JPH1154708A - 半導体集積回路装置 - Google Patents
半導体集積回路装置Info
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- JPH1154708A JPH1154708A JP21196197A JP21196197A JPH1154708A JP H1154708 A JPH1154708 A JP H1154708A JP 21196197 A JP21196197 A JP 21196197A JP 21196197 A JP21196197 A JP 21196197A JP H1154708 A JPH1154708 A JP H1154708A
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Abstract
素子を内蔵するバイポーラトランジスタ回路装置を得
る。 【解決手段】 アノード領域18は半導体基体3におけ
るダイオード形成領域6の表面にバイポーラトランジス
タのベース領域8と同時に同じ条件にて形成される。カ
ソード領域19は半導体基体3におけるダイオード形成
領域6の表面にアノード領域18と一部重なり領域20
を有して形成され、バイホーラトランジスタのエミッタ
領域9と同時に同じ条件にて形成される。このカソード
領域19と上記アノード領域18とによってザッピング
用のツェナーダイオードを構成する。
Description
ポーラトランジスタを備えたものにおいて、ザッピング
用のツェナーダイオードを備えた半導体集積回路装置に
関するものである。
えた半導体集積回路装置において、抵抗値が半導体ウェ
ハプロセスでは実現不可能な極めて高い精度にて設定さ
れる抵抗素子を内蔵することが望まれている。この抵抗
値が極めて高い精度にて設定される抵抗素子を得るため
に、NPN型のバイポーラトランジスタを形成するのに
際してツェナーダイオードを形成し、抵抗素子を構成す
る調整用抵抗素子にこのツェナーダイオードを接続し、
半導体ウェハプロセス後、カソード電極とアノード電極
との間を短絡状態とするかしないかによって抵抗値を調
整し、抵抗値が極めて高い精度にて設定される抵抗素子
を得る方法(一般に、ツェナーザッピング法と呼ばれて
いる。)が知られている。
ッピング用のツェナーダイオードとして、例えば特開平
6−13630号公報に知られている。図13は上記特
開平6−13630号公報に示されたザッピング用のダ
イオードを示し、101は島領域の電位をとるN+拡散
層、102はN+拡散層101のコンタクト窓、103
はP拡散層、104はN+拡散層、105はN+拡散層1
04のコンタクト窓、106はP拡散層103のコンタ
クト窓、107は分離領域である。ザッピング用のダイ
オードはP拡散層103とN+拡散層104とによって
構成される。
構成されたザッピング用のダイオードは、P拡散層10
3内にN+拡散層104を設けて形成しているため、N+
拡散層104の形成に際して、注入されるN型不純物が
P拡散層103のP型不純物に中和される。その結果、
N+拡散層104の不純物濃度が低くなる。特に、ザッ
ピング用のダイオードを形成するに際して、NPN型の
バイポーラトランジスタを備えた半導体集積回路装置に
おける半導体ウェハプロセスの製造工程を増やすことな
く製造した場合、N+拡散層104の不純物濃度が低
く、降伏電圧が割と高いものしか得られなかった。この
ように降伏電圧が高いと、カソード電極とアノード電極
との間を短絡状態とするために大きな電力を必要とす
る。
のであり、NPN型のバイポーラトランジスタを備えた
ものにおいて、半導体ウェハプロセスの製造工程を増や
すことなく、降伏電圧の低いザッピング用のダイオード
を備えた半導体集積回路装置を得ることを目的とする。
集積回路装置は、P型の半導体基板、およびこの半導体
基板の表面上に形成されたN型のエピタキシャル成長層
を有し、それぞれがエピタキシャル成長層の表面から半
導体基板の表面に達するP型の素子間分離領域に囲われ
たトランジスタ形成領域およびダイオード形成領域を有
する半導体基体と、トランジスタ形成領域の表面にP型
拡散領域にて形成されるベース領域、およびこのベース
領域の表面にエピタキシャル成長層の不純物濃度より高
い不純物濃度を有するN型拡散領域にて形成されるエミ
ッタ領域を有するNPN型のバイポーラトランジスタ
と、ダイオード形成領域の表面に、バイポーラトランジ
スタのベース領域を構成するP型拡散領域と同じ不純物
濃度および拡散深さを有するP型拡散領域にて形成され
るアノード領域、およびダイオード形成領域の表面に、
アノード領域と一部重なり領域を有して一主面に沿って
配置され、バイポーラトランジスタのエミッタ領域を構
成するN型拡散領域と同じ不純物濃度および拡散深さを
有するN型拡散領域にて形成されるカソード領域を有す
るザッピング用のダイオードと、半導体基体の表面上に
形成され、ダイオードのアノード領域に電気的に接続さ
れるザッピング用アノードパッドと、半導体基体の表面
上に形成され、ダイオードのカソード領域に電気的に接
続されるザッピング用カソードパッドとを設けたもので
ある。
P型の半導体基板、およびこの半導体基板の表面上に形
成されたN型のエピタキシャル成長層を有し、それぞれ
がエピタキシャル成長層の表面から半導体基板の表面に
達するP型の素子間分離領域に囲われたトランジスタ形
成領域およびダイオード形成領域を有する半導体基体
と、トランジスタ形成領域の表面にP型拡散領域にて形
成されるベース領域、およびこのベース領域の表面にエ
ピタキシャル成長層の不純物濃度より高い不純物濃度を
有するN型拡散領域にて形成されるエミッタ領域とを有
するNPN型のバイポーラトランジスタと、ダイオード
形成領域の表面に、バイポーラトランジスタのベース領
域を構成するP型拡散領域と同じ不純物濃度および拡散
深さを有するP型拡散領域にて形成されるアノード領
域、およびダイオード形成領域の表面に、アノード領域
と一部重なり領域を有して表面に沿って配置され、バイ
ポーラトランジスタのエミッタ領域を構成するN型拡散
領域と同じ不純物濃度および拡散深さを有するN型拡散
領域にて形成されるカソード領域とを有し、重なり領域
とアノード領域およびカソード領域のうちの一方の領域
とのPN接合部を有するとともに、アノード領域とカソ
ード領域との非重なり領域における高濃度のPN接合部
を有するザッピング用のダイオードと、半導体基体の表
面上に形成され、ダイオードのアノード領域に電気的に
接続されるザッピング用アノードパッドと、半導体基体
の表面上に形成され、ダイオードのカソード領域に電気
的に接続されるザッピング用カソードパッドとを設けた
ものである。
1を示す。図1および図2において、1はP型の半導体
基板で、抵抗が例えば20Ωcmである。この半導体基
板1はNPN型バイポーラトランジスタの基板電位を与
えるため、この実施の形態1では接地電位が与えられ
る。2はこの半導体基板の表面上に形成されたN型のエ
ピタキシャル成長層で、上記半導体基板1とで半導体基
体3を構成する。4は上記エピタキシャル成長層2の表
面から上記半導体基板1の表面に達するP型の素子間分
離領域で、例えばボロン(B)が高濃度でイオン注入さ
れる。
エピタキシャル成長層2の島領域からなるトランジスタ
形成領域、6は上記素子間分離領域4に囲われた上記エ
ピタキシャル成長層2の島領域からなるダイオード形成
領域である。7は上記トランジスタ形成領域5における
上記エピタキシャル成長層2と半導体基板1との界面に
埋め込まれたN型不純物にて形成された埋込領域で、こ
の実施の形態1では、半導体基板1の表面にリン(P)
をイオン注入することによって形成される。
P型拡散領域にて形成されるベース領域で、この実施の
形態1では、例えば、4×1014/cm2で50keV
の条件でボロン(B)をイオン注入することによって形
成される。9はこのベース領域の表面に上記エピタキシ
ャル成長層2の不純物濃度より高い不純物濃度を有する
N型拡散領域にて形成されるエミッタ領域で、この実施
の形態1では、例えば、4×1015/cm2で50ke
Vの条件でリン(P)をイオン注入することによって形
成される。10は上記ベース領域7から離隔した上記ト
ランジスタ形成領域5の表面に上記エミッタ領域8の形
成と同時に同条件で形成されたコレクタ引出領域であ
る。コレクタ領域となる上記トランジスタ形成領域5に
おけるエピタキシャル成長層2の島領域と、上記ベース
領域8と、上記エミッタ領域9とによってNPN型のバ
イポーラトランジスタを構成している。
れた絶縁膜(酸化膜)、12は上記コレクタ引出領域1
0に上記絶縁層11に形成されたコンタクトホール13
を介して電気的に接続(オーミック接触)されたコレク
タ用配線(電極)で、アルミニウム層によって形成され
る。14は上記ベース領域8に上記絶縁層11に形成さ
れたコンタクトホール15を介して電気的に接続(オー
ミック接触)されたベース用配線(電極)で、上記コレ
クタ用配線12と同時にアルミニウム層によって形成さ
れる。16は上記エミッタ領域9に上記絶縁層11に形
成されたコンタクトホール17を介して電気的に接続
(オーミック接触)されたエミッタ用配線(電極)で、
上記コレクタ用配線12と同時にアルミニウム層によっ
て形成される。
に、上記NPN型のバイポーラトランジスタのベース領
域8を構成するP型拡散領域と同じ不純物濃度および同
じ拡散深さを有し、上記半導体基板1の不純物濃度より
高い不純物濃度からなるP型拡散領域にて形成されるア
ノード領域で、上記NPN型のバイポーラトランジスタ
のベース領域8と同時に同じ条件にて形成され、例え
ば、4×1014/cm2で50keVの条件でボロン
(B)をイオン注入することによって形成される。この
アノード領域18はその平面形状が図2に示すように四
角形をなしている。
上記アノード領域18と一部重なり領域20を有して第
1の方向(図2の図示左右方向)に沿って形成され、上
記NPN型のバイポーラトランジスタのエミッタ領域9
を構成するN型拡散領域と同じ不純物濃度および同じ拡
散深さを有し、上記エピタキシャル成長層2の不純物濃
度より高い不純物濃度からなるN型拡散領域にて形成さ
れるカソード領域で、上記NPN型のバイポーラトラン
ジスタのエミッタ領域9と同時に同じ条件にて形成さ
れ、例えば、4×1015/cm2で50keVの条件で
リン(P)をイオン注入することによって形成される。
このカソード領域19と上記アノード領域18とによっ
てザッピング用のツェナーダイオードを構成する。この
カソード領域19はその平面形状が図2に示すように四
角形をなしている。但し、上記第1の方向と直交する第
2の方向(図2の図示上下方向)の幅は上記アノード領
域18の幅より短い。
19との重なり領域20は、この実施の形態1におい
て、上記アノード領域18の不純物濃度が上記カソード
領域19の不純物濃度より高くしてあるため、N-型を
示す。従って、上記アノード領域18と上記カソード領
域19とによって構成されるツェナーダイオードのPN
接合は、図1および図2に太線にて示すN-型の重なり
領域20とP+型のアノード領域18とのP+N-接合2
0aと、図1図示に示すP+型のアノード領域18の側
面とN+型のカソード領域19底面との接合部であるP+
N+接合20bと、図2図示太線の両端部に位置するP+
型のアノード領域18とN+型のカソード領域19との
P+N+接合20cとなる。
域19にて構成されるツェナーダイオードは、重なり領
域20とカソード領域19とのP+N-接合20aを有す
るとともに、アノード領域18とカソード領域19との
非重なり領域、言い換えればアノード領域18の第2の
方向に沿ったカソード領域19側の側面とカソード領域
19の底面との境界部、およびアノード領域18の第2
の方向に沿ったカソード領域19側の側面とカソード領
域19の第1の方向に沿った両側面との境界部に高濃度
のP+N+接合20bおよび20cを有することになる。
クトホール21を介して上記アノード領域18に電気的
に接続(オーミック接触)されたアノード用配線(電
極)で、上記NPN型のバイポーラトランジスタのコレ
クタ用配線12と同時にアルミニウム層によって形成さ
れている。このアノード用配線22は、図4に示すよう
に、上記半導体基体3の表面上における周辺部に形成さ
れるザッピング用アノードパッドPAに電気的に接続さ
れる。
クトホール24を介して上記カソード領域19に電気的
に接続(オーミック接触)されたカソード用配線(電
極)で、上記アノード用配線21と同じアルミニウム層
によって形成されている。このカソード用配線23は、
上記半導体基体3の表面上における周辺部に形成される
ザッピング用カソードパッドPKに電気的に接続され
る。25は上記NPN型のバイポーラトランジスタおよ
び上記ツェナーダイオード上を覆う、例えばBPSG膜
などの層間絶縁膜または/および窒化シリコン(Si
N)等の表面保護膜からなる絶縁層である。
ド領域19とによって構成されるツェナーダイオードの
露出面における平面形状の大きさは、この実施の形態1
において、例えば、次のようになっている。上記素子間
分離領域4に囲まれた上記ダイオード形成領域6は第1
の方向に沿った長さが23μm、第2の方向に沿った長
さが14μmの四角形である。上記カソード領域19お
よび上記アノード領域18それぞれは、図2に示す第1
方向に沿った長さaおよびbが11μmであり、第2の
方向に沿った長さ(幅)g1、g2がそれぞれ10μ
m、8μmである。
1の方向に沿った長さが2μm、第2の方向に沿った長
さが7μmの四角形である。上記コンタクトホール24
の平面形状は第1の方向に沿った長さが2μm、第2の
方向に沿った長さが5μmの四角形である。上記コンタ
クトホール22から上記カソード領域19までの第1の
方向に沿った長さ(距離)cおよび上記コンタクトホー
ル24から上記アノード領域18までの第1の方向に沿
った長さ(距離)dはそれぞれ4.5μmである。
19との重なり領域20の第1の方向に沿った長さeは
3μmである。上記コンタクトホール24と上記コンタ
クトホール22との第1の方向に沿った長さ(距離)f
は12μmである。なお、上記アノード領域18と上記
カソード領域19における第1の方向に沿った中心線が
上記ダイオード形成領域6における第1の方向に沿った
中心線に一致するようにされている。また、上記アノー
ド領域18の第2の方向に沿った外側の辺とこの辺に対
向した素子間分離領域4の辺までの距離が、上記カソー
ド領域19の第2の方向に沿った外側の辺とこの辺に対
向した素子間分離領域4の辺までの距離と一致するよう
にされている。
ードについて特性を測定したところ、図3に示すような
特性が得られた。図3から明らかなように、順方向電圧
が0.7Vであるとともに、降伏電圧(逆方向耐圧、ブ
レークダウン電圧)が3.5Vと非常に低い値を示し、
容易にカソード電極とアノード電極との間を短絡状態に
できるザッピング用のダイオードとして非常に適した特
性が得られた。
からザッピング用アノードパッドPAへ50mA程度の
電流を流したところ、ツェナーダイオードはカソード配
線23とアノード配線21との間が容易に短絡状態にさ
れた。つまり、カソード配線23からアノード配線21
に電流が流れることにより、カソード配線23のアルミ
ニウムが溶融し、カソード配線23が接触しているカソ
ード領域19からアノード配線21が接触しているアノ
ード領域に至るまでの表面層に、アルミニウム−シリコ
ン(AlSi)層が形成され、カソード配線23とアノ
ード配線21との間が短絡状態にされる。
パッドPKとザッピング用アノードパッドPAそれぞれ
に金線を接続し、電流を流し、ザッピング用カソードパ
ッドPKとザッピング用アノードパッドPAとの間の電
圧を測定することにより求めたところ、10Ωと低い値
を示した。この10Ωは、金線の抵抗値、金線とザッピ
ング用カソードパッドPKおよびザッピング用アノード
パッドPAとの接触抵抗、カソード配線23とアノード
配線21のそれぞれの抵抗、カソード配線23とカソー
ド領域19との接触抵抗、アノード配線21とアノード
領域18との接触抵抗も含まれている為、カソード配線
23とアノード配線21との間の抵抗値は、数Ω程度と
低い値であり、カソード配線23とアノード配線21と
の間は実質的に短絡状態と言える。従って、このように
構成されたツェナーダイオードはザッピング用のダイオ
ードとして非常に適している。
回路装置において、抵抗値が極めて高い精度にて設定さ
れる抵抗素子を、ザッピング用ダイオードを用いて得る
方法について、図4ないし図8を用いて説明する。図4
および図5において、Aは極めて高い精度の抵抗値が求
められる抵抗素子の一端側ノード、Bは上記抵抗素子の
他端側ノードで、上記一端側ノードとの間で極めて高い
精度の抵抗値が要求される。
タおよびツェナーダイオードが形成される半導体基体3
の表面上における周辺部に形成される第1のザッピング
用カソードパッド、PK2は上記半導体基体3の表面上
における周辺部に形成される第2のザッピング用カソー
ドパッド、PK3は上記半導体基体3の表面上における
周辺部に形成される第3のザッピング用カソードパッ
ド、PAは上記半導体基体3の表面上における周辺部に
形成されるザッピング用アノードパッドである。
れる抵抗値R0からなる抵抗本体で、上記半導体基体3
の表面、つまり、上記素子間分離領域4に囲まれた上記
エピタキシャル成長層の島領域に形成される拡散領域に
よって構成される拡散抵抗である。27は一端がこの抵
抗本体26の他端に接続される抵抗値R1からなる第1
の調整用抵抗で、上記半導体基体3の表面、つまり、上
記素子間分離領域4に囲まれた上記エピタキシャル成長
層の島領域に形成される拡散領域によって構成される拡
散抵抗であり、この例では抵抗値R1が例えば上記抵抗
本体26の抵抗値R0の1/100にされている。
他端に接続される抵抗値R2からなる第2の調整用抵抗
で、上記半導体基体3の表面、つまり、上記素子間分離
領域4に囲まれた上記エピタキシャル成長層の島領域に
形成される拡散領域によって構成される拡散抵抗であ
り、この例では抵抗値R2が例えば上記抵抗本体26の
抵抗値R0の1/100にされている。29は一端がこ
の第2の調整用抵抗28の他端に接続され、他端が上記
他端側ノードBに接続される抵抗値R3からなる第3の
調整用抵抗で、上記半導体基体3の表面、つまり、上記
素子間分離領域4に囲まれた上記エピタキシャル成長層
の島領域に形成される拡散領域によって構成される拡散
抵抗であり、この例では抵抗値R3が例えば上記抵抗本
体26の抵抗値R0の1/100にされている。上記抵
抗本体26と上記第1ないし第3の調整用抵抗27〜2
9は上記一端側ノードAと上記他端側ノードBとの間に
直列接続され、抵抗素子を構成する。
23を介して上記抵抗本体26の他端および上記第1の
ザッピング用カソードパッドPK1に接続されるととも
に、アノード領域18がアノード配線21を介して上記
他端側ノードBおよび上記ザッピング用アノードパッド
PAに接続される第1のザッピング用ダイオードZD1
で、上記半導体基体3の表面に形成され、図1に示した
ツェナーダイオードの構成を持つ。31はカソード領域
19がカソード用配線23を介して上記第1の調整用抵
抗27の他端および上記第2のザッピング用カソードパ
ッドPK2に接続されるとともに、アノード領域18が
アノード配線21を介して上記他端側ノードBおよび上
記ザッピング用アノードパッドPAに接続される第2の
ザッピング用ダイオードZD2で、上記半導体基体3の
表面に形成され、図1に示したツェナーダイオードの構
成を持つ。32はカソード領域19がカソード用配線2
3を介して上記第2の調整用抵抗28の他端および上記
第3のザッピング用カソードパッドPK3に接続される
とともに、アノード領域18がアノード配線21を介し
て上記他端側ノードBおよび上記ザッピング用アノード
パッドPAに接続される第3のザッピング用ダイオード
ZD3で、上記半導体基体3の表面に形成され、図1に
示したツェナーダイオード(ZD)の構成を持つ。
ける抵抗値の設定について説明する。ウェハプロセス完
了後、まず、一端側ノードAと他端側ノードBとの間の
抵抗値R00を測定する。この時の抵抗値R00は次式
(1)になる。 R00=R0+R1+R2+R3 ……(1) この抵抗値R00が希望する値になっていれば設定は終
了する。
ザッピング用カソードパッドPK3からザッピング用ア
ノードパッドPAへ電流を流し、第3のザッピング用ダ
イオード32に対するカソード配線23とアノード配線
21との間を短絡状態とし、図6に示すように、第3の
調整用抵抗29の両端間を実質的に短絡状態とする。第
3の調整用抵抗29の両端間を実質的に短絡状態とした
後、一端側ノードAと他端側ノードBとの間の抵抗値R
10を測定する。この時の抵抗値R10は次式(2)に
なる。 R10=R0+R1+R2<R00 ……(2) この抵抗値R10が希望する値になっていれば設定は終
了する。
に、第2のザッピング用カソードパッドPK2からザッ
ピング用アノードパッドPAへ電流を流し、第2のザッ
ピング用ダイオード31に対するカソード配線23とア
ノード配線21との間を短絡状態とし、図7に示すよう
に、第2および第3の調整用抵抗28および29の直列
抵抗の両端間を実質的に短絡状態とする。第2および第
3の調整用抵抗28および29の直列抵抗の両端間を実
質的に短絡状態とした後、一端側ノードAと他端側ノー
ドBとの間の抵抗値R20を測定する。この時の抵抗値
R20は次式(3)になる。 R20=R0+R1<R10<R00 ……(3) この抵抗値R10が希望する値になっていれば設定は終
了する。
ド32を実質的に短絡状態として示していないが、上記
したように第3のザッピング用ダイオード32を実質的
に短絡状態にした後、第2のザッピング用ダイオード3
1を実質的に短絡状態にしてもよい。また、抵抗値R0
0の値によっては、直接第2のザッピング用ダイオード
31を実質的に短絡状態にしてもよい。どちらの場合で
も、抵抗値R20は実質的に同じになる。
場合は、さらに、第1のザッピング用カソードパッドP
K1からザッピング用アノードパッドPAへ電流を流
し、第1のザッピング用ダイオード30に対するカソー
ド配線23とアノード配線21との間を短絡状態とし、
図8に示すように、第1ないし第3の調整用抵抗27〜
29の直列抵抗の両端間を実質的に短絡状態とする。第
1ないし第3の調整用抵抗27〜29の直列抵抗の両端
間を実質的に短絡状態とした後、一端側ノードAと他端
側ノードBとの間の抵抗値R20を測定する。この時の
抵抗値R30は次式(4)になる。 R30=R0<R00<R10<R00 ……(4) このようにして抵抗値の設定は終了し、希望する値(設
計値)に極めて近い抵抗値の抵抗素子を得る。
用ダイオード31および32を実質的に短絡状態として
示していないが、上記したように第2および第3のザッ
ピング用ダイオード31および32を実質的に短絡状態
にした後、第1のザッピング用ダイオード33を実質的
に短絡状態にしてもよい。また、抵抗値R00の値によ
っては、直接第1のザッピング用ダイオード30を実質
的に短絡状態にしてもよい。どちらの場合でも、抵抗値
R30は実質的に同じになる。
置にあっては、NPN型のバイポーラトランジスタを備
えたものにおいて、何等製造プロセスを追加することな
く、NPN型のバイポーラトランジスタの製造と同時に
ザッピング用ダイオードを製造することができ、抵抗値
が極めて高い精度にて設定される抵抗素子を内蔵できる
という効果を有する。
ング用ダイオードとして、抵抗素子の抵抗値の調整用に
用いたものについて示したが、抵抗値の調整用に用いる
だけではなく、例えば、図9に示すように、バイポーラ
トランジスタ41の使用、不使用のためのザッピング用
ダイオードとして用いてもよい。
イポーラトランジスタ41のベース−エミッタ間に接続
される抵抗、43はトランジスタ41のベースとザッピ
ング用カソードパッドPKとの間に接続される抵抗であ
る。バイポーラトランジスタ41を使用する場合は、ザ
ッピング用ダイオード44をそのままの状態とする。ザ
ッピング用ダイオード44の逆方向耐圧は大きいので、
バイポーラトランジスタ41に何等影響を及ぼさない。
従って、ベースノード46に入力される信号に応じてバ
イポーラトランジスタ41は動作し、コレクタノード4
5にベースノード46に入力される信号に応じた信号を
出力する。
しない場合は、ザッピング用カソードパッドPKからザ
ッピング用アノードパッドPAへ電流を流し、ザッピン
グ用ダイオード44に対するカソード配線23とアノー
ド配線21との間を短絡状態とし、バイポーラトランジ
スタ41のベース−エミッタ間を実質的に短絡状態とす
る。その結果、バイポーラトランジスタ41は何等動作
せず、コレクタノード45は電気的に浮いた状態、つま
り、ハイインピーダンス状態を維持する。
ーラトランジスタを備えたものについて説明したが、さ
らにP型MOSトランジスタとN型MOSトランジスタ
とを内蔵する半導体集積回路装置、いわゆるBiCMO
Sと通称されている半導体集積回路装置に適用しても良
いものである。
領域19における第1の方向の幅をアノード領域18の
第1の方向の幅より短いものとしたが、その逆に、アノ
ード領域18の第1の方向の幅をカソード領域19にお
ける第1の方向の幅より短いものとしてもよい。
域19における第1の方向の幅を同じとし、アノード領
域18とカソード領域19のうちの一方の領域は、他方
の領域側に、例えば平面形状が三角形、台形、あるいは
円弧形状の先細部を有し、この先細部にて一部重なり領
域20を形成するようにしてよい。
形態2を示す。この実施の形態2に示すものは、上記し
た実施の形態1に示したものと、カソード領域19の形
状、言い換えれば、アノード領域18とカソード領域1
9との一部重なり領域20が相違するだけであり、その
他の点については上記した実施の形態1と同様である。
従って、この相違点について以下、詳しく説明する。な
お、図10において上記した実施の形態1を示す図に付
された符号と同一符号は同一または相当部分を示す。
て、この実施の形態2に示すものは、アノード領域18
およびカソード領域19の平面形状を同じ四角形とし、
アノード領域18とカソード領域19とが幅方向(第2
の方向)に沿ってずれて位置し、重なり領域20が第1
の方向に重なった領域となしたものである。言い換えれ
ば、アノード領域18とダイオード形成領域6における
エピタキシャル成長層2との図示上側に位置する露出辺
(露出P+N-接合辺)とカソード領域19とダイオード
形成領域6におけるエピタキシャル成長層2との図示上
側に位置する露出辺(露出N+N-接合辺)との間に距離
h2を有する。アノード領域18とダイオード形成領域
6におけるエピタキシャル成長層2との図示下側に位置
する露出辺(露出P+N-接合辺)とカソード領域19と
ダイオード形成領域6におけるエピタキシャル成長層2
との図示下側に位置する露出辺(露出N+N-接合辺)と
の間に距離h1を有する。
においても、アノード領域18とカソード領域19とに
よって構成されるツェナーダイオードのPN接合は、図
示太線にて示すN-型の重なり領域20とP+型のアノー
ド領域18とのP+N-接合20aと、P+型のアノード
領域18の側面とN+型のカソード領域19底面との接
合部であるP+N+接合20b(図示せず)と、図示太線
の両端部に位置するP+型のアノード領域18とN+型の
カソード領域19とのP+N+接合20cとなる。要する
に、アノード領域18とカソード領域19にて構成され
るツェナーダイオードは、重なり領域20とアノード領
域18とのP+N-接合20aを有するとともに、アノー
ド領域18とカソード領域19との非重なり領域、言い
換えればカソード領域19とアノード領域18との境界
部に高濃度のP+N+接合20bおよび20cを有するこ
とになる。
域19とによって構成されるツェナーダイオードの露出
面における平面形状の大きさは、この実施の形態2にお
いて、例えば次のようになっている。アノード領域18
およびカソード領域19はそれぞれ、第1方向に沿った
長さa、bが11μmであり、第2の方向に沿った長さ
(幅)g1、g2が8μmである。距離h1およびh2
はそれぞれ2μmである。コンタクトホール22からカ
ソード領域19までの第1の方向に沿った長さ(距離)
cおよびコンタクトホール24からアノード領域18ま
での第1の方向に沿った長さ(距離)dはそれぞれ4.
5μmである。アノード領域18とカソード領域19と
の重なり領域20の第1の方向に沿った長さeは3μm
である。コンタクトホール24とコンタクトホール22
との第1の方向に沿った長さ(距離)fは12μmであ
る。コンタクトホール24とコンタクトホール22はそ
れぞれ第1の方向に沿った長さが2μmであり、第2の
方向に沿った長さ(幅)が5μmである。
ードにおいても、ツェナーダイオードの特性は上記した
実施の形態1と同様に図3に示した特性と同様な特性が
得られた。また、ザッピング用カソードパッドPKから
ザッピング用アノードパッドPAへ電流を流し、上記し
た実施の形態1と同様にツェナーダイオードに対するカ
ソード配線とアノード配線との間を短絡状態とした時の
抵抗値も上記した実施の形態1と同様の値を示した。従
って、この実施の形態2においても、上記した実施の形
態1と同様の効果を奏する。
を示す。この実施の形態3に示すものは、上記した実施
の形態1に示したものがアノード領域18とカソード領
域19とによってツェナーダイオードを構成していたの
に対して、カソード領域19と第1の方向に沿ったカソ
ード領域19の両側に配置された2つのアノード領域1
8、36とによってツェナーダイオードを構成した点で
相違するだけであり、その他の点については上記した実
施の形態1と同様である。
は、上記した実施の形態1に示したものに対して、カソ
ード領域19の図示左側にもアノード領域18と全く同
じ構成をしたアノード領域36を設けたものである。な
お、アノード領域36はコンタクトホール38を介して
アノード配線21に電気的に接続(オーミック接触)さ
れている。なお、図11において、上記した実施の形態
1を示す図に付された符号と同一符号は同一または相当
部分を示す。
領域19とによって構成されるツェナーダイオードの露
出面における平面形状の大きさは、この実施の形態3に
おいて、例えば次のようになっている。アノード領域1
8、36それぞれは、図11に示す第1方向に沿った長
さaが10μmであり、第2の方向に沿った長さ(幅)
g1が10μmである。カソード領域19は、第1方向
に沿った長さbが11μmであり、第2の方向に沿った
長さ(幅)g2が8μmである。
領域19までの第1の方向に沿った長さ(距離)cおよ
びコンタクトホール24からアノード領域18、36ま
での第1の方向に沿った長さ(距離)dはそれぞれ3μ
mである。アノード領域18、36とカソード領域19
との重なり領域20、37の第1の方向に沿った長さe
はそれぞれ0.5μmである。コンタクトホール24、
45とコンタクトホール22との第1の方向に沿った長
さ(距離)fはそれぞれ7.5μmである。コンタクト
ホール22、38の平面形状は第1の方向に沿った長さ
が2μm、第2の方向に沿った長さが7μmの四角形で
ある。コンタクトホール24の平面形状は第1の方向に
沿った長さが2μm、第2の方向に沿った長さが5μm
の四角形である。
ードは、アノード領域18とカソード領域19との間に
第1の方向に沿って一部重なり領域20を有するととも
に、アノード領域36とカソード領域19との間に第1
の方向に沿って一部重なり領域37を有する。これら重
なり領域20、37はそれぞれこの実施の形態3におい
て、カソード領域19の不純物濃度がアノード領域1
8、36の不純物濃度より高くしてあるため、N-型を
示す。従って、アノード領域18、36とカソード領域
19とによって構成されるツェナーダイオードのPN接
合は、図11に太線にて示すN-型の重なり領域20、
37とP+型のアノード領域18、36とのP+N-接合
20a、37aと、P+型のアノード領域18、36の
側面とN+型のカソード領域19底面との接合部である
P+N+接合20b、20b(図示せず)と、図示太線の
両端部に位置するP+型のアノード領域18、36とN+
型のカソード領域19とのP+N+接合20c、37cと
なる。
測定したところ、上記した実施の形態1と同様に図3に
示す特性と同じ特性が得られた。また、ザッピング用カ
ソードパッドPKからザッピング用アノードパッドPA
へ電流を流したところ、上記した実施の形態1と同様に
ツェナーダイオードに対するカソード配線23とアノー
ド配線21との間が短絡状態とされた。この時の抵抗値
を上記した実施の形態1と同様に測定したところ、9.
5Ωと低い値を示した。つまり、カソード配線23とア
ノード配線21との間の抵抗値は、数Ω程度と低い値で
あり、カソード配線23とアノード配線21との間は実
質的に短絡状態と言える。
ードは、上記した実施の形態1と同様な効果を奏する
他、カソード領域19がその両側にてアノード領域1
8、36とそれぞれ重なり領域20、37を構成するよ
うにしたので、次のような効果を有する。すなわち、カ
ソード配線23とアノード配線21との間の抵抗値を小
さくするために、コンタクトホール22、38とコンタ
クトホール24との第1の方向に沿った長さ(距離)f
を短く、つまり、重なり領域20、37の長さeを小さ
く設計できる。この時、例え、製造プロセスにおいて、
カソード領域19およびアノード領域18、36を形成
するためのマスクにマスクずれが生じたとしても、重な
り領域20、37の少なくとも一方は、確実に重なり領
域を形成しているため、ツェナーダイオードが形成され
ないことはない。その結果、カソード配線23とアノー
ド配線21との間におけるツェナーダイオードの破壊が
容易であるとともに、カソード配線23とアノード配線
21との間の抵抗値を非常に小さいものにできるという
効果を有する。
施の形態1で説明したと同様に、アノード領域18、3
6の第1の方向の幅をカソード領域19における第1の
方向の幅より短いものとしてもよい。また、アノード領
域18、36およびカソード領域19における第1の方
向の幅を同じとし、アノード領域18、36とカソード
領域19のうちの一方の領域は、他方の領域側に、例え
ば平面形状が三角形、台形、あるいは円弧形状の先細部
を有し、この先細部にて一部重なり領域20、37を形
成するようにしてよい。さらに、上記した実施の形態3
では、N+型のカソード領域19の両側にP+型のアノー
ド領域18、36を配置したものを示したが、P+型の
アノード領域18の両側にN+型のカソード領域19を
配置したものであっても同様の効果を奏する。
形態4を示す。この実施の形態4に示すものは、上記し
た実施の形態1における複数(この実施の形態4では、
上記した実施の形態1において説明した図4および図5
で示した3個)のツェナーダイオード(ZD1〜ZD
3)のアノード領域18を共通にして構成したものであ
り、その他の点については上記した実施の形態1と同様
である。すなわち、この実施の形態4に示すものは、複
数のツェナーダイオードに共通なアノード領域18と、
複数のツェナーダイオードそれぞれに対応するカソード
領域19A〜19Cが素子分離領域4にて囲まれたエピ
タキシャル成長層2におけるダイオード形成領域6に形
成される。
(図12図示左右方向)に沿って並行(平行)に配置さ
れる。各カソード領域19A〜19Cはアノード領域1
8と第1の方向(図11図示上下方向)に沿って一部重
なり領域20A〜20Cを有するように配置される。各
重なり領域20A〜20Cは、この実施の形態4におい
て、カソード領域19A〜19Cの不純物濃度がアノー
ド領域18の不純物濃度より高くしてあるため、N-型
を示す。従って、複数のツェナーダイオードのそれぞれ
のPN接合は、図12に太線にて示すN-型の重なり領
域20A〜20CとP+型のアノード領域18とのP+N
-接合20Aa〜20Caと、P+型のアノード領域18
の側面とN+型のカソード領域19A〜19Cの底面と
の接合部であるP+N+接合20Ab〜20Cb(図示せ
ず)と、図示太線の両端部に位置するP+型のアノード
領域18とN+型のカソード領域19A〜19CとのP+
N+接合20Ac〜20Ccとなる。なお、図13にお
いて上記した実施の形態1を示す図に付された符号と同
一符号は同一または相当部分を示す。
オードそれぞれにおいても、カソード領域19A〜19
Cとアノード領域18の関係が上記した実施の形態1と
同様の構成をとるため、図3に示した特性と同様な特性
が得られた。従って、このように構成されたものにおい
ても、上記した実施の形態1と同様の効果を奏する他、
図4および図5に示したように複数のザッピング用ダイ
オードに対して共通のアノード領域18としているた
め、ザッピング用ダイオードに対する占有面積を縮小で
きるという効果をさらに有する。なお、カソード領域1
9A〜19Cにおけるアノード18側の平面形状を、三
角形、台形、あるいは円弧形状にしたりしてもよい。
図。
図。
ダイオードの特性を示す特性図。
およびザッピング用ダイオードを示す概念平面図。
およびザッピング用ダイオードの初期状態を示す回路
図。
およびザッピング用ダイオードの第1の状態を示す回路
図。
およびザッピング用ダイオードの第2の状態を示す回路
図。
およびザッピング用ダイオードの第2の状態を示す回路
図。
グ用ダイオードをトランジスタに適用した例を示す回路
図。
図。
図。
図。
断面図。
体基体、4 素子間分離領域、5 トランジスタ形成領
域、6 ダイオード形成領域、8 ベース領域、9 エ
ミッタ領域、18 アノード領域、19 カソード領
域、20 一部重なり領域。
Claims (7)
- 【請求項1】 P型の半導体基板と、この半導体基板の
表面上に形成されたN型のエピタキシャル成長層とを有
し、それぞれが上記エピタキシャル成長層の表面から上
記半導体基板の表面に達するP型の素子間分離領域に囲
われたトランジスタ形成領域およびダイオード形成領域
を有する半導体基体、 上記トランジスタ形成領域の表面にP型拡散領域にて形
成されるベース領域と、このベース領域の表面に上記エ
ピタキシャル成長層の不純物濃度より高い不純物濃度を
有するN型拡散領域にて形成されるエミッタ領域とを有
するNPN型のバイポーラトランジスタ、 上記ダイオード形成領域の表面に、上記バイポーラトラ
ンジスタのベース領域を構成するP型拡散領域と同じ不
純物濃度および拡散深さを有するP型拡散領域にて形成
されるアノード領域と、上記ダイオード形成領域の表面
に、上記アノード領域と一部重なり領域を有して一主面
に沿って配置され、上記バイポーラトランジスタのエミ
ッタ領域を構成するN型拡散領域と同じ不純物濃度およ
び拡散深さを有するN型拡散領域にて形成されるカソー
ド領域とを有するザッピング用のダイオード、 上記半導体基体の表面上に形成され、上記ダイオードの
アノード領域に電気的に接続されるザッピング用アノー
ドパッド、 上記半導体基体の表面上に形成され、上記ダイオードの
カソード領域に電気的に接続されるザッピング用カソー
ドパッドを備えた半導体集積回路装置。 - 【請求項2】 上記ダイオードのアノード領域とカソー
ド領域との重なりは、上記アノード領域とカソード領域
の一方の領域の幅が、他方の領域の幅より短い位置で重
なりあっていることを特徴とする請求項1記載の半導体
集積回路装置。 - 【請求項3】 上記ダイオードのアノード領域とカソー
ド領域は共に平面形状が四角形をなし、上記アノード領
域とカソード領域のうちの一方の領域が他方の領域より
幅が狭く、上記一部重なり領域が幅方向と直交する方向
に重なった領域であることを特徴とする請求項1記載の
半導体集積回路装置。 - 【請求項4】 上記ダイオードのアノード領域とカソー
ド領域は共に平面形状が四角形をなし、上記アノード領
域とカソード領域とが幅方向に沿ってずれて位置し、上
記一部重なり領域が幅方向と直交する方向に重なった領
域であることを特徴とする請求項1記載の半導体集積回
路装置。 - 【請求項5】 上記ダイオードのアノード領域とカソー
ド領域のうちの一方の領域は、上記半導体基板の一主面
に沿い、かつ、上記ダイオードのアノード領域とカソー
ド領域の他方の領域を挟んで配置される一対の領域にて
構成されることを特徴とする請求項1記載の半導体集積
回路装置。 - 【請求項6】 上記ダイオードは複数のダイオード部分
を有し、 上記カソード領域は上記複数のダイオード部分に対応し
て複数有し、それぞれが上記複数のダイオード部分に対
して共通な上記アノード領域と一部重なり領域を有して
一主面に沿って配置されていることを特徴とする請求項
1記載の半導体集積回路装置。 - 【請求項7】 P型の半導体基板と、この半導体基板の
表面上に形成されたN型のエピタキシャル成長層とを有
し、それぞれが上記エピタキシャル成長層の表面から上
記半導体基板の表面に達するP型の素子間分離領域に囲
われたトランジスタ形成領域およびダイオード形成領域
を有する半導体基体、 上記トランジスタ形成領域の表面にP型拡散領域にて形
成されるベース領域と、このベース領域の表面に上記エ
ピタキシャル成長層の不純物濃度より高い不純物濃度を
有するN型拡散領域にて形成されるエミッタ領域とを有
するNPN型のバイポーラトランジスタ、 上記ダイオード形成領域の表面に、上記バイポーラトラ
ンジスタのベース領域を構成するP型拡散領域と同じ不
純物濃度および拡散深さを有するP型拡散領域にて形成
されるアノード領域と、上記ダイオード形成領域の表面
に、上記アノード領域と一部重なり領域を有して一主面
に沿って配置され、上記バイポーラトランジスタのエミ
ッタ領域を構成するN型拡散領域と同じ不純物濃度およ
び拡散深さを有するN型拡散領域にて形成されるカソー
ド領域とを有し、上記重なり領域と上記アノード領域お
よび上記カソード領域のうちの一方の領域とのPN接合
部を有するとともに、上記アノード領域と上記カソード
領域との非重なり領域における高濃度のPN接合部を有
するザッピング用のダイオード、 上記半導体基体の表面上に形成され、上記ダイオードの
アノード領域に電気的に接続されるザッピング用アノー
ドパッド、 上記半導体基体の表面上に形成され、上記ダイオードの
カソード領域に電気的に接続されるザッピング用カソー
ドパッドを備えた半導体集積回路装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21196197A JPH1154708A (ja) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | 半導体集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21196197A JPH1154708A (ja) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | 半導体集積回路装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1154708A true JPH1154708A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16614576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21196197A Pending JPH1154708A (ja) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | 半導体集積回路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1154708A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010232512A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Oki Semiconductor Co Ltd | 半導体装置 |
| WO2014132937A1 (ja) * | 2013-02-28 | 2014-09-04 | 株式会社村田製作所 | Esd保護デバイス |
| WO2016117056A1 (ja) * | 2015-01-21 | 2016-07-28 | 新電元工業株式会社 | 半導体装置、および半導体装置の製造方法 |
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| US9824955B2 (en) | 2013-02-28 | 2017-11-21 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Semiconductor device |
| US9899541B2 (en) | 2014-07-31 | 2018-02-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor devices |
-
1997
- 1997-08-06 JP JP21196197A patent/JPH1154708A/ja active Pending
Cited By (10)
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| WO2016117056A1 (ja) * | 2015-01-21 | 2016-07-28 | 新電元工業株式会社 | 半導体装置、および半導体装置の製造方法 |
| JPWO2016117056A1 (ja) * | 2015-01-21 | 2017-04-27 | 新電元工業株式会社 | 半導体装置、および半導体装置の製造方法 |
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