JPS5878451A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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Publication number
JPS5878451A
JPS5878451A JP56176803A JP17680381A JPS5878451A JP S5878451 A JPS5878451 A JP S5878451A JP 56176803 A JP56176803 A JP 56176803A JP 17680381 A JP17680381 A JP 17680381A JP S5878451 A JPS5878451 A JP S5878451A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
layer
region
type
epitaxial layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP56176803A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kimimaro Yoshikawa
吉川 公磨
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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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP56176803A priority Critical patent/JPS5878451A/en
Publication of JPS5878451A publication Critical patent/JPS5878451A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/60Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D10/00 or H10D18/00, e.g. integration of BJTs
    • H10D84/65Integrated injection logic
    • H10D84/658Integrated injection logic integrated in combination with analog structures

Landscapes

  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)
  • Bipolar Transistors (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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特に半導体装置の構造に関する。[Detailed description of the invention] The present invention particularly relates to the structure of a semiconductor device.

近年、半導体集積回路、特にバイポーラ論理集積回路は
その集積化と高速化が着しいが、新しい論31素子とし
てI8L(Integyated  5cho−ttk
ey ][、ogic)が提案されている。
In recent years, semiconductor integrated circuits, especially bipolar logic integrated circuits, have become more integrated and faster.
ey][, otic) has been proposed.

これは、第1図にその基本等価回路を示すように%電流
源Iが接続されたスイッチングNPN)う、ンジスタT
1のベースに久方端子INt−介して入力信号を供給し
、そのコレクタから複数(3個)のショットキーダイオ
−VDにょ〉絶縁した複数(,3個)の出力を出力端子
OUTから取〕出すものである。tた、この素子の構造
的特徴から、NPN)ランジスタT1に寄生するPNP
)ランジスタT!が存在する。それ故、この素子は、ト
ランジスタT1が飽和した時、トランジスタT1のベー
スを工電、タ、コレクタtベース、そして基板をコレク
タとする寄生PNP)ランジスタT2が働き、コレクタ
層に蓄積された過剰キャリヤを基板へ逃がす仁とによっ
てN、PN)ランジスタの飽和を浅くシ、スイッチング
特性が改善されるという利点含有する。
This is a switching NPN to which a current source I is connected as shown in Fig. 1, its basic equivalent circuit.
An input signal is supplied to the base of 1 through the terminal INt-, and the outputs of a plurality of (3) Schottky diodes (VD) isolated from the collector are taken from the output terminal OUT. It is something to put out. In addition, due to the structural characteristics of this element, PNP parasitic to the NPN transistor T1
) Langista T! exists. Therefore, in this device, when the transistor T1 is saturated, the parasitic PNP (PNP) transistor T2 whose collector is the base of the transistor T1 and the base of the transistor T1 acts to remove excess carriers accumulated in the collector layer. This has the advantage that the saturation of the N, PN (N, PN) transistors can be reduced shallowly by allowing the conductor to escape to the substrate, and the switching characteristics can be improved.

第2図にこのI8Lの基本構造を示す、す表わち、P形
基板1上に形成されたN形エピタキシカル層4表面から
ベース5及び工電、夕(l形成し、コレクタに複数個(
図では2個)のし、ットキーバリャ電極io、ttt−
形成して第1図のシヨ。
The basic structure of this I8L is shown in FIG. (
In the figure, there are 2 electrodes), ttt key barrier electrode io, ttt-
Formed as shown in Figure 1.

トキーパリャダイオードDを形成し、また、P形基板l
とN形エピタキシャル層4界面のエミ、り6直下とショ
ットキーバリヤダイオード10.11直下にのみ高濃度
のN形埋込層2を有し、そして外部ペース領域5′直下
にはP形基板lが相対している構造である。通常のバイ
ポーラ集積回路は、N形埋込層2が外部ペース領域5′
直下まで形成されているが、I8Lでは一上述のごとく
外部ペース領域5′直下にはP型基板lが相対している
ため一外部ベース領域5を二電、タ、エピタキシャル領
域4をペース基板1をコレクタとする寄生PNP)ラン
ジスタが存在する。
A P-type substrate l is formed.
The N-type buried layer 2 has a high concentration only directly under the emitter layer 6 and the Schottky barrier diode 10, 11 at the interface between the N-type epitaxial layer 4 and the N-type epitaxial layer 4. This is a structure in which the two are opposite to each other. A typical bipolar integrated circuit has an N-type buried layer 2 in an external space region 5'.
However, in I8L, as mentioned above, the P-type substrate 1 is located directly below the external base region 5', so the external base region 5 is connected to the external base region 5, and the epitaxial region 4 is connected to the space substrate 1. There is a parasitic PNP transistor whose collector is

上記の特徴をもつI8Lのスイッチング時間では次式で
表わせる。
The switching time of I8L having the above characteristics can be expressed by the following equation.

ここでfy(νNr)は寄生PNP)ランジスタT3の
し中断周波数、Fはファンアウト数をそれぞれ示す。
Here, fy(νNr) represents the interruption frequency of the parasitic PNP transistor T3, and F represents the fan-out number.

上式に示すように、ILLのスイッチング時間は寄生P
NP)ランジスタfテに逆比例する。従って%I8Lの
スイッチング時間を小さくするには、寄生PNP トラ
ンジスタのftt−上げる、すな′わち112図のエピ
タキシャル層4の厚さを小さくしてベース幅を小さくす
ればよいことがわかる。
As shown in the above equation, the switching time of ILL is determined by the parasitic P
NP) is inversely proportional to transistor f. Therefore, it can be seen that in order to reduce the switching time of %I8L, the ftt- of the parasitic PNP transistor can be increased, that is, the thickness of the epitaxial layer 4 shown in FIG. 112 can be reduced to reduce the base width.

しかしながら、エピタキシャル層4會薄くすればNPN
)ランジスタの耐圧が下がる。特にI8Lとアナログト
ランジスタを共存させる場合、アナログトランジスタの
十分な耐圧を取ることができない、逆に、アナログトラ
ンジスタの耐圧を取る2J6のエピタキシャル厚4t−
厚くすると寄生PNPトランジスタの71が下がって、
スイッチツクスピードが上がらないという欠点があった
However, if the epitaxial layer is made 4 times thinner, NPN
) The withstand voltage of the transistor decreases. In particular, when I8L and analog transistors coexist, it is not possible to obtain sufficient breakdown voltage for the analog transistor; conversely, the epitaxial thickness of 2J6, which is 4t-
When it becomes thicker, 71 of the parasitic PNP transistor decreases,
The drawback was that the switching speed did not increase.

本発明の目的は、かかる従来のI8Lの欠点を解決し、
アナログトランジスタと共存できる高耐圧、高速のI8
Lの構造を提供するものである。
The purpose of the present invention is to solve the drawbacks of the conventional I8L,
High-voltage, high-speed I8 that can coexist with analog transistors
This provides the structure of L.

本発明による構造は、外部ペース領域直下にP屋置込層
を有することを基本とする。
The structure according to the present invention is based on having a P-layer placement layer directly below the external pace area.

以下、本発明の一実施例管図面を用いて詳細に説明する
。第3図に本発明の一実施例の構造を示す、すなわち、
P形基板l上にN形エピタキシャル層4t−形成し、エ
ピタキシャル層4表面からペース領域5およびニオツタ
領域6e形成する。エピタキシャル層4でなるコレクタ
領域には複数個のショットキーパリヤ電極10,1lt
−形成してシ、、トキーバリャダイオード管形成しそい
る。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, one embodiment of the present invention will be explained in detail using pipe drawings. FIG. 3 shows the structure of an embodiment of the present invention, namely:
An N-type epitaxial layer 4t is formed on a P-type substrate 1, and a space region 5 and a nitride region 6e are formed from the surface of the epitaxial layer 4. A plurality of Schottky parry electrodes 10, 1lt are provided in the collector region formed by the epitaxial layer 4.
- Forming a barrier diode tube.

エピタキシャル層4′t′基板1との界面にはN形埋込
層2がエミッタ領域6とショットキーパリヤ直下に形成
されている。そして、上述した目的のために外部ペース
領域5′直下にP形墳込層7を形成するものである。こ
のP型埋込層7は工さ、り領域6直下を除くペーメ領竣
直下に形成している。
At the interface with the epitaxial layer 4't' substrate 1, an N-type buried layer 2 is formed directly below the emitter region 6 and the Schottky parier. For the above-mentioned purpose, a P-shaped buried layer 7 is formed directly below the external space area 5'. This P-type buried layer 7 is formed directly under the finished area except for the area directly under the recessed area 6.

尚、3は絶縁分離領域である。Note that 3 is an insulation isolation region.

寄生PNP)ランジスタは、NPN)ランジスタのペー
ス5を工電、夕、エピタキシャル層4t−ペース、そし
てP形堀込層7をコレクタとして形成される。このPN
P)ランジスタのベース幅ハ、P形埋込層1とNPN)
ランジスタのペース50間の距離で決定され、エピタキ
シャル層1の厚さに依存しない。従って、熱処理時間を
適当に設定すれば、エピタキシャル層4の厚さを十分厚
くし、かつPNP)ランジスタのベース幅も小さくテキ
る。従って、スイッチング時間も小さくできる。
The parasitic PNP transistor is formed by using the NPN transistor's base 5 as a base, an epitaxial layer 4 as a base, and a P-type digging layer 7 as a collector. This PN
P) Base width of transistor C, P type buried layer 1 and NPN)
It is determined by the distance between the transistor paces 50 and does not depend on the thickness of the epitaxial layer 1. Therefore, by appropriately setting the heat treatment time, the thickness of the epitaxial layer 4 can be made sufficiently thick, and the base width of the PNP transistor can also be made small. Therefore, switching time can also be reduced.

尚、エピタキシャル層4の厚さtlO〜15μ程度にす
れば、ア。ナログトランジスタの耐圧として20〜SO
Y程度得られる。一方、寄生PNP)ラノジスタのベー
ス幅は、P型埋込層7によって1〜5μ程度に設定でき
る。
Incidentally, if the thickness of the epitaxial layer 4 is set to about tlO~15μ, A. 20~SO as the withstand voltage of analog transistor
About Y can be obtained. On the other hand, the base width of the parasitic PNP (parasitic PNP) lano resistor can be set to about 1 to 5 μm by the P-type buried layer 7.

以上説笥したように、本発明によって、I8Lトー存す
るアナログトランジスタの耐圧を十分高くすることがで
き、かつI8Lのスイッチング時間も十分小さくするこ
とができる0本発明は、各領域の導電Wをすべて入れ換
えてもよいものである。
As explained above, the present invention makes it possible to sufficiently increase the withstand voltage of the analog transistors present in the I8L, and also to sufficiently reduce the switching time of the I8L. It can be replaced.

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

第1図はI8Lの基本等価回路図、第2図は従来のI8
Lの構造断面図、第3図は本発明の一実施例の構造断面
図である。 Tト・・・・・スイッチングNPN)ランジスタ、Tト
・・・・・寄生PNP)ランジスタ、D・・・・・・シ
ョットキーバリヤダイオード、■・・・・・・電流源、
IN・・・・・・入力端子、OUT・・・・・・出力端
子、l・・・・・・P型基板、2・・・・・・N形埋込
層、3・・・・・・絶縁分離層、4・・・・・・N型エ
ピタキシャル層、5・・・・・・ペース領域、6・・・
・・・工さツタ領域、7・・・・・・P型埋込層、8・
・・・・・ベース電極、9・・・・・・エミッタ電&、
10.11・・・・・・ショットキーバリヤ電極。 X7 図 篤?図
Figure 1 is the basic equivalent circuit diagram of I8L, Figure 2 is the conventional I8
FIG. 3 is a structural cross-sectional view of an embodiment of the present invention. T: Switching NPN) transistor, T: Parasitic PNP) transistor, D: Schottky barrier diode, ■: Current source,
IN...Input terminal, OUT...Output terminal, l...P-type substrate, 2...N-type buried layer, 3...・Insulating separation layer, 4...N-type epitaxial layer, 5...Pace region, 6...
... Engineered ivy region, 7 ... P-type buried layer, 8.
...Base electrode, 9...Emitter electrode &,
10.11... Schottky barrier electrode. X7 Zuatsu? figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 一導電型の半導体基体上に形成された反対導電形の半導
体層と、誼半導体層に形成された一導電型の半導体領域
とを有してなる半導体装置において、上記手導体領域下
に一導電型の第1m込層と反対導電型の第211込層と
が並設して形成されていることを特徴とする半導体装置
In a semiconductor device comprising a semiconductor layer of an opposite conductivity type formed on a semiconductor substrate of one conductivity type, and a semiconductor region of one conductivity type formed on an opposite semiconductor layer, one conductivity type is formed under the first conductor region. A semiconductor device characterized in that a first m-type layer and a 211-th layer of an opposite conductivity type are formed in parallel.
JP56176803A 1981-11-04 1981-11-04 Semiconductor device Pending JPS5878451A (en)

Priority Applications (1)

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JP56176803A JPS5878451A (en) 1981-11-04 1981-11-04 Semiconductor device

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JP (1) JPS5878451A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6573582B2 (en) * 2001-07-23 2003-06-03 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device

Cited By (1)

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