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公開番号2025142893
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-01
出願番号2024042495
出願日2024-03-18
発明の名称TVSダイオード
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人
主分類H10D 8/20 20250101AFI20250924BHJP()
要約【課題】TVSダイオードの電気的特性を向上させること。
【解決手段】TVSダイオード10の半導体チップ20は、第1極性方向の第1pin接合部30および第2pin接合部40と、ダイオード対領域60と、を含む。ダイオード対領域60は、n型の高濃度領域61と、高濃度領域61よりも不純物濃度が低いn型の第1低濃度領域62Aおよび第2低濃度領域62Bと、第1低濃度領域62Aと第2低濃度領域62Bとを分離する分離領域65と、p型の第1コンタクト領域63Aおよび第2コンタクト領域63Bと、高濃度領域61に対して第2面20R寄りにおいて高濃度領域61と接するp型の内部領域64と、を含む。内部領域64は、平面視において第1低濃度領域62Aおよび第2低濃度領域62Bの双方と重なるように設けられている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
第１面と、前記第１面とは反対側の第２面と、を有する半導体チップを備え、
前記半導体チップは、
前記半導体チップの前記第１面寄りに設けられた第１極性方向の第１ｐｉｎ接合部と、
前記半導体チップの前記第１面寄りの領域のうち前記半導体チップの厚さ方向から視た平面視において前記第１ｐｉｎ接合部から離隔した位置に配置された第１極性方向の第２ｐｉｎ接合部と、
前記平面視において、前記第１ｐｉｎ接合部および前記第２ｐｉｎ接合部の双方から離隔して設けられたダイオード対領域と、
を含み、
前記ダイオード対領域は、
前記半導体チップの前記第１面に対して前記第２面寄りに離隔して設けられた第１導電型の高濃度領域と、
前記高濃度領域よりも前記第１面寄りの領域のうち前記平面視において前記高濃度領域と重なる位置であって互いに離隔して設けられ、前記高濃度領域よりも不純物濃度が低い第１導電型の第１低濃度領域および第２低濃度領域と、
前記高濃度領域よりも前記第１面寄りの領域のうち前記平面視において前記高濃度領域と重なる位置に設けられ、前記第１低濃度領域と前記第２低濃度領域とを分離する分離領域と、
前記第１低濃度領域の表層部に設けられた第２導電型の第１コンタクト領域と、
前記第２低濃度領域の表層部に設けられた第２導電型の第２コンタクト領域と、
前記平面視において前記高濃度領域と重なる位置であって前記高濃度領域に対して前記第２面寄りにおいて前記高濃度領域と接する第２導電型の内部領域と、
を含み、
前記高濃度領域と前記第１低濃度領域と前記第１コンタクト領域とによって第２極性方向の第１逆ｐｉｎ接合部が構成され、
前記高濃度領域と前記第２低濃度領域と前記第２コンタクト領域とによって第２極性方向の第２逆ｐｉｎ接合部が構成され、
前記高濃度領域と前記内部領域とによって、前記第１逆ｐｉｎ接合部および前記第２逆ｐｉｎ接合部に対して逆方向接続されるように第１極性方向のｐｎ接合部が構成され、
前記内部領域は、前記平面視において前記第１低濃度領域および前記第２低濃度領域の双方と重なるように設けられている
ＴＶＳダイオード。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
第１極性方向は、前記半導体チップの厚さ方向において前記第２面から前記第１面に向けて順方向電流が流れる向きであり、
第２極性方向は、前記半導体チップの厚さ方向において第１極性方向とは逆向きの順方向電流が流れる向きである
請求項１に記載のＴＶＳダイオード。
【請求項３】
前記分離領域は、前記第１面から露出する露出面を含み、
前記露出面に接する配線を含む
請求項１に記載のＴＶＳダイオード。
【請求項４】
前記半導体チップは、
前記半導体チップの前記第１面から前記第２面寄りに離隔して設けられた第２導電型の第１端子側高濃度領域と、
前記第１端子側高濃度領域よりも前記第１面寄りの領域のうち前記平面視において前記第１端子側高濃度領域と重なる位置に設けられた第１導電型の第１端子側低濃度領域と、
前記第１端子側高濃度領域よりも前記第１面寄りの領域のうち前記平面視において前記第１端子側高濃度領域と重なる位置であって前記第１端子側低濃度領域を囲むように設けられた第１区画領域と、
前記第１端子側低濃度領域の表層部に設けられた第１導電型の第１端子側コンタクト領域と、
前記半導体チップの前記第１面から前記第２面寄りに離隔した位置であって、前記平面視において前記第１端子側高濃度領域から離隔して設けられた第２導電型の第２端子側高濃度領域と、
前記第２端子側高濃度領域よりも前記第１面寄りの領域のうち前記平面視において前記第２端子側高濃度領域と重なる位置に設けられた第１導電型の第２端子側低濃度領域と、
前記第２端子側低濃度領域の表層部に設けられた第１導電型の第２端子側コンタクト領域と、
前記第２端子側高濃度領域よりも前記第１面寄りの領域のうち前記平面視において前記第２端子側高濃度領域と重なる位置であって前記第２端子側低濃度領域を囲むように設けられた第２区画領域と、
を含み、
前記第１端子側高濃度領域と前記第１端子側低濃度領域と前記第１端子側コンタクト領域とによって前記第１ｐｉｎ接合部が構成され、
前記第２端子側高濃度領域と前記第２端子側低濃度領域と前記第２端子側コンタクト領域とによって前記第２ｐｉｎ接合部が構成されている
請求項３に記載のＴＶＳダイオード。
【請求項５】
前記第１面を覆う絶縁層と、
前記絶縁層の上に設けられ、前記第１コンタクト領域と前記第１端子側コンタクト領域とを接続する第１接続電極と、
前記絶縁層の上に設けられ、前記第２コンタクト領域と前記第２端子側コンタクト領域とを接続する第２接続電極と、
を含む
請求項４に記載のＴＶＳダイオード。
【請求項６】
前記分離領域は、
前記平面視において前記第１接続電極と重なる第１分離領域と、
前記平面視において前記第２接続電極と重なる第２分離領域と、
前記配線が接続される配線接続領域と、
を含み、
前記配線接続領域は、前記平面視において前記第１逆ｐｉｎ接合部および前記第２逆ｐｉｎ接合部の双方を個別に部分的に囲むように設けられている
請求項５に記載のＴＶＳダイオード。
【請求項７】
前記配線は、前記平面視において前記第１接続電極および前記第２接続電極の双方を個別に部分的に囲むように設けられている
請求項６に記載のＴＶＳダイオード。
【請求項８】
前記平面視における前記配線の面積は、前記平面視における前記第１接続電極の面積よりも大きい
請求項６に記載のＴＶＳダイオード。
【請求項９】
前記平面視における前記配線の面積は、前記平面視における前記分離領域の面積よりも小さい
請求項６に記載のＴＶＳダイオード。
【請求項１０】
前記平面視における前記配線の面積は、前記平面視における前記分離領域の面積の７５％以上９７％以下である
請求項９に記載のＴＶＳダイオード。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ＴＶＳダイオードに関する。
続きを表示（約 4,400 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ＴＶＳ（Transient Voltage Suppressor）回路を含むダイオードチップが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－５７４９０号公報
【０００４】
［概要］
ＴＶＳダイオードの電気的特性の向上が望まれている。
【０００５】
本開示の一態様のＴＶＳダイオードは、第１面と、前記第１面とは反対側の第２面と、を有する半導体チップを備え、前記半導体チップは、前記半導体チップの前記第１面寄りに設けられた第１極性方向の第１ｐｉｎ接合部と、前記半導体チップの前記第１面寄りの領域のうち前記半導体チップの厚さ方向から視た平面視において前記第１ｐｉｎ接合部から離隔した位置に配置された第１極性方向の第２ｐｉｎ接合部と、前記平面視において、前記第１ｐｉｎ接合部および前記第２ｐｉｎ接合部の双方から離隔して設けられたダイオード対領域と、を含み、前記ダイオード対領域は、前記半導体チップの前記第１面に対して前記第２面寄りに離隔して設けられた第１導電型の高濃度領域と、前記高濃度領域よりも前記第１面寄りの領域のうち前記平面視において前記高濃度領域と重なる位置であって互いに離隔して設けられ、前記高濃度領域よりも不純物濃度が低い第１導電型の第１低濃度領域および第２低濃度領域と、前記高濃度領域よりも前記第１面寄りの領域のうち前記平面視において前記高濃度領域と重なる位置に設けられ、前記第１低濃度領域と前記第２低濃度領域とを分離する分離領域と、前記第１低濃度領域の表層部に設けられた第２導電型の第１コンタクト領域と、前記第２低濃度領域の表層部に設けられた第２導電型の第２コンタクト領域と、前記平面視において前記高濃度領域と重なる位置であって前記高濃度領域に対して前記第２面寄りにおいて前記高濃度領域と接する第２導電型の内部領域と、を含み、前記高濃度領域と前記第１低濃度領域と前記第１コンタクト領域とによって第２極性方向の第１逆ｐｉｎ接合部が構成され、前記高濃度領域と前記第２低濃度領域と前記第２コンタクト領域とによって第２極性方向の第２逆ｐｉｎ接合部が構成され、前記高濃度領域と前記内部領域とによって、前記第１逆ｐｉｎ接合部および前記第２逆ｐｉｎ接合部に対して逆方向接続されるように第１極性方向のｐｎ接合部が構成され、前記内部領域は、前記平面視において前記第１低濃度領域および前記第２低濃度領域の双方と重なるように設けられている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、第１実施形態に係る例示的なＴＶＳダイオードの概略平面図である。
図２は、図１のＦ２－Ｆ２線でＴＶＳダイオードを切断した概略断面図である。
図３は、図１のＦ３－Ｆ３線でＴＶＳダイオードを切断した概略断面図である。
図４は、半導体チップの概略平面図である。
図５は、図３のＦ５－Ｆ５線でＴＶＳダイオードを切断した概略断面図である。
図６は、図５の一部を拡大した概略断面図である。
図７は、半導体チップ上に設けられた第１～第３接続電極および配線の概略平面図である。
図８は、ＴＶＳダイオードの概略回路図である。
図９は、第１実施形態のＴＶＳダイオードの例示的な製造工程を説明するための概略断面図である。
図１０は、図９に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図１１は、図１０に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図１２は、図１１に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図１３は、図１２に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図１４は、図１３に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図１５は、図１４に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図１６は、図１５に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図１７は、図１６に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図１８は、図１７に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図１９は、図１８に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図２０は、図１９に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図２１は、図２０に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図２２は、図２１に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図２３は、図２２に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図２４は、図２３に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図２５は、図２４に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図２６は、図２のダイオード対領域およびその周辺を拡大した概略断面図である。
図２７は、第２ｐｉｎ接合部、第３ｐｉｎ接合部、およびその周辺の概略断面図である。
図２８は、第２実施形態のＴＶＳダイオードの概略断面図である。
図２９は、図２８とは異なる位置のＴＶＳダイオードの概略断面図である。
図３０は、図２８の一部を拡大した概略断面図である。
図３１は、半導体チップの厚さ方向の位置と不純物濃度との関係を示すグラフである。
図３２は、第２実施形態のＴＶＳダイオードの例示的な製造工程を説明するための概略断面図である。
図３３は、図３２に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図３４は、第３実施形態のＴＶＳダイオードにおける半導体チップの概略平面図である。
図３５は、図３４のＦ３５－Ｆ３５線でＴＶＳダイオードを切断した概略断面図である。
図３６は、図３４のＦ３６－Ｆ３６線でＴＶＳダイオードを切断した概略断面図である。
図３７は、第３実施形態のＴＶＳダイオードの例示的な製造工程を説明するための概略断面図である。
図３８は、図３７に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図３９は、図３８に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図４０は、第４実施形態のＴＶＳダイオードにおける半導体チップの概略平面図である。
図４１は、半導体チップ上に設けられた第１～第３接続電極および配線の概略平面図である。
図４２は、図４０のＦ４２－Ｆ４２線でＴＶＳダイオードを切断した概略断面図である。
図４３は、ＴＶＳダイオードの概略平面図である。
図４４は、第５実施形態のＴＶＳダイオードにおける半導体チップの概略平面図である。
図４５は、半導体チップ上に設けられた第１接続電極、第２接続電極、および配線の概略平面図である。
図４６は、ＴＶＳダイオードの概略平面図である。
図４７は、第６実施形態のＴＶＳダイオードにおける半導体チップの概略平面図である。
図４８は、半導体チップ上に設けられた第１接続電極、第２接続電極、および配線の概略平面図である。
図４９は、ＴＶＳダイオードの概略平面図である。
図５０は、第７実施形態のＴＶＳダイオードにおける半導体チップの概略平面図である。
図５１は、図５０のＦ５１－Ｆ５１線でＴＶＳダイオードを切断した概略断面図である。
図５２は、半導体チップ上に設けられた第１～第４接続電極および配線の概略平面図である。
図５３は、ＴＶＳダイオードの概略平面図である。
図５４は、第８実施形態のＴＶＳダイオードにおける半導体チップの概略平面図である。
図５５は、半導体チップ上に設けられた第１接続電極、第２接続電極、および配線の概略平面図である。
図５６は、ＴＶＳダイオードの概略平面図である。
図５７は、変更例のＴＶＳダイオードの概略断面図である。
図５８は、変更例のＴＶＳダイオードの概略断面図である。
図５９は、変更例のＴＶＳダイオードにおける半導体チップ上に設けられた第１～第３接続電極および配線の概略平面図である。
図６０は、図５９のＦ６０－Ｆ６０線でＴＶＳダイオードを切断した概略断面図である。
図６１は、変更例のＴＶＳダイオードの概略平面図である。
図６２は、図６１のＦ６２－Ｆ６２線でＴＶＳダイオードを切断した概略断面図である。
図６３は、図６１のＦ６３－Ｆ６３線でＴＶＳダイオードを切断した概略断面図である。
【０００７】
［詳細な説明］
以下、添付図面を参照して本開示におけるＴＶＳダイオードのいくつかの実施形態を説明する。なお、説明を簡単かつ明確にするために、図面に示される構成要素は、必ずしも一定の縮尺で描かれていない。また、理解を容易にするために、断面図ではハッチング線が省略されている場合がある。添付の図面は、本開示の実施形態を例示するに過ぎず、本開示を制限するものとみなされるべきではない。
【０００８】
以下の詳細な記載は、本開示の例示的な実施形態を具体化する装置、システム、および方法を含む。この詳細な記載は本来説明のためのものに過ぎず、本開示の実施形態またはこのような実施形態の適用および使用を限定することを意図しない。
【０００９】
本開示において使用される「少なくとも１つ」という表現は、所望の選択肢の「１つ以上」を意味する。一例として、本開示において使用される「少なくとも１つ」という表現は、選択肢の数が２つであれば「１つの選択肢のみ」または「２つの選択肢の双方」を意味する。他の例として、本開示において使用される「少なくとも１つ」という表現は、選択肢の数が３つ以上であれば「１つの選択肢のみ」または「２つ以上の任意の選択肢の組み合わせ」を意味する。
【００１０】
本開示において使用される「Ａの寸法（深さ、幅、長さ）がＢの寸法（深さ、幅、長さ）と等しい」または「Ａの寸法（深さ、幅、長さ）とＢの寸法（深さ、幅、長さ）とが互いに等しい」とは、Ａの寸法（深さ、幅、長さ）とＢの寸法（深さ、幅、長さ）との差が例えばＡの寸法（深さ、幅、長さ）の１０％以内の関係も含む。また、本開示において使用される「Ａの濃度がＢの濃度と等しい」または「Ａの濃度とＢの濃度とが互いに等しい」とは、Ａの濃度とＢの濃度との差が例えばＡの濃度の１０％以内の関係も含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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