JPH04207068A - Composite type semiconductor device - Google Patents

Composite type semiconductor device

Info

Publication number
JPH04207068A
JPH04207068A JP34029290A JP34029290A JPH04207068A JP H04207068 A JPH04207068 A JP H04207068A JP 34029290 A JP34029290 A JP 34029290A JP 34029290 A JP34029290 A JP 34029290A JP H04207068 A JPH04207068 A JP H04207068A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
mos transistor
type
transistor
channel mos
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP34029290A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akio Nakagawa
明夫 中川
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP34029290A priority Critical patent/JPH04207068A/en
Publication of JPH04207068A publication Critical patent/JPH04207068A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To make it possible to embody a BiCMOS circuit with a small area by incorporating integrally a p channel MOS transistor and an n channel MOS transistor into a bipolar transistor. CONSTITUTION:As for a first complex circuit A, an electrode 17, which is a source electrode of a p channel MOS transistor which is a collector electrode of an npn transistor, is connected with a power source Vcc where an n channel MOS transistor and gate electrodes 11 and 13 for the p channel MOS transistor are connected with each other in common, thereby forming an input terminal In while an electrode 15, which is a source electrode of the n channel MOS transistor which is an emitter of the npn transistor, forms an output terminal OUT. Then, as for a second complex circuit B, a gate electrode 37 of an n channel MOS transistor forms the input terminal IN which a drain electrode 42 and a collector electrode 41 form an output terminal OUT in common. An emitter electrode 39 is grounded. When the first complex circuit A is connected with the complex circuit B in serial, a BiCMOS inverter is formed.

Description

【発明の詳細な説明】 C発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、バイポーラトランジスタとMO5I−ランジ
スタを一つの半導体基板上に集積した複合型半導体装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION CObject of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a composite semiconductor device in which a bipolar transistor and an MO5I transistor are integrated on one semiconductor substrate.

(従来の技術) 低消費電力性と高速性の調和を図る半導体集積回路とし
て、バイポーラトランジスタとMO5I−ランジスタを
組み合わせたBiCMO3回路が知られている。これは
、論理回路部分を低消費電力のCMOS構造とし、大き
い電流駆動能力の要求される論理回路8力段にバイポー
ラトランジスタを用いるものである。
(Prior Art) A BiCMO3 circuit that combines a bipolar transistor and an MO5I-transistor is known as a semiconductor integrated circuit that achieves a balance between low power consumption and high speed. This uses a CMOS structure for the logic circuit portion with low power consumption, and uses bipolar transistors in the logic circuit's 8 power stages, which require large current drive capability.

(発明が解決しようとする課題) 従来のBiCMOS回路は、バイポーラトランジスタと
MOSトランジスタとを基板の別々の領域に互いに電気
的に分離して形成しているため、チップ面積が大きくな
るという問題があった。
(Problems to be Solved by the Invention) Conventional BiCMOS circuits have a problem in that the chip area increases because bipolar transistors and MOS transistors are formed in separate regions of the substrate and electrically isolated from each other. Ta.

本発明はこの様な問題を解決して、小さい面積にバイポ
ーラトランジスタとMOSトランジスタを集積形成した
複合型半導体装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve such problems and provide a composite semiconductor device in which bipolar transistors and MOS transistors are integrated in a small area.

C発明の構成コ (課題を解決するための手段) 本発明に係る複合型半導体装置は、半導体基板と、この
基板上に形成された第1導電型コレクタ層、第2導電型
ベース層および第1導電型エミッタ層を有するバイポー
ラトランジスタと、このバイポーラトランジスタのコレ
クタ層内に形成された第2導電チャネルMOSトランジ
スタと、バイポーラトランジスタのベース層内に形成さ
れた第1導電チャネルMOSトランジスタとを備えたこ
とを特徴とする。
C. Configuration of the Invention (Means for Solving the Problems) A composite semiconductor device according to the present invention includes a semiconductor substrate, a first conductivity type collector layer, a second conductivity type base layer, and a second conductivity type base layer formed on the substrate. A bipolar transistor having an emitter layer of one conductivity type, a second conductive channel MOS transistor formed in the collector layer of the bipolar transistor, and a first conductive channel MOS transistor formed in the base layer of the bipolar transistor. It is characterized by

(作用) 本発明によれば、バイポーラトランジスタの中に一体的
にpチャネルMO3トランジスタとnチャネルMOSト
ランジスタを組み込んで、BiCMOS回路を小さい面
積で実現することができる。
(Function) According to the present invention, a p-channel MO3 transistor and an n-channel MOS transistor can be integrated into a bipolar transistor to realize a BiCMOS circuit in a small area.

(実施例) 以下、本発明の詳細な説明する。(Example) The present invention will be explained in detail below.

第1図は、一実施例の集積回路構造である。ここでは、
p−型シリコン基板1にn−型エピタキシャル層3を形
成したエピタキシャル・ウェハを用いて、npn トラ
ンジスタとその中にpチャネルMOSトランジスタおよ
びnチャネルMO3トランジスタを形成した第1の複合
回路A、npnトランジスタとその中にnチャネルMO
Sトランジスタを形成した第2の複合回路B1およびn
チャネルMOSトランジスタ回路Cを形成した状態を示
している。複合回路A、Bは、npnトランジスタを形
成するため、基板1とn−型エピタキシャル層3の間に
高濃度のn+型コレクタ埋込み層21.22が形成され
ている。
FIG. 1 is an example integrated circuit structure. here,
A first composite circuit A in which an npn transistor, a p-channel MOS transistor, and an n-channel MO3 transistor are formed therein using an epitaxial wafer in which an n-type epitaxial layer 3 is formed on a p-type silicon substrate 1, an npn transistor and n-channel MO in it
Second composite circuit B1 and n forming S transistors
A state in which a channel MOS transistor circuit C is formed is shown. In the composite circuits A and B, high concentration n+ type collector buried layers 21 and 22 are formed between the substrate 1 and the n- type epitaxial layer 3 in order to form an npn transistor.

第1の複合回路Aでは、n−型エピタキシャル層3内に
p型ベース層4およびn+型エミッタ層5が形成されて
、npn トランジスタが構成されている。p型ベース
層4と連続的に、npnトランジスタの外部ベース層と
なり、nチャネルMOSトランジスタの形成領域ともな
るn型ウェル6が形成されている。このn型ウェル6内
、つまり実質的にnpnトランジスタのベース領域内に
nチャネルMOSトランジスタか形成されている。
In the first composite circuit A, a p-type base layer 4 and an n+-type emitter layer 5 are formed in an n-type epitaxial layer 3 to constitute an npn transistor. Continuously with the p-type base layer 4, an n-type well 6 is formed which serves as an external base layer of an npn transistor and also serves as a formation region of an n-channel MOS transistor. An n-channel MOS transistor is formed within this n-type well 6, that is, substantially within the base region of the npn transistor.

すなわち、n +型エミッタ層5をソース層とし、これ
から所定距離離れてn型ウェル6内にn+型ドレイン層
7が形成され、これらの間のn型ウェル6の表面にゲー
ト絶縁膜10を介してゲート電極11か形成されて、n
チャネルMOSトランジスタが構成されている。エミッ
タ層5を挟んでnチャネルMOSトランジスタと反対側
のコレクタ領域にはnチャネルMOSトランジスタか形
成されている。nチャネルMOSトランジスタは、p型
ベース層4をそのままトレイン層として用い、これら所
定距離離れてp型ソース層9か形成され、これらの間の
ウェハ表面にゲート絶縁膜12を介してゲート電極13
を形成して構成されている。
That is, the n+ type emitter layer 5 is used as a source layer, the n+ type drain layer 7 is formed in the n type well 6 at a predetermined distance from the source layer, and the n + type drain layer 7 is formed on the surface of the n type well 6 between them with the gate insulating film 10 interposed therebetween. A gate electrode 11 is formed, and n
A channel MOS transistor is configured. An n-channel MOS transistor is formed in the collector region on the opposite side of the n-channel MOS transistor with the emitter layer 5 in between. The n-channel MOS transistor uses the p-type base layer 4 as it is as a train layer, and a p-type source layer 9 is formed at a predetermined distance from these layers, and a gate electrode 13 is formed on the wafer surface between them via a gate insulating film 12.
It is composed of

この実施例では、このnチャネルMOSトランジスタの
基板領域にはしきい値制御のためにエピタキシャル層3
より高濃度のn型ウェル8か形成されている。このn型
ウェル8は、サイリスタ動作を防止する働きもする。こ
の第1の複合回路Aの周囲を取り囲むように、コレクタ
取り出し層となるn+型層14かコレクタ埋込み層2に
達する深さに拡散形成されている。n゛型層14は、完
全にこの複合回路Aを取り囲んでいなくても差支えない
。n+型層14とnチャネルMOSトランジスタのソー
ス層9には、これらに同時にコンタクトする電極17が
コレクタ電極とnチャネルMOSトランジスタのソース
電極を兼ねて形成されている。n+型エミッタ層5には
エミッタ電極とnチャネルMOSトランジスタのソース
電極を兼ねた電極15が形成されている。nチャネルM
OSトランジスタのドレイン層7からn型ウェル6上に
延在するように、nチャネルMOSトランジスタのドレ
インとnpn トランジスタのベースを短絡する電極1
6が形成されている。
In this embodiment, an epitaxial layer 3 is provided in the substrate region of this n-channel MOS transistor for threshold voltage control.
A higher concentration n-type well 8 is also formed. This n-type well 8 also functions to prevent thyristor operation. An n+ type layer 14 serving as a collector extraction layer is diffused to a depth that reaches the collector buried layer 2 so as to surround the first composite circuit A. The n-type layer 14 does not have to completely surround the composite circuit A. An electrode 17 is formed on the n + -type layer 14 and the source layer 9 of the n-channel MOS transistor to simultaneously contact them and serve as a collector electrode and a source electrode of the n-channel MOS transistor. An electrode 15 is formed in the n+ type emitter layer 5 and serves as an emitter electrode and a source electrode of an n-channel MOS transistor. n channel M
An electrode 1 short-circuiting the drain of the n-channel MOS transistor and the base of the npn transistor extends from the drain layer 7 of the OS transistor onto the n-type well 6.
6 is formed.

第2の複合回路Bには、n−型エピタキシャル層3内に
p型ベース層31及びn+型エミッタ層32が形成され
て、やはりnpn トランジスタが構成されている。p
型ベース層31と連続して、外部ベース層となるn型ウ
ェル33が形成され、このn型ウェル33内にnチャネ
ルMOSトランジスタが構成されている。ここでnチャ
ネルMOSトランジスタは、n+型エミッタ層32とは
別にn型ウェル33内にn+型のソース層34.ドレイ
ン層35が形成され、これらの間のウェル表面にゲート
絶縁膜36を介してゲート電極37が形成されて構成さ
れている。コレクタ取り出し層となるn1型層38がコ
レクタ埋込み層2に達する深さに拡散形成されている。
In the second composite circuit B, a p-type base layer 31 and an n+-type emitter layer 32 are formed in the n-type epitaxial layer 3, and an npn transistor is also configured. p
An n-type well 33 serving as an external base layer is formed continuous with the type base layer 31, and an n-channel MOS transistor is configured within this n-type well 33. Here, the n-channel MOS transistor has an n+ type source layer 34 . A drain layer 35 is formed, and a gate electrode 37 is formed on the well surface between these layers with a gate insulating film 36 interposed therebetween. An n1 type layer 38 serving as a collector extraction layer is formed by diffusion to a depth that reaches the collector buried layer 2.

このn+型層38にコレクタ電極41が形成され、エミ
ッタ層32にエミッタ電極39か形成され、p型ウェル
層33にはMOSトランジスタのソース層34に跨かる
ようにベース電極兼ソース電極となる電極40が形成さ
れ、ドレイン層35にはドレイン電極42が形成されて
いる。
A collector electrode 41 is formed in this n+ type layer 38, an emitter electrode 39 is formed in the emitter layer 32, and an electrode serving as a base electrode and a source electrode is formed in the p-type well layer 33 so as to straddle the source layer 34 of the MOS transistor. 40 is formed, and a drain electrode 42 is formed on the drain layer 35.

第1.第2の複合回路A、Bの間には、深いn型ウェル
20か形成され、このn型ウェル20はnチャネルMO
Sトランジスタ回路Cの領域になっている。図ではこの
p型ウェルに形成された一つのnチャネルMOSトラン
ジスタ、すなわちn“型ソース、ドレイン層21,22
、これらの間にゲート絶縁膜23を介して形成されたゲ
ート電極24からなるnチャネルMOSトランジスタか
示されている。このnチャネルMOSトランジスタ回路
Cのn型ウェル20は、第1.第2の複合回路A、Bの
npn トランジスタを電気的に分離する分離領域の働
きも持っている。
1st. A deep n-type well 20 is formed between the second composite circuits A and B, and this n-type well 20 is an n-channel MO
This is the area of the S transistor circuit C. In the figure, one n-channel MOS transistor is formed in this p-type well, that is, n"-type source and drain layers 21 and 22.
, an n-channel MOS transistor consisting of a gate electrode 24 formed with a gate insulating film 23 interposed therebetween is shown. The n-type well 20 of this n-channel MOS transistor circuit C is connected to the first . It also functions as an isolation region that electrically isolates the npn transistors of the second composite circuits A and B.

以上のように構成された複合型半導体装置の動作を次に
説明する。
The operation of the composite semiconductor device configured as described above will be described next.

まず第1の複合回路Aは、npn トランジスタのコレ
クタ電極兼pチャネルMOSl−ランリスクのソース電
極である電極17が電源Vccに接続され、nチャネル
MOS)ランリスクとpチャネルMOSトランジスタの
ゲート電極11.13が共通に接続されて入力端子IN
となり、npn)ランリスクのエミッタ電極兼nチャネ
ルMOSl−ランリスクのソース電極である電極15が
出力端子OUTとなっている。したかってこの第1の複
合回路Aは、第2図の等価回路で示される。出力端子O
UTに適当なスイッチング段が接続されれば、BiCM
OSインバータとなる。いま出力端子OUTが、図では
示していないスイッチング段を介して接地されていると
して動作を説明する。入力端子INに“Lルベル(−V
 ss)か入ると、pチャネルMO5)ランリスクQ1
がオンして、p型ソース層9からチャネルを通してp型
ベース層4にベース電流が供給され、これによりnpn
 トランジスタT1はオンする。このnpn トランジ
スタT1とpチャネルMOSトランジスタロ1の部分は
いわゆるI GBTと同じである。したかつて、pチャ
ネルMOSトランジスタロ1によりベース電流が供給さ
れてオン状態となり、エミ・ツタ層5からp型ベース層
4に電子か注入されてこれがn−型層3を通ってp型ド
レイン層3に入るようになると、導電変調効果により素
子は低いオン電圧を示す。さらに電流が大きくなると、
p型ソース層9からの正孔は直接n−型層3に注入され
るようになって、サイリスタ動作に入る。この実施例の
場合は、p型ソース層9の周囲にn型ウェル8を形成す
ることによって、この様なサイリスク動作に入るのを防
止している。またサイリスタ動作を抑制するには、p型
ソース層9の幅を短くすることが有効である。一方、入
力端子INが“H″レベル −V cc)になると、n
チャネルMOSトランジスタQ2かオンして、npn)
ランリスクT1のベース・エミッタ間が短絡され、np
n)ランリスクはオフする。サイリスタ動作しないよう
に設計すれば、高速のオフ動作か可能である。
First, in the first composite circuit A, an electrode 17 which is a collector electrode of an npn transistor and a source electrode of a p-channel MOS transistor is connected to a power supply Vcc, and a gate electrode 11 of an n-channel MOS transistor and a p-channel MOS transistor is connected to a power supply Vcc. .13 are connected in common and the input terminal IN
The electrode 15, which is the emitter electrode of the npn) run risk and the source electrode of the n-channel MOS l-run risk, serves as the output terminal OUT. This first composite circuit A is therefore represented by the equivalent circuit of FIG. Output terminal O
Once the appropriate switching stage is connected to the UT, the BiCM
It becomes an OS inverter. The operation will now be described assuming that the output terminal OUT is grounded via a switching stage not shown in the figure. “L level (-V
ss) or enters, p channel MO5) run risk Q1
is turned on, a base current is supplied from the p-type source layer 9 to the p-type base layer 4 through the channel, and as a result, the npn
Transistor T1 is turned on. The npn transistor T1 and the p-channel MOS transistor T1 are the same as a so-called IGBT. Once, a base current is supplied to the p-channel MOS transistor RO 1 to turn it on, and electrons are injected from the emitter layer 5 to the p-type base layer 4, which pass through the n-type layer 3 to the p-type drain layer. 3, the device exhibits a low on-voltage due to the conduction modulation effect. As the current increases further,
Holes from the p-type source layer 9 are directly injected into the n-type layer 3, resulting in thyristor operation. In this embodiment, by forming an n-type well 8 around the p-type source layer 9, such a risk operation is prevented. Further, in order to suppress the thyristor operation, it is effective to shorten the width of the p-type source layer 9. On the other hand, when the input terminal IN reaches the "H" level -V cc), n
Channel MOS transistor Q2 is turned on and npn)
The base and emitter of run risk T1 are short-circuited, and np
n) Run risk is turned off. If the thyristor is designed so that it does not operate, high-speed off operation is possible.

次に第2の複合回路Bは、ここではnチャネルMOSト
ランジスタのゲート電極37が入力端子IN、 ドレイ
ン電極42とコレクタ電極41が共通に出力端子OUT
となり、エミッタ電極3つか接地(V ss)されてい
る。したがってこの第2の複合回路Bは、第3図の等価
回路で示される。この出力端子OUTに適当な負荷を接
続すれば、インバータとなる。適当な負荷が接続された
場合を想定して動作を説明すれば、入力端子INか“L
″レベルときnチャネルMOS)ランリスクQ3はオフ
、したがってnpn )ランリスクT2もオフである。
Next, in the second composite circuit B, the gate electrode 37 of the n-channel MOS transistor is the input terminal IN, and the drain electrode 42 and collector electrode 41 are the common output terminal OUT.
Therefore, three emitter electrodes are grounded (Vss). This second composite circuit B is therefore shown in the equivalent circuit of FIG. If a suitable load is connected to this output terminal OUT, it becomes an inverter. To explain the operation assuming that an appropriate load is connected, the input terminal IN or “L”
When n-channel MOS) run risk Q3 is off, therefore npn) run risk T2 is also off.

入力端子“H”レベルが入ると、nチャネルMOS)ラ
ンリスクQ3がオンして、このMOS)ランリスクQ3
を介してnpnをトランジスタT2にベース電流が供給
されて、npn )ランリスクT2はオンする。この第
2の複合回路Bは、第1の複合回路Aと異なってpnp
n構造はなく、シたがってI GET動作はしないし、
もちろんサイリスタ動作もしない。
When the input terminal "H" level is input, n-channel MOS) run risk Q3 is turned on, and this MOS) run risk Q3 is turned on.
A base current is supplied to the npn transistor T2 through the npn transistor T2, and the run risk T2 is turned on. This second composite circuit B differs from the first composite circuit A in that it has a pnp
There is no n structure, so there is no I GET operation,
Of course, the thyristor does not operate.

第1の複合回路Aと第2の複合回路Bを直列接続すれば
、そのままBiCMOSインバータが構成される。第4
図はその等価回路であり、第2図の回路の出力端子OU
Tと第3図の回路の出力端子OUTを共通の出力端子O
UTとし1、同しくそれぞれの入力端子INを共通の入
力端子INとしたものである。
If the first composite circuit A and the second composite circuit B are connected in series, a BiCMOS inverter is directly configured. Fourth
The figure shows the equivalent circuit, and the output terminal OU of the circuit in Figure 2
T and the output terminal OUT of the circuit in Figure 3 are connected to a common output terminal O.
UT is assumed to be 1, and the respective input terminals IN are also used as a common input terminal IN.

以上のようにしたこの実施例によれば、高速動作可能な
りiCMOS回路を小さい面積に構成することかできる
According to this embodiment as described above, high-speed operation is possible and the iCMOS circuit can be constructed in a small area.

第5図は、第1の複合回路AとnチャネルMOSトラン
ジスタ回路C内の一つのnチャネルMOSトランジスタ
Q4を直列接続してBiCMOSインバータを構成した
例を示している。
FIG. 5 shows an example in which the first composite circuit A and one n-channel MOS transistor Q4 in the n-channel MOS transistor circuit C are connected in series to form a BiCMOS inverter.

第6図は本発明の別の実施例であり、第1図の第1の複
合回路A部分の変形例である。第1図と対応する部分に
は第1図と同一符号を付して詳細な説明は省略する。こ
の実施例では、まずバイポーラトランジスタ領域にp型
ベース層形成前に多結晶シリコン膜によりベース引出し
電極52か形成される。このベース引出し52はp型不
純物かドープされたのであり、例えばnチャネルMOS
トランジスタのゲート電極13と同し多結晶シリコン膜
を用いて同時にパターン形成される。これらベース引出
し電極52とゲート電極13をマスクとして不純物をイ
オン注入して内部ベース層となるp型ベース層4が形成
される。そしてベース引出し電極52中の不純物をウェ
ハに拡散させて、外部ベース層となるp型層6が形成さ
れる。その後ベース引出し電極52およびゲート電極1
3が形成された面は酸化膜58で覆われ、エミッタ開口
に多結晶シリコン膜51が堆積形成され、この多結晶シ
リコン膜51を通して不純物がドープされてn′″型エ
ミッタ層5が形成される。nチャネルMO3)ランリス
タを形成するp型ウェル53はこの実施例では、p型ベ
ース層6とは別にバイポーラトランジスタ領域の外に形
成されている。
FIG. 6 shows another embodiment of the present invention, which is a modification of the first composite circuit A portion of FIG. Portions corresponding to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals as in FIG. 1, and detailed description thereof will be omitted. In this embodiment, first, a base lead electrode 52 is formed from a polycrystalline silicon film in the bipolar transistor region before forming the p-type base layer. This base lead 52 is doped with a p-type impurity, for example, an n-channel MOS.
The gate electrode 13 of the transistor is patterned using the same polycrystalline silicon film at the same time. Using these base extraction electrodes 52 and gate electrodes 13 as masks, impurity ions are implanted to form the p-type base layer 4 which becomes an internal base layer. Then, the impurities in the base extraction electrode 52 are diffused into the wafer to form the p-type layer 6 which becomes the external base layer. After that, the base extraction electrode 52 and the gate electrode 1
3 is covered with an oxide film 58, a polycrystalline silicon film 51 is deposited in the emitter opening, and impurities are doped through this polycrystalline silicon film 51 to form an n'' type emitter layer 5. In this embodiment, a p-type well 53 forming an n-channel MO3) run lister is formed outside the bipolar transistor region, apart from the p-type base layer 6.

このp型ウェル53にn″型ドレイン、ドレイン層54
.55が形成され、これらの間にゲート絶縁膜10を介
してゲート電極11が形成されている。nチャネルMO
Sトランジスタのドレイン電極56は、バイポーラトラ
ンジスタのベース引出し電極52にコンタクトするベー
ス電極16と共通接続されている。ソース電極57はソ
ース層55とp型ウェル53に同時にコンタクトするよ
うに配設され、これはバイポーラトランジスタのエミッ
タ電極15に接続される。これにより、第2図の第1の
複合回路Aと同じ第2図の等価回路で表される複合回路
が得られる。
This p-type well 53 has an n″-type drain, and a drain layer 54
.. 55 is formed, and a gate electrode 11 is formed between these with a gate insulating film 10 interposed therebetween. n-channel MO
The drain electrode 56 of the S transistor is commonly connected to the base electrode 16 that contacts the base extraction electrode 52 of the bipolar transistor. A source electrode 57 is arranged so as to contact the source layer 55 and the p-type well 53 at the same time, and is connected to the emitter electrode 15 of the bipolar transistor. As a result, a composite circuit represented by the equivalent circuit in FIG. 2, which is the same as the first composite circuit A in FIG. 2, is obtained.

第7図は第6図の構造を変形した実施例である。FIG. 7 shows an embodiment in which the structure of FIG. 6 is modified.

この実施例では、バイポーラトランジスタ領域とnチャ
ネルMOSトランジスタ領域の間の分離構造が第6図と
異なる。すなわち分離領域に基板1に達する深さのトレ
ンチ61が形成され、このトレンチ61内に酸化膜62
を介してアンドープ多結晶シリコン63が埋込み形成さ
れている。
In this embodiment, the isolation structure between the bipolar transistor region and the n-channel MOS transistor region is different from that in FIG. That is, a trench 61 deep enough to reach the substrate 1 is formed in the isolation region, and an oxide film 62 is formed in the trench 61.
Undoped polycrystalline silicon 63 is buried therein.

第8図は第6図の構造を変形した別の実施例である。こ
の実施例では、内部ベース層を歪みエピタキシャル層で
あるシリコン・ゲルマニウム合金層(SiGe層)71
を用いて構成して、バイポーラトランジスタをヘテロ接
合バイポーラトランジスタとしている。すなわちエミッ
タ領域に何らかのマスクを形成した状態でp型外部ベー
ス層6を形成した後、エミッタ領域のマスクを除去して
p型5iGe合金層71をエピタキシャル成長させる。
FIG. 8 shows another embodiment in which the structure of FIG. 6 is modified. In this embodiment, the internal base layer is a silicon-germanium alloy layer (SiGe layer) 71 which is a strained epitaxial layer.
The bipolar transistor is a heterojunction bipolar transistor. That is, after forming the p-type external base layer 6 with some kind of mask formed in the emitter region, the mask in the emitter region is removed and the p-type 5iGe alloy layer 71 is epitaxially grown.

この5iGe層71上に多結晶シリコン・エミッタ層7
2を形成する。S iGe層71の酸化膜58上に延在
する部分は多結晶シリコン膜73によりベース電極16
に接続されている。外部ベース層6はベース抵抗を下げ
る効果があり、5iGe層71と接している。
A polycrystalline silicon emitter layer 7 is formed on this 5iGe layer 71.
form 2. The portion of the SiGe layer 71 extending over the oxide film 58 is formed into a base electrode 16 by the polycrystalline silicon film 73.
It is connected to the. The external base layer 6 has the effect of lowering the base resistance and is in contact with the 5iGe layer 71.

これらの第6図〜第8図の実施例によっても先の実施例
と同様の効果が得られる。
The embodiments shown in FIGS. 6 to 8 can also provide the same effects as the previous embodiments.

本発明は上記実施例に限られない。例えば実施例ではバ
イポーラトランジスタにnpn)ランリスタを用いたが
、pnp)ランリスタを用いることもできる。その場合
には実施例のnチャネルMOSトランジスタとnチャネ
ルMOSトランジスタを逆にすればよい。
The present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the embodiment, an npn) run lister is used as the bipolar transistor, but a pnp) run lister may also be used. In that case, the n-channel MOS transistor of the embodiment and the n-channel MOS transistor may be reversed.

[発明の効果コ 以上のように本発明によれば、バイポーラトランジスタ
とMOS)ランリスタを一体化して小さい面積にBiC
MO5回路を実現できる複合型半導体装置を提供するこ
とができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a bipolar transistor and a MOS (MOS) run lister are integrated to form a BiC in a small area.
A composite semiconductor device that can realize an MO5 circuit can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例の複合型半導体装置の構造を
示す図、 第2図は第1図の第1の複合回路A部の等価回路図、 第3図は同しく第2の複合回路B部の等価回路図、 第4図は第1の複合回路Aと第2の複合回路Bを直列接
続して得られるBiCMOSインバータの等価回路図、 第5図は第1の複合回路AとnチャネルMOSトランジ
スタを直列接続して得られるBiCMOSインバータの
等価回路図、 第6図は別の実施例の複合型半導体装置の構造を示す図
、 第7図はさらに別の実施例の複合型半導体装置の構造を
示す図、 第8図はさらに別の実施例の複合型半導体装置の構造を
示す図である。 1・・・p−型シリコン基板、2・・・n゛型コレクタ
埋込み層、3・・n−型エピタキシャル層、4・・p型
ベース層(兼ドレイン層)、5・・・n”型エミッタ層
(兼ドレイン層)、6・・・n型ウェル、7・・・n“
型ソース層、8・・・n型ウェル、9・・・p型ソース
層、10.12・・・ゲート絶縁膜、11.13・・・
ゲート電極、14・・・n+型コレクタ取出し層、]5
゜16.17・・・電極、20・・・n型ウェル、21
,22・・・n“型ソース、ドレイン層、23・・・ゲ
ート絶縁膜、24・・・ゲート電極、31・・・p型ベ
ース層、32・・・・・・n+型エミッタ層、33・・
・n型ウェル、34・・・n+型ソース層、35・・・
n“型ドレイン層、36・・・ゲート絶縁膜、37・・
・ゲート電極、38・・・n+型コレクタ取出し層、3
9,40,4]、、42・・・電極。 0UT 112図 ss 第4図 ss 第3図 ss 第5図
FIG. 1 is a diagram showing the structure of a composite semiconductor device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of part A of the first composite circuit in FIG. 1, and FIG. Figure 4 is an equivalent circuit diagram of a BiCMOS inverter obtained by connecting the first composite circuit A and the second composite circuit B in series. Figure 5 is an equivalent circuit diagram of the first composite circuit A. An equivalent circuit diagram of a BiCMOS inverter obtained by connecting an n-channel MOS transistor in series, FIG. 6 is a diagram showing the structure of a composite semiconductor device according to another embodiment, and FIG. 7 is a diagram showing the structure of a composite semiconductor device according to another embodiment. FIG. 8 is a diagram showing the structure of a composite semiconductor device according to yet another embodiment. 1...p-type silicon substrate, 2...n'' type collector buried layer, 3...n-type epitaxial layer, 4...p-type base layer (also drain layer), 5...n'' type Emitter layer (drain layer), 6...n-type well, 7...n"
type source layer, 8... n-type well, 9... p-type source layer, 10.12... gate insulating film, 11.13...
Gate electrode, 14... n+ type collector extraction layer, ]5
゜16.17... Electrode, 20... N-type well, 21
, 22...n" type source, drain layer, 23... gate insulating film, 24... gate electrode, 31...p type base layer, 32...n+ type emitter layer, 33・・・
・N-type well, 34...n+ type source layer, 35...
n" type drain layer, 36... gate insulating film, 37...
・Gate electrode, 38... n+ type collector extraction layer, 3
9,40,4],,42...electrode. 0UT 112 figure ss figure 4 ss figure 3 ss figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)半導体基板と、 この基板上に形成された第1導電型コレクタ層、第2導
電型ベース層および第1導電型エミッタ層を有するバイ
ポーラトランジスタと、 前記バイポーラトランジスタのコレクタ層内に第2導電
型のソース、ドレイン層が形成された第2導電チャネル
MOSトランジスタと、 前記バイポーラトランジスタのベース層内に第1導電型
ソース、ドレイン層が形成された第1導電チャネルMO
Sトランジスタと、 を備えたことを特徴とする複合型半導体装置。(2)前
記第2導電チャネルMOSトランジスタのドレイン層は
、前記バイポーラトランジスタのベース層と共用であり
、 前記第1導電チャネルMOSトランジスタのソース層は
、前記バイポーラトランジスタのエミッタ層と共用であ
る、 ことを特徴とする請求項1記載の複合型半導体装置。 (3)半導体基板と、 この基板上に形成された第1導電型コレクタ層、第2導
電型ベース層および第1導電型エミッタ層を有する第1
のバイポーラトランジスタ、この第1のバイポーラトラ
ンジスタのコレクタ層内に第2導電型のソース、ドレイ
ン層が形成された第2導電チャネルMOSトランジスタ
、および前記第1のバイポーラトランジスタのベース層
内に第1導電型ソース、ドレイン層が形成された第1導
電チャネルMOSトランジスタが形成された第1の複合
回路と、 前記基板上に形成された第1導電型コレクタ層、第2導
電型ベース層および第1導電型エミッタ層を有する第2
のバイポーラトランジスタ、この第2のバイポーラトラ
ンジスタのベース層内に第1導電型ソース、ドレイン層
が形成された第1導電チャネルMOSトランジスタが形
成された第2の複合回路と、 前記基板の前記第1、第2のバイポーラトランジスタと
別の領域に形成された第2導電型ウェルに第1導電チャ
ネル型MOSトランジスタを形成してなる第1導電チャ
ネル型MOSトランジスタ回路と、 を備えたことを特徴とする複合型半導体装置。(4)前
記第2導電チャネルMOSトランジスタのドレイン層は
、前記バイポーラトランジスタのベース層と共用であり
、 前記第1導電チャネルMOSトランジスタのソース層は
、前記バイポーラトランジスタのエミッタ層と共用であ
る、 ことを特徴とする請求項3記載の複合型半導体装置。 (5)前記第1の複合回路は、第1のバイポーラトラン
ジスタのコレクタと第2導電チャネル型MOSトランジ
スタのソースが電源に、第1のバイポーラトランジスタ
のエミッタと第1導電チャネル型MOSトランジスタの
ソースが出力端子に、第1導電チャネル型MOSトラン
ジスタと第2導電チャネル型MOSトランジスタのゲー
トが共通に入力端子にそれぞれ接続され、 前記第2の複合回路は、第2のバイポーラトランジスタ
のコレクタと第1導電チャネル型MOSトランジスタの
ソースが前記出力端子に、第2のバイポーラトランジス
タのエミッタが接地端子に、第1導電チャネル型MOS
トランジスタのゲートが前記入力端子に接続されて、 これら第1、第2の複合回路によりBiCMOSインバ
ータが構成されていることを特徴とする請求項3記載の
複合型半導体装置。
[Scope of Claims] (1) A bipolar transistor having a semiconductor substrate, a first conductivity type collector layer, a second conductivity type base layer, and a first conductivity type emitter layer formed on the substrate; a second conductive channel MOS transistor in which a second conductivity type source and drain layer are formed in the collector layer; and a first conductive channel MOS transistor in which a first conductivity type source and drain layer are formed in the base layer of the bipolar transistor.
A composite semiconductor device comprising: an S transistor; (2) The drain layer of the second conductive channel MOS transistor is shared with the base layer of the bipolar transistor, and the source layer of the first conductive channel MOS transistor is shared with the emitter layer of the bipolar transistor. The composite semiconductor device according to claim 1, characterized in that: (3) a semiconductor substrate; a first conductivity type collector layer, a second conductivity type base layer, and a first conductivity type emitter layer formed on the substrate;
a second conductive channel MOS transistor in which a source and drain layer of a second conductivity type are formed in the collector layer of the first bipolar transistor; and a first conductive channel MOS transistor in the base layer of the first bipolar transistor. a first composite circuit in which a first conductive channel MOS transistor having type source and drain layers is formed; a first conductive type collector layer, a second conductive type base layer and a first conductive type collector layer formed on the substrate; a second type emitter layer;
a second composite circuit in which a first conductive channel MOS transistor having a first conductive type source and drain layer formed in a base layer of the second bipolar transistor is formed; , a first conductive channel type MOS transistor circuit in which a first conductive channel type MOS transistor is formed in a second conductive type well formed in a region different from the second bipolar transistor; Composite semiconductor device. (4) The drain layer of the second conductive channel MOS transistor is shared with the base layer of the bipolar transistor, and the source layer of the first conductive channel MOS transistor is shared with the emitter layer of the bipolar transistor. The composite semiconductor device according to claim 3, characterized in that: (5) In the first composite circuit, the collector of the first bipolar transistor and the source of the second conductive channel type MOS transistor serve as a power supply, and the emitter of the first bipolar transistor and the source of the first conductive channel type MOS transistor serve as a power supply. The gates of the first conductive channel type MOS transistor and the second conductive channel type MOS transistor are commonly connected to the input terminal, respectively, to the output terminal, and the second composite circuit connects the collector of the second bipolar transistor and the first conductive channel type MOS transistor. The source of the channel type MOS transistor is connected to the output terminal, the emitter of the second bipolar transistor is connected to the ground terminal, and the first conductive channel type MOS transistor
4. The composite semiconductor device according to claim 3, wherein a gate of a transistor is connected to the input terminal, and a BiCMOS inverter is configured by the first and second composite circuits.
JP34029290A 1990-11-30 1990-11-30 Composite type semiconductor device Pending JPH04207068A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34029290A JPH04207068A (en) 1990-11-30 1990-11-30 Composite type semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34029290A JPH04207068A (en) 1990-11-30 1990-11-30 Composite type semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04207068A true JPH04207068A (en) 1992-07-29

Family

ID=18335550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP34029290A Pending JPH04207068A (en) 1990-11-30 1990-11-30 Composite type semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04207068A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8115256B2 (en) 2006-08-31 2012-02-14 Sanyo Electric Co., Ltd. Semiconductor device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8115256B2 (en) 2006-08-31 2012-02-14 Sanyo Electric Co., Ltd. Semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0654797B2 (en) CMOS semiconductor device
JPS62115765A (en) Semiconductor device
JPS608628B2 (en) Semiconductor integrated circuit device
US5442219A (en) Semiconductor device for controlling electric power
JPH0654796B2 (en) Composite semiconductor device
JPH03248554A (en) Cmos semiconductor integrated circuit device
JPH04207068A (en) Composite type semiconductor device
JPH05335410A (en) Semiconductor device and its manufacture
JPH03276757A (en) Semiconductor device
JPS5944782B2 (en) semiconductor integrated circuit
JPH04312968A (en) Cmos semiconductor integrated circuit device
KR970009032B1 (en) Power semiconductor and its manufacturing method
JPH01185971A (en) Insulated gate semiconductor device
JPS6060753A (en) Semiconductor device
JP3071819B2 (en) Insulated gate type semiconductor device
JPH0314232B2 (en)
JPS62104068A (en) Semiconductor integrated circuit device
JPH03145163A (en) Thyristor
JPS6212665B2 (en)
JPH01273346A (en) Semiconductor device
JPH09191054A (en) Cmos transistor
JPH0438864A (en) Semiconductor device having complementary field effect transistor
JPH0669433A (en) Semiconductor device
JPH01155652A (en) Bipolar mos semiconductor integrated circuit
JPS6395654A (en) Bicmos integrated circuit