JPS58206171A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPS58206171A
JPS58206171A JP57088994A JP8899482A JPS58206171A JP S58206171 A JPS58206171 A JP S58206171A JP 57088994 A JP57088994 A JP 57088994A JP 8899482 A JP8899482 A JP 8899482A JP S58206171 A JPS58206171 A JP S58206171A
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JP
Japan
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area
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resistance
collector
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Pending
Application number
JP57088994A
Other languages
English (en)
Inventor
Haruji Futami
二見 治司
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS58206171A publication Critical patent/JPS58206171A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/80FETs having rectifying junction gate electrodes

Landscapes

  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本元明は半導本奥墳回路姿・書に1し、特に11L (
Lntegrated 1njection Logi
c)型半導本央債回路装置に関する。
ILLは、通常のブレーナをバイポーラトランジスタの
エミッタとコレクタを逆に用い、複数個のコレクタを有
する、いわゆる逆動作縦型トランジスタと、このトラン
ジスタのベースをコレクタとする相補をの横型トランジ
スタとの複合碑造をもったバイポーラ倫理素子である。
この倫理素子は嘉奥嘴変、イ氏消費区力、高速動作等の
利供と有し、更にアナログ回路を同時にl司−チップ内
に形成することが回路である点から、その応用範囲は極
めて広い。
第1図は従来の11L型倫理老子の一例の断面図である
第1図に於いて、l汀Pψ半導本基板、2は高遣(N博
埋込み領域、3ばへ攻エビタキソヤル曽でらす、このN
4エピタキシヤル僧3 ’P iCu a イ屡廿Pi
頌域が゛jT、dトランジスタのエミッタ(以下インジ
ェクタと呼ぶ)5及び逆動作嵯観トランジスタのベース
6として投けられ、さらにこのベース6中には表面よジ
砿赦されて形成された4数個の高濃度N型領域7が逆動
作a型トランジスタのコレクタとして形成さnている。
また、最低区立の電極取出し用領域として高濃度N型頌
域4がインジェクタ5、ベース6を取囲むように表面よ
り形成され、その底部は高凄変N観埋込領域2に葉で達
している。この構造によれば、横型トランジスタは定電
流として、また逆動作縦型トランジスタLまひとつの入
力端、屓数個の出力・喘を有するインバータとして機イ
ヒする。さらにこの論理素子が運数個接続された時には
、横型トランジスタは前段のインバータの能動負荷とな
る。
倫理回路を構成する場合、上記論理素子を連数・固配償
し、各々の人出力瘤をアルミニウムなどの!a−抵抗□
勿質により接続するわけであるが、1己、腺の都合上及
び構成面償の縮少1とから撞も切藁の良いベース或極部
、コレクタ領域の位置を谷老子に分いて考・(しなけれ
ばならない。また、倫理磁子上に池の1倫理素子間の配
■を・屯す場合もしばしばちる。
第2図は元来の1lI4浬回路の一グ1のモ曲図である
巣2図において、7a+7b+7cはそれぞ扛コレクタ
すなわち出力端子であり、13は配雇用低抵抗ぞ質であ
る。この列では、出方・端子7aと7bとの間に也の論
理素子間の配@13が一本侭缶している。
所でILL倫理回路の性能として、逆肋作縦貌トランジ
スタ(以141LL)ランジスタと呼ぶ)の鑞流増幅玉
βUの大きさが重要な4≠の−っVζ埜げられるが、従
来の傳遣に於いてば、コレクタ領域のf固数、ベース(
・傘部及びコレクタ領域の配置1立置及びベース・コレ
クタ或極間の距離が上記電流増幅$Iuの低下という理
由によって剣限され、舖、4!回路七美償回路として実
現する場合、淘浬素子配・直の設計を攬准にし、時には
倫理素子数の噌クロもしくは揃理回路の構成の変更を余
儀なくされることがある。
従来構造に於ける電流増編率βUの1炊下の連出を図面
を用いて説明する。
渠3図は第2図に・仕すlIl、舗埋回路の等1曲回嗜
図である。図で同じ吻に対しては同じ番号を灯している
第3(2)に於いて、14は横型トランジスタのコレク
タうjらベース戒極部壕でに存在する抵抗仮分、15a
+ 15b+ L5cは谷コレクタ領域間に存在する抵
抗成分である。ただし、14及び15aは4虜無視でき
うるほど小さい。従って、この抵抗成分が41fLトラ
ンジスタのベース抵抗として・動らき、ベースAffM
部から雌れたコレクタ領域はどその@欅を受け、電流増
幅率βUの低下′fC招くことけ容易に考察することが
可能である。
果4図は第21図に示すLIL1浬回洛のコレクタ(流
とシ?面瑠1幅ぶの内孫を承丁峙1生図である。
戒充糟扁率、3u汀出力欄子によって、4な已。
11L考]青では4J1乍夏斐?上Vするたり〆こぼ、
岐wトランジスタのエミッタ’[ff1(インジェク−
’;’K11f:と呼ぶ)?4卯ざイることが幼果的で
あるっ;、インジェクタ底流の渭加!l1ILLトラン
ジスタ・っペース電流の1加となり、ベース抵抗の存在
2こよる居、流瑠扁率β の低下及び谷コレタタ間の(
流渭唱率の差が頑晋となるという天気がある。
本発明は上記欠点を除云し、コレクタ領域の・1M数、
ベース電極、コレクタ領域の位1置配置の刈限を取除き
、かつ11Lトランジスタの谷コレクタにおける屯姫増
・嘔巡の均一化fcはかり、論理回路の設計及び素子配
置設計、配線の設計を4易にすることが町1ヒな半傅本
央噴回洛装肴を倚興するも′のである。
本竜明の#1本奥噴回路−+aは、鳴1薦五型半4本等
汲の一主(2)rこ投けらnた茗2導鑞博の第l頃域と
、咳第1頒r4.を言む匍紀半導1本秀[νの一5Fm
上!/]!杉成され前1己第1頑域よりも戊・墳n月で
ある嘱2噂(壱の第2−頁或と、4亥君2目J、i3!
)jに呈いに5′)雅されて杉Fi!j、された累14
シ裁の第3及び第4項域と、仮第4碩、支内に伝いに分
蛎されて形成され第2厚籠型を有する傭奴個の第5頃域
と前記第3及び第4の・7頁#!?・胡み前(己第2項
峨の表1から前厄第1唄域の上面に環するように形成さ
れた高崎度の第244型の嘉6碩截と、前記第11q域
、第3項域、第4碩域、$6碩域をざむ全表面に設けら
れた噛間絶禄4と、Ivi前記!−間絶赦僕に4あけし
て前記道数個の第5頂域の各々に1個ずつ接続して設け
られにグ54域戒囃部と、該嬉54@電傘部に接続し前
記1層間絶→1嗅表面を通る1氏抵抗物貢の配線とを含
んで溝成さnる。
本発明の実施ダIについて図面を用いて説明する。
第5図は本発明の一更咽例の断面図である。
壕ず、比抵抗1〜3 Q −24度のpf#−、s本=
1反1そ用い、この表面に11Lトランジスタのエミッ
タとすべ(、N型不4411例えばアンチモンを拡牧し
て嗜抵抗40Q/ロ、婆□谷栗さ7μm程度の高、債斐
N蝦埋込み領域2を選択的に形成する。
ここでP敷半導本基板を哨いたのは前述したとおりIL
L倫理素子がバイボーラトランジスタト’]−チップ上
て形成されることが6いたrlその・場合を考・(した
tカである。
次に、エビタチノセル成長伎術により、吏中目的に応じ
た適当な比抵抗(05〜IQ−LニアrL程度)+:有
するN叔エビタキシンル曽3をP・四半・4本秀板1、
高濃度Nを埋込み4域2上に酸受させる。
次に、へ型不純勿、例えはリンで衆面、俊閲11020
(’  程゛度の高#度N威領域4をこの実施列の半導
本素子の各々、あるいは全本を取囲むように形成し、そ
の後の熱処理により高4度N凹須域4の1に部が高パ積
度N型埋込み領域2に僅する二つに岬込む。
次に、NtQエピタキシャル層3の上にインジェクタ領
域5及び11Lトランジスタのベース領域6をP型不純
勿)てより形成するが、この工程は1惠常ノバイポーラ
トランジスタのベース−III域の形成]:程と同時に
行なうことも可能であり、その場合列えはホウ素を砿政
して、層低抗150Q/ロ、妥合栗さ1.5μm程髪0
P販領域が形成される。
次に、痩敢個の11Lトランジスタのコレクター域7を
形成するのでちるが、この工程も前記ペース工程と同様
IN!常のバイポーラトランジスタのエミッタ形成工程
と同時に行なうことが可能で、その場合、例えばリンf
c広牧して表1狛1I31度IQ191〜3程度・拡牧
深さ1μm程度の高4度へ・戚領域を・形成する。
その後、通常のバイポーラトランジスタの形成工程と同
様に、・俊化8・莫12を選択的に除去し開孔部に低抵
抗物質を形成し、インジェクタ゛岐甑部8゜11、トラ
ンジスタのベース窺極部9.コ、レクタ屯極都10.エ
ミ、夕べ極部12を形成するわけであるが、ベース屯極
部9は、ベース領域6内で、各コレクタ5頁域7に対問
する二つな位置に少くとも一つ存在するように最短・距
離で4数個形成される。1*、低抵抗吻・這を・(択的
に形成することによりコレクタ域姑部9Iインジェクタ
電填部8等の相岳配線も形成する。
矢に、杷嫌仮嗅16を数ミクロンの嗅厚で全面tこ形成
するが、この也嫌破膜として、CνD((、:hemi
caf  Vapor  LJeposit+or3)
、−f;・てよ リ′攻温形成された二駿・ヒノリコン
、屋1ヒ/リコン、モジくはポリミイドなどの廚l旨才
料を用い、っこ七ができるが、熱酸化゛美形或は不都合
である。こn、ば、1に抵抗*質セしてよく用いられる
アルミニウムなどの金禰の@帳が4酸化俣I杉阪時の温
寸支りも低い場合、前工程で形成した配覗部籠喚部が4
眸し。
てしまうからである。その後ヘースイ喚部9の直上の杷
噸破嘆16に開孔部を没け、谷ベース直噛部9を#続す
るように前A己絶嫌子皮膜16上に;氏抵抗璽質の配線
17を形成する。この工9にして、第5図に示す構造に
示す一夷弛例が僻られる。
第6図は第5図に示す一夷Φ夕1の等l[11iI回@
図である。
第6図において、18は苗種トランジスタのコレクタが
ら、鐘も近傍のヘースπ−@部寸での抵抗成分、19a
、19b、19c、19rljベース砿極から各コレク
タ電極(α下のベース碩R’=で1(存圧する抵抗成分
である。19ランジスタのコシタタチらベース戒喚lで
の抵抗成分tsyすベース五、愼を11Lトランジスタ
のベースう貫電6内の最もインジェクタ領域5に近い部
分に設けnば非常に低抵抗で無悦できるものでちる。ま
た抵抗成分19a=lJdの各抵抗成分についても、従
来の構造に比べ、全てのコレクタ′醒啄部の近接した1
立置にベース成極が必ず存在するよりになっているため
非常に低抵抗であり、かつ均一の直を有する。従って、
従来構造ではインジェクタ領域5よりa距離に立置する
コレクタ成極部はど高いベース抵抗を有し、そのコレク
タ゛電極部での電流増、嘔ぶβUが低下するため、コレ
クタ領域7とインジェクタ領域5との距離及びコレクタ
成極部7の取り得る個数は自ずと制限されてしまってい
たが、本発明の半導本装置に於いては、1■Lトランジ
スタのベース電流はインジェクタ領域5の最も近傍に立
置するコレクタ領域7aに対してはベース領域6を滑れ
るが、その他のコレクタ領域7b〜7dK対しては、非
常に1抵抗である逸4被膜16上の低抵抗劣質17を介
して流れ各コレクタ領域近傍のベース砥唯9から再びベ
ース領域に加入し、ベース電流fc哄給するので谷ゴレ
クタ領域直下までのベース抵抗の1はコレクタ頃域の立
置によらず一定で、なおかつその絶対喧が非常に低いた
め、コレクタ@域の立置による電流増幅ぷβUの依存性
の低下現家が軽減される。
第7図は第5図に示す一実1列のコレクタ底流と底流増
@率との関係を示す特注図である。
第7圀に示すように、各コレクタ領域7a〜7dに対す
る成#、増@率には臂意差はない。
第5図に示したように、この実施例では逸嫌被嗅16を
介して21類の低抵抗劣質の配a13及び17を形成し
ているから、従来品よりも布腺設計の自由度が増してい
る。例えば、コレクタ電電10から池の素子のベース成
極への接続を行なう場合、T1の低抵抗4Ij質による
配置が不可能な場合、ベース4噛を4峡している上、−
の低低流吻′纜17の形成領置及びコレクタ成極に接続
されているT1の低抵抗劣質の配置の形成頭載?それぞ
れ上面から見て交差するように・1在させ、交弔@外の
Ie!縁被嗅16に閘孔部を設け、上響の低抵抗吻縦の
配置17を杉成すCばその部分で4続が行なわれ之こと
になる。
上記央WA列については、遡富のバイポーラトランジス
タの共存を考・くしてP型半導本蚤仮を用いf?:、4
合を記述したが、N型半導本基板を用いて揚程工程を筒
略化することも可能である。また、半導体1−及び半導
体領域の形成にはそれぞれ気相成長法及び砿敢云を用い
たがCれらも液相成長法およびイオン圧入去などの他の
適切な方法を用いることができることは言うまでもない
以上詳細に説明したよりに、本発明によれば11L虐理
素子の祷%性を改善することが可すヒでなりかつ集積回
路としての素子配置設計重線設計に於ける種々の制限を
無くシ、設計の自由度を1した≠1本巣噴回番裟1電が
得られるのでその効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
礪1図は従来構汚のLIL彌埋末子の一例の祈用図、第
2図は従来のIiL4理回路の一声10干rfJ図、第
3図は第2図に示す111.倫理回路の等・曲回略図、
第4図は第2図に示すLIL倫浬回路のコレクタ電流と
区流増扁ぶの1係を示″t″持性図、第5図?ζ本発明
の一寿頌列の析面図、第6図は第5゛図に示す一獲施例
の等・曲回略図、第7図は$5図に示す一実施例のコレ
クタ電流と直流増・福率との関係を示す特性1図である
。 ■・・−・・・P型半導体基板、2・・・・・・高II
k度N駅哩込、”ln域、吐+−+−Nをエビタキゾン
ル嗜、4・・・・−・扁#度へ型領域1.5・・・・・
・P吠インジェクタ領域、6・・・・−・11Lトラン
ジスタのP壊ベース4域、7・−・・−IiL)−ラジ
ージスタのNfiコレゲタ4域、8・−・・・インジェ
クタ戒極部、9・−・・・−ベース戒極部、IO・−・
・−・コレクタ成極部、11・−・・−・エミッタペ極
部、1“2・・・・・・咄4酸化膜、13・・−・・・
低低抗甫質の妃禰、16・・・・・・絶球被嗅、17・
・・・−・低抵抗吻質の配線。 −  ス 4 図 Z 、5 図 )つ   乙  61 篤 77

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 茗14電型半導本基板の一主囲に設けられた第2導電型
    の第1領域と、該第1碩域を含む前記半4本基板の一王
    面上に形成され前記第1領域よりも低潰度である男2導
    を梨の第2領域と、該第2領域内に互いに分離されて形
    成された第1導電型の第3及び第↓領域と、該箔4@域
    内に互いに分離されて形成され再24電型を有する複数
    個の第5頃域と、前記第3及び術4の@域を囲み前記第
    2碩滅の表面から前記第1領域の上面に達するように形
    成された高ずa聞の第2導成型の第6碩域と、前記第1
    領域、第3頭域、哨4@域、第6領域を倉む全表面に設
    けられた僧間絶嫌模と、前記層間逸碌喚にパあけi−で
    前記榎奴個の第5領域の各々に1貫固ずつ接晴して投げ
    られた第5−1頁域纜喚部と、該稟5領域屯極部に接続
    し前記−間絶嫌模表面を通る低抵抗吻質の配韻とをよむ
    ことを特徴とする半導本集積回路装置。
JP57088994A 1982-05-26 1982-05-26 半導体集積回路装置 Pending JPS58206171A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60250646A (ja) * 1984-05-28 1985-12-11 Hitachi Ltd 半導体集積回路

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