JP4029549B2 - Semiconductor device - Google Patents
Semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4029549B2 JP4029549B2 JP2000223504A JP2000223504A JP4029549B2 JP 4029549 B2 JP4029549 B2 JP 4029549B2 JP 2000223504 A JP2000223504 A JP 2000223504A JP 2000223504 A JP2000223504 A JP 2000223504A JP 4029549 B2 JP4029549 B2 JP 4029549B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- conductivity type
- high concentration
- type
- diode
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体支持基板の表面(主面)上に誘電体を介して半導体領域が形成された半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、半導体装置として、例えば半導体支持基板をなすシリコン基板上にシリコン酸化膜等の誘電体を介してp形シリコンまたはn形シリコンからなるシリコン領域を形成したものが知られている(例えば、特開平7−312424号公報等)。
【0003】
このような従来技術の半導体装置にあっては、静電気やサージ電圧による過剰電流によってMOSトランジスタが破壊されるのを防止するために大電流を流すことが可能なダイオードが形成されている。そして、このダイオードは、シリコン領域の表面にアノード側高濃度拡散領域とカソード側高濃度拡散領域とを形成したプレーナ構造を採用している。また、ダイオードのカソード側高濃度拡散領域は、例えばアノード側高濃度拡散領域の外周側を取り囲むように配置され、アノード側高濃度拡散領域とカソード側高濃度拡散領域との間には誘電体が設けられると共に、アノード側高濃度拡散領域とカソード側高濃度拡散領域とはこれらの底面側に設けられた多結晶シリコンを通じて電気的に接続されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術による半導体装置では、ダイオードのアノード側高濃度拡散領域とカソード側高濃度拡散領域とをいずれもシリコン領域の表面に形成したプレーナ構造を採用している。このため、サージ印加時には、サージ電流が抵抗が最小となる最短経路を流れるから、サージ電流はpn接合の端部をなすアノード側高濃度拡散領域の外周端側に集中する。この結果、大電流となるサージ電流が微小なpn接合の端部に集中して流れるから、ダイオードが損傷し易いという問題がある。
【0005】
また、プレーナ構造のダイオードでは、破壊耐量を上げるためには、アノードとカソードとの間隔を広くし、抵抗成分を大きくする必要がある。しかし、このようにしてサージ電流の大きさを制限した場合には、サージ電流が内部回路に流れ込み、内部回路が損傷する虞れがある。
【0006】
さらに、従来技術による半導体装置では、アノード側高濃度拡散領域とカソード側高濃度拡散領域との間には誘電体を設けるため、誘電体を形成するための工程を追加する必要があり、製造時間が長くなるという問題もある。
【0007】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、サージ電流の集中を防ぎ、耐久性、信頼性を向上できるようにした半導体装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために請求項1の発明による半導体装置は、半導体支持基板主面上に誘電体を介して第2導電形の半導体領域を形成すると共に、該第2導電形の半導体領域の底面に第2導電形の高濃度埋込み領域を形成し、前記第2導電形の半導体領域主面に第1導電形の半導体領域を該第2導電形の高濃度埋込み領域に面接触状態で接するように設け、該第1導電形の半導体領域主面に第1導電形の高濃度領域を設けると共に、前記第2導電形の半導体領域主面に第2導電形の高濃度領域を設け、前記第1導電形の半導体領域と第2導電形の半導体領域との間には第1のダイオードを形成すると共に、前記第1導電形の半導体領域と第2導電形の高濃度埋込み領域との間には第2のダイオードを形成し、かつ該第1導電形の高濃度領域と第2導電形の高濃度領域との間に位置し、第2導電形の半導体領域主面に設けられ、前記誘電体に接すると共に、前記第1,第2のダイオードのpn接合箇所に接触しないようにトレンチ溝型絶縁領域を形成し、前記第1導電形の高濃度領域と第2導電形の高濃度領域とのうちいずれか一方を入力端子、出力端子、高電位端子、低電位端子のうちいずれかの端子に接続すると共に、他方を残余のいずれかの端子に接続し、前記第1のダイオードから第2導電形の半導体領域を通じて第2導電形の高濃度領域に至る第1の電流経路と、前記第2のダイオードから第2導電形の高濃度埋込み領域を通じて第2導電形の高濃度領域に至る第2の電流経路とは、いずれも前記トレンチ溝型絶縁領域を迂回する構成としている。
【0009】
このように構成することにより、第1導電形の半導体領域と第2導電形の半導体領域との間には第1のダイオードを形成することができると共に、第1導電形の半導体領域と第2導電形の高濃度埋込み領域との間には第2のダイオードを形成することができ、これら2つのダイオードを保護ダイオードとして作用させることができる。このとき、第2導電形の高濃度埋込み領域は第2導電形の半導体領域よりも不純物濃度が高く、第1導電形の半導体領域と第2導電形の高濃度埋込み領域とは曲率の小さい面接触状態にできるから、第1のダイオードに比べて第2のダイオードのブレークダウン電圧を低くすることができる。
【0010】
また、第1導電形の半導体領域と第2導電形の高濃度領域との間にはトレンチ溝型絶縁領域を形成したから、これらの間を流れる電流はトレンチ溝型絶縁領域を迂回して流れる。このため、第1のダイオードから第2導電形の半導体領域を通じて第2導電形の高濃度領域に至る第1の電流経路、第2のダイオードから第2導電形の高濃度埋込み領域を通じて第2導電形の高濃度領域に至る第2の電流経路は、いずれもトレンチ溝型絶縁領域を迂回する分だけ長くなる。また、第2導電形の高濃度埋込み領域は第2導電形の半導体領域よりも不純物濃度が高くなっているから、第1,第2の電流経路が長くなるほど第1の電流経路の寄生抵抗は第2の電流経路の寄生抵抗よりも顕著に大きくなる。
【0011】
この結果、正負いずれの過電圧サージが印加されるときであっても、サージ電流の大部分を、ブレークダウン電圧が低く、かつ寄生抵抗が小さい第2のダイオードに流すことができる。そして、第2のダイオードは第1導電形の半導体領域と第2導電形の高濃度埋込み領域とを面接触させることによって形成できるから、サージ電流が微小な端部に集中するのを防ぐことができる。
また、トレンチ溝型絶縁領域が第1,第2のダイオードのpn接合箇所に接触することがない。このため、pn接合がトレンチ溝型絶縁領域に接触したときにトレンチ溝型絶縁領域に沿って流れるリーク電流が発生することがないから、第1,第2のダイオードの整流特性等が劣化することがなく、高特性を維持することができる。
【0012】
また、請求項2の発明は、前記第1導電形の高濃度領域主面上にパッド電極を設け、第1導電形の高濃度領域と該パッド電極とを接続したことにある。
【0013】
これにより、パッド電極下に第2のダイオードを形成することができるから、半導体装置の集積度を損なうことなく、高集積度を保持することができる。また、サージ電流は互いに面接触するパッド電極と第1導電形の高濃度領域との間で流れるから、サージ電流を第1導電形の高濃度領域の全体に略均一に流すことができる。この結果、第1導電形の高濃度領域と第2導電形の高濃度埋込み領域との間に形成される第2のダイオードのpn接合部分にも、電流密度がより均一な状態でサージ電流を流すことができ、第2のダイオードの耐量を高めることができる。
【0014】
さらに、請求項3の発明は、前記第1導電形の高濃度領域を挟んで前記一の第2導電形の高濃度領域とは反対側に位置して第2導電形の半導体領域主面には他の第2導電形の高濃度領域を設け、かつ前記第1導電形の高濃度領域と他の第2導電形の高濃度領域との間に位置し、第2導電形の半導体領域主面に設けられ、前記誘電体に接すると共に、前記第1,第2のダイオードのpn接合箇所に接触しないように他のトレンチ溝型絶縁領域を形成し、前記一のトレンチ溝型絶縁領域および他のトレンチ溝型絶縁領域は、いずれもコ字形状をなして互いに離間して配置し、前記他の第2導電形高濃度領域を前記一の第2導電形の高濃度領域に接続する構成としたことにある。
【0015】
これにより、2つの第2導電形の高濃度領域を設けるから、単一の第2導電形の高濃度領域を設けたときに比べて第2導電形の高濃度領域全体の面積を大きくすることができる。このため、第1導電形の半導体領域と第2導電形の半導体領域との間に形成される第1のダイオード、第1導電形の半導体領域と第2導電形の高濃度埋込み領域との間に形成される第2のダイオードは、いずれも抵抗成分が小さくなる。従って、第1,第2のダイオード全体のインピーダンスが小さくなり、サージ印加時の入力端子電圧等の電位上昇をより確実に抑えることができ、内部回路に注入されるサージ電流を抑制することができる。
【0016】
また、第1導電形の高濃度領域と2つの第2導電形の高濃度領域との間にはトレンチ溝型絶縁領域をそれぞれ設けると共に、これら2つのトレンチ溝型絶縁領域はいずれもコ字形状をなして互いに離間して配置したから、第1導電形の高濃度領域から第2導電形の半導体領域を通じて第2導電形の高濃度領域に至る第1の電流経路、第1導電形の高濃度領域から第2導電形の高濃度埋込み領域を通じて第2導電形の高濃度領域に至る第2の電流経路は、いずれもコ字形状のトレンチ溝型絶縁領域を迂回する分だけより一層長くなる。このため、第1の電流経路の寄生抵抗と第2の電流経路の寄生抵抗との抵抗差を大きくすることができ、第1の電流経路の寄生抵抗を第2の電流経路の寄生抵抗よりも一層大きくすることができる。従って、サージ電流のほとんどは第1導電形の高濃度領域と第2導電形の高濃度埋込み領域との間に形成される第2のダイオードを通じて流れるから、半導体装置の損傷を防ぐことができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による半導体装置を図1ないし図8を参照して詳細に説明する。
【0018】
まず、図1ないし図3は本発明の第1の実施の形態を示し、図において、1は例えばシリコン材料からなるシリコン支持基板で、該シリコン支持基板1の表面上には、シリコン酸化膜等の誘電体膜2が設けられると共に、該誘電体膜2を介してn形シリコンからなるn形領域3が形成されている。これにより、シリコン支持基板1、誘電体膜2、n形領域3はSOI(Silicon On Insulator)構造をなすと共に、n形領域3は、例えば単結晶シリコン材料に砒素等の不純物を低濃度(例えば1015〜1016cm-3程度)に添加することによって形成されている。
【0019】
4はn形領域3に設けられた枠状トレンチ溝型絶縁領域で、該枠状トレンチ溝型絶縁領域4は、略四角形の枠状に形成され、その底部は誘電体膜2に達している。そして、枠状トレンチ溝型絶縁領域4は、n形領域3をその内側に位置する内側n形領域3Aと外側に位置する外側n形領域3Bとに区切り、これらを絶縁状態に分離している。また、内側n形領域3Aには後述のp形領域6等からなる保護ダイオードが形成されると共に、外側n形領域3Bには例えば各種の処理を行う内部回路(図示せず)等が形成されている。
【0020】
5はn形領域3の底面全体に設けられたn形高濃度埋込み領域で、該n形高濃度埋込み領域5は、n形領域3と誘電体膜2との間に配設され、砒素等の不純物を高濃度(例えば1018〜1019cm-3程度)に添加することによって形成されている。また、n形高濃度埋込み領域5も枠状トレンチ溝型絶縁領域4に区切られ、枠状トレンチ溝型絶縁領域4の内側に位置する内側n形高濃度埋込み領域5Aと外側に位置する外側n形高濃度埋込み領域5Bとは絶縁状態に分離されている。
【0021】
6は内側n形領域3Aの表面に設けられたp形領域で、該p形領域6は、略四角形状をなして内側n形領域3Aの中央に配置され、その底面が内側n形高濃度埋め込み領域5Aに面接触している。また、p形領域6は、内側n形領域3Aの表面側から硼素等の不純物を低濃度(例えば1015〜1016cm-3程度)に拡散することによって形成されている。
【0022】
7はp形領域6の表面に設けられたp形高濃度領域で、該p形高濃度領域7は、略四角形状をなしてp形領域6の中央に配置されている。また、p形高濃度領域7は、p形領域6に硼素等の不純物を高濃度に拡散することによって形成されている。そして、p形高濃度領域7は、例えば接地端子等の低電位端子に接続されている。
【0023】
8は内側n形領域3Aの表面に設けられたn形高濃度領域で、該n形高濃度領域8は、略四角形状をなすp形領域6の一辺に対して略中央側に位置し、p形領域6から離間してp形領域6と枠状トレンチ溝型絶縁領域4との間に配置されている。また、n形高濃度領域8は、内側n形領域3Aに砒素等の不純物を高濃度に拡散することによって形成されている。そして、n形高濃度領域8は、低電位端子とは異なる端子として例えば入力端子に接続されている。
【0024】
9はp形領域6とn形高濃度領域8との間に位置して内側n形領域3Aの表面に設けられたトレンチ溝型絶縁領域で、該トレンチ溝型絶縁領域9は、p形領域6の一辺に対して略平行に延びた直線状に形成され、その長さ寸法はp形領域6の一辺よりも長くなっている。また、トレンチ溝型絶縁領域9は、その底部が全長に亘って誘電体膜2に接するものの、直線状に延びる両端は枠状トレンチ溝型絶縁領域4に接触せず、枠状トレンチ溝型絶縁領域4との間に隙間が形成されている。
【0025】
本実施の形態による半導体装置は上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
【0026】
まず、p形領域6は内側n形領域3Aの中央側に設けられているから、その外周側にはpn接合による第1のダイオード10が形成されている。また、p形領域6の底面は略全面に亘って内側n形高濃度埋込み領域5Aに接触しているから、p形領域6の底面側にもpn接合による第2のダイオード11が形成されている。このため、これらのダイオード10,11は、半導体装置の保護ダイオードとして作用する。
【0027】
ここで、内側n形高濃度埋込み領域5Aの不純物濃度は内側n形領域3Aよりも高く設定されている。このため、第1のダイオード10に比べて第2のダイオード11のブレークダウン電圧は、低く設定されている。
【0028】
また、以下の理由によって第2のダイオード11の抵抗成分は、第1のダイオード10の抵抗成分よりも小さい値となる。即ち、p形領域6とn形高濃度領域8との間には、第1のダイオード10のカソード側にてpn接合から内側n形領域3Aを通る第1の電流経路と第2のダイオード10のカソード側にてpn接合から内側n形高濃度埋込み領域5Aを通る第2の電流経路とが形成される。ここで、p形領域6とn形高濃度領域8との間にはトレンチ溝型絶縁領域9を形成したから、これらの間を流れる電流は、トレンチ溝型絶縁領域9を迂回して、トレンチ溝型絶縁領域9の長さ方向の両端側を通じて流れる。このため、第1,第2の電流経路は、トレンチ溝型絶縁領域9を設けないときに比べてトレンチ溝型絶縁領域9の長さ寸法に応じた分だけ長くなる。また、内側n形高濃度埋込み領域5Aの不純物濃度は1018〜1019cm-3に設定され内側n形領域3Aの不純物濃度である1015〜1016cm-3よりも高くなっているから、第2の電流経路(第2のダイオード11のカソード側)の寄生抵抗は、第1の電流経路(第1のダイオード10のカソード側)の寄生抵抗と比較して10-3倍程度になる。このため、第1,第2の電流経路が長くなるほど第2のダイオード11の寄生抵抗成分は、第1のダイオード10の寄生抵抗成分よりも顕著に小さくなる。
【0029】
この結果、入力端子に正の過電圧サージが印加された場合には、サージ電流の大部分は、ブレークダウン電圧が低く、寄生抵抗も小さい第2のダイオード11を流れる。即ち、サージ電圧の立ち上がり時に第1のダイオード10よりも先に第2のダイオード11がブレークダウンし、その後も寄生抵抗の小さい第2のダイオード11にほとんどの電流が流れることになる。
【0030】
また、第2のダイオード11のpn接合はp形領域6と内側n形高濃度埋込み領域5Aとの間に形成されるから、ダイオード11のpn接合は平面接合とみなすことができる。また、内側n形高濃度埋込み領域5Aの抵抗は小さい値となっている。このため、ダイオード11を流れる電流(ダイオード電流)は近似的に一元的に流れ、pn接合の全体に亘って略均一な電流密度となる。従って、ダイオード電流がpn接合の一部に集中することがないから、ダイオードの損傷を防ぐことができる。
【0031】
さらに、ダイオード11自体の寄生抵抗成分が小さいので、サージによる入力端子電圧の上昇を抑えることができ、サージ電流が入力端子に接続された内部回路に流れ込むのを防ぐことができる。このため、内部回路の損傷も防ぐことができる。
【0032】
また、ダイオード11から内側n形高濃度埋込み領域5Aを通じて大部分のサージ電流を流すことができるから、サージ電流の上昇を抑制することができ、p形領域6とn形高濃度領域8との間の間隔を拡げることによってダイオードの破壊耐量を大きくする必要がない。このため、半導体装置の集積度を損なうことがなく、高集積度を保持することができる。
【0033】
さらに、トレンチ溝型絶縁領域9は枠状トレンチ溝型絶縁領域4と同様に誘電体膜2に接触する構成としたから、トレンチ溝型絶縁領域9を枠状トレンチ溝型絶縁領域4と同時に加工、形成することができる。このため、半導体装置の製造時にトレンチ溝型絶縁領域9を加工するための工程を独立して設ける必要がないから、追加の加工工程が必要となる従来技術に比べて製造時間を短縮でき、生産性を向上することができる。
【0034】
また、トレンチ溝型絶縁領域9が第1,第2のダイオード10,11のpn接合箇所に接触することがない。このため、pn接合がトレンチ溝型絶縁領域9に接触したときにトレンチ溝型絶縁領域9に沿って流れるリーク電流が発生することがないから、ダイオード10,11の整流特性等が劣化することがなく、高特性を維持することができる。
【0035】
一方、入力端子に負の過電圧サージが印加された場合には、第1,第2のダイオード10,11は順バイアスされる。このとき、第1のダイオード10に比べて第2のダイオード11の方が抵抗成分が顕著に小さいから、正の過電圧サージが印加された場合と同様にサージ電流の大部分は、ダイオード11を流れる。また、ダイオード11を流れるダイオード電流は、近似的に一元的に流れ、pn接合の全体に亘って略均一な電流密度となるから、ダイオード電流の集中を防ぐことができる。このように、サージ電流が流れる方向以外は正の過電圧サージが印加された場合と変わることがないため、負の過電圧サージが印加された場合であっても前述と同様の作用効果を得ることができる。
【0036】
かくして、本実施の形態では、p形領域6を内側n形高濃度埋込み領域5Aに面接触状態で設けると共に、p形領域6(p形高濃度領域7)とn形高濃度領域8との間にはトレンチ溝型絶縁領域9を設けたから、正負いずれの過電圧サージが印加されるときであっても、サージ電流の大部分を、ブレークダウン電圧が低く、かつ寄生抵抗が小さい第2のダイオード11に流すことができる。このとき、ダイオード電流がpn接合の一部に集中することがないから、半導体装置の損傷を防ぐことができ、信頼性、耐久性を高めることができる。また、p形領域6とn形高濃度領域8との間隔を狭くすることができるから、半導体装置の高集積度を維持できる。さらに、従来技術に比べて製造時間を短縮でき、生産性を向上できる等の種々の効果を奏する。
【0037】
次に、図4は本発明の第2の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、p形高濃度領域の表面上にパッド電極を設け、p形高濃度領域と該パッド電極とを接続したことにある。なお、本実施の形態では、前述した第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【0038】
21はn形領域3の表面に設けられた酸化膜で、該酸化膜21はフィールド酸化膜をなし、p形高濃度領域7の表面側が開口している。
【0039】
22はp形高濃度領域7の表面上に設けられたパッド電極で、該パッド電極は導電性金属材料からなり、p形高濃度領域7に電気的に接続されると共に、低電圧端子に接続されている。
【0040】
かくして、本実施の形態でも第1の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。しかし、本実施の形態では、パッド電極22の直下にダイオード11を形成することができるから、他の部位にパッド電極22を設けた場合に比べて半導体装置の集積度を損なうことがなく、高集積度を保持することができる。
【0041】
また、サージ電流はパッド電極22から下方向(n形領域3の厚さ方向)に均一に流れていくから、p形領域6内部の電流も均一に分布し、ダイオード11のpn接合部分の電流密度もより一層均一化することができる。
【0042】
然るに、サージ電流のような大きな電流が流れる場合、パッド電極22等の金属配線領域の抵抗も大きく影響してくる。ここで、パッド電極22がダイオード11の上以外の位置に設けられていると、サージ電流は酸化膜21上の配線領域を経てp形高濃度領域7に注入される。このとき、配線領域中の抵抗によって配線領域内部に電位分布が生じているため、サージ電流は最短経路として配線領域からp形高濃度領域7の端部(外周部)に流れ込む割合が多くなる。このため、ダイオード11のpn接合に流れる電流密度も完全に均一化することは難しい。
【0043】
これに対し、本実施の形態では、ダイオード11のpn接合部分の電流密度をより一層完全に近い形で均一化することができるから、正負いずれの過電圧サージが印加されるときであってもダイオード11等の損傷が生じにくくでき、ダイオード11の耐圧を高め、信頼性、耐久性をさらに向上することができる。
【0044】
次に、図5および図6は本発明の第3の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、n形領域の表面上にp形高濃度領域を挟んで2つのn形高濃度領域を設けると共に、p形高濃度領域と各n形高濃度領域との間にはコ字形状のトレンチ溝型絶縁領域をそれぞれ設けたことにある。なお、本実施の形態では、前述した第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【0045】
31は内側n形領域3Aの表面に設けられた第1のn形高濃度領域で、該n形高濃度領域31は、第1の実施の形態によるn形高濃度領域8と同様に内側n形領域3Aに砒素等の不純物を高濃度に拡散することによって形成されている。また、n形高濃度領域31は、略四角形状をなすp形領域6の一辺に対して略中央側に位置し、p形領域6から離間してp形領域6と枠状トレンチ溝型絶縁領域4との間に配置されている。そして、n形高濃度領域31は、低電位端子とは異なる端子として例えば入力端子に接続されている。
【0046】
32は内側n形領域3Aの表面に設けられた第2のn形高濃度領域で、該n形高濃度領域32は、n形高濃度領域8と同様に内側n形領域3Aに砒素等の不純物を高濃度に拡散することによって形成されている。また、n形高濃度領域32は、p形高濃度領域7(p形領域6)を挟んでn形高濃度領域8とは反対側に位置し、p形領域6から離間してp形領域6と枠状トレンチ溝型絶縁領域4との間に配置されている。そして、n形高濃度領域32は、図6中に一点鎖線で示すように配線等によってn形高濃度領域31に接続されている。
【0047】
33はp形領域6と第1のn形高濃度領域31との間に位置して内側n形領域3Aの表面に設けられた第1のトレンチ溝型絶縁領域で、該トレンチ溝型絶縁領域33は、p形領域6の一辺に対して略平行な直線状に延びると共に、その両端がp形領域6に向けて屈曲したコ字形状に形成されている。これにより、トレンチ溝型絶縁領域33は、p形領域6の外周に沿って延び、p形領域6を部分的に取り囲んでいる。また、トレンチ溝型絶縁領域33は、その底部が全長に亘って誘電体膜2に接するものの、その両端は枠状トレンチ溝型絶縁領域4に接触せず、枠状トレンチ溝型絶縁領域4との間に隙間が形成されている。
【0048】
34はp形領域6と第2のn形高濃度領域32との間に位置して内側n形領域3Aの表面に設けられた第2のトレンチ溝型絶縁領域で、該トレンチ溝型絶縁領域34は、p形領域6を挟んでトレンチ溝型絶縁領域33と反対側の位置に配設され、その両端がp形領域6に向けて屈曲したコ字形状に形成されている。これにより、トレンチ溝型絶縁領域34は、p形領域6の外周に沿って延び、p形領域6を部分的に取り囲んでいる。また、トレンチ溝型絶縁領域34は、その底部が全長に亘って誘電体膜2に接するものの、その両端は枠状トレンチ溝型絶縁領域4、トレンチ溝型絶縁領域33には接触せず、枠状トレンチ溝型絶縁領域4、トレンチ溝型絶縁領域33との間に隙間が形成されている。
【0049】
かくして、本実施の形態でも第1の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。しかし、本実施の形態では、内側n形領域3Aの表面上にp形高濃度領域7を挟んで2つのn形高濃度領域31,32を設けたから、第1の実施の形態のように単一のn形高濃度領域8を設けたときに比べてn形高濃度領域31,32全体の面積を大きくすることができる。このため、p形領域6と内側n形領域3Aとの間に形成される第1のダイオード35、p形領域6と内側n形高濃度埋込み領域5Aとの間に形成される第2のダイオード36は、いずれも抵抗成分が小さくなる。従って、第1,第2のダイオード35,36全体のインピーダンスが小さくなり、サージ印加時の入力端子電圧の電位上昇をより確実に抑えることができるから、内部回路に注入されるサージ電流をより一層抑制することができ、半導体装置の損傷を防ぎ、信頼性等を向上することができる。
【0050】
また、トレンチ溝型絶縁領域33,34は両端が屈曲したコ字形状に形成したから、p形高濃度領域7から内側n形領域3Aを通じてn形高濃度領域31,32に至る第1の電流経路、p形高濃度領域7から内側n形高濃度埋込み領域5Aを通じてn形高濃度領域31,32の高濃度領域に至る第2の電流経路は、いずれも第1の実施の形態に比べてコ字形状のトレンチ溝型絶縁領域を迂回する分だけより一層長くなる。このため、第1の電流経路の寄生抵抗と第2の電流経路の寄生抵抗との抵抗差を大きくすることができ、第1の電流経路の寄生抵抗を第2の電流経路の寄生抵抗よりも一層大きくすることができる。従って、保護ダイオード全体の抵抗成分を小さくしつつ、サージ電流の大部分を内側n形高濃度埋込み領域5Aを通る第2のダイオード36を通じて流すことができる。この結果、p形高濃度領域7とn形高濃度領域31,32との間隔を拡げることなく、半導体装置の損傷をより確実に防ぐことができ、高集積度を保持しつつ信頼性等の向上を図ることができる。
【0051】
なお、前記第3の実施の形態ではトレンチ溝型絶縁領域33,34の両端はp形領域6の外周に沿って屈曲させたコ字形状に形成するものとしたが、図7に示す第1の変形例のようにn形高濃度領域31,32を取り囲むようにn形高濃度領域31,32の外周に沿って屈曲したコ字形状のトレンチ溝型絶縁領域33′,34′としてもよい。
【0052】
また、前記第1の実施の形態ではトレンチ溝型絶縁領域9は直線状の形成するものとしたが、図8に示す第2の変形例のように両端が屈曲したコ字形状のトレンチ溝型絶縁領域9′としてもよい。また、n形高濃度領域8はトレンチ溝型絶縁領域9′と離間している必要はなく、図8中に二点鎖線で示すようにトレンチ溝型絶縁領域9′に接触した状態でn形高濃度領域8′を設ける構成としてもよい。
【0053】
また、前記各実施の形態ではn形高濃度領域8,31,32は半導体装置の入力端子に接続するものとしたが、半導体装置の出力端子に接続する構成としてもよい。この場合、出力端子に印加されるサージに対して同様な作用効果を得ることができる。
【0054】
また、p形高濃度領域7を入力端子または出力端子に接続し、n形高濃度領域8,31,32を高電位端子に接続してもよい。この場合、半導体装置に印加されたサージを高電位となる電源側等にバイパスすることができると共に、前述した各実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【0055】
さらに、p形高濃度領域7を低電位端子(低電位電源端子)に接続し、n形高濃度領域8,31,32を高電位端子(高電位電源端子)に接続してもよい。この場合には、電源端子に印加されたサージをすることができると共に、前述した各実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【0056】
また、前記各実施の形態では、誘電体膜2の表面にn形高濃度埋込み領域5とn形領域3とを形成するものとしたが、誘電体膜2の表面にp形高濃度埋込み領域とn形領域とを形成する構成としてもよい。この場合、各実施の形態中に記載したn形とp形とを入れ替え、かつ低電位端子(低電位電源端子)と高電位端子(高電位電源端子)とを入れ替えれば、前述と同様の作用効果を得ることができる。
【0057】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項1の発明によれば、第1導電形の半導体領域と第2導電形の半導体領域との間には第1のダイオードを形成することができると共に、第1導電形の半導体領域と第2導電形の高濃度埋込み領域との間には第2のダイオードを形成することができる。また、第1導電形の半導体領域を第2導電形の高濃度埋込み領域に面接触状態で接して設けると共に、第1導電形の高濃度領域と第2導電形の高濃度領域との間にはトレンチ溝型絶縁領域を設けたから、第1導電形の半導体領域を第2導電形の高濃度埋込み領域にはブレークダウン電圧が低く、かつ寄生抵抗が小さい第2のダイオードを形成することができる。
また、第1のダイオードから第2導電形の半導体領域を通じて第2導電形の高濃度領域に至る第1の電流経路と、第2のダイオードから第2導電形の高濃度埋込み領域を通じて第2導電形の高濃度領域に至る第2の電流経路とは、いずれもトレンチ溝型絶縁領域を迂回するから、第1,第2の電流経路はいずれもトレンチ溝型絶縁領域を迂回する分だけ長くなる。また、第2導電形の高濃度埋込み領域は第2導電形の半導体領域よりも不純物濃度が高くなっているから、第1,第2の電流経路が長くなるほど第1の電流経路の寄生抵抗は第2の電流経路の寄生抵抗よりも顕著に大きくなる。
このため、正負いずれの過電圧サージが印加されるときであっても、サージ電流の大部分をブレークダウン電圧が低く、かつ寄生抵抗が小さい第2のダイオードに流すことができる。このとき、ダイオード電流がpn接合の一部に集中することがないから、半導体装置の損傷を防ぐことができ、信頼性、耐久性を高めることができる。
また、トレンチ溝型絶縁領域が第1,第2のダイオードのpn接合箇所に接触することがないから、pn接合がトレンチ溝型絶縁領域に接触したときにトレンチ溝型絶縁領域に沿って流れるリーク電流が発生することがない。このため、第1,第2のダイオードの整流特性等が劣化することがなく、高特性を維持することができる。
また、第1導電形の半導体領域と第2導電形の高濃度領域との間隔を狭くすることができるから、半導体装置の高集積度を維持できる。さらに、従来技術に比べて製造時間を短縮でき、生産性を向上できる等の種々の効果を奏する。
【0058】
また、請求項2の発明は、第1導電形の高濃度領域主面上にパッド電極を設け、第1導電形の高濃度領域と該パッド電極とを接続したから、半導体装置の高集積度を保持できると共に、サージ電流を第1導電形の高濃度領域の全体に略均一に流すことができる。これにより、第1導電形の高濃度領域と第2導電形の高濃度埋込み領域との間に形成される第2のダイオードのpn接合部分にも、電流密度がより均一な状態でサージ電流を流すことができ、第2のダイオードの耐圧を高め、信頼性、耐久性をさらに向上することができる。
【0059】
さらに、請求項3の発明は、第2導電形の半導体領域主面には第1導電形の高濃度領域を挟んで一の第2導電形の高濃度領域と反対側に他の第2導電形の高濃度領域を設け、かつ第1導電形の高濃度領域と他の第2導電形の高濃度領域との間には他のトレンチ溝型絶縁領域を形成したから、第2導電形の高濃度領域全体の面積を増加させることができる。このため、保護ダイオード全体のインピーダンスを減少させることができるから、内部回路等に注入させるサージ電流を小さく抑制でき、半導体装置の損傷を防止できる。
【0060】
また、第1導電形の高濃度領域と2つの第2導電形の高濃度領域との間にはトレンチ溝型絶縁領域をそれぞれ設けると共に、これら2つのトレンチ溝型絶縁領域はいずれもコ字形状をなして互いに離間して配置したから、保護ダイオード全体の抵抗成分を小さくしつつ、サージ電流の大部分を第1導電形の高濃度領域と第2導電形の高濃度埋込み領域との間に形成される第2のダイオードを通じて流すことができる。これにより、半導体装置の第1導電形の高濃度領域と第2導電形の高濃度領域との間隔を拡げることなく、半導体装置の損傷をより確実に防ぐことができ、高集積度を保持しつつ信頼性等の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態による半導体装置を示す平面図である。
【図2】図1中の矢示II−II方向からみた断面図である。
【図3】図1中の矢示 III−III 方向からみた断面図である。
【図4】第2の実施の形態による半導体装置を図3と同様位置からみた断面図である。
【図5】第3の実施の形態による半導体装置を示す平面図である。
【図6】図5中の矢示VI−VI方向からみた断面図である。
【図7】第1の変形例による半導体装置を示す平面図である。
【図8】第2の変形例による半導体装置を示す平面図である。
【符号の説明】
1 シリコン支持基板(半導体支持基板)
2 誘電体膜(誘電体)
3 n形領域(第2導電形の半導体領域)
3A 内側n形領域
5 n形高濃度埋込み領域(第2導電形の高濃度埋込み領域)
5A 内側n形高濃度埋込み領域
6 p形領域(第1導電形の半導体領域)
7 p形高濃度領域(第1導電形の高濃度領域)
8,8′ n形高濃度領域(第2導電形の高濃度領域)
9,9′ トレンチ溝型絶縁領域
31 第1のn形高濃度領域(一の第2導電形の高濃度領域)
32 第2のn形高濃度領域(他の第2導電形の高濃度領域)
33,33′ 第1のトレンチ溝型絶縁領域(一のトレンチ溝型絶縁領域)
34,34′ 第2のトレンチ溝型絶縁領域(他のトレンチ溝型絶縁領域)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor device in which a semiconductor region is formed on a surface (main surface) of a semiconductor support substrate via a dielectric.
[0002]
[Prior art]
In general, a semiconductor device is known in which a silicon region made of p-type silicon or n-type silicon is formed on a silicon substrate serving as a semiconductor support substrate via a dielectric such as a silicon oxide film (for example, a special device). (Kaihei 7-31424).
[0003]
In such a conventional semiconductor device, a diode capable of flowing a large current is formed in order to prevent the MOS transistor from being destroyed by an excessive current due to static electricity or a surge voltage. This diode employs a planar structure in which an anode side high concentration diffusion region and a cathode side high concentration diffusion region are formed on the surface of the silicon region. Further, the cathode side high concentration diffusion region of the diode is disposed so as to surround the outer peripheral side of the anode side high concentration diffusion region, for example, and a dielectric is interposed between the anode side high concentration diffusion region and the cathode side high concentration diffusion region. The anode side high concentration diffusion region and the cathode side high concentration diffusion region are electrically connected through polycrystalline silicon provided on the bottom side thereof.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the above-described conventional semiconductor device employs a planar structure in which both the anode side high concentration diffusion region and the cathode side high concentration diffusion region of the diode are formed on the surface of the silicon region. For this reason, when a surge is applied, the surge current flows through the shortest path where the resistance is minimized, so that the surge current is concentrated on the outer peripheral end side of the anode-side high-concentration diffusion region forming the end of the pn junction. As a result, a surge current, which is a large current, flows in a concentrated manner at the end of a small pn junction, which causes a problem that the diode is easily damaged.
[0005]
In a planar structure diode, it is necessary to increase the resistance component by increasing the distance between the anode and the cathode in order to increase the breakdown resistance. However, when the magnitude of the surge current is limited in this way, the surge current may flow into the internal circuit and damage the internal circuit.
[0006]
Furthermore, in the semiconductor device according to the prior art, since a dielectric is provided between the anode-side high concentration diffusion region and the cathode-side high concentration diffusion region, it is necessary to add a process for forming the dielectric, and the manufacturing time There is also a problem that becomes longer.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of preventing concentration of surge current and improving durability and reliability.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a semiconductor device according to the invention of claim 1 forms a semiconductor region of the second conductivity type on the main surface of the semiconductor support substrate via a dielectric, and the semiconductor region of the second conductivity type. A second conductivity type high concentration buried region is formed on the bottom surface of the first conductivity type semiconductor region, and the first conductivity type semiconductor region is formed on the main surface of the second conductivity type semiconductor region.In surface contactProviding a high concentration region of the first conductivity type on the main surface of the semiconductor region of the first conductivity type, and providing a high concentration region of the second conductivity type on the main surface of the semiconductor region of the second conductivity type;A first diode is formed between the semiconductor region of the first conductivity type and the semiconductor region of the second conductivity type, and the semiconductor region of the first conductivity type and the high concentration buried region of the second conductivity type A second diode is formed between them,And located between the high concentration region of the first conductivity type and the high concentration region of the second conductivity type.,On the main surface of the semiconductor region of the second conductivity typeProvided,In contact with the dielectricAt the same time, it does not contact the pn junction of the first and second diodes.A trench groove type insulating region is formed, and either one of the first conductivity type high concentration region and the second conductivity type high concentration region is defined as an input terminal, an output terminal, a high potential terminal, or a low potential terminal. Connect to one of the terminals and connect the other to the remaining terminalThe first current path from the first diode to the second conductivity type high concentration region through the second conductivity type semiconductor region, and the second diode through the second conductivity type high concentration buried region. Both of the second current paths reaching the high conductivity region of two conductivity types bypass the trench groove type insulating region.It is configured to do.
[0009]
With this configuration, the first diode can be formed between the first conductivity type semiconductor region and the second conductivity type semiconductor region, and the first conductivity type semiconductor region and the second conductivity type can be formed. A second diode can be formed between the conductive type high-concentration buried region, and these two diodes can act as a protective diode. At this time, the second conductivity type high concentration buried region has a higher impurity concentration than the second conductivity type semiconductor region, and the first conductivity type semiconductor region and the second conductivity type high concentration buried region have a small curvature. Since the contact state can be obtained, the breakdown voltage of the second diode can be made lower than that of the first diode.
[0010]
In addition, since the trench groove type insulating region is formed between the semiconductor region of the first conductivity type and the high concentration region of the second conductivity type, the current flowing between them flows around the trench groove type insulating region. . Therefore, the first current path from the first diode through the second conductivity type semiconductor region to the second conductivity type high concentration region, and the second diode from the second diode through the second conductivity type high concentration buried region. Each of the second current paths leading to the high-concentration region of the shape is longer by an amount that bypasses the trench groove type insulating region. In addition, since the second conductivity type high-concentration buried region has a higher impurity concentration than the second conductivity type semiconductor region, the parasitic resistance of the first current path becomes longer as the first and second current paths become longer. This is significantly larger than the parasitic resistance of the second current path.
[0011]
As a result, even when a positive or negative overvoltage surge is applied, most of the surge current can be passed through the second diode having a low breakdown voltage and a low parasitic resistance. Since the second diode can be formed by bringing the first conductivity type semiconductor region and the second conductivity type high-concentration buried region into surface contact, it is possible to prevent the surge current from concentrating on a minute end. it can.
Further, the trench groove type insulating region does not contact the pn junction portion of the first and second diodes. For this reason, when the pn junction comes into contact with the trench groove type insulating region, a leak current flowing along the trench groove type insulating region does not occur, so that the rectifying characteristics of the first and second diodes are deteriorated. And high characteristics can be maintained.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, a pad electrode is provided on the main surface of the high-concentration region of the first conductivity type, and the high-concentration region of the first conductivity type is connected to the pad electrode.
[0013]
As a result, under the pad electrodeSecondSince a diode can be formed, a high degree of integration can be maintained without impairing the degree of integration of the semiconductor device. Further, since the surge current flows between the pad electrode and the first conductivity type high concentration region that are in surface contact with each other, the surge current can be made to flow substantially uniformly throughout the high concentration region of the first conductivity type. As a result, it is formed between the high concentration region of the first conductivity type and the high concentration buried region of the second conductivity type.SecondA surge current can also flow in the pn junction part of the diode with a more uniform current density,SecondThe withstand capacity of the diode can be increased.
[0014]
Furthermore, the invention of
[0015]
As a result, two high-concentration regions of the second conductivity type are provided, so that the entire area of the high-concentration region of the second conductivity type is made larger than when a single high-concentration region of the second conductivity type is provided. Can do. Therefore, the first diode formed between the first conductivity type semiconductor region and the second conductivity type semiconductor region, and between the first conductivity type semiconductor region and the second conductivity type high concentration buried region. Each of the second diodes formed in the structure has a small resistance component. Accordingly, the impedance of the entire first and second diodes is reduced, and the potential increase such as the input terminal voltage at the time of applying the surge can be suppressed more reliably, and the surge current injected into the internal circuit can be suppressed. .
[0016]
Further, between the high concentration region of the first conductivity type and the two high concentration regions of the second conductivity type.HWrench groove type insulation area is providedIn addition, these two trench groove type insulating regions are both U-shaped and spaced apart from each other.Therefore, the first current path from the high concentration region of the first conductivity type to the high concentration region of the second conductivity type through the semiconductor region of the second conductivity type, and the high concentration of the second conductivity type from the high concentration region of the first conductivity type. The second current path that reaches the high concentration region of the second conductivity type through the concentration buried region is longer than the second current path because it bypasses the U-shaped trench groove type insulating region. For this reason, the resistance difference between the parasitic resistance of the first current path and the parasitic resistance of the second current path can be increased, and the parasitic resistance of the first current path can be made larger than the parasitic resistance of the second current path. It can be made even larger. Therefore, most of the surge current is formed between the high concentration region of the first conductivity type and the high concentration buried region of the second conductivity type.SecondSince the current flows through the diode, damage to the semiconductor device can be prevented.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
[0018]
1 to 3 show a first embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a silicon support substrate made of, for example, a silicon material, and a silicon oxide film or the like is formed on the surface of the silicon support substrate 1. The
[0019]
[0020]
[0021]
[0022]
[0023]
[0024]
9 is a trench groove type insulating region located between the
[0025]
The semiconductor device according to the present embodiment has the above-described configuration, and the operation thereof will be described next.
[0026]
First, since the p-
[0027]
Here, the impurity concentration of the inner n-type high concentration buried
[0028]
For the following reason, the resistance component of the
[0029]
As a result, when a positive overvoltage surge is applied to the input terminal, most of the surge current flows through the
[0030]
Further, since the pn junction of the
[0031]
Furthermore, since the parasitic resistance component of the
[0032]
Also, most of the surge current can flow from the
[0033]
Further, since the trench groove
[0034]
Further, the trench groove
[0035]
On the other hand, when a negative overvoltage surge is applied to the input terminal, the first and
[0036]
Thus, in the present embodiment, the p-
[0037]
Next, FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. The feature of this embodiment is that a pad electrode is provided on the surface of the p-type high concentration region, and the p-type high concentration region, the pad electrode, Is connected. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0038]
[0039]
[0040]
Thus, the present embodiment can provide the same operational effects as those of the first embodiment. However, in this embodiment, since the
[0041]
Further, since the surge current flows uniformly downward from the pad electrode 22 (thickness direction of the n-type region 3), the current inside the p-
[0042]
However, when a large current such as a surge current flows, the resistance of the metal wiring region such as the
[0043]
On the other hand, in the present embodiment, the current density at the pn junction portion of the
[0044]
Next, FIGS. 5 and 6 show a third embodiment of the present invention. The feature of this embodiment is that two n-type high concentrations are sandwiched between a p-type high concentration region on the surface of the n-type region. In addition to providing a region, a U-shaped trench groove type insulating region is provided between the p-type high concentration region and each n-type high concentration region. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0045]
[0046]
32 is a second n-type high-concentration region provided on the surface of the inner n-
[0047]
[0048]
[0049]
Thus, the present embodiment can provide the same operational effects as those of the first embodiment. However, in the present embodiment, since the two n-type
[0050]
Further, since the trench groove
[0051]
In the third embodiment, both ends of the trench-
[0052]
In the first embodiment, the trench groove
[0053]
In each of the above embodiments, the n-type
[0054]
Further, the p-type
[0055]
Furthermore, the p-type
[0056]
In each of the above embodiments, the n-type high concentration buried
[0057]
【The invention's effect】
As detailed above, according to the invention of claim 1,A first diode can be formed between the first conductivity type semiconductor region and the second conductivity type semiconductor region, and the first conductivity type semiconductor region and the second conductivity type high concentration buried region; A second diode can be formed in between. Also,The semiconductor region of the first conductivity type is changed to a high concentration buried region of the second conductivity type.In surface contactSince the trench groove type insulating region is provided between the high-concentration region of the first conductivity type and the high-concentration region of the second conductivity type. The concentration buried region has low breakdown voltage and low parasitic resistanceSecondDiodes can be formed.
Also, a first current path from the first diode through the second conductivity type semiconductor region to the second conductivity type high concentration region, and a second current from the second diode through the second conductivity type high concentration buried region. Since the second current path reaching the high concentration region of the shape bypasses the trench groove type insulating region, both the first and second current paths become longer by the amount of bypassing the trench groove type insulating region. . In addition, since the second conductivity type high-concentration buried region has a higher impurity concentration than the second conductivity type semiconductor region, the parasitic resistance of the first current path becomes longer as the first and second current paths become longer. This is significantly larger than the parasitic resistance of the second current path.
ThisTherefore, even if a positive or negative overvoltage surge is applied, most of the surge currentA second voltage with low breakdown voltage and low parasitic resistanceCan flow through a diode. At this time, since the diode current does not concentrate on a part of the pn junction, damage to the semiconductor device can be prevented, and reliability and durability can be improved..
In addition, since the trench groove type insulating region does not contact the pn junction portion of the first and second diodes, a leak that flows along the trench groove type insulating region when the pn junction contacts the trench groove type insulating region. No current is generated. For this reason, the rectifying characteristics and the like of the first and second diodes are not deteriorated, and high characteristics can be maintained.
MaIn addition, since the distance between the semiconductor region of the first conductivity type and the high concentration region of the second conductivity type can be reduced, the high degree of integration of the semiconductor device can be maintained. Furthermore, various effects such as a reduction in manufacturing time and an improvement in productivity can be achieved compared to the prior art.
[0058]
According to the second aspect of the present invention, since the pad electrode is provided on the main surface of the high-concentration region of the first conductivity type, and the high-concentration region of the first conductivity type is connected to the pad electrode, the degree of integration of the semiconductor device is high. And a surge current can be made to flow substantially uniformly throughout the high concentration region of the first conductivity type. As a result, a high concentration region of the first conductivity type and a high concentration buried region of the second conductivity type are formed.SecondA surge current can also flow in the pn junction part of the diode with a more uniform current density,SecondThe breakdown voltage of the diode can be increased, and the reliability and durability can be further improved.
[0059]
Furthermore, the invention of
[0060]
Further, between the high concentration region of the first conductivity type and the two high concentration regions of the second conductivity type.HWrench groove type insulation area is providedIn addition, these two trench groove type insulating regions are both U-shaped and spaced apart from each other.Therefore, most of the surge current is formed between the high concentration region of the first conductivity type and the high concentration buried region of the second conductivity type while reducing the resistance component of the entire protection diode.SecondIt can flow through a diode. As a result, the semiconductor device can be more reliably prevented from being damaged without increasing the distance between the first conductivity type high concentration region and the second conductivity type high concentration region of the semiconductor device, and high integration can be maintained. In addition, reliability and the like can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view seen from the direction of arrows II-II in FIG.
3 is a cross-sectional view taken from the direction of arrows III-III in FIG.
4 is a cross-sectional view of the semiconductor device according to the second embodiment as viewed from the same position as in FIG. 3;
FIG. 5 is a plan view showing a semiconductor device according to a third embodiment.
6 is a cross-sectional view seen from the direction of arrows VI-VI in FIG.
FIG. 7 is a plan view showing a semiconductor device according to a first modification.
FIG. 8 is a plan view showing a semiconductor device according to a second modification.
[Explanation of symbols]
1 Silicon support substrate (semiconductor support substrate)
2 Dielectric film (dielectric)
3 n-type region (second conductivity type semiconductor region)
3A Inside n-type region
5 n-type high concentration buried region (second conductivity type high concentration buried region)
5A Inner n-type high concentration buried region
6 p-type region (first conductivity type semiconductor region)
7 p-type high concentration region (high concentration region of the first conductivity type)
8,8 'n-type high concentration region (second conductivity type high concentration region)
9, 9 'Trench trench insulation region
31 1st n-type high concentration area | region (High concentration area | region of one 2nd conductivity type)
32 Second n-type high concentration region (high concentration region of other second conductivity type)
33, 33 'first trench groove type insulating region (one trench groove type insulating region)
34, 34 'second trench groove type insulating region (other trench groove type insulating region)
Claims (3)
前記第2導電形の半導体領域主面に第1導電形の半導体領域を該第2導電形の高濃度埋込み領域に面接触状態で接するように設け、
該第1導電形の半導体領域主面に第1導電形の高濃度領域を設けると共に、前記第2導電形の半導体領域主面に第2導電形の高濃度領域を設け、
前記第1導電形の半導体領域と第2導電形の半導体領域との間には第1のダイオードを形成すると共に、前記第1導電形の半導体領域と第2導電形の高濃度埋込み領域との間には第2のダイオードを形成し、
かつ該第1導電形の高濃度領域と第2導電形の高濃度領域との間に位置し、第2導電形の半導体領域主面に設けられ、前記誘電体に接すると共に、前記第1,第2のダイオードのpn接合箇所に接触しないようにトレンチ溝型絶縁領域を形成し、
前記第1導電形の高濃度領域と第2導電形の高濃度領域とのうちいずれか一方を入力端子、出力端子、高電位端子、低電位端子のうちいずれかの端子に接続すると共に、他方を残余のいずれかの端子に接続し、
前記第1のダイオードから第2導電形の半導体領域を通じて第2導電形の高濃度領域に至る第1の電流経路と、前記第2のダイオードから第2導電形の高濃度埋込み領域を通じて第2導電形の高濃度領域に至る第2の電流経路とは、いずれも前記トレンチ溝型絶縁領域を迂回する構成としてなる半導体装置。Forming a second conductivity type semiconductor region on the main surface of the semiconductor support substrate via a dielectric, and forming a second conductivity type high-concentration buried region on the bottom surface of the second conductivity type semiconductor region;
A first conductivity type semiconductor region is provided on the main surface of the second conductivity type semiconductor region so as to be in surface contact with the second conductivity type high concentration buried region;
Providing a first conductivity type high concentration region on the first conductivity type semiconductor region main surface, and providing a second conductivity type high concentration region on the second conductivity type semiconductor region main surface;
A first diode is formed between the semiconductor region of the first conductivity type and the semiconductor region of the second conductivity type, and the semiconductor region of the first conductivity type and the high concentration buried region of the second conductivity type A second diode is formed between them,
And located between the first conductivity type high concentration region and a high concentration region of the second conductivity type, provided in the semiconductor region the main surface of the second conductivity type, the contact with the dielectric, the first, Forming a trench groove type insulating region so as not to contact the pn junction of the second diode ;
One of the high-concentration region of the first conductivity type and the high-concentration region of the second conductivity type is connected to any one of the input terminal, the output terminal, the high potential terminal, and the low potential terminal, and the other Connect to one of the remaining terminals ,
A first current path from the first diode through a second conductivity type semiconductor region to a second conductivity type high concentration region; and a second current conductivity from the second diode through a second conductivity type high concentration buried region. The second current path reaching the high concentration region of the semiconductor device is a semiconductor device configured to bypass the trench groove type insulating region .
かつ前記第1導電形の高濃度領域と他の第2導電形の高濃度領域との間に位置し、第2導電形の半導体領域主面に設けられ、前記誘電体に接すると共に、前記第1,第2のダイオードのpn接合箇所に接触しないように他のトレンチ溝型絶縁領域を形成し、
前記一のトレンチ溝型絶縁領域および他のトレンチ溝型絶縁領域は、いずれもコ字形状をなして互いに離間して配置し、
前記他の第2導電形高濃度領域を前記一の第2導電形の高濃度領域に接続してなる請求項1または2に記載の半導体装置。The second conductivity type semiconductor region main surface is located on the opposite side of the one second conductivity type high concentration region across the first conductivity type high concentration region, and the second conductivity type has a high concentration region. A concentration area,
And located between the high-concentration region and another second conductive high-concentration region in the form of a first conductivity type, provided in the semiconductor region the main surface of the second conductivity type, the contact with the dielectric, the first 1. Form another trench groove type insulating region so as not to contact the pn junction of the second diode,
The one trench groove type insulating region and the other trench groove type insulating region are both arranged in a U shape and spaced apart from each other,
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the other second conductivity type high concentration region is connected to the one second conductivity type high concentration region.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000223504A JP4029549B2 (en) | 2000-07-25 | 2000-07-25 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000223504A JP4029549B2 (en) | 2000-07-25 | 2000-07-25 | Semiconductor device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002043586A JP2002043586A (en) | 2002-02-08 |
JP4029549B2 true JP4029549B2 (en) | 2008-01-09 |
Family
ID=18717585
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000223504A Expired - Fee Related JP4029549B2 (en) | 2000-07-25 | 2000-07-25 | Semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4029549B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4860146B2 (en) * | 2004-12-24 | 2012-01-25 | パナソニック株式会社 | Surge protection semiconductor device |
JP2006319072A (en) * | 2005-05-11 | 2006-11-24 | Denso Corp | Semiconductor device and design method thereof |
JP5080056B2 (en) * | 2006-10-13 | 2012-11-21 | 株式会社豊田中央研究所 | Semiconductor device for electrostatic protection |
JP7368121B2 (en) * | 2019-06-20 | 2023-10-24 | ローム株式会社 | Semiconductor device and semiconductor device manufacturing method |
-
2000
- 2000-07-25 JP JP2000223504A patent/JP4029549B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002043586A (en) | 2002-02-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3949251B2 (en) | ESD protection circuit | |
JP2000200906A5 (en) | ||
JPH0324791B2 (en) | ||
JPH07115189A (en) | Insulated gate bipolar transistor | |
JP2001044431A (en) | Semiconductor device | |
JP2001257366A (en) | Semiconductor device | |
JP2950025B2 (en) | Insulated gate bipolar transistor | |
JP4029549B2 (en) | Semiconductor device | |
CN109148437B (en) | Semiconductor device and semiconductor circuit device | |
JP4074074B2 (en) | Semiconductor device | |
JP2830744B2 (en) | Integrated device | |
JP2005026434A (en) | Semiconductor device | |
JP4642767B2 (en) | Surge protection semiconductor device | |
US11824084B2 (en) | Power semiconductor device | |
JPH0328836B2 (en) | ||
JPH08130317A (en) | Semiconductor device provided with resistive field plate | |
JP2881907B2 (en) | Power semiconductor device | |
US20240321862A1 (en) | Semiconductor device | |
JP2988047B2 (en) | Semiconductor device | |
JPS6327865B2 (en) | ||
JP2785792B2 (en) | Power semiconductor device | |
JPH0818075A (en) | Schottky barrier diode and semiconductor integrated circuit | |
JP2009141071A (en) | Semiconductor element for electrostatic protection | |
JP2522350B2 (en) | Semiconductor integrated circuit protection device | |
JPH09116097A (en) | Semiconductor integrated device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20031224 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20041217 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050315 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070522 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070719 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20070801 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20070801 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070925 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071008 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101026 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111026 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121026 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121026 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131026 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |