JPH09307011A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH09307011A
JPH09307011A JP12349096A JP12349096A JPH09307011A JP H09307011 A JPH09307011 A JP H09307011A JP 12349096 A JP12349096 A JP 12349096A JP 12349096 A JP12349096 A JP 12349096A JP H09307011 A JPH09307011 A JP H09307011A
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JP
Japan
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region
conductivity type
type
collector
buried layer
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Application number
JP12349096A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiji Otake
誠治 大竹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Pチャンネル型、Nチャンネル型ともに専用
工程を殆ど要することなく効率的にバイポーラ型ICに
一体化させる。 【解決手段】 P型基板11の上にN型エピタキシャル
層12を形成し島領域を形成する。P+コレクタ埋め込
み層13、コレクタ導出領域18、エミッタ領域20を
形成して縦型のPNPトランジスタ16を形成し、コレ
クタ埋め込み層17と同時にIGBT15の第2のコレ
クタ埋め込み層22を形成し、コレクタ導出領域18と
同時に第2のコレクタ導出領域23を形成する。P型拡
散領域25とソース領域26およびゲート電極27を形
成してIGBT15とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁ゲート型バイ
ポーラトランジスタ(以下IGBTと称す)を効率よく
集積化した半導体集積回路に関する。
【0002】
【従来の技術】IGBTは、パワーMOSFET等と並
んで高出力・高耐圧型のスイッチング素子であり、NP
N型トランジスタの電流能力が高い利点とパワーMOS
FETの電圧駆動が可能である利点との両方を併せ持つ
素子である。図3にIGBTの構造を示す。同図におい
て、1はP+型の半導体基板、2はN型のエピタキシャ
ル層、3はエピタキシャル層表面に形成したP型の拡散
領域、4はP型拡散領域3の表面に形成したN+型のソ
ース領域、5はゲート酸化膜の上に形成したポリシリコ
ンゲート電極である。ゲート電極5下部のP型拡散層3
の表面をチャンネルとして、ゲート電極に印加する電圧
によりソース・コレクタ(P+型半導体基板1)間の電
流を制御するようになっている。この素子はP型拡散層
3をエミッタ、N型のエピタキシャル層2をベース、P
+型半導体基板1をコレクタとするPNPトランジスタ
がON動作して伝導度変調を行うので、パワーMOSF
ETより小さいON抵抗を得ることができる。上記はN
チャンネル型の素子であるがP型とN型を反転すればP
チャンネル型の素子となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ディスクリ
ート型の素子は電子機器のコスト高を招くので、集積化
したいというのが当然の要求である。しかしながら、複
数種類の素子を集積化することは困難であり、工程を複
雑にする欠点があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した欠点に
鑑みなされたもので、縦型PNPトランジスタのP+コ
レクタ埋め込み層、IILのPベース領域等と工程を共
用にして、Pチャンネル型、Nチャンネル型ともに、バ
イポーラ型集積回路内に効率的に組み込むことができる
絶縁ゲート型バイポーラトランジスタを提供するもので
ある。
【0005】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。図1はPチャンネル型
のIGBTを集積回路化したものである。同図におい
て、11はP型の単結晶シリコン半導体基板、12は基
板11上に気層成長法により形成したN型のエピタキシ
ャル層、13は基板11とエピタキシャル層12との間
に埋め込み形成したN+型の埋め込み層、14はエピタ
キシャル層12を接合分離して複数の島領域を形成する
P+型の分離領域、15はIGBT素子、16は縦型P
NPトランジスタ、17はN+埋め込み層13に重畳し
て埋め込み形成したP+型の第1のコレクタ埋め込み
層、18はエピタキシャル層12表面から第1のコレク
タ埋め込み層17に達するP+型の第1のコレクタ導出
領域、19は縦型PNPトランジスタ16のベースとな
る領域、20はベースとなる領域19の表面に形成した
P型のエミッタ領域、21はN+型のベースコンタクト
領域である。エミッタ領域20はNPNトランジスタの
ベース拡散により、ベースコンタクト領域21はNPN
トランジスタのエミッタ拡散により各々形成している。
また、P+分離領域14は上拡散層14aとした拡散層
14bとを連結させることにより形成しており、上拡散
層14aと第1のコレクタ導出領域18とを同じ工程
で、下拡散層14bと第1のコレクタ埋め込み層17と
を同じ工程で形成している。
【0006】22はN+埋め込み層13に重畳して埋め
込み形成したP+型の第2のコレクタ埋め込み層、23
はエピタキシャル層12表面から第2のコレクタ埋め込
み層22に達するP+型の第2のコレクタ導出領域、2
4はIGBTの共通のベースとなる領域、25はベース
となる領域24の表面に形成したP型の拡散領域、26
はP型拡散領域25の表面に形成したN+型のソース領
域、27はソース領域26近傍の上部にゲート酸化膜を
介して形成したポリシリコンゲート電極、28はP型拡
散領域の表面に形成したP+コンタクト領域、29はエ
ピタキシャル層表面に形成したN+コンタクト領域であ
る。
【0007】IBGT15は、ベースとなる領域24と
ソース領域26との間のP型拡散層25の表面をチャン
ネル部とするMOSFETと、P型拡散領域25をエミ
ッタ、ベースとなる領域24をベース、第2のコレクタ
埋め込み層22をコレクタとするPNPトランジスタと
を組み合わせた素子であり、前記PNPトランジスタの
電流伝達率βを1.0以下にしたものである。そしてゲ
ート電極27に印加した電圧により前記チャンネル部の
チャンネルを制御して、ソース・コレクタ間の電流を制
御するものである。コンタクト領域29には電源電位V
CCを印加してIGBT15のコレクタ基板11とを分
離している。
【0008】IGBT15の第2のコレクタ埋め込み層
22は分離領域の下拡散層14bおよび縦型PNPトラ
ンジスタ16の第1の埋め込み層と同じ工程で形成し、
第2のコレクタ導出領域23は第1のコレクタ導出領域
及び分離領域の上拡散層14aと同じ工程で形成してい
る。N+ソース領域26はNPNトランジスタのエミッ
タ拡散によって形成すれば簡便である。
【0009】図2はNチャンネル型のIGBT素子を組
み込んだ実施の形態である。縦型PNPトランジスタ1
6等の同じ箇所には同じ符号を伏して説明を省略する。
同図において、30はIIL素子、31はPチャンネル
型のIGBT、32は島領域の表面に形成したP型のI
ILの第1のベース領域、33は島領域表面に形成した
P+型のインジェクタ領域、34は第1のベース領域3
2の表面に形成したN+型のコレクタ領域、35は第1
のベース領域32の表面にコレクタ領域35を囲むよう
に形成したP型のベースコンタクト領域である。IIL
30のインジェクタ領域33とベースコンタクト領域3
5はNPNトランジスタのベース拡散工程により、コレ
クタ領域34はエミッタ拡散により各々形成している。
【0010】36は埋め込み層13に重畳して形成した
P+型のベース埋め込み層、37はエピタキシャル層表
面からベース埋め込み層36に達するP型の第2のベー
ス領域、38は第2のベース領域37の表面に形成した
N型の拡散領域、39はN型拡散領域38の表面に形成
したP+型のソース領域、40はエピタキシャル層表面
からN+埋め込み層13に達するN+型のコレクタ導出
領域、41はN型拡散領域38の表面に形成したN+型
のコンタクト領域である。
【0011】Pチャンネル型のIGBTは、図1のNチ
ャンネル型IGBTと相補対をなすものであり、第2の
ベース領域37とP+ソース領域39との間のN型拡散
領域38の表面をチャンネルとするMOSFETと、N
型拡散領域38をエミッタ、第2のベース領域37とベ
ース埋め込み層36をベース、N+埋め込み層13をコ
レクタとするNPNトランジスタとを組み合わせた素子
である。同様にゲート電極27に印加する電圧によって
ソース・コレクタ間の電流を制御する。
【0012】IGBT31のベース埋め込み層36は縦
型PNPトランジスタ16の第1のコレクタ埋め込み層
17および分離領域の下拡散層14bと同じ工程で形成
し、IGBT31の第2のベース領域24はIIL30
の第1のベース領域32と同じ工程で形成している。N
+コンタクト領域はNPNトランジスタのエミッタ拡散
によって形成すると簡便である。場合によってはPチャ
ンネル型IGBT15とNチャンネル型IGBT39と
を一体化してもよく、その場合にはNチャンネル型のI
GBT15のP+コンタクト領域28とPチャンネル型
IGBT31のP+ソース領域29とを共通の工程で形
成することができる。
【0013】このように、本発明はIGBT素子をバイ
ポーラ型ICに集積化するに当たり、IGBTを形成す
るための拡散領域を他の素子の拡散領域と工程を共用す
るので、殆ど専用工程を要することなく形成することが
できるものである。
【0014】
【発明の効果】以上に説明したとおり、本発明によれば
殆ど専用工程を要することなくPチャンネル型、Nチャ
ンネル型共にバイポーラ型ICにIGBT素子を組み込
むことができる利点を有する。従って電子機器のコスト
減と軽薄短小化に寄与できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を説明する断面図で
ある。
【図2】本発明の第1の実施の形態を説明する断面図で
ある。
【図3】従来例を説明するための断面図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一導電型の半導体基板と、 前記半導体基板の上に形成した逆導電型のエピタキシャ
    ル層と、 前記基板の表面に埋め込み形成した逆導電型の埋め込み
    層と、 前記埋め込み層に重ねて形成した一導電型の第1のコレ
    クタ埋め込み層と、 前記エピタキシャル層を貫通して複数の島領域を形成す
    る一導電型の分離領域と、 前記島領域の表面から前記第1のコレクタ埋め込み層に
    到達する一導電型の第1のコレクタ導出領域と、 前記第1のコレクタ導出領域で囲まれた領域の表面に形
    成した一導電型のエミッタ領域と、 他の前記島領域の前記逆導電型の埋め込み層に重ねて形
    成した、一導電型の第2のコレクタ埋め込み領域と、 前記他の島領域表面から前記第2のコレクタ埋め込み領
    域に到達する一導電型の第2のコレクタ導出領域と、 前記第2のコレクタ導出領域で囲まれた他の島領域の表
    面に形成した一導電型の拡散領域と、 前記一導電型拡散領域の表面に形成した逆導電型のソー
    ス領域と、 前記ソース領域の近傍の上部に形成したゲート電極とを
    具備し、 前記第1と第2の埋め込み層が、前記第1と第2のコレ
    クタ導出領域とが各々同じ工程で作り込まれていること
    を特徴とする半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 一導電型の半導体基板と、 前記半導体基板の上に形成した逆導電型のエピタキシャ
    ル層と、 前記基板の表面に埋め込み形成した逆導電型の埋め込み
    層と、 前記埋め込み層に重ねて形成した一導電型の第1のコレ
    クタ埋め込み層と、 前記エピタキシャル層を貫通して複数の島領域を形成す
    る一導電型の分離領域と、 前記島領域の表面から前記第1のコレクタ埋め込み層に
    到達する一導電型の第1のコレクタ導出領域と、 前記第1のコレクタ導出領域で囲まれた領域の表面に形
    成した一導電型のエミッタ領域と、 他の前記島領域の表面に形成した一導電型の第1のベー
    ス領域と、 前記ベース領域の表面に形成した逆導電型のコレクタ領
    域と、 前記ベース領域とは離れた前記島領域の表面に形成した
    一導電型のインジェクタ領域と、 更に他の前記島領域の前記逆導電型の埋め込み層に重ね
    て形成した、一導電型のベース埋め込み層と、 前記更に他の島領域表面から前記ベース埋め込み層に到
    達する一導電型の第2のベース領域と、 前記第2のベース領域の表面に形成した逆導電型の拡散
    領域と、 前記逆導電型拡散領域の表面に形成した一導電型のソー
    ス領域と、 前記ソース領域の近傍の上部に形成したゲート電極とを
    具備し、 前記コレクタ埋め込み層と前記ベース埋め込み層とが同
    じ工程により作り込まれ、且つ前記第1と第2のベース
    領域が同じ工程で作り込まれていることを特徴とする半
    導体集積回路。
JP12349096A 1996-05-17 1996-05-17 半導体集積回路 Pending JPH09307011A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19929235B4 (de) * 1999-06-25 2005-06-23 Infineon Technologies Ag Vertikaler DMOS-Transistor und Verfahren zum Herstellen eines vertikalen DMOS- Transistor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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