JP4024269B2 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
また本発明に係る第2の半導体装置は、出力端子を介して外部回路に電流を供給するための出力段トランジスタを内蔵したレギュレータ回路を有し、前記出力段トランジスタを半導体基板上に形成した半導体装置において、前記出力段トランジスタに対して並列に、ベースとコレクタとの間で電位が異なる静電気保護用トランジスタが前記半導体基板上に形成され、前記出力端子を過渡電荷が通過する際、前記過渡電荷が前記出力段トランジスタと前記静電気保護用トランジスタの内の前記静電気保護用トランジスタ側に流れるように、前記出力段トランジスタ及び前記静電気保護用トランジスタが形成され、前記静電気保護用トランジスタのエミッタ、ベース及びコレクタは、それぞれ前記出力段トランジスタのエミッタ、ベース及びコレクタに接続されており、前記出力段トランジスタ及び前記静電気保護用トランジスタは、前記半導体基板上に、縦型のバイポーラトランジスタとして形成され、前記出力段トランジスタ及び前記静電気保護用トランジスタは、夫々、前記半導体基板上に形成された、エミッタとして機能するエミッタ拡散領域と、ベースとして機能するベース拡散領域と、コレクタとして機能する、コレクタ拡散領域を含むコレクタ領域と、によって形成されることを特徴とする。
また本発明に係る第3の半導体装置は、出力端子を介して外部回路に電流を供給するための出力段トランジスタを内蔵したレギュレータ回路を有し、前記出力段トランジスタを半導体基板上に形成した半導体装置において、前記出力段トランジスタに対して並列に、ベースとコレクタとの間で電位が異なる静電気保護用トランジスタが前記半導体基板上に形成され、前記出力端子を過渡電荷が通過する際、前記過渡電荷に対して前記静電気保護用トランジスタを前記出力段トランジスタよりも高速に応答させて前記過渡電荷が前記出力段トランジスタと静電気保護用トランジスタの内の前記静電気保護用トランジスタ側に流れるように、前記出力段トランジスタ及び前記静電気保護用トランジスタが形成され、前記静電気保護用トランジスタのエミッタ、ベース及びコレクタは、それぞれ前記出力段トランジスタのエミッタ、ベース及びコレクタに接続されており、前記半導体基板上に前記出力段トランジスタ用のコレクタ埋め込み拡散層と前記静電気保護用トランジスタ用のコレクタ埋め込み拡散層とを設けた後にエピタキシャル層を形成し、該エピタキシャル層を素子分離領域で分離することによって第1の素子形成領域と第2の素子形成領域とを形成し、各素子形成領域に対し、不純物拡散によって素子形成領域内のエピタキシャル層の互いに異なる位置にコレクタ拡散領域とベース拡散領域とを形成し、他の不純物拡散によって該ベース拡散領域の一部の領域にエミッタ拡散領域を形成し、前記第1の素子形成領域において、前記エピタキシャル層の内の前記ベース拡散領域、前記コレクタ拡散領域及び前記エミッタ拡散領域とならなかった領域と、前記コレクタ拡散領域と、前記出力段トランジスタ用のコレクタ埋め込み拡散層と、によって前記出力段トランジスタのコレクタとして機能するコレクタ領域が形成され、前記第2の素子形成領域において、前記エピタキシャル層の内の前記ベース拡散領域、前記コレクタ拡散領域及び前記エミッタ拡散領域とならなかった領域と、前記コレクタ拡散領域と、前記静電気保護用トランジスタ用のコレクタ埋め込み拡散層と、によって前記静電気保護用トランジスタのコレクタとして機能するコレクタ領域が形成され、前記第1の素子形成領域に形成された、ベースとして機能するベース拡散領域とエミッタとして機能するエミッタ拡散領域と前記コレクタ領域とによって、前記出力段トランジスタが形成され、前記第2の素子形成領域に形成された、ベースとして機能するベース拡散領域とエミッタとして機能するエミッタ拡散領域と前記コレクタ領域とによって、前記静電気保護用トランジスタが形成されることを特徴とする。
また本発明に係る第4の半導体装置は、出力端子を介して外部回路に電流を供給するための出力段トランジスタを内蔵したレギュレータ回路を有し、前記出力段トランジスタを半導体基板上に形成した半導体装置において、前記出力段トランジスタに対して並列に、ベースとコレクタとの間で電位が異なる静電気保護用トランジスタが前記半導体基板上に形成され、前記出力端子を過渡電荷が通過する際、前記過渡電荷に対して前記静電気保護用トランジスタを前記出力段トランジスタよりも高速に応答させて前記過渡電荷が前記出力段トランジスタと静電気保護用トランジスタの内の前記静電気保護用トランジスタ側に流れるように、前記出力段トランジスタ及び前記静電気保護用トランジスタが形成され、前記静電気保護用トランジスタのエミッタ、ベース及びコレクタは、それぞれ前記出力段トランジスタのエミッタ、ベース及びコレクタに接続されており、前記出力段トランジスタ及び前記静電気保護用トランジスタは、前記半導体基板上に、縦型のバイポーラトランジスタとして形成され、前記出力段トランジスタ及び前記静電気保護用トランジスタは、夫々、前記半導体基板上に形成された、エミッタとして機能するエミッタ拡散領域と、ベースとして機能するベース拡散領域と、コレクタとして機能する、コレクタ拡散領域を含むコレクタ領域と、によって形成されることを特徴とする。
まず、本発明に係るレギュレータシステム(レギュレータ回路)の第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態に係るレギュレータシステム1の回路図である。
本発明に係る第2実施形態について説明する。図6は、第2実施形態に係るレギュレータシステム1aの回路図である。レギュレータシステム1aは、静電気保護用トランジスタTR2のベースが制御回路10の制御出力端子16にではなくグランドライン15に接続されている点で、図1のレギュレータシステム1と相違しており、その他の点において両者は一致している。
次に、本発明に係る第3実施形態について説明する。図7は、第3実施形態に係るレギュレータシステム1bの回路図である。
10 制御回路
11、12 入力端子
13、14 出力端子
15 グランドライン
TR1、TR1a 出力段トランジスタ
TR2、TR2a、TR3 静電気保護用トランジスタ
20 基板
21、22、23 素子分離領域
24 フィールド酸化膜
30 出力段トランジスタ
40、40a 静電気保護用トランジスタ
31、41 N型埋め込み拡散層
32、42、42a N型エピタキシャル層
33B、43B、43Ba ベース拡散領域
33E、43E、43Ea エミッタ拡散領域
33C、43C コレクタ拡散領域
34B、34E、34C、44B、44E、44C 電極
51 領域(出力段トランジスタの形成される領域)
52 出力パッド
53 配線
54 領域(静電気保護用トランジスタの形成される領域)
Claims (13)
- 出力端子を介して外部回路に電流を供給するための出力段トランジスタを内蔵したレギュレータ回路を有し、前記出力段トランジスタを半導体基板上に形成した半導体装置において、
前記出力段トランジスタに対して並列に、ベースとコレクタとの間で電位が異なる静電気保護用トランジスタが前記半導体基板上に形成され、
前記出力端子を過渡電荷が通過する際、前記過渡電荷が前記出力段トランジスタと前記静電気保護用トランジスタの内の前記静電気保護用トランジスタ側に流れるように、前記出力段トランジスタ及び前記静電気保護用トランジスタが形成され、
前記静電気保護用トランジスタのエミッタ、ベース及びコレクタは、それぞれ前記出力段トランジスタのエミッタ、ベース及びコレクタに接続されており、
前記半導体基板上に前記出力段トランジスタ用のコレクタ埋め込み拡散層と前記静電気保護用トランジスタ用のコレクタ埋め込み拡散層とを設けた後にエピタキシャル層を形成し、該エピタキシャル層を素子分離領域で分離することによって第1の素子形成領域と第2の素子形成領域とを形成し、
各素子形成領域に対し、不純物拡散によって素子形成領域内のエピタキシャル層の互いに異なる位置にコレクタ拡散領域とベース拡散領域とを形成し、他の不純物拡散によって該ベース拡散領域の一部の領域にエミッタ拡散領域を形成し、
前記第1の素子形成領域において、前記エピタキシャル層の内の前記ベース拡散領域、前記コレクタ拡散領域及び前記エミッタ拡散領域とならなかった領域と、前記コレクタ拡散領域と、前記出力段トランジスタ用のコレクタ埋め込み拡散層と、によって前記出力段トランジスタのコレクタとして機能するコレクタ領域が形成され、
前記第2の素子形成領域において、前記エピタキシャル層の内の前記ベース拡散領域、前記コレクタ拡散領域及び前記エミッタ拡散領域とならなかった領域と、前記コレクタ拡散領域と、前記静電気保護用トランジスタ用のコレクタ埋め込み拡散層と、によって前記静電気保護用トランジスタのコレクタとして機能するコレクタ領域が形成され、
前記第1の素子形成領域に形成された、ベースとして機能するベース拡散領域とエミッタとして機能するエミッタ拡散領域と前記コレクタ領域とによって、前記出力段トランジスタが形成され、
前記第2の素子形成領域に形成された、ベースとして機能するベース拡散領域とエミッタとして機能するエミッタ拡散領域と前記コレクタ領域とによって、前記静電気保護用トランジスタが形成される
ことを特徴とする半導体装置。 - 出力端子を介して外部回路に電流を供給するための出力段トランジスタを内蔵したレギュレータ回路を有し、前記出力段トランジスタを半導体基板上に形成した半導体装置において、
前記出力段トランジスタに対して並列に、ベースとコレクタとの間で電位が異なる静電気保護用トランジスタが前記半導体基板上に形成され、
前記出力端子を過渡電荷が通過する際、前記過渡電荷が前記出力段トランジスタと前記静電気保護用トランジスタの内の前記静電気保護用トランジスタ側に流れるように、前記出力段トランジスタ及び前記静電気保護用トランジスタが形成され、
前記静電気保護用トランジスタのエミッタ、ベース及びコレクタは、それぞれ前記出力段トランジスタのエミッタ、ベース及びコレクタに接続されており、
前記出力段トランジスタ及び前記静電気保護用トランジスタは、前記半導体基板上に、縦型のバイポーラトランジスタとして形成され、
前記出力段トランジスタ及び前記静電気保護用トランジスタは、夫々、前記半導体基板上に形成された、エミッタとして機能するエミッタ拡散領域と、ベースとして機能するベース拡散領域と、コレクタとして機能する、コレクタ拡散領域を含むコレクタ領域と、によって形成される
ことを特徴とする半導体装置。 - 出力端子を介して外部回路に電流を供給するための出力段トランジスタを内蔵したレギュレータ回路を有し、前記出力段トランジスタを半導体基板上に形成した半導体装置において、
前記出力段トランジスタに対して並列に、ベースとコレクタとの間で電位が異なる静電気保護用トランジスタが前記半導体基板上に形成され、
前記出力端子を過渡電荷が通過する際、前記過渡電荷に対して前記静電気保護用トランジスタを前記出力段トランジスタよりも高速に応答させて前記過渡電荷が前記出力段トランジスタと静電気保護用トランジスタの内の前記静電気保護用トランジスタ側に流れるように、前記出力段トランジスタ及び前記静電気保護用トランジスタが形成され、
前記静電気保護用トランジスタのエミッタ、ベース及びコレクタは、それぞれ前記出力段トランジスタのエミッタ、ベース及びコレクタに接続されており、
前記半導体基板上に前記出力段トランジスタ用のコレクタ埋め込み拡散層と前記静電気保護用トランジスタ用のコレクタ埋め込み拡散層とを設けた後にエピタキシャル層を形成し、該エピタキシャル層を素子分離領域で分離することによって第1の素子形成領域と第2の素子形成領域とを形成し、
各素子形成領域に対し、不純物拡散によって素子形成領域内のエピタキシャル層の互いに異なる位置にコレクタ拡散領域とベース拡散領域とを形成し、他の不純物拡散によって該ベース拡散領域の一部の領域にエミッタ拡散領域を形成し、
前記第1の素子形成領域において、前記エピタキシャル層の内の前記ベース拡散領域、前記コレクタ拡散領域及び前記エミッタ拡散領域とならなかった領域と、前記コレクタ拡散領域と、前記出力段トランジスタ用のコレクタ埋め込み拡散層と、によって前記出力段トランジスタのコレクタとして機能するコレクタ領域が形成され、
前記第2の素子形成領域において、前記エピタキシャル層の内の前記ベース拡散領域、前記コレクタ拡散領域及び前記エミッタ拡散領域とならなかった領域と、前記コレクタ拡散領域と、前記静電気保護用トランジスタ用のコレクタ埋め込み拡散層と、によって前記静電気保護用トランジスタのコレクタとして機能するコレクタ領域が形成され、
前記第1の素子形成領域に形成された、ベースとして機能するベース拡散領域とエミッタとして機能するエミッタ拡散領域と前記コレクタ領域とによって、前記出力段トランジスタが形成され、
前記第2の素子形成領域に形成された、ベースとして機能するベース拡散領域とエミッタとして機能するエミッタ拡散領域と前記コレクタ領域とによって、前記静電気保護用トランジスタが形成される
ことを特徴とする半導体装置。 - 出力端子を介して外部回路に電流を供給するための出力段トランジスタを内蔵したレギュレータ回路を有し、前記出力段トランジスタを半導体基板上に形成した半導体装置において、
前記出力段トランジスタに対して並列に、ベースとコレクタとの間で電位が異なる静電気保護用トランジスタが前記半導体基板上に形成され、
前記出力端子を過渡電荷が通過する際、前記過渡電荷に対して前記静電気保護用トランジスタを前記出力段トランジスタよりも高速に応答させて前記過渡電荷が前記出力段トランジスタと静電気保護用トランジスタの内の前記静電気保護用トランジスタ側に流れるように、前記出力段トランジスタ及び前記静電気保護用トランジスタが形成され、
前記静電気保護用トランジスタのエミッタ、ベース及びコレクタは、それぞれ前記出力段トランジスタのエミッタ、ベース及びコレクタに接続されており、
前記出力段トランジスタ及び前記静電気保護用トランジスタは、前記半導体基板上に、縦型のバイポーラトランジスタとして形成され、
前記出力段トランジスタ及び前記静電気保護用トランジスタは、夫々、前記半導体基板上に形成された、エミッタとして機能するエミッタ拡散領域と、ベースとして機能するベース拡散領域と、コレクタとして機能する、コレクタ拡散領域を含むコレクタ領域と、によって形成される
ことを特徴とする半導体装置。 - 前記レギュレータ回路は、前記出力端子の電位に応じて前記出力トランジスタのベース電位を制御する制御回路を備えている
ことを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の半導体装置。 - 前記静電気保護用トランジスタのエミッタ拡散領域の、前記半導体基板の表面方向の面積は、前記出力段トランジスタのエミッタ拡散領域の、前記半導体基板の表面方向の面積よりも小さい
ことを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の半導体装置。 - 前記静電気保護用トランジスタのエミッタ拡散領域の前記面積は、前記出力段トランジスタのエミッタ拡散領域の前記面積の10分の1以下となっている
ことを特徴とする請求項6に記載の半導体装置。 - 前記静電気保護用トランジスタのベース拡散領域におけるベース不純物濃度は、前記出力段トランジスタのベース拡散領域におけるベース不純物濃度よりも低い
ことを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載の半導体装置。 - 前記静電気保護用トランジスタのエミッタ拡散領域は、前記出力段トランジスタのエミッタ拡散領域よりも前記半導体基板の厚さ方向に深く形成されている
ことを特徴とする請求項1〜8の何れかに記載の半導体装置。 - 前記静電気保護用トランジスタのエミッタ拡散領域上に形成されたエミッタコンタクトとベース拡散領域上に形成されたベースコンタクトとコレクタ拡散領域上に形成されたコレクタコンタクトを、前記半導体基板の厚さ方向から見た場合において、
エミッタコンタクトの中心とコレクタコンタクトの中心との距離はベースコンタクトの中心とコレクタコンタクトの中心との距離よりも短い
ことを特徴とする請求項1〜9の何れかに記載の半導体装置。 - 前記半導体基板の厚さ方向から見た場合において、前記第2の素子形成領域は、前記出力段トランジスタの出力電流を導出するための出力パッドに隣接して配置されている
ことを特徴とする請求項1または3に記載の半導体装置。 - 前記半導体基板の厚さ方向から見た場合において、前記第2の素子形成領域は、前記第1の素子形成領域と前記出力段トランジスタの出力電流を導出するための出力パッドとの間に配置されている
ことを特徴とする請求項1または3に記載の半導体装置。 - 請求項8に記載の半導体装置を製造するための半導体装置製造方法であって、
前記出力段トランジスタと前記静電気保護用トランジスタを形成する第1工程と、
前記半導体装置内の拡散抵抗を形成する第2工程を有し、
前記静電気保護用トランジスタのベース拡散領域は、前記第2工程を用いて形成される
ことを特徴とする半導体装置製造方法。
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