(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイオードのアレイを構成する集積回路であって、保護されるべき点に陰極（Ｌ１−Ｌ８）で、かつ基準電圧に陽極で各々接続される複数個の第１のショットキーダイオード（ｄ１−ｄ８）と、保護されるべき点に陽極で、かつその陽極が基準電圧にある単数個のアバランシェダイオード（Ｚ）の陰極に陰極で各々接続される複数個の第２のショットキーダイオード（ｄ’１−ｄ’８）とを含み、前記集積回路は、
その下部表面が濃くドープされた、わずかにドープされたＰ型基板（１）と、
前記基板の上部表面に形成された第１（１０）の群のわずかにドープされたＮ型ウェルと、
前記基板の上部表面に形成された複数の第２（２０）の群のわずかにドープされたＮ型ウェルと、
前記第１の群のウェル上に形成された複数個の第１のオーミックコンタクト（１２）および複数個の第１のショットキーコンタクト（１１）と、
前記複数の第２の群のウェル上にそれぞれ形成された複数個の第２のオーミックコンタクト（２２）および複数個の第２のショットキーコンタクト（２１）と、
前記基板の上部表面上の濃くドープされたＮ型領域（３）と、
第１の群のウェルの前記複数個の第１のオーミックコンタクトを前記濃くドープされたＮ型領域に接続する第１の金属化層（Ａ）と、
第２の群のウェルの前記複数個の第２のショットキーコンタクトを接続する第２の金属化層（Ｃ）と、
第２の群のウェルの前記複数個の第２のオーミックコンタクトを前記第１の群のウェルの前記複数個の第１のショットキーコンタクトにそれぞれ接続する複数の第３の金属化層（Ｂ１−Ｂ８）と、
第４の裏表面金属化層（Ｍ）とを含む、集積回路。
【請求項２】
使用に際して、前記裏表面および前記第２の金属化層は基準電圧に接続され、各前記複数の第３の金属化層は保護されるべき線に接続される、請求項１に記載の集積回路。
【請求項３】
前記第１の群のウェルは単一のウェルを形成する、請求項１に記載の集積回路。
【請求項４】
前記複数の第２の群のウェルの各々は停止チャネル領域によって隣接する第２の群のウェルおよび前記第１の群のウェルから分離される、請求項１に記載の集積回路。
【請求項５】
前記複数個の第１および第２のショットキーコンタクトの各々はガードリングに囲まれる、請求項１に記載の集積回路。
【請求項６】
前記第２の金属化層および前記基準電圧の間の接続は、前記第２の金属化層と基板上部表面のオーバドープされた領域との接触によって達成される、請求項１に記載の集積回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
この発明は保護回路に関し、より特定的には、データ処理システムを保護するために使用されるダイオードアレイに関する。
【０００２】
【関連分野の議論】
データ処理システムにおいて、コネクタは多数の線にしばしば結合され、その電圧は第１および第２の電圧に対応して第１および第２の状態の間で変化しがちである。
【０００３】
第１の電圧が接地に対応しかつ第２の電圧が、たとえば＋５ボルトのように正電圧である場合がより特定的に考慮されるであろう。しかしながらより一般的にこれらの線の電圧は高電圧と低電圧または基準電圧との間で変化し得る。
【０００４】
図１はこの型の線のための従来の保護回路を示す。線Ｌは基準電圧（または接地）に逆方向にバイアスされたダイオード（ｄ１）を介して接続され、かつ線上の高電圧に近い（わずかにそれより高い）電圧を有する逆方向にバイアスされたアバランシェダイオード（Ｚ）と直列の順方向にバイアスされたダイオード（ｄ′１）を介して接地にもまた接続される。このように、線Ｌ上の負の過電圧はダイオードｄ１を介して接地まで流れ、線の公称電圧より高い値を有する正の電圧はダイオードｄ′１およびアバランシェダイオードＺを介して流れる。
【０００５】
データ処理システムにおいて、大変多数な線がコネクタに結合され、すべてが単一のアバランシェダイオードを共有する図１に示すような種々の保護部品を組合わせる必要がある。そのような回路が図２に例示され、そこでは各線Ｌ１−Ｌ８に関連して、ダイオードｄ１−ｄ８は接地に逆方向にバイアスされて接続され、かつダイオードｄ′１−ｄ′８はアバランシェダイオードＺを介して接地に順方向に接続されて示される。
【０００６】
実際、各線および接地の間のキャパシタンスをできるだけ減少させ、ゆえに２つまたは数個の線の間で起こりがちな漏話現象を最小化するように、ダイオードｄ１−ｄ８およびｄ′１−ｄ′８にはショットキー型ダイオードを選択するということはより有利となることが注目されてきた。さらに、そのような小さいサイズのショットキーダイオードは従来の接合ダイオードのそれと比べてとても高いとはいえない相対的に低い順方向電圧降下を有する。
【０００７】
現在、この型の回路は個別の部品で実現される。これは回路の生産に要求される種々の半田付け動作を実行するのに扱いにくい構造および高価な労働費用を伴う。これらは集積部品と比べて、個別部品の従来の欠点である。さらに別の欠点は小さいサイズのショットキーダイオードは壊れやすい部品であり、かつ逆方向過電圧に大変敏感であり、それはそれらを破壊しやすいことである。ゆえに、回路はその基本部品を損わないように、または損害を与えないように細心の注意を払って製造されかつ接続されなければならない。
【０００８】
【発明の概要】
この発明の目的は、図２に集積された形式で表わされるようなダイオードアレイを提供することである。
【０００９】
この目的を達成するために、この発明は、各々が陰極を、保護されるべき点に接続され、かつ陽極を基準電圧に接続される複数個の第１のショットキーダイオードと、各々が陽極を、保護されるべき点に接続され、陰極を、その陽極が基準電圧にある単数個のアバランシェダイオードの陰極に接続される複数個の第２のショットキーダイオードとを含むダイオードアレイを含む集積回路を提供する。この集積回路は、その下部表面が濃くドープされた、わずかにドープされたＰ型基板と、基板の上部表面に形成されたＮ型ウェルの第１の群と、基板の上部表面に形成されたＮ型ウェルの複数の第２の群と、第１の群のウェル上に形成された複数個の第１のオーミックコンタクトおよび複数個の第１のショットキーコンタクトと、複数の第２の群のウェル上にそれぞれ形成された複数個の第２のオーミックコンタクトおよび複数個の第２のショットキーコンタクトと、基板の上部表面上の濃くドープされたＮ型領域と、第１の群のウェルの複数個の第１のオーミックコンタクトを濃くドープされたＮ型領域に接続する第１の金属化層と、第２の群のウェルの複数個の第２のショットキーコンタクトを接続する第２の金属化層と、第２の群のウェルの複数個の第２のオーミックコンタクトを第１の群のウェルの複数個の第１のショットキーコンタクトにそれぞれ接続する複数の第３の金属化層（Ｂ１−Ｂ８）と、第４の裏表面金属化層（Ｍ）とを含む。
【００１０】
この発明の実施例にしたがって、裏表面および第２の金属化層は基準電圧に接続され、各複数の第３の金属化層は保護されるべき線に接続される。
【００１１】
この発明の実施例に従って、第１の群のウェルは単一のウェルを形成する。この発明の実施例に従って、第２の金属化層と基準電圧との接続は、この第２の金属化層と、基板の上部表面のオーバドープされた領域との接触によって達成される。
【００１２】
この発明に従った集積回路は先行技術に従った個別回路を越えて、製造するのにより高価でなく、より扱いにくくなく、かつより簡単であるという利点を有する。さらに、ショットキーダイオードはアバランシェダイオードを備えて予め組立てられるため、それらは取扱われて保護されるべき線に接続されるとき、過電圧によって破壊される危険がもはやない。
【００１３】
この発明の前述および他の目的、特徴、局面および利点は添付の図面と共に読まれるべきこの発明の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【００１４】
集積回路表示において従来通りであるように、種々の部品は１つの図内で、または１つの図から他の図においてのいずれでも、縮尺では描かれていない。特に種々の領域およびウェルの形は四角い端縁で概略的に表示される。当業者にとって、実際これらの端縁は、種々の拡散ステップをさらに加えると、丸くされるということは明らかであるであろう。
【００１５】
【詳細な説明】
図３（Ａ）はオーバドープされた層２で被覆された下部表面を有するＰ型基板１で形成される集積回路を示す（実際、層２は基板Ｐをオーバドープすることによって形成され得、または逆に（reciprocally）、Ｐ型領域１はこの層よりも厚いＰ+ 型基板上にエピタキシャルに形成され得る）。
【００１６】
図３（Ａ）の断面図は左から右に、アバランシェダイオードＺ、ダイオードｄ′１およびダイオードｄ１を図１に従って例示する。
【００１７】
アバランシェダイオードＺは垂直型であり、Ｎ型の濃くドープされた領域３および基板１の間に形成される。
【００１８】
ダイオードｄ′１およびｄ１はわずかにドープされたＮ型ウェル１０および２０において形成され、その上部表面上にはこれらのウェルとショットキー障壁を形成する生成された金属化層１１および２１がある。オーバドープされた領域１２および２２はウェル１０および２０とのオーミックコンタクトを与える。
【００１９】
第１の金属化層Ａは領域３および１２の間に接続を確立し、ダイオードｄ′１の陰極とアバランシェダイオードＺの陰極との間の接続に対応する。
【００２０】
第２の金属化層Ｂ１は領域２２および金属化層１１の間に接触を確立し、ダイオードｄ′１の陽極とダイオードｄ１の陰極との間の接続に対応する。この金属化層が保護されるべき線Ｌ１に接続されるであろう。
【００２１】
最後に、第３の金属化層Ｃは金属化層２１に接続され、ウェル２０とのショットキー障壁を形成する金属化層２１に接続される。金属化層Ｃはショットキーダイオードｄ１−ｄ８の陽極を接地に接続するための接触を与える。
【００２２】
基板の裏表面もまた金属化層（金属化層Ｍ）で被覆される。金属化層Ｍは接地に接続され、普通ケースの金属ベース上に生成される。金属化層Ｃは、また接地に接続されなければならず、ワイヤによってこのベースに接続され得、かつ／または示されるように基板１のオーバドープされた外面領域３０に接触するように延ばされ得る。接地への接触は、金属化層Ｍに至る同じドーピング型の層３０、１および２を介して達成される。
【００２３】
種々の改良が図３（Ａ）に表われる。特に、より高度にドープされたＰ型領域は上部表面から形成された各Ｎ型領域の間に配置され、つまり、第１の停止チャネル領域３１はウェル３および１０の間に、かつ第２の停止チャネル領域３２はウェル１０および２０の間に配置される。さらに、好ましくはＰ型ガードリング１３、２３はショットキー障壁金属化層１１および２１がウェルに接触する区域を囲む。従来、種々の金属化層は、先に説明された態様で特定の領域と接触しない位置でマスクとして以前役に立ってきた酸化区域上にあった。
【００２４】
図３（Ｂ）はこの発明に従った回路の例示的上面図である。図３（Ａ）と同じ領域は同じ参照数字で示される。簡略化のために、ガードリングおよび停止−チャネル区域は示されない。図３（Ｂ）はまたダイオードｄ′１の各陰極（領域１２）をツェナーダイオードの陰極（領域３）に接続する金属化層Ａを示す。金属化層Ｂ１−Ｂ８は線Ｌ１−線Ｌ８に接続されるように意図され、領域２２を金属化層１１に接続する。単一のウェル１０がすべてのダイオードｄ′１−ｄ′８に使用され得、一方で各ダイオードｄ１−ｄ８は別個のウェルに与えられるということにもまた注目するべきである。金属化層Ｃは金属化層２１をＰ+ 領域３０に接続する。
【００２５】
図３（Ｂ）の回路は好ましくはたとえば金フィラメントで各々が各金属化層Ｂ１−Ｂ８に接続される端子を備えたケースに配置される。従来、ワイヤが溶着される前に、部品は不活性化層（窒化シリコンまたはポリイミド）で被覆され、かつアパーチャは接触が確立されることが所望される金属化層Ｂ１−Ｂ８上のこの層において形成されるであろう。金属化層毎の２つのアパーチャは、線入力端子および線出力端子への接続のために与えられ得る。
【００２６】
もちろんこの発明には、種々の既知の技術に従ってショットキー障壁を実現することが特に可能な当業者にとって明らかである種々の変形および改良が加えられるであろう。
【００２７】
さらに、すべて逆にされた極性を有する保護回路は説明された構造の層の導電性の型をすべて逆にすることによって達成され得る。
【００２８】
このようにこの発明のある特定の実施例を説明してきたが、種々の変更、修正および改良が当業者にとってたやすく成され得るであろう。そのようなこの開示によって明らかにされる変更、修正および改良は、ここに明示されていないが、この開示の一部であると意図され、かつこの発明の精神および範囲内であると意図される。したがって、前述の説明は例としてのみであり限定としては意図されない。この発明は前掲の特許請求の範囲および均等のものによってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】先行技術に従った保護回路の図である。
【図２】先行技術に従った保護回路の図である。
【図３】（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれこの発明に従った集積回路の断面図および概略上面図であり、（Ａ）は（Ｂ）の図の線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【符号の説明】
１  Ｐ型基板
２  オーバドープされた層
１０  ウェル
１１  金属化層
２０  ウェル
２１  金属化層
【図１】
0003786434.tif 000002
【図２】
0003786434.tif 000003
【図３】
0003786434.tif 000004