JPH08107222A - ツェナーダイオード - Google Patents

ツェナーダイオード

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JPH08107222A
JPH08107222A JP24098394A JP24098394A JPH08107222A JP H08107222 A JPH08107222 A JP H08107222A JP 24098394 A JP24098394 A JP 24098394A JP 24098394 A JP24098394 A JP 24098394A JP H08107222 A JPH08107222 A JP H08107222A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
zener diode
diffusion region
semiconductor substrate
schottky barrier
type
Prior art date
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Pending
Application number
JP24098394A
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English (en)
Inventor
Toshiyuki Nishina
俊之 仁科
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.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 ツェナーダイオードに関し、特に順方向電圧
の低いツェナーダイオードを得ることで極性の判別をよ
り確実に行う。 【構成】 N+型の半導体基板1にN-型のエピタキシャ
ル層2が形成されており、このエピタキシャル層2には
+ 型拡散領域3が設けられている。このN+ 型拡散領
域3内にP型拡散領域4が形成されており、N+ 型拡散
領域3とP型拡散領域4のPN接合を用いてツェナーダ
イオードが構成されている。そして、ショットキーバリ
ヤ用金属層8のシリサイド層13とエピタキシャル層2
とでショットキーバリヤダイオードが構成されており、
半導体基板1の裏面にはカソード用の電極11が設けら
れている。上述の構成とすることで、1素子内でツェナ
ーダイオードとショットキーバリヤダイオードと並列に
接続し、素子自体の順方向電圧(VF)を低くしてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ツェナーダイオードに
関し、特に順方向電圧の低いツェナーダイオードに関す
る。
【0002】
【従来の技術】ツェナーダイオードは、PN接合に逆バ
イアスを印加することで生じる降伏現象(ツェナー降
伏)を利用したダイオードである。ツェナー降伏を生じ
ている範囲では、電圧が一定値に保持される特性を有す
ることからツェナーダイオードは定電圧素子として使用
されている。
【0003】一般にツェナーダイオードの構造は、図3
に示すように、高濃度の例えば、N + 型の半導体基板3
1の表層部の選択箇所にP型の拡散領域32を設けると
共に、拡散領域32の周辺にP+ 型のガードリング33
を設けている。そして、拡散領域32上にはAl,Ag
等のアノード用の電極34が形成されており、半導体基
板31の裏面にはカソード用の電極35が形成されてい
る。なお、半導体基板31の表面は、拡散領域32上に
形成された電極34の部分を除き、絶縁膜36で覆われ
ている。
【0004】上述の構造を有するツェナーダイオードの
ツェナー電圧は、N+ 型半導体基板31に形成されるP
型の拡散領域32の深さと、N+ 型半導体基板31の不
純物濃度によって所定の値に決定される。その値は、拡
散領域32の深さを浅くし、かつ半導体基板31の不純
物濃度を高くするほど低く(低電圧化)することがで
き、現在では、ツェナー電圧が3〜50Vのものが一般
に量産されている。
【0005】ところで、近年の電子機器の駆動電圧の低
電圧化に伴いツェナー電圧が1〜2Vのツェナーダイオ
ードが求められている。この要望に応えるため、P型の
拡散領域の深さとN+ 型半導体基板の不純物濃度を調整
することで、ツェナー電圧が1〜2V程度となるツェナ
ーダイオードの開発若しくは製造が進められている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ツェナーダ
イオードのツェナー電圧を1〜2V程度の低電圧化した
場合、極性判別で次のような問題を生じていた。一般に
ツェナーダイオードの極性の測定は、図4に示すよう
に、被測定ダイオード41のリード線42,43を測定
端子44,45に接触させて、リード線42,43間の
順方向電圧(VF)とツェナー電圧(VZ)を測定器46
で測定することで極性を判別している。従来のツェナー
ダイオードでは、順方向電圧(VF) が約0.8〜0.
9Vで、ツェナー電圧(VZ) が3〜50Vであるの
で、両者の値の差が大きく、極性の判別を正確に行うこ
とができた。
【0007】しかし、ツェナー電圧(VZ) が1〜2V
程度に低電圧化されたツェナーダイオードでは、順方向
電圧(VF) との差が小さいため極性を逆に判別してし
まうという事態が発生していた。このように、極性を誤
って判別した状態で極性表示のカラーリングや梱包が行
われた場合、実装時に極性が逆に取り付けられてしま
い、所定の動作が得られないという問題も発生してい
た。
【0008】本発明の目的は、上述した問題点を除去し
たツェナーダイオードを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために次のような構成をとる。すなわち、本発
明のツェナーダイオードは、第1導電型の半導体基板
と、該半導体基板の表面部に形成された第2導電型のガ
ード領域と、該ガード領域の内側に形成された第2導電
型の拡散領域と該拡散領域上に設けられた電極を有する
ツェナーダイオードにおいて、前記ガード領域より外側
の半導体基板と接触し、かつ前記電極と電気的に接続す
るショットキーバリヤ用金属層を設けたことを特徴とす
るものである。
【0010】
【作用】本発明によれば、ツェナーダイオードを囲むよ
うにショットキーダイオードを設け、ツェナーダイオー
ドの電極とショットキーバリヤ用金属層とを電気的に接
続することで、1素子内でツェナーダイオードとショッ
トキーバリヤダイオードとを並列に接続している。この
構成にすることで、順方向電圧(VF) はショットキー
バリヤダイオードの特性が利用されるので、素子自体の
順方向電圧(VF)を約0.4〜0.5Vと低くするこ
とができる。従って、ツェナー電圧(VZ) が1〜2V
程度に低電圧化されたツェナーダイオードであっても、
両者の値の差が大きくすることができるので、極性の判
別をより確実にすることができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1及び図2を参照
しつつ説明する。図1に示すように、本発明のツェナー
ダイオードは、N+型の半導体基板1にN-型のエピタキ
シャル層2が形成されており、このエピタキシャル層2
には深さ1μm程度のN+型拡散領域3が設けられてい
る。このN+ 型拡散領域3内に深さ0.2〜0.3μm
のP型拡散領域4が形成されており、N+ 型拡散領域3
とP型拡散領域4のPN接合を用いてツェナーダイオー
ドが構成されている。尚、本実施例ではツェナー電圧を
より低くする目的からN+ 型拡散領域3を設けている
が、必ずしも設ける必要はない。
【0012】P型拡散領域4上にはポリシリコンからな
るアノード用の電極5が設けられるとともに、P型拡散
領域4の周辺にはリング状のP型のガード領域6が、ツ
ェナー降伏をできるだけ半導体基板の内部で起こさせる
ために形成されている。さらに、このガード領域6の外
側にはリング状のP型の第2のガード領域7が設けられ
ており、ガード領域6及び7に囲まれたエピタキシャル
層2に接触するようにTi/Alから成るショットキー
バリヤ用金属層8が、ツェナーダイオードの電極5と電
気的に接続するように設けられている。ショットキーバ
リヤ用金属層8のシリサイド層13とエピタキシャル層
2とでショットキーバリヤダイオードが構成されてい
る。エピタキシャル層2の表面には、電極5とショット
キーバリヤ用金属層8とが設けられている箇所以外は酸
化膜9で覆われている。また、素子を保護するために、
ショットキーバリヤ用金属層8上にはツェナーダイオー
ド上の領域を除き窒化膜10で覆われている。そして、
半導体基板1の裏面にはカソード用の電極11が設けら
れている。
【0013】本発明によれば、ツェナーダイオードとシ
ョットキーバリヤダイオードとを並列接続して1素子と
することで、素子自体の順方向電圧(VF) を低くする
ことができ、極性判別をより確実にできる。次に図2を
参照しつつ本発明のツェナーダイオードの製造方法につ
いて説明する。まず、図2(a)に示すように、比抵抗
5〜18mΩ・cmのN+ 型のシリコンからなる半導体
基板1上に、比抵抗0.9〜1.5Ω・cmで厚さの5
〜10μmのN- エピタキシャル層2を成長させた後、
その表面に熱酸化により酸化膜9を形成する。
【0014】次に、図2(b)に示すように、エピタキ
シャル層2の表面に形成された酸化膜9に選択的に開口
部を設け、P型不純物を拡散して深さ2〜3μmのガー
ド領域6及び7を形成する。次に、図2(c)に示すよ
うに、ツェナーダイオードが形成される領域上の酸化膜
9を選択的に開口し、この開口部に厚さ100〜100
0Å程度のインプラ保護用の酸化膜12を形成し、リン
または砒素をイオン注入しアニールすることで、ガード
領域5で囲まれた領域に深さ1μm程度のN+ 型拡散領
域3を形成する。
【0015】次に、図2(d)に示すように、酸化膜1
2を除去した後、半導体基板を覆うように厚さ2μm程
度のボロンが添加されたポリシコン膜を堆積し、熱処理
を施すことでN+ 型拡散領域3内に深さ0.2〜0.3
μmのP型拡散領域4を形成する。その後、ツェナーダ
イオード部分以外のポリシリコン膜をエッチング除去す
る。残留したポリシリコン膜は電極5として利用され
る。
【0016】次に、図2(e)に示すように、ショット
キーダイオードが形成される領域上の酸化膜9を選択的
に開口し、Tiからなるショットキーバリヤ用金属層8
をスパッタ法や蒸着法で半導体基板上に被着する。次
に、半導体基板を窒素雰囲気中で約600〜650℃で
10〜20分間熱処理してショットキーバリヤ用金属層
8のシリサイド層13をエピタキシャル層2内に形成
し、シリサイド層13とエピタキシャル層2の接触によ
りショットキーバリヤダイオードを構成している。
【0017】次に、ショットキーバリヤ用金属層8上に
Alをスパッタ法や蒸着法で被着するとともに、素子を
保護するためにツェナーダイオード上の領域を除きAl
は窒化膜10で覆われている。組立工程でツェナーダイ
オード領域上のAlにワイヤボンディングがされる。最
後に半導体基板1の裏面にはカソード用の電極11が形
成される。
【0018】本実施例では、シリサイド層13を形成し
た直後にAlをショットキーバリヤ用金属層8に被着し
た例を示したが、シリサイド層13を形成後、ショット
キーバリヤ用金属層8を一旦除去し、再度Ti/Alを
被着しても良い。また、ショットキーバリヤ用金属層8
としてTiを使用した例について説明したが、Mo等の
半導体基板とショットキーバリヤを形成する金属であれ
ばどのような金属を使用しても良い。
【0019】
【効果】上述のように、本発明のツェナーダイオードに
よれば、1素子内でツェナーダイオードとショットキー
バリヤダイオードと並列に接続しているので、極性の判
別に際して、順方向電圧(VF) はショットキーバリヤ
ダイオードの特性が利用され、素子自体の順方向電圧
(VF)を約0.4〜0.5Vと低くすることができ
る。従って、ツェナー電圧(VZ) が1〜2V程度に低
電圧化されたツェナーダイオードであっても、両者の値
の差が大きくすることができるので、極性の判別をより
確実にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のツェナーダイオードを説明する図面。
【図2】本発明のツェナーダイオードを製造方法を示す
図面
【図3】従来のツェナーダイオードを示す説明図。
【図4】ツェナーダイオードの測定方法を示す説明図。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 エピタキシャル層 3 N+型拡散領域 4 P型拡散領域 5 電極 6,7 ガード領域 8 ショットキーバリヤ用金属層 9 酸化膜 10 窒化膜 11 電極

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1導電型の半導体基板と、該半導体基板
    の表面部に形成された第2導電型のガード領域と、該ガ
    ード領域の内側隣接して形成された第2導電型の拡散領
    域と該拡散領域上に設けられた電極を有するツェナーダ
    イオードにおいて、前記ガード領域より外側の半導体基
    板と接触し、かつ前記電極と電気的に接続するショット
    キーバリヤ用金属層を設けたことを特徴とするツェナー
    ダイオード。
JP24098394A 1994-10-05 1994-10-05 ツェナーダイオード Pending JPH08107222A (ja)

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