JPS62298184A - 半導体装置の保護ダイオ−ド - Google Patents
半導体装置の保護ダイオ−ドInfo
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- JPS62298184A JPS62298184A JP14241386A JP14241386A JPS62298184A JP S62298184 A JPS62298184 A JP S62298184A JP 14241386 A JP14241386 A JP 14241386A JP 14241386 A JP14241386 A JP 14241386A JP S62298184 A JPS62298184 A JP S62298184A
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Landscapes
- Junction Field-Effect Transistors (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
３、発明の詳細な説明
（イ）産業上の利用分野
本発明は、半導体装置の耐サージ性を高めるために、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。
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
半導体装置、例えば化合物半導体におけるガリウムーヒ
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すすめられてい
る。しかしながら、ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴはゲートがシ
ョットキ接合のためゲート・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ＧａＡｓを用いて
ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ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されている。（例えば信学技
報５ＳＤ８２−１３２．７５頁乃至７９頁が詳しい。）
。
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すすめられてい
る。しかしながら、ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴはゲートがシ
ョットキ接合のためゲート・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ＧａＡｓを用いて
ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ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されている。（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（３１）としては一般
に第５図に示す如く、ＧａＡｓ基板（３２）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された
Ｐ４型の拡散領域（３４）とにより構成され、ＧａＡｓ
ＭＥｓＦＥＴのゲート・ソース間に接続された形でモノ
リシック集積化されていた。
に第５図に示す如く、ＧａＡｓ基板（３２）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された
Ｐ４型の拡散領域（３４）とにより構成され、ＧａＡｓ
ＭＥｓＦＥＴのゲート・ソース間に接続された形でモノ
リシック集積化されていた。
（ハ）発明がが決しようとする問題点
斯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。
”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。
またサージを良好に吸収するためには、第３図（イ）・
第３図（ロ）に示す如く、Ｐ”Ｎ接合を長く広くとり、
ダイオードを多数並列に接続する必要が生じる。従って
、この保護ダイオード（２１）のチップに占める割合が
大きくなり、チップ面積を増大させる問題点を有してい
た。
第３図（ロ）に示す如く、Ｐ”Ｎ接合を長く広くとり、
ダイオードを多数並列に接続する必要が生じる。従って
、この保護ダイオード（２１）のチップに占める割合が
大きくなり、チップ面積を増大させる問題点を有してい
た。
（町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、半導体基板（
２）に形成される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Ｃの字状の
一導電型の第１の拡散領域（３）と、該第１の拡散領域
（３）の一部にイオン注入により形成される逆導電型の
第２の拡散領域（４）と、前記第１の拡散領域（３）の
外周および内周の一部と夫々オーミックコンタクトする
第１電極（５）および第２電極（６）とを備え、前記第
２の拡散領域（４）の深さと不純物濃度を前記第１の拡
散領域（３）より深く、濃くイオン注入し、前記第２の
拡散領域（４）は前記第１の拡散領域（３）を突抜ける
ことで解決するものである。
２）に形成される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Ｃの字状の
一導電型の第１の拡散領域（３）と、該第１の拡散領域
（３）の一部にイオン注入により形成される逆導電型の
第２の拡散領域（４）と、前記第１の拡散領域（３）の
外周および内周の一部と夫々オーミックコンタクトする
第１電極（５）および第２電極（６）とを備え、前記第
２の拡散領域（４）の深さと不純物濃度を前記第１の拡
散領域（３）より深く、濃くイオン注入し、前記第２の
拡散領域（４）は前記第１の拡散領域（３）を突抜ける
ことで解決するものである。
＜＊）作用
前記第１の拡散領域（３）の一部に第１の拡散領域（３
）より深く濃くイオン注入し突抜けるように形成すると
、従来例（第４図）で示したＰ＋の拡散領域（３４）の
底面の一部とＮ型の拡散領域（３３）で形成される容量
は全く発生せず、第１図に示す縦の接合部のみで容量は
発生するので容量値を非常に小さくすることができる。
）より深く濃くイオン注入し突抜けるように形成すると
、従来例（第４図）で示したＰ＋の拡散領域（３４）の
底面の一部とＮ型の拡散領域（３３）で形成される容量
は全く発生せず、第１図に示す縦の接合部のみで容量は
発生するので容量値を非常に小さくすることができる。
くへ）実施例
以下に本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
第１図（イ）・第１図（ロ）は本発明の半導体装置の保
護ダイオード（１）の一実施例であり、第２図に示した
如＜ ＧａＡｓデュアルゲートＭＥＳＦＥＴのゲートに
接続された保護ダイオード（１）の平面図、断面図を示
すものである。
護ダイオード（１）の一実施例であり、第２図に示した
如＜ ＧａＡｓデュアルゲートＭＥＳＦＥＴのゲートに
接続された保護ダイオード（１）の平面図、断面図を示
すものである。
第１図（ロ）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（２）に形成され
る一導電型（Ｎ型）の第１の拡散領域（３）がある。
（２）、例えば半絶縁性ＧａＡｓ基板（２）に形成され
る一導電型（Ｎ型）の第１の拡散領域（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を約５ｏｏｏ人被覆し、Ｎ型の第１
の拡散領域（３）に対応するシリコン酸化膜を開口し、
シリコンイオン（Ｓｉ”）をドーズ量５Ｘ Ｉ Ｑ ”
ｃＴｎ−”、加速電圧１００ＫｅＶの条件でイオン注入
しＮ型の第１の拡散領域（３）を形成する。
いてシリコン酸化膜を約５ｏｏｏ人被覆し、Ｎ型の第１
の拡散領域（３）に対応するシリコン酸化膜を開口し、
シリコンイオン（Ｓｉ”）をドーズ量５Ｘ Ｉ Ｑ ”
ｃＴｎ−”、加速電圧１００ＫｅＶの条件でイオン注入
しＮ型の第１の拡散領域（３）を形成する。
また第１の拡散領域（３）の形状はＣの字状でも良いし
、第１図（りに示すような円の一部を扇状に切り取った
形状でも良い。
、第１図（りに示すような円の一部を扇状に切り取った
形状でも良い。
次に前記第１の拡散領域（３）の一部にイオン注入によ
り形成される逆導電型の第２の拡散領域（４）がある。
り形成される逆導電型の第２の拡散領域（４）がある。
前記第２の拡散領域（４）はＰ←型の拡散領域（４）で
あり、深きと不純物濃度を前記第１の拡散領域（３）よ
り深く、濃くイオン注入し、前記第１の拡散領域（３）
のほぼ中央に突抜けるようにイオン注入する。
あり、深きと不純物濃度を前記第１の拡散領域（３）よ
り深く、濃くイオン注入し、前記第１の拡散領域（３）
のほぼ中央に突抜けるようにイオン注入する。
従って前記第２の拡散領域（４）で２分割された第１の
拡散領域（３）（３）と第２の拡散領域り４）とで、第
２図に示す如くゲートに接続きれた２つのダイオードが
Ｎ′″Ｐ”Ｎ＋型で形成され、ゲートの保護ダイオード
（１）として構成される。
拡散領域（３）（３）と第２の拡散領域り４）とで、第
２図に示す如くゲートに接続きれた２つのダイオードが
Ｎ′″Ｐ”Ｎ＋型で形成され、ゲートの保護ダイオード
（１）として構成される。
本構成は本発明の第１の特徴とするところであり、前記
第１の拡散領域（３）の一部にイオン注入により形成さ
れる逆導電型の第２の拡散領域（４）の深さと不純物濃
度を、第１の拡散領域（３）より深く、濃くイオン注入
し、前記第１の拡散領域（３）を突抜けることにある。
第１の拡散領域（３）の一部にイオン注入により形成さ
れる逆導電型の第２の拡散領域（４）の深さと不純物濃
度を、第１の拡散領域（３）より深く、濃くイオン注入
し、前記第１の拡散領域（３）を突抜けることにある。
つまりここでは前記ＧａＡｓ基板（２）上に同様にシリ
コン酸化膜を被覆し直し、前記Ｐ″″型の第２の拡散領
域（４）に対応する領域のシリコン酸化膜を除去し、開
口部に亜鉛イオン（Ｚｎ”）をドーズ量ｌ Ｘ Ｉ Ｑ
”ｃｍ−”、加速電圧３６０ＫｅＶの条件で注入する
。
コン酸化膜を被覆し直し、前記Ｐ″″型の第２の拡散領
域（４）に対応する領域のシリコン酸化膜を除去し、開
口部に亜鉛イオン（Ｚｎ”）をドーズ量ｌ Ｘ Ｉ Ｑ
”ｃｍ−”、加速電圧３６０ＫｅＶの条件で注入する
。
従って前記第１の拡散領域（３）の略中央にイオン注入
により突抜けるように形成すると、従来例（第４図）で
示したＰ型の拡散領域（３４）の底面の一部とＮ型の拡
散領域＜３３）で形成される如き容量は全く発生しない
。そのため第１図（ロ）に示す縦の接合部のみで容量は
発生するので容量値を非常に小さくできる。
により突抜けるように形成すると、従来例（第４図）で
示したＰ型の拡散領域（３４）の底面の一部とＮ型の拡
散領域＜３３）で形成される如き容量は全く発生しない
。そのため第１図（ロ）に示す縦の接合部のみで容量は
発生するので容量値を非常に小さくできる。
またイオン注入で形成するためＰ型の第２の拡散領域り
４）の幅を非常に小きくできるためソース電極（５）と
ゲートを極（６）間に生じるシリーズ抵抗を小さくでき
る。
４）の幅を非常に小きくできるためソース電極（５）と
ゲートを極（６）間に生じるシリーズ抵抗を小さくでき
る。
また本発明の第２の特徴とするところは、従来例（第４
図）で示したＰｏの拡散領域（３４）の底面の一部とＮ
型の拡散領域（３３）で形成される容量と対応する本構
成の容量は、イオン注入で形状を円としであるために縦
の接合面積を従来の接合面積と等しくすると、底面で形
成される接合面積が小さくなり、減少する点に有る。
図）で示したＰｏの拡散領域（３４）の底面の一部とＮ
型の拡散領域（３３）で形成される容量と対応する本構
成の容量は、イオン注入で形状を円としであるために縦
の接合面積を従来の接合面積と等しくすると、底面で形
成される接合面積が小さくなり、減少する点に有る。
最後に前記円状の第１の拡散領域（３）の中心領域にオ
ーミックコンタクトして形成される第１１Ｅ極り６）と
、ここで前記第１１極（６）はゲートパッド（７）と接
続されている、前記第１の拡散領域（３）の周辺部に形
成された第１の拡散領域（３）の外周部にオーミックコ
ンタクトして形成される第２電極（５）とで本発明の保
護ダイオードは構成されており、前記第２電極（５）は
ソース（８）と接続されている。
ーミックコンタクトして形成される第１１Ｅ極り６）と
、ここで前記第１１極（６）はゲートパッド（７）と接
続されている、前記第１の拡散領域（３）の周辺部に形
成された第１の拡散領域（３）の外周部にオーミックコ
ンタクトして形成される第２電極（５）とで本発明の保
護ダイオードは構成されており、前記第２電極（５）は
ソース（８）と接続されている。
本構成は本発明の第３の特徴とするところである。つま
り第３図（イ）乃至第３図（ハ）で示されているように
、ＦＥＴのゲート（Ｇ）・ソース（Ｓ）間に形成される
ダイオード（２１）を並列接続することでサージを良好
に吸収できるが、チップ面積の占める割合が大きくなる
ために、第３図（ハ）に示す概略図でも判るように円状
にダイオード（２１）を形成することでダイオード（２
１）の面積を小さくし、かつ良好にサージを吸収すると
ころに特徴がある。
り第３図（イ）乃至第３図（ハ）で示されているように
、ＦＥＴのゲート（Ｇ）・ソース（Ｓ）間に形成される
ダイオード（２１）を並列接続することでサージを良好
に吸収できるが、チップ面積の占める割合が大きくなる
ために、第３図（ハ）に示す概略図でも判るように円状
にダイオード（２１）を形成することでダイオード（２
１）の面積を小さくし、かつ良好にサージを吸収すると
ころに特徴がある。
ここで前記第１電極（６）と重畳する拡散領域（４）を
形成しない構成にしである。これは例えば化合物半導体
の場合、絶縁層を介して第１を極（６）と接触する第２
の拡散領域（４）表面は反転層を形成しやすいためであ
る。従って第１電極（６）直下の第１拡散領域（３）を
形成せず、第１ＦｙＪ（イ）の第１の拡散領域（３）で
図示する如く、円の一部を扇状に切り取った形状または
Ｃの文字形状に形成しである。
形成しない構成にしである。これは例えば化合物半導体
の場合、絶縁層を介して第１を極（６）と接触する第２
の拡散領域（４）表面は反転層を形成しやすいためであ
る。従って第１電極（６）直下の第１拡散領域（３）を
形成せず、第１ＦｙＪ（イ）の第１の拡散領域（３）で
図示する如く、円の一部を扇状に切り取った形状または
Ｃの文字形状に形成しである。
（ト）発明の効果
本発明は以上の説明からも明らかな如く、前記第１の拡
散領域（３）の一部にイオン注入により形成される逆導
電型の第２の拡散領域（４）が前記第１の拡散領域（３
）を突抜けると、容量値を非常に小さくできるため雑音
指数（ＮＦ）を大幅に向上させることができる。
散領域（３）の一部にイオン注入により形成される逆導
電型の第２の拡散領域（４）が前記第１の拡散領域（３
）を突抜けると、容量値を非常に小さくできるため雑音
指数（ＮＦ）を大幅に向上させることができる。
またソース電極とゲート電極間に生じるシリーズ抵抗を
小さくできるため、ブレーク・ダウン時の電流を急激に
流すことができる。
小さくできるため、ブレーク・ダウン時の電流を急激に
流すことができる。
また第１図（イ）に示す如く、円形のパターンで形成さ
れるためにチップ面積を小さくでき、サージの流込み経
路が多数形成できるためにサージ吸収のチャンスが多い
保護ダイオードを形成できる。
れるためにチップ面積を小さくでき、サージの流込み経
路が多数形成できるためにサージ吸収のチャンスが多い
保護ダイオードを形成できる。
第１図（イ）は本発明の一実施例で使用する保護ダイオ
ードの平面図、第１図（ロ）は第１図（イ）におけるｘ
−ｘ’線の断面図、第２図は本発明の一実施例である保
護ダイオードをＧａＡｓＭ Ｅ Ｓ Ｆ Ｅ Ｔに。 使用した時の概略図、第３図（イ）・第３図（ロ）はＧ
ａＡｓＭＥＳＦＥＴに使用した時の従来の保護ダイオー
ドの接続図、第３図（ハ）は本発明の保護ダイオードを
使用した時の接続概略図、第４図は従来の保護ダイオー
ドの断面図である。 り１）は保護ダイオード、 （２）はＧａＡｓ基板、
（３）は第１の拡散領域、 （４）は第２の拡散領域、
（５）はソース電極、 （６）はゲート電極、 （７〉
はゲートパッド、 （８）はソースである。 出願人 三洋電機株式会社外１名 代理人 弁理士 西野卓嗣 外１名 第１図Ｚノ 第 １ 図 （ロノ 第２図 第 ３ 図 （イ］
ードの平面図、第１図（ロ）は第１図（イ）におけるｘ
−ｘ’線の断面図、第２図は本発明の一実施例である保
護ダイオードをＧａＡｓＭ Ｅ Ｓ Ｆ Ｅ Ｔに。 使用した時の概略図、第３図（イ）・第３図（ロ）はＧ
ａＡｓＭＥＳＦＥＴに使用した時の従来の保護ダイオー
ドの接続図、第３図（ハ）は本発明の保護ダイオードを
使用した時の接続概略図、第４図は従来の保護ダイオー
ドの断面図である。 り１）は保護ダイオード、 （２）はＧａＡｓ基板、
（３）は第１の拡散領域、 （４）は第２の拡散領域、
（５）はソース電極、 （６）はゲート電極、 （７〉
はゲートパッド、 （８）はソースである。 出願人 三洋電機株式会社外１名 代理人 弁理士 西野卓嗣 外１名 第１図Ｚノ 第 １ 図 （ロノ 第２図 第 ３ 図 （イ］
Claims (1)
- （１）半導体基板に形成される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Ｃの字状の
一導電型の第１の拡散領域と、該第１の拡散領域の一部
にイオン注入により形成される逆導電型の第２の拡散領
域と、前記第１の拡散領域の外周および内周の一部と夫
々オーミックコンタクトする第１電極および第２電極と
を備え、前記第２の拡散領域の深さと不純物濃度を前記
第１の拡散領域より深く、濃くイオン注入し、前記第２
の拡散領域は前記第１の拡散領域を突抜けることを特徴
とした半導体装置の保護ダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14241386A JPS62298184A (ja) | 1986-06-17 | 1986-06-17 | 半導体装置の保護ダイオ−ド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14241386A JPS62298184A (ja) | 1986-06-17 | 1986-06-17 | 半導体装置の保護ダイオ−ド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62298184A true JPS62298184A (ja) | 1987-12-25 |
Family
ID=15314756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14241386A Pending JPS62298184A (ja) | 1986-06-17 | 1986-06-17 | 半導体装置の保護ダイオ−ド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62298184A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01146556U (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-09 |
-
1986
- 1986-06-17 JP JP14241386A patent/JPS62298184A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01146556U (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-09 |
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