JPS6112057A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS6112057A
JPS6112057A JP59132602A JP13260284A JPS6112057A JP S6112057 A JPS6112057 A JP S6112057A JP 59132602 A JP59132602 A JP 59132602A JP 13260284 A JP13260284 A JP 13260284A JP S6112057 A JPS6112057 A JP S6112057A
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JP
Japan
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region
conductivity type
island
epitaxial layer
transistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP59132602A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiyuki Ookoda
敏幸 大古田
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.)
Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Denki Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Denki Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Sanyo Electric Co Ltd, Sanyo Electric Co Ltd, Sanyo Denki Co Ltd filed Critical Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
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Publication of JPS6112057A publication Critical patent/JPS6112057A/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
    • H10D84/60Integrated 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)

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】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、半導体、注入集積論理回路(以下、IILと
いう。)と高耐圧リニアトランジスタとを一つの基板上
に集積させた半導体装置に関するものである。
(ロ)従来技術 IILは高集積密度、低消費電力のバイポーラデジタル
回路であり、またリニアICなどのパイポーラIC基板
上に同時に集積できるという特徴をもつ。このためアナ
ログおよびデジタルの両機能を必要とする民生用LSI
などの分野で広く用いられている。
ところで、IILは本来動作電圧が低(、IIIに対し
て最適化したエピタキシャル層厚さの薄い素子では、同
一チップ上のトランジスタの耐圧が低くなる。しかし、
リニア回路や高耐圧ドライバ回路をIILと共存させる
ためには、耐圧をできるだけ高める必要がある。またI
ILの動作速度もできるだけ高速化することが望まれて
いる。
そこで、このような高耐圧リニアトランジスタ共存形の
IILを実現するために、例えば二重エピタキシャル層
構造のIILが提案されている(1978ISSCC1
3,2、P44に詳しい)。
この種IILは、一般に第3図に示すように、注入側を
ラテラルPNP)ランジスタ(Qo)として出力側を逆
方向縦形NPN)ランジスタ(Q、)として。
ラテラルPNP)ランジスタ(Ql)のコレクタを、逆
方向1形NPNト:7ンジスタ(Q、)のベースと共用
する構造を有する。すなわち、P型シリコン基板(1)
上にエピタキシャル成長を2回行いエピタキシャル層(
3)を形成し、このエピタキシャル層(3)をP+型の
分離領域(4)で島状に分離して島領域Ql力乏形成さ
れる。この島領域a〔の底面にN 型の埋め込み層(2
)を2回形成している。そして、島領域ell)VcP
型拡散領域(5a)(5b)およびN型拡散領域(6)
(6)を順次不純物拡散によって形成し、保護膜(至)
のコンタクトホールな介して電極顛・・・(4荀が設け
られている。
而して、ラテラルPNP)ランジスタはP型拡散領域(
5b)がエミッタ(インジェクタ)、島領域四がベース
、P型拡散領域(5a)がコレクタでベース接地で働く
。一方逆方向縦形NPN)ランジスタは、島領域all
がエミッタ、P型拡散領域(5a)がベース、N型拡散
領域(6)(6)がコレクタとして働く構成になってい
る。
とのよ5なIILにおいては、インジェクタとして用い
るPNP )ランジスタとしてラテラルPNP)ランジ
スタを用いているため、インジェクタ(エミッタ加0か
らNPN)ランジスタへ注入される電流は一部にすぎず
、大半は無効電流となり、電流増幅率(h□)が小さい
などの問題がある。
(ハ)発明の目的 本発明は、高耐圧リニアトランジスタと高速IILの共
存を図ると共に、消費電力を少なくした半導体装置を提
供することを目的とする。
に)発明の構成 本発明は、一導電型の半導体基板上に逆導電型の第1の
エピタキシャル層を設け、この第1のエピタキシャル層
上に逆導電型の第2のエピタキシャル層を設けてエピタ
キシャル層を形成し、このエピタキシャル層を前記基板
に到達する一導電型の分離領域で島状に分離して複数の
島領域を形成し、第1の島領域には、前記基板表面に一
導電型の埋め込み層および逆導電型の埋め込み層を設け
ると共に、前記第1の島領域表面に一導電型の埋め込み
層に接する一導電型の区画領域を形成し、この区画領域
に囲まれた島領域表面に逆導電型のソース領域およびド
レイン領域を形成して接合型電界効果トランジスタを構
成すると共に、前記逆導電型の埋め込み層上の前記第1
の島領域表面に一導電型のベース領域を形成し、且つこ
のベース領域表面に少なくとも1つの逆導電型のコレク
タ領域を形成して逆方向縦形トランジスタを構成し、前
記ベース領域とソース領域を接続し、且つ前記には、前
記基板表面と第1のエピタキシャル層との間に逆導電型
の埋め込み層を設けると共に、前記第2の島領域表面に
一導電型のベース領域を形成し、且つこのベース領域表
面に逆導電型のエミッタ領域を形成して、高耐圧リニア
トランジスタた半導体装置である。
(ホ)実施例 以下、本発明の実施例を第1図および第2図に従い説明
する。第1図は本発明による半導体装置を示す断面図、
第2図は本発明のIIL部の等価回路図である。
まず、本発明によるIIL部を第2図の等価回路図を参
照して説明すると、一つの島領域内に、接合形電界効果
トランジスタ(以下、J−FETという。’) (T、
)と逆方向縦形NPN)ランジスタ(Tρが設けられる
。そして、J −F ET (T、)のドレインをイン
ジェクタ端子(I)に接続し、ソースを逆方向縦形NP
N)ランジスタ(TI)のベースに接続して、J−FE
T(T、)をインジェクタとして用い、逆方向縦形NP
N )ランジスタ(−)のコレクタ(q)(へ)を出力
端子に接続して、IILが構成される。
つぎに、本発明による半導体装置の構造を第1図に従い
説明する。
まずP型シリコン半導体基板(1)上の所望の位置に、
IIL部のN+型埋め込み層(2a)とトランジスタ部
のN+型埋め込み層(2m)を夫々不純物拡散などによ
って形成する。
次に基板(1)上に第1のエピタキシャル層(3a)を
成長させる。そして、第1のエピタキシャル層(3a)
表面からP′型埋め込み層住υを拡散すると共に、分離
領域(4)の下拡散を行う。その後、N+型埋め込み層
(2a)に二段目の虻型埋め込み層(2b)の拡散を行
う。然る後、第1のエピタキシャル層(3a) 上に第
2のエピタキシャル層(3b)を成長させてエピタキシ
ャル層(3)を形成する。
続いて、エピタキシャル層(3)表面よりP型埋め込み
層Uυに達するP+型区画領域α2および分離領域(4
)の上拡散とを同時に形成する。そして、分離領域(4
)の上下拡散領域を連結させてエピタキシャル層(3)
を島状に分離して、第1の島領域α〔および第2の島領
域−を形成する。第1の島領域α〔にIILが、第2の
島領域−に高耐圧リニアトランジスタが形成される。
この熱処理によって、虻型埋め込み層(2)、虻型埋め
込み層(20およびP+型埋め込み層任υは上下方向に
拡散され、所定の巾を有する埋め込み層が形成される。
そして、P+型埋め込み層αυと区画領域αつで囲まれ
たエピタキシャル層(3)がJ−FET(T、)のチャ
ンネル領域α騰となろう 然る後、N型埋め込み層(2)上の第1の島領域OI十 表面から、ベース拡散によりP型ベース領域(5)を形
成する。このベース領域(5)はN+型埋め込み層(2
)に達するように形成される。このとき第2の島領域翰
表面にも同じくベース拡散によりP型ベース領域翰を形
成する。また、J −F E T (T、)にPiフロ
ントゲートaくを設ける場合は、イオン注入などにより
、予定したソース領域σ四およびドレイン領域aeとの
間の島領域α〔表面に形成する。
更に、ベース領域(5)表面にエミッタ拡散によりN+
型コレクタ領域(6)を形成すると共に、エミッタ領域
となる島領域(1(1表面にN+型コンタクト領域(7
)とN+型のカラー(8)とを形成する。また区画領域
cLのaりで囲まれた島領域α漕の表面にJ−FET(
TW)のN+型ドレイン領域α9およびソース領域(l
eを形成する。このとき第2の島領域(イ)のベース領
域(2)表面に同じくエミッタ拡散にてN+型工iツタ
領域(ハ)を形成すると共に、コレクタ領域となる島領
域翰表面にN+型コンタクト領域(財)を形成する。
このあと、エピタキシャル層(3)表面の保護膜(至)
にコンタクトホールを設け、周知のアルミニウム蒸着な
どにより、各領域にオーミックコンタクトする電極およ
びこれらの間の配線を形成する。
このように第1の島領域(IIKNチャンネルのJ−F
ET(T□)と逆方向縦形NPN)ランジスタ(T、)
が形成される。そして、J−FET(T、)のドレイン
電極01)はインジェクタ端子(I)に、ソース電極(
至)は逆方向縦形NPN )ランジスタ(−)のベース
電極(至)に夫々接続されると共に、ゲートは基板(1
)を介して接地され、J−FET(TI)はゲート接地
型の定電流回路として使用される。また、逆方向縦形N
PN)ランジスタ(−)のベース電極(至)はぺ′−ス
端子(至)に、コレクタ電極C34)C34)は出力端
子(q)((、)に、エミッタ電極(至)はグランドラ
イン(G”)に夫々接続され、IILが構成される。ま
た、第2の島領域空には、リニア回路や高耐圧ドライバ
回路などに用いられる高耐圧リニアトランジスタ(T、
)が形成され、ベース電極(至)、エミッタ電極Gη、
コレクタ電極(至)が設けられている。
而して、本発明のIILは、インジェクタとして用いる
J−FET(T、)はゲートが基板(1)を介して接地
したゲート接地型の定電流回路として動作するので、イ
ンジェクタ端子(I)からドレイン領域a9へ供給され
た電流はソース領域(1eを介して、ベース領域(5)
に全て供給される。従って、インジェクタに供給され、
と電流が全て論理回路動作に利用でき、低消費電力化が
図れる。しかも、ゲート接地型のJ−FET(T、)を
インジェクタとして逆方向縦形NPN)ランジスタ(−
)に接続しているため、逆方向縦形NPN)ランジスタ
(−)の■、、電圧がJ−FET(T、)のゲートにバ
イアスを加えることになり、J−FB、T(Tt)の定
電流作用が良好になる。
更に、逆方向縦形NPN)ランジスタ(−)の全周を炉
型カラー(8)で囲むことによりホール蓄積効果を減少
せしめ、逆βを従来装置よりも高くできるので、高速動
作が可能となる。
また、第2の島領域(イ)に形成した高耐圧IJ ニア
トランジスタ(TD)は、第1のエピタキシャル層(3
a)の濃度を低くすると共に炉型埋め込み層C!υとベ
ース領域@との間の実効厚さを大きくとることができる
ので、十分な高耐圧化が図れる。
すなわち本発明ではIILと高耐圧リニアトランジスタ
(罵)との実効厚さの値に十分差をっゆることかできる
と共に、第2のエピタキシャル層(3b)の濃度を上げ
るとIIL性能の逆βが上がるなど、一つの半導体基板
上に高耐圧リニアトランジスタと高速IILの共存を図
ることができる。
(へ)発明の詳細 な説明したように、本発明はインジェクタとして接合形
電界効果トランジスタを用いたIILと高耐圧リニアト
ランジスタを一つの基板上に共存させたので、インジェ
クタに外部から供給される電流を損失なく論理回路動作
に利用でき、IILの低消費電力化と高速化を図ること
ができると共ニ、エピタキシャル層を第1、第2のエピ
タキシャル層で形成することにより高耐圧リニアトラン
ジスタの耐圧を十分に高めることができる。また、II
Lの低消費電力化により素子数を多くしても基板温度が
上がらないので、特性上信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明の実施例を示すもので、第
1図は本発明による半導体装置の断面図、第2図は本発
明のIIL部の等価回路図である。 第3図は従来の半導体装置を示す断面図である。 (1)・・・シリコン基板、 (2)・・・炉型埋め込
み層、(3)・・・エピタキシャル層、 (4)・・・
分離領域、(5)・・・ベース領域、 (6)・・・コ
レクタ領域、 α呻・・・第1の島領域、 αυ・・・
P型埋め込み層、 (la・・・区画領域、α沸・・・
チャンネル領域、aり・・・トンイン領域、αe・・・
ソース領域、 (1)・・・第2の島領域、 12I)
・・dC型埋め込み層、 (財)・・・ベース領域、 
(ハ)・・・エミッタ領域、(7)、(財)・・・コン
タクト領域。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一導電型の半導体基板上に逆導電型の第1のエピ
    タキシャル層を設け、この第1のエピタキシャル層上に
    逆導電型の第2のエピタキシャル層を設けてエピタキシ
    ャル層を形成し、このエピタキシャル層を前記基板に到
    達する一導電型の分離領域で島状に分離して複数の島領
    域を形成し、第1の島領域には、前記基板表面に一導電
    型の埋め込み層および逆導電量の埋め込み層を設けると
    共に、前記第1の島領域表面に一導電型の埋め込み層に
    接する一導電量の区画領域を形成し、この区画領域に囲
    まれた島領域表面に逆導電型のソース領域およびドレイ
    ン領域を形成して接合型電界効果トランジスタを構成す
    ると共に、前記逆導電型の埋め込み層上の前記第1の島
    領域表面に一導電型のベース領域を形成し、且つこのベ
    ース領域表面に少なくとも1つの逆導電型のコレクタ領
    域を形成して逆方向縦形トランジスタを構成し、前記ベ
    ース領域とソース領域を接続し、且つ前記ドレイン領域
    をインジェクタ端子と接続して半導体注入集積論理回路
    を形成すると共に、第2の島領域には、前記基板表面と
    第1のエピタキシャル層との間に逆導電型の埋め込み層
    を設けると共に、前記第2の島領域表面に一導電型のベ
    ース領域を形成し、且つこのベース領域表面に逆導電量
    のエミッタ領域を形成して、高耐圧リニアトランジスタ
    を形成することにより、一つの基板上に半導体注入集積
    論理回路と高耐圧リニアトランジスタを設けた半導体装
    置。
JP59132602A 1984-06-26 1984-06-26 半導体装置 Pending JPS6112057A (ja)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5463683A (en) * 1977-10-31 1979-05-22 Hitachi Ltd Production of pn junction field effect transistor
JPS5666067A (en) * 1979-11-01 1981-06-04 Pioneer Electronic Corp Semiconductor device and its manufacture
JPS57118664A (en) * 1981-01-16 1982-07-23 Fuji Xerox Co Ltd Semiconductor device

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