一种半导体装置，现有半导体装置存在肖特基势垒二极管的反倾斜电流过度增大的问题。本发明专利技术的半导体装置具有：形成于Ｎ型外延层（３）上的Ｐ型第一及第二阳极扩散层（５、６）及（７、８）；形成于所述外延层（３）上的Ｎ型阴极扩散层（１０Ａ、１１Ｂ）；按照包围所述第一及所述第二阳极扩散层且向所述阴极扩散层侧延伸的方式在所述外延层（３）上形成的Ｐ型第三阳极扩散层（９Ａ）；所述第一、第二及第三阳极扩散层上形成的肖特基势垒用金属层（１４）。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及保护电路元件不受过电压损害的半导体装置。技术背景在现有的半导体装置中，在N型半导体村底上形成有N型外延层。在形 成于外延层的N型扩散层上重叠形成有P型扩散层。而且，在P型扩散层上 形成有阳极电极，且在衬底背面形成有阴极电极，使用两扩散层的PN结构成 齐纳二极管。在P型扩散层的周边形成有P型保护区域，进而在其外侧形成 有另 一个保护区域。按照与被两保护区域包围的外延层接触的方式形成有肖 特基势垒用金属层。而且，由肖特基势垒用金属层的硅化物和外延层构成肖 特基势垒二极管。在现有的半导体装置中，将齐纳二极管和肖特基势垒二极 管并联连接，实现元件自身的顺向电压(Vf)的降低(例如参照专利文献1 )。在现有的半导体装置中，在N型半导体区域表面形成有高杂质浓度的P 型扩散层和该扩散层之间的低杂质浓度的P型扩散层。形成于N型半导体区 域表面的电极与高杂质浓度的P型扩散层欧姆接触，在其与低杂质浓度的P 型扩散层之间形成肖特基势垒。在高杂质浓度的P型扩散层的形成区域形成 有使用了 PN结的齐纳二极管。另一方面，在低杂质浓度的P型扩散层的形 成区域，形成有由齐纳二极管和肖特基势垒构成的二极管。通过该构造，减 少自P型扩散层向N型半导体区域注入的自由载流子(空穴)，降低PN结区 域附近蓄积的自由载流子(空穴)。而且，减小反回复电流密度(例如参照专 利文献2)。在现有的平面型半导体装置中，在形成于N型半导体区域的P型半导体 区域上面形成有阳极电极。在N型半导体区域上面形成有与阳极电极连接的 导电型场板极。另外，形成于N型半导体区域上面的等电位环电极和导电性 场板极通过电阻性场板极连接。而且，将位于导电性场板极和电阻性场板极 的边界下部的绝缘膜的厚度加厚，将位于等电位环电极侧的电阻性场板极下 部的绝缘膜的膜厚减薄。通过该构造，增强电阻性场板极的效果，减小导电性场板极和电阻性场板极的边界下部的耗尽层的曲率。而且，实现容易产生 电场集中的区域的耐压提高(例如参照专利文献3 )。专利文献l:特开平8- 107222号公报(第2-4页、第l图) 专利文献2:特开平9- 121062号公报(第5-6页、第2图) 专利文献3:特开平8 - 130317号公报(第3-6页、第2、 4图) 如上所述，在现有的半导体装置中，在一个元件内并联连接有齐纳二极 管和肖特基势垒二极管。通过该构造，顺向电压(Vf)利用肖特基势垒二极 管的特性能够实现低电压驱动。但是，在肖特基势垒二极管中，主电流以外 延层为流路。因此，存在外延层的寄生电阻增大，而不能降低ON电阻值的 问题。另外，在现有的半导体装置中，在齐纳二极管中，在形成于外延层上面 的阳极电极的端部下方形成有P型的保护区域。同样，在肖特基势垒二极管 中，在肖特基势垒用金属层的端部下方形成有P型保护区域。通过该构造， 由P型保护区域保护容易产生电场集中的区域。但是，在最外周配置P型保 护区域的构造中，在施加反偏压时，在阳极电极的端部及肖特基势垒用金属 层的端部附近，耗尽层的曲率容易产生变化。特别是在耗尽层的终端区域附 近配置了上述端部的情况下，耗尽层的曲率半径增大。其结果是存在在耗尽 层发生了曲率变化的区域容易引起电场集中，从而难以实现所希望的耐压特 性。另外，在现有的半导体这种中，在齐纳二极管动作时，在N型外延层区 域会过度蓄积少数载流子即自由载流子(空穴)。而且，在齐纳二极管断开时， 需要将该蓄积的自由载流子(空穴)从P型扩散层排除。此时，P型扩散层 附近的自由载流子(空穴)浓度提高，反回复电流的时间变化率(di/dt)的 绝对值增大。而且，存在因反回复电流的时间变化率(di/dt)而破坏保护二 极管的问题。再有，利用肖特基势垒二极管的低的顺向电压(Vf)特性，在向电路元 件施加过电压时，使保护二极管先于电路元件动作，防止电路元件破坏，在 上述这种情况下，例如受形成于外延层表面的肖特基势垒金属层的影响等， 肖特基势垒二极管的顺向电压(Vf)特性过度降低，从而存在反倾斜电流增 大的问题。再有，利用肖特基势垒二极管的低的顺向电压(Vf)特性，在向电路元件施加过电压时，使保护二极管先于电路元件动作，防止电路元件破坏，在 上述这种情况下，例如受形成于外延层表面的肖特基势垒金属层的构成等影 响，肖特基势垒二极管的顺向电压(Vf)特性过度降低，从而存在反倾斜电 流增大的问题。
技术实现思路
本专利技术就是鉴于所述问题而提出的，本专利技术提供一种半导体这种，其特征在于，具有与一导电型半导体层隔开形成的反向导电型的第一及第二阳 极扩散层；形成于所述半导体层上的一导电型的阴极扩散层；按照包围所述层上形成的反向导电型的第三阳极扩散层；所述第一、第二及第三阳极扩散 层上形成的肖特基势垒用金属层。另外，再有特征为，所述阴极扩散层由杂质浓度不同的两个一导电型扩 散层构成，且连接着阴极电极。再有特征为，所述第三阳极扩散层的杂质浓度比所述第一及第二阳极扩 散层的杂质浓度低。另外，再有特征为，在施加阳极电位的配线层和所述阴极扩散层交叉的 区域即所述半导体层上配置有与所述阴极扩散层同电位的电场遮断膜。在本专利技术中，通过利用肖特基势垒二极管的低的顺向电压(Vf)特性， 从而在将过电压向电路元件施加时，使保护元件先于电路元件动作，能够防 止电3各元件的石皮坏。而且，通过按照包围形成于一导电型半导体层上的反向导电型的第一及 第二阳极扩散层的方式形成杂质浓度比该第一及第二阳极扩散层低的第三阳极扩散层，抑制肖特基势垒二极管的顺向电压(Vf)特性过度降低，反向倾斜电流过度增大。另外，通过由杂质浓度不同的两个一导电型扩散层构成阴极扩散层，实 现高耐压化。附图说明图1 (A) (B)是说明本专利技术实施例的保护二极管的剖面图； 图2 (A) (B)是说明本专利技术实施例的齐纳二极管的剖面图； 图3是说明本专利技术实施例的保护二极管和齐纳二极管的顺向电压(Vf)的图；图4是说明装入了本专利技术实施例的保护二极管的电路的图；图5 (A)是说明本专利技术实施例的保护二极管的反偏压状态的电位分布的图，(B)是说明本专利技术实施例的保护二极管的碰撞电离产生区域的图； 图6是说明本专利技术实施例的保护二极管的反偏压状态的电位分布的图； 图7是说明本专利技术实施例的保护二极管和齐纳二极管的自由载流子(空穴)的浓度曲线的图；图8是说明本专利技术实施例的保护二极管的平面图；图9 (A) (B)是说明本专利技术其它实施例的保护二极管的剖面图；图10 (A) (B)是说明本专利技术其它实施例的PN二极管的剖面图；图11 (A)是说明本专利技术其它实施例的保护二极管的反偏压状态的电位分布的图，(B)是说明本专利技术其它实施例的保护二极管的碰撞电离产生区域的图。标记i兌明1保护二极管2 P型单晶硅衬底3 N型外延层 5 P型扩散层7 P型扩散层8 P型扩散层 9A P型扩散层 10A N型扩散层 11A N型扩散层14肖特基势垒用金属层 18金属层20 端部21 硅化物层具体实施方式下面，参照图1 ~图7说明本专利技术一实施例的半导体装置，并做详细说明。 图1 (A)及(B)是用于说明本实施例的二极管的剖面图。图2 (A)及(B) 是由于说明本实施例的齐纳二极管的剖面图。图3说明本实施例的保护二极 管和齐纳二极管本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，具有： 与一导电型半导体层隔开形成的反向导电型的第一及第二阳极扩散层； 形成于所述半导体层上的一导电型阴极扩散层； 包围所述第一及所述第二阳极扩散层且按照向所述阴极扩散层侧延伸的方式在所述半导体层上形成的反向导电型第三阳极扩散层； 所述第一、第二及第三阳极扩散层上形成的肖特基势垒用金属层。
【技术特征摘要】
JP 2006-9-28 265385/061、一种半导体装置，其特征在于，具有与一导电型半导体层隔开形成的反向导电型的第一及第二阳极扩散层；形成于所述半导体层上的一导电型阴极扩散层；包围所述第一及所述第二阳极扩散层且按照向所述阴极扩散层侧延伸的方式在所述半导体层上形成的反向导电型第三阳极扩散层；所述第一、第二及第三阳极扩散层上形成的肖特基势垒用金属层。2、 如...
【专利技术属性】
技术研发人员：菊池修一，大川重明，中谷清史，田中秀治，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，三洋半导体株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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