのに適した構成金有している0 第1図において、1は厚さが400−以下のP導電型の
シリコン半導体基板、2は比較的不純物濃度の高いN導
電型の半導体領域、3.6′は比較的不純物濃度の高い
P導電型の浅い半導体領域、4.4′は浅い半導体領域
6.6′の周囲に不純物濃度が低く、かつ半導体領域6
.6′よシ深<ドープされて形成された環状の半導体領
域、5はsio、膜のような絶縁膜、6は半導体領域3
と環状の半導体領域4とオーミツフコ/タフ)f形成し
、絶縁膜5を延びる個別電極リード、7は個別電極リー
ド6上に形成された個別端子、8は半導体領域6′とそ
の環状の半導体領域4′とオーミックコンタクトを形成
し、絶縁膜5上を延びる共通電極リード、9は共通電極
り−ド8上に形成された共通端子でらる0半導体領域2
の中に互いに逆向きのサージ吸収用素子部SD、SD’
を同時に形成し、サージ吸収用素子部SD、SD’は半
導体領域2により結合され、その結果、電気的な特性と
しては双方向特性を示す。
半導体領域2は分離領域としても作用し、同図(B)に
示すように5個−列に配列されるよう形成されている。
また各個別電極リード6及びその上に形成された各個別
端子7は互いに独立しており、オフ図に示すICカード
DにおけるIC七ジュールMの各コンタクトCに接続さ
れる。共通端子9はICカードDにおけるICモジュー
ルMOLSIの半導体基板に接続される。
斯かる構成のサージ吸収用半導体装置において、静電気
サージによりいずれかの個別端子7と共通端子9間の電
圧が設定ブレークダウン電圧、例えtf6V’に超える
と、その電圧の極性によりサージ吸収用素子部SD、又
はS D’がブレークダウンシ、サージ電流は個別電極
リード6、半導体領域6、半導体領域2)及び半導体領
域6′ヲ介して共通電極り−ド8へ、或いはその逆方向
へ流れる。このようにして端子7と9の間は、常時はぼ
設定ブレークダウン電圧程度、又はそれ以下に抑圧され
る。ここで環状の半導体領域4.4′は前述からも分る
ように、半導体領域6.6′に比べて不純物濃度が低く
、かつ深くなるように形成(例えば数倍〜10数倍)さ
れており、それらのPN接合は半導体領域3.6′によ
るPN接合に比べて高いブレークダウン電圧を有する0
従って、このサージ吸収用半導体装置のブレークダウン
電圧は半導体領域2と半導体領域3.3′の不純物濃度
、ドープの深さなどの条件によって決められるので、極
めて精度の高い双方向のブレークダウン電圧を得ること
ができるのは勿論のこと、深く形成された環状の半導体
領域4.4′がサージ電流の通路を制限する、つまシサ
ージ電流が半導体領域3.6′の互いに近い部分に集中
して流れようとするのを制限するので、サージ電流は半
導体領域6.3′及びそれらのPN接合をほぼ全面に亘
って均一に流れ、従って電流容量を大きくできる。また
半導体領域2及び半導体領域6.3′は不純物濃度が比
較的高いので、動作抵抗が小さく、保護動作上好ましい
のは勿論のこと発熱を小さく抑制できる。
次に第2図によp本発明の第2の実施例を説明する。
この実施例では、半導体領域2の抵抗がサージ電流吸収
時における電圧−電流特性に大きく影響を及ぼすため、
半導体領域2の底部に領域2の不純物濃度より高い不純
物濃度を有するN導電をの埋込層10を備えている0 ただし、半導体領域2と半導体領域6.3′間のPN接
合のブレークダウン電圧に比べて、基板1と埋込層、1
0の間のPN接合のブレークダウン電圧は十分大きい。
従って、サージ吸収時に大きな電流が半導体領域6.6
′間を流れても半導体領域2の横方向の電圧降下を低く
押えることができ、サージ吸収時における端子7.9間
の電圧の増大上抑制できる。そしてこの実施例では上述
したような半導体構造からなる同一のサージ吸収機能部
A、Bt−2列に形成し、その中央に双方向サージ吸収
機能部ASBのサージ吸収用素子部SD’、SD’のす
べてを共通に接続するよう共通電極リード8及び共通端
子9が形成され、それらの両側に双方向サージ吸収機能
部A、Hのサージ吸収用素子部SD、SD夫々の個別電
極リード6.6′及び個別端子7.7′が形成されてい
る1)この実施例の上面図は示していないが、第1図(
B)に示すものを2個互いに180°ずらして共通端子
同士を重ねたものと等価になる。従って、オフ図に示す
ようなICカードをサージ電圧から防農する場合、第1
図に示した実施例のものでは2個必要であるが、この実
施例のものでは1個で足る。
次に第3図によp本発明の第3の実施例を説明すると、
この実施例では比較的不純物濃度の高いN導電型の半導
体基板1の両主面側に、第1図において詳述したような
サージ吸収素子部SD、SD’?所定個数それぞれ形成
し、一対の素子部5DXSD’毎に分離領域11でもっ
て分離している。半導体基板1の一方の主面側に形成さ
れた複数のサージ吸収素子部SDのそれぞれの半導体領
域5とオーミツフコ/タフ)1形成するよう個別1!極
リード6を設け、また半導体基板1の他方の主面側に形
成され友複数のサージ吸収素子S D’のそれぞれの半
導体領域6′とオーミックコンタクトになるよう共通電
極り一ド8が形成されている。
この実施例では、半導体基板の両面に端子があるので、
ICカードのサージ防護に用いる場合にはそのコンタク
ト及びLSIの基板とこれら端子との接続が容易になり
、また半導体基板の両主面側にサージ吸収用素子部SD
、SD’を形成しているのでチップ面積を小さくできる
第4図により本発明の第4の実施例を示すと、この実施
例では比較的不純物濃度の高いN導電型の半導体基板2
に、比較的不純物濃度の高いP導電型の半導体領域6.
6′を同心円状に形成したものである。サージ電流は半
導体領域6と6′の間を放射状に均一に流れるので第1
の実施例で述べた環状の半導体領域4のある形状の場合
と同程度の電流容量を実現できる。
第5図は本発明の第5の実施例を示したもので、第4図
に示した第4の実施例の半導体領域3.6′の周囲に環
状の半導体領域4.4′を形成したものである。サージ
電流は半導体領域3.3′のPN接合をほぼ全面に亘っ
て均一に流れるので電流容量をより大きくできる。
第6図によp本発明の第3の実施例を示すと、P導電型
の半導体基板3′にN導電型の半導体層2を形成し、更
にP導電型の半導体領域3を同心円となるように形成し
たものでらる。サージ電流は半導体領域6と6′の間を
放射状に均一に流れるという特徴を有する。
尚、以上の実施例では、いずれもICカードのサージ防
樵に適用する例を述べ九が、本発明はこれに限られるも
のではない。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明によれば動作抵抗が小さく、
かつ安定な双方向のブレークダウン電圧を有する十分に
薄く、容量の小さなサージ吸収用半導体装置を得ること
ができ、またサージ電流の集中を抑制できるのでサージ
耐量を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を示す図であり、その(
A)は概略的な平面図、(B)は(A)に1おけるライ
I/X −X’での断面を拡大した図、第2図、第6図
は夫々本発明の第2)第3の実施例を説明するための図
、第4図、第5図、第6図は夫々第4、第5、第3の実
施例を説明するための図で、それぞれの(A)は概略的
な平面図、CB)は(A)のライフX−rでの断面図、
オフ図はICカードを示す図である。 1・・・半導体基板    2・・・半導体領域6.3
′・・・半導体領域 4.4′・・・環状の半導体装置 5・・・絶縁膜      6.6′・・・個別電極リ
ード7.7′・・・個別端子   8・・・共通電極リ
ード9・・・共通端子     10・・・埋込層11
・・・分離領域 SD、SD’・・・サージ吸収素子部 オリジン電気株式会社 特許出願人  ass□tあ1□ (A) 第 l 図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)1導電型の第1の半導体領域に反対導電型の第2
    の半導体領域を形成し、該第2の半導体領域の囲りに該
    半導体領域と同一の導電型の第3の半導体領域を存在さ
    せたことを特徴とするサージ吸収用半導体装置。
  2. (2)特許請求の範囲(1)に記載したサージ吸収用半
    導体装置において、前記第2の半導体領域は前記第1の
    半導体領域の一部分を挾んで2つ以上存在し、前記第3
    の半導体領域はそれぞれ前記第2の半導体領域と接し、
    かつその不純物濃度に比べてほぼ同等以下になるように
    して深く形成され、前記第2の半導体領域それぞれに形
    成された電極間でサージを吸収することを特徴とするサ
    ージ吸収用半導体装置。
  3. (3)特許請求の範囲(1)に記載したサージ吸収用半
    導体装置において、前記第2の半導体領域と第3の半導
    体領域との間には前記第1の半導体領域の一部分が介在
    し、これら第2、第3の半導体領域にそれぞれ形成され
    た電極間でサージを吸収することを特徴とするサージ吸
    収用半導体装置。
  4. (4)特許請求の範囲(1)乃至(3)に記載したサー
    ジ吸収用半導体装置において、複数個のサージ吸収用半
    導体素子を同一半導体基板に集積化してなることを特徴
    とするサージ吸収用半導体装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01157575A (ja) * 1987-12-14 1989-06-20 Nec Corp 静電保護ダイオードを有する半導体装置
US5212398A (en) * 1989-11-30 1993-05-18 Kabushiki Kaisha Toshiba BiMOS structure having a protective diode
JP2014143258A (ja) * 2013-01-23 2014-08-07 Origin Electric Co Ltd 面実装型半導体装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5326684A (en) * 1976-08-25 1978-03-11 Hitachi Ltd Two-way zener diode
JPS5528435A (en) * 1978-08-21 1980-02-29 Onahama Seiren Kk Method of recovering waste heat of refining exhaust gas
JPS57154879A (en) * 1981-02-04 1982-09-24 Rca Corp Semiconductor device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5326684A (en) * 1976-08-25 1978-03-11 Hitachi Ltd Two-way zener diode
JPS5528435A (en) * 1978-08-21 1980-02-29 Onahama Seiren Kk Method of recovering waste heat of refining exhaust gas
JPS57154879A (en) * 1981-02-04 1982-09-24 Rca Corp Semiconductor device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01157575A (ja) * 1987-12-14 1989-06-20 Nec Corp 静電保護ダイオードを有する半導体装置
US5212398A (en) * 1989-11-30 1993-05-18 Kabushiki Kaisha Toshiba BiMOS structure having a protective diode
JP2014143258A (ja) * 2013-01-23 2014-08-07 Origin Electric Co Ltd 面実装型半導体装置

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