JPH1065157A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPH1065157A JPH1065157A JP8218764A JP21876496A JPH1065157A JP H1065157 A JPH1065157 A JP H1065157A JP 8218764 A JP8218764 A JP 8218764A JP 21876496 A JP21876496 A JP 21876496A JP H1065157 A JPH1065157 A JP H1065157A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor device
- zener diode
- layer
- bidirectional zener
- type bidirectional
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
- H10D30/64—Double-diffused metal-oxide semiconductor [DMOS] FETs
- H10D30/66—Vertical DMOS [VDMOS] FETs
- H10D30/665—Vertical DMOS [VDMOS] FETs having edge termination structures
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/101—Integrated devices comprising main components and built-in components, e.g. IGBT having built-in freewheel diode
- H10D84/141—VDMOS having built-in components
- H10D84/148—VDMOS having built-in components the built-in components being breakdown diodes, e.g. Zener diodes
Landscapes
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
素子に印加されて素子破壊されるのを防止する。 【解決手段】 MOS FET19のゲート・ソース間
にN+/P/N+型双方向ツェナーダイオード17を内蔵
したことにより、サージ電圧等が半導体装置に印加され
ても、N+/P/N+型双方向ツェナーダイオード17が
クランプ回路となり、素子破壊を防止できるため、より
小さいチップにおいても、素子を保護することが可能と
なる。
Description
する半導体装置に関し、特にトランジスタの静電破壊防
止に好適な構造を有する半導体装置に関する。
は、従来の半導体装置を示す等価回路図であり、図4
は、従来の半導体装置を示す要部断面図である。
双方向ツェナーダイオードを接続した半導体装置は図4
に示すように、MOS FET19のドレイン電極1が
接触するP+基板2上のP-エピタキシャル層3の表面層
にNウェル層4が形成され、Nウェル層4上にフィール
ド酸化膜5が形成され、フィールド酸化膜5にP+層と
N層16とからなる双方向ツェナーダイオード18(図
3参照)が存在していた。
5は、層間絶縁膜6に設けられたコンタクトホールに接
触する配線により、ゲートアルミ10とソースアルミ1
1に接続されている。7はP+層,8はN+層,9はN
層,12は多結晶シリコン膜である。
図である。図3に示す従来の半導体装置では、ゲート・
ソース間に接続されたP+/N/P+型双方向ツェナーダ
イオード18のツェナー耐圧をMOS FET19の耐
圧よりも低く設定することにより、サージ電圧等が印加
された場合、MOS FET19よりも先にツェナーダ
イオード18がプレイクダウンするため、ツェナーダイ
オード18がクランプ回路の役目をし、MOS FET
19の素子破壊を防止していた。
び図4に示す従来例において、P+/N/P+型双方向ツ
ェナーダイオードは、ツェナー耐圧波形がソフト波形で
あるため(図5(b)参照)、チップサイズが小さくな
ると、十分な保護回路とならず、素子破壊が引き起こさ
れるという問題があった。その理由は、ツェナーダイオ
ードをP+/N/P+で形成すると、耐圧決定領域(低濃
度領域)がN層で形成されるため、ブレイクダウンが表
面層で生じる。これにより、ブレイクダウンするまでの
リークが大きくなり、動作抵抗が大きくなるためであ
る。
ドのP+層とMOS FETのソース層を同時に形成して
いたため、ツェナー耐圧が高いという問題があった。そ
の理由は、MOS FETのソース形成条件が支配的と
なり、ツェナー耐圧をコントロールすることができない
ためであり、従来例においてツェナー耐圧を下げるに
は、IPRを追加する必要があった。
導体装置を提供することにある。
め、本発明に係る半導体装置は、半導体基板上に形成さ
れたPch絶縁ゲート型トランジスタを有する半導体装
置であって、半導体基板中にN+/P/N+型双方向ツェ
ナーダイオードを有し、該双方向ツェナーダイオード
は、前記トランジスタのゲート領域とソース領域とを接
続したものである。
+層と前記N+/P/N+型双方向ツェナーダイオードの
N+層は、同時に形成されたものである。
ードは、複数段に形成されているものである。
ス間にN+/P/N+型双方向ツェナーダイオードを内蔵
したことにより、ツェナー耐圧波形をハード化し、ツェ
ナー部の動作抵抗を低減させ、静電耐量を向上させたこ
とにより、サージ電圧等が半導体装置に印加された場
合、サージ電圧等をクランプすることが可能となり、素
子破壊を防止することができる。
を参照して詳細に説明する。
導体装置は、Pch絶縁ゲート型トランジスタ(MOS
FET)19のゲート・ソース間に、N+/P/N+型双
方向ツェナーダイオード17を配置したことを特徴とす
るものである。
の製造方法を説明する。図2に示すように、MOS F
ET19のドレイン電極1が接触するP+基板2上のP-
エピタキシャル層3の表面層上に、酸化膜5を8000
〜12000Åの厚さに形成し、リソグラフィー技術を
用いてパターニングする。
を4000〜6000Åの厚さに形成し、リソグラフィ
ー技術を用いてパターニングし、多結晶シリコン膜12
中にN+層13とP層14をリソグラフィー技術を用い
て形成し、その上に層間絶縁膜6を5000〜8000
Åの厚さに形成し、リソグラフィー技術を用いてパター
ニングする。N+層13上にゲートアルミ電極10とソ
ースアルミ電極11が接触しており、N+/P/N+型双
方向ツェナーダイオード17を形成している。
型双方向ツェナーダイオード17を配置し、このN+/
P/N+型双方向ツェナーダイオード17は、Pch絶
縁ゲート型トランジスタとしてのMOS FET19の
ゲート領域とソース領域とを接続している。
図1を参照して詳細に説明する。
17の耐圧V17がMOSFET19の耐圧より低く設定
することにより、サージ電圧等がMOS FET19に
印加された場合、MOS FET19より先にN+/P/
N+型双方向ツェナーダイオード17がブレイクダウン
するため、MOS FET19にサージ電圧等がそのま
ま印加されず、素子破壊を防止することができる。
ード17は、ツェナー耐圧波形がハード波形(図5
(b)参照)であるため、動作抵抗が小さく、瞬時にブ
レイクダウンするため、MOS FET19へのサージ
電圧等の影響を小さくでき、より確実に素子破壊を防止
することができる。
り、ESD耐量はMIL+側で、1400V→3900
Vに、MIL−側で、1200V→3500Vに向上し
た。同時に、動作抵抗についても、130Ω→30Ωに
低減した。
照して詳細に説明する。
たっては、図2に示すように、MOS FET19のド
レイン電極1が接触するP+基板2上のP-エピタキシャ
ル層3の表面層上に、酸化膜5を10000Åの厚さに
形成し、リソグラフィー技術を用いてパターニングす
る。
4700Åの厚さに形成し、リソグラフィー技術を用い
てパターニングし、多結晶シリコン膜12中にN+層1
3とP層14をリソグラフィー技術を用いて形成し、そ
の上に層間絶縁膜(BPSG膜)6を6500Åの厚さ
に形成し、リソグラフィー技術を用いてパターニングす
る。N+層13にゲートアルミ電極10とソースアルミ
電極11が接触しており、N+/P/N+型双方向ツェナ
ーダイオード17を形成している。
型双方向ツェナーダイオード17を配置し、このN+/
P/N+型双方向ツェナーダイオード17は、Pch絶
縁ゲート型トランジスタとしてのMOS FET19の
ゲート領域とソース領域とを接続している。
1の半導体装置の等価回路図で説明する。
17の耐圧V17がMOS FET19の耐圧より低く設
定することにより、サージ電圧等がMOS FET19
に印加された場合、MOS FET19より先にN+/P
/N+型双方向ツェナーダイオード17がブレイクダウ
ンするため、MOS FET19にサージ電圧等がその
まま印加されず、素子破壊を防止することができる。
オード17は、ツェナー耐圧波形がハード波形(図5
(b)参照)であるため、動作抵抗が小さく、瞬時にブ
レイクダウンするため、MOS FET19へのサージ
電圧等の影響を小さくでき、より小さいチップに対して
も、確実に素子破壊を防止することができる。
について、図2を参照して説明する。実施形態2では、
実施形態1の半導体装置を工程数を増やすことなく、製
造する構造としたものである。
1で説明したN+/P/N+型双方向ツェナーダイオード
17の形成過程において、図2に示すように、MOS
FET19のN+層8をコンタクトリンI/Iにより成
形し、同時にN+/P/N+型双方向ツェナーダイオード
17のN+層13を形成することを特徴とするものであ
る。
向ツェナーダイオード18と比較して工程数を増やすこ
となく、素子破壊に有利な半導体装置を形成することが
できる。
ーダイオード18を用いて、本発明のN+/P/N+型双
方向ツェナーダイオード17と同一の効果を得るために
は、従来のP+/N/P+型双方向ツェナーダイオード1
8のP+層15をMOS FET18のP+層7と別に形
成するため、ツェナーボロンPR工程が必要となり、工
程数が増加してしまう。
置のゲート・ソース間に、N+/P/N+型双方向ツェナ
ーダイオードを内蔵したため、チップサイズが小さいも
のについてもサージ電圧等による素子破壊を防止でき
る。その理由は、ツェナー構造をN+/P/N+型にした
ことにより、ツェナー耐圧波形がハード化でき、動作抵
抗を小さくしたためである。
ーダイオードと同じ工程数で素子破壊に有利な半導体装
置を形成することができる。その理由は、MOSFET
のN+層形成と同一工程で、N+/P/N+型双方向ツェ
ナーダイオードのN+層を形成するためである。
価回路図である。
法を説明する図である。
る。
図である。
ー耐圧波形を示す波形図、(b)は、従来例に係るツェ
ナー構造のツェナー耐圧波形を示す波形図である。
タ)
Claims (3)
- 【請求項1】 半導体基板上に形成されたPch絶縁ゲ
ート型トランジスタを有する半導体装置であって、 半導体基板中にN+/P/N+型双方向ツェナーダイオー
ドを有し、 該双方向ツェナーダイオードは、前記トランジスタのゲ
ート領域とソース領域とを接続したものであることを特
徴とする半導体装置。 - 【請求項2】 前記Pch絶縁ゲート型トランジスタの
N+層と前記N+/P/N+型双方向ツェナーダイオード
のN+層は、同時に形成されたものであることを特徴と
する請求項1に記載の半導体装置。 - 【請求項3】 前記N+/P/N+型双方向ツェナーダイ
オードは、複数段に形成されているものであることを特
徴とする請求項1に記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08218764A JP3123930B2 (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08218764A JP3123930B2 (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1065157A true JPH1065157A (ja) | 1998-03-06 |
| JP3123930B2 JP3123930B2 (ja) | 2001-01-15 |
Family
ID=16725039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08218764A Expired - Fee Related JP3123930B2 (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3123930B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6580121B2 (en) | 2001-01-10 | 2003-06-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Power semiconductor device containing at least one zener diode provided in chip periphery portion |
| KR100432835B1 (ko) * | 2000-10-31 | 2004-05-24 | 료덴 세미컨덕터 시스템 엔지니어링 (주) | 반도체 장치와 그 제조 방법 |
| WO2014073656A1 (ja) * | 2012-11-08 | 2014-05-15 | 富士電機株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
| US9472543B2 (en) | 2013-07-04 | 2016-10-18 | Mitsubishi Electric Corporation | Wide band gap semiconductor device |
-
1996
- 1996-08-20 JP JP08218764A patent/JP3123930B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100432835B1 (ko) * | 2000-10-31 | 2004-05-24 | 료덴 세미컨덕터 시스템 엔지니어링 (주) | 반도체 장치와 그 제조 방법 |
| US6580121B2 (en) | 2001-01-10 | 2003-06-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Power semiconductor device containing at least one zener diode provided in chip periphery portion |
| WO2014073656A1 (ja) * | 2012-11-08 | 2014-05-15 | 富士電機株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
| CN104321871A (zh) * | 2012-11-08 | 2015-01-28 | 富士电机株式会社 | 半导体装置和半导体装置的制造方法 |
| JP5867623B2 (ja) * | 2012-11-08 | 2016-02-24 | 富士電機株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
| US9368613B2 (en) | 2012-11-08 | 2016-06-14 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
| CN104321871B (zh) * | 2012-11-08 | 2017-10-10 | 富士电机株式会社 | 半导体装置和半导体装置的制造方法 |
| US9472543B2 (en) | 2013-07-04 | 2016-10-18 | Mitsubishi Electric Corporation | Wide band gap semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3123930B2 (ja) | 2001-01-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5017985A (en) | Input protection arrangement for VLSI integrated circuit devices | |
| JP2626229B2 (ja) | 半導体入力保護装置 | |
| JP2822915B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPS6146986B2 (ja) | ||
| JP3123930B2 (ja) | 半導体装置 | |
| KR100309883B1 (ko) | 반도체장치,정전방전보호소자및절연파괴방지방법 | |
| JPS63137478A (ja) | 保護回路をもつ半導体装置の製造方法 | |
| JP2611639B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPS61214576A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH0478022B2 (ja) | ||
| JPS629228B2 (ja) | ||
| JPH0831948A (ja) | 半導体集積回路装置 | |
| JPH06140588A (ja) | 半導体集積回路 | |
| KR100241539B1 (ko) | 반도체 소자의 게이트 전극 형성방법 | |
| KR100273287B1 (ko) | 반도체소자의배선구조 | |
| JPS59105369A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH07321307A (ja) | 半導体装置 | |
| KR19990004908A (ko) | 반도체 장치 제조방법 | |
| JPH0716006B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPH0590522A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH04359473A (ja) | 絶縁ゲート型電界効果トランジスタ | |
| JPH0518468B2 (ja) | ||
| JPH0526344B2 (ja) | ||
| JPS6217869B2 (ja) | ||
| JPH0518467B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990323 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081027 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091027 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091027 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101027 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101027 Year of fee payment: 10 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101027 Year of fee payment: 10 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111027 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111027 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121027 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121027 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131027 Year of fee payment: 13 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |