设有冲击电压保护电路的半导体装置制造方法及图纸

一种设有与信号输入端子电连接且包括第一晶体管和第二晶体管的冲击电压保护电路的半导体装置，其特征在于：　　　　所述第一晶体管的基极最窄区域的宽度与所述第二晶体管的基极最窄区域的宽度不同，通过这种结构，使所述第一晶体管比所述第二晶体管更容易被击穿。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体装置，更具体地说涉及设有冲击电压保护电路的半导体装置。
技术介绍
作为为了防止汽车、马达、荧光显示、音频装置等以及由晶体管元件等构成的IC(Integrated Circuit集成电路)的瞬间增大的电流或电压(冲击电压)而进行保护的冲击电压保护电路，提出了各种装置。例如在日本专利申请特开昭58-74081号公报中，描述了传统的冲击电压保护电路。根据在上述公报中公开的结构，传统的冲击电压保护电路设有横向pnp晶体管和纵向npn晶体管。横向pnp晶体管的基极和发射极以及纵向npn晶体管的集电极，各自与输入端子电连接。纵向npn晶体管的集电极和横向pnp晶体管的基极，用同一个n型外延层形成。横向pnp晶体管的集电极和纵向npn晶体管的基极，用同一个形成于上述n型外延层内的p型杂质区域形成。纵向npn晶体管的发射极，用形成于上述p型杂质区域内的n型杂质区域形成。接着，对上述公报中所描述的冲击电压保护电路的动作进行说明。如果在输入端子施加冲击电压，在横向pnp晶体管中，集电极-基极结的耗尽层达到发射极-基极结的耗尽层，而且产生穿通击穿，由此，从发射极向集电极流入电流。该电流成为纵向npn晶体管的基极电流，而且，纵向npn晶体管被导通，因此，施加在输入端子的冲击电压的电荷从纵向npn晶体管的发射极侧放电。另外，例如在日本专利申请特开平5-206385号公报和特开昭56-19657号公报中，公开了上述以外的冲击电压保护电路。为了使在上述公报中所描述的冲击电压保护电路正常动作，必须使横向pnp晶体管的击穿电压低于纵向npn晶体管的击穿电压。但是，在上述公报中所描述的结构中，有时横向pnp晶体管的击穿电压(以下称为耐压)高于纵向npn晶体管的耐压，因此，在这种场合冲击电压保护电路不能正常动作。更具体地说，在上述公报所描述的冲击电压保护电路中，纵向npn晶体管的基极区和横向pnp晶体管的集电极区，用相同浓度的同一区域(即同一个p型杂质区域)形成。另外，纵向npn晶体管的集电极区和横向pnp晶体管的基极区，用相同浓度的同一区域(即同一个n型外延层)形成。因此，横向pnp晶体管的基极-集电极的耗尽层厚度和纵向pnp晶体管的基极-集电极的耗尽层厚度相同，从而使引起雪崩击穿的容易度相同，横向pnp晶体管的耐压和纵向npn晶体管的耐压也相同。于是，横向pnp晶体管比纵向npn晶体管更早被击穿，冲击电压保护电路的动作不稳定。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种设有正常动作的冲击电压保护电路的半导体装置。根据本专利技术一方面的设有冲击电压保护电路的半导体装置，是一种设有与信号输入端子电连接且包括第一晶体管和第二晶体管的冲击电压保扩电路的半导体装置，在该半导体装置中，第一晶体管的基极最窄区域的宽度与第二晶体管的基极最窄区域的宽度不同，通过这种结构，使第一晶体管比第二晶体管更容易被击穿。因此，在信号输入端子施加冲击电压时，通过击穿第一晶体管使第二晶体管导通，并释放在信号输入端子施加的冲击电压，通过这种电路结构，构成设有正常动作的冲击电压保护电路的半导体装置。根据本专利技术另一方面的设有冲击电压保护电路的半导体装置，是一种设有与信号输入端子电连接且包括第一晶体管和第二晶体管的冲击电压保护电路的半导体装置，在该半导体装置中，作为第一晶体管的基极起作用的区域的杂质浓度与作为第二晶体管的基极起作用的区域的杂质浓度不同，通过这种结构，使第一晶体管比第二晶体管更容易被击穿。因此，在信号输入端子施加冲击电压时，通过击穿第一晶体管使第二晶体管导通，并释放在信号输入端子施加的冲击电压，通过这种电路结构，构成设有正常动作的冲击电压保护电路的半导体装置。根据本专利技术又一方面的设有冲击电压保护电路的半导体装置，是一种设有与信号输入端子电连接且包括第一晶体管和第二晶体管的冲击电压保护电路的半导体装置，该半导体装置包括，设有主表面的半导体衬底和在半导体衬底的主表面形成的场氧化膜；第一晶体管的发射极和第二晶体管的集电极，与信号输入端子电连接；第一晶体管的集电极和第二晶体管的基极形成相同的导电型并互相电连接；第一晶体管的基极，与第一晶体管的发射极和第二晶体管的集电极电连接；第一晶体管的发射极和基极的pn结与场氧化膜的一端接触，而且，集电极和基极的pn结与场氧化膜的另一端接触。因此，能够由场氧化膜自由控制第一晶体管基极的宽度。从而，通过使第一晶体管的宽度小于第二晶体管的宽度，能够作成第一晶体管比第二晶体管更容易被穿通击穿的结构。根据本专利技术又一方面的设有冲击电压保护电路的半导体装置，是一种设有与信号输入端子电连接且包括第一晶体管和第二晶体管的冲击电压保护电路的半导体装置，该半导体装置包括，在主表面设有第一导电型外延层的半导体衬底；第一晶体管的发射极和第二晶体管的集电极，与信号输入端子电连接；第一晶体管的集电极和第二晶体管的基极形成相同的导电型，且由互相共用的第二导电型的第一扩散区域构成；第一晶体管的基极，与第一晶体管的发射极和第二晶体管的集电极电连接；第一晶体管的基极，设有包围第一晶体管发射极并具有比外延层更高杂质浓度的第一导电型的第二扩散区域；在外延层内的主表面，第一扩散区域和第二扩散区域相互邻接。借此，构成第一晶体管基极的第二扩散区域和构成第二晶体管基极的第一扩散区域，由相反的导电型区域构成，从而，通过使第一晶体管基极的宽度小于第二晶体管基极的宽度，实现第一晶体管比第二晶体管更容易被穿通击穿的结构。另外，通过使第一晶体管基极的杂质浓度高于第二晶体管基极的杂质浓度，实现第一晶体管比第二晶体管更容易被雪崩击穿的结构。另外，在本说明书中作为基极起作用的区域，是在构成基极的杂质扩散区域中，与构成发射极的杂质扩散区域和构成集电极的杂质扩散区域分别构成pn结的杂质扩散区域。至于本专利技术的上述目的和其它目的、特征、形态以及优点，通过与另附的附图相对应的有关本专利技术的详细说明进行进一步的理解。附图说明图1是表示本专利技术实施例1的冲击电压保护电路的电路图。图2是概略表示本专利技术实施例1的冲击电压保护电路结构的平面图。图3是沿图2的III-III线的截面图。图4是概略表示设有本专利技术实施例2的冲击电压保护电路的半导体装置结构的截面图。图5是表示本专利技术实施例3的冲击电压保护电路的电路图。图6是概略表示设有本专利技术实施例3的冲击电压保护电路的半导体装置结构的平面图。图7是沿图6的VII-VII线的截面图。图8是概略表示设有本专利技术实施例4的冲击电压保护电路的半导体装置结构的截面图。图9是概略表示设有本专利技术实施例5的冲击电压保护电路的半导体装置结构的截面图。图10是概略表示设有本专利技术实施例6的冲击电压保护电路的半导体装置结构的平面图。图11是沿图10的XI-XI线的截面图。图12是概略表示设有本专利技术实施例7的冲击电压保护电路的半导体装置结构的截面图。图13是概略表示设有本专利技术实施例8的冲击电压保护电路的半导体装置结构的平面图。图14是沿图13的XIV-XIV线的截面图。图15是概略表示设有本专利技术实施例9的冲击电压保护电路的半导体装置结构的平面图。图16是沿图15的XVI-XVI线的截面图。图17是表示本专利技术实施例10的冲击电压保护电路的电路图。图18是概略表示设有本专利技术实施例10的冲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种设有与信号输入端子电连接且包括第一晶体管和第二晶体管的冲击电压保护电路的半导体装置，其特征在于所述第一晶体管的基极最窄区域的宽度与所述第二晶体管的基极最窄区域的宽度不同，通过这种结构，使所述第一晶体管比所述第二晶体管更容易被击穿。2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于作为所述第一晶体管的所述基极起作用的区域的杂质浓度与作为所述第二晶体管的所述基极起作用的区域的杂质浓度不同，通过这种结构，使所述第一晶体管比所述第二晶体管更容易被击穿。3.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于所述第一晶体管的所述基极的最窄区域比所述第二晶体管的所述基极的最窄区域窄。4.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，在所述冲击电压保护电路中所述第一晶体管的集电极和所述第二晶体管的集电极与所述信号输入端子电连接；所述第一晶体管的所述基极和所述第二晶体管的所述基极形成相同的导电型并互相电连接；所述第一晶体管的发射极与所述第一晶体管的所述基极和所述第二晶体管的所述基极电连接。5.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于所述冲击电压保护电路还包括电阻元件；所述第二晶体管的发射极和所述电阻元件的一端与所述信号输入端子电连接；所述第一晶体管的所述基极和所述第二晶体管的集电极形成相同的导电型并互相电连接；所述第一晶体管的发射极与所述第一晶体管的所述基极和所述第二晶体管的所述集电极电连接；所述第一晶体管的集电极与所述第二晶体管的所述基极和所述电阻元件的另一端电连接。6.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于所述冲击电压保护电路还包括电阻元件；所述第二晶体管的发射极和所述电阻元件的一端与所述信号输入端子电连接；所述第一晶体管的所述基极和所述第二的晶体管的所述基极形成相同的导电型并互相电连接；所述第一晶体管的发射极与所述第一晶体管的所述基极和所述第二晶体管的所述基极以及所述电阻元件的另一端电连接；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本文寿，村井保文，古谷启一，
申请(专利权)人：株式会社瑞萨科技，协荣产业株式会社，
类型：发明
国别省市：