JPH01134964A - 半導体装置 - Google Patents

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〕 本発明は半導体装置に関し、特に横方向バイポーラ・ト
ランジスタを含むＩＩＬ型の半導体装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、ＩＩＬ型の半導体装置の構造は、プレーナ型構造
の横方向に’ＮＰ型トランジスタからなるインジェクタ
ーと、縦方向ＮＰＮ型トランジスタからなるインバータ
から構成されている。

第５図は従来の半導体装置の一例の断面図である。

この例は、Ｐ型半導体基板１１上に高濃度Ｎ型の埋込層
１２を形成した後、エピタキシャル成長によるＮ型の不
純物層１６を形成し、Ｐ型の不純物領域からなるインジ
ェクタのエミッタ１４ａ。

インバータのベースとなるＰ型の不純物領域１５を形成
し、Ｐ型の不純物領域１５０表面にＮ型高濃度不純物領
域からなるインバータのコレクタ１６ｂを形成し、更に
工ずツタ引出し用のＮ型高磯度の不純物領域１２ａを形
成し、更に又、所定の位置に、インジェクタのエミッタ
電極１８ａ、インバータのエミッタ電極１８ｂ、ベース
電極２０ａ及びコレクタ電極２０ｂを形成した構造とな
っている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来のＩＩＬ型の半導体装置は、プレ−す技術
によって縦型のインバータと横型のインジェクタとを組
合せて構成しているので、インバータを構成する縦型の
トランジスタは一般のトランジスタとは逆にコレクタ面
積が工き、夕面積よυ小さく電流利得が低なると共にイ
ンジェクタを構成する横型のトランジスタもエミッタの
注入効率が悪く同様に利得が低くなシ、しかもプレーナ
技術を用いている為に必要以上の接合面積の増大によシ
容量が大きくなってしまいよシー層の昼速化及び低消費
電力化の実現が難しいという欠点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の半導体装置は、−４電型の不純物層上に層間絶
縁膜を介して堆積した半導体層に形成したインジェクタ
及びインバータを含み、前記インジェクタのベース及び
前記インバータのエミッタが前記不純物層を通じて接続
されて成る。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の第１の実施例の断面図である。

この実施例は、Ｐ型の半導体基板１上にＮ型高濃度の不
純物層２を形成し、その上に所定の部分に接続用窓を開
孔した絶縁用の酸化膜３を形成し。

バークのベース５ｂと接続したＰ型のコレクタ６ａから
なるインジェクタとを形成し、更にＬ■定の部分に接続
用のｇを関孔した酸化膜７の上にエミッタ電極８ａ及び
８ｂ、ベース電極９ｂ運びにコレクタ電極１０ａ及び１
０ｂを形成した構成となっている。

第２図は本発明の第２の実施例の平面図である。

この実ＴｈｆｌＪは、Ｐ型の半導体基板１上のＮ型の不
純物層２の上に絶縁用の酸化膜を介して、Ｐ型のベース
ｓ　ｂ　／を共通にしたＮ型のエミッタ４ｂ′及びコレ
クタ６ｂ′からなる複数のインバータとインバータのベ
ース５ｂ′に運らなるＰ型のコレクタ６ａ′、インバー
タのエミッタ４ｂ′と不純物層を通じて接続したＮ型の
ベース５　ａ　／及びＰ型の工ｉ、夕４　ａ／からなる
インジェクタとから構成されている。

第３図は本発明の第３の実施例の平面図である。

この実施例は、Ｐ型の半導体基板１上のＮ型の不純物層
２の上に絶縁用の酸化膜を介して、不純物層２に接続し
たＮ型のエミッタ４ｂ“及びＰ型のベース５ｂ“並びに
Ｎ型のコレクタ６ｂ“とからなる複数のインバータとイ
ンバータのベース５ｂ“及びエミッタ４ｂ“とそれぞれ
平面的に接続したＰ型のコレクタ６ａ“及びＮｆｉのベ
ース５ａ“並びにＰ型工ξ、夕４ａ“からなるインジェ
クタとから構成されている。

第４図（ａ）〜（ｆ）は本発明の半導体装置の製造方法
の一実施例を説明するための断面図である。

この実施例では、先ず、第４図ｔａ）に示すように。

Ｐ型の半導体基板１の表面上にＮ型高濃度の不純物層２
を、リン又は砒素をイオン注入あるいは熱拡散すること
によシ層抵抗が２０〜３０Ω／口程度になるように形成
し、さらに、不純物層２の上に接続用窓を関孔した絶縁
用酸化膜３を形成する。

次に、第４図（ｂ）に示すように、酸化膜３の窓の部分
に１選択的にエピタキシャル成長法を用いてＮ型の単結
晶領域５′を埋込む形に形成し、その後、不純物を含ま
ない多結晶シリコン層５“を１５００〜３００Ａ程度の
膜厚に形成する。

次に、第４図（Ｃ）に示すように、レーザ光線を用いた
アニール法を用いて、単結晶領域５′を種として、多結
晶シリコン層５“を単結晶層５に変化させる。

次に、第４図（ｄ）に示すように、単結晶層５を選択的
に除去して所定のパターンにする。

次に、！４図ｔｅｌに示すように、所定の部分にそれぞ
れＮ型不純物（リン又は砒素）及びＰ型不純物（ボロン
）をイオン注入した後熱処理を行って不純物の活性化を
行なうことによυ、Ｐ型不純物領域からなるインバータ
のベース５ｂ、インジェクタのエミッタ４ａ及びコレク
タ６ａ並びにＮ型の不純物領域からなるインバータの工
ばツタ４ｂ。

コレクタ６ｂ及びインジェクタのベース５　ａ　’を形
成する。

ここで、工ずツタ４ａ及び４１１１２びにコレクタ６ａ
及び６ｂの不純物濃度は１０１９〜１０２０ａｔｏｍ／
ｃｒｎ”程度、ベース５ａ及び５ｂＦｉ５Ｘ１０’７〜
ＩＸ　１０”　ａｔｏｍ　／　ｃｍ”　＠であシ、又　
＜　−ス５　ａ　及び５ｂの幅Ｆｉ０．５〜２μｍ程度
である。

次工程第４図げ）に示すように１表面保護用の絶縁膜（
酸化膜又は窒化膜）を形成した後、電極形成用の窓を開
孔する。

最後に、Ａｌ膜からなる電極を形成すれば、第１図に示
す本発明の第１の実施例ができる。

以上は、ＰＮＰ型のインジェクタとＮＰＮ型のインバー
タとからなるＩＩＬで説明したが、ＮＰＮ型のインジェ
クタとＰＮＰ型のインバータとからなるＩＩＬでも同様
である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、半導体基板表面の不純物
層の上に絶縁膜を介して形成した半導体層に横形のトラ
ンジスタからなるインバータとインジェクタとを形成し
、少くともインバータの工ば、夕とインジェクタのベー
スとを不純物層を通じて接続することによシ、′亀流利
得がより高くしかも接合容量の小さい高速・低消費電力
のＩＩＬ型半導体装置が実現できるという効果がある。

及び第３図はそれぞれ本発明の絹２及び第３の実施例の
平面図、第４図（ａＪ〜（旬は本発明の半導体装置の製
造方法の一実施例を説明するための断面図。

第５図は従来の半導体装置の一例の断面図である。

１・・・・・・半導体基板、２・・自・・不純物層、３
・・・・・・酸化膜、４ａ、４ａ’、４ａ“、４ｂ、４
ｂ’　、４ｂ”　−・・・・工ばツタ、５・・・・・・
単結晶層、５′・−・・・・単結晶領域、５“・・・・
・・多結晶シリコン層、５ａ　、　５ａ’　、　５ａ”
。

５ｂ、５ｂ’　、５ｂ“−−−−−・ベース、　６　ａ
　、　６　ａ’　＋　６８“。

５ｂ、５ｂ’　、６ｂ／／・・・・・・コレクタ、７・
・・・・・酸化膜。

８ａ、８ｂ、９ｂ、１０ａ、１０ｂ−・・１１Ｌ極。

１１・・・・・・半導体基板、１２・・・・・・埋込層
、１２ａ・・・・・・不純物領域、１４ａ・・・・・・
エミッタ、１５．１６・・・・・・不純物層、１６ｂ・
・・・・・コレクタ、１８ａ、１８ｂ　　、２０ａ　　
、２０ｂ・・・・・・電極。

代理人　弁理士　　内　原　　　借 手　１　凹 第　２　図 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　一導電型の不純物層上に層間、絶縁膜を介して堆積し
   た半導体層に形成したインジェクタ及びインバータを含
   み、前記インジェクタのベース及び前記インバータのエ
   ミッタが前記不純物層を通じて接続されていることを特
   徴とするＩＩＬ型の半導体装置。