JPH04116152U - BiCMOS device - Google Patents

BiCMOS device

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Publication number
JPH04116152U
JPH04116152U JP1806191U JP1806191U JPH04116152U JP H04116152 U JPH04116152 U JP H04116152U JP 1806191 U JP1806191 U JP 1806191U JP 1806191 U JP1806191 U JP 1806191U JP H04116152 U JPH04116152 U JP H04116152U
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JP
Japan
Prior art keywords
well
layer
pmos
buried layer
nmos
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP1806191U
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Japanese (ja)
Inventor
仁 堀内
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ラッチアップ耐量を向上させたBiCMOS
デバイスを提供する。 【構成】 p形シリコン基板1上にn埋込み層および
埋込み層が形成され,これら埋込み層の上にnウエ
ル,pウエル層を形成し,これらウエル上にPMOS,
NMOS,バイポ―ラトランジスタを形成したBiCM
OSデバイスにおいて,前記PMOSとNMOSを電気
的に分離するnウエル,pウエルのうちPMOSが形成
された側のnウエルにn埋込み層に達するコレクタ拡
散(n)部4´を形成したもの。
(57) [Summary] [Purpose] BiCMOS with improved latch-up tolerance
Provide the device. [Structure] An n + buried layer and a p + buried layer are formed on a p-type silicon substrate 1, an n well and a p well layer are formed on these buried layers, and PMOS,
BiCM with NMOS and bipolar transistors formed
In an OS device, a collector diffusion (n + ) portion 4' reaching the n + buried layer is formed in the n-well on the side where the PMOS is formed, of the n-well and p-well that electrically isolate the PMOS and NMOS. .

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed explanation of the idea]

【0001】0001

【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本考案は,BiCMOSプロセスによって形成されたIC,LSI等のラッチ アップ耐量を向上させることにより信頼性の向上を図ったBiCMOSデバイス に関する。 This invention is a latch for IC, LSI, etc. formed by BiCMOS process. BiCMOS device with improved reliability by improving upstand capability Regarding.

【0002】0002

【従来の技術】[Conventional technology]

BiCMOSデバイスはバイポ―ラ素子とCMOS素子を同一基板上にICプ ロセスを用いて形成される。 図2はBiCMOSデバイスの構成例を示す拡大断面図である。図において1 はp形シリコン基板であり,この基板1上にn,pの埋込み層2が形成され ,この埋込み層2の上にエピタキシャル成長によりエピタキシャル層3が形成さ れている。このエピタキシャル層3中に不純物拡散によりnウエル,pウエルが 形成される。更にLOCOS(素子分離)工程を経てバイポ―ラトランジスタ, PMOS,NMOSが形成される。その製作工程においてウエルとなるエピタキ シャル層と素子分離は構造上両方の素子が同時に作製され,また,バイポ―ラト ランジスタのエミッタ,ベ―ス,コレクタ,およびMOSトランジスタのソ―ス やドレインも共通に製作することが可能である。A BiCMOS device is a bipolar element and a CMOS element formed on the same substrate using an IC process. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a configuration example of a BiCMOS device. In the figure, reference numeral 1 denotes a p-type silicon substrate, on which an n + and p + buried layer 2 is formed, and on this buried layer 2 an epitaxial layer 3 is formed by epitaxial growth. An n-well and a p-well are formed in this epitaxial layer 3 by impurity diffusion. Further, a bipolar transistor, PMOS, and NMOS are formed through a LOCOS (element isolation) process. In the manufacturing process, the epitaxial layer that becomes the well and the element isolation are structurally fabricated for both elements at the same time, and the emitter, base, and collector of the bipolar transistor and the source and drain of the MOS transistor are also common. It is possible to manufacture.

【0003】0003

【考案が解決しようとする課題】[Problem that the idea aims to solve]

図3は上記BiCMOSのCMOS部の回路図(a),模式図(b),および 等価回路図(c)を示すものである。これらの図において,nチャネルとpチャ ネルのMOSはnウエルとpウエルにより電気的に絶縁されるとともに,ソ―ス /ドレインとp/nウエルによるPNPN構造(SCR)が形成されている。( 模式図bに示すイ,ロ,ハ,ニがPNPN構造となる) その結果,例えば出力端子(OUTPUT) に電源電圧以上の電圧が印加された場 合,前記SCRがオンとなり第2図に示す様に矢印Eの方向に大電流が流れる。 そして,nウエルの抵抗が比較的大きいことからこのnウエルが発熱し,場合に よっては素子が破壊する。上記nウエルの発熱/破壊現象はラッチアップ現象と 呼ばれる。 Figure 3 shows the circuit diagram (a), schematic diagram (b), and An equivalent circuit diagram (c) is shown. In these figures, n-channel and p-channel The channel MOS is electrically isolated by the n-well and p-well, and the source A PNPN structure (SCR) is formed by a /drain and a p/n well. ( A, B, C, and D shown in schematic diagram b have a PNPN structure) As a result, for example, if a voltage higher than the power supply voltage is applied to the output terminal (OUTPUT), In this case, the SCR turns on and a large current flows in the direction of arrow E as shown in FIG. Since the resistance of the n-well is relatively large, this n-well generates heat, and in some cases, Therefore, the element will be destroyed. The above n-well heat generation/destruction phenomenon is the latch-up phenomenon. Called.

【0004】 PNPNがオンとなるのは出力端子に電源電圧以上の電圧が印加されnウエル やpウエルに存在する抵抗R1 ,R2 に電流が流れ,寄生NPN,PNPトラン ジスタを順方向にバイアスする外部からの電流がトリガとなることが原因である 。従ってラッチアップ現象を防ぐ為には,寄生NPNがオン状態にならないよう にトリガ電流を低減するかR1 ,R2 の値を下げる必要がある。外乱による過大 電流はデバイス内では対応できないがR1 ,R2 についてはp/nウエルの濃度 を高くすることで低減可能である。[0004] The PNPN turns on when a voltage higher than the power supply voltage is applied to the output terminal, and current flows through the resistors R 1 and R 2 in the N-well and P-well, biasing the parasitic NPN and PNP transistors in the forward direction. This is caused by an external current that acts as a trigger. Therefore, in order to prevent the latch-up phenomenon, it is necessary to reduce the trigger current or lower the values of R 1 and R 2 so that the parasitic NPN does not turn on. Although excessive current due to disturbance cannot be handled within the device, R 1 and R 2 can be reduced by increasing the concentration of the p/n well.

【0005】 本考案は上記従来技術の問題を解決するためになされたもので,p/nウエル の濃度を高くしてR1 ,R2 を低減させラッチアップ耐量を向上させたBiCM OSデバイスを提供することを目的とする。The present invention was made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it provides a BiCM OS device in which the concentration of the p/n well is increased, R 1 and R 2 are reduced, and the latch-up resistance is improved. The purpose is to provide.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】[Means to solve the problem]

上記課題を解決する為の本考案の構成は,p形シリコン基板上にn埋込み層 およびp埋込み層が形成され,これら埋込み層の上にnウエル,pウエル層を 形成し,これらウエル上にPMOS,NMOS,バイポ―ラトランジスタを形成 したBiCMOSデバイスにおいて,前記PMOSとNMOSを電気的に分離す るnウエル,pウエルのうちPMOSが形成された側のnウエルにn埋込み層 に達するコレクタ拡散(n)部を形成したことを特徴とするものである。The structure of the present invention to solve the above problems is that an n + buried layer and a p + buried layer are formed on a p-type silicon substrate, and an n well and a p well layer are formed on these buried layers. In a BiCMOS device on which PMOS, NMOS, and bipolar transistors are formed, an n + buried layer is reached in the n-well on the side where PMOS is formed among the n-well and p-well that electrically separate the PMOS and NMOS. It is characterized in that a collector diffusion (n + ) portion is formed.

【0007】[0007]

【作用】[Effect]

NMOS領域の出力端子に過大電圧が印加されると,発生した電流はpウエル を通ってPMOS下のnウエルに達するが,その電流はこのnウエルの下に形成 された埋込み層のn層を通ってPMOS側のドレインに流れる。When an excessive voltage is applied to the output terminal of the NMOS region, the generated current passes through the p-well and reaches the n-well below the PMOS, but the current flows through the n + layer of the buried layer formed under this n-well. and flows to the drain on the PMOS side.

【0008】[0008]

【実施例】 図1は本考案のBiCMOSデバイスの一実施例を示す断面拡大図である。図 において図2と同一要素には同一符号を付して重複する説明は省略するが,本考 案において従来例と異なる所はPMOS下のnウエルにコレクタ拡散部4´を形 成していることである。なお,このコレクタ拡散部4´は同一基板上に形成され るnpnバイポ―ラトランジスタのコレクタを拡散するときに使用するマスクを 用いて(このマスクに拡散層4´用のパタ―ン形成を行って)同時に形成するこ とができる。【Example】 FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view showing an embodiment of the BiCMOS device of the present invention. figure 2, the same elements as in Figure 2 are given the same reference numerals and duplicate explanations are omitted. The difference between this proposal and the conventional example is that the collector diffusion part 4' is formed in the n-well under the PMOS. This is what we are doing. Note that this collector diffusion part 4' is formed on the same substrate. The mask used when diffusing the collector of an npn bipolar transistor is (by forming a pattern for the diffusion layer 4' on this mask). I can do that.

【0009】 上記の構成によれば出力端子に電源電圧以上の電圧が印加されたとしても電流 は点線Fで示す様にコレクタ拡散部4´を通って埋込み層であるn層を通り, PMOSのドレイン(p)側に達するので,従来例で示すnウエルやpウエル に存在する抵抗R1 ,R2 の抵抗値を減少させることができる。その結果,ソ― ス/ドレインとp/nウエルによるPNPN構造(SCR)がオンとなることが ない。従ってデバイス存在するNPN,PNPトランジスタを順方向にバイアス する外部からの電流がトリガとなって発生するラッチアップ現象を減少させるこ とができる。According to the above configuration, even if a voltage higher than the power supply voltage is applied to the output terminal, the current passes through the collector diffusion part 4' and the n + layer, which is the buried layer, as shown by the dotted line F, and the current flows through the PMOS. Since it reaches the drain (p + ) side of the resistor, it is possible to reduce the resistance value of the resistors R1 and R2 present in the n-well and p-well shown in the conventional example. As a result, the PNPN structure (SCR) consisting of the source/drain and p/n well is never turned on. Therefore, it is possible to reduce the latch-up phenomenon that is triggered by an external current that forward biases the NPN and PNP transistors present in the device.

【0010】0010

【考案の効果】[Effect of the idea]

以上実施例とともに具体的に説明した様に,本考案のBiCMOSデバイスに よれば,PMOSとNMOSを電気的に分離するnウエル,pウエルのうちPM OSが形成された側のnウエルにn埋込み層に達するコレクタ拡散層(n+層 )を形成しているので,SCRがオンすることが少なくなり,ラッチアップ耐量 を向上させることができ,信頼性の向上を図ることができる。As explained above in detail with the embodiments, according to the BiCMOS device of the present invention, among the n-well and p-well that electrically separate the PMOS and NMOS, the n-well on the side where the PM OS is formed has an n + Since the collector diffusion layer (n+ layer) reaching the buried layer is formed, the SCR is less likely to be turned on, and the latch-up resistance can be improved and reliability can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本考案のBiCMOS一実施例を示す拡大断面
図である。
FIG. 1 is an enlarged sectional view showing an embodiment of a BiCMOS according to the present invention.

【図2】従来のBiCMOSを示す拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a conventional BiCMOS.

【図3】(a)図2のCMOS部の回路図である。 (b)図2の模式図である。 (c)図2の等価回路図である。3(a) is a circuit diagram of the CMOS section of FIG. 2; FIG. (b) A schematic diagram of FIG. 2. (c) is an equivalent circuit diagram of FIG. 2;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 p形基板 2 埋込み層 3 エピタキシャル層 4,4´ コレクタ拡散部 1 p-type substrate 2 Embedded layer 3 Epitaxial layer 4,4' Collector diffusion section

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 7342−4M H01L 27/06 321 E ──────────────────────────────────────────────── ─── Continued from front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI Technical display location 7342-4M H01L 27/06 321 E

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 p形シリコン基板上にn埋込み層およ
びp埋込み層が形成され,これら埋込み層の上にnウ
エル,pウエル層を形成し,これらウエル上にPMO
S,NMOS,バイポ―ラトランジスタを形成したBi
CMOSデバイスにおいて,前記PMOSとNMOSを
電気的に分離するnウエル,pウエルのうちPMOSが
形成された側のnウエルにn埋込み層に達するコレク
タ拡散(n)部を形成したことを特徴とするBiCM
OSデバイス。
Claim 1: An n + buried layer and a p + buried layer are formed on a p-type silicon substrate, an n well and a p well layer are formed on these buried layers, and a PMO layer is formed on these wells.
Bi formed into S, NMOS, and bipolar transistors
In the CMOS device, a collector diffusion (n + ) portion reaching the n + buried layer is formed in the n-well on the side where the PMOS is formed of the n-well and p-well that electrically isolate the PMOS and NMOS. BiCM to be
OS device.
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