JPH0828524B2

JPH0828524B2 - Semiconductor integrated circuit

Info

Publication number: JPH0828524B2
Application number: JP9555887A
Authority: JP
Inventors: 徹也若井
Original assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Current assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Priority date: 1987-04-17
Filing date: 1987-04-17
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2011-03-21
Also published as: JPS63260183A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は半導体集積回路、特にツェナーダイオードを
組込んだ半導体集積回路に関するものである。The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a semiconductor integrated circuit incorporating a Zener diode.

（ロ）従来の技術従来のツェナーダイオード（21）は例えば特開昭58-8
5571号公報、特願昭60-288333号が詳細に説明をしてい
る。(B) Conventional technology A conventional Zener diode (21) is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 58-8.
5571 and Japanese Patent Application No. 60-288333 explain in detail.

例えば第４図に示す如く、Ｐ型の半導体基板（22）
と、この半導体基板（22）上に形成したＮ型のエピタキ
シャル層（23）と、前記半導体基板（22）とエピタキシ
ャル層（23）との間に形成した埋込層（24）と、前記エ
ピタキシャル層（23）表面より前記半導体基板（22）ま
で到達するP⁺型の分離領域（25）と、このP⁺型の分離領
域（25）により島状に分離された島領域（26）と、この
島領域（26）の表面に形成されたP⁺型のアノード領域
（27）と、このアノード領域（27）内に形成されたN⁺型
のカソード領域（28）とを備え、前記P⁺型のアノード領
域（27）とN⁺型のカソード領域（28）とでPN接合を形成
しツェナーダイオードを形成していた。For example, as shown in FIG. 4, a P type semiconductor substrate (22)
An N-type epitaxial layer (23) formed on the semiconductor substrate (22), a buried layer (24) formed between the semiconductor substrate (22) and the epitaxial layer (23), and the epitaxial layer. A P ⁺ -type isolation region (25) reaching from the surface of the layer (23) to the semiconductor substrate (22), and an island region (26) separated by the P ⁺ -type isolation region (25) into islands; an anode region of the P ⁺ -type formed on the surface of the island region (26) (27), and a cathode region of the N ⁺ type formed in the anode region (27) in (28), said P ⁺ A zener diode was formed by forming a PN junction between the positive type anode region (27) and the N ⁺ type cathode region (28).

そして前記カソード領域（28）は他の回路素子と結合
し、半導体集積回路として構成している。The cathode region (28) is combined with other circuit elements to form a semiconductor integrated circuit.

（ハ）発明が解決しようとする問題点上述の如き構成のツェナーダイオードに於いて、ツェ
ナー電圧V_Zはアノード領域（27）とカソード領域（28）
の不純物濃度に依って決定され、このアノード領域（2
7）およびカソード領域（28）の濃度を変えないかぎ
り、ツェナー電圧V_Zは一定である。しかし他領域に形成
される集積回路によってツェナー電圧を変える必要があ
る場合に於ては上述の構成では不純物プロファイルを変
える以外にはツェナー電圧を変えることができない問題
点を有していた。(C) Problems to be solved by the invention In the Zener diode having the above-mentioned configuration, the Zener voltage V _Z is set to the anode region (27) and the cathode region (28).
This anode area (2
The zener voltage V _Z is constant, unless the concentrations of 7) and the cathode region (28) are changed. However, in the case where the Zener voltage needs to be changed by the integrated circuit formed in another region, the above-mentioned configuration has a problem that the Zener voltage cannot be changed other than changing the impurity profile.

更には工程の変動に対してのツェナー電圧変動は、上
述同様に再度工程を調整する以外しか目的とするツェナ
ー電圧を得る方法はなかった。Further, regarding the Zener voltage fluctuation with respect to the process fluctuation, there is no method for obtaining the desired Zener voltage except by adjusting the process again as described above.

（ニ）問題点を解決するための手段本発明は上述の問題点に鑑みてなされ、前記アノード
領域（５）またはカソード領域（７）の横方向拡散領域
に複数の前記カソード領域（７）またはアノード領域
（５）の端部を重畳し、このPN接合位置（10）を横方向
拡散領域内で夫々変化させてツェナー電圧を選択できる
ようにすることで解決するものである。(D) Means for Solving the Problems The present invention has been made in view of the above problems, and a plurality of the cathode regions (7) or a plurality of the cathode regions (7) are provided in the lateral diffusion region of the anode region (5) or the cathode region (7). This is solved by overlapping the ends of the anode region (5) and changing the PN junction position (10) in the lateral diffusion region so that the Zener voltage can be selected.

（ホ）作用例えばアノード領域（５）を熱拡散により形成する場
合、拡散孔を介して不純物が拡散され基板（３）の表面
より基板（３）の裏面に向って濃度が低下すると共に、
拡散孔より横方向へも拡散されており、拡散孔より横方
向に濃度が低下し不純物の濃度勾配が形成される。(E) Action For example, when the anode region (5) is formed by thermal diffusion, impurities are diffused through the diffusion holes and the concentration decreases from the front surface of the substrate (3) toward the back surface of the substrate (3).
The impurities are also diffused in the lateral direction from the diffusion hole, the concentration is decreased in the lateral direction from the diffusion hole, and an impurity concentration gradient is formed.

この濃度勾配を有する領域（５）にカソード領域
（７）を重畳させて拡散するとツェナー電圧V_Zは決定さ
れ、更にはこのカソード領域（７）の位置を第１図の太
い矢印の如く横方向にずらすことでPN接合部（10）の濃
度を変えられるのでツェナー電圧を任意に変えることが
できる。When the cathode region (7) is superposed on the region (5) having this concentration gradient and diffused, the Zener voltage V _Z is determined, and further, the position of this cathode region (7) is changed in the lateral direction as shown by the thick arrow in FIG. Since the concentration of the PN junction (10) can be changed by shifting it to, the Zener voltage can be changed arbitrarily.

更には複数のカソード領域（７）を前記アノード領域
（５）に第１図の如く形成し、夫々のPN接合位置（10）
を変えておくことで、更に精度良く目的のツェナー電圧
V_Zを得ることができる。Further, a plurality of cathode regions (7) are formed in the anode region (5) as shown in FIG. 1, and each PN junction position (10) is formed.
By changing the
You can get V _Z.

（ヘ）実施例以下に本発明の実施例を第１図及び第２図を参照しな
がら説明する。本発明のツェナーダイオード（１）は第
１図に示され、先ずＰ型の半導体基板（２）と、この半
導体基板（２）上に形成したＮ型のエピタキシャル層
（３）と、前記半導体基板（２）と前記エピタキシャル
層（３）との間に形成されたN⁺型の埋込層（４）と、前
記エピタキシャル層（３）表面より前記半導体基板
（２）まで到達するP⁺型の分離領域（５）と、このP⁺型
の分離領域（５）により島状に分離された島領域（６）
と、この島領域（６）と少なくとも一方の分離領域
（５）に重畳する複数のN⁺型の拡散領域（７）とを有し
分離領域（５）と複数の拡散領域（７）で色々なツェナ
ー電圧V_Zを有するツェナーダイオード（１）が構成され
る。(F) Example An example of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. The Zener diode (1) of the present invention is shown in FIG. 1. First, a P-type semiconductor substrate (2), an N-type epitaxial layer (3) formed on the semiconductor substrate (2), and the semiconductor substrate. An N ⁺ type buried layer (4) formed between (2) and the epitaxial layer (3), and a P ⁺ type buried layer (4) reaching from the surface of the epitaxial layer (3) to the semiconductor substrate (2). Separation region (5) and island region (6) separated into islands by this P ⁺ -type separation region (5)
And an island region (6) and a plurality of N ⁺ -type diffusion regions (7) overlapping at least one of the isolation regions (5), and the isolation region (5) and the plurality of diffusion regions (7) are varied. A zener diode (1) having a different zener voltage V _Z is constructed.

ここではP⁺型の分離領域（５）がアノード領域、N⁺型
の拡散領域（７）がカソード領域と対応する。Here, the P ⁺ type separation region (5) corresponds to the anode region, and the N ⁺ type diffusion region (7) corresponds to the cathode region.

更にはカソード領域（７）はコンタクトを介してアル
ミニウム電極（８）にオーミックコンタクトされてお
り、この電極（８）は半導体基板（２）の他領域に形成
されている第２図に示す如き半導体回路素子（９）と接
続しており、全体が半導体集積回路を構成している。Furthermore, the cathode region (7) is in ohmic contact with the aluminum electrode (8) via a contact, and this electrode (8) is formed in another region of the semiconductor substrate (2). As shown in FIG. It is connected to the circuit element (9) and constitutes a semiconductor integrated circuit as a whole.

また前記拡散領域（７）は分離領域（５）を介してグ
ランドに落ちている。Further, the diffusion region (7) is grounded via the separation region (5).

本発明の第１の特徴とする所は前記Ｎ型の島領域
（６）とP⁺型の分離領域（５）に重畳するN⁺型の拡散領
域（７）にある。The first feature of the present invention resides in the N ⁺ type diffusion region (7) overlapping the N type island region (6) and the P ⁺ type separation region (5).

例えばP⁺型の分離領域（５）の表面の矢印Ｅで示す所
はこの分離領域（５）を形成する際の拡散孔の一方のエ
ッジを示すものであり、この矢印Ｅより右方向に不純物
濃度勾配を有する。一方矢印Ｅ′の所は前記N⁺型の拡散
領域（７）を形成する際の拡散孔の一方のエッジを示す
ものであり矢印Ｅ′より左方向に不純物濃度勾配を有す
る。For example, a portion indicated by an arrow E on the surface of the P ⁺ -type isolation region (5) indicates one edge of a diffusion hole when the isolation region (5) is formed, and impurities to the right of the arrow E It has a concentration gradient. On the other hand, the arrow E'indicates one edge of the diffusion hole when the N ⁺ type diffusion region (7) is formed, and has an impurity concentration gradient to the left of the arrow E '.

従ってカソード領域と対応するN⁺型の拡散領域（７）
を第１図に示す太い矢印の方向に変えることでPN接合部
（10）の不純物濃度を変えることが可能となりツェナー
電圧V_Zを任意に決めることができる。Therefore, the N ⁺ type diffusion region (7) corresponding to the cathode region
Is changed in the direction of the thick arrow shown in FIG. 1, the impurity concentration of the PN junction (10) can be changed, and the Zener voltage V _Z can be arbitrarily determined.

ただし前述した濃度勾配はできるだけなだらかな方が
好ましく、深く拡散されている分離領域（５）はこの点
で比較的なだらかであり前記拡散領域（７）のマスク合
せ精度によるツェナー電圧V_Zの偏差を小さくできる。However, the above-mentioned concentration gradient is preferably as gentle as possible, and the deeply diffused separation region (5) is comparatively gentle in this respect, and the deviation of the Zener voltage V _Z due to the mask alignment accuracy of the diffusion region (7) is Can be made smaller.

また分離領域（５）のみ横方向の不純物濃度分布が形
成されていれば良く、必ずしも拡散領域（７）は横方向
の不純物濃度分布が形成されなくても良い。例えば分離
領域（５）は熱拡散し、この領域（５）の横方向不純物
濃度分布を有する所にイオン注入で拡散領域を形成して
もツェナー電圧V_Zを任意に変えることが可能である。Further, it suffices that the impurity concentration distribution in the horizontal direction is formed only in the separation region (5), and the impurity concentration distribution in the horizontal direction does not necessarily have to be formed in the diffusion region (7). For example, the isolation region (5) is thermally diffused, and the Zener voltage V _Z can be arbitrarily changed even if a diffusion region is formed by ion implantation in a region having a lateral impurity concentration distribution of this region (5).

本発明の第２の特徴とする所は前記N⁺型の拡散領域
（７）をPN接合位置（10）を変えて複数形成することに
ある。つまり前記PN接合位置（10）は前記N⁺型の拡散領
域（７）を形成する際に使用するパターン等の精度によ
り変動をするため、前記拡散領域（７）をPN接合位置
（10）を変えて複数個形成すると、色々なツェナー電圧
V_Zを得ることができ目的のツェナー電圧V_Zを得ることが
できる。The second feature of the present invention is that a plurality of N ⁺ type diffusion regions (7) are formed at different PN junction positions (10). That is, since the PN junction position (10) varies depending on the accuracy of the pattern or the like used when forming the N ⁺ type diffusion region (7), the diffusion region (7) is changed to the PN junction position (10). Various Zener voltages can be created by changing the number
V _Z can be obtained, and the desired Zener voltage V _Z can be obtained.

第３図は本発明の他の実施例であり、N⁺型またはP⁺型
の拡散領域（11）が拡散孔（12）より拡散されており、
この拡散領域（11）に複数のPN接合位置を変えたP⁺型ま
たはN⁺型の拡散領域（13）が形成されたものである。FIG. 3 shows another embodiment of the present invention, in which an N ⁺ type or P ⁺ type diffusion region (11) is diffused from a diffusion hole (12),
A P ⁺ type or N ⁺ type diffusion region (13) in which a plurality of PN junction positions are changed is formed in the diffusion region (11).

（ト）考案の効果以上説明した如く、少なくとも前記アノード領域
（５）（またはカソード領域（７））の横方向による濃
度勾配がある領域にPN接合（10）を有し、このPN接合
（10）位置を濃度勾配がある領域（５）の所定位置に設
けることでツェナー電圧を任意に決定できる。(G) Effect of the Invention As described above, the PN junction (10) is provided at least in the region having the lateral concentration gradient of the anode region (5) (or the cathode region (7)). The zener voltage can be arbitrarily determined by providing the position at a predetermined position in the region (5) having the concentration gradient.

更には前記N⁺型の拡散領域（７）を複数個形成し、前
記PN接合位置（10）を変えておくことで工程でのバラツ
キによるツェナー電圧V_Zの変動があっても目的のツェナ
ー電圧を得ることができる。Further, by forming a plurality of N ⁺ type diffusion regions (7) and changing the PN junction position (10), even if the Zener voltage V _Z fluctuates due to variations in the process, the desired Zener voltage Can be obtained.

[Brief description of drawings]

第１図は本発明の半導体集積回路の平面図、第２図は本
発明の半導体集積回路のＩ−Ｉ′線の断面図、第３図は
本発明の他の実施例であり半導体集積回路の平面図、第
４図は従来の半導体集積回路の断面図である。（１）はツェナーダイオード、（２）は半導体基板、
（３）はエピタキシャル層、（４）は埋込層、（５）は
分離領域、（６）は島領域、（７）は拡散領域、（８）
は電極、（９）は半導体回路素子、（10）はPN接合部で
ある。FIG. 1 is a plan view of a semiconductor integrated circuit of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of the semiconductor integrated circuit of the present invention taken along the line I-I ', and FIG. 3 is another embodiment of the present invention. And FIG. 4 is a sectional view of a conventional semiconductor integrated circuit. (1) is a Zener diode, (2) is a semiconductor substrate,
(3) is an epitaxial layer, (4) is a buried layer, (5) is an isolation region, (6) is an island region, (7) is a diffusion region, (8)
Is an electrode, (9) is a semiconductor circuit element, and (10) is a PN junction.

Claims

[Claims]

1. A semiconductor integrated circuit having a Zener diode formed by a PN junction between an anode region and a cathode region, wherein a plurality of the cathode regions or the ends of the anode regions are provided in a lateral diffusion region of the anode region or the cathode region. A semiconductor integrated circuit having a zener diode in which the zener voltage is selected by overlapping the parts and changing the PN junction position in each of the lateral diffusion regions.