JP2012004350A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】P+型半導体基板1にP+型埋め込み拡散層1bを形成する。次に、その上をノンドープの第1エピタキシャル層4aで被覆する。次に、該第1エピタキシャル層4a上にN型の高比抵抗の第2エピタキシャル層4bを形成する。該第2エピタキシャル層4bをP+分離層6で第1保護ダイオード形成領域50と第2保護ダイオード形成領域51に分離する。第1保護ダイオード形成領域50の第1エピタキシャル層4aの表面から第1エピタキシャル層4a及び第2エピタキシャル層4bに延在するN+型埋め込み層2等を形成する。P+型埋め込み拡散層1bから延在するP+型這い上がり層1cとN+型埋め込み層2でツェナーダイオードTD等を形成する。
【選択図】 図1
Description
図5は、フォトマスクパターンの変更のみでバイポーラ型集積回路製造工程を殆どそのまま利用した比較例となる静電破壊防止用保護ダイオードからなる半導体装置及びその製造方法を示す断面図である。通常のバイポーラ型集積回路製造工程との相違点は、本実施形態と同様で、P+型半導体基板1の比抵抗が2桁程度以上低いこと、第2N+型埋め込み層3を設けたこと、及びエピタキシャル層4cを高比抵抗層としたことである。
1b P+型埋め込み拡散層 1c P+型這い上がり層
2 第1N+型埋め込み層 3 第2N+型埋め込み層
4c エピタキシャル層 4a 第1エピタキシャル層
4b 第2エピタキシャル層 6 P+型分離層
7,8,9 N+型カソード層 10 P型アノード層 11 絶縁膜
12a,12b,12d カソード電極 12c アノード電極
Vp 電源ライン Vn グランドライン CH1〜CH4 信号ライン
D11,D21,D31,D41 第1保護ダイオード1
D12,D22,D32,D42 第2保護ダイオード2
TD ツェナーダイオード
50 第1保護ダイオード形成領域 51 第2保護ダイオード形成領域
Claims (10)
- 低比抵抗の第1導電型の半導体層上に形成されたノンドープの第1エピタキシャル層と、
前記第1エピタキシャル層上に形成された高比抵抗の第2導電型の第2エピタキシャル層と、
前記第2エピタキシャル層を第1保護ダイオード形成領域と第2保護ダイオード形成領域に分離する第1導電型の分離層と、
前記第1保護ダイオード形成領域の前記第1エピタキシャル層の表面から該第1エピタキシャル層内及び前記第2エピタキシャル層内まで延在する第2導電型の第2埋め込み層及び該第2埋め込み層内の第1埋め込み層と、
前記半導体層から熱拡散により前記第1エピタキシャル層内及び前記第2埋め込み層の上層部を除く前記第2エピタキシャル層内まで延在して形成された第1導電型の這い上がり層と、を備え、前記第1エピタキシャル層内に延在する前記第1埋め込み層をカソード層とし、前記半導体層から前記第1エピタキシャル層まで延在し前記第1埋め込み層とPN接合を形成する前記這い上がり層をアノード層とするツェナーダイオードを具備することを特徴とする静電破壊防止用保護ダイオードからなる半導体装置。 - 前記第1保護ダイオード形成領域と前記第2保護ダイオード形成領域が交互に複数配置されることを特徴とする請求項1に記載の静電破壊防止用保護ダイオードからなる半導体装置。
- 前記第1保護ダイオード形成領域に形成された前記第2埋め込み層内から前記第2エピタキシャル層の表面まで延在する第2導電型のカソード層と該カソード層に隣接して前記第2エピタキシャル層に形成された第1導電型のアノード層とからなる第1保護ダイオードと、前記第2保護ダイオード形成領域の前記第2エピタキシャル層に形成された第2導電型のカソード層と前記分離層と一体となる第1導電型のアノード層からなる第2保護ダイオードとを備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の静電破壊防止用保護ダイオードからなる半導体装置。
- 前記第1保護ダイオードの前記カソード層が電源ラインと、前記第2保護ダイオードの前記アノード層がグランドラインとそれぞれ接続され、前記第1保護ダイオードのアノード層と前記第2保護ダイオードのカソード層が同一信号ラインに接続され、前記ツェナーダイオードの前記カソード層が電源ラインと、前記ツェナーダイオードの前記アノード層がグランドラインと接続されることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の静電破壊防止用保護ダイオードからなる半導体装置。
- 前記半導体層が第1導電型の半導体基板にその表面から不純物が拡散された第1導電型の埋め込み拡散層であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の静電破壊防止用保護ダイオードからなる半導体装置。
- 低比抵抗の第1導電型の半導体層上にノンドープの第1エピタキシャル層を形成する工程と、
前記第1エピタキシャル層上に高比抵抗の第2導電型の第2エピタキシャル層を形成する工程と、
前記第2エピタキシャル層を第1保護ダイオード形成領域と第2保護ダイオード形成領域に分離する第1導電型の分離層を形成する工程と、
前記第1保護ダイオード形成領域の前記第1エピタキシャル層の表面から該第1エピタキシャル層内及び前記第2エピタキシャル層内まで延在する第2導電型の第2埋め込み層及び該第2埋め込み層内の第1埋め込み層を形成する工程と、
前記半導体層からの熱拡散により前記第1エピタキシャル層内及び前記第2埋め込み層の上層部を除く前記第2エピタキシャル層内まで延在する第1導電型の這い上がり層を形成する工程と、を有し、前記第1エピタキシャル層内に延在する前記第1埋め込み層をカソード層とし、前記半導体層から前記第1エピタキシャル層内まで延在し該第1埋め込み層とPN接合を形成する前記這い上がり層をアノード層とするツェナーダイオードを有することを特徴とする静電破壊防止用保護ダイオードからなる半導体装置の製造方法。 - 前記第1保護ダイオード形成領域と前記第2保護ダイオード形成領域を交互に複数配置形成することを特徴とする請求項6に記載の静電破壊防止用保護ダイオードからなる半導体装置の製造方法。
- 前記第1保護ダイオード形成領域の前記第2埋め込み層内から前記第2エピタキシャル層の表面まで延在して形成する第2導電型のカソード層と該カソード層に隣接して前記第2エピタキシャル層に形成する第1導電型のアノード層とからなる第1保護ダイオードと、前記第2保護ダイオード形成領域の前記第2エピタキシャル層に形成する第2導電型のカソード層と前記分離層と一体として形成する第1導電型のアノード層とからなる第2保護ダイオードとを有することを特徴とする請求項6または請求項7に記載の静電破壊防止用保護ダイオードからなる半導体装置の製造方法。
- 前記第1保護ダイオードの前記カソード層を電源ラインと、前記第2保護ダイオードの前記アノード層をグランドラインとそれぞれ接続し、前記第1保護ダイオードのアノード層と前記第2保護ダイオードのカソード層を同一信号ラインに接続し、前記ツェナーダイオードの前記カソード層を電源ラインと、前記ツェナーダイオードの前記アノード層をグランドラインと接続して形成することを特徴とする請求項6乃至請求項8のいずれかに記載の静電破壊防止用保護ダイオードからなる半導体装置の製造方法。
- 前記半導体層が第1導電型の半導体基板にその表面から不純物を拡散し形成した第1導電型の埋め込み拡散層であることを特徴とする請求項6乃至請求項9のいずれかに記載の静電破壊防止用保護ダイオードからなる半導体装置の製造方法。
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