JPH02139963A - Cmosデバイス - Google Patents
CmosデバイスInfo
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- JPH02139963A JPH02139963A JP29238888A JP29238888A JPH02139963A JP H02139963 A JPH02139963 A JP H02139963A JP 29238888 A JP29238888 A JP 29238888A JP 29238888 A JP29238888 A JP 29238888A JP H02139963 A JPH02139963 A JP H02139963A
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Landscapes
- Bipolar Transistors (AREA)
- 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。
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〕
この発明は、縦型PNP トランジスタ及び縦型PNP
l−ランジスタを含むバイポーラ・CMOS半導体デ
バイスにおけるCMOSデバイスに関する。
l−ランジスタを含むバイポーラ・CMOS半導体デ
バイスにおけるCMOSデバイスに関する。
従来、CMOSデバイスのラフチアツブ現象に関する解
析やその対策については種々の提案がなされている。特
にrcMO3−VLS Iにおける高ラフチアツブ耐圧
化について」 (青木隆宏他。
析やその対策については種々の提案がなされている。特
にrcMO3−VLS Iにおける高ラフチアツブ耐圧
化について」 (青木隆宏他。
電子通信学会誌 S S D82−39) (文献1
)や、rcMO3−ICのラッチアップ現象の解析」
(京増朝雄他、電子通信学会論文誌 1978 Vo
l、J61−CP、106 ) (文献2)などの論文
には詳細に報告がなされている。また最近、CMOSデ
バイスのパラステックなバイポーラMode Devi
ceの解析については、rParastic tran
sistor Eaffectsin CMOS−VL
SIJ (John Y、 Chen and Ala
n G、 Lewis+IBEE C1rcuits
and Devices Magazine 198
8 MayP、8)に詳細に報告がなされている。
)や、rcMO3−ICのラッチアップ現象の解析」
(京増朝雄他、電子通信学会論文誌 1978 Vo
l、J61−CP、106 ) (文献2)などの論文
には詳細に報告がなされている。また最近、CMOSデ
バイスのパラステックなバイポーラMode Devi
ceの解析については、rParastic tran
sistor Eaffectsin CMOS−VL
SIJ (John Y、 Chen and Ala
n G、 Lewis+IBEE C1rcuits
and Devices Magazine 198
8 MayP、8)に詳細に報告がなされている。
また特開昭50−98791号公報には、CMOSデバ
イスにおいてp−キャリア吸収層によって等価回路を構
成する横型PNP トランジスタのhr!を数桁減らす
手段が開示されており、また特開昭59−61164号
公報等にはソース・ドレインに高濃度拡散層を接触させ
ることによって寄生抵抗を減少させる手段が開示されて
いる。一方、n0埋込層やP+埋込層をもつCMOSデ
バイスは、従来からウェル下の高濃度化が可能なため、
エピタキシャルウェハーを使用するもの(rLatch
up elimination in bulk
CMOS−LSI circuits」J、
B、 5chroeder et al、 IEE[!
N5−27 (198G) P。
イスにおいてp−キャリア吸収層によって等価回路を構
成する横型PNP トランジスタのhr!を数桁減らす
手段が開示されており、また特開昭59−61164号
公報等にはソース・ドレインに高濃度拡散層を接触させ
ることによって寄生抵抗を減少させる手段が開示されて
いる。一方、n0埋込層やP+埋込層をもつCMOSデ
バイスは、従来からウェル下の高濃度化が可能なため、
エピタキシャルウェハーを使用するもの(rLatch
up elimination in bulk
CMOS−LSI circuits」J、
B、 5chroeder et al、 IEE[!
N5−27 (198G) P。
1735 参照)より上回る効果が得られるとされて
いた。
いた。
バイポーラ・CMOS半導体デバイスにおけるラフチア
ツブ対策に関しては、特開昭60−120552号、特
開昭59−124157号、特開昭60−66852号
等において種々の提案がなされている。しかしながらこ
れらの提案はいずれも、バイポーラ・CMOS半導体デ
バイスのCMOS部として必然的に形成される構造であ
り、特にラフチアツブ耐性強化用にデバイスを構成した
ものではない。
ツブ対策に関しては、特開昭60−120552号、特
開昭59−124157号、特開昭60−66852号
等において種々の提案がなされている。しかしながらこ
れらの提案はいずれも、バイポーラ・CMOS半導体デ
バイスのCMOS部として必然的に形成される構造であ
り、特にラフチアツブ耐性強化用にデバイスを構成した
ものではない。
すなわち、例えば前記特開昭60−120552号にお
いて開示されているものは、第8図に示すように、P−
MOSトランジスタ101ばn′″埋込層103上にn
ウェル層105を用いて構成し、N−MOSトランジス
タ102はp+埋込層104上にpウェル層106を用
いて構成しているものである。
いて開示されているものは、第8図に示すように、P−
MOSトランジスタ101ばn′″埋込層103上にn
ウェル層105を用いて構成し、N−MOSトランジス
タ102はp+埋込層104上にpウェル層106を用
いて構成しているものである。
なお第8図において、107は基板、10Bはn′″ソ
ース・ドレイン層、109はp0ソース・ドレイン層、
110はLOCO3酸化膜、111はポリシリコンゲー
トである。
ース・ドレイン層、109はp0ソース・ドレイン層、
110はLOCO3酸化膜、111はポリシリコンゲー
トである。
この構成のものはn基板上にpウェル層を用いて形成す
るCMOSデバイスよりは、かなり強いラッチアップ耐
性をもつものであるが、ラフチアツブフリーではない、
なぜならば、LOCO3酸化膜110と埋込層103.
104との間は、いずれも濃度10”cm−’+深さ1
.0〜2.0μmの拡散層により間隔が形成されている
。濃度10”C11−”の拡散層におけるキャリアの拡
散量は、エレクトロンで724μm1ホールで123μ
mであるため、この横方向の隙間を通ってキャリアは他
方のMOSトランジスタのウェル領域に達し、これによ
り寄生横型トランジスタの利得は数十以上になる。すな
わち、−4のMOSトランジスタのウェル層と他方のM
OSトランジスタのソース・ドレイン層とを大幅に離す
ようなレイアウトにしないと、ラッチアップ耐性を強く
できない。
るCMOSデバイスよりは、かなり強いラッチアップ耐
性をもつものであるが、ラフチアツブフリーではない、
なぜならば、LOCO3酸化膜110と埋込層103.
104との間は、いずれも濃度10”cm−’+深さ1
.0〜2.0μmの拡散層により間隔が形成されている
。濃度10”C11−”の拡散層におけるキャリアの拡
散量は、エレクトロンで724μm1ホールで123μ
mであるため、この横方向の隙間を通ってキャリアは他
方のMOSトランジスタのウェル領域に達し、これによ
り寄生横型トランジスタの利得は数十以上になる。すな
わち、−4のMOSトランジスタのウェル層と他方のM
OSトランジスタのソース・ドレイン層とを大幅に離す
ようなレイアウトにしないと、ラッチアップ耐性を強く
できない。
またより改善された方法として、第9図に示すように、
P−MOSトランジスタ部に、表面からn0埋込層10
3に達するn0拡散層(CN層)112からなるガード
リング部を形成するもの(特開昭62−15456号、
特開昭61−279171号、特開昭61−28154
5号、特開昭60−250669号)や、このn4拡散
層112をN−MOSトランジスタとP−MOSトラン
ジスタの境界部においてVCe電位に引き上げるように
したもの(特開昭60−250664号)がある、これ
らの手段は、P−MOSトランジスタにおける寄生横型
PNP トランジスタの利得を1〜10程度に下げるの
に有効であり、かなりレイアウトを小さくできる利点を
もつものである。
P−MOSトランジスタ部に、表面からn0埋込層10
3に達するn0拡散層(CN層)112からなるガード
リング部を形成するもの(特開昭62−15456号、
特開昭61−279171号、特開昭61−28154
5号、特開昭60−250669号)や、このn4拡散
層112をN−MOSトランジスタとP−MOSトラン
ジスタの境界部においてVCe電位に引き上げるように
したもの(特開昭60−250664号)がある、これ
らの手段は、P−MOSトランジスタにおける寄生横型
PNP トランジスタの利得を1〜10程度に下げるの
に有効であり、かなりレイアウトを小さくできる利点を
もつものである。
しかし、上記文献1及び2においても指摘されているよ
うに、ラフチアツブフリーとするにはP−MO3I−ラ
ンジスタの寄生横型PNPトランジスタ及び、N−MO
S トランジスタの寄生横型NPl’lランジスタの利
得の積β7・β、を1以下にする必要がある。ところが
上記各提案においては、いずれもN−MOSトランジス
タのpウェル層に対しては何ら対策が施されていない、
N−MOSトランジスタに関しては、ウェル間耐圧及び
アイソレーション耐圧を維持し、トランジスタのコレク
ター基板間容量の低減を計るため、p“埋込層の濃度を
上げられないので(通常、p、はIKΩ以上)、寄生横
型NPN l−ランジスタの利得β7と直列抵抗r、が
大きいのが通常であり、したがってこのN−MOS ト
ランジスタに対するデバイス的な対策の方がより重要で
あるにも拘わらず、上記のように従来の提案技術では特
に工夫がなされていない。
うに、ラフチアツブフリーとするにはP−MO3I−ラ
ンジスタの寄生横型PNPトランジスタ及び、N−MO
S トランジスタの寄生横型NPl’lランジスタの利
得の積β7・β、を1以下にする必要がある。ところが
上記各提案においては、いずれもN−MOSトランジス
タのpウェル層に対しては何ら対策が施されていない、
N−MOSトランジスタに関しては、ウェル間耐圧及び
アイソレーション耐圧を維持し、トランジスタのコレク
ター基板間容量の低減を計るため、p“埋込層の濃度を
上げられないので(通常、p、はIKΩ以上)、寄生横
型NPN l−ランジスタの利得β7と直列抵抗r、が
大きいのが通常であり、したがってこのN−MOS ト
ランジスタに対するデバイス的な対策の方がより重要で
あるにも拘わらず、上記のように従来の提案技術では特
に工夫がなされていない。
前記第8図及び第9図に示したもので代表される従来の
CMOSデバイスにおいては、本来量も影響の強いN−
MOS l−ランジスタの寄生抵抗の低減や、寄生横型
NPN トランジスタの利得の低減が考慮されていない
、このためN−MOSトランジスタにおいては、ソース
・ドレイン層とP−MOSトランジスタのnウェル層と
の間を離す等のレイアウト的な対策が必要であった。し
かし寄生横型NPNトランジスタの場合、キャリア(エ
レクトロン)拡散長は、濃度NW I XIO”ell
−”300 Kにおいて724μmと大きく、相当レイ
アウト的に大きくしなければ、その効果は期待できない
という問題点があった。
CMOSデバイスにおいては、本来量も影響の強いN−
MOS l−ランジスタの寄生抵抗の低減や、寄生横型
NPN トランジスタの利得の低減が考慮されていない
、このためN−MOSトランジスタにおいては、ソース
・ドレイン層とP−MOSトランジスタのnウェル層と
の間を離す等のレイアウト的な対策が必要であった。し
かし寄生横型NPNトランジスタの場合、キャリア(エ
レクトロン)拡散長は、濃度NW I XIO”ell
−”300 Kにおいて724μmと大きく、相当レイ
アウト的に大きくしなければ、その効果は期待できない
という問題点があった。
本発明は、従来のCMOSデバイスにおける上記問題点
を解決するためになされたもので、大幅なレイアウト的
な余裕を取らなくてもラッチアップ耐性を強化できるよ
うに構成したCMOSデバイスを提供することを目的と
する。
を解決するためになされたもので、大幅なレイアウト的
な余裕を取らなくてもラッチアップ耐性を強化できるよ
うに構成したCMOSデバイスを提供することを目的と
する。
〔課題を解決するための手段及び作用〕上記問題点を解
決するため、本発明は、縦型PNPトランジスタ及び縦
型NPN トランジスタを含むバイポーラ・CMOS半
導体デバイスにおけるCMOSデバイスにおいて、P−
MOSトランジスタ部にn型埋込層及び周辺に形成した
n型拡散層からなるガードリング部を設け、N−MOS
トランジスタ部にその直下に埋め込まれたp型埋込層と
該P型埋込層の周辺に配置され該p型埋込層よりも高濃
度で且つ低抵抗のp゛埋込層と上部に形成したチャネル
ストッパ層とからなるガードリング部を設けるものであ
る。
決するため、本発明は、縦型PNPトランジスタ及び縦
型NPN トランジスタを含むバイポーラ・CMOS半
導体デバイスにおけるCMOSデバイスにおいて、P−
MOSトランジスタ部にn型埋込層及び周辺に形成した
n型拡散層からなるガードリング部を設け、N−MOS
トランジスタ部にその直下に埋め込まれたp型埋込層と
該P型埋込層の周辺に配置され該p型埋込層よりも高濃
度で且つ低抵抗のp゛埋込層と上部に形成したチャネル
ストッパ層とからなるガードリング部を設けるものであ
る。
このように構成することにより、N−MOSトランジス
タにおいては、pウェル層の厚さがガードリング部を構
成するチャネルストッパ層及び高濃度p+埋込層に挟ま
れて小さくなるため、寄生横型NPNトランジスタのh
□が大幅に低減し、またガードリング部を用いて電位の
引き上げが行われるため、寄生コレクタ抵抗を大幅に低
減することができる。したがって従来方法によるP−M
OSトランジスタに対するラッチアップ対策に加えてN
−MOSトランジスタに対しても十分なラッチアップ耐
性が得られ、大幅なレイアウト的令裕を取らずに、しか
もバイポーラ・CMOSデバイスのプロセスに追加工程
を加えることなく、ラッチアップフリーのCMOSイン
バータ等のCMOSデバイスを提供することが可能とな
る。
タにおいては、pウェル層の厚さがガードリング部を構
成するチャネルストッパ層及び高濃度p+埋込層に挟ま
れて小さくなるため、寄生横型NPNトランジスタのh
□が大幅に低減し、またガードリング部を用いて電位の
引き上げが行われるため、寄生コレクタ抵抗を大幅に低
減することができる。したがって従来方法によるP−M
OSトランジスタに対するラッチアップ対策に加えてN
−MOSトランジスタに対しても十分なラッチアップ耐
性が得られ、大幅なレイアウト的令裕を取らずに、しか
もバイポーラ・CMOSデバイスのプロセスに追加工程
を加えることなく、ラッチアップフリーのCMOSイン
バータ等のCMOSデバイスを提供することが可能とな
る。
以下実施例について説明する。第1図は、本発明に係る
CMOSデバイスの一実施例を示す断面図である0図に
おいて、IAはP−MOS トランジスタで、IBはN
−MOSトランジスタであり、P−MOSトランジスタ
IAは、基板1上に形成したn0埋込層2.n−エピタ
キシャル層6.n−ウェル層8.ポリシリコンゲート1
2及びp″″″ソースレイン層11とで構成されており
、ラッチアップ耐性を強化するため、本発明においては
、NPNトランジスタのコレクタ層を形成するn0拡散
層と同一の拡散層5でP−MOS トランジスタを囲み
、更に該拡散層5の表面を低抵抗にするためのn゛拡散
層10を形成して、P−MOSトランジスタの周囲にガ
ードリング部を配置している。
CMOSデバイスの一実施例を示す断面図である0図に
おいて、IAはP−MOS トランジスタで、IBはN
−MOSトランジスタであり、P−MOSトランジスタ
IAは、基板1上に形成したn0埋込層2.n−エピタ
キシャル層6.n−ウェル層8.ポリシリコンゲート1
2及びp″″″ソースレイン層11とで構成されており
、ラッチアップ耐性を強化するため、本発明においては
、NPNトランジスタのコレクタ層を形成するn0拡散
層と同一の拡散層5でP−MOS トランジスタを囲み
、更に該拡散層5の表面を低抵抗にするためのn゛拡散
層10を形成して、P−MOSトランジスタの周囲にガ
ードリング部を配置している。
そしてこのガードリング部の電位印加電極部となるn゛
拡散層lOにVCC電位(最高電位)を印加して、vc
c電位に吊り上げることにより、寄生バイポーラモード
の周辺へのキャリア(エレクトロン)の注入を抑制して
、寄生横型PNPI−ランジスタのh□を下げると共に
寄生コレクタ抵抗を低減している。
拡散層lOにVCC電位(最高電位)を印加して、vc
c電位に吊り上げることにより、寄生バイポーラモード
の周辺へのキャリア(エレクトロン)の注入を抑制して
、寄生横型PNPI−ランジスタのh□を下げると共に
寄生コレクタ抵抗を低減している。
一方、N−MOSトランジスタIBは、同じくp°基板
1上に形成したp+埋込層3.P−ウェル層7.ポリシ
リコンゲート12及びn′″ソース・ドレイン層10と
で構成されており、従来の欠点を解消するため、本発明
においては、通常のp+埋込層(シート抵抗+5にΩ/
口前後)よりも遥かに高濃度の、縦型PNP トランジ
スタのコレクタ埋込層に用いる埋込層と同一のp+埋込
層4(シート抵抗:100Ω〜IKΩ/口)を、N−M
OSトランジスタ部の周囲にガードリング部として配置
し、且つLOCO3法による酸化11113の下部には
チャネルストッパ領域9を形成し、更にN−MOSトラ
ンジスタ部の表面を取り囲むように、P−MOSトラン
ジスタIBのソース・ドレイン層を形成する拡散層と同
一のp+拡散層11を配置している。そしてこのガード
リングしたp44拡散11にVSS電位(最低電位)を
印加して、VSS電位に固定することにより、まず寄生
横型NPNトランジスタのhF!に関しては、従来の1
71O以下に大幅に低減することができる。なおp+埋
込層4は基板引き上げ部としても機能している。
1上に形成したp+埋込層3.P−ウェル層7.ポリシ
リコンゲート12及びn′″ソース・ドレイン層10と
で構成されており、従来の欠点を解消するため、本発明
においては、通常のp+埋込層(シート抵抗+5にΩ/
口前後)よりも遥かに高濃度の、縦型PNP トランジ
スタのコレクタ埋込層に用いる埋込層と同一のp+埋込
層4(シート抵抗:100Ω〜IKΩ/口)を、N−M
OSトランジスタ部の周囲にガードリング部として配置
し、且つLOCO3法による酸化11113の下部には
チャネルストッパ領域9を形成し、更にN−MOSトラ
ンジスタ部の表面を取り囲むように、P−MOSトラン
ジスタIBのソース・ドレイン層を形成する拡散層と同
一のp+拡散層11を配置している。そしてこのガード
リングしたp44拡散11にVSS電位(最低電位)を
印加して、VSS電位に固定することにより、まず寄生
横型NPNトランジスタのhF!に関しては、従来の1
71O以下に大幅に低減することができる。なおp+埋
込層4は基板引き上げ部としても機能している。
すなわち第2図^、 (81,C1は、第1図に示した
CMOSインバー1(DX−X’ 、Y−Y’ 、Z−
2′に沿った深さ方向の濃度分布を示す図であるが、従
来のものと同一構造部分であるx−x’に沿う部分にお
ける寄生横型NPNトランジスタのベース領域となるp
ウェル層7の領域は、第2図^においてaで示すように
大きい、これに比べて、Y−Y’に沿う部分においては
、寄生横型NPNトランジスタのベース領域となる5×
IQ”(@−s程度のpウェル層7は、チャネルストッ
パ層9及びp+埋込層4によって挟まれて、第2図(8
1においてbで示すように、0.51m程度と小さくな
る。
CMOSインバー1(DX−X’ 、Y−Y’ 、Z−
2′に沿った深さ方向の濃度分布を示す図であるが、従
来のものと同一構造部分であるx−x’に沿う部分にお
ける寄生横型NPNトランジスタのベース領域となるp
ウェル層7の領域は、第2図^においてaで示すように
大きい、これに比べて、Y−Y’に沿う部分においては
、寄生横型NPNトランジスタのベース領域となる5×
IQ”(@−s程度のpウェル層7は、チャネルストッ
パ層9及びp+埋込層4によって挟まれて、第2図(8
1においてbで示すように、0.51m程度と小さくな
る。
したがって寄生横型NPNトランジスタのhvtは従来
のl/10以下に大幅に小さ(なり、且つ低抵抗のp+
埋込層4とp′″拡散層11を用いて電位の引き上げを
行っているので、寄生抵抗も従来の1/10以下となる
。なお第2開田)において、点線はY−Y’線を24拡
散層11を通る位置にずらした場合の濃度分布を示す。
のl/10以下に大幅に小さ(なり、且つ低抵抗のp+
埋込層4とp′″拡散層11を用いて電位の引き上げを
行っているので、寄生抵抗も従来の1/10以下となる
。なお第2開田)において、点線はY−Y’線を24拡
散層11を通る位置にずらした場合の濃度分布を示す。
N−MOS トランジスタとP−MOSトランジスタの
代表的な平面レイアウトの一例を第3図^。
代表的な平面レイアウトの一例を第3図^。
(Blに示す0図において、21はN−MOS トラン
ジスタのp”tl込層4とLOCO3酸化膜とp99拡
散11の領域を示しており、22はP−MOSトランジ
スタにおけるn0拡敞N5とLOCOS酸化膜とn1拡
散層10の91域を示している。なお23はゲート、2
4はソース・ドレイン領域となる活性層である。
ジスタのp”tl込層4とLOCO3酸化膜とp99拡
散11の領域を示しており、22はP−MOSトランジ
スタにおけるn0拡敞N5とLOCOS酸化膜とn1拡
散層10の91域を示している。なお23はゲート、2
4はソース・ドレイン領域となる活性層である。
以上のように、従来法によるP−MOSトランジスタに
対するラッチアップ対策に加えて、N−MOSトランジ
スタについても十分なラフチアツブ対策が得られ、寄生
バイポーラトランジスタのhFt積及び両コレクタ抵抗
の低減により、ラフチアツブを従来のl/10〜1 /
100に低減させたラッチアップフリーのCMOSデバ
イスが得られる。
対するラッチアップ対策に加えて、N−MOSトランジ
スタについても十分なラフチアツブ対策が得られ、寄生
バイポーラトランジスタのhFt積及び両コレクタ抵抗
の低減により、ラフチアツブを従来のl/10〜1 /
100に低減させたラッチアップフリーのCMOSデバ
イスが得られる。
次に、上記構成のラッチアップフリーCMOSトランジ
スタ、内部ゲート用CMO3)ランジメタ。縦型PNP
及びNPNトランジスタを含むバイポーラ・CMOS半
導体デバイスの製造法を、第4図へ〜(口に示す製造工
程図に基づいて説明する。まず第4図四に示すように、
p−基板1上に通常のフォトリソグラフィー及び不純物
拡散工程又はイオンインプランテーションにより、n″
″埋込層2及びP′″埋込層3を形成する0通常、n4
埋込層2にはアウトディフィージ四ンを抑えるためsb
を用い、p・埋込層3にはBを用いる。またP゛埋込層
3はCMOSl−ランジスタのウェル間耐圧確保のため
、シート抵抗をIKΩ以上とする。
スタ、内部ゲート用CMO3)ランジメタ。縦型PNP
及びNPNトランジスタを含むバイポーラ・CMOS半
導体デバイスの製造法を、第4図へ〜(口に示す製造工
程図に基づいて説明する。まず第4図四に示すように、
p−基板1上に通常のフォトリソグラフィー及び不純物
拡散工程又はイオンインプランテーションにより、n″
″埋込層2及びP′″埋込層3を形成する0通常、n4
埋込層2にはアウトディフィージ四ンを抑えるためsb
を用い、p・埋込層3にはBを用いる。またP゛埋込層
3はCMOSl−ランジスタのウェル間耐圧確保のため
、シート抵抗をIKΩ以上とする。
次に第4図(Blに示すように、縦型PNPのコレクタ
層及びラッチアップフリーN−MOSトランジスタのガ
ードリング部を構成するp゛埋込層4を形成する。この
高濃度の埋込層4体コレクタ抵抗低減のためp+埋込層
3より1桁以上低抵抗に設定する。その後エピタキシャ
ル層6を成長させ、次いで第4図0に示すように、通常
のバイポーラ・CMOSデバイス作成のプロセスにより
、フォトリソグラフィー、イオンインプランテーション
。
層及びラッチアップフリーN−MOSトランジスタのガ
ードリング部を構成するp゛埋込層4を形成する。この
高濃度の埋込層4体コレクタ抵抗低減のためp+埋込層
3より1桁以上低抵抗に設定する。その後エピタキシャ
ル層6を成長させ、次いで第4図0に示すように、通常
のバイポーラ・CMOSデバイス作成のプロセスにより
、フォトリソグラフィー、イオンインプランテーション
。
拡散9選択酸化の各工程を繰り返して、n’ CN拡散
層5.Pウェル層7.nウェル層8.LOCO3酸化膜
13.チャネルストッパ層9.nベース拡散層15.P
ベース拡散層16.n“ソース・ドレイン拡散層1(L
p”ソース・ドレイン拡散層11を形成し、第4図(口
に示す構造のバイポーラ・CMOSデバイスが得られる
。
層5.Pウェル層7.nウェル層8.LOCO3酸化膜
13.チャネルストッパ層9.nベース拡散層15.P
ベース拡散層16.n“ソース・ドレイン拡散層1(L
p”ソース・ドレイン拡散層11を形成し、第4図(口
に示す構造のバイポーラ・CMOSデバイスが得られる
。
この際、縦型NPN l−ランジスタにおいては、nウ
ェル層8で囲まれたエピタキシャル層6により形成され
たコレクタによりて高耐圧化並びに高速化され、また縦
型PNP トランジスタはp99埋込3及びn0埋込層
2によって分離されるようになっている。また内部ゲー
ト用のCMOSl−ランジスタは、集積度を上げ、且つ
ウェル間耐圧を10v以上確保するため、N−MOS
トランジスタの埋込層としてp゛埋込層3を用いている
。
ェル層8で囲まれたエピタキシャル層6により形成され
たコレクタによりて高耐圧化並びに高速化され、また縦
型PNP トランジスタはp99埋込3及びn0埋込層
2によって分離されるようになっている。また内部ゲー
ト用のCMOSl−ランジスタは、集積度を上げ、且つ
ウェル間耐圧を10v以上確保するため、N−MOS
トランジスタの埋込層としてp゛埋込層3を用いている
。
このように構成したバイポーラ・CMOS半導体デバイ
スにおいて、ラフチアツブフリーのCMOSデバイスを
、外部雑音電流に対して影響を受は易い出力段や入力段
のCMOSインバータ等を構成するCMOSデバイスと
して用い、内部ゲート用CMOSデバイスを、外部雑音
電流に対して影響を受けてない内部インバータなどを構
成するCMOSデバイスとして用いる場合、ラフチアツ
ブフリーのCMOSデバイスのN−MOS トランジス
タのゲート直下に埋め込まれるp型埋込層として、内部
用CMOSデバイスのN−MOS トランジスタのp型
埋込層と同じ埋込層を用いて構成しているため、基板バ
イアス特性等を同等にして、ラッチアップ耐性を向上さ
せることができる。
スにおいて、ラフチアツブフリーのCMOSデバイスを
、外部雑音電流に対して影響を受は易い出力段や入力段
のCMOSインバータ等を構成するCMOSデバイスと
して用い、内部ゲート用CMOSデバイスを、外部雑音
電流に対して影響を受けてない内部インバータなどを構
成するCMOSデバイスとして用いる場合、ラフチアツ
ブフリーのCMOSデバイスのN−MOS トランジス
タのゲート直下に埋め込まれるp型埋込層として、内部
用CMOSデバイスのN−MOS トランジスタのp型
埋込層と同じ埋込層を用いて構成しているため、基板バ
イアス特性等を同等にして、ラッチアップ耐性を向上さ
せることができる。
第5図は、本発明の第2実施例を示す断面図である。こ
の実施例は、ガードリング部の配置領域に十分なレイア
ウト的余裕がない場合における構成を示している。すな
わち、P−MOS トランジスタ部においてはn” C
N拡散層5によりガードリングし、N−MOS l−ラ
ンジスタ部においては、20埋込層4及びチャネルスト
ッパ層9でガードリングするように構成している。この
ように第1図に示した実施例に比べて、P−MOSトラ
ンジスタIAとN−MOSトランジスタIBの境界部に
配置したn゛拡散層10又はP゛拡散層11などの表面
からの電位の固定層がないために寄生コレクタ抵抗は大
きくなるが、十分なラフチアツブ耐性効果は得られる。
の実施例は、ガードリング部の配置領域に十分なレイア
ウト的余裕がない場合における構成を示している。すな
わち、P−MOS トランジスタ部においてはn” C
N拡散層5によりガードリングし、N−MOS l−ラ
ンジスタ部においては、20埋込層4及びチャネルスト
ッパ層9でガードリングするように構成している。この
ように第1図に示した実施例に比べて、P−MOSトラ
ンジスタIAとN−MOSトランジスタIBの境界部に
配置したn゛拡散層10又はP゛拡散層11などの表面
からの電位の固定層がないために寄生コレクタ抵抗は大
きくなるが、十分なラフチアツブ耐性効果は得られる。
第6図は、第3実施例を示す断面図である。この実施例
は、2重エピタキシャル層を用いて構成したものである
。2重エピタキシャル層6−1.6−2は、縦型PNP
トランジスタ形成時におけるn◆埋込層2にP′″埋
込層4を形成する時に、p・埋込層4の低濃度化手段と
して用いられる。この場合、p゛埋込層3又は4の高濃
度ピーク層とn4埋込層2の高濃度ピーク層が同一面上
で一致しないため、CMOSデバイスにおいては、ウェ
ル間耐圧確保のための十分なレイアウト上の余裕が必要
となる。
は、2重エピタキシャル層を用いて構成したものである
。2重エピタキシャル層6−1.6−2は、縦型PNP
トランジスタ形成時におけるn◆埋込層2にP′″埋
込層4を形成する時に、p・埋込層4の低濃度化手段と
して用いられる。この場合、p゛埋込層3又は4の高濃
度ピーク層とn4埋込層2の高濃度ピーク層が同一面上
で一致しないため、CMOSデバイスにおいては、ウェ
ル間耐圧確保のための十分なレイアウト上の余裕が必要
となる。
第7図は、第4実施例を示す断面図である。この実施例
は、レイアウト的に十分な余裕のある時の最も効果のあ
る構成を示すものである。第1図に示した実施例では、
P−MOSトランジスタIA及びN−MOSトランジス
タIBにおいて、表面に周囲を囲むように設けたn9拡
散層10及びp・拡散層11に対する■。、■、3電位
印加用電極端子は、P−MOS トランジスタとN−M
OS トランジスタの境界部より離れた位置に配置する
ようにしたものを示したが、この第7図に示す実施例は
、VCC電位印加用電極17をP−MOS トランジス
タのN−MOS トランジスタ側に、VSS電位印加用
電極18はN−MOS トランジスタのP−MOSトラ
ンジスタ側に配置したものである。これにより寄生コレ
クタ抵抗の低減に対しては最も優れた効果が得られる。
は、レイアウト的に十分な余裕のある時の最も効果のあ
る構成を示すものである。第1図に示した実施例では、
P−MOSトランジスタIA及びN−MOSトランジス
タIBにおいて、表面に周囲を囲むように設けたn9拡
散層10及びp・拡散層11に対する■。、■、3電位
印加用電極端子は、P−MOS トランジスタとN−M
OS トランジスタの境界部より離れた位置に配置する
ようにしたものを示したが、この第7図に示す実施例は
、VCC電位印加用電極17をP−MOS トランジス
タのN−MOS トランジスタ側に、VSS電位印加用
電極18はN−MOS トランジスタのP−MOSトラ
ンジスタ側に配置したものである。これにより寄生コレ
クタ抵抗の低減に対しては最も優れた効果が得られる。
以上実施例に基づいて説明したように、本発明によれば
、P−MOS トランジスタ部にガードリング部を設け
て最高電位を印加し、またN−MOSトランジスタ部に
もガードリング部を設けて最低電位を印加するように構
成したため、寄生バイポーラトランジスタのhoを低減
すると共に、寄生コレクタ抵抗を低減することができる
。したがってP−MOSトランジスタのみならずN−M
OSトランジスタに対しても十分なラフチアツブ耐性が
得られ、大幅なレイアウト的余裕を取らずに、しかもバ
イポーラ・CMOSデバイスのプロセスに追加工程を加
えずに、ラフチアツブフリーのCMOSデバイスを提供
することができる。
、P−MOS トランジスタ部にガードリング部を設け
て最高電位を印加し、またN−MOSトランジスタ部に
もガードリング部を設けて最低電位を印加するように構
成したため、寄生バイポーラトランジスタのhoを低減
すると共に、寄生コレクタ抵抗を低減することができる
。したがってP−MOSトランジスタのみならずN−M
OSトランジスタに対しても十分なラフチアツブ耐性が
得られ、大幅なレイアウト的余裕を取らずに、しかもバ
イポーラ・CMOSデバイスのプロセスに追加工程を加
えずに、ラフチアツブフリーのCMOSデバイスを提供
することができる。
第1図は、本発明の第1実施例を示す断面図、第2図四
〜(Oは、第1図におけるx−x’ 、y−Y’ 、Z
−Z’に沿った深さ方向の濃度分布を示す図、第3図^
、田)は、第1図に示した実施例におけるN−MO3I
−ランジスタ及びP−MOSトランジスタの表面レイア
ウトの一例を示す図、第4図(8)〜(口は、第1図に
示した実施例のCMOSデバイスを含むバイポーラ・C
MO3半導体デバイスの製造工程を示す図、第5図は、
第2実施例を示す断面図、第6図は、第3実施例を示す
断面図、第7図は、第4実施例を示す断面図、第8図及
び第9図は、従来のCMOSデバイスの構成例を示す断
面図である。 図において、1はp−基板、2はn′″埋込層、3はp
゛埋込層、4はP゛埋込層、5はn” CN拡散層、6
はエピタキシャル層、7はpウェル層、8はnウェル層
、9はチャネルストッパ層、10はn9ソース・ドレイ
ン層、11はp0ソース・ドレイン層、12はポリシリ
コンゲート、13はtoc。 S酸化膜を示す。 特許出願人 オリンパス光学工業株式会社(A) 第3図 (B) 第7図
〜(Oは、第1図におけるx−x’ 、y−Y’ 、Z
−Z’に沿った深さ方向の濃度分布を示す図、第3図^
、田)は、第1図に示した実施例におけるN−MO3I
−ランジスタ及びP−MOSトランジスタの表面レイア
ウトの一例を示す図、第4図(8)〜(口は、第1図に
示した実施例のCMOSデバイスを含むバイポーラ・C
MO3半導体デバイスの製造工程を示す図、第5図は、
第2実施例を示す断面図、第6図は、第3実施例を示す
断面図、第7図は、第4実施例を示す断面図、第8図及
び第9図は、従来のCMOSデバイスの構成例を示す断
面図である。 図において、1はp−基板、2はn′″埋込層、3はp
゛埋込層、4はP゛埋込層、5はn” CN拡散層、6
はエピタキシャル層、7はpウェル層、8はnウェル層
、9はチャネルストッパ層、10はn9ソース・ドレイ
ン層、11はp0ソース・ドレイン層、12はポリシリ
コンゲート、13はtoc。 S酸化膜を示す。 特許出願人 オリンパス光学工業株式会社(A) 第3図 (B) 第7図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、縦型PNPトランジスタ及び縦型NPNトランジス
タを含むバイポーラ・CMOS半導体デバイスにおいて
、P−MOSトランジスタ部に、その直下に形成したn
型埋込層及び周辺に形成したn型拡散層からなるガード
リング部を設け、N−MOSトランジスタ部に、その直
下に埋め込まれたp型埋込層と該p型埋込層の周辺に配
置され該p型埋込層よりも高濃度で且つ低抵抗のp^+
埋込層と上部に形成したチャネルストッパ層とからなる
ガードリング部を設けたことを特徴とするCMOSデバ
イス。 2、前記n型拡散層は縦型NPNトランジスタのコレク
タ拡散層と同一拡散層で構成され、前記p^+埋込層は
縦型PNPトランジスタのp^+コレクタ埋込層と同一
埋込層で構成されていることを特徴とする請求項1記載
のCMOSデバイス。 3、前記P−MOSトランジスタ部のガードリング部に
は最高電位を印加し、前記N−MOSトランジスタ部の
ガードリング部には最低電位を印加することを特徴とす
る請求項1又は2記載のCMOSデバイス。 4、前記P−MOSトランジスタ部のガードリング部へ
の電位印加端子部をN−MOSトランジスタ部側に配置
し、前記N−MOSトランジスタ部のガードリング部へ
の電位印加端子部を前記P−MOSトランジスタ部側に
配置したことを特徴とする請求項2記載のCMOSデバ
イス。 5、縦型PNPトランジスタ及び縦型NPNトランジス
タを含むバイポーラ・CMOS半導体デバイスにおいて
、P−MOSトランジスタに、その直下に形成したn型
埋込層と周辺に形成したn型拡散層とN−MOSトラン
ジスタ部側に形成したn型高濃度カラー拡散層とからな
るガードリング部を設け、N−MOSトランジスタ部に
は、その直下に形成したp型埋込層と該埋込層の周辺に
配置され該埋込層より高濃度で低抵抗のp^+埋込層と
上部に形成したチャネルストッパ層とP−MOSトラン
ジスタ部側に形成したp型高濃度カラー拡散層とからな
るガードリング部を設けたことを特徴とするCMOSデ
バイス。 6、前記n型拡散層は縦型NPNトランジスタのコレク
タ拡散層と同一拡散層で構成され、前記p^+埋込層は
縦型PNPトランジスタのp^+コレクタ埋込層と同一
埋込層で構成されていることを特徴とする請求項5記載
のCMOSデバイス。 7、縦型PNPトランジスタ及び縦型NPNトランジス
タを含むバイポーラ・CMOS半導体デバイスにおいて
、入出力段用のCMOSデバイスは、前記請求項1又は
5記載のCMOSデバイスで構成され、内部用のCMO
Sデバイスは、前記入出力段用のCMOSデバイスのN
−MOSトランジスタと同一のp型埋込層を有するN−
MOSトランジスタを備えていることを特徴とするCM
OSデバイス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29238888A JPH02139963A (ja) | 1988-11-21 | 1988-11-21 | Cmosデバイス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29238888A JPH02139963A (ja) | 1988-11-21 | 1988-11-21 | Cmosデバイス |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02139963A true JPH02139963A (ja) | 1990-05-29 |
Family
ID=17781145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29238888A Pending JPH02139963A (ja) | 1988-11-21 | 1988-11-21 | Cmosデバイス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02139963A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2675311A1 (fr) * | 1991-04-09 | 1992-10-16 | Samsung Electronics Co Ltd | Dispositif semi-conducteur du type bicmos pour circuits integres et son procede de fabrication. |
US5686754A (en) * | 1994-07-12 | 1997-11-11 | International Rectifier Corporation | Polysilicon field ring structure for power IC |
-
1988
- 1988-11-21 JP JP29238888A patent/JPH02139963A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2675311A1 (fr) * | 1991-04-09 | 1992-10-16 | Samsung Electronics Co Ltd | Dispositif semi-conducteur du type bicmos pour circuits integres et son procede de fabrication. |
US5686754A (en) * | 1994-07-12 | 1997-11-11 | International Rectifier Corporation | Polysilicon field ring structure for power IC |
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