JPH0360149A - ダイオードより成るvdmos/論理集積回路 - Google Patents

ダイオードより成るvdmos/論理集積回路

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JPH0360149A
JPH0360149A JP2198961A JP19896190A JPH0360149A JP H0360149 A JPH0360149 A JP H0360149A JP 2198961 A JP2198961 A JP 2198961A JP 19896190 A JP19896190 A JP 19896190A JP H0360149 A JPH0360149 A JP H0360149A
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doping
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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】 及亘史11 本発明は同じチップ上の論理部分から成る電力集積回路
に係る。これは特に、エンハンスメント型・デプレッシ
ョン型Nチャンネル横形MO3)ランジスタより成る論
理回路が実現されるVDMO3すなわち縦形バイポーラ
形式トランジスタの構成に係る。
まず、たとえばトムソンC8Fの名で出願された欧州特
許出願87100325.4ですでに示された周到な集
積構成が想起される。
第1図はかかる構成を非常に概略的に示す断面図である
。簡潔を期するため、この構成のある部分のみを示すこ
ととする(特に、酸化層の特定の厚さは示さない)。こ
の図の右手にはエンハンスメント型電力VDMOS(縦
形拡散MO3))ランジスタlが、そして左手にはデプ
レッション型Nチャンネル横形MOSトランジスタ2と
エンハンスメント型Nチャンネル横形MOS)ランジス
タ3のような論理要素が示されている。
この構成はN+形シリコンウェーハ11でエピタキシャ
ル成長したN形層IOより成る基板上に作られる。
第1のドーピングステップでは、特にチップの論理部分
ができるウェルに対応するP形領域12が形成される。
第2のドーピングステップでは、高ドーピングレベルを
有するP+領域が形成され、このドーピングレベルは金
属配線とオーム接触を得るのに充分なほど高い。それら
P+領域はたとえばウェル12とオーム接触を可能にす
る領域17や、その表面領域にチャンネルが形成される
いわゆる「バルク」領域と接触を可能にする電力VDM
OS)ランジスタの領域18である。
第3のドーピングステップでは、あるものはデプレッシ
ョン型横形MO3)ランジスタのチャンネル領域に特に
対応するN形領域13を形成する。
次に、あるものは従来の方法で(たとえば酸化、多結晶
シリコンの堆積、エツチング、後酸化により)電力トラ
ンジスタのゲート21、エンノ\ンスメント型横形MO
Sトランジスタのゲート22、デプレッション型横形M
OS)ランジスタのゲート23を形成する(それらゲー
トは同時に形成される)。
vDMOSトランジスタの領域での第4のP形ドーピン
グステップはそれらトランジスタのチャンネル領域30
を形成する役割を果たし、ゲート領域はマスクとして作
用する。
そして、第5のドーピングステップでは、上述のゲート
をマスクとして用いて、電力トランジスタのソース32
とデプレッション型・エンハンスメント型横形MOS)
ランジスタのソース及びドレーン33−36に特に対応
するN+領領域形成する。
最後に、酸化と適当な開孔の後、金属配線層を形成し、
そこで電力トランジスタのソース金属配線41と横形ト
ランジスタのドレーン金属配線42−45、及び論理素
子が形式されるウェルの接触金属配線46のような他の
金属配線をエツチングする。
VDMOSトランジスタlのドレーンに対応する構成部
分の背面は金属配線48で被覆されている。
作動中、かかる構成は一般にその背面48が最高の正電
圧(+V□T)にあるように接続され、他のあらゆる金
属配線はそれより低い電圧にあり、ウェル12の金属配
線46は通常、接地されている。
上述の構成はその簡単さにおいて特に有利である。実際
、それが必要とするマスキングやドーピングステップの
数は最小である。上にみたように、ドーピングの形式は
5つしかない。
しかし、この簡単さはかかる構成において限定された数
の構成部分しかもたらし得ないことになる。
使用者は、低コストと信頼性を維持しつつ、順方向に作
用する傾向を持つ(P領域での電圧がN領域での電圧よ
りも高い電圧で電導性の)PNダイオードのような追加
構成要素を用いることを望む。
第2図は第1図に示す形式の構成でのPNダイオードの
実施例の構成図である。PNダイオードはウェル12の
エンハンスメント型P領域とウェル12で形式されたN
+領域50の間に形成される。N+領域50の上部面は
金属配線51で被覆され、ウェル12で形成されたP+
領域52は金属配線53で被覆されている。かくて、金
属配線53と51の間で順方向に作用する傾向を有する
ダイオードが効果的に得られる。
しかし、実用的な実施においては、かかる構成は用いら
れない。第1の欠点としては、ウェルは金属配線53へ
の接続により設定された電圧にあり、それが望ましいに
もかかわらず接地状態を維持されない。しかし、特に第
2の欠点として、PNダイオードが電導性で電流が金属
配線53から金属配線51へ流れる際、この電流は寄生
NPNトランジスタ54のベース電流を構成し、そのエ
ミッタは領域50に対応し、ベースはPウェル12に、
コレクタは金属配線48に接続されたN/N+基板に対
応する。この寄生トランジスタは高品質トランジスタで
あり、すなわち高利得を有する。この利得が20−50
の場合、これは金属配線53と51の間を流れる電流が
ある毎に20倍から50倍高い電流が金属配線48及び
51の間を流れることを意味する。寄生トランジスタに
おけるこの電流は電力構成要素では並列であり、構成が
オーバーヒートしたり破壊されたりしかねないような非
常に高い電流になりやすい。
かくて、上記の技術では、順方向に作動する傾向を有す
るダイオードを有することは、簡単な方法では可能でな
い。従来技術では、この問題を解決するため、(寄生ト
ランジスタに関する問題を完全に除去していないカリ追
加ウェルを加えることによる一層複雑な技術や、極性検
出がMOSを電導性にするいわゆる能動的ダイオード構
成に活路を見出すことになった。この第2の方法は充分
と思われるが、シリコン面が重要となる比較的複雑な回
路の使用を必要とする。
かくて、本発明の目的は、VDMO3形式の縦形電力M
O3)ランジスタや横形論理トランジスタを含む、5つ
のドーピングステップのみで得られる集積回路における
ダイオードを製造する際に遭遇する問題を解決すること
にあり、この方法は5ステツプドーピングと単一金属配
線レベル技術を維持しながら実現される。
及丑立里里 これら目的及び他の目的を達成するため、本発明は縦形
トランジスタ形式の電力素子と、デプレッション型・エ
ンハンスメント型横形MO3)ランジスタ形式より成る
論理素子とより成り、N/N+形式のエピタキシャル基
板において、特に論理トランジスタが形式されるウェル
に対応する領域を形式する第1のP形ドーピングステッ
プと、オーム接触をなさしめる高ドーピングレベルを有
する第2のP形ドーピングステップと、デプレッション
型MOS)ランジスタのチャンネル領域を形成する第3
のN形ドーピングステップと、電力縦形トランジスタの
チャンネル領域に(それがMOS形式である時)対応す
る領域を形成する第4のP形ドーピングステップと、オ
ーム接触をなさしめる高ドーピングレベルを有する第5
のN形ドーピングステップと、エツチングにより種々の
金属配線された領域を形成する単一金属配線ステップと
より成る技術処理により形成される集積回路を提供する
。本発明によれば、第3のドーピングレベルから生じた
少なくとも1つの領域は、第1のドーピングステップか
ら生じたウェルで形成され、第5のドーピングステップ
により生じたリングにより囲まれ、該領域の表面部分は
該リングの表面部分と同様金属配線されている。
寒旗透 前記及び本発明の他の目的、特徴、利点は、以下図面に
示されるような好ましい実施例を説明することにより、
明らかとなろう。
集積回路表示の分野で一般的なように、種々の層の横方
向の大きさや厚さは正確な比率で描かれておらず、それ
ら種々の層または層部分は、図面を見やすくするため、
適宜拡大されている。
第3図は第1図に示す形式の構成で成る本発明よる構成
要素の部分断面図を示す。本発明によると、Pウェル1
2では、デプレッション型横形MOSトランジスタのチ
ャンネルに対応する第1図の領域13と同じドーピング
から得られたN形領域60が形成される。この領域60
はMOS)ランジスタのドレーン及びソース領域32−
311z!:同じドーピングステップに対応するN+形
リング61により囲まれている。金属配線層はN領域6
0の上部面に接触する金属配線62と、N+クリング1
と接触する金属配線63とを形成するためにエツチング
される。
さらに、第3図は、上述の構成にも存在するが図示され
ていなかったシリコン酸化層64を示す。
本発明の基本的な側面によれば、金属配線62及び63
は第1図の金属配線41−45と同じ金属配線の部分で
ある。それらは、たとえば、アルミニウム−シリコンで
できている。
この構成で、金属配線62と63の間で順方向に作動す
るダイオードが得られる。このダイオードはショットキ
ーダイオード構成を有するが、アルミニウム拡散がN層
60で起きてPN接合を形成するので金属配線がアルミ
ニウム−シリコン金属配線の際には、その作用は実際シ
ョットキーダイオードと従来型PNダイオードの実質的
に中間である。その場合、PNP寄生トランジスタが金
属配線62、N形領域60、Pウェル12から生じる拡
散の間にある場合には、このトランジスタはlよりもか
なり低い利得を有することになろう。
使用される技術が、横形トランジスタのデプレッション
型チャンネルに対応するN形拡散60が接合深度0.7
ミクロンで表面濃度約1016原子/ crlを有し、
金属配線はシリコン量1%でアルミニウム陰極スパッタ
リングにより形成されることを示す場合、ダイオードが
得られ、順方向の電圧降下VFは0.4〜0.6ボルト
の間であり、その逆降伏電圧は30ポルトであり、漏れ
電流は約30ボルトの逆方向電圧につき1マイクロアン
ペアよりも低い。PNP寄生トランジスタの利得はその
時1O−3よりも低い。
かくて、本発明はVDMOS電力トランジスタと、エン
ハンスメント型・デプレッション型横形MOSt−ラン
ジスタより成る論理回路より成る構成を製造する従来型
技術処理に何ら手順を加えずに、ダイオードを形成する
ことを可能にする。
本構成には種々の変形が可能であり、たとえば構成要素
の全体の上部面でのアルミニウム−シリコン金属配線の
代わりに、N層とP+接触の充分なオーム接触と電導性
を維持しつつ、低ドープされたN層でショットキーダイ
オードを形成するのにより適切な別の金属配線を用いる
ことも可能である。
他方、本発明は縦形電力トランジスタがMOS形式であ
る場合について詳細に説明してきたが、このトランジス
タがバイポーラ形式であっても応用可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来技術を示す図、 第2図は遭遇する問題を示す図、 第3図は本発明による構成の概略を示す断面図である。 1°パ電力縦形VDMOSトランジスタ、2・・・・デ
プレッション型Nチャンネル横形MOS)ランジスタ、
3・・・・エンハンスメント型Nチャンネル横形MOS
トランジスタ、10・・・・エピタキシャル基板、12
・−・ウェル、21,22.23・・・・ゲート、30
°チヤンネル領域、32・・・・ソース、33−36−
・・ドレーン、54・・・−NPN )ランジスタ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)縦形トランジスタ形式(1)の電力素子と、デプ
    レッション型(2)・エンハンスメント型(3)の横形
    MOSトランジスタより成る論理素子とより成り、N/
    N^+エピタキシャル基板(10、11)において、 −論理トランジスタが形成されるウェル(12)に対応
    する領域を形成する第1のP形ドーピングステップと、 −オーム接触(17、18)をなさしめる高ドーピング
    レベルを有する第2のP形ドーピングステップと、 −デプレッション型MOSトランジスタのチャンネル領
    域(13)を形成する第3のN形ドーピングステップと
    、 −電力縦形トランジスタのチャンネル領域に(それがM
    OS形式である時)対応する領域(30)を形成する第
    4のP形ドーピングステップと、−オーム接触(32−
    36)をなさしめる高ドーピングレベルを有する第5の
    N形ドーピングステップと、 −エッチングにより種々の金属配線された領域を形成す
    る単一金属配線ステップと、 より成る技術処理を通じて実現され、第3のドーピング
    レベルから生じた少なくとも1つの領域(60)は第1
    のドーピングステップから生じたウェル(12)で形成
    され、該領域は第5のドーピングステップにより生じた
    リング(61)により囲まれ、該領域の表面部分(62
    )は該リングの表面部分(63)と同様金属配線されて
    いることを特徴とする集積回路。
  2. (2)第3のドーピングステップは約10^1^■原子
    /cm^3のドーピングレベルを有するN形領域を形成
    することを特徴とする請求項1記載の集積回路。
  3. (3)金属配線層は陰極スパッタリングにより得られた
    約1%のシリコン量を有するアルミニウム−シリコンで
    あることを特徴とする請求項2記載の集積回路。
JP2198961A 1989-07-27 1990-07-26 ダイオードより成るvdmos/論理集積回路 Pending JPH0360149A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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FR8910386 1989-07-27
FR8910386A FR2650439B1 (fr) 1989-07-27 1989-07-27 Circuit integre vdmos/logique comprenant une diode

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EP (1) EP0410911B1 (ja)
JP (1) JPH0360149A (ja)
KR (1) KR910003805A (ja)
DE (1) DE69024420T2 (ja)
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JP2001135814A (ja) * 1999-11-02 2001-05-18 Shindengen Electric Mfg Co Ltd 縦型mos電界効果トランジスタ

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