[发明专利]半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体装置。尤其涉及在半导体装置中使用的钳位二极管。

背景技术

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发明。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

发明内容

但是，虽然专利文献1所示的发明改善了经时变化，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所示的发明中，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。

本发明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，包含本发明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是示出本发明的代表例的图。

图2是示出钳位二极管中的泄漏特性的图。

图3是示出本发明的变形例1的图。

图4是示出本发明的变形例2的图。

图5是示出本发明的变形例4的图。

图6是示出本发明的变形例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。