[發(fā)明專利]半導(dǎo)體裝置及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710006759.0
• 申請日: 2007-02-06
• 公開（公告）號: CN101064304A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 大竹誠治
• 申請（專利權(quán)）人: 三洋電機(jī)株式會社
• 主分類號: H01L27/04
• 分類號: H01L27/04;H01L23/60;H01L21/822;H01L21/76;H01L21/761
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 陶鳳波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及使ESD(Electro-Static?Discharge：靜電放電)容量提高的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。

技術(shù)背景

作為以往的半導(dǎo)體裝置的一實(shí)施例，公知有如下的電涌保護(hù)元件。例如，在矩形或大致矩形的焊盤的四邊附近各配置一個(gè)、共四個(gè)電涌保護(hù)元件。焊盤與各電涌保護(hù)元件的一個(gè)電極通過配線連接，并且將流過電涌電流的配線與各電涌保護(hù)元件的另一電極通過配線連接。另外，焊盤的電位經(jīng)由配線向內(nèi)部電路供給。并且，各電涌保護(hù)元件例如是齊納二極管、PMOS二極管或NMOS二極管。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過使施加在焊盤上的電涌電流分散到焊盤周邊配置的各電涌保護(hù)元件而提高電涌破壞耐性(例如參照專利文獻(xiàn)1)。

作為以往的半導(dǎo)體裝置的一實(shí)施例，公知有如下的內(nèi)設(shè)有電涌保護(hù)元件的絕緣柵型雙極晶體管。例如，在作為集極層的P型半導(dǎo)體基板上形成有作為漂移層的N型外延層。在用作內(nèi)部元件部分的N型外延層上形成作為溝道區(qū)域的P型擴(kuò)散層，在P型擴(kuò)散層上形成有作為發(fā)射極區(qū)域的N型擴(kuò)散層。另外，在用作電極焊盤或場電極部的N型外延層上形成有與作為溝道區(qū)域的P型外延層形狀相同的P型擴(kuò)散層。該結(jié)構(gòu)在集電極上施加有ESD電涌的情況下，芯片整體產(chǎn)生均等的電子雪崩擊穿。并且，防止電流向一部分區(qū)域集中，提高芯片整體對ESD的電涌容量(例如參照專利文獻(xiàn)2)。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2002-313947號公報(bào)(第10～11頁、第11～13圖)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2003-188381號公報(bào)(第5～6頁、第1～3圖)

但是，以往的半導(dǎo)體裝置中，公知有如下的結(jié)構(gòu)：如上所述，在焊盤周邊配置多個(gè)電涌保護(hù)元件，施加在焊盤上的電涌電流向各電涌保護(hù)元件分散。通過該結(jié)構(gòu)，防止電涌電流流入內(nèi)部電路，破壞內(nèi)部電路。但是，由于電涌電流的大小等原因，僅通過焊盤周邊的電涌保護(hù)元件是不能夠解決問題的，仍存在電涌電流流入內(nèi)部電路，破壞內(nèi)部電路的問題。

另外，以往的半導(dǎo)體裝置中，公知有如下的結(jié)構(gòu)：如上所述，例如，當(dāng)在集電極上施加ESD電涌的情況下，芯片整體均等地產(chǎn)生電子雪崩擊穿。由于該結(jié)構(gòu)在施加有ESD電涌時(shí)，在內(nèi)部元件部分也產(chǎn)生電子雪崩擊穿，所以由施加的ESD電涌的大小，會使內(nèi)部元器件部分破壞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是鑒于上述問題而研發(fā)的，其目的在于提供一種半導(dǎo)體裝置，其具有：半導(dǎo)體層；形成在所述半導(dǎo)體層上的雙極晶體管；構(gòu)成所述雙極晶體管的擴(kuò)散層與所述半導(dǎo)體層的結(jié)區(qū)域的第一結(jié)區(qū)域；保護(hù)元件，該保護(hù)元件配置在所述雙極晶體管的形成區(qū)域周圍，具有結(jié)擊穿電壓比所述第一結(jié)區(qū)域的結(jié)擊穿電壓低的第二結(jié)區(qū)域。因此，本發(fā)明中，保護(hù)元件的第二結(jié)區(qū)域比雙極晶體管的第一結(jié)區(qū)域先擊穿，通過該結(jié)構(gòu)能夠保護(hù)雙極晶體管不受過電壓的影響。

另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置具有劃分所述半導(dǎo)體層的分離區(qū)域，所述雙極晶體管形成在由所述分離區(qū)域劃分的區(qū)域上，所述保護(hù)元件利用包圍所述雙極晶體管的形成區(qū)域周圍的所述分離區(qū)域來形成。因此，本發(fā)明中，保護(hù)元件利用分離區(qū)域來形成，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由過電壓產(chǎn)生的電流經(jīng)由分離區(qū)域流入基板，從而分散。

另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置中，所述半導(dǎo)體層通過在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體基板上層疊一層或多層第二導(dǎo)電型外延層而構(gòu)成，所述第二結(jié)區(qū)域由與作為所述雙極晶體管的基極區(qū)域的擴(kuò)散層配線連接的第一個(gè)第一導(dǎo)電型擴(kuò)散層和形成在所述外延層上的第二導(dǎo)電型擴(kuò)散層構(gòu)成，所述第二導(dǎo)電型擴(kuò)散層與連接于所述半導(dǎo)體基板上的第二導(dǎo)型擴(kuò)散層重疊配置。因此，本發(fā)明中，由過電壓產(chǎn)生的電流經(jīng)由與基板連接的第一導(dǎo)電型擴(kuò)散層而流入基板，從而分散。

另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置具有劃分所述外延層的分離區(qū)域，所述第二個(gè)第一導(dǎo)電型擴(kuò)散層是構(gòu)成所述分離區(qū)域的擴(kuò)散層。因此，本發(fā)明中，由過電壓產(chǎn)生的電流經(jīng)由分離區(qū)域向基板分散。另外，通過利用分離區(qū)域能夠在各半導(dǎo)體元件上形成專用的保護(hù)元件。

另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置中，所述第一個(gè)第一導(dǎo)電型擴(kuò)散層和所述第二導(dǎo)電型擴(kuò)散層與所述分離區(qū)域的形成區(qū)域配合而在所述雙極晶體管的形成區(qū)域周圍配置成一環(huán)狀。因此，在本發(fā)明中，通過利用分離區(qū)域，能夠防止由過電壓產(chǎn)生的電流在保護(hù)元件上電流集中。

另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置，所述保護(hù)元件進(jìn)行雙極晶體管動作。因此，本發(fā)明中，保護(hù)元件進(jìn)行雙極晶體管動作，所以能夠提高保護(hù)元件的電流能力。