JPH011285A - ツエナ−ダイオ−ド - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明はモノリシックＩＣ等の半導体基板に形成したツ
ェナーダイオードに関する。

〔発明の技術的背景およびその問題点〕従来、上記のよ
うなツェナーダイオードとじて第５図および第６図に示
したものがある。図において、２１はエピタキシャル成
長によりサブストレート上に形成されたｎ形層、２２は
不純物拡散により上記ｎ形層に形成されたｐ″領域２３
は上記ｐ″領域２とｐｎ接合を形成するように拡散形成
されたｎ゛領域ある。

２４は気相成長させた二酸化シリコンの絶縁層、２５．
２６は絶縁層２４に形成された孔部を介して上記ｐ″領
域２とｎ″領域２３にそれぞれ接合するように形成され
たアルミニウム製の電極である。なお、上記ｐ″領域２
とｎ゛領域２３のｐｎ接合近傍には両領域間のキャリア
拡散による空乏層が形成されている。

そして、電極２５．２６を介してｐ″領域２２とｎ′領
域２３間に逆バイアス電圧を印加すると図の斜線の接合
部分、すなわち、上記ｐｎ接合の絶縁層２４近傍の部分
でトンネル効果あるいはアバランシェ効果による降伏現
象が生じ、ツェナーダイオードとして動作する。

しかしながら、上記のような従来のツェナーダイオード
においては逆バイアス時に絶縁層２４にホットエレクト
ロンが注入され、これによって接合の降伏が起きる前記
ｐｎ接合の絶縁層近傍の部分が影響を受けるため、空乏
層の形状が漱妙に変化して降伏電圧が経時変化するとい
う問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記の問題点を解消し降伏電圧等の特性が変
化しない安定したツェナーダイオードを提供することを
目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は上記の目的を達成するために、半導体を層状に
形成してなるツェナーダイオードにおいて、表面近傍に
形成されたｎ形領域またはｐ形領域と、半導体層内部の
上記ｎ形領域またはｐ形領域の境界面においてｐｎ接合
を形成する不純物濃度の高いｐ゛形またはｎ゛形の埋込
み領域を形成し、半導体層内部の上記埋込み領域のｐｎ
接合で降伏を起こすようにした。

これにより、半導体表面の絶縁層に注入されるホットエ
レクトロン等の電荷の影響を軽減して空乏層の変化を抑
え、降伏電圧を安定に保つようにした。

〔実施例〕

第１図は本発明のツェナーダイオードの一実施例を示す
図であり、１はｐ形基板、２はｐ形基板１にエピタキシ
ャル成長により形成されたｎ形層、３１．３２はｎ形層
２０表面から上記ｐ形基板１まで拡散形成された複数の
ｐ゛゛離領域であり、このｐ゛分分類領域３ｘｓ３ｔよ
ってｎ形層２は島状の複数の領域に分離されている。

４は一方のｐ゛゛離領域３２に不純物を拡散して形成さ
れたｎ″領域あり、このｎ″領域４とｐ゛゛離領域３２
とによってｐｎｎ接合炉形成されている。そして、この
ｐｎｎ接合炉近傍には両領域間のキャリア拡散によって
空乏層が形成されている。

５は加熱処理により表面に形成された二酸化シリコンの
絶縁層、６は絶縁層５に形成された孔部を介して上記ｎ
″領域と接合しない他のｐ゛゛離領域３１に接合するよ
うに形成されたアルミニウム製の電極であり、７は同様
にしてｎ″領域４に接合された電極である。

そして、電極６，７を介してｐ゛゛離領域３１とｎ″領
域４との間に逆バイアス電圧を印加すると上記ｐｎ接合
の部分でトンネル効果あるいはアバランシェ効果による
降伏現象が生じ、ｎ°領域４、ｐ゛゛離領域３２　、ｐ
形基板１およびｐ゛分ｍ’Ｆ＝Ｍ域３１間でキャリアの
移送が行われてツェナーダイオードとして動作する。

すなわち、上記ｐ゛分、１ｉｉ１領域３２はｎ″領域４
とｐ形基板１との間に形成された叩込み領域となり、こ
れによって形成されるｐｎｎ接合炉半導体層内部にある
ため絶縁層４に注入されるホットエレクトロン等の電荷
による影響を受けず、空乏層の形状の変化が抑えられ、
降伏電圧の経時変化が軽減される。

第２図は他の実施例を示す図であり、前記第１の実施例
のものに対応する部分には第１図と同じ符号を付して示
しである。

このツェナーダイオードは前記第１の実施例のｎ″領域
４を形成するｐ゛゛離領域３２にこのｐ゛゛離領域３２
より不純物濃度の高い第２のｐ″領域３′を形成し、こ
の第２のｐ″領域３′を形成した後、ｎ＋領域４を形成
するようにしたものである。

このようにすると、第２のｐ４領域３′はｎ゛領領域下
部の埋込み領域として形成され、このｐ゛ＬＱ　１ｊｊ
ｔ、　３　’とｎ″頭域４とのｐｎ接合部分Ｊ′で降伏
現象が生じ前記同様にｐ゛゛離領域３１．ｐ形基板１お
よびｐ゛゛離領域３２を介してキャリアの移送が行われ
る。

第３図は第３の実施例を示す図であり、１２はエピタキ
シャル成長によりサブストレートに形成されたｎ形層、
１３は不純物拡散により上記ｎ形層１２に形成されたｐ
″領域、１３′は上記ｐ゛゛域１３内に埋込み領域とし
て形成された第２のｐ″領域であり、この第２のｐ″領
域１３′は前記第２の実施例の場合と同様に第１のｐ″
領域１３より不純物濃度を高くして形成されている。

１′４は上記第２のｐ″領域１３′の上部に形成された
ｐ″領域であり、このｎ＋領域１４は第１のｐ゛領域１
２との境界面で接合Ｊ１を、また、第２のｐ゛領域１３
′との境界面で接合Ｊ２を形成している。

１５は加熱処理により形成した二酸化シリコン′　の絶
縁層、１６は絶縁層１５に形成された孔部を介して第１
のｐ″領域１３に接合するように形成されたアルミニウ
ム製の電極であり、１７は同様にしてｎ゛領域１４に接
合された電極である。

そして、電極１６．１７を介して第１のｐ″領域１３と
ｎ゛領域１４との間に逆バイアス電圧を印加すると、第
１のｐ′領域１３より第２のｐ゛領域１３′のほうが不
純物濃度が高いため、この第２のｐ″領域１３′とｎ゛
領域１４との接合Ｊ２において降伏現象が生じ、ツェナ
ーダイオードとして動作する。

したがって、降伏現象が生じる接合Ｊ２は半導体層内部
にあるため前記同様に電荷等による影響を受けず降伏電
圧の経時変化が軽減される。

なお、第３図に一点ｉＪｉ線で示したように、第１のｐ
′領域１３の中にｎ″領域１４を形成するようにするこ
ともできる。

このように上記第２のｐ″領域１３′が第１のｐ″領域
１３より不純物濃度が高ければ効果をうろことができ、
例えば、第４図に示したように第２のｐ″領域１３′が
ｎ形層１２に達する深さまで拡散形成されていても良い
ことはいうまでもない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、半導体を層状に形成してなるツェナー
ダイオードにおいて、半導体層内部に埋込み領域を形成
し、この埋込み領域による半導体層内部のｐｎ接合で降
伏を起こすようにしたので、絶縁層に注入されるホット
エレクトロン等の電荷による空乏層への影舌を軽減する
ことができ、降伏電圧等の特性が変化しない安定したツ
ェナーダイオードを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明のツェナーダイオードの各実施
例を示す図、 第５図および第６図は従来のツェナーダイオ−１°の例
を示す図である。 ３１．３２・・・ｐ゛分離領域、３’、１３．１３’・
・・ｐ″領域、４，１４・・・ｐ″領域。 特許出願人　パイオニア株式会社 同　　　　パイオニアビデオ株式会社 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　半導体を層状に形成してなるツェナーダイオードであ
   って、 表面近傍に形成されたｎ形領域またはｐ形領域と、半導
   体層内部の上記ｎ形領域またはｐ形領域の境界面におい
   てｐｎ接合を形成する不純物濃度の高いｐ＾＋形または
   ｎ＾＋形の埋込み領域とを有し、半導体層内部の上記理
   込み領域のｐｎ接合で降伏を起こすようにしたことを特
   徴とするツェナーダイオード。