JPH0740571B2 - 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Info
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- JPH0740571B2 JPH0740571B2 JP60288325A JP28832585A JPH0740571B2 JP H0740571 B2 JPH0740571 B2 JP H0740571B2 JP 60288325 A JP60288325 A JP 60288325A JP 28832585 A JP28832585 A JP 28832585A JP H0740571 B2 JPH0740571 B2 JP H0740571B2
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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。
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−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、GaAsMESF
ETはゲートがシヨツ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、シヨツ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ツ
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SSD82−132.75頁乃至79頁が詳しい。）。
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、GaAsMESF
ETはゲートがシヨツ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、シヨツ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ツ
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SSD82−132.75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３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P+型の拡散領域（3
4）とにより構成され、GaAsMESFETのゲート・ソース間
に接続された形でモノリシツク集積化されていた。
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P+型の拡散領域（3
4）とにより構成され、GaAsMESFETのゲート・ソース間
に接続された形でモノリシツク集積化されていた。
（ハ）発明が解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
寄生容量が増加し雑音指数（NF）を大巾に劣化させる原
因となっていた。
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
寄生容量が増加し雑音指数（NF）を大巾に劣化させる原
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）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）とを備え、該第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、濃くイオン注入することにより該第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。
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）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）とを備え、該第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、濃くイオン注入することにより該第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。
（ホ）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３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（５）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。
（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３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（５）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。
（ヘ）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図は本発明による保護ダイオード（１）の一実施例
であり、第２図に示した如くGaAsデユアルゲートMESFET
のゲート１（G1）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図は本発明による保護ダイオード（１）の一実施例
であり、第２図に示した如くGaAsデユアルゲートMESFET
のゲート１（G1）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基板に形成される一導電型（Ｎ型）
の第１の拡散領域（３）がある。
例えば半絶縁性GaAs基板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（６）を約5000Å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（６）を開口
し、シリコンイオン（Si+）をドーズ量５×1013cm-2、
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。
リコン酸化膜（６）を約5000Å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（６）を開口
し、シリコンイオン（Si+）をドーズ量５×1013cm-2、
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。
次に前記第１の拡散領域（３）のほぼ中央にイオン注入
により形成される逆導電型の第２の拡散領域（４）があ
り、該第２の拡散領域（４）は前記第１の拡散領域
（３）を突抜ける。
により形成される逆導電型の第２の拡散領域（４）があ
り、該第２の拡散領域（４）は前記第１の拡散領域
（３）を突抜ける。
従って前記第２の拡散領域（４）で２分割されたＮ型の
第１の拡散領域（３）（３）とＰ型の第２の拡散領域
（４）とで第２図におけるゲート１（G1）に接続された
２つのダイオードがNPN型で形成されゲート１（G1）の
保護ダイオード（１）として構成される。
第１の拡散領域（３）（３）とＰ型の第２の拡散領域
（４）とで第２図におけるゲート１（G1）に接続された
２つのダイオードがNPN型で形成されゲート１（G1）の
保護ダイオード（１）として構成される。
本発明の特徴とするところは、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）であり、該第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）を突抜けることにある。
（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）であり、該第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（６）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１×1015cm-2、加速
電圧360KeVの条件で注入する。
酸化膜（６）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１×1015cm-2、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３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３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
（４）の幅を非常に小さくできるためソース電極とゲー
ト１電極間に生じるシリーズ抵抗を小さくできる。
（４）の幅を非常に小さくできるためソース電極とゲー
ト１電極間に生じるシリーズ抵抗を小さくできる。
以上はNPN型のダイオードで説明したが、第４図に示す
如くPN型のダイオード（41）等でも良い。
如くPN型のダイオード（41）等でも良い。
（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１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。
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。
第１図及び第４図は本発明の実施例であり化合物半導体
装置の保護ダイオードを示す断面図、第２図はデユアル
・ゲートMESFETに保護ダイオードを設けた時の接続図、
第３図は従来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
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）はシリコン酸化膜である。
装置の保護ダイオードを示す断面図、第２図はデユアル
・ゲートMESFETに保護ダイオードを設けた時の接続図、
第３図は従来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
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）はシリコン酸化膜である。
Claims (1)
- 【請求項１】半絶縁性の化合物半導体基板に形成される
MIS型FET装置のゲート・ソース間に接続される保護ダイ
オードであって、 前記保護ダイオードは前記MIS型FETと同じ前記化合物半
導体基板上に集積化され、アノードまたはカソードの一
方となる前記基板の表面に形成した一導電型の第１の拡
散領域と、前記アノードまたはカソードの他方となる、
前記第１拡散領域の一部に重畳して形成した逆導電型の
第２拡散領域とを備え、 前記第２拡散領域を前記第１拡散領域より高い不純物濃
度と深い拡散深さで形成して、前記第２拡散領域のうち
前記基板の表面とは垂直方向の面が前記保護ダイオード
のPN接合となるように形成し、 前記第１拡散領域の一方を前記ゲートに接続し前記第２
領域を挟む他方の前記第１拡散領域を前記ソースに接続
したことを特徴とする化合物半導体装置の保護ダイオー
ド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60288325A JPH0740571B2 (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 化合物半導体装置の保護ダイオ−ド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60288325A JPH0740571B2 (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 化合物半導体装置の保護ダイオ−ド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62145876A JPS62145876A (ja) | 1987-06-29 |
| JPH0740571B2 true JPH0740571B2 (ja) | 1995-05-01 |
Family
ID=17728718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60288325A Expired - Lifetime JPH0740571B2 (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 化合物半導体装置の保護ダイオ−ド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0740571B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53145578A (en) * | 1977-05-25 | 1978-12-18 | Nec Corp | Diode varister |
| JPS5793579A (en) * | 1980-12-03 | 1982-06-10 | Toshiba Corp | Compound semiconductor device |
-
1985
- 1985-12-20 JP JP60288325A patent/JPH0740571B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62145876A (ja) | 1987-06-29 |
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