(57)【要約】【課題】  逆方向の静電気サージが印加されたときに、局所的な雪崩降伏現象を起こすことをなくし、良好な静電気破壊耐性を有するダイオードを提供する。【解決手段】  Ｎ型シリコンウエル領域１１の表面に、アノードとなる高濃度のＰ型不純物拡散領域１２と、このＰ型不純物拡散領域１２を囲んでカソードとなる高濃度のＮ型不純物拡散領域１３を形成する。不純物拡散領域１２，１３が形成されたＮ型シリコンウエル領域１１の表面を層間絶縁膜１５で覆い、この上にＮ型不純物拡散領域１３の境界線まで広げたメタル配線層２１を形成し、これをＰ型不純物拡散領域１２に電気的に接続する。これにより、逆方向の静電気サージが印加された時、不純物拡散領域１２，１３間の分離領域に均一なＰ型反転層ＩＰが形成され、局所的な雪崩降伏現象が生じない。【選択図】      図１
2005039127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低濃度の第１導電型の不純物を有するシリコン基板の表面に高濃度の第２導電型の不純物が拡散されて形成された第２導電型不純物領域と、
前記第２導電型不純物領域から所定幅の分離領域を隔てて該第２導電型不純物領域を取り囲むように前記シリコン基板の表面に高濃度の第１導電型の不純物が拡散されて形成された第１導電型不純物領域と、
前記第１及び第２導電型不純物領域が形成された前記シリコン基板の表面を覆うように形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜を介して前記第２導電型不純物領域と前記分離領域の上に形成され、該層間絶縁膜に設けられた接続口を通して該第２導電型不純物領域に電気的に接続された第１のメタル配線層と、
前記層間絶縁膜を介して前記第１導電型不純物領域をほぼ覆うように形成され、該層間絶縁膜に設けられた接続口を通して該第１導電型不純物領域に電気的に接続された第２のメタル配線層とを、
備えたことを特徴とするダイオード。
【請求項２】
前記第１のメタル配線層は、前記層間絶縁膜を介して前記第１導電型不純物領域と前記分離領域との境界領域を完全に覆うように形成されたことを特徴とする請求項１記載のダイオード。
【請求項３】
低濃度の第１導電型の不純物を有するシリコン基板の表面に高濃度の第２導電型の不純物が拡散されて形成された第２導電型不純物領域と、
前記第２導電型不純物領域から所定幅の分離領域を隔てて該第２導電型不純物領域を取り囲むように前記シリコン基板の表面に高濃度の第１導電型の不純物が拡散されて形成された第１導電型不純物領域と、
前記シリコン基板の分離領域の表面に絶縁膜を介して形成された電極と、
前記第１及び第２導電型不純物領域と前記電極が形成された前記シリコン基板の表面を覆うように形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜を介して前記第２導電型不純物領域の上に形成され、該層間絶縁膜に設けられた接続口を通して該第２導電型不純物領域と前記電極に電気的に接続された第１のメタル配線層と、
前記層間絶縁膜を介して前記第１導電型不純物領域をほぼ覆うように形成され、該層間絶縁膜に設けられた接続口を通して該第１導電型不純物領域に電気的に接続された第２のメタル配線層とを、
備えたことを特徴とするダイオード。
【請求項４】
前記電極は、前記第１導電型不純物領域から所定の距離を隔てて形成されたことを特徴とする請求項３記載のダイオード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路装置に組み込まれる静電破壊防止用のダイオードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路装置は、シリコン基板上に数ｎｍ〜数１０ｎｍの薄い絶縁膜と数１００ｎｍ〜数１０μｍの浅い不純物拡散層で、微小な回路を構成しているという構造的な特徴のため、外部から高圧の静電気が印加されると容易に破壊されてしまうという本質的な弱点を抱えている。この静電気から回路を保護するため、外部に接続される入出力端子（入力端子または出力端子）と電源及び接地端子との間に、通常の入出力信号に対して逆方向となるようにダイオードを接続した保護回路が設けられている。
【０００３】
即ち、入出力端子と電源端子との間には、アノードがこの入出力端子に接続され、カソードが電源端子に接続されたＰ＋Ｎ−型のダイオードが接続されている。更に、入出力端子と接地端子との間には、カソードがこの入出力端子に接続され、アノードが接地端子に接続されたＰ−Ｎ＋型のダイオードが接続されている。
【０００４】
図２（ａ），（ｂ）は、従来の静電破壊防止用のダイオードの構造を示す図であり、同図（ａ）は平面図、及び同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＸ−Ｘ線に沿う部分の断面図である。
【０００５】
このダイードは入出力端子と電源端子との間に接続される一般的なＰ＋Ｎ−型のもので、低濃度のＮ型シリコンウエル領域１１の表面に設けられてアノードを形成する高濃度のＰ型不純物拡散領域１２と、このＰ型不純物拡散領域１２の周囲を囲んでカソードを形成する高濃度のＮ型不純物拡散領域１３を有している。Ｐ型不純物拡散領域１２とＮ型不純物拡散領域１３とを分離する分離領域と、このＮ型不純物拡散領域１３の外側のＮ型シリコンウエル領域１１の表面には、フィールド酸化膜１４が形成されている。更に、これらの不純物拡散領域１２，１３とフィールド酸化膜１４の表面が、層間絶縁膜１５で覆われている。層間絶縁膜１５の上には、アノードとカソードをそれぞれ入出力端子と電源端子に接続するためのメタル配線層１６，１７が形成されている。
【０００６】
メタル配線層１６は、Ｐ型不純物拡散領域１２に対応して、これよりも一回り小さく形成されたアノード部１６ａとこのアノード部１６ａを入出力端子に接続する配線部１６ｂを有している。更に、アノード部１６ａとＰ型不純物拡散領域１２との間は、層間絶縁膜１５に設けられた複数の接続口に充填された接続メタル１６ｃで接続されている。
【０００７】
メタル配線層１７は、Ｎ型不純物拡散領域１３に対応して、これよりも一回り小さく形成された帯状のカソード部１７ａとこのカソード部１７ａを電源端子に接続する配線部１７ｂを有している。但し、カソード部１７ａの一部は、メタル層１６の配線部１６ｂとの交差を避けるために、切り取られている。また、カソード部１７ａとＮ型不純物拡散領域１３との間は、層間絶縁膜１５に設けられた複数の接続口に充填された接続メタル１７ｃで接続されている。更に、メタル配線層１６，１７の上には、絶縁膜１８が形成され、その上に図示しない配線層等が形成されている。
【０００８】
なお、入出力端子と接地端子との間に接続される一般的なＰ−Ｎ＋型のダイオードは、半導体の導電型を逆にしたもので、同様の構造となっている。
【０００９】
このような静電破壊防止用のダイオードを設けることにより、入出力端子に正極の静電気が印加されたときには、順方向となるＰ＋Ｎ−型のダイオードを介して、静電気サージが電源端子側へ放出される。また、入出力端子に負極の静電気が印加されたときには、順方向となるＰ−Ｎ＋型のダイオードを介して、静電気サージが接地端子側へ放出される。これにより、静電気の内部への侵入を阻止し、内部回路を静電破壊から防止するようになっている。
【００１０】
【特許文献１】特開平８−３１６４２１号公報
【非特許文献１】EOS/EDS SYMPOSIUM(1997),S.Voldman 他、「Dynamic Threshold Body- and Gate- Coupled SOIESD Protection Networks」p.210-220
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
解決しようとする問題点は、例えば、入出力端子に正極の静電気が印加され、順方向となるＰ＋Ｎ−型のダイオードを介して静電気サージが電源端子側へ放出されている期間中に、この入出力端子と接地端子の間に接続されて逆方向となるＰ−Ｎ＋型のダイオードにも静電気サージが印加され、このＰ−Ｎ＋型のダイオードが破壊されることである。また、入出力端子に負極の静電気が印加されたときには、逆方向となるＰ＋Ｎ−型のダイオードが破壊される。
【００１２】
この破壊は、次のような現象によって生ずるものと考えられる。
例えば入出力端子に負極の静電気が印加されると、図２のダイオードは、逆方向の電圧が印加された状態になる。これにより、メタル配線層１６が負極の静電気で高電位に充電され、配線部１６ｂの下部において、Ｎ型不純物拡散領域１２とＰ型不純物拡散領域１３にまたがるフィールド酸化膜１４の直下部だけにＰ型反転層ＩＰと空乏層ＤＥが形成される。一方、メタル配線層１６が存在しない領域のフィールド酸化膜１４の下部では、このメタル配線層１６からの電界を受けないので、Ｐ型反転層ＩＰと空乏層ＤＥは形成されない。
【００１３】
このような局部的に形成されたＰ型反転層ＩＰを介し、Ｎ型不純物拡散領域１２からＰ型不純物拡散領域１３にサージ電流が流れることにより、局所的な雪崩降伏が生じる。この雪崩降伏により、サージ電流が集中して流れる箇所が異常に加熱され、その温度上昇によって絶縁が永久的に破壊される。
【００１４】
本発明は、静電破壊防止用のダイオードの構造を工夫することによって、逆方向の静電気サージが印加されたときに、局所的な雪崩降伏現象を起こすことをなくし、良好な静電気破壊耐性を有するダイオードを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の内の請求項１及び２は、静電破壊防止用のダイオードを、低濃度の第１導電型の不純物を有するシリコン基板の表面に高濃度の第２導電型の不純物が拡散されて形成された第２導電型不純物領域と、前記第２導電型不純物領域から所定幅の分離領域を隔てて該第２導電型不純物領域を取り囲むように前記シリコン基板の表面に高濃度の第１導電型の不純物が拡散されて形成された第１導電型不純物領域と、前記第１及び第２導電型不純物領域が形成された前記シリコン基板の表面を覆うように形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜を介して前記第２導電型不純物領域と前記分離領域の上に形成され、該層間絶縁膜に設けられた接続口を通して該第２導電型不純物領域に電気的に接続された第１のメタル配線層と、前記層間絶縁膜を介して前記第１導電型不純物領域をほぼ覆うように形成され、該層間絶縁膜に設けられた接続口を通して該第１導電型不純物領域に電気的に接続された第２のメタル配線層とを備えた構成にしている。
【００１６】
また、請求項３及び４の発明は、第１及び第２導電型不純物領域間の分離領域の表面に絶縁膜を介して電極を形成し、この電極と第２導電型不純物領域とを第１のメタル配線層で電気的に接続している。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の内の請求項１及び２のダイオードは、第１及び第２導電型不純物領域間の分離領域を覆うように第１のメタル配線層を構成している。また、請求項３及び４のダイオードは、分離領域に第２導電型不純物領域と同電位に接続された電極を形成している。これにより、逆方向の静電気サージが印加されたときに、分離領域全体に均一な雪崩降伏現象が生じ、集中的な雪崩降伏による永久的な絶縁破壊を防止することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
低濃度のＮ型シリコンウエル領域の表面に、アノードを形成する高濃度のＰ型不純物拡散領域を形成すると共に、このＰ型不純物拡散領域の周囲にほぼ均一な間隔の分離領域を挟んで、カソードを形成する高濃度のＮ型不純物拡散領域を形成する。更に、分離領域の表面に絶縁膜を介して電極を形成し、この表面に層間絶縁膜を介してアノード用のメタル配線層を形成し、Ｐ型不純物拡散領域及び電極と電気的に接続する。また、層間絶縁膜を介してカソード用のメタル配線層を形成し、Ｎ型不純物拡散領域と電気的に接続する。
【実施例１】
【００１９】
図１（ａ），（ｂ）は、本発明の実施例１を示す静電破壊防止用のダイオードの構造図であり、同図（ａ）は平面図、及び同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う部分の断面図である。なお、図１（ａ），（ｂ）において、図２中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００２０】
このダイードは入出力端子と電源端子との間に接続されるＰ＋Ｎ−型のもので、低濃度のＮ型シリコンウエル領域１１の表面に設けられてアノードを形成するほぼ正方形の高濃度のＰ型不純物拡散領域１２と、このＰ型不純物拡散領域１２の周囲をほぼ均一な間隔で囲んでカソードを形成する高濃度のＮ型不純物拡散領域１３を有している。Ｐ型不純物拡散領域１２とＮ型不純物拡散領域１３の間を分離する分離領域と、このＮ型不純物拡散領域１３の外側のＮ型シリコンウエル領域１１の表面には、フィールド酸化膜１４が形成されている。更に、これらの不純物拡散領域１２，１３とフィールド酸化膜１４の表面が、層間絶縁膜１５で覆われている。層間絶縁膜１５の上には、アノードとカソードをそれぞれ入出力端子と電源端子に接続するためのメタル配線層２１，２２が形成されている。
【００２１】
メタル配線層２１は、Ｐ型不純物拡散領域１２全体とこのＰ型不純物拡散領域１２とＮ型不純物拡散領域１３の間の分離領域を覆うように、大きく形成されたアノード部２１ａと、このアノード部２１ａを入出力端子に接続する配線部２１ｂを有している。更に、アノード部２１ａとＰ型不純物拡散領域１２との間は、層間絶縁膜１５に設けられた複数の接続口に充填された接続メタル２１ｃによって電気的に接続されている。
【００２２】
一方、メタル配線層２２は、Ｎ型不純物拡散領域１３に対応して、これよりも一回り小さく形成された四辺形の帯状のカソード部２２ａと、このカソード部２２ａを電源端子に接続する配線部２２ｂを有している。但し、カソード部２２ａの一辺の一部は、メタル層２１の配線部２１ｂとの交差を避けるために、切り取られている。また、カソード部２２ａとＮ型不純物拡散領域１３との間は、層間絶縁膜１５に設けられた複数の接続口に充填された接続メタル２２ｃによって電気的に接続されている。更に、メタル配線層２１，２２の上には、絶縁膜１８が形成され、その上に図示しない配線層等が形成されている。
【００２３】
このダイオードの概略の製造工程は、次のとおりである。
まず、シリコン基板上にシリコン窒化膜を形成後、ホトリソグラフィによってフィールド酸化膜１４を形成すべき領域の窒化膜を除去し、更にこのホトリソグラフィに用いたレジストを除去する。そして、窒化膜が除去された領域を熱酸化することによって所定の位置にフィールド酸化膜１４を形成する。
【００２４】
次に、ホトリソグラフィによってカソードとなる領域以外をレジスト膜で覆い、高濃度のＮ型の不純物を注入してＮ型不純物拡散領域１３を形成する。同様に、アノードとなる領域に高濃度のＰ型の不純物を注入し、Ｐ型不純物拡散領域１２を形成する。
【００２５】
フィールド酸化膜１４、Ｐ型不純物拡散領域１２及びＮ型不純物拡散領域１３が形成されたシリコン基板の表面全体に層間絶縁膜１５を形成した後、この層間絶縁膜１５の表面にレジスト剤を塗布し、ホトリソグラフィによって接続口を開口するためのレジストパターンを形成する。このレジストパターンを用いて層間絶縁膜１５をエッチングして接続口を開口する。
【００２６】
更に、レジスト剤を除去した後、層間絶縁膜１５の表面全体にメタル層を形成し、このメタル層をホトリソグラフィを使用してエッチングし、入出力端子及び電源端子に接続するためのメタル配線層２１，２２を形成する。メタル配線層２１，２２の表面に絶縁膜１８を形成し、図１のダイオードが形成される。尚、その後、必要に応じて第２及び第３のメタル配線層等を形成する。
【００２７】
次に動作を説明する。
入出力端子に正極の静電気が印加されると、図１のダイオードのメタル配線層２１に正極、メタル配線層２２に負極の電圧が印加される。これにより、アノードであるＰ型不純物拡散領域１２と、カソードであるＮ型不純物拡散領域１３の間には、順方向の電圧が印加され、許容範囲の静電気サージは問題なく吸収される。
【００２８】
一方、入出力端子に負極の静電気が印加されると、このダイオードは、逆方向の電圧が印加された状態となり、メタル配線層２１が負極の静電気で高電位に充電される。メタル配線層２１は、層間絶縁膜１５を介してＰ型不純物拡散領域１２とＮ型不純物拡散領域１３の間の、分離領域であるフィールド酸化膜１４の全体を覆っている。このため、フィールド酸化膜１４の下側のＮ型シリコンウエル領域１１には、メタル配線層２１に充電された静電気による負の電界によって、４辺の周囲すべてに均一なＰ型反転層ＩＰと空乏層ＤＥが形成される。これにより、Ｐ型不純物拡散領域１２とＮ型不純物拡散領域１３との分離領域全体に渡って形成されたＰ型反転層ＩＰに電流が流れ、均一な雪崩降伏が発生する。
【００２９】
以上のように、この実施例１のダイオードは、入出力端子に接続されるメタル配線層２１のアノード部２１ａを、Ｐ型不純物拡散領域１２全体と、このＰ型不純物拡散領域１２とＮ型不純物拡散領域１３を分離するフィールド酸化膜１４を覆うように構成している。これにより、逆方向の静電気サージが印加されたときに、フィールド酸化膜１４の下側のＮ型シリコンウエル領域１１に均一なＰ型反転層ＩＰと空乏層ＤＥが形成され、このＰ型反転層ＩＰに均一な雪崩降伏が発生させることが可能になり、局所的な雪崩降伏現象を起こすことがなくなる。従って、集中的な電流による異常な発熱がなくなり、永久的な絶縁破壊を起こすことなく、良好な静電気破壊耐性を得ることができるという利点がある。
【実施例２】
【００３０】
図３（ａ），（ｂ）は、本発明の実施例２を示す静電破壊防止用のダイオードの構造図であり、同図（ａ）は平面図、及び同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿う部分の断面図である。なお、図３（ａ），（ｂ）において、図２中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００３１】
このダイードは図２のダイオードと同様に、入出力端子と電源端子との間に接続されるＰ＋Ｎ−型のもので、Ｎ型シリコンウエル領域１１の表面に、Ｐ型不純物拡散領域１２と、Ｎ型不純物拡散領域１３が形成されている。Ｐ型不純物拡散領域１２とＮ型不純物拡散領域１３とを分離する分離領域の表面全体には、酸化膜１９を介して帯状のポリシリコン電極２０が形成され、このＮ型不純物拡散領域１３の外側のＮ型シリコンウエル領域１１の表面には、フィールド酸化膜１４が形成されている。
【００３２】
更に、これらの不純物拡散領域１２，１３、ポリシリコン電極２０及びフィールド酸化膜１４の表面は、層間絶縁膜１５で覆われている。層間絶縁膜１５の上には、アノードとポリシリコン電極２０を入出力端子に接続するためのメタル配線層１６Ｘと、カソードを電源端子に接続するためのメタル配線層１７が形成されている。
【００３３】
メタル配線層１６Ｘは、Ｐ型不純物拡散領域１２に対応して、これよりも一回り小さく形成されたアノード部１６ａと、このアノード部１６ａを入出力端子に接続する配線部１６ｂを有している。また、アノード部１６ａとＰ型不純物拡散領域１２との間は、層間絶縁膜１５に設けられた複数の接続口に充填された接続メタル１６ｃで接続されている。更に、配線部１６ｂは、層間絶縁膜１５に設けられた接続口に充填された接続メタル１６ｄで、ポリシリコン電極２０に接続されている。
【００３４】
メタル配線層１７は、Ｎ型不純物拡散領域１３に対応して、これよりも一回り小さく形成された帯状のカソード部１７ａと、このカソード部１７ａを電源端子に接続する配線部１７ｂを有している。但し、カソード部１７ａの一部は、メタル層１６の配線部１６ｂとの交差を避けるために、切り取られている。また、カソード部１７ａとＮ型不純物拡散領域１３との間は、層間絶縁膜１５に設けられた複数の接続口に充填された接続メタル１７ｃで接続されている。更に、メタル配線層１６，１７の上には、絶縁膜１８が形成され、その上に図示しない配線層等が形成されている。
【００３５】
このダイオードの概略の製造工程は、次のとおりである。
まず、シリコン基板上にシリコン窒化膜を形成した後、ホトリソグラフィによってフィールド酸化膜１４を形成すべき領域の窒化膜を除去し、更にこのホトリソグラフィに用いたレジストを除去する。そして、窒化膜が除去された領域を熱酸化することによって所定の位置にフィールド酸化膜１４を形成する。
【００３６】
次に、ダイオード形成領域に酸化膜とポリシリコン層を順次形成した後、ホトリソグラフィを用いたパターニングにより、酸化膜１９とポリシリコン電極２０を形成する。続いて、ホトリソグラフィによってカソードとなる領域以外をレジストパターンで覆い、高濃度のＮ型の不純物を注入して、Ｎ型不純物拡散領域１３を形成する。同様に、アノードとなる領域に高濃度のＰ型の不純物を注入して、Ｐ型不純物拡散領域１２を形成する。
【００３７】
フィールド酸化膜１４、ポリシリコン電極２０、Ｐ型不純物拡散領域１２及びＮ型不純物拡散領域１３が形成されたシリコン基板の表面全体に層間絶縁膜１５を形成した後、この層間絶縁膜１５の表面にレジスト剤を塗布し、ホトリソグラフィによって接続口を開口するためのレジストパターンを形成する。この後の工程は、実施例１と同様である。
【００３８】
次に動作を説明する。
入出力端子に正極の静電気が印加されると、メタル配線層１６Ｘに正極、メタル配線層１７に負極の電圧が印加される。これにより、アノードであるＰ型不純物拡散領域１２と、カソードであるＮ型不純物拡散領域１３の間には、順方向の電圧が印加され、許容範囲の静電気サージは問題なく吸収される。
【００３９】
一方、入出力端子に負極の静電気が印加されると、このダイオードは、逆方向の電圧が印加された状態となり、メタル配線層１６Ｘが負極の静電気で高電位に充電される。メタル配線層１６Ｘは、接続メタル１６ｄを介してポリシリコン電極２０に接続されているので、このポリシリコン電極２０も負極の静電気で高電位に充電される。このため、酸化膜１９の下側のＮ型シリコンウエル領域１１には、ポリシリコン電極２０に充電された静電気による負の電界により、４辺の周囲すべてに均一なＰ型反転層ＩＰと空乏層ＤＥが形成される。これにより、Ｐ型不純物拡散領域１２とＮ型不純物拡散領域１３との接合部全体に渡って形成されたＰ型反転層ＩＰに電流が流れ、均一な雪崩降伏が発生する。
【００４０】
以上のように、この実施例２のダイオードは、Ｐ型不純物拡散領域１２とＮ型不純物拡散領域１３とを分離する分離領域に、酸化膜１９を介してポリシリコン電極２０を設け、このポリシリコン電極２０をメタル配線層１６Ｘに接続している。これにより、逆方向の静電気サージが印加されたときに、分離領域のＮ型シリコンウエル領域１１に均一なＰ型反転層ＩＰと空乏層ＤＥが形成され、実施例１と同様の利点が得られる。
【００４１】
更に、酸化膜１９は、図１におけるフィールド酸化膜１４及び層間絶縁膜１５よりも極めて薄く形成することができる（例えば、酸化膜１９は１０ｎｍ程度、フィールド酸化膜１４及び層間絶縁膜１５はそれぞれ６００ｎｍ程度）。これにより、図１よりも深いＰ型反転層ＩＰを形成することが可能になり、このＰ型反転層ＩＰに流れる静電気サージの電流密度が低減され、更に良好な静電気破壊耐性を得ることができる。
【実施例３】
【００４２】
図４（ａ），（ｂ）は、本発明の実施例３を示す静電破壊防止用のダイオードの構造図であり、同図（ａ）は平面図、及び同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＣ−Ｃ線に沿う部分の断面図である。なお、図４（ａ），（ｂ）において、図３中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００４３】
このダイードは、図３中のＮ型不純物拡散領域１３に代えて、若干構造の異なるＮ型不純物拡散領域１３Ｘを設けている。即ち、このＮ型不純物拡散領域１３Ｘは、内側に高濃度Ｎ型不純物拡散領域１３ａを設け、その外側に低濃度Ｎ型不純物拡散領域１３ｂを設けた２重構造となっている。これにより、ポリシリコン電極２０と高濃度Ｎ型不純物拡散領域１３ａとの間が、低濃度Ｎ型不純物拡散領域１３ｂによって所定の距離だけ隔てられた構造となる。そして、高濃度Ｎ型不純物拡散領域１３ａとメタル配線層１７のカソード部１７ａとの間が、層間絶縁膜１５に設けられた複数の接続口に充填された接続メタル１７ｃで接続されている。その他の構成は、図１と同様である。
【００４４】
このダイオードの概略の製造工程は、次のとおりである。
まず、シリコン基板上にシリコン窒化膜を形成した後、ホトリソグラフィによってフィールド酸化膜１４を形成すべき領域の窒化膜を除去し、このホトリソグラフィに用いたレジストを除去する。そして、窒化膜が除去された領域を熱酸化することによって所定の位置にフィールド酸化膜１４を形成する。更に、ダイオード形成領域に酸化膜とポリシリコン層を順次形成した後、ホトリソグラフィを用いたパターニングにより、酸化膜１９とポリシリコン電極２０を形成する。
【００４５】
次に、ホトリソグラフィによってカソードとなる領域以外をレジストパターンで覆い、このカソードとなる領域に低濃度のＮ型の不純物を注入する。続いて、高濃度Ｎ型不純物拡散領域１３ａとなる領域以外をレジストパターンで覆い、高濃度のＮ型の不純物を注入する。これにより、高濃度Ｎ型不純部拡散領域１３ａと低濃度Ｎ型不純部拡散領域１３ｂで構成されるＮ型不純物拡散領域１３Ｘが形成される。更に、ホトリソグラフィによってアノードとなる領域以外をレジストパターンで覆い、このアノードとなる領域に高濃度のＰ型の不純物を注入し、Ｐ型不純物拡散領域１２を形成する。
【００４６】
フィールド酸化膜１４、ポリシリコン電極２０、Ｐ型不純物拡散領域１２及びＮ型不純物拡散領域１３Ｘが形成されたシリコン基板の表面全体に層間絶縁膜１５を形成した後、この層間絶縁膜１５の表面にレジスト剤を塗布し、ホトリソグラフィによって接続口を開口するためのレジストパターンを形成する。その後の工程は、実施例１と同様である。
このダイオードの動作は、実施例２のダイオードの動作とほぼ同様である。
【００４７】
但し、逆方向の電圧、即ち、入出力端子に負極の静電気が印加されたとき、図４（ｂ）に示すように、酸化膜１９の下側のＮ型シリコンウエル領域１１に形成されるＰ型反転層ＩＰと空乏層ＤＥが、低濃度Ｎ型不純物拡散領域１３ｂの内部にまで広がる。これにより、ＰＮ接合箇所が高濃度Ｎ型不純物拡散領域１３ａと低濃度Ｎ型不純物拡散領域１３ｂの境界部分に移動する。従って、ＰＮ接合箇所は、酸化膜１９及びポリシリコン電極２０から離れた箇所に形成されることになる。
【００４８】
以上のように、この実施例３のダイオードは、Ｐ型不純物拡散領域１２とＮ型不純物拡散領域１３Ｘとを分離する分離領域に、酸化膜１９を介してポリシリコン電極２０を設け、このポリシリコン電極２０をメタル配線層１６Ｘに接続している。これにより、実施例２と同様の利点が得られる。
【００４９】
更に、Ｎ型不純物拡散領域１３Ｘを、内側の高濃度Ｎ型不純物拡散領域１３ａと外側の低濃度Ｎ型不純物拡散領域１３ｂによる２重構造とし、高濃度Ｎ型不純物拡散領域１３ａをポリシリコン電極２０から所定の距離だけ隔てている。これにより、逆方向電圧が印加されたときに形成されるＰＮ接合箇所が酸化膜１９及びポリシリコン電極２０から離れるので、静電気サージによるこの酸化膜１９の永久的な破壊が抑制され、より一層良好な静電気破壊耐性を得ることができる。
【００５０】
また、このダイードは、低濃度の不純物領域の内側に高濃度の不純物を拡散させて製造するという、従来の高耐圧トランジスタと同様の製造工程を用いることができるので、製造に当たって特殊な工程を追加する必要がないという利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の活用例として、例えば、次のようなものがある。
【００５２】
（ａ）  入出力端子と電源端子との間に接続するＰ＋Ｎ−型のダイオードについて説明したが、半導体の導電型を逆にすることにより、入出力端子と接地端子との間に接続するＰ−Ｎ＋型のダイオードを構成することができる。
【００５３】
（ｂ）  Ｐ型不純物拡散領域１２の形状をほぼ正方形として説明したが、長方形または円形等にしても良い。
【００５４】
（ｃ）  図１におけるメタル配線層２１のアノード部２１ａは、Ｐ型不純物拡散領域１２と分離領域のすべてを覆うようにほぼ正方形となっているが、アノード部２１ａはこれらのＰ型不純物拡散領域１２と分離領域のすべてを覆う必要はなく、Ｎ型不純物拡散領域１３と分離領域との境界部分を完全に覆うことができる形状であれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施例１を示す静電破壊防止用のダイオードの構造図である。
【図２】従来の静電破壊防止用のダイオードの構造を示す図である。
【図３】本発明の実施例２を示す静電破壊防止用のダイオードの構造図である。
【図４】本発明の実施例３を示す静電破壊防止用のダイオードの構造図である。
【符号の説明】
【００５６】
１１    Ｎ型シリコンウエル領域
１２    Ｐ型不純物拡散領域
１３，１３Ｘ    Ｎ型不純物拡散領域
１３ａ    高濃度Ｎ型不純物拡散領域
１３ｂ    低濃度Ｎ型不純物拡散領域
１４    フィールド酸化膜
１５    層間絶縁膜
１６，１６Ｘ，１７，２１，２２    メタル配線層
１８    絶縁膜
１９    酸化膜
２０    ポリシリコン電極
ＩＰ    Ｐ型反転層
ＤＥ    空乏層
【図１】
2005039127.tif 000003
【図２】
2005039127.tif 000004
【図３】
2005039127.tif 000005
【図４】
2005039127.tif 000006