JPS62145874A - 化合物半導体装置の保護ダイオ−ド - Google Patents

化合物半導体装置の保護ダイオ−ド

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JPS62145874A
JPS62145874A JP28832185A JP28832185A JPS62145874A JP S62145874 A JPS62145874 A JP S62145874A JP 28832185 A JP28832185 A JP 28832185A JP 28832185 A JP28832185 A JP 28832185A JP S62145874 A JPS62145874 A JP S62145874A
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JP
Japan
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region
diffusion region
impurity concentration
compound semiconductor
type
Prior art date
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Pending
Application number
JP28832185A
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English (en)
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Tetsuo Asano
哲郎 浅野
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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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】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、化合物半導体装置の耐サージ性を高めるため
に、化合物半導体装置と一緒に形成する保護ダイオード
に関するものである。
(ロ)従来の技術 化合物半導体装置、例えばガリウムーヒ素電界効果トラ
ンジスタ(以下GaAsMESFETという。)は低雑
音、高利得など優れた特性をもつマイクロ波帯増幅素子
として実用化が盛んにずずめられている。しかしながら
、GaAsMESFETはゲートがショットキー接合の
ためゲート・ソース間、ゲート・ドレイン間にサージエ
ネルギーが加わった場合に、ショットキ接合が破壊され
やすい。従って最近ではGaAsM E S F E 
Tと保護ダイオードをモノリシック集積化するなどの対
策がな許れている。例えば信学技報5SD82−132
.75頁乃至79頁が詳しい。
ところで前述した保護ダイオードとしては一般に第4図
に示す如<、GaAs基板(22)にイオン注入等で形
成されたN型の拡散領域(33)と、前記N型の拡散領
域(33)の一部と接合するように形成きれたP”型の
拡散領域(34)とにより構成され、GaAsMESF
ETのゲート・ソース間に接続しモノリシック集積化し
ていた。
(八)発明が解決しようとする問題点 指上の如き構成の保護ダイオード(31)に於いて、P
+N接合のうちP′″の拡散領域(34)の底面の一部
とN型の拡散領域(33)で形成されている部分の面積
が大きいために寄生容量が増加し雑音指数(NF)を大
幅に劣化させる原因となっていた。
(ニ)問題点を解決するための手段 本発明は上述した問題点に鑑みてなされ、化合物半導体
基板(2)に形成される化合物半導体装置の保護ダイオ
ード(1)に於いて、前記半導体基板(2)に形成され
る一導電型の第1の拡散領域(3)と、該第1の拡散領
域(3)より浅くかつ一部と接合する逆導電型の第2の
拡散領域(4)とを備え、前記第1と第2の拡散領域(
4)との接合部(5)(5)を前記第1の拡散領域(3
)の不純物濃度のピーク領域よりも0.2μm以上浅く
形成し、前記接合部(5)(5)の下に設けた第3の拡
散領域(6)(6)を前記第1の拡散領域(3)(3)
と同じ導電型で不純物濃度をより低く形成することで解
決するものである。
(*)作用 先ず前記第1の拡散領域(3〉における不純物濃度のピ
ーク領域よりも浅く形成された第1の拡散領域(3)と
第2の拡散領域(4)との接合部(5)(5)を設ける
と、動作時において空乏層領域は不純物濃度が低い領域
と対応する。従って不純物濃度は低いため容量は小さく
なる。
一部プレーク・ダウン時において空乏層領域は不純物濃
度のピーク領域あるいは近傍まで到達し、全体としては
不純物濃度が高くなるため耐圧を下げることができる。
更には前記接合部(5)(5)の下に前記−導電型の第
1の拡散領域(3)(3)と同じ導電型で不純物濃度が
より低く形成された第3の拡散領域(6)(6)を設け
ると、前記第3の拡散領域(6)(6)は動作時におけ
る空乏層領域と対応し、不純物濃度が低いために容量は
ノ」1さくなる。
一方前記第3の拡散領域(6)(6)より下層の第1の
拡散領域(3)はブレーク・ダウン時の空乏層領域の一
部と対応し、全体としては不純物濃度が高くなるため耐
圧を下げることができる。
(へ)実施例 以下に本発明の実施例を曲面を参照しながら説明する。
第1図は本発明による化合物半導体装置の保護ダイオー
ド(1)の一実施例であり、第3図に示す如< GaA
sデュアルゲートME S F ETのゲート1(Gl
)に接続された保護ダイオード(21)の断面図を示す
ものである。
第1図に示す如く、少なくとも化合物半導体基板(2)
、例えば半絶縁性GaAs基板に形成される2つの一導
電型(N型)の第1の拡散領域(3)(3)がある。
ここではGaAs基板(2)上に例えばCVD法等を用
いてシリコン酸化膜(7)を約5000人被覆し、N型
の第1の拡散領域(3)(3)に対応するシリコン酸化
膜(7)を開口しシリコンイオン(Si”)ヲ5X 1
0 ”cm−’、400Keyの条件でイオン注入し、
2つのN型の第1の拡散領域(3)(3)となる。
次に前記第1の拡散領域(3)の一部と接合する逆導電
型の第2の拡散領域(4)(P型)がある。
従って前記2つのN型の第1の拡散領域(3)(3)と
前記P型の第2の拡散領域(4)とで第3図におけるゲ
ート1 (Gl)に接続された2つのダイオードがNP
N型で形成されゲート保護ダイオード(1)として構成
される。
本発明の第1の特徴とするところは、前記半導体基板(
2)に形成される一導電型の第1の拡散領域(3)と、
前記第1の拡散領域(3)の一部と接合する逆導電型の
第2の拡散領域(4)と、前記第1の拡散領域(3)に
おける不純物濃度のピーク領域よりも0.2μm以上浅
く形成された接合部(5)を具備することにある。
つまり前記第2の拡散領域(4)に対応する領域に亜鉛
イオン(Zfl+)をイオン注入する時、注入エネルギ
ーを極力小キくシて、第2図の如く例えば100 Ke
V、  I X 10 ”cm−”の条件で前記第2の
拡散領域(4)を浅く形成する。従って前記第1の拡散
領域(3)における不純物濃度のピーク領域よりも接合
部(5)を浅く形成することが可能となる。
従って前記第1の拡散領域(3)における不純物濃度の
ピーク領域よりも浅く形成された第1の拡散領域(3)
と第2の拡散領域(4)との接合部(5)を設けること
で、動作時において空乏層領域は不純物濃度が低い領域
と対応する。従って不純物濃度は低いため容量は小さく
なる。
一部ブレーク・ダウン時において空乏層領域は不純物濃
度のピーク領域あるいは近傍まで到達し、全体としては
不純物濃度が高くなるため耐圧を下げることができる。
また本発明の第2の特徴とするところは、前記接合部(
5)の下に設けた第3の拡散領域(6)を前記第1の拡
散領域(3)の不純物濃度より低くすることにある。
つまりここでは前記GaAs基板(2)にP1型の第2
の拡散領域(4)を形成する時に、前記第2の拡散領域
(4)に対応する領域に亜鉛イオン(Z、”)を第2図
の如く2回に分けてイオン注入する。
先ずは亜鉛イオン(Z、”)を2 X I Q ”cm
−”、360KeVの条件でイオン注入をし、ブレーク
・ダウン時の空乏層領域全体の不純物濃度を亜鉛イオン
(Z、”)で等測的にシリコンイオン(Si” )濃度
をうすめるように形成する。つまり前記N+型の第1の
拡散領域(3)(3)の一部に前記P+型の第2の拡散
領域(4)より深く亜鉛イオンを注入すると等測的にP
1型の拡散領域(4)の底面に対応する領域にN+型の
第1の拡散領域(3)より薄いN型の第3の拡散領域(
6)ができ、N+型の濃い部分とN型の薄い部分ができ
る。この濃い部分の一部はブレーク・ダウン時の空乏層
領域が広がる領域となるように設定する。また前記P1
型の第2の拡散領域(4)と前記N1型の濃い領域の間
の領域はN型の薄い領域(5)(6)となり、等測的に
動作時の空乏層領域全体の不純物濃度が低くなるように
設定する。更に前記P1型の第2の拡散領域(4)に対
応する領域にI X 1014cm−”、100Key
の条件で亜鉛イオン(Zfi+)を注入しP+型の第2
拡散領域(4)を形成する。従って本実施例においては
N+型の第1の領域(3)、(3)とP+型の第2の拡
散領域(4)の底面との間にN型の第3の拡散領域(6
)、(6)ができ、更に前記N型の第3の拡散領域(6
)、(6)との間にはP型の拡散領域(8)ができる。
従って動作時の空乏層領域の不純物濃度を低くすると空
乏層は広がりやすくなり、動作時に発生する保護ダイオ
ードの容量は小さくなり、雑音指数(NF)を下げるこ
とができる。またブレーク・ダウン時の空乏層領域全体
の不純物濃度としては高いため耐圧を下げることができ
、通常印加するゲートバイアスに近い値まで耐圧を下げ
ることができる。
(ト)発明の効果 本発明は以上の説明からも明らかな如く、前記接合部(
5)を前記第1の拡散領域(3)の不純物濃度のピーク
領域より0.2μm以上浅く形成することで、動作時の
空乏層領域の不純物濃度を低くでき、またブレーク・ダ
ウン時の空乏層領域全体の不純物濃度を高く形成できる
更には前記接合部(5)の下に前記−導電型の第1の拡
散領域(3)(3)と同じ導電型で不純物濃度がより低
く形成された第3の領域(6)(6)を形成することで
、より一層に動作時の空乏層領域の不純物濃度を低くで
き、またブレーク・ダウン時の空乏層領域全体の不純物
濃度を高く形成できる。
従って雑音指数の劣化を非常に少なくすることができ、
耐圧を十分下げることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例である保護ダイオードの断面
図、第2図は理論上の不純物濃度プロファイルを示す図
、第3図はデュアル・ゲートMESFETに保護ダイオ
ードを設けた時の接続図、第4図は従来の化合物半導体
装置の保護ダイオードの断面図である。 (1)は化合物半導体装置の保護ダイオード、(2)は
化合物半導体基板、(3)は第1の拡散領域、(4〉は
第2の拡散領域、(5)は接合部、(6)は第3の拡散
領域、(7)はシリコン酸化膜である。 出願人  三洋電機株式会社 外1名 代理人  弁理士  佐 野 静 夫 第1図 b     bb 第2図 Q20,40.60R 斥ご(JJm〕

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)化合物半導体基板に形成される化合物半導体装置
    の保護ダイオードに於いて、前記半導体基板に形成され
    る一導電型の第1の拡散領域と、該第1の拡散領域より
    浅くかつ一部と接合する逆導電型の第2の拡散領域とを
    備え、前記第1と第2の拡散領域との接合部を前記第1
    の拡散領域の不純物濃度のピーク領域よりも0.2μm
    以上浅く形成し、前記接合部の下に設けた第3の拡散領
    域を前記第1の拡散領域と同じ導電型で不純物濃度をよ
    り低く形成することを特徴とした化合物半導体装置の保
    護ダイオード。
JP28832185A 1985-12-20 1985-12-20 化合物半導体装置の保護ダイオ−ド Pending JPS62145874A (ja)

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