JPS59191365A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPS59191365A JPS59191365A JP58065334A JP6533483A JPS59191365A JP S59191365 A JPS59191365 A JP S59191365A JP 58065334 A JP58065334 A JP 58065334A JP 6533483 A JP6533483 A JP 6533483A JP S59191365 A JPS59191365 A JP S59191365A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type
- layer
- semiconductor
- substrate
- buried layer
- 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
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D89/00—Aspects of integrated devices not covered by groups H10D84/00 - H10D88/00
- H10D89/60—Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD]
Landscapes
- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
- 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】
〔抄型分野〕
本発明は半導体装置における静笥破壊防止技術に関し、
特にアイソプレーナ分離による半導体集積回路装置(以
下工0と称する)を対象とする。
特にアイソプレーナ分離による半導体集積回路装置(以
下工0と称する)を対象とする。
一つの半導体基体内で種々の半導体素子を組合ゼて回路
を構成した工Oにおいては、外部から瞬間的に流れる高
い電圧(主として静電気)Kよる素子の破壊を防止する
ために基体上のパヴド(外部端子)と上記素子との間に
保静素子を般けている。この保護素子は例えば半導体基
体内のpn接合を利用した保護ダイオードが使われる。
を構成した工Oにおいては、外部から瞬間的に流れる高
い電圧(主として静電気)Kよる素子の破壊を防止する
ために基体上のパヴド(外部端子)と上記素子との間に
保静素子を般けている。この保護素子は例えば半導体基
体内のpn接合を利用した保護ダイオードが使われる。
第1図にこれまでバイポーラICに用いられていた保護
ダイオードの一例が示される。
ダイオードの一例が示される。
同図において、1はp型S1(シリコン)2i板(サブ
ストレート)、2はn+型埋込層、3は基板の上にエピ
タキシャル取長させfcn型S型層1層はp型アイソレ
ーション層で、これによシn型81層3は周囲の他の領
域から電気的に離隔される。5はp型(ベース)拡散層
で電極7は保護されるべき素子、たとえはトランジスタ
めエミヴタ又はベースに接続される。8はn+型(エミ
ヴ41)拡散層で通常ボンディングパダドPADと他の
トランジスタのエミヅタ又ハヘ−、c (Bor B
) rWJを電気的に接続している、9は受面酸化膜(
5102膜)であら。
ストレート)、2はn+型埋込層、3は基板の上にエピ
タキシャル取長させfcn型S型層1層はp型アイソレ
ーション層で、これによシn型81層3は周囲の他の領
域から電気的に離隔される。5はp型(ベース)拡散層
で電極7は保護されるべき素子、たとえはトランジスタ
めエミヴタ又はベースに接続される。8はn+型(エミ
ヴ41)拡散層で通常ボンディングパダドPADと他の
トランジスタのエミヅタ又ハヘ−、c (Bor B
) rWJを電気的に接続している、9は受面酸化膜(
5102膜)であら。
介の高い知4圧印)JD時は、半導体8,5.3で構成
されるNPNトランジスタがONし、正の高い電圧印加
時は、半導体1.2と3,5で構成されるP−NP)ラ
ンリスタがONLそれぞれ内部素子を保護する働きが有
る。
されるNPNトランジスタがONし、正の高い電圧印加
時は、半導体1.2と3,5で構成されるP−NP)ラ
ンリスタがONLそれぞれ内部素子を保護する働きが有
る。
ところで、最近の半導体装置の高速化、高集積化に伴い
、素子はますます小型化し、うすいエピタキシャルSi
層において面積を多くとらないアイソプレーナ分離方式
による素子間分離がなされるように々った。
、素子はますます小型化し、うすいエピタキシャルSi
層において面積を多くとらないアイソプレーナ分離方式
による素子間分離がなされるように々った。
このアイソブレーナ分離方式はエピタキシャルS1層の
表面の一部をあらかじめエッチして凹部を形成し、この
四部とp型基板との間のエピタキシャル層にp型アイソ
レーション層を形成するとともに連部酸化によって凹部
上に犀い酸化膜(81021換)を形成することにより
、面積をとらず、かつ表面の平坦性を甚だしく損うこと
のないアイソレーション酸化膜を得るものである。
表面の一部をあらかじめエッチして凹部を形成し、この
四部とp型基板との間のエピタキシャル層にp型アイソ
レーション層を形成するとともに連部酸化によって凹部
上に犀い酸化膜(81021換)を形成することにより
、面積をとらず、かつ表面の平坦性を甚だしく損うこと
のないアイソレーション酸化膜を得るものである。
このアイソプレーナ分離方式で分離されり価、域に前記
のベース・エミッタ表面を利用した保護ダイオードを形
成しようとする場合、表面の電極以外の部分は厚い酸化
膜で覆われるため第1図で示す形でn+型エミ、り上に
うすい5L02Bをかふせることができず又、浅いエミ
ッタ表面にAt寛極を伺けることが困難であるなどの問
題があった。
のベース・エミッタ表面を利用した保護ダイオードを形
成しようとする場合、表面の電極以外の部分は厚い酸化
膜で覆われるため第1図で示す形でn+型エミ、り上に
うすい5L02Bをかふせることができず又、浅いエミ
ッタ表面にAt寛極を伺けることが困難であるなどの問
題があった。
本発明はアイソブレーナ方式によるICにおける静電破
壊防止用のpΩ接合を利用した保護ダイオード構造を提
供することにある。
壊防止用のpΩ接合を利用した保護ダイオード構造を提
供することにある。
本願において開示される発明のうち代表的なもののW要
を簡単に説明すれば、例えはp型半導体基板の上にΩ
型埋込層を介して半導体エピタキシャル層を形成し、こ
の半導体エピタキシャル層の表面に選択的に酸化膜を形
ばすることによって互いにt2気的に離隔された島領域
とし、これら島領域に半導体素子を形成した半導体装置
において、一つのn 型埋込層を抵抗性とするようにそ
の土の島領域の一部Kn 型埋込層から電1位取り出
しの汽めの高濃度n+型層を般け、n+型岬込層とp型
基板との間のpn接合を上記他額竣に形成さhi素子の
保護ダイオードとしたものであシ、これKより、アイソ
ブレーナ分離構造で静電破壊防止素子を実現したもので
ある。
を簡単に説明すれば、例えはp型半導体基板の上にΩ
型埋込層を介して半導体エピタキシャル層を形成し、こ
の半導体エピタキシャル層の表面に選択的に酸化膜を形
ばすることによって互いにt2気的に離隔された島領域
とし、これら島領域に半導体素子を形成した半導体装置
において、一つのn 型埋込層を抵抗性とするようにそ
の土の島領域の一部Kn 型埋込層から電1位取り出
しの汽めの高濃度n+型層を般け、n+型岬込層とp型
基板との間のpn接合を上記他額竣に形成さhi素子の
保護ダイオードとしたものであシ、これKより、アイソ
ブレーナ分離構造で静電破壊防止素子を実現したもので
ある。
〔実施例〕I
第2図は本発明によるアイソブレーナ分離された島領域
に静電破壊防止素子を形成した一実施例を示す断面図で
ある。
に静電破壊防止素子を形成した一実施例を示す断面図で
ある。
同図において、11はp−型81基板、12はn 型埋
込層である。
込層である。
と+7)!つに一部でn+型埋込層の形成されたp−m
基板上に全面にエピタキシャル成長によJ)81層(一
部がn+層14.15として示される)が形成され、こ
の81層の一部にアイソブレーナ酸化膜13が形成され
る。アイソブレーナ酸化膜13はエピタキシャル成長8
1層の表面の一部K 81 N等をマスクにエッチして
凹部(図示されない)を形成し、この凹部内にp型不純
物をイオン打込み後、81Nマスクを耐酸化マスクとし
て連部的低温酸化を行なうことによυ形成するものであ
る。
基板上に全面にエピタキシャル成長によJ)81層(一
部がn+層14.15として示される)が形成され、こ
の81層の一部にアイソブレーナ酸化膜13が形成され
る。アイソブレーナ酸化膜13はエピタキシャル成長8
1層の表面の一部K 81 N等をマスクにエッチして
凹部(図示されない)を形成し、この凹部内にp型不純
物をイオン打込み後、81Nマスクを耐酸化マスクとし
て連部的低温酸化を行なうことによυ形成するものであ
る。
18は前記p型不純物がp型基板11に接fl″jるよ
うに拡散されたp型アイソレーション部である。
うに拡散されたp型アイソレーション部である。
14.15はアイソブレーナ酸化膜13をマスクとして
エピタキシャルB1層に高濃度n型不純物を導入しn
型埋込層12と接続する高#度であり、通常npn)ラ
ンリスタのコレクタ取出し部として形成される部分であ
る。この高濃2度n4型層14.15はD+型埋込層1
2が抵抗性となるようにアイソプレーナ酸化膜で隔てら
れて、2個所に般けられる。
エピタキシャルB1層に高濃度n型不純物を導入しn
型埋込層12と接続する高#度であり、通常npn)ラ
ンリスタのコレクタ取出し部として形成される部分であ
る。この高濃2度n4型層14.15はD+型埋込層1
2が抵抗性となるようにアイソプレーナ酸化膜で隔てら
れて、2個所に般けられる。
16は一方のD+型層14上にオーミック◆コンタクト
させたAlt極でチップの外端子(PAD)K接続され
る。
させたAlt極でチップの外端子(PAD)K接続され
る。
17は他方の0+型層15上にオーミック・コンタクト
させ7’CAt電極で同じチップ(基体)上の保護され
るべきトランジスタのベース又はエミヴタに接続される
。
させ7’CAt電極で同じチップ(基体)上の保護され
るべきトランジスタのベース又はエミヴタに接続される
。
このような構造において、外端子(PAD)Ic例λば
静電気の高いやの電圧が瞬時に印加された場合、同図の
D+型埋込層12とp−型基板11との間の接合ダイオ
ードJ2がONとなり、p−型基板11からt流が渡れ
エミッタ(In)又はベース(B)の端子に加わる電圧
は少なくなり静電破壊から保護される。
静電気の高いやの電圧が瞬時に印加された場合、同図の
D+型埋込層12とp−型基板11との間の接合ダイオ
ードJ2がONとなり、p−型基板11からt流が渡れ
エミッタ(In)又はベース(B)の端子に加わる電圧
は少なくなり静電破壊から保護される。
〔実施例〕■
第3し1は本発明によるアイソブレーナ分離さねた島飴
域に正負両方向の静電破壊防止素子を般けた場合の一実
施例を示す断面図である。
域に正負両方向の静電破壊防止素子を般けた場合の一実
施例を示す断面図である。
同図において(A)で示す区域は前記の実施例1で設明
し女糎雷破壊防止素子と同一構造を有する。
し女糎雷破壊防止素子と同一構造を有する。
同図において(B)で示す区域は正の裏電圧がPADに
印加され71合の破壊防止素子の構造を示している。
印加され71合の破壊防止素子の構造を示している。
19は0 型埋込層の形成さねたp型基板の上全面にエ
ピタキシャル防長さ一+!″kn型S1層の一部である
。20はアイソレージリン酸化膜13により囲まれたn
型81層表面にp型ベース拡散しfCp型領域である。
ピタキシャル防長さ一+!″kn型S1層の一部である
。20はアイソレージリン酸化膜13により囲まれたn
型81層表面にp型ベース拡散しfCp型領域である。
このp層領域20の表面にAl電極22が般けられ、外
端子(PAD)に接続される。21はアイソレーション
酸化膜13によシ囲まれた他のn型81層表面に高濃度
Ω 型拡散しfct++型埋込層12に接続するn+型
働域である。このD+型領球21にA!電、極23が設
けられ例えばt源(vo0’)に接続される。
端子(PAD)に接続される。21はアイソレーション
酸化膜13によシ囲まれた他のn型81層表面に高濃度
Ω 型拡散しfct++型埋込層12に接続するn+型
働域である。このD+型領球21にA!電、極23が設
けられ例えばt源(vo0’)に接続される。
この(B)に示す構造においてはn 型埋込層12が抵
枳分R2となるとともにn 型埋込層12(n型層19
)とp型慟域20との間のpn接合J3が保讃ダイオー
ドとして利用される。
枳分R2となるとともにn 型埋込層12(n型層19
)とp型慟域20との間のpn接合J3が保讃ダイオー
ドとして利用される。
〔実施例〕■
第4図は第3図に示した実施例の改良を示す半導体装置
の部分断面図である。すなわち、第3図に示した半導体
装置の(A)部は埋込層部の抵抗R,をもつことになる
。この抵抗R,を回路上加えると不都合な場合、第4図
(A)部に示す如くダイオードのみのパターンとすると
よい。この場合、負のインパルス印加時、内部素子より
も、このダイオードの方が速くONして防止効果を持つ
ことになる。
の部分断面図である。すなわち、第3図に示した半導体
装置の(A)部は埋込層部の抵抗R,をもつことになる
。この抵抗R,を回路上加えると不都合な場合、第4図
(A)部に示す如くダイオードのみのパターンとすると
よい。この場合、負のインパルス印加時、内部素子より
も、このダイオードの方が速くONして防止効果を持つ
ことになる。
(1)n+型埋込層をそのまま抵払分として使用でき、
抵枳値の制御も容易である。D+型埋込層よりの電極取
出し部はコレクタ取出し部をそのまま使用でき、浅いエ
ミリタ拡散層への電極数υ付けに此して容易にできる。
抵枳値の制御も容易である。D+型埋込層よりの電極取
出し部はコレクタ取出し部をそのまま使用でき、浅いエ
ミリタ拡散層への電極数υ付けに此して容易にできる。
(2)n+型埋込層よシの電極取出し部としてコレクタ
取出し部とベース拡散層を使用すれは正負両方向の保給
ダイオードとして破壊対の向上ができる。
取出し部とベース拡散層を使用すれは正負両方向の保給
ダイオードとして破壊対の向上ができる。
匂上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的KB明したが本発明は上記実施例に限定されるも
のでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更T+
]能であることはいうまでもない。
具体的KB明したが本発明は上記実施例に限定されるも
のでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更T+
]能であることはいうまでもない。
本発明はアイソブレーナ分離技術を用いたバイボーラエ
C(リニア半導体製品)のすべてに応用できるものであ
る。
C(リニア半導体製品)のすべてに応用できるものであ
る。
第1図はこれまでのバイポーラICに用いられる保護ダ
イオードの一例を示す断面図である。 第2図は本発明によるアイソブレーナ分離された島領塘
に静電破壊防止素子(負方向)を形成した場合の一実鵠
例を示す半導体装置の断面図である。 43図は本発明によるアイソブレーナ分離された島佃域
に正負両方向の静を破壊防止素子を形成した場合の一実
施例を示す半導体装置の断面図である。 第4図はさらに本発明の他の実施例を示す半導体装置の
断面図である。 1・・・p−型半導体基板、2・・・Ω+型埋込層、3
・・・n型エピタキシャル半導体層、4・・・p型アイ
ソレーション部、5・・・p型拡散抵抗、6,7・・・
Al電極、9・・・酸化膜、11・・・p−型層1基板
、12・・・n+型埋込層、13・・・連部酸化膜(8
1o2)&!、14.15’・・・n+型拡散層(コレ
クタ取出し部)、16.17・・・Al電極、1B・・
・p型チャネルヌト1,7バ、19・・・J!Iエピタ
キシャルSi層、20・・・p型拡散ベース、21・・
−n+型拡散層(コレクタ取出し部)、22.23・・
・Azt極。 ジニアリング株式会社 小平市上水本町1479番地
イオードの一例を示す断面図である。 第2図は本発明によるアイソブレーナ分離された島領塘
に静電破壊防止素子(負方向)を形成した場合の一実鵠
例を示す半導体装置の断面図である。 43図は本発明によるアイソブレーナ分離された島佃域
に正負両方向の静を破壊防止素子を形成した場合の一実
施例を示す半導体装置の断面図である。 第4図はさらに本発明の他の実施例を示す半導体装置の
断面図である。 1・・・p−型半導体基板、2・・・Ω+型埋込層、3
・・・n型エピタキシャル半導体層、4・・・p型アイ
ソレーション部、5・・・p型拡散抵抗、6,7・・・
Al電極、9・・・酸化膜、11・・・p−型層1基板
、12・・・n+型埋込層、13・・・連部酸化膜(8
1o2)&!、14.15’・・・n+型拡散層(コレ
クタ取出し部)、16.17・・・Al電極、1B・・
・p型チャネルヌト1,7バ、19・・・J!Iエピタ
キシャルSi層、20・・・p型拡散ベース、21・・
−n+型拡散層(コレクタ取出し部)、22.23・・
・Azt極。 ジニアリング株式会社 小平市上水本町1479番地
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、第1導電型半導体基板の上に一部で第2導亀型埋込
MY介して牛導体エピタキシャル層ケ形原〔、この半導
体エピタキシャル層の表面に牛導体醇化膜を選択的に形
成することによって互いに電気的に離隔した島俳鰺とし
、これら島飴域に半導体素子を形原した半導体装置であ
って、一つの第2導電型押込層を抵抗性とするようにそ
の上の島sI鰺の一部に第2導電型埋込層からの電位取
出し領域を汐け、この第2導電型埋込層と第1導電型基
板との間のシ合を他の島佃域に形Wされた素子の併置ダ
イオードとしたことを%像とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58065334A JPS59191365A (ja) | 1983-04-15 | 1983-04-15 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58065334A JPS59191365A (ja) | 1983-04-15 | 1983-04-15 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59191365A true JPS59191365A (ja) | 1984-10-30 |
| JPH0475660B2 JPH0475660B2 (ja) | 1992-12-01 |
Family
ID=13283916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58065334A Granted JPS59191365A (ja) | 1983-04-15 | 1983-04-15 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59191365A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63184359A (ja) * | 1987-01-27 | 1988-07-29 | Toshiba Corp | 半導体装置の入力保護回路 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5326686A (en) * | 1976-08-25 | 1978-03-11 | Hitachi Ltd | Protection circuit device for semi conductor |
| JPS587845A (ja) * | 1981-07-06 | 1983-01-17 | Seiko Instr & Electronics Ltd | バイポ−ラ集積回路の保護回路 |
-
1983
- 1983-04-15 JP JP58065334A patent/JPS59191365A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5326686A (en) * | 1976-08-25 | 1978-03-11 | Hitachi Ltd | Protection circuit device for semi conductor |
| JPS587845A (ja) * | 1981-07-06 | 1983-01-17 | Seiko Instr & Electronics Ltd | バイポ−ラ集積回路の保護回路 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63184359A (ja) * | 1987-01-27 | 1988-07-29 | Toshiba Corp | 半導体装置の入力保護回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0475660B2 (ja) | 1992-12-01 |
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