JPS6038862A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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Publication number
JPS6038862A
JPS6038862A JP58146374A JP14637483A JPS6038862A JP S6038862 A JPS6038862 A JP S6038862A JP 58146374 A JP58146374 A JP 58146374A JP 14637483 A JP14637483 A JP 14637483A JP S6038862 A JPS6038862 A JP S6038862A
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JP
Japan
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field effect
effect transistor
transistor
type
channel
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Application number
JP58146374A
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English (en)
Inventor
Toshihiro Matsuda
松田 敏弘
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6038862A publication Critical patent/JPS6038862A/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
    • 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
    • H10D84/80Integrated 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 H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs
    • H10D84/82Integrated 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 H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components
    • H10D84/83Integrated 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 H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components of only insulated-gate FETs [IGFET]
    • H10D84/85Complementary IGFETs, e.g. CMOS
    • H10D84/854Complementary IGFETs, e.g. CMOS comprising arrangements for preventing bipolar actions between the different IGFET regions, e.g. arrangements for latchup prevention

Landscapes

  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated 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】 〔技術分野〕 この発明は、半導体技術さらには0−M2S(コンブリ
メンタルMO8)論理回路が形成きれる半導体装置に適
用して特に有効な技術に関するもので、たとえば、0−
MO8論理回路とバイポーラトランジスタとを同−基体
内に具備する半導体集積回路装置における素子形成に利
用して有効な技術に関するものである。
〔背景技術〕
0−MO8論理回路が形成される半導体装置では、その
0−MO8論理回路を構成するためのpチャンネルとn
チャンネルの2種類のMO8tO8電界効果トランジス
タを形成するために、半導体基体とは反対の導電型のウ
ェルな形成することが行なわれる。そして、そのウェル
に一方のMO8電界効果トランジスタを形成する。例え
ば、n−型半導体基体にpチャンネルMOSN、界効果
トランジスタとnチャンネルM OS 電界効果トラン
ジスタを形成するためには、nチャンネルMO8t界効
果トランジスタが形成される領域にp−型つエルを形成
しなければならない。このようにして形成される2種類
のMO8tO8電界効果トランジスタなって0−MO8
論理回路を構成する。
ところが、上述のようにして形成されるり−MO8論理
回路は、これを構成する2種類のMO8電界効果トラン
ジスタ間にpnp口S造のサイリスタが寄生ずる。そし
て、この寄生サイリスタが例えば外部から入力端子バン
ドなどを弁して侵入するパルス性の雑音などによってト
リガーされると、0−MO8論理回路が一種のラッチア
ップ状態となって、例えば電源を遮断し7ない限り復帰
しない常時導通の状態になってしまう。そして、場合に
よっては半導体集積回路装置を損傷することもある。こ
のようなラッチアンプ現象は、特に入力端子に直接接続
される入力バッファ回路において生じやすい。
以上のようなラッチアンプ現象を回避するためには、上
記寄生サイリスタがトリガーされ難(・構造とじブfけ
ればならない。このためには、O−MO8論理回路を構
成する1対のMO8電界効果トランジスタの名形成領域
を互いに十分に離す必要がある。これにより、寄生サイ
リスタを構成するnpn型とp n p型の2つの等価
バイポーラトランジスタの電流増幅率を低下させてトリ
ガーを生じ難(することができる。
しかしながら、上述したごとぎ解決手段は、0−MO8
論理回路を構成するためのレイアウト面積の拡大を伴う
ものであり又、半導体装置の高集積密度化あるいは半導
体チノプザイズの縮小化などの要求とは背反するもので
ある。
本発明者は以上のような問題点を明らかにするとともに
、そのような問題を解決することができる手段を提供す
る。
〔発明の目的〕
この発明の目的は、c −M OS論理回路のラッチア
ップを集積密度を犠牲にすることなく確実に防止できる
ようにした半導体技術を提供するものである。
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
つい′℃は、本明細1の記述および添附図面から明かに
7xるであろう。
〔発明の概装〕
本願において開示される発明のうK)代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、0−MO8論理回路を構成する各MO8電界
効果トランジスタの形成領域間に分離層を介在式ぜるこ
とにより、各MO8電界効果トランジスタの間に寄生ず
るサイリスタのトリガーを生じ難くし、これによりレイ
アウト面積の増大を伴うことなく効果的にラッチアップ
を防止するという目的を達成するものである。
〔実施例〕
以下、この発明の代表的な実施例を図面を参照しながら
説明する。
なお、図面において同一あるいは相当する部分は同一符
号で示す。
第1図はこの発明に係る半導体装置の一実施例を示す。
先ず、同図に示す半導体装置の概要を述べる。
同図に示す半導体装置は多数の能動素子が形成された論
理用半導体集積回路装置として構成される。同図はとく
に、その半導体集積回路装置の入力バッファ回路を構成
する<= −M o s論理回路部分を示す。
次に、第1図1に基づいて具体的に説明する。
第1図にその一部分を示ず半導体集積回路装置は、半導
体基体として、p−型半導体基板1oに形成されたn−
型エピタキシャル層12ヲ(ffi用している。p−型
半導体基体]0にはn導電型不純物が低濃度にドープさ
れている。また、n−型エピタキシャル層12にはn導
電型不純物が低濃度にドープされている。エビタギシャ
ル層120表面には、ロコス(局部酸化)により形成し
た厚いフィールド酸化膜18および表面酸化膜2oが形
成はれている。
ここで、上記エピタキシャル層12には、p型導電不純
物を高濃度に選択拡散させ℃なるp+型分離層16が基
板10Vc達するように形成されている。この分離層1
6によって0−MO8論理回路を構成する1対のMO8
t界効果トランジスタQp、Qnの各形成領域Ap、A
nを互〜・にt気的に分離する分離領域が形成され(い
ろ。
各形成領域Ap、Allのエピタキシャル層12と半導
体基板10との間には、n型導電不純物が高濃度に拡散
されてなるn++埋込層14がそれぞれに形成されてい
る。この埋込層14は、高濃度のn導電型不純物により
各形成領域Ap、 Anの導電性をそれぞれ増すように
機能する。
一方の形成領域Apの表面には絶縁膜としてのゲート酸
化膜20aが薄く形成され、この岐化膜20aの上にA
lや多結晶シリコンなどからなるゲート電極30が形成
されている。このゲート電極300両側には、n導電型
不純物を高濃度に選択拡散式せてなるp+型型数散層2
424がそれぞれ形成されている。そして、その拡散層
24゜24がそれぞれpチャンネルMOS’Ft界効果
トランジスタQpのドレインDp領域およびソースsp
領域をなす。このようにして、一方の形成領域Apには
pチャンネルMO8電界効果トランジスタQpが形成さ
れている。
また、他方の形成領域A n VCは、はぼその全体K
p−ルー型ウェルが形成をれ又いる。このp−型ウェル
22はn導電型不純物を低濃度に選択拡散はせたもので
ある。このp−型ウェル22が形成てれた他方の形成領
域、Anの表面匠は、絶縁膜としてのゲート酸化1(λ
20aが薄く形成され、この酸化膜20aの上に多結晶
シリコンなどからなるゲート電極30が形成されている
。このグー;・電極30の両側圧は、n型導電不純物を
高濃度に選択拡散させてなるn+型型数散層2626か
それぞれ形成されている。そして、その拡散層26゜2
6がそれぞれnチャンネルM OS ?ff、界効果ト
ランジスタQnのドレインDn領域およヒソースSn領
域をなす。このようにして、他方の形成領域Anにはn
チャンネルMO8電赤効果トランジスタQnが形成さr
tている。
以上のようにして、pチャンネルMO8電界効果トラン
ジスタQpとnチャンネルMO8電界効果トランジスタ
Qnとがそれぞれ互いにV:t、なりあって形成きれて
いる。そして、アルミニウム配線40により、電極の取
出し訃よび0− M OS論理回路を構成するための配
線が行なわれ℃いる。
すなわち、第2図に示すように、両トランジスタQ、p
、Q、nのグー)Gp、Gnが共通接続されて入力端子
バッドPinに接続これ、またpチャンネルMO8電界
効果トランジスタQpのソースSpと11チャンネルM
 OS @、界効果トランジスタQnのドレインD +
1とが接続され、坏らにpチャンネルM OS 電界効
果トランジスタQpのドレインDpとnチャンネルMO
8電界効果トランジスタQ、 nのソースSnを電源V
ddと基準It位に接続jること1(より、入力バッフ
ァ回路として機能させられる(ルーMO8論理回路(イ
ンバータ)が構成されている。
ここで、第3図は、上記0− Mo s論理回路を構成
する2つの形成領域Ap、Anの間に形成される寄生サ
イリスタの等価回路を示す。
寄生−リイリスタは、等測的にはpnpffiバイポー
ラトランジスタQppとnpniQバイポーラトランジ
スタQnnからなり、pチートンネルMO8ffi界効
果トランジスタQp側のドレインI) p 領域をなす
p+型型数散層24n−型エピタキシャル層12、p−
型ウェル22、nチャンネルM OS 電界効果トラン
ジスタQpのソースSn領域をな才n+型拡散層26に
よるpnpn型構造によって形成される。
ここで、いずれか一方の等価トランジスタQppあるい
はQnnのベースとエミッタ間にトリガー電圧が印71
0され、ζらにこのトリガー電圧が一定のしきい値を越
えると、一方のトランジスタQppのコレクタ電流が他
方のトランジスタO」のベース電流を供給するとともに
、他方のトランジスタQnnのコレクタ電流が一方のト
ランジスタのベース電流を供給し1、これにより止り1
n還が生じて1−記0−MO8論理回路に貫通電流が流
れるのと同じ状態、すなわちラッチアップ状態が生じる
ところが、上述した実施例の(J−MO5論理回路では
、上記分離層16が上記寄生サイリスタの2つの等価ト
ランジスタQppw Qnn間にあたかも逆バイアス状
態のダイオードのごとく介在する。
これにより、一方のトランジスタQppのベースと他方
のトランジスタQnnのコレクタとの間が電気的に分離
されて、両トランジスタQppw Qnnによる正帰還
ループが遮断される。あるいは、その正帰還ループが形
成され難い状態となる。この結果、ラッチアップを生じ
難くすることができる。
さらに、上述した実施例では、MO8t界効果トランジ
スタQp、Qnの各形成領域AI)、Anにそれぞれ導
電性を増すためのn++埋込層14を形成し℃いだが、
この埋込層14は上記等価トランジスタQppt Qn
nの各ベース・エミッタ間を並列に接続する等価抵抗R
sO値をそれぞれ引下げるように機能する。これにより
、各等価トランジスタQpp、Qnnのベース電流がバ
イパスされやすい状態が形成尊れて、十述した正帰還状
態すなわちランチアップがさらに生じ難(なる。
なお、上記埋込層14はいずれか一方の形成領域に設け
るだけでも、寄生サイリスタのトリガー防止にかなりの
効果がある。
第4図は、この発明の別の実施例を示す。
前述した実施例との相違について説明1−ると、同図に
示す実施例では、前述した0〜MO8論理回路とともに
、バイポーラトランジスタQbが一緒に形成されている
。バイポーラトランジスタQbは、p+型分離Ji16
によって島状に分1lii1はれた素子形成領域Ab内
に℃、ベースB領域をなすp型拡散層50を選択的に形
成し、さらにエミッタE領域およびコレクタC内拡散層
をそれぞれなずn+型型数散層52選択的に形成するこ
とにより形成される。また、そのバイポーラトランジス
タQbの形成領域Abには、コレクタ抵抗を下げるため
のn++埋込層14が形成されている。
このように、前述した0−MO8論理回路をバイポーラ
トランジスタQbと一緒に形成jると、ラッチアップを
生じ難くするための埋込層14がバイポーラトランジス
タQbのコレクタ抵抗を下げるための埋込層14と同じ
工程でもつ℃形成されるようになる。これにより、上記
0−MO8論理回路がバイボー ラトランジスタととも
に形成される半導体集積回路装置では、その工程を増す
ことなくラッチアップ防止に効果のある構成を付与する
ことがやきる。
第5図は、今まで説明したランチアップ防止のための構
成を持つO−M OS論理回路の平面レイアウト状態の
一実施例を示づ−。
同図において、O−M OS論理回路を構成する2種類
のMO8TV界効果トランジスタQp、Qnは、その共
通ゲートGp、GnがAl配線40を介して入力端子バ
ッドPinに接続されている。ま1、−1pチャンネル
MO8t界効果トランジスタQpのソースSpとnチャ
ンネルM OS を界効果トランジスタQnのドレイン
D nはθ−いに接続されて内部論理回路へ導かれてい
る。
ここで、pチャン坏ル′亀界効果トランジスタQpの形
成領域Apとnチャンネル電界効果トランジスタQnの
形成領域Anとの間には、前述tまた分離/i’J 1
 (5が介在している。
この場合、その分離層16は、2つの形成領域Ap、A
pを必すしも完全に隔離−づ−るものでなくともよい。
例えば、第5図に示すように、2つの領域Ap、Anの
間を部分的に遮る電気的な障壁を形成するだけでも、ラ
ッチアンプを生じさぜるための正帰還ループの形成が阻
害され、これにより十分なラソヂアノブ防止効果を得る
ことができる。
〔効果〕
(1) 0−MO8論理回路を構成する2種類のMUS
電界効果トランジスタの各形成領域の間に分離領域を介
在させることにより、ラッチアップを生じはせるための
正帰還路が電気的に分断はれ、あるいは正帰還ループが
形成はれ難くなり、これによりレイアウト面積の増大を
伴うことなくラッチアップを確実に防止できるようにな
るという効果が得られる。
(2) また、0−MO8論理回路を構成すルMOS電
界効果トランジスタの形成領域に導電性を増1′ための
埋込層を形成することにより、寄生ザイリスタを構成す
る等価トランジスタのベース・エミッタ間の並列抵抗値
を引下げることができ、これによりラッチアップをさら
に生じ難くすることができるという効果が得られる。
(3)キらに、0MO8論理回路とともに、バイポーラ
トランジスタを一緒に形成することにより。
ランチアップを生じ難くするための埋込層をバイポーラ
トランジスタのコレクタ抵抗を下げるための埋込層と同
時に形成することができ、これにより工程を増1゛こと
なくラッチアップ防止の機能を得ることができるという
効果が得られる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定はれ
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることはいうまでもない。例えば、上記分離領
域は導電不純物を高濃得に拡散してなる分離層以外に、
エツチングによる機械的な溝などで構成することもでき
る。
〔利用分野〕
以上の説明では主として本発明者によつ℃なされた発明
をその背景となった利用分野である論理用半導体集積回
路装置の入力バッファ回路技術に適用した場合について
説明したが、それに限定式ね、ろものではなく、例えば
、論理用半導体集rlt回路装置におけろ出力バッフ子
回路あるいは内部回路形成技術などにも適用できろ。少
txくともウェルに形成されるMO8電界効果!・ラン
ジスタを一方の素子とする0〜M OS論理回路がrj
lH成さtLろ条件のものには適用できる、
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係る論理用半導体集積回路装置の要
部断面図、 第2図は第1図に示した部分の回路図、第3図は第1図
の装置において形成をれろ寄生サイリスタを示す等価回
路図、 第4図はこの発明に係る論理用半導体集積回路装置の別
の実施例の要部を示す断面図、第5図はこの発明に係る
半導体集積回路装置の要部の平面レイアウト状態の一実
施例を示す図である。 10・・・p−型半導体基板、12・・・n−型エピタ
キシャル層、14・・・n+型埋込層、16・・・分1
lilt領域(p”fff分離層)、18 ・ロコス(
音じ分岐イヒ膜)、20・・・表面酸化膜、 20a・
・・絶縁FA (り2−ト酸イヒ膜)、22・・・p−
’型ウェル、24・・n+型拡1牧層、26・・・p+
 型拡散層、 30・・・ゲート′電極、 40・・ア
ルミニウム配線、50・・・p!(ν砿欣層、52・・
・n″型型数散層Qp・・pチャンネルMOS M;昇
動ff4 トランジスタ、Ql+・・nチャンネルMO
3電Yl−効−!4七トランジスタ、Q b・・バイポ
ーラトランジスタ、I) p 、D n−ドレイン、G
 p、G n ・−ゲート、Sp、Sn・・・ソース、
E・・・エミッタ、B・・ペース、0・コVクタ、Ap
・・・pチャンネルMO8Iヒ界効果トランジスタの形
成領域、An・・・nグ−ヤンオ、ルMO8tW効果ト
ランジスタの形成領域、Ab・・バイポーラトランジス
タの形成領域、Pin・・・入フッ端子バノ ド。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半導体基体内に、相補型絶縁ゲート型電界効果トラ
    ンジスタを具備し、上記相補型絶縁ゲート型電界効果ト
    ランジスタを構成するnチャンネル絶縁ゲート型電界効
    果トランジスタとnチャンネル絶縁ゲート型電界効果ト
    ランジスタの各形成領域の間に電気的分離領域を介在さ
    せたことを特徴とする半導体装置。 2、 上記nチャンネル絶縁ゲート型電界効果トランジ
    スタとnチャンネル絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
    の少なくとも一方の形成領域に導電性を増すための埋込
    層を形成したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の半導体装置。 3、相補型絶縁ゲート型電界効果トランジスタとともに
    、バイポーラトランジスタが形成されていることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項または第2項記載の半導体
    装置。
JP58146374A 1983-08-12 1983-08-12 半導体装置 Pending JPS6038862A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03101162A (ja) * 1989-09-13 1991-04-25 Mitsubishi Electric Corp 半導体集積回路装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03101162A (ja) * 1989-09-13 1991-04-25 Mitsubishi Electric Corp 半導体集積回路装置

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