JPS61224449A - I↑2l半導体装置 - Google Patents

I↑2l半導体装置

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JPS61224449A
JPS61224449A JP60065331A JP6533185A JPS61224449A JP S61224449 A JPS61224449 A JP S61224449A JP 60065331 A JP60065331 A JP 60065331A JP 6533185 A JP6533185 A JP 6533185A JP S61224449 A JPS61224449 A JP S61224449A
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JP
Japan
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conductivity type
region
type
epitaxial layer
semiconductor device
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Pending
Application number
JP60065331A
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English (en)
Inventor
Mamoru Fuse
布施 守
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
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Publication date
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Publication of JPS61224449A publication Critical patent/JPS61224449A/ja
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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

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はI2L半導体装置の構造に関する。
〔従来の技術〕
最近、アナログ・デジタル混在回路において、論理ゲー
トがアナログバイポーラトランジスタと同一チップ上に
構成でき、かつ集積度も良いことからI2L (Int
egrated Injection Logic)半
導体装置の利用範囲が拡大してきている。
第4図は従来のI2L半導体装置の一例の断面図である
第4図において、P型シリコン基板1上にはN凰エピタ
キシアル層2が形成されておシ、このP型シリコン基板
1とN型エピタキシアル層2の界面には、N十塁カラー
領域4に接続するN屋埋込み層3が設けられている。そ
して、とのNfiエピタキシアル層2内にはP型ベース
領域5が設けられ、更にこのPfiベース領域5内KN
luコレクタ領域6(6a、6b)が設けられている。
また、P型ベース領域5の近傍にはインジェクタ7が設
けられている。
ζこで、N型コレクタ領域6と、P凰ベース領域5及び
N型エピタキシアル層2とN+m埋込み層3とによりス
イッチング用の縦型NPNトランジスタ8が形成され、
またP型領域7とN型エピタキシアル層2及びP凰ベー
ス領域5とによシ横型PNP )ランジスタ9が形成さ
れる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
I2L半導体装置の動作周波数を向上させる為には縦型
NPNトランジスタ8のベース領域5直下のエミッタ領
域の不純物濃度を上げることが重要であり、N型エピタ
キシアル層2の厚さを薄くして、Nへ埋込み層3をベー
ス領域5に接触させる方法が提案されているが、本方法
ではアナログ回路を構成する縦型NPN)ランジスタ8
の耐圧を下げることにな)、アナログ回路部の耐圧を必
要とする場合には、実施できない。
縦fiNPN)ランジスタ8がオン状態からオフ状態に
変化すると、共通エミッタであるpl埋込み層3に注入
された正孔は、一部がベース領域5に吸収され、ベース
電極11を通し、このベース電極11に接続している他
のトランジスタ(図示せず)のコレクタへ流れ、又一部
はエミッタ領域CNfJ−エピタキシアル層2)で再結
合しエミッタ電流となる。
しかし、この時正孔の再結合速度が遅いため、ストレー
ジタイムが長くなシ動作速度が遅いという欠点があった
この対策として、P型ベース領域5直下のN盤エピタキ
シアル層2中にリン0を含むN+m埋込み層を設け、エ
ミッタ領域の不純物濃度を高める方法等が提案され実施
されているが、満足すべき動作速度は得られていない。
本発明の目的は、上記欠点を除去し、縦型トランジスタ
のベース領域近傍に少数キャリア吸収用の領域を設ける
ことによシ、エミッタ領域に蓄積された少数キャリアを
吸収してストレージタイムを短縮し、動作周波数を高め
ることのできるI2L半導体装置を提供することにある
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の工2L半導体装置は、第1導電型半導体基板上
に形成された第2導電型エピタキシアル層と第1導電屋
半導体基板と第2導電型エピタキシアル層との界面に形
成された高濃度第2導電型埋込み層と第2導電型エピタ
キシアル層の所定領域に形成された第1導電型ベース領
域及びこの第1導電型ベース領域内に形成された第2導
電型コンクタ領域とで形成される縦型トランジスタと、
前記第1導電凰ベース領域に定電流を供給する半導体素
子とから構成されるI2L半導体装置でありて、縦型ト
ランジスタのベース領域近傍に少数キャリア吸収用第1
導電盤領域を設けた構造としたものである。
本発明によれば、縦型トランジスタのベース領域近傍に
少数キャリア吸収用第1導電型領域が設けられているた
め、縦型トランジスタがオフ状態となり九時、エミッタ
である第2導電屋エピタキシアル層中は蓄積された少数
キャリアは、この少数キャリア吸収用第1導電型領域に
吸収されて減少するため、ストレージタイムは短くな、
j9.I2L半導体装置の動作速度は速くなる。
〔実施例〕
次に本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第1図(a)、(ロ)は本発明の第1の実施例の平面図
及びA−A’断面図でおる。
第1図の)の第4図と異なる所は、P型ベース領域5の
近傍におけるN型エピタキシアル層2内に、     
 ′P型ベース領域5を囲んで正孔吸収用P属領域10
が形成されていることである。
すなわち第1図(a)、(b)において、縦型NPNト
ランジスタ8は、P型シリコン基板1上に形成されたN
+、埋込み層3及びN型エピタキシアル層2をエミッタ
に、P型ベース領域5をベースにし、そしてN型コレク
タ領域6(6a、6b)をコレクタとしている。また横
型PNP)ランジスクは、P型領域7′lir:エミッ
タに、N型エピタキシアル層2をベースにし、そしてP
型ベース領域をコレクタとして構成されている。そして
、P型ベース領域5の周囲には正孔吸収用P属領域10
が形成されている。
このように構成されたI2L半導体装置においては、横
型PNP)ランジスタ9は定電流源として作用し、イン
ジェクタとしてのP型領域7よシ正孔が注入される。そ
して、縦型NPN)う/ラスタ8はスイッチングトラン
ジスタ(インバータ)として動作するが、縦型NPN)
ランジスタ8がオフ状態となった時、エミッタであるN
fiエピタキシアル層2中2中積された正孔は、接地電
位等の低い電位にバイアスされた正孔吸収用P属領域1
0に吸収される。
従来のI2L半導体装置においては、N型エピクキシア
ル層2に蓄積された正孔の一部はP型ベース領域5に吸
収されて消滅していたため、特にベース領域5から離れ
て蓄積された正孔の吸収される時間が長いものとなって
いた3これに対して本実施例によれば、ベース領域から
離れた位置における正孔も十分に吸収されるため、正孔
のストレージタイムはよシ短くなシ、縦型NPNト’y
ンジスタの動作時間は短縮されたものとなる。
この結果、従来10M−であった動作周波数を約20M
)fz以上迄高めることが可能となった。
なお、正孔吸収用P属領域10は、P型ベース領域s、
pm領域7又は素子分離用Pg領領域形成と同一のマス
ク工程により形成できるため、従来の製造方法を特に変
更する必要はない。
第2図(a)、 (b)は本発明の第2の実施例の平面
図及び断面図であシ、第4図と異なる所は、PWシリコ
ン基板lに接続して素子分離を行なう素子分離用P属領
域をP型ベース領域5に近接させて正孔吸収用P属領域
としたことである。
すなわち、第2図(a) 、 (b)において、P型拡
散層12aとP型埋込み層12bとからなる素子分離用
P属領域12は縦型NPNトランジスタ8のP型ベース
領域5に近接し、P型シリコン基板1に接続して設けら
れ素子分離領域を形成している。
このように構成された本第2の実施例においては、第1
図の場合と同様にP型ベース領域5よシ注入され、N型
エピタキシアル層3に蓄積された正孔は、P型素子分離
領域12中に吸収されてストレージタイムを減少させ、
I2L半導体装置の動作速を高めることができる。特に
素子分離用P属領域12が深く形成されている為に、N
型エピタキシアル層2とNff埋込み層3の境界近傍に
蓄積された正孔は、より効果的に吸収され、I2L半導
体装置の高速動作が可能となる。
このように本第2の実施例においては、素子分離用P属
領域12を正孔吸収用P属領域として利用するために、
第1図の場合のように%別に正孔吸収用P属領域10を
形成する必要がないため、半導体素子の大きさは従来の
場合と変シなく形成できる。
第3図は本発明の第3の実施例の断面図であシ、第4図
と異なる所は、Pfiベース領域の下部におけるに嘔と
埋込み層にP型シリコン基板の一部を露出させたことで
ある。
すなわち第3図において、P型シリコン基板1とN型エ
ピタキシアル層3の界面に形成されたN+型埋込み層は
、縦型NPN トランジスタ8のP型ベース領域5の下
部、特にベース電極11の下部における部分の一部が除
かれて形成されておシ、この除かれた部分においてP型
シリコン基板1の一部がN型エピタキシアル層2と接触
面13を形成している。
このように構成された本実施例においては、第1図の場
合と同様に、P型ベース領域5よシ注入されN型エピタ
キシアル層3に蓄積された正孔は接触面13よシP型シ
リコン基板1中に直接吸収されるので、動作抵抗も少な
いため、ストレージタイムは大巾に減少する。
本第3の実施例においては、第2図の場合と同様に、特
別に正孔吸収用P型領域10を形成する必要がないため
、半導体素子の大きさは従来と変)はない。又接触面1
3の形成も、M埋込み層3を形成する場合に用いるマス
クの形状を一部変更するだけでよく、特別の製造工程を
追加せずに形成することができる。
本発明においてはベース電流が通常の構造のI2L半導
体装置よシも増加するが、 I2L論理回路部のうち高
速動作をする回路部のみに本発明を適用することによシ
、IC回路全体での消費電流は通常構造のI2L半導体
装置の消費電流と比べてあまシ変シはない。
なお、上記実施例においては2塁シリコン基板を用い九
場合について説明したが、N型シリコン基板を用いても
よく、その場合はFilとN型を読み変えればよい。ま
た、定電流源として横型PNPトランジスタを用いた場
合について述べたが、これに限定されるものではなく、
他の定電流源を同一基板上に形成してもよい。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように、本発明によれば、縦縦型ト
ランジスタのベース領域近傍に少数キャリア吸収用領域
を設け、エミッタ領域に蓄積される少数キャリアを吸収
してストレージタイムを減少させた高速動作可能なI2
L半導体装置が得られるのでその効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図(a)、(b)は本発明の第1及び第
2実施例の平面図及び断面図、第3図は本発明の第3の
実施例の断面図、第4図は従来の12L半導体装置の断
面図である。 1・・・・・・P凰シリコン基板、2・・・・・・N型
エピタキシアル層、3・・・・・・N+J埋込み層、4
・・・・・・カラー領域、5・・・・・・2塁ベース領
域、6(6a、6b)・・・・・・N塁コレクタ領域、
7・・・・・・PM領領域8・・・・・・縦WNPN)
ランジスタ、9・・・・・・横型PNPトランジスタ、
10・・・・・・正孔吸収用P屋領域、11・・・・・
・ベース電極、12・・・・・・素子分離用P型領域、
13・・・・・・P型基板とNfiエピタキシャル境界
面。 代理人 弁理士  内 原   晋−与゛−″1・・雫
1図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1導電型半導体基板上に形成された第2導電型
    エピタキシアル層と前記第1導電型半導体基板と第2導
    電型エピタキシアル層との界面に形成された高濃度第2
    導電型埋込み層と前記第2導電型エピタキシアル層の所
    定領域に形成された第1導電型ベース領域及び該第1導
    電型ベース領域内に形成された第2導電型コレクタ領域
    とで形成される縦型トランジスタと、前記第1導電型ベ
    ース領域に定電流を供給する前記半導体基板上に形成さ
    れた半導体素子とから構成されるI^2Lし半導体装置
    において、前記縦型トランジスタの第1導電型ベース領
    域近傍のエミッタ領域に蓄積された小数キャリア吸収用
    第1導電型領域を設けたことを特徴とするI^2L半導
    体装置。
  2. (2)少数キャリア吸収用第1導電型領域を縦型トラン
    ジスタの第1導電型ベース領域の周囲に設けた特許請求
    の範囲第(1)項記載のI^2L半導体装置。
  3. (3)少数キャリア吸収用第1導電型領域が素子分離用
    第1導電型領域である特許請求の範囲第(1)項記載の
    I^2L半導体装置。
  4. (4)少数キャリア吸収用第1導電型領域が第2導電型
    エピタキシアル層に接する第1導電型半導体基板の一部
    である特許請求の範囲第(1)項記載のI^2L半導体
    装置。
JP60065331A 1985-03-29 1985-03-29 I↑2l半導体装置 Pending JPS61224449A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006245489A (ja) * 2005-03-07 2006-09-14 Toshiba Corp 半導体装置

Cited By (1)

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