半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体装置，该半导体装置包含钳位二极管，并具有：设置在半导体衬底（6）上的耐压调整用第一导电型低浓度区域（5）；圆形的第二导电型高浓度区域（1），其设置在耐压调整用第一导电型低浓度区域（5）内；环状的元件分离用绝缘膜（2），其在耐压调整用第一导电型低浓度区域（5）内，被设置成以不与第二导电型高浓度区域（1）相接的方式围住第二导电型高浓度区域（1）；第一导电型高浓度区域（3），其在耐压调整用第一导电型低浓度区域（5）内，设置在元件分离用绝缘膜（2）的环以外。提供一种具有钳位二极管的半导体装置，该钳位二极管的经时劣化、晶片面内偏差、晶片间偏差、批次间偏差以及击穿前的泄漏小。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置
本专利技术涉及半导体装置。尤其涉及在半导体装置中使用的钳位二极管。
技术介绍
在半导体装置中使用的钳位二极管是利用p型半导体和n型半导体之间的结耐压来使提供给电路的电压固定（钳位）的器件。钳位二极管是能够简便地限制电压的器件，其需求较大，在电子设备中被广泛使用。在钳位二极管的制造中，在固定地限制电压的钳位二极管中，耐压的晶片（wafer）面内偏差、晶片间偏差以及批次（lot）间偏差较小，经时变化较小的这一点显得非常重要。此外，减小击穿前的漏电流也是重要的一点。虽然是简单的结构，但以满足全部上述特性的方式制造钳位二极管并非易事。在专利文献1中公开了用于改善上述经时变化的专利技术。图7表示在专利文献1的图1中所示的结构的剖视图。如图7所示，记载有：使第二导电型高浓度区域1距离元件分离用绝缘膜2预定的距离，此外，经由绝缘膜9设置电极8，调整所述电极8的电压，由此，可以改善钳位二极管的经时变化。此外，图8示出该文献的图6所示的结构的剖视图。如该结构所示，记载有即使在没有图7中的电极8的情况下，也得到相同的效果。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开平11－307787号公报
技术实现思路
但是，虽然专利文献1所示的专利技术改善了经时变化，但是专利文献1并没有涉及晶片面内偏差、晶片间偏差和批次间偏差大小以及击穿前有无泄漏。实际上，在专利文献1所示的专利技术中，由于以下的理由，晶片面内偏差、晶片间偏差以及批次间偏差并未减少。在图7的结构中，将与施加于电极8的电压对应的电场经由氧化膜9施加于pn结，因此，电场是固定的，看起来pn结耐压不变动。认为理想的是如果将相同大小的电压施加于电极8则耐压相同，但是实际上，在晶片面内、晶片之间以及批次之间，氧化膜9的厚度并不相同，在电极8的电压施加于pn结而形成的电场中会产生偏差。因此，pn结耐压具有偏差。此外，在图7以及图8中所具有的元件分离用绝缘膜2的下面，存在第一导电型区域7，因此，该杂质会给pn结附近的杂质分布带来影响，使pn结的耐压发生变化。这是因为，在理想情况下，如果在相同的条件下作成第一导电型区域7，则pn结的耐压应该相同，但是实际上，由于在晶片面内、晶片之间以及批次之间，第一导电型区域7的浓度并不相同，所以对pn结耐压的影响程度具有偏差，其结果是，pn结耐压具有偏差。此外，根据专利文献1的话，图7的第二导电型高浓度区域1的平面形状是8边形（本说明书中未图示）。在这样存在折角的结构中，由于电场强度在折角部变强，所以根据其折角部决定耐压。图9示出第二导电型高浓度区域1的平面形状为矩形的情况下以及圆形的情况下的耐压。这样，很清楚的是，与圆形相比，具有矩形的第二导电型区域1的钳位二极管的耐压较低。也就是说，很清楚的是，电场集中于矩形的折角部，其折角部决定耐压。理想的是，如果在相同的条件下进行光刻，则折角部的形状始终相同，因此pn结的耐压应相同，但是实际上，在晶片面内、晶片之间以及批次之间，折角部的电场强度具有偏差，结果pn结耐压具有偏差。这样，使pn结的耐压具有偏差的因素较多，为了抑制这些偏差，需要尽可能地简化结构，将成为偏差的主要原因的要素减少到极限。本专利技术是鉴于上述课题而完成的，提供一种钳位二极管，该钳位二极管抑制了经时劣化、晶片面内偏差、晶片间偏差、批次偏差以及击穿前的泄漏。为了解决上述课题，包含本专利技术所涉及的钳位二极管的半导体装置具有：设置在半导体衬底上的耐压调整用第一导电型低浓度区域；圆形的第二导电型高浓度区域，其设置在所述耐压调整用第一导电型低浓度区域内；环状的元件分离用绝缘膜，其在所述耐压调整用第一导电型低浓度区域内，被设置成以不与所述第二导电型高浓度区域相接的方式围住所述第二导电型高浓度区域；第一导电型高浓度区域，其在所述耐压调整用第一导电型低浓度区域内，设置在元件分离用绝缘膜的环以外。通过使用上述的单元，能够提供一种经时劣化、晶片面内、晶片间、批次间偏差以及击穿前的泄漏小的钳位二极管。附图说明图1是示出本专利技术的代表例的图。图2是示出钳位二极管中的泄漏特性的图。图3是示出本专利技术的变形例1的图。图4是示出本专利技术的变形例2的图。图5是示出本专利技术的变形例4的图。图6是示出本专利技术的变形例5的图。图7是示出现有技术的实施例的图。图8是示出现有技术的其它实施例的图。图9是示出钳位二极管中的电流电压特性与第二导电型高浓度区域1形状的依赖性的图。标号说明1第二导电型高浓度区域2元件分离用绝缘膜3第一导电型高浓度区域4触点5耐压调整用第一导电型低浓度区域6半导体衬底7第一导电型区域8电极9绝缘膜具体实施方式以下，使用附图对用于实施专利技术的方式进行说明。图1是示出半导体装置中的钳位二极管的第一实施方式的图。图1（a）示出俯视图，图1（b）示出沿着该图（a）的线A-A’的剖视图。耐压调整用第一导电型低浓度区域5设置在半导体衬底6的表面，具有与耐压调整用第一导电型低浓度区域5相反的导电型的第二导电型高浓度区域1在耐压调整用第一导电型低浓度区域5的表面的部分，在俯视图中设置成圆形。在耐压调整用第一导电型低浓度区域5的表面上以不与第二导电型高浓度区域1相接的方式围住第二导电型高浓度区域1地设置有环（ring）状的元件分离用绝缘膜2。此处，环状并非一定是圆环形状或者圈（doughnut）形状，元件分离用绝缘膜2的环状的内侧部分的形状为圆形，但是其外形在本实施例中为矩形。此外，在耐压调整用第一导电型低浓度区域5上，以围住元件分离用绝缘膜2的方式设置有矩形的第一导电型高浓度区域3。第二导电型高浓度区域1和第一导电型高浓度区域3的表面被绝缘膜覆盖，并分别经由触点4与不同的配线连接。当在第一导电型高浓度区域3与第二导电型高浓度区域1之间施加电压时，由于第二导电型高浓度区域1与耐压调整用第一导电型低浓度区域5之间的pn结的击穿而将电压钳位于固定的电压。根据目的，半导体装置可以仅包含钳位二极管，有时也可以包含由钳位二极管以外的晶体管等构成的电路。＜效果1＞专利技术人发现：如本专利技术的图1所示，由于第二导电型高浓度区域1被设置为不与元件分离用绝缘膜2相接，所以如专利文献1中所述那样，得到抑制经时劣化的效果，但是不仅如此，还能够得到抑制pn结的耐压以下的电压下的泄漏电流的效果。图2是示出钳位二极管的电压电流特性的曲线图。图2的曲线图中的“不相接”示出图1所示的第二导电型高浓度区域1不与元件分离用绝缘膜2相接的结构，“相接”示出第二导电型高浓度区域1与元件分离用绝缘膜2相接的结构。这样，“不相接”结构与“相接”结构相比，泄漏电流小。专利技术者推测，其原因是，如果形成与第二导电型高浓度区域1相接的元件分离用绝缘膜2，则在元件分离用绝缘膜2与耐压调整用第一导电型低浓度区域5之间会产生形变，从而在耐压调整用第一导电型低浓度区域5的禁帯中生成能级，该能级消解而产生电流，因此，在第二导电型高浓度区域1与元件分离用绝缘膜2相接的结构中，泄漏电流大。因此，在本专利技术的图1中，不但得到专利文献1的经时劣化的抑制效果，还得到抑制作为课题之一的、泄漏电流的效果。＜效果2＞在本专利技术的图1中，由于不存在现有结构的图7所示的电极8以及绝缘膜9，所以不再存在作为课题之一的从电极8传给pn结耐压的电场偏差，结果pn结耐压的偏差减小。＜效果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，具有：半导体衬底；设置在所述半导体衬底上的耐压调整用第一导电型低浓度区域；圆形的第二导电型高浓度区域，其设置在所述耐压调整用第一导电型低浓度区域内的表面附近；具有环形状的元件分离用绝缘膜，其在所述耐压调整用第一导电型低浓度区域内的表面上，被设置成以不与所述第二导电型高浓度区域相接的方式围住所述第二导电型高浓度区域；以及第一导电型高浓度区域，其在所述耐压调整用第一导电型低浓度区域内，设置在所述元件分离用绝缘膜的外侧。

【技术特征摘要】
2012.04.17 JP 2012-0940891.一种半导体装置，其特征在于，具有：半导体衬底；设置在所述半导体衬底上的耐压调整用第一导电型低浓度区域；圆形的第二导电型高浓度区域，其设置在所述耐压调整用第一导电型低浓度区域内的表面附近,被所述耐压调整用第一导电型低浓度区域包围、且未被所述耐压调整用第一导电型低浓度区域以外的低浓度区域包围；具有环形状的元件分离用绝缘膜，其在所述耐压调整用第一导电型低浓度区域内的表面上，被设置成以不与所述第二导电型高浓度区域相接的方式围住所述第二导电型高浓度区域；以及第一导电型高浓度区域，其在所述耐压调整用第一导电型低浓度区域内，设置在所述元件分离用绝缘膜的外侧。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第一导电型高浓度区域被设置成具有环形状、且围住所述元件分离...

【专利技术属性】
技术研发人员：理崎智光，
申请(专利权)人：精工电子有限公司，
类型：发明
国别省市：