JPH0258865A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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Publication number
JPH0258865A
JPH0258865A JP63211207A JP21120788A JPH0258865A JP H0258865 A JPH0258865 A JP H0258865A JP 63211207 A JP63211207 A JP 63211207A JP 21120788 A JP21120788 A JP 21120788A JP H0258865 A JPH0258865 A JP H0258865A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
type
buried layer
transistor
epitaxial layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP63211207A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomooki Hara
原 友意
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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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH0258865A publication Critical patent/JPH0258865A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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、特に集積注入論理回路(I
nteglated Injection Logic
、以下I2Lという)と通常のバイポーラトランジスタ
とを同一基板上に有する半導体装置に関する。
〔従来の技術〕
第3図に従来のI’Lとパイポーラトランジスタとが共
存した集積回路の構造断面図を示す。A部はI”Lであ
り、B部はI”Lと共存する通常のバイポーラトランジ
スタである。すなわち、P型半導体基板1に2つのN+
+第1埋込層2を有し、その上にN−型エピタキシャル
層4を有し、このエピタキシャル層4はP型半導体基板
1に達するP+型分離領域5で複数の島領域に分離され
ている。A部にはN+型オカラ−領域7N++第1埋込
層2に達するように形成されており、その内部のエピタ
キシャル層に逆動作NPN)ランジスタの少くとも内部
ベース領域を含むようにP型第1ベース領域6が形成さ
れる。
A部のエピタキシャル層4の表面にP+型インジェクタ
領域8a、外部ベース領域となるP+型第2ベース領域
8b、B部のエピタキシャル層4の表面に通常のNPN
)ランジスタのP+型ベース領域8Cが各々同時に形成
されている。ここで、第1ベース領域6はインジェクタ
領域8a、第2ベース領域8b、ベース領域8Cよりも
低濃度で深く形成されている。尚、第1ベース領域6は
第2ベース領域8bのインジェクタ領域8aに対向する
面Sよりも内側に形成されている。さらに、A部には逆
動作NPN)ランジスタのN++エミッタコンタクト領
域9a、同トランジスタN+型のコレクタ領域9b%B
部には通常のNPN)ランジスタのN+型エミッタ領域
e c s同トランジスタN+型コレクタコンタクト領
域9dが形成されている。
尚、10は表面に形成された酸化膜、11はインジェク
タ電極パターン、12,13.14はI2L部のエミッ
タ・ベース・フレフタ電極パターン、15,16.17
は通常のNPN)ランジスタのエミッタ・ベース・コレ
クタは電極パターンである。
従来のI2Lは以下の利点を有する。
(1)通常のNPN)ランジスタのエミッタ接地電流増
幅率(以下hFI+という)と独立に逆動作NPN)ラ
ンジスタのインジェクタオープン時の電流増幅率(以下
βupという)を高く制御できる。
(2)逆動作NPN)ランジスタの第1ベース領域を低
濃度で形成している為、エミッタ・ベース接合容量(以
下Cebという)及びコレクタ・ベース接合容量(以下
Ccbという)が小さくなり特に低電流における動作速
度を向上させることができる。
(3)同トランジスタの第1ベース領域を深く形成して
いる為、第1ベース領域と第1埋込層間の実効エピタキ
シャル厚(以下Wepiという)が小さくなりエピタキ
シャル層中でのホールの蓄積が減少し動作速度を向上さ
せることができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
以上の様に従来の工2Lにおいては利点を有するがさら
に高速化を狙う場合には限界があった。
その一つはインジェクタ領域をエミッタ領域とする横型
PNP )ランジスタの電流増幅率(以下αPNPとい
う)を高くすることができない為、低消費電力化に限界
があることである。他の1つは通常のNPN)ランジス
タのエミッタ・コレクタ間耐圧(以下β■o8゜という
)を確保するプロセス条件下においてI”Lの逆動作N
PN)ランジスタの低濃度の第1ベース領域をWepi
=Oとなる迄、深く形成することができない為、第1ベ
ース領域直下のエピタキシャル層中にホールが蓄積し大
電流における高速化に限界があることである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明はかかる問題点を解決すべく考案されたものであ
り通常のバイポーラトランジスタのβVCKOを低下す
ることなくI2Lの動作速度特に大電流における動作速
度の向上を実現する半導体装置を提供することにある。
本発明の半導体装置は一導電型半導体基板と前記半導体
基板上に形成された他の導電型のエピタキシャル層と前
記エピタキシャル層を第1、第2の島に分離する前記一
導電型の分離領域と前記第1、第2の島内の前記半導体
基板と前記エピタキシャル層との境界領域に形成された
前記能の導電型の第1埋込層と前記第1の島内に形成さ
れたバイポーラトランジスタと前記第2の島内の前記工
ピタキシャル層をベース領域とし前記エピタキシャル層
表面に互いに横方向に離間して形成された前記一導電型
の第1領域、第2領域を各々エミッタ・コレクタ領域と
する横方向トランジスタと前記エピタキシャル層をエミ
ッタ領域、前記第2領域を外部ベース領域、前記第2領
域に比し低濃度かつ深く形成され、しかも少くとも前記
第2領域の前記第1領域に対向する面より内側に内部ベ
ース領域を含むように形成された前記一導電型の第3領
域を内部ベース領域、前記第3領域内に形成された少く
とも1個の前記能の導電型の第4領域をコレクタ領域と
する縦方向トランジスタとを具備する半導体装置におい
て前記第2の島内の前記第1埋込層上の前記横型トラン
ジスタの直下領域に形成されしかも前記第3領域と接し
てなる一導電型の第2埋込層を有することを特徴として
いる。
〔実施例〕
以下本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例を示す構造断面図である。ま
ず10目〜10”am−”のP−型間板1の表面より例
えばsb又はAsを拡散し10〜30Ω/口のN+型第
1埋込層2を形成し次に第1埋込層2を形成した不純物
より拡散係数の大きい不純物、例えばB又はB CIl
 3をI2L部の横型PNPトランジスタの直下領域の
第1埋込層表面より拡散又はイオン注入して0,1〜1
にΩ/口のP型第2埋込層3を形成する。この場合βu
pを大きくとる為にはできるだけ低濃度であることが望
ましい。又、第2埋込層3は分離領域の一部として形成
しても良い。次に1〜5 X 1015′−3で5〜1
0μmのN−型エピタキシャル層4を成長させエピタキ
シャル層40表面より例えばB CIt sを拡散して
10〜20Ω/口のP+型分離領域5を形成しその後、
I”L部のエピタキシャル層40表面より例えばβをイ
オン注入して逆動作NPNトランジスタの少くとも内部
ベース領域を含むように1〜5にΩ/口のP型第1ベー
ス領域6を形成する。次にI”L部のエピタキシャル層
4の表面より例えばPO(13を拡散して10〜30Ω
/口のN+型カラー領域7を形成する。尚、第1ペース
領域6とカラー領域7の二種は入れ換えても良い。次に
エピタキシャル層40表面より例えばBをイオン注入し
て第1ベース領域6に比して高濃度かつ浅く100〜3
00Ω/口のI2L部のP+型インジェクタ領域8&、
P+駕第2ベース領域8b及び通常のNPN トランジ
スタのP+型ベース領域8cを同時に形成する。尚、第
1ベース領域6aは第2埋込層3と接するように形成さ
れ、しかも第2ベース領域8bのインジェクタ領域の8
a対向する面Sよりも内側に形成されている。次にエピ
タキシャル層4表面より例えばPO(13を拡散して5
〜15Ω/口のI2L部の逆動作NPN)ランジスタの
N+型エミッタコンタクト領域9a、N+型コレクタ領
域9b及び通常のNPN)ランジスタのN+型エミッタ
領域9c。
N+型コレクタコンタクト領域9dを同時に形成する。
その後I”L部のインジェクタ領域、逆動作NPNトラ
ンジスタのエミッタ・ベース・コレクタ領域及び通常の
NPN)ランジスタのエミッタ・ベース・コレクタ領域
の所定コンタクト開口領域の酸化膜10をエツチングし
アルミをスパッタ又は蒸着して各々の電極パターン11
,12゜13.14及び15,16.17を形成する。
こようにして本発明の一実施例の半導体装置が製造され
る。
第2図は本発明の他の実施例を示す構造断面図である。
第2図は第2埋込層3をI2Lの逆動作NPN)ランジ
スタのコレクタ領域9b直下領域を除いて形成している
のが特徴である。尚、第2埋込層3は逆動作NPN)ラ
ンジスタのコレクタ領域9b直下領域にのみ形成されて
いるけれど良く同トランジスタの第1ベース領域6aと
一部で接していれば良い。その他の製造工程は第1図の
場合と同一であるから省略する。
〔発明の効果〕
かかる本発明の一実施例によればI”L部において横型
PNP)ランジスタ直下領域のN+型第1埋込層上にP
型第1ベース領域と接するようにP型第2埋込層を形成
している為インジェクタ領域から注入されたホールが従
来の横方向のみならず縦方向においてもコレクタ電流と
して寄与することになりαPNPが上昇し低消費電力化
かつ実現できる。すなわち、従来の横型PNP)ランジ
スタに縦型PNP )ランジスタが付加された構造にな
っている為αPNPが上昇し一定のインジェクタ電流(
以下In1gという)に対してIn1g・αPNPの電
流(この電流が逆動作NPN トランジスタの充電電流
となる)を増大させることになり低消費電力化かつ実現
できることになる。さらに本構造によりWepi=Oと
なり第1ベース領域直下のエピタキシャル層中でのホー
ルの蓄積は著しく減少し特に大電流における動作速度が
向上する。
又、本発明の他の実施例によれば第2埋込層をI2L部
の少くとも逆動作NPN トランジスタのコレクタ領域
直下領域を除いて形成しており第1図の実施例に比べて
βupのエピタキシャル層厚の依存性が小さく、Ceb
も小さい等の利点がある。
尚、本発明は上記実施例に限られることなく例えば極性
を換えても同様に実施効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すI2Lと通常のNPN
)ランジスタの共存した集積回路の構造断面図、第2図
は本発明の他の実施例を示す同様の集積回路の構造断面
図、第3図は従来のI2Lと通常のNPN トランジス
タの共存した集積回路の構造断面図である。 1・・・・・・P−型基板、2・・・・・・N+型第工
埋込層、3・・・・・・P型第2埋込層、4・・・・・
・N−型エピタキシャル層、5・・・・・・P+型分離
領域、6・・・・・・I2LのP型第1ベース領域、7
・・・・・・N+型カラー領域、8a・・・・・・P+
型インジェクタ領域、8b・・・・・・I”LのP+型
第2ベース領域、8c・・・・・・通常のNPNトラン
ジスタのP+型ベース領域、9a・・・・・・I”Lの
N+型エミッタコレクタ領域、9b・・・・・・I”L
のN+型コレクタ領域、9C・・・・・・通常のNPN
)ランジスタのN+型エミッタ領域、9d・・・・・・
通常のNPNトランジスタのN+型コレクタコンタクト
領域、10・・・・・・酸化膜、11・・・・・・イン
ジェクタ電極パターン、12,13.14・・・・・・
I2Lのエミッタ・ベース・コレクタttliパターン
、15,16゜17・・・・・・通常のNPN)ランジ
スタのエミッタ・ベース・コレクタ電極パターン。 代理人 弁理士  内 原   晋 第 l  田 第 2 可

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  一導電型半導体基板と前記半導体基板上に形成された
    他の導電型のエピタキシャル層と前記エピタキシャル層
    を第1、第2の島に分離する前記一導電型の分離領域と
    前記第1、第2の島内の前記半導体基板と、前記エピタ
    キシャル層との境界領域に形成された前記他の導電型の
    第1埋込層と前記第1の島内に形成されたバイポーラト
    ランジスタと前記第2の島内の前記エピタキシャル層を
    ベース領域とし、前記エピタキシャル層表面に互いに横
    方向に離間して形成された前記一導電型の第1領域、第
    2領域を各々エミッタ・コレクタ領域とする横方向トラ
    ンジスタと前記エピタキシャル層をエミッタ領域、前記
    第2領域を外部ベース領域、前記第2領域に比し低濃度
    かつ深く形成され、しかも少くとも前記第2領域の前記
    第1領域に対向する面よりも内側に内部ベース領域を含
    むように形成された前記一導電型の第3領域を内部ベー
    ス領域、前記第3領域内に形成された少くとも1個の前
    記他の導電型の第4領域をコレクタ領域とする縦方向ト
    ランジスタを具備する半導体装置において、前記第2の
    島内の前記第1埋込層上の前記横型トランジスタの直下
    領域に形成され、しかも、前記第3領域と接している前
    記一導電型の第2埋込層を有することを特徴とする半導
    体装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5162252A (en) * 1991-07-01 1992-11-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of fabricating iil and vertical complementary bipolar transistors
US5179432A (en) * 1991-08-15 1993-01-12 Micrel, Inc. Integrated PNP power bipolar transistor with low injection into substrate
US5323054A (en) * 1991-07-01 1994-06-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device including integrated injection logic and vertical NPN and PNP transistors
KR100293618B1 (ko) * 1996-12-20 2001-07-12 가네꼬 히사시 수직형및수평형바이폴라트랜지스터를구비한반도체장치및그제조방법
JP2001217317A (ja) * 2000-02-07 2001-08-10 Sony Corp 半導体装置およびその製造方法

Cited By (6)

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