JP5172330B2 - 半導体デバイスおよびその製造方法 - Google Patents

半導体デバイスおよびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5172330B2
JP5172330B2 JP2007510745A JP2007510745A JP5172330B2 JP 5172330 B2 JP5172330 B2 JP 5172330B2 JP 2007510745 A JP2007510745 A JP 2007510745A JP 2007510745 A JP2007510745 A JP 2007510745A JP 5172330 B2 JP5172330 B2 JP 5172330B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
dopant concentration
cathode
anode
substrate
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
Application number
JP2007510745A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007535812A5 (ja
JP2007535812A (ja
Inventor
ジュー,ロンフア
ボーズ,アミタヴァ
クヘムカ,ヴィシュヌ・ケイ
パルササラシィ,ヴィジャイ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NXP USA Inc
Original Assignee
NXP USA Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NXP USA Inc filed Critical NXP USA Inc
Publication of JP2007535812A publication Critical patent/JP2007535812A/ja
Publication of JP2007535812A5 publication Critical patent/JP2007535812A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5172330B2 publication Critical patent/JP5172330B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70Bipolar devices
    • H01L29/72Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
    • H01L29/739Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals controlled by field-effect, e.g. bipolar static induction transistors [BSIT]
    • H01L29/7391Gated diode structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/86Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
    • H01L29/861Diodes

Landscapes

  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Element Separation (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

本発明は全体的に半導体に関し、特に、半導体デバイスおよびその製造方法に関する。
集積回路に関し、その半導体基板内に半導体デバイスによって注入される電流を制限することはしばしば重要である。これは、より高い電圧および電流で作動するパワー集積回路では特に重要である。また、パワー集積回路で使用されうる最大電圧を増大させることが望まれる。
本発明のある実施形態の半導体デバイスは、第1の伝導タイプの基板と、前記第1の伝導タイプのアノードとを有し、該アノードが複数のドーパント濃度を含み、第1の部分のドーパント濃度が、第2の部分のドーパント濃度よりも高いオーダーの大きさであり、第1の部分又は第2の部分のいずれもが、オーミック接触を作るように用いられ、前記第1の伝導タイプとは異なる第2の伝導タイプのカソードとを有し、アノードは、カソードと隣接して配設され、アノード/カソード接合インターフェースを形成し、前記第2の伝導タイプの伝導絶縁機構とを有し、前記伝導絶縁機構が、埋設層と、前記埋設層と電気的に結合する伝導垂直部分と含み、前記埋設層が、気マント、アノード及びカソードの領域との間に配置され、前記伝導垂直部分が、前記アノード及びカソードの領域の側面から前記アノード及びカソードの領域を取り囲み、アノードの頂部と、前記伝導絶縁機構の伝導垂直部分の頂部との間の半導体デバイスの一部の中に配置された誘電絶縁領域と、を有することを特徴とする。
本発明の他の実施形態では、前記基板が、P型基板を含み、前記P型基板が、基板の上に横たわるP型エピタキシャル層を含み、前記第1の伝導タイプが、P型を含み、前記第2の伝導タイプが、N型を含むことを特徴とする。
更に、複数のドーパント濃度が、高ドーパント濃度、低ドーパント濃度、及び、中間のドーパント濃度の別々の部分を含み、前記高ドーパント濃度が、2×1017乃至5×1017のオーダーであり、前記低ドーパント濃度が、1×1015乃至5×1015のオーダーであり、前記中間のドーパント濃度が、2×1016乃至5×1016のオーダーであり、カソードが、3×1016乃至6×1016のオーダーのドーパント濃度を有することを特徴とする。
また、前記伝導垂直部分が、前記領域の表面から、埋設層まで下がるように延び、前記伝導垂直部分の幅が、垂直NPN及び垂直PNP領域によって形成される寄生トランジスタから生じる基板内に注入される寄生電流の量を制御し、伝導垂直部分が、基板の寄生電流を実質的に除去するように選択し、前記埋設層が、N+埋設層を含み、前記伝導垂直部分がN+伝導シンカーを含むことを特徴とする。
また、前記伝導絶縁機構が、前記アノードに電気的に接続されたことを特徴とし、前記伝導絶縁機構が、前記カソードに電気的に接続され、前記伝導絶縁機構が、電気的に浮遊し、アノード/カソード接合にわたる部分を少なくとも含む前記アノードとカソードとの間の領域の上に横たわる誘電体と、前記誘電体の上に横たわる伝導層とを更に有し、前記伝導層が前記アノードと電気的に接続され、伝導絶縁機構が、前記アノードと電気的に接続され、前記誘電体が、酸化物からなることを特徴とし、前記伝導層がポリシリコンからなることを特徴とする。
また、前記半導体デバイスが、高電圧及び高電流で作動可能なパワー集積回路内に組み込まれることを特徴とする。
更に、前記カソードがオーミック領域と、前記オーミック領域だけの垂直側面のまわりに前記オーミック領域を取り囲む誘電絶縁領域とを含み、前記オーミック領域と誘電絶縁領域とが、前記カソードの頂部部分に配置され、更に、前記オーミック領域が、オーミック接触のために適当なヘビードープ領域を有し、前記アノードが、前記アノードの頂部部分に配置されたオーミック領域を更に含み、前記オーミック領域が、オーミック接触のために適当なヘビードープ領域を有し、前記伝導絶縁機構の側面から前記伝導絶縁機構を取り囲むトレンチ誘電絶縁領域を更に有し、前記トレンチ誘電絶縁領域が、前記基板内に下がるように前記伝導絶縁機構の表面から延びることを特徴とする。
本発明のある実施形態の半導体デバイスを形成する方法は、第1の伝導タイプの基板を用意するステップと、第2の伝導タイプの埋設層を埋め込むステップと、を有し、前記埋設層が伝導絶縁機構の一部を形成し、前記埋設層の上に横たわる前記第1の伝導タイプのエピタキシャル層を堆積させるステップと、を有し、前記エピタキシャル層の一部がアノードの第1の部分を形成し、前記第1の伝導タイプ及び前記第2の伝導タイプをそれぞれ備えた第1及び第2の領域を注入するステップと、を有し、前記第1の領域が前記アノードの第1の部分に対応し、前記第2の領域がカソードの第1の部分に対応し、酸化絶縁体のための領域をエッチングし、エッチングされた領域内に酸化物を堆積させるステップと、前記第1の伝導タイプに第3の領域を注入するステップとを有し、前記第3の領域が、前記アノードの第3の部分に対応し、前記第2の伝導タイプに第4の領域を注入するステップとを有し、前記第4の領域が、前記伝導絶縁機構の第2の部分を形成することを特徴とする。
また、前記アノードが、複数のドーパント濃度を含み、ある部分のドーパント濃度が、他の部分のドーパント濃度よりも高い大きさのオーダーであり、いずれの部分もオーミック接触を作るのに使用されないことを特徴とし、前記アノードが前記カソードに隣接して配置され、アノード/カソード接合インターフェースを形成し、前記伝導絶縁機構が前記埋設層に電気的に接続された伝導シンカーと埋設層とを含み、前記埋設層が基板とアノード及びカソードの領域との間に配置され、前記伝導シンカーがアノード及びカソードの領域の側面からアノード及びカソードの領域を取り囲むことを特徴とする。
更に、前記伝導絶縁機構の第2の部分が、伝導シンカーを含み、前記伝導シンカーが前記第2の部分の表面から前記埋設層の下に延び、酸化絶縁物のための領域をエッチングし、前記エッチングされた領域内に酸化物を堆積し、アノードの頂部と前記伝導絶縁機構の前記伝導シンカーの頂部との間の半導体デバイスの一部に堆積された誘電絶縁領域を形成することを含むことを特徴とする。
本発明を例示によって図示するが、添付の図によって限定されるものではない。また同様の参照番号は同じエレメントを示す。
図におけるエレメントは簡略化されており、正確なスケールで図示されていないことは、当業者には理解されるであろう。例えば、図におけるいくつかのエレメントの寸法は、本発明の実施形態の理解の向上を助けるために、他のエレメントに対して誇張されている。
同じチップ上にアナログ及びCMOS(complementary metal-oxide-semiconductor)に沿ってパワーデバイスを集積するためのSMARTMOS技術の急速な発展は、システム−オン−チップ・ソリューションに関する機会を生み出す。自動車、ポータブル、及び、コンピュータ周辺アプリケーションにおけるパワー管理は、数十ボルトの高電圧までの全ての方法で、低いバッテリー電圧から動作を可能にする多用途のスマートパワー技術に関する必要性を駆動する。しかしながら、ダイオードのような在来の半導体デバイスのいくつかは、所定の状況において寄生基板注入の問題から被害をこうむる。基板注入を抑圧する目的のためにスマートパワー技術内に、ダイオードデバイスを絶縁する高電圧を注入することは、新しい構造及び製造方法を要求する。
図1は、本発明のある実施形態による半導体デバイスの断面図を図示する。図1で用いられている、「P-、P、P+及びP++」は、P型伝導を備えた半導体材料を現し、ドーパント濃度は、最も低いドーパント濃度P-から、より高いドーパント濃度P、次いで、さらに高いドーパント濃度P+、及び最も高いドーパント濃度P++ま変化する。同様に、「N、N+及びN++」は、N型伝導を備えた半導体材料を現し、ドーパント濃度は、最も低いドーパント濃度Nから、より高いドーパント濃度N+、及び最も高いドーパント濃度N++ま変化する。
図1に示した本発明の実施形態では、半導体デバイス10はダイオードであり、アノード42はP++領域30、P+領域20、P-領域24及びP領域26から形成され、カソード40は、N++領域32及びN領域22から形成される。P領域12は、半導体基板であり、N+領域13は、埋設された層であり、又は、別の実施形態では、何らかの仕方で形成されたN+層であってよい。N+領域16は、伝導シンカーとして実装されうる。N+層13と共同してN+領域16は、集積回路の残りからダイオード10を伝導的に絶縁するために使用され得る絶縁特性又は絶縁タブを形成する。誘電層14は、ダイオード10を取り囲むように使用されうる。誘電層14は、集積回路の残りからダイオード10を絶縁するように使用されうる絶縁バリアを形成する。誘電層14は、いかなる誘電材料から形成されても良い。酸化物は、使用されうるたった一つの誘電材料に過ぎない。例えば、酸化物とポリシリコンとの組み合わせのような、他のいかなる適切な材料を使用することができ得る。
アノード42は、P++領域30を含み、カソード40は、N++領域32を含み、絶縁領域16は、N++領域34を含む。これらの領域30,32及び34は、良好なオーミック接触とするために全て多量にドープされ、かくして、ここをオーミック領域と呼ぶこともある。本発明のいくつかの実施形態では、金属接触(図示せず)は、領域30,32及び34のそれぞれの上に横たわるように形成されうる。
本発明の図示した実施形態では、誘電層27は、アノード42とカソード40との間の接合の上に横たわるように形成される。誘電層27は、いかなる誘電材料から形成されても良いことに注意すべきである。ある実施形態では、薄い酸化物層は、誘電層27を形成するのに用いられる。伝導層28は、誘電層27の上に横たわるように形成される。伝導層28は、いかなる伝導、又は、半導材料から形成されても良いことに注意すべきである。ある実施形態では、ポリシリコン層が、伝導層28を形成知るのに用いられる。誘電層27及び伝導層28の各々は、複数の層を使用して形成されうることに注意すべきである。
本発明の図示した実施形態では、誘電層19が、アノード42とN+領域16との間に形成される。誘電層19は、いかなる誘電材料から形成されても良いことに注意すべきである。
ある実施形態では、電界酸化膜層(field oxide layer)が、誘電層19を形成するのに用いられる。酸化物は、使用されうる可能性のある一例としての誘電材料に過ぎない。他の如何なる適当な誘電材料をも使用することができ得る。
本発明の図示した実施形態では、誘電層18は、N++領域32を取り囲むリングとして形成される。誘電層18が、いかなる誘電材料から形成されても良いことに注意すべきである。ある実施形態では、電界酸化膜層(field oxide layer)が、誘電層18を形成するのに用いられる。酸化物は、使用されうる可能性のある一例としての誘電材料に過ぎない。他の如何なる適当な誘電材料をも使用することができ得る。ある実施形態では、誘電層18は、浅いトレンチ絶縁領域であってよい。誘電層の目的の1つは、N++領域32と、伝導層又は伝導プレート28との間の高い電位差をサポートすることである。本発明の他の実施形態では、誘電層18は用いられず、代わりに表面平面まで他の領域が延びることができうる(即ち、表面平面が、層27の底部表面と近接する)。
本発明のある実施形態では、アノード42は、伝導層44の道によって伝導層28と電気的に結合される。伝導層44は、所望のトポロジーを用いることができ、簡潔にするために特定のトポロジーでは図示されていない。誘電層44は、半導体デバイス10の上に形成されることができるいかなる伝導材料を使用して形成されうる。
本発明の別の実施形態では、垂直寄生NPN及びPNPデバイスから基板12内に注入された寄生電流を低減させるために、N++領域34、N+領域16及びN+領域13によって形成されたN絶縁領域に電気的にバイアスをかけ得る。図示された実施形態では、垂直寄生NPNトランジスタは、領域32及び22から形成された第1のN領域を有し、領域30,20,24及び26から形成されたP領域を有し、領域13から形成された第2のN領域を有することに注意すべきである。同様に、垂直寄生PNPトランジスタは、領域30、20,24及び26から形成された第1のP領域を有し、領域13から形成されたN領域を有し、領域12から形成された第2のP領域を有する。
N++領域34がアノード42に電気的に結合されている(即ち、ショートしている)ならば、垂直寄生PNPトランジスタのベース及びエミッタは、おおよそ同じ電圧であり、かくして、エミッタ/ベース・バイアスは存在しない。従って、垂直寄生PNPトランジスタは、P基板12内に注入される非常に小さなコレクタ電流を生成する。また、N++領域34が、アノード42に電気的に結合されている(即ち、ショートしている)ならば、垂直寄生NPNトランジスタのコレクタ及びベースは、おおよそ同じ電圧であり、かくして、負電圧までグランドを下げるようなコレクタ電圧のための道はない。コレクタが、負電圧まで下げられることが許容されるならば、N+領域13とP基板12との間の接合は、伝導ダイオード接合を形成し、かくして、基板12内に電流を注入する。
N++領域34がカソード40に電気的に結合されている(即ち、ショートしている)ならば、カソード40で高い電圧を支持することが可能である。N++領域34とカソード40とを電気的に結合することにより、N領域22とP領域26との間の接合、並びに、P領域26とN+領域13との間の接合にも負バイアスを生成する。これらの2つのリバースバイアス接合は、N領域22、特に、P領域24に最も近いN領域22、及び、誘電層18に最も近いN領域22の電界を一緒に低減させる。この低減された電界により、より高い最大電圧がカソード40で支持される。
N++領域34がアノード42又はカソード40のいずれにも電気的に接続されておらず、電気的に浮遊することが可能であれば、カソード40でより高い電圧を支持することが可能である。N+領域13の電圧を浮遊させることができるならば、カソード40で支持される最大電圧は、P+領域20とN+領域13との間の物理的な拒理によって制限されないが、デバイス10の他の特性(例えば、N+領域13及びP領域12の領域のドーピング濃度)によって制限される。
本発明のある実施形態では、アノード42は、複数のドーパント濃度を含む。ある実施形態では、P++領域30は、1×1020(cm-3)オーダーのドーパント濃度を有し、P+領域20は、2×1017乃至4×1017(cm-3)のレンジのドーパント濃度を有し、P-領域24は、1×1015乃至5×1015(cm-3)のレンジのドーパント濃度を有し、P領域26は、2×1016乃至5×1016(cm-3)のレンジのドーパント濃度を有する。これらのドーパント濃度は、例示目的だけのものである。本発明の別の実施形態では、他の適当なドーパント濃度を使用することができ得る。P++領域30のヘビードーパント濃度は、上に横たわる伝導層(図示せず)と良好なオーミック接合を形成するための目的による。かくして、P++領域30は、ここではオーミック領域と呼ぶ。本発明のある実施形態では、アノード42で使用される最低のP型ドーパント濃度と、アノード42で使用される最高のP型ドーパント濃度との間の、少なくとも1桁の差の大きさ(即ち、10の1乗)があることに注意すべきである。本発明の別の実施形態では、アノード42で使用される最低のP型ドーパント濃度と、アノード42で使用される最高のP型ドーパント濃度との間の、少なくとも2桁の差の大きさ(即ち、10の2乗、又は、100倍)がありうる。本発明の別の実施形態では、集積回路製造技術によって許容される0(即ち、無差)と最大の差との間のどんな所望のポイントでも、最低と最高のドーパント濃度の間の差を示す。
本発明のある実施形態では、カソード40は、複数のドーパント濃度を含む。ある実施形態では、N++領域32は、5×1020のオーダのドーパント濃度を有し、N領域22は、3×1016乃至6×1016のレンジのドーパント濃度を有する。これらのドーパント濃度は、例示の目的だけのために与えられたものである。本発明の別の実施形態では、他のいかなるドーパント濃度を使用することもでき得る。N++領域32の高いドーパント濃度は、上に横たわる伝導層(図示せず)と良好なオーミック接触を形成する目的のためであることに注意すべきである。かくして、N++領域32は、ここではオーミック領域とも呼ばれる。インターフェース49は、アノード42とカソード40との間に、アノード/カソード接合インターフェースを形成する。
本発明のある実施形態では、絶縁領域(34,16,13)は、複数のドーパント濃度を含む。ある実施形態では、N++領域34は、5×1020のオーダーのドーパント濃度を有し、N+領域16は、5×1017乃至8×1017のレンジのドーパント濃度を有し、N+領域は、1×1018乃至5×1018のレンジのドーパント濃度を有する。これらのドーパント濃度は、例示の目的のためだけに与えられたものである。本発明の別の実施形態では、他のいかなるドーパント濃度を使用することもでき得る。N++領域34の高いドーパント濃度は、上に横たわっている伝導層(図示せず)と良好なオーミック接触を形成する目的であることに注意すべきである。かくして、N++領域34は、ここではオーミック領域とも呼ばれうる。
本発明の他の実施形態では、P基板12は、P+基板12からドープされうる。本発明の別の実施形態では、基板12は、そこに形成された上に横たわるP型エピタキシャル層を備えたP++基板であって良い。次いで、図1で図示されたN+領域13として同様に機能するように、N型埋設層を形成するように、インプランテーション及び拡散が使用され得る。次いで、第2のP型エピタキシャル層が、N型埋設層の上に横たわるように堆積されうる。この第2のP型エピタキシャル層は、図1に図示したようにP領域24として同様な機能として役立つ。次いで、P領域26及びN領域22を形成するようにインプランテーションが使用されうる。ある実施形態では、同じインプランテーションマスクが、領域26及び22を形成するのに使用されうる。次いで、層14,18及び19を形成するために、エッチング及び酸化物体積が実施されうる。次いで、P+領域20を形成するためにインプランテーションが用いられ、N+領域16を形成するために別のインプランテーションを用いることができ得る。本発明の別の実施形態では、N+領域16を形成するための複数のインプラ・ステップとマスクを使用することができ得る。次いで、層27を形成するために酸化物堆積が実行され、層28を形成するためにポリシリコン堆積が実行されうる。次いで、N++領域32及び34を形成するためにインプランテーションが用いられ、P++領域30を形成するために別のインプランテーションが用いられ得る。本発明の別の実施形態では、半導体デバイス10の種々の実施形態を形成するために適当なオーダーの別のいかなる適当なステップを使用することもでき得る。
図2は、図1の半導体デバイス10によって生成された基板電流(I基板52)とカソード電流(Iカソード50)とを図示する、電流対電圧(カソード-アノード間電圧)をグラフ形式で図示する。基板12(図1参照)内に注入された寄生電流(I基板52)は、カソード電流(Iカソード50)よりもおおよそ6桁オーダー小さい大きさであることに注意すべきである。図2は、N++領域34(絶縁領域)がアノード42にショートされており、両者はおおよそ0ボルトであり、カソード40の電圧は0ボルトより下に引き下げられ、基板12は−10ボルトにバイアスされ、半導体デバイス10の温度はおおよそ摂氏150°であると仮定する。10マイクロメータを超えたN+領域16の幅を増やすことにより、基板12内に注入されるカソード電流を低減させるが;半導体デバイス10を形成するのに要求される半導体面積の量と、半導体デバイス10の電子性能との間にトレードオフが生じうる。在来の非絶縁ダイオードに関しては、基板内に注入された寄生電流は、カソード電流のおおよそ10%であることに注意すべきである。かくして、在来の非絶縁ダイオードは、非常に大きな寄生電流を基板内に注入し、同じ集積回路に形成された隣接する回路の潜在的な誤作動を生じさせる。
本発明が、潜在的な極性又は特定の伝導タイプに関して記載されているけれども、潜在的な極性及び伝導タイプを評価する当業者は反対にすることができ得る。また、半導体デバイス10の種々の部分を形成するのに使用された半導体材料は、いかなる適当な材料であって良い。例えば、基板12は、シリコン又はいかなる他の適切な半導体材料であって良い。また、半導体デバイス10は、高電圧及び高電流で作動可能なパワー集積回路内に組み込まれても良い。
先の明細書では、本発明は特定の実施形態を参照して記載されている。しかしながら、当業者は、添付の特許請求の範囲の本発明の範囲から逸脱することなく、種々の修正及び変更をすることができうる。従って、明細書及び図面は、観念を制限するのではなく例示であり、係る全ての修正は、本発明の範囲内に含まれるものである。
本発明の一つの実施形態による半導体デバイスの断面図を図示したものである。 図1の半導体デバイスによって生成された基板電流とカソード電流とを図示する電流対電圧(カソード-アノード電圧)グラフをグラフ形式で図示したものである。

Claims (6)

  1. 第1の伝導タイプの基板と、
    前記第1の伝導タイプのアノードとを有し、
    前記アノードが
    前記基板上に横たわるエピタキシャル層からなる低ドーパント濃度の第2の部分と、
    前記エピタキシャル層に形成された高ドーパント濃度の第1の部分と、
    前記エピタキシャル層に形成された中間のドーパント濃度の第3の部分と、
    前記第1の部分に形成され第1の部分よりもドーパント濃度が高いオーミック
    接触を作る領域とからなり、
    前記エピタキシャル層に形成された前記第1の伝導タイプとは異なる第2の伝導タイプのカソードとを有し、
    前記第3の部分はカソードと隣接して配設され、アノード/カソード接合インターフェースを形成し、
    前記第2の伝導タイプの伝導絶縁機構とを有し、
    前記伝導絶縁機構が、埋設層と、前記埋設層と電気的に結合する伝導垂直部分と含み、
    前記埋設層が、前記基板と前記エピタキシャル層との間に配置されるとともに、前記第3の部分と隣接して配置され
    前記伝導垂直部分が、前記アノード及びカソードの領域の側面から前記アノード及びカソードの領域を取り囲み、
    前記伝導絶縁機構が、前記基板との接合を形成し、前記伝導絶縁機構が、前記カソード、前記第3の部分、前記埋設層から構成される垂直NPN、および、前記第3の部分、前記埋設層、前記基板から構成される垂直PNP領域によって形成される寄生トランジスタから生じる前記基板内に注入される寄生電流の量を低減させるように電気的にバイアスをかけられ、
    前記オーミック接触を作る領域と、前記伝導絶縁機構の伝導垂直部分の頂部との間の前記エピタキシャル層中に配置された誘電絶縁領域と、
    を有することを特徴とする半導体デバイス。
  2. 前記伝導垂直部分が、前記領域の表面から、埋設層まで下がるように延びる、ことを特徴とする請求項1に記載の半導体デバイス。
  3. 前記伝導垂直部分の幅が、垂直NPN及び垂直PNP領域によって形成される寄生トランジスタから生じる基板内に注入される寄生電流の量を制御することを特徴とする、請求項2に記載の半導体デバイス。
  4. 伝導垂直部分が、基板の寄生電流を実質的に除去するように選択されたことを特徴とする請求項3に記載の半導体デバイス。
  5. 前記伝導絶縁機構が、前記アノードと前記カソードの一方に電気的に接続されたことを特徴とする請求項4に記載の半導体デバイス。
  6. 複数のドーパント濃度が、高ドーパント濃度、低ドーパント濃度、及び、中間のドーパント濃度の別々の部分を含み、
    前記高ドーパント濃度が、2×1017乃至5×1017のオーダーであり、前記低ドーパント濃度が、1×1015乃至5×1015のオーダーであり、前記中間のドーパント濃度が、2×1016乃至5×1016のオーダーであることを特徴とする請求項5に記載の半導体デバイス。
JP2007510745A 2004-04-30 2005-04-06 半導体デバイスおよびその製造方法 Expired - Fee Related JP5172330B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/836,170 US7095092B2 (en) 2004-04-30 2004-04-30 Semiconductor device and method of forming the same
US10/836,170 2004-04-30
PCT/US2005/011276 WO2005111817A2 (en) 2004-04-30 2005-04-06 Semiconductor device and method of forming the same

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2007535812A JP2007535812A (ja) 2007-12-06
JP2007535812A5 JP2007535812A5 (ja) 2008-05-22
JP5172330B2 true JP5172330B2 (ja) 2013-03-27

Family

ID=35187641

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007510745A Expired - Fee Related JP5172330B2 (ja) 2004-04-30 2005-04-06 半導体デバイスおよびその製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (2) US7095092B2 (ja)
EP (1) EP1756949A4 (ja)
JP (1) JP5172330B2 (ja)
CN (1) CN1947258A (ja)
TW (1) TWI364057B (ja)
WO (1) WO2005111817A2 (ja)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7525779B2 (en) * 2004-08-30 2009-04-28 Zi-Ping Chen Diode strings and electrostatic discharge protection circuits
TWI233688B (en) * 2004-08-30 2005-06-01 Ind Tech Res Inst Diode structure with low substrate leakage current and applications thereof
US7439584B2 (en) * 2005-05-19 2008-10-21 Freescale Semiconductor, Inc. Structure and method for RESURF LDMOSFET with a current diverter
US7466006B2 (en) * 2005-05-19 2008-12-16 Freescale Semiconductor, Inc. Structure and method for RESURF diodes with a current diverter
US7180158B2 (en) * 2005-06-02 2007-02-20 Freescale Semiconductor, Inc. Semiconductor device and method of manufacture
CN101331612B (zh) * 2005-12-19 2012-12-19 Nxp股份有限公司 集成高压二极管及制造方法
US20070200136A1 (en) * 2006-02-28 2007-08-30 Ronghua Zhu Isolated zener diodes
US7633135B2 (en) * 2007-07-22 2009-12-15 Alpha & Omega Semiconductor, Ltd. Bottom anode Schottky diode structure and method
JP4459213B2 (ja) * 2006-11-07 2010-04-28 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 サイリスタの駆動方法
US8168490B2 (en) 2008-12-23 2012-05-01 Intersil Americas, Inc. Co-packaging approach for power converters based on planar devices, structure and method
JP5534298B2 (ja) * 2009-06-16 2014-06-25 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
US8198703B2 (en) * 2010-01-18 2012-06-12 Freescale Semiconductor, Inc. Zener diode with reduced substrate current
TWI405250B (zh) * 2010-04-13 2013-08-11 Richtek Technology Corp 半導體元件雜質濃度分布控制方法與相關半導體元件
US8278710B2 (en) 2010-07-23 2012-10-02 Freescale Semiconductor, Inc. Guard ring integrated LDMOS
JP5711646B2 (ja) * 2010-11-16 2015-05-07 株式会社豊田中央研究所 ダイオード
US8629513B2 (en) * 2011-01-14 2014-01-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. HV interconnection solution using floating conductors
JP5898473B2 (ja) * 2011-11-28 2016-04-06 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
US9231120B2 (en) * 2012-06-29 2016-01-05 Freescale Semiconductor, Inc. Schottky diode with leakage current control structures
US9059008B2 (en) * 2012-10-19 2015-06-16 Freescale Semiconductor, Inc. Resurf high voltage diode
JP6120586B2 (ja) * 2013-01-25 2017-04-26 ローム株式会社 nチャネル二重拡散MOS型トランジスタおよび半導体複合素子
JP2014203851A (ja) * 2013-04-01 2014-10-27 株式会社東芝 半導体装置及びその製造方法
US9601607B2 (en) * 2013-11-27 2017-03-21 Qualcomm Incorporated Dual mode transistor
US9425266B2 (en) * 2014-10-13 2016-08-23 Semiconductor Components Industries, Llc Integrated floating diode structure and method therefor
CN106653835A (zh) * 2015-11-04 2017-05-10 苏州同冠微电子有限公司 一种igbt结构及其背面制造方法
US9748330B2 (en) 2016-01-11 2017-08-29 Semiconductor Component Industries, Llc Semiconductor device having self-isolating bulk substrate and method therefor
US10026728B1 (en) 2017-04-26 2018-07-17 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor device having biasing structure for self-isolating buried layer and method therefor
US10224323B2 (en) 2017-08-04 2019-03-05 Semiconductor Components Industries, Llc Isolation structure for semiconductor device having self-biasing buried layer and method therefor
US20200194581A1 (en) * 2018-12-18 2020-06-18 Vanguard International Semiconductor Corporation Semiconductor device and method for forming the same

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3648125A (en) * 1971-02-02 1972-03-07 Fairchild Camera Instr Co Method of fabricating integrated circuits with oxidized isolation and the resulting structure
US4345163A (en) * 1980-05-15 1982-08-17 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Control circuitry for high voltage solid-state switches
US5241210A (en) * 1987-02-26 1993-08-31 Kabushiki Kaisha Toshiba High breakdown voltage semiconductor device
EP0314399A3 (en) * 1987-10-30 1989-08-30 Precision Monolithics Inc. Buried zener diode and method of forming the same
US5414292A (en) * 1993-05-26 1995-05-09 Siliconix Incorporated Junction-isolated floating diode
EP0700089A1 (en) * 1994-08-19 1996-03-06 STMicroelectronics S.r.l. A device for protection against electrostatic discharges on the I/O terminals of a MOS integrated circuit
US5828101A (en) * 1995-03-30 1998-10-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Three-terminal semiconductor device and related semiconductor devices
TW417307B (en) * 1998-09-23 2001-01-01 Koninkl Philips Electronics Nv Semiconductor device
JP3275850B2 (ja) * 1998-10-09 2002-04-22 日本電気株式会社 高耐圧ダイオードとその製造方法
JP4065104B2 (ja) * 2000-12-25 2008-03-19 三洋電機株式会社 半導体集積回路装置およびその製造方法
JP2002203956A (ja) * 2000-12-28 2002-07-19 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
JP4074074B2 (ja) * 2001-09-17 2008-04-09 株式会社東芝 半導体装置
JP4067346B2 (ja) * 2002-06-25 2008-03-26 三洋電機株式会社 半導体集積回路装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP1756949A4 (en) 2009-07-08
US20050245020A1 (en) 2005-11-03
TW200609995A (en) 2006-03-16
WO2005111817A2 (en) 2005-11-24
US20060244081A1 (en) 2006-11-02
WO2005111817A3 (en) 2006-04-20
CN1947258A (zh) 2007-04-11
EP1756949A2 (en) 2007-02-28
US7095092B2 (en) 2006-08-22
TWI364057B (en) 2012-05-11
JP2007535812A (ja) 2007-12-06
US7476593B2 (en) 2009-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5172330B2 (ja) 半導体デバイスおよびその製造方法
TWI362737B (en) High energy esd structure
CN101506974B (zh) 利用沟槽隔离形成的无闭锁垂直瞬态电压抑制二极管阵列结构
US20080135970A1 (en) High Voltage Shottky Diodes
US20070018250A1 (en) High-voltage diodes formed in advanced power integrated circuit devices
JP4382360B2 (ja) ショットキー整流素子及びその製造方法
US10038082B2 (en) Cascoded high voltage junction field effect transistor
JPH0347593B2 (ja)
JP2013187440A (ja) 縦型トレンチigbt及びその製造方法
US9425266B2 (en) Integrated floating diode structure and method therefor
US20090166795A1 (en) Schottky diode of semiconductor device and method for manufacturing the same
JP2004207733A (ja) サブコレクタとしての多数キャリア蓄積層を有するバイポーラ・トランジスタ
CN100431167C (zh) 双极结型晶体管及其制造方法
TWI478240B (zh) 三重井隔離二極體及其製作方法、半導體元件
TW202232715A (zh) 半導體裝置、積體晶片及為積體晶片提供靜電放電保護的方法
US20140339603A1 (en) Semiconductor device and method of manufacturing a semiconductor device
CN112908851A (zh) 半导体功率器件的制造方法
JP3402244B2 (ja) 横型mos素子を含む半導体装置
JP2001522540A (ja) クロスカレント防止のための構造を有する半導体構成素子
US20050067672A1 (en) Semiconductor device and method for fabricating the same
CN110911495B (zh) 集成esd防护的沟槽vdmos器件及制造方法
CN105355594B (zh) 集成电路结构
JP3649056B2 (ja) 半導体装置
JPS6359262B2 (ja)
TWI506776B (zh) 半導體裝置及其製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080404

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080404

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20110912

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111014

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111018

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20120118

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20120125

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120418

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120608

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120910

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121129

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121226

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees