[發明專利]半導體裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 200710006760.3
• 申請日: 2007-02-06
• 公開（公告）號: CN101064305A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發明（設計）人: 大竹誠治
• 申請（專利權）人: 三洋電機株式會社
• 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所
• 代理人: 陶鳳波

技術領域

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

技術背景

作為以往的半導體裝置的一實施例，公知有如下的電涌保護元件。例如，在矩形或大致矩形的焊盤的四邊附近各配置一個、共四個電涌保護元件。焊盤與各電涌保護元件的一個電極通過配線連接，并且將流過電涌電流的配線與各電涌保護元件的另一電極通過配線連接。另外，焊盤的電位經由配線向內部電路供給。并且，各電涌保護元件例如是齊納二極管、PMOS二極管或NMOS二極管。根據該結構，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元件而提高電涌破壞耐性(例如參照專利文獻1)。

作為以往的半導體裝置的一實施例，公知有如下的內設有電涌保護元件的絕緣柵型雙極晶體管。例如，在作為集極層的P型半導體基板上形成有作為漂移層的N型外延層。在用作內部元件部分的N型外延層上形成作為溝道區域的P型擴散層，在P型擴散層上形成有作為發射極區域的N型擴散層。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域的P型外延層形狀相同的P型擴散層。該結構在集極上施加有ESD電涌的情況下，芯片整體產生均等的雪崩擊穿。并且，防止電流向一部分區域集中，提高芯片整體對ESD的電涌容量(例如參照專利文獻2)。

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

專利文獻2：日本特開2003-188381號公報(第5～6頁、第1～3圖)

但是，以往的半導體裝置中，公知有如下的結構：如上所述，在焊盤周邊配置多個電涌保護元件，施加在焊盤上的電涌電流向各電涌保護元件分散。通過該結構，防止電涌電流流入內部電路，破壞內部電路。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元件是不能夠解決問題的，仍存在電涌電流流入內部電路，破壞內部電路的問題。

另外，以往的半導體裝置中，還存在以下問題。如上所述，例如，當在集極上施加ESD電涌的情況下，芯片整體均等地產生電子雪崩擊穿。由于該結構在施加有ESD電涌時，在內部元器件部分也產生電子雪崩擊穿，所以由施加的ESD電涌的大小，會使內部元器件部分破壞。

發明內容

本發明是鑒于上述問題而研發的，其目的在于提供一種半導體裝置，其具有：半導體層；形成在所述半導體層上的MOS晶體管；構成所述MOS晶體管的作為背柵區域使用的擴散層與作為漏極區域使用的所述半導體層的結區域的第一結區域；以及保護元件，配置在所述MOS晶體管的形成區域的周圍，具有結擊穿電壓比所述第一結區域的結擊穿電壓低的第二結區域。因此，本發明中，保護元件的第二結區域比MOS晶體管的第一結區域先擊穿，根據該結構能夠保護MOS晶體管不受過電壓的影響。

另外，本發明的半導體裝置具有劃分所述半導體層的分離區域，所述MOS晶體管形成在由所述分離區域所劃分的區域上，所述保護元件利用包圍所述MOS晶體管的形成區域的周圍的所述分離區域來形成。因此，本發明中，保護元件利用分離區域來形成，根據該結構，由過電壓產生的電流經由分流區域流入基板，從而分散。

另外，本發明的半導體裝置中，所述半導體層通過在第一導電型半導體基板上層疊一層或多層第二導電型外延層而構成，所述第二結區域由與作為所述背柵區域的擴散層配線連接的第一個第一導電型擴散層和形成在所述外延層上的第二導電型擴散層構成，所述第二導電型擴散層與連接于所述半導體基板上的第二個第一導電型擴散層重疊配置。因此，本發明中，由過電壓產生的電流經由與基板連接的第一導電型擴散層而流入基板，從而分散。

另外，本發明的半導體裝置具有劃分所述半導體層的分離區域，所述第二個第一導電型擴散層是構成所述分離區域的擴散層。因此，本發明中，由過電壓產生的電流經由分離區域向基板分散。另外，通過利用分離區域，能夠在各半導體元件上形成專用的保護元件。

另外，本發明的半導體裝置中，所述第一個第一導電型擴散層和所述第二導電型擴散層與所述分離區域的形成區域配合而以一環狀配置在所述MOS晶體管的形成區域的周圍。因此，在本發明中，通過利用分離區域，能夠防止由過電壓產生的電流在保護元件上電流集中。

另外，本發明的半導體裝置，所述保護元件進行雙極晶體管動作。因此，本發明中，保護元件進行雙極晶體管動作，所以能夠提高保護元件的電流能力。