JPH03288469A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH03288469A
JPH03288469A JP2088357A JP8835790A JPH03288469A JP H03288469 A JPH03288469 A JP H03288469A JP 2088357 A JP2088357 A JP 2088357A JP 8835790 A JP8835790 A JP 8835790A JP H03288469 A JPH03288469 A JP H03288469A
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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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、半導体装置に関し、特にバイポーラトランジ
スタに関する。
(従来の技術) 近来、B1−CMOS回路(バイポーラトランジスタと
相補型MOSトランジスタにより構成される回路)を利
用した論理ゲート、いわゆるB1−CMOS論理ゲート
が、動作が高速で、消費電力も小さいため、広く用いら
れている。
第4図は、B 1−CMOS回路の1例で、Pチャネル
MOS)ランジスタ41と、NチャネルMOS)ランジ
スタ42と、2つのNPNバイポーラトランジスタ43
.44と、2つの抵抗素子45.4Bとから構成されて
いるインバータ回路を示している。
このインバータ回路の中には、第5図のような、NPN
バイポーラトランジスタ51のベース端子とエミッタ端
子との間に抵抗素子52が挿入された回路が含まれてい
る。
第6図は、第5図に示したようなり i−CMOS回路
をウェーハ上で実現しようとする場合のパターンの一例
を示すレイアウト図で、純CMO8基本セル61の両側
に、NPNバイポーラトランジスタ62と拡散抵抗63
とがそれぞれ別の場所に形成されている。拡散抵抗を用
いる理由は、製造コストの上昇を抑えるためである。
しかし、このようにNPNバイポーラトランジスタ62
と拡散抵抗63とをそれぞれ別の場所に形成すると、拡
散抵抗自体のバタン面積が大きい上に、ウェーハ上に、
拡散抵抗を造り込むための島であるウェル64が別個に
必要となる。このため、回路のレイアウト面積が非常に
大きくなるという問題があった。
(発明が解決しようとする課題) 上記のような従来技術の問題に鑑み、本発明の目的は、
バイポーラトランジスタのベース端子とエミッタ端子と
の間に抵抗が挿入された回路と同等の機能を持つ回路を
有する半導体装置で、回路のレイアウト面積を小さくす
ることにある。
[発明の構成コ (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明の半導体装置は、第1
導電型の半導体基板と、この第1導電型の半導体基板上
の一部に形成された第2導電型の埋込み層と、前記第1
導電型の半導体基板上に、少なくとも一部が前記埋込み
層を介して形成され、前記埋込み層よりも不純物濃度が
低い第2導電型の第1ウェルと、前記第1導電型の半導
体基板上に形成され、前記第2導電型の第1ウェルを介
して対向する第1導電型の第2ウェルおよび第1導電型
の第3ウェルと、前記第2導電型の第1ウェルの表面か
ら前記第2導電型の埋込み層に至るように形成され、前
記第2導電型の埋込み層より不純物濃度が高い第2導電
型の第1拡散層と、前記第2導電型の第1ウェルより不
純物濃度が高く、前記′1a1ウェルの中に形成された
第1導電型の第2拡散層と、この第2拡散層に所定間隔
をおいて相対向して形成され、前記第2拡散層よりも不
純物濃度が高い第1導電型の第3拡散層および第1導電
型の第4拡散層と、これら第3拡散層と第4拡散層との
間の第2拡散層に形成され、前記第1ウェルより不純物
濃度が高い第2導電型の第5拡散層とを有し、前記第1
拡散層をコレクタ領域とし、前記第2拡散層と前記第3
拡散層とをベース領域とし、前記第5拡散層をエミッタ
領域とし、かつ、前記第4拡散層と前記第5拡散層とを
短絡したことを特徴とする。
(作用) 本発明の半導体装置においては、第4拡散層と、エミッ
タ領域である第5拡散層とを、短絡しているので、エミ
ッタ直下に存在する第3拡散層と第4拡散層との間の寄
生ピンチ抵抗を、ベース−エミッタ間の抵抗として利用
することができる。
(実施例) 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。
まず、第1図(a)に示すように、フォトリソグラフィ
ー工程によりP型半導体基板1上に形成されたフォトマ
スクパターン(図示せず)を利用して、P型半導体基板
1にsbを拡散し、N“型埋込層2を形成する。
この後、全面にP型Siをエピタキシャル成長させ、P
型エピタキシャル層3を形成する。
次に、同図(b)に示すように、P(燐)をP型エピタ
キシャル層の所望の部分に加速電圧160keV、 ド
ーズ量3×1012の条件でイオン注入して、P型エピ
タキシャル層を分離し、N型第1ウェル4とP型第2ウ
ェル5とP型第3ウェル6とを形成する。
次に、フォトリソグラフィー工程により形成されたフォ
トマスクパターン(図示せず)を利用してP(燐)を加
速電圧50keV、 ドーズ量5X l 015の条件
でN型第1ウェル4の一部にイオン注入し、N型第1ウ
ェル4の表面部からN″′型埋込層2に至るようなN+
型第1拡散層7を形成する。 このN+型第1拡散層7
の不純物濃度はN+型埋込層2よりも高くなるようにし
ておく。
次に、同図(C)に示すように、フォトリソグラフィー
工程により形成されたフォトマスクパターン(図示せず
)を利用してN型第1ウェル4の表面部にBF2を加速
電圧3Qkev、ドーズ量1X1013の条件でイオン
注入し、さらに、この工程で利用したマスクをそのまま
利用して、Bを加速電圧25kev、ドーズ量5.6X
1013の条件でイオン注入することにより、真性ベー
ス領域であるP型箱2拡散層8を形成する。このP型箱
2拡散層8の不純物濃度はN型第1ウェル4よりも高い
次に、フォトリソグラフィー工程により形成されたフォ
トマスクパターン(明示せず)を利用して、真性ベース
領域であるP型箱2拡散層8の一部にBF2を加速電圧
45kev、ドーズ量5x I Q + 5の条件でイ
オン注入し、所定間隔をおいて相対向するP+型第3拡
散層9とP+第4拡散層10とを形成する。
次に、P4型第3拡散層とP+型第4拡散層との間のP
型箱2拡散層8の表面部にAs(ヒ素)を加速電圧40
keV、  ドーズ量5X10’うの条件でイオン注入
し、エミッタ領域であるN+型第5拡散層11を形成す
る。二〇N+型第5拡散層11の不純物濃度はN型第1
ウェル4よりも高くなるようにしておく。
最後に、同図(d)に示すように、シリコン酸化膜12
、PSG膜(燐を含むシリゲートガラス)13、コレク
タ端子となるA、Q配線(図示せず)、ベース端子とな
るAj)配線14、エミッタ端子となるAjl配線15
を形成する。また、P′″型第4拡散層10とエミッタ
領域である第5拡散層11とを短絡するようなAI配線
15−も形成する。そして、最後に表面保護膜16を形
成する。
以上が、本発明をNPNトランジスタに適用した一実施
例である。
上記の工程から分かるように、本発明の半導体装置では
、ウェーハ内に、拡散抵抗を造り込むためのウェルを別
個に形成し、このウェルに拡散抵抗を造り込むという工
程を必要としていない。
これは、AII配線15′により、第4拡散層10とエ
ミッタ領域である第5拡散層11を短絡するという極め
て容易な手段を用いることにより、ベース−エミッタ間
の抵抗として、エミッタ直下に存在している寄生ピンチ
抵抗を利用することができるためである。
第2図は、本発明に係るバイポーラトランジスタの一例
を示す平面図である。
N型のウェル21の中に、第1拡散層であるN“型コレ
クタ領域22、P型第2拡散層23、第3拡散層である
P+型ベース領域24、P”型の第4拡散層25、第5
拡散層であるN“型エミッタ領域26が形成されている
。なお、このNPN )ランジスタにおいて、X方向と
X方向とを同図に示したようなものとする。
同図に示したNPNバイポーラトランジスタでは、エミ
ッタ直下26のピンチ抵抗は、シート抵抗値で20にΩ
/口であり、エミッタの寸法は2゜4μ×3.9μであ
る。したがって、ベース−エミッタ間に存在する抵抗は
、 20にΩX2.4/3.9−12.3にΩとなる。この
値を小さくするためには、エミッタのX方向の寸法を大
きくすればよい。
第3図は、第5図に示したB1−CMOS回路のパター
ンを示すレイアウト図の一例である。
純CMO3基本セル31の片側に、本発明の2つのNP
Nバイポーラトランジスタ32を形成している。
本発明においては、バイポーラトランジスタのエミッタ
直下に存在するピンチ抵抗を抵抗素子として利用してい
るため、拡散抵抗を造り込むこと必更がなくなっている
。このため、第6図と比較しても分かるように、パター
ンのレイアウト面積が縮小されていることが分かる。
[発明の効果] 以上、説明したように本発明の半導体装置では、次のよ
うな効果を奏する。
トランジスタのベース端子とエミッタ端子との間に抵抗
が挿入された回路と同等の機能を有する半導体装置にお
いてそのレイアウト面積を縮小することができる。
【図面の簡単な説明】
11図は、本発明の半導体装置の製造工程を示す断面図
、112図は、本発明の半導体装置を示す平面図、′s
3図は、本発明に係るB1−0M08回路のパターンを
示すレイアウト図、第4図は、従来の技術を説明するた
めの回路図、第5図は、B1−CMOS論理ゲートを示
す回路図、第6図は、従来の技術によるBi−CMOS
論理ゲートのパターンを示すレイアウト図である。 1・・・P型半導体基板、    2・・・N+型埋込
層、3・・・P型エピタキシャル層、4・・・N型第1
ウェル、5・・・P型第2ウェル、   6・・・P型
第3ウェル、7・・・N“型第1拡散層、 8・・・真性ベース領域であるP型第2拡散層、9・・
・P+型第3拡散層、 10・・・P1第4拡散層、1
1・・・N+型第5拡散層、 12・・・シリコン酸化
膜、13・・・PSGIII、14・・・ベース端子と
なるAfI配線、15・・・エミッタ端子となるAfI
配線、IFM・・・P+型第4拡散層IOとエミッタ領
域である第5拡散層11とを短絡するAll配線、16
・・・表面保護膜。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  第1導電型の半導体基板と、この第1導電型の半導体
    基板上の一部に形成された第2導電型の埋込み層と、前
    記第1導電型の半導体基板上に、少なくとも一部が前記
    埋込み層を介して形成され、前記埋込み層よりも不純物
    濃度が低い第2導電型の第1ウェルと、前記第1導電型
    の半導体基板上に形成され、前記第2導電型の第1ウェ
    ルを介して対向する第1導電型の第2ウェルおよび第1
    導電型の第3ウェルと、前記第2導電型の第1ウェルの
    表面から前記第2導電型の埋込み層に至るように形成さ
    れ、前記第2導電型の埋込み層より不純物濃度が高い第
    2導電型の第1拡散層と、前記第2導電型の第1ウェル
    より不純物濃度が高く、前記第1ウェルの中に形成され
    た第1導電型の第2拡散層と、この第2拡散層に所定間
    隔をおいて相対向して形成され、前記第2拡散層よりも
    不純物濃度が高い第1導電型の第3拡散層および第1導
    電型の第4拡散層と、これら第3拡散層と第4拡散層と
    の間の第2拡散層に形成され、前記第1ウェルより不純
    物濃度が高い第2導電型の第5拡散層とを有し、前記第
    1拡散層をコレクタ領域とし、前記第2拡散層と前記第
    3拡散層とをベース領域とし、前記第5拡散層をエミッ
    タ領域とし、かつ、前記第4拡散層と前記第5拡散層と
    を短絡したことを特徴とする半導体装置。
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