JPH06350108A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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JPH06350108A
JPH06350108A JP5165239A JP16523993A JPH06350108A JP H06350108 A JPH06350108 A JP H06350108A JP 5165239 A JP5165239 A JP 5165239A JP 16523993 A JP16523993 A JP 16523993A JP H06350108 A JPH06350108 A JP H06350108A
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JP
Japan
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semiconductor substrate
diode
zener diode
type
diffusion layer
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Application number
JP5165239A
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English (en)
Inventor
Isao Yoshino
功 吉野
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/201Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of only components covered by H10D1/00 or H10D8/00, e.g. RLC circuits
    • H10D84/204Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of only components covered by H10D1/00 or H10D8/00, e.g. RLC circuits of combinations of diodes or capacitors or resistors
    • H10D84/221Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of only components covered by H10D1/00 or H10D8/00, e.g. RLC circuits of combinations of diodes or capacitors or resistors of only diodes

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  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基準電圧発生用ツェナーダイオードZDと温
度補償用ダイオードDiとを半導体基板の同一面に形成
することにより、ウェハ状態でのチェックを可能ならし
め、多様なパッケージへの搭載を可能ならしめる。 【構成】 n型半導体基板1とp型多結晶シリコン膜5
とによりツェナーダイオードの主接合を形成し、該接合
の周囲をp型拡散層4により構成されるガードリングで
囲む。ツェナーダイオードの温度特性を補償する温度補
償用ダイオードは、ガードリングであるp型拡散層4と
同時に形成されるp型拡散層3とn型半導体基板1とに
より構成される。それぞれの素子上にAl電極6を形成
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に関し、特
に、計測機器における基準電圧発生回路等に用いられる
基準電圧発生ダイオードを備えた半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は、この種従来の基準電圧発生用半
導体装置の断面図である。この半導体装置を製造するに
は、n型半導体基板11の表面および裏面にシリコン酸
化膜12を形成し、この表・裏面のシリコン酸化膜12
にそれぞれ開口を形成し、該開口を介してp型不純物を
拡散して、裏面に温度補償用ダイオードDiのp型拡散
層13を、また表面にツェナーダイオードZDのガード
リングとなるp型拡散層14を形成する。さらに、表面
にp型多結晶シリコン膜15を堆積してツェナーダイオ
ードZDの主接合を形成する。最後に、p型拡散層13
上およびp型多結晶シリコン膜15上に銀バンプ17を
形成して、従来例の半導体装置の製造工程が完了する。
【0003】同図に示されるように、従来の基準電圧発
生用の半導体装置は、半導体基板の片面(表面)にツェ
ナーダイオードZDを、他の面(裏面)に温度補償用ダ
イオードDiを形成した両面構造をなすものであった。
この半導体装置はDHD(Double Heatsink Diode )型
のパッケージに搭載される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
装置では、構造上ペレットマウント、ワイヤボンディン
グ等の手法を採ることができず、樹脂モールド、キャン
ケース、セラミックケース等に搭載することができなか
った。そして、パッケージは、アキシャル型のDHD型
パッケージに限定されるため、表面実装型の用途に用い
ることができなかった。また、従来の半導体装置は両面
構造であるため、ウェハ段階での電気的特性のチェック
が困難であった。さらに、ダイシング工程では裏面の素
子部の保護を行わなければならず、工程が複雑になると
いう欠点があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
は、第1導電型の半導体基板(1)の第1主表面に、該
半導体基板とその上に形成された第2導電型の多結晶シ
リコン膜(5)とにより主接合が構成されるツェナーダ
イオードと、前記半導体基板(1)と該半導体基板の表
面領域内に形成された第2導電型の拡散層(3)とによ
り接合が構成される、前記ツェナーダイオードの温度特
性を補償するダイオードとが形成され、前記ツェナーダ
イオードの前記主接合の周辺部には前記ダイオードの前
記拡散層(3)と同等の不純物プロファイルをもつ第2
導電型のガードリング(4)が形成されていることを特
徴とするものである。
【0006】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1の(a)は、本発明の一実施例を示す
断面図であり、図1の(b)はその等価回路図である。
図1の(b)に示されるように、本実施例の半導体装置
は、基準電圧を発生するツェナーダイオードZDとこの
ツェナーダイオードZDの温度特性を補償する温度補償
用ダイオードDiとがカソード同士が接続された態様に
て直列に接続されたものである。そして、図1の(a)
に示されるように、ツェナーダイオードZDと温度補償
用ダイオードDiとは、ともに半導体基板1の同一主表
面に形成されている。
【0007】図2の(a)乃至(c)は、本実施例の半
導体装置の製造方法を説明するための工程断面図であ
る。まず、図2の(a)に示すように、比抵抗が0.0
1Ω・cm程度のn型半導体基板1の表面に熱酸化法に
よりシリコン酸化膜2を形成する。次に、図2の(b)
に示すように、シリコン酸化膜2に開口を形成し、この
開口を介して熱拡散法によりボロンを導入して、温度補
償用ダイオードDiのp型拡散層3と、ツェナーダイオ
ードZDのガードリングとなるp型拡散層4とを同時に
形成する。このとき、両p型拡散層3、4の表面不純物
濃度は、8×1019cm-3程度になされ、ツェナーダイ
オード部のガードリングの耐圧は、約8Vになされる。
ボロンの導入手段として熱拡散法に代えイオン注入法を
用いることができる。
【0008】次に、図2の(c)に示すように、ボロン
を添加しながら多結晶シリコン膜を成長させこれをパタ
ーンニングしてp型多結晶シリコン膜5を形成し半導体
基板との間にツェナーダイオードの主接合を形成する。
ここで、ツェナーダイオードの逆耐圧は、特性が安定
し、温度補償用ダイオードによる補償が容易になる約
5.5Vに設定される。p型多結晶シリコン膜を形成す
るのに、上記の方法に代え、ノンドープ多結晶シリコン
膜を成膜し、これにボロンをイオン注入する手段を採用
してもよい。次に、アルミニウム膜を蒸着により形成
し、これをパターンニングして、p型拡散層3上および
p型多結晶シリコン膜5上にAl電極6を形成すれば、
図1に示す本実施例の半導体装置が得られる。
【0009】本実施例において、ツェナーダイオードの
主接合径と温度補償用ダイオードの接合径は、それぞれ
50μm、230μmに設定されており、このとき、下
記のように安定した基準電圧が得られる。温度補償用ダ
イオードDiの温度係数は、 dVF /dT=a+blogj (j:電流密度) ・・・・ ツェナーダイオードZDの温度係数は、 dVZ /dT=aVZ +b ・・・・ と表すことができる。ここで、安定した基準電圧を得る
には、 dVF /dT≒dVZ /dT であればよい。式において、j=0.02A/mm2
(接合径:230μm、通電電流:1mA)のとき、温
度係数は、約1.6mV/℃となるが、dVZ /dT=
aVZ +b≒1.6mV/℃、となるツェナーダイオー
ドの接合径は、約50μmが最適値であることが実験的
に求められている。本実施例において、各接合を上記の
ように設定するとともに、多結晶シリコンにより形成さ
れるツェナーダイオードの主接合をガードリングにより
囲繞して高信頼性を確保している。このように構成され
た半導体装置に、ツェナーダイオードに逆方向に1mA
程度の電流を通電して、5.5Vの安定した基準電圧を
発生させることができた。
【0010】また、本実施例では、各素子を半導体基板
の表面側に形成するとともに外部引き出し用電極にAl
電極を形成しているので、ペレットマウント(ダイボン
ディング)とワイヤボンディングによる組み立てが可能
となり、多様なパッケージへの適用が可能となる。例え
ば、ミニモールド型のパッケージに搭載して表面実装型
の用途に適合させることができる。また、素子が基板の
同一面に形成されたことにより、ウェハ状態での電気的
特性チェックが可能となり、さらに、ダイシングについ
ても、一般のダイオードと同様の作業により実施するこ
とができるため、製造ラインの効率化に資することがで
きる。
【0011】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置は、n型半導体基板の一主面に、該半導体基板とp型
多結晶シリコンとによりツェナーダイオードの主接合を
形成し、ツェナーダイオードの温度補償を行う温度補償
用ダイオードのp型拡散層をツェナーダイオードのガー
ドリングと同時に同一の面に形成したものであるので、
本発明によれば、ダイボンディングとワイヤボンディン
グを用いたパッケージングが可能となり、多様なパッケ
ージへの適用が可能となる。したがって、表面実装型部
品として提供することができるようになり、この面につ
いてのユーザのニーズに応えることができる。
【0012】また、素子が基板の同一面に形成されたこ
とにより、ウェハ状態での電気的特性チェックが可能と
なり、チェック工数を削減することができ、より速いラ
インへのフィードバックを実行できるようになる。さら
に、ダイシング工程においても、裏面の素子を保護する
必要がなくなり一般のダイオードと同様の作業で済むよ
うになるため、製造工程の簡素化、効率化に資すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例の断面図とその等価回路
図。
【図2】 本発明の一実施例の製造工程を説明するため
の工程断面図。
【図3】 従来例の断面図。
【符号の説明】
1、11 n型半導体基板 2 12 シリコン酸化膜 3、13、4、14 p型拡散層 5 15 p型多結晶シリコン膜 6 Al電極 17 銀バンプ ZD ツェナーダイオード Di 温度補償用ダイオード
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年2月24日
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 半導体装置およびその製造方法
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
は、第1導電型の半導体基板(1)の第1主表面に、該
半導体基板とその上に形成された第2導電型の多結晶シ
リコン膜(5)とにより主接合が構成されるツェナーダ
イオードと、前記半導体基板(1)と該半導体基板の表
面領域内に形成された第2導電型の拡散層(3)とによ
り接合が構成される、前記ツェナーダイオードの温度特
性を補償するダイオードとが形成され、前記ツェナーダ
イオードの前記主接合の周辺部には第2導電型のガード
リング(4)が形成されていることを特徴とするもので
ある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1導電型の半導体基板の第1主表面
    に、該半導体基板とその上に形成された第2導電型の多
    結晶シリコン膜とにより主接合が構成されるツェナーダ
    イオードと、前記半導体基板と該半導体基板の表面領域
    内に形成された第2導電型の拡散層とにより接合が構成
    される、前記ツェナーダイオードの温度特性を補償する
    ダイオードと、が形成され、前記主接合の周辺部には前
    記拡散層と同時に形成された第2導電型のガードリング
    が形成されていることを特徴とする半導体装置。
JP5165239A 1993-06-10 1993-06-10 半導体装置およびその製造方法 Pending JPH06350108A (ja)

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