JPH03280582A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH03280582A JPH03280582A JP8269090A JP8269090A JPH03280582A JP H03280582 A JPH03280582 A JP H03280582A JP 8269090 A JP8269090 A JP 8269090A JP 8269090 A JP8269090 A JP 8269090A JP H03280582 A JPH03280582 A JP H03280582A
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- 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。
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〕
本発明は半導体装置に関し、特に内部電圧安定回路等に
用いるクランプ用PN接合ダイオードに関する。
用いるクランプ用PN接合ダイオードに関する。
内部電圧安定回路等に用いる従来のクランプ用PN接合
ダイオードは、第3図に示す断面図のように、フィール
ド酸化膜2で分離されたP型Si基板1の領域に、例え
ば、イオン注入でN型不純物を導入しアニールを行なう
ことにより形成したN型不純物領域6a、およびP型S
i基板1により形成されるPN接合を用いていた。また
、従来のクランプ用PN接合ダイオードの耐圧のコント
ロールは、フィールド酸化膜2下の濃度あるいはN型不
純物領域6aの形成を高濃度の砒素および低濃度な燐の
2重イオン注入で行なう注入条件によって行なっていた
。
ダイオードは、第3図に示す断面図のように、フィール
ド酸化膜2で分離されたP型Si基板1の領域に、例え
ば、イオン注入でN型不純物を導入しアニールを行なう
ことにより形成したN型不純物領域6a、およびP型S
i基板1により形成されるPN接合を用いていた。また
、従来のクランプ用PN接合ダイオードの耐圧のコント
ロールは、フィールド酸化膜2下の濃度あるいはN型不
純物領域6aの形成を高濃度の砒素および低濃度な燐の
2重イオン注入で行なう注入条件によって行なっていた
。
上述した従来のPN接合ダイオードは、構造が非常に簡
単である点は良かったが、一方で次のような欠点を有し
ていた。
単である点は良かったが、一方で次のような欠点を有し
ていた。
第1に、クランプ電圧(ブレークダウン電圧)がフィー
ルド酸化Il!2の膜厚のばらつきにより影響されてし
まうことである。P型Si基板1の不純物であるボロン
原子が酸化されるにしたがって酸化膜中に取り込まれ、
P型St基板1中のボロン濃度が低下してしまう。その
ため、フィールド酸化膜2のように〜1.0μmと厚い
場合、フィールド酸化膜2直下のP型Si基板1表面の
濃度の低下も大きく、フィールド酸化膜2の膜厚のばら
つきが濃度のばらつきとなり、これがクランプ電圧のば
らつきになる。
ルド酸化Il!2の膜厚のばらつきにより影響されてし
まうことである。P型Si基板1の不純物であるボロン
原子が酸化されるにしたがって酸化膜中に取り込まれ、
P型St基板1中のボロン濃度が低下してしまう。その
ため、フィールド酸化膜2のように〜1.0μmと厚い
場合、フィールド酸化膜2直下のP型Si基板1表面の
濃度の低下も大きく、フィールド酸化膜2の膜厚のばら
つきが濃度のばらつきとなり、これがクランプ電圧のば
らつきになる。
第2に、ブレークダウンはN型不純物領域6aとP型S
i基板1との界面におけるP型Si基板1表面近傍で起
るため、ブレークダウンにより発生した電子−正孔対が
酸化膜中に捕獲され、特に正孔の捕獲が顕著となること
により表面近傍における界面での空乏層を拡げることに
なり、クランプ電圧が時間とともに上昇してしまうこと
がある。ことにN型不純物領域6aとP型Si基板1と
の界面におけるP型St基板1表面近傍の表面の酸化膜
はフィールド酸化膜2から薄い酸化膜11aに変る領域
でもあり、捕獲順位も多くクランプ電圧の変動も大きい
ものとなる。
i基板1との界面におけるP型Si基板1表面近傍で起
るため、ブレークダウンにより発生した電子−正孔対が
酸化膜中に捕獲され、特に正孔の捕獲が顕著となること
により表面近傍における界面での空乏層を拡げることに
なり、クランプ電圧が時間とともに上昇してしまうこと
がある。ことにN型不純物領域6aとP型Si基板1と
の界面におけるP型St基板1表面近傍の表面の酸化膜
はフィールド酸化膜2から薄い酸化膜11aに変る領域
でもあり、捕獲順位も多くクランプ電圧の変動も大きい
ものとなる。
本発明の半導体装置は、一導電型の半導体基板の所定領
域にエツチングにより形成された凹部と、凹部の側壁に
形成された絶縁膜と、凹部に埋込まれた逆導電型のポリ
シリコンと、逆導電型のポリシリコン下部の半導体基板
に逆導電型のポリシリコンからの熱拡散により形成され
た逆導電型の第1の拡散層と、逆導電型のポリシリコン
下部の前記半導体基板に形成された一導電型の第2の拡
散層とを有している。
域にエツチングにより形成された凹部と、凹部の側壁に
形成された絶縁膜と、凹部に埋込まれた逆導電型のポリ
シリコンと、逆導電型のポリシリコン下部の半導体基板
に逆導電型のポリシリコンからの熱拡散により形成され
た逆導電型の第1の拡散層と、逆導電型のポリシリコン
下部の前記半導体基板に形成された一導電型の第2の拡
散層とを有している。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第1図は、本発明の第1の実施例の断面図である。P型
Si基板1上に選択酸化により形成されたフィールド酸
化WA2と、選択的にP型Si基板lをエツチングして
形成した第1の凹部の側壁に形成された側壁酸化膜4と
、第1の凹部に埋込まれたN型埋込みポリシリコン7と
、N型埋込みポリシリコン7を拡散源として形成された
N型不純物拡散層6と、N型埋込みポリシリコン7の形
成前にN型不純物拡散層6よりもさらに深い領域に形成
したP型不純物拡散層5と、薄い酸化膜11と、層間絶
縁M3と、A1配線8とから本実施例の半導体装置は精
成されている0本実施例においては、P型不純物拡散屑
5とN型不純物拡散層6とによりPN接合ダイオードが
形成れている。
Si基板1上に選択酸化により形成されたフィールド酸
化WA2と、選択的にP型Si基板lをエツチングして
形成した第1の凹部の側壁に形成された側壁酸化膜4と
、第1の凹部に埋込まれたN型埋込みポリシリコン7と
、N型埋込みポリシリコン7を拡散源として形成された
N型不純物拡散層6と、N型埋込みポリシリコン7の形
成前にN型不純物拡散層6よりもさらに深い領域に形成
したP型不純物拡散層5と、薄い酸化膜11と、層間絶
縁M3と、A1配線8とから本実施例の半導体装置は精
成されている0本実施例においては、P型不純物拡散屑
5とN型不純物拡散層6とによりPN接合ダイオードが
形成れている。
クランプ電圧の耐圧コントロールは、P型不純物拡散層
5の不純物濃度を変更することにより行なわれる。この
とき、P型不純物拡散層5の不純物濃度としては、P型
Si基板lの他の領域の不純物濃度より高く、従って、
クランプ電圧の耐圧コントロールはP型不純物拡散層5
とN型不純物拡散層6とのそれぞれの不純物濃度により
決定されることになる。別の方法として、N型不純物拡
散層6は上述のようにN型埋込みポリシリコン7が拡散
源であり、N型埋込みポリシリコン7中の不純物を砒素
もしくは砒素と燐の2種類にすることにより、あるいは
それぞれの濃度を変えることによって、PN接合タイオ
ードの耐圧をコントロールすることもできる。
5の不純物濃度を変更することにより行なわれる。この
とき、P型不純物拡散層5の不純物濃度としては、P型
Si基板lの他の領域の不純物濃度より高く、従って、
クランプ電圧の耐圧コントロールはP型不純物拡散層5
とN型不純物拡散層6とのそれぞれの不純物濃度により
決定されることになる。別の方法として、N型不純物拡
散層6は上述のようにN型埋込みポリシリコン7が拡散
源であり、N型埋込みポリシリコン7中の不純物を砒素
もしくは砒素と燐の2種類にすることにより、あるいは
それぞれの濃度を変えることによって、PN接合タイオ
ードの耐圧をコントロールすることもできる。
次に、本実施例の構造を製造する方法について説明する
。
。
まず、P型Si基板1に選択酸化を行なってフィールド
酸化膜2を形成し、ダイオード形成領域上の薄い酸化膜
を除去した後、選択的にP型Si基板1のエツチングを
行ない第1の凹部を形成する。
酸化膜2を形成し、ダイオード形成領域上の薄い酸化膜
を除去した後、選択的にP型Si基板1のエツチングを
行ない第1の凹部を形成する。
次に、例えば熱酸化法により、表面全体に酸化膜を形成
する。この酸化膜は、側壁酸化膜となるため、ダイオー
ドの耐圧に充分耐る膜厚を要す。
する。この酸化膜は、側壁酸化膜となるため、ダイオー
ドの耐圧に充分耐る膜厚を要す。
続いて、全体にRIE法によるエツチング(エッチバッ
ク)を行ない、側壁酸化膜4のみを残し、他の領域の酸
化膜を除去する。
ク)を行ない、側壁酸化膜4のみを残し、他の領域の酸
化膜を除去する。
その後、フォトリングラフィ技術およびイオン注入技術
により、P型不純物拡散層5を形成する。
により、P型不純物拡散層5を形成する。
次に、CVD法によりポリシリコン膜の成長を行ない、
エッチバックを行なうことにより埋込み部分のポリシリ
コンのみを残し、他の部分のポリシリコンはエツチング
除去する。この後、選択的にN型不純物拡散層を形成す
るための不純物をポリシリコン中に導入してN型埋込み
ポリシリコン7を形成し、熱処理を行なうことで、N型
不純物拡散層6を形成する。
エッチバックを行なうことにより埋込み部分のポリシリ
コンのみを残し、他の部分のポリシリコンはエツチング
除去する。この後、選択的にN型不純物拡散層を形成す
るための不純物をポリシリコン中に導入してN型埋込み
ポリシリコン7を形成し、熱処理を行なうことで、N型
不純物拡散層6を形成する。
次に、フィールド酸化膜2で覆われていない部分に、熱
酸化により薄い酸化膜11を形成する。
酸化により薄い酸化膜11を形成する。
最後に、眉間絶縁膜3.コンタクト開口、Aj配線8等
を形成し、本実施例の半導体装置の構造を完成する。
を形成し、本実施例の半導体装置の構造を完成する。
本実施例ではP型基板上のN型不純物拡散層でのPN接
合について説明したが、N型基板上のP型不純物拡散層
でのPN接合でも同等の効果が得られる。
合について説明したが、N型基板上のP型不純物拡散層
でのPN接合でも同等の効果が得られる。
第2図は、本発明の第2の実施例の断面図である。N型
埋込みポリシリコン7、P型不純物拡散層5.N型不純
物拡散層6等の構造、形成方法は、第1の実施例と同じ
である。
埋込みポリシリコン7、P型不純物拡散層5.N型不純
物拡散層6等の構造、形成方法は、第1の実施例と同じ
である。
P型Si基板1への電極を形成する場所は、シリーズ抵
抗が最小になるように、最もP型不純物拡散層5に近い
領域にすべきである。N型埋込みポリシリコン7の形成
方法と同様の方法により、P壁埋込みポリシリコン10
を形成し、N型不純物拡散層6を形成する時の熱処理で
P型不純物拡散層9も同時に形成する。
抗が最小になるように、最もP型不純物拡散層5に近い
領域にすべきである。N型埋込みポリシリコン7の形成
方法と同様の方法により、P壁埋込みポリシリコン10
を形成し、N型不純物拡散層6を形成する時の熱処理で
P型不純物拡散層9も同時に形成する。
これにより、P型Si基板1側のシリーズ抵抗を最小に
することが可能となる。
することが可能となる。
以上説明したように本発明は、実施例に示した導電型の
場合において、N型埋込みポリシリコンを拡散源として
形成したN型不純物拡散層とあらこしぬ形成しておいた
第1の凹部下部のP型不純物拡散層とによりPN接合を
形成しており、N型埋込みポリシリコンは第1の凹部の
側壁に形成された絶縁膜によりP型基板と絶縁されてい
るため、PN接合ダイオードのブレークダウンを起す箇
所はP型基板の内部となり、P型基板の表面濃度のばら
つきの影響を受けることはまったくないことになる。
場合において、N型埋込みポリシリコンを拡散源として
形成したN型不純物拡散層とあらこしぬ形成しておいた
第1の凹部下部のP型不純物拡散層とによりPN接合を
形成しており、N型埋込みポリシリコンは第1の凹部の
側壁に形成された絶縁膜によりP型基板と絶縁されてい
るため、PN接合ダイオードのブレークダウンを起す箇
所はP型基板の内部となり、P型基板の表面濃度のばら
つきの影響を受けることはまったくないことになる。
また、PN接合ダイオードのブレークダウンを起す箇所
の近傍には正孔を捕獲しやすい酸化膜はほとんどなく、
クランプ電圧の時間変動もほとんどないクランプ用PN
接合タイオードを実現できる。
の近傍には正孔を捕獲しやすい酸化膜はほとんどなく、
クランプ電圧の時間変動もほとんどないクランプ用PN
接合タイオードを実現できる。
これらの効果は、導電型を逆転しても同様に得られる。
第1図は本発明の第1の実施例の断面図、第2図は本発
明の第2の実施例の断面図、第3図は従来のPN接合ダ
イオードの断面図である。 1・・・P型Si基板、2・・・フィールド酸化膜、3
・・眉間絶縁膜、4・・・側壁酸化膜、5.9・・・P
型不純物拡散層、6・・・N型不純物拡散層、7・・・
N型埋込みポリシリコン、8・・・A(配線、10・・
・P壁埋込みポリシリコン、11.lla・・・薄い酸
化膜。
明の第2の実施例の断面図、第3図は従来のPN接合ダ
イオードの断面図である。 1・・・P型Si基板、2・・・フィールド酸化膜、3
・・眉間絶縁膜、4・・・側壁酸化膜、5.9・・・P
型不純物拡散層、6・・・N型不純物拡散層、7・・・
N型埋込みポリシリコン、8・・・A(配線、10・・
・P壁埋込みポリシリコン、11.lla・・・薄い酸
化膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、一導電型の半導体基板の所定領域にエッチングによ
り形成された第1の凹部と、 前記第1の凹部の側壁に形成された絶縁膜と、前記第1
の凹部に埋込まれた逆導電型のポリシリコンと、 前記逆導電型のポリシリコン下部の前記半導体基板に、
前記逆導電型のポリシリコンからの熱拡散により形成さ
れた逆導電型の第1の拡散層と、前記逆導電型のポリシ
リコン下部の前記半導体基板に形成された一導電型の第
2の拡散層と、を有することを特徴とする半導体装置。 2、前記半導体基板の所定領域にエッチングにより形成
された第2の凹部と、 前記第2の凹部の側壁に形成された絶縁膜と、前記第2
の凹部に埋込まれた一導電型のポリシリコンと、 前記一導電型のポリシリコン下部の前記半導体基板に、
前記一導電型のポリシリコンからの熱拡散により形成さ
れた逆導電型の第3の拡散層と、を有することを特徴と
する請求項1記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8269090A JP2926854B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8269090A JP2926854B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03280582A true JPH03280582A (ja) | 1991-12-11 |
| JP2926854B2 JP2926854B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=13781414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8269090A Expired - Lifetime JP2926854B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2926854B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6740552B2 (en) | 1996-03-01 | 2004-05-25 | Micron Technology, Inc. | Method of making vertical diode structures |
| JP2009277756A (ja) * | 2008-05-13 | 2009-11-26 | Denso Corp | ツェナーダイオードおよびその製造方法 |
-
1990
- 1990-03-29 JP JP8269090A patent/JP2926854B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6740552B2 (en) | 1996-03-01 | 2004-05-25 | Micron Technology, Inc. | Method of making vertical diode structures |
| US6784046B2 (en) | 1996-03-01 | 2004-08-31 | Micron Techology, Inc. | Method of making vertical diode structures |
| US6787401B2 (en) | 1996-03-01 | 2004-09-07 | Micron Technology, Inc. | Method of making vertical diode structures |
| US7166875B2 (en) | 1996-03-01 | 2007-01-23 | Micron Technology, Inc. | Vertical diode structures |
| US7170103B2 (en) | 1996-03-01 | 2007-01-30 | Micron Technology, Inc. | Wafer with vertical diode structures |
| US7279725B2 (en) | 1996-03-01 | 2007-10-09 | Micron Technology, Inc. | Vertical diode structures |
| US7563666B2 (en) | 1996-03-01 | 2009-07-21 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor structures including vertical diode structures and methods of making the same |
| US8034716B2 (en) | 1996-03-01 | 2011-10-11 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor structures including vertical diode structures and methods for making the same |
| JP2009277756A (ja) * | 2008-05-13 | 2009-11-26 | Denso Corp | ツェナーダイオードおよびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2926854B2 (ja) | 1999-07-28 |
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