JPH04213856A - Fail-safe operation integrated circuit - Google Patents

Fail-safe operation integrated circuit

Info

Publication number
JPH04213856A
JPH04213856A JP40126190A JP40126190A JPH04213856A JP H04213856 A JPH04213856 A JP H04213856A JP 40126190 A JP40126190 A JP 40126190A JP 40126190 A JP40126190 A JP 40126190A JP H04213856 A JPH04213856 A JP H04213856A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
substrate
transistor
fail
elements
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
JP40126190A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Matsukawa
松川 公一
Norihiro Asada
浅田 規裕
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.)
Nippon Signal Co Ltd
Original Assignee
Nippon Signal Co Ltd
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 Nippon Signal Co Ltd filed Critical Nippon Signal Co Ltd
Priority to JP40126190A priority Critical patent/JPH04213856A/en
Publication of JPH04213856A publication Critical patent/JPH04213856A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Element Separation (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable a fail-safe operation integrated circuit to be protected against malfunction caused by the effect of noises or the like by a method wherein an insulating layer is provided between a semiconductor board and elements formed on the semiconductor board and between the elements respectively to insulate them from each other, and a thin film resistor is made to serve as a resistive element. CONSTITUTION:A well 31 is provided to a P semiconductor substrate 1, a transistor region is formed in the well 31, and for instance an NPN transistor element is provided to the transistor region. A thin film resistor 40 is formed on the P substrate 1. That is, an insulating layer is provided between the P substrate 1 and the transistor element and the resistive element formed on the P substrate 1. The well 31 is provided to the P substrate 1 with an insulating layer, where the insulating layer is formed of a silicon oxide layer 32 and a spinel epitaxial layer 33 or only the silicon oxide layer 32 formed through an ion implantation method or anodization and thermal oxidation. By this setup, even if a P layer is changed in potential bias to the P substrate due to the effect of noises or the like, a transistor can be protected against malfunction.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は集積回路の構造に関し、
特に安全制御(安全が確認されたときのみ作業を許可す
る制御)に用いられるフェールセーフ演算集積回路の構
造に関する。
FIELD OF INDUSTRIAL APPLICATION The present invention relates to the structure of integrated circuits.
In particular, it relates to the structure of fail-safe arithmetic integrated circuits used for safety control (control that permits work only when safety is confirmed).

【0002】0002

【従来の技術】従来より、安全制御が要求される分野で
ある例えば鉄道等における信号保安装置等では、万が一
、構成部品が故障した場合には安全側に出力信号を制御
するようなフェールセーフな設計思想が適用されている
。このような設計思想を実現する物理的手段として従来
よりフェールセーフリレーが長い間用いられ、そして現
在も重要な部品として用いられている。
[Prior Art] Conventionally, in fields where safety control is required, such as signal safety systems in railways, etc., fail-safe systems have been developed to control output signals to the safe side in the event that a component fails. Design philosophy is applied. Fail-safe relays have been used for a long time as a physical means to realize this design concept, and are still used as important components today.

【0003】また、このような安全制御が要求される分
野は鉄道分野だけでなく、ロボットやプレス機械等のフ
ァクトリーオートメーション(FA)分野やセキュリテ
ィ、ホームオートメーション(HA)分野にまで幅広く
拡大しつつある。近年、このような安全制御が要求され
る分野において、高速化・小型化・多機能化の為にマイ
クロエレクトロニクス化が進みつつあり、例えば論理演
算発振器等のような半導体を用いたフェールセーフ演算
回路が提案され(電気試験所報告第695号、JAN.
1969「フェールセーフ論理方式の研究」等参照)、
さらに種々の改良が加えられて例えば厚膜ハイブリッド
ICで構成されたものが使用されつつある(特開昭60
−68719号公報等参照)。
[0003] Furthermore, the field in which such safety control is required is expanding not only to the railway field, but also to the factory automation (FA) field, such as robots and press machines, security, and home automation (HA) fields. . In recent years, in fields where such safety control is required, the use of microelectronics has been progressing to increase speed, miniaturization, and multifunctionality. For example, fail-safe operation circuits using semiconductors such as logic operation oscillators, etc. was proposed (Electrical Testing Institute Report No. 695, JAN.
(See 1969 “Research on Fail-Safe Logic Methods,” etc.)
Furthermore, various improvements have been made to, for example, thick-film hybrid ICs that are now being used (Japanese Patent Application Laid-Open No. 1983-1960).
(Refer to Publication No.-68719, etc.).

【0004】また前述の論理演算発振器等は、1つの集
積回路の全部の回路部品を1つのシリコン結晶基板上に
作り込んだモノリシックIC化され、小型化・高集積化
が一層推進されてきている(「フェールセーフ論理積I
Cとその応用」、電子情報通信学会研究報告FTS86
−3、1986)。このようなモノリシックICにおい
て、p層(電子の少ない層)とn層(電子の多い層)と
を接合させるpn接合分離により、抵抗、トランジスタ
等を素子分離している。このようなpn接合分離による
素子分離は、製造工程中で不純物を熱拡散してp層、n
層を形成し、素子を一体的に形成することが出来る為、
素子の集積度を上げてもコストを低減することが出来、
量産性にもすぐれているという利点があり、広く一般的
な方法として取り入れられている。
Furthermore, the above-mentioned logic operation oscillators and the like have been made into monolithic ICs in which all the circuit components of one integrated circuit are fabricated on one silicon crystal substrate, and further miniaturization and high integration are being promoted. (“Failsafe logical AND I
"C and its Applications", Institute of Electronics, Information and Communication Engineers Research Report FTS86
-3, 1986). In such a monolithic IC, elements such as resistors, transistors, etc. are separated by pn junction isolation in which a p layer (a layer with few electrons) and an n layer (a layer with many electrons) are joined together. Element isolation by pn junction isolation is achieved by thermally diffusing impurities during the manufacturing process to separate p-layer, n-layer
Because layers can be formed and elements can be integrally formed,
Even if the degree of integration of elements is increased, costs can be reduced,
It has the advantage of being excellent in mass production, and has been widely adopted as a general method.

【0005】このようなモノリシックICで構成された
従来のフェールセーフ演算集積回路の抵抗領域、NPN
トランジスタ領域、PNPトランジスタ領域の断面図を
、其々図4の(A)、(B)、(C)で示す。まず、抵
抗領域である図4(A)において、例えば一般的に市販
されているp形シリコン基板(以後、p基板と記す)1
の図中、p基板1上にエピタキシャル成長によってn形
層を形成する。さらにこのn形層において抵抗形成領域
を囲むようにp形不純物をp基板1と接続するまで熱拡
散して分離し、n層3を形成する。このn層3の表面か
らp形不純物を熱拡散してp層4を形成する。表面保護
のためにp層4を形成する際に同時に表面を熱酸化して
シリコン酸化膜5を形成しておく。ここに、p基板1と
n層3とはpn接合分離が形成され、p層4は抵抗とし
て使用する。そこで、表面のシリコン酸化膜の一部を例
えばエッチングによって除去した部分4a、4bにアル
ミニウム(以後、アルミと記す)の薄膜パターン6で配
線する。また、p基板1の接地電極として裏面にアルミ
2を形成する。このようにして抵抗領域は形成される。
The resistance region of a conventional fail-safe arithmetic integrated circuit constructed of such a monolithic IC, NPN
Cross-sectional views of the transistor region and the PNP transistor region are shown in FIGS. 4A, 4B, and 4C, respectively. First, in FIG. 4A, which is a resistance region, for example, a p-type silicon substrate (hereinafter referred to as p-substrate) 1 which is generally commercially available.
In the figure, an n-type layer is formed on a p-substrate 1 by epitaxial growth. Further, in this n-type layer, a p-type impurity is thermally diffused and separated so as to surround the resistor formation region until it is connected to the p-substrate 1, thereby forming an n-layer 3. A p-type impurity is thermally diffused from the surface of this n-layer 3 to form a p-layer 4. When forming the p-layer 4 for surface protection, the surface is simultaneously thermally oxidized to form a silicon oxide film 5. Here, p-n junction isolation is formed between the p-substrate 1 and the n-layer 3, and the p-layer 4 is used as a resistor. Therefore, a thin film pattern 6 of aluminum (hereinafter referred to as "aluminum") is wired to the parts 4a and 4b from which a part of the silicon oxide film on the surface has been removed by etching, for example. Further, aluminum 2 is formed on the back surface of the p-substrate 1 as a ground electrode. In this way, a resistive region is formed.

【0006】次にNPNトランジスタ領域である図4(
B)において、p基板1の表面からn形の不純物を熱拡
散してn+ 埋め込み層7を形成する。この後、エピタ
キシャル成長によってn形層を形成する。さらに、この
n形層においてトランジスタ形成領域を囲むようにp形
の不純物をp基板と接続するまで熱拡散して分離し、n
層8を形成する。ここで、p形不純物を熱拡散しベース
となるp層10を形成し、その後さらにn形不純物を熱
拡散してコレクタ、エミッタとなるn+ 層9、11を
形成する。表面保護のためにn+ 層9、11を形成す
る際に同時に表面を熱酸化してシリコン酸化膜12を形
成しておく。 シリコン酸化膜12においてコレクタ、ベース、エミッ
タの端子となる各層の一部をエッチングによって除去し
、エッチングされた部分9a、10a、11aから例え
ばアルミのパターン13で配線する。
Next, FIG. 4 (
In B), an n-type impurity is thermally diffused from the surface of the p-substrate 1 to form an n+ buried layer 7. Thereafter, an n-type layer is formed by epitaxial growth. Furthermore, in this n-type layer, a p-type impurity is thermally diffused to surround the transistor formation region until it is connected to the p-substrate, and the n-type impurity is separated.
Form layer 8. Here, a p-type impurity is thermally diffused to form a p-layer 10 that will serve as a base, and then an n-type impurity is further thermally diffused to form n+ layers 9 and 11 that will be a collector and an emitter. For surface protection, when forming the n+ layers 9 and 11, the surface is simultaneously thermally oxidized to form a silicon oxide film 12. In the silicon oxide film 12, a portion of each layer serving as the collector, base, and emitter terminals is removed by etching, and wiring is formed from the etched portions 9a, 10a, and 11a using a pattern 13 made of aluminum, for example.

【0007】またPNPトランジスタ領域である図4(
C)において、p基板1の図中、p基板1上にエピタキ
シャル成長によってn形層を形成する。さらに、このn
形層においてトランジスタ形成領域を囲むようにp形の
不純物をp基板1と接続するまで熱拡散して分離し、n
層14を形成する。このn層14の表面からn形不純物
を熱拡散してベースとなるn+ 層15を形成する。さ
らに、p形不純物を熱拡散してコレクタ、エミッタとな
るp+ 層16、17を形成する。表面保護のためにp
+ 層16、17を形成する際に同時に表面を熱酸化し
てシリコン酸化膜18を形成しておく。シリコン酸化膜
18においてコレクタ、ベース、エミッタの端子となる
各層の一部をエッチングによって除去し、エッチングさ
れた部分16a、15a、17aから例えばアルミのパ
ターン19で配線する。
FIG. 4 (
In C), an n-type layer is formed on the p-substrate 1 by epitaxial growth. Furthermore, this n
The p-type impurity is thermally diffused to surround the transistor formation region in the form layer until it is connected to the p-substrate 1, and the n-type impurity is separated.
Form layer 14. An n-type impurity is thermally diffused from the surface of this n-layer 14 to form an n+ layer 15 serving as a base. Furthermore, p-type impurities are thermally diffused to form p+ layers 16 and 17 which will serve as collectors and emitters. p for surface protection
+ When forming the layers 16 and 17, the surfaces are simultaneously thermally oxidized to form a silicon oxide film 18. In the silicon oxide film 18, a portion of each layer that will become the collector, base, and emitter terminals is removed by etching, and wiring is formed from the etched portions 16a, 15a, and 17a using, for example, an aluminum pattern 19.

【0008】次に作用を説明する。このようなフェール
セーフ演算集積回路において、使用時、p基板1に対し
て、拡散抵抗領域のn層3、NPNトランジスタ領域の
n層8、及びPNPトランジスタのn層14を逆バイア
ス状態にする。このように各領域を逆バイアス状態とす
ることにより、pn接合部に、電子と正孔が欠乏してい
る空乏層が出来、空乏層が高い抵抗値となって、各素子
及びp基板1と各素子とがpn接合分離される。
Next, the operation will be explained. In such a fail-safe arithmetic integrated circuit, when in use, the n-layer 3 of the diffused resistance region, the n-layer 8 of the NPN transistor region, and the n-layer 14 of the PNP transistor are placed in a reverse bias state with respect to the p-substrate 1. By putting each region in a reverse bias state in this way, a depletion layer lacking electrons and holes is created at the pn junction, and the depletion layer has a high resistance value, which makes it possible to connect each element and the p-substrate 1. Each element is separated by pn junction.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のフェ
ールセーフ演算集積回路では、pn接合分離により素子
分離しているため、特にフェールセーフ性について種々
の不具合が生ずる。まず、NPNトランジスタにおいて
、使用時は逆バイアスされてpn接合分離されているが
、ノイズ等によってp基板1の電位がコレクタの電位よ
り高い値になると、pn接合分離が逆バイアスから順バ
イアスとなり、電流がp基板1からトランジスタに流れ
込むので素子とp基板1とが導通した状態となり、誤動
作する可能性が非常に大きい。この為誤動作防止用にコ
レクタ−エミッタ間には、アノードをコレクタ側にした
ダイオードを接続しなければならなかった。
However, in conventional fail-safe arithmetic integrated circuits, elements are separated by pn junction isolation, which causes various problems, particularly with respect to fail-safe performance. First, in an NPN transistor, when in use, it is reverse biased to separate the pn junction, but when the potential of the p-substrate 1 becomes higher than the collector potential due to noise etc., the pn junction isolation changes from reverse bias to forward bias. Since current flows into the transistor from the p-substrate 1, the element and the p-substrate 1 become electrically connected, and there is a very high possibility of malfunction. For this reason, a diode with the anode on the collector side had to be connected between the collector and emitter to prevent malfunction.

【0010】また、PNPトランジスタにおいては、p
基板1の電位がベースであるn+ 層15の電位よりも
高くなって順バイアス状態になると、ベースであるn+
 層15、コレクタであるp+層16、及びp基板1よ
りなる寄生トランジスタが形成され、この寄生トランジ
スタにより、コレクタ、エミッタ間が導通状態となり、
誤動作を起こすおそれがある。
[0010] Furthermore, in a PNP transistor, p
When the potential of the substrate 1 becomes higher than the potential of the n+ layer 15 which is the base and becomes a forward bias state, the n+ layer 15 which is the base
A parasitic transistor is formed of the layer 15, the p+ layer 16 as the collector, and the p substrate 1, and this parasitic transistor brings conduction between the collector and the emitter.
There is a risk of malfunction.

【0011】このような寄生トランジスタが形成された
場合、集積回路レベルでの回路解析・故障解析を行うこ
とは複雑で非常に難しく、寄生トランジスタの特性を制
御することも難しい。また寄生トランジスタによる不具
合はバイポーラトランジスタだけでなく、電界効果トラ
ンジスタ(MOSFET)についても同様である。
When such a parasitic transistor is formed, circuit analysis and failure analysis at the integrated circuit level are complicated and extremely difficult, and it is also difficult to control the characteristics of the parasitic transistor. Further, problems caused by parasitic transistors occur not only in bipolar transistors but also in field effect transistors (MOSFETs).

【0012】次に、抵抗領域の拡散抵抗は高抵抗にする
ことが難しい。したがって定電流回路を設け、拡散抵抗
を代替させなければならない。しかし高抵抗値にするべ
く定電流回路を設けると、集積度が上がるにしたがって
素子数が格段に増加し、素子数が増加すればそれに伴っ
て故障する確率も高くなるおそれがある。またシリコン
の温度係数は大きく、p基板1上に形成された拡散抵抗
は温度の変動により、大きく変化し、抵抗値の精度・安
定度・直線性が低い。
Next, it is difficult to make the diffused resistance in the resistance region high in resistance. Therefore, a constant current circuit must be provided to replace the diffused resistor. However, when a constant current circuit is provided to achieve a high resistance value, the number of elements increases significantly as the degree of integration increases, and as the number of elements increases, there is a risk that the probability of failure increases accordingly. Furthermore, silicon has a large temperature coefficient, and the diffused resistance formed on the p-substrate 1 changes greatly due to temperature fluctuations, resulting in low accuracy, stability, and linearity of the resistance value.

【0013】そしてこのようなフェールセーフ演算集積
回路を安全制御に使用した場合には使用条件が極めて厳
しく通常の使用では必ずしも安全とはいえないおそれが
ある。本発明ではこのような従来の課題に鑑みてなされ
たもので、ノイズ等の影響で誤動作が極めて少ないフェ
ールセーフ演算集積回路を提供することを目的とする。
[0013] When such a fail-safe arithmetic integrated circuit is used for safety control, the operating conditions are extremely strict, and there is a possibility that it may not necessarily be safe in normal use. The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a fail-safe arithmetic integrated circuit that has extremely few malfunctions due to the influence of noise and the like.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】このため本発明は、半導
体基板上に多数の素子が集積化され、前記素子相互間及
び素子と半導体基板間が素子分離されて構成されるフェ
ールセーフ演算集積回路において、前記半導体基板と半
導体基板上に形成された素子との間、及び素子と素子と
の間に絶縁物による絶縁層を設けて絶縁分離すると共に
、抵抗素子を薄膜抵抗で形成した。
[Means for Solving the Problems] Therefore, the present invention provides a fail-safe arithmetic integrated circuit in which a large number of elements are integrated on a semiconductor substrate, and the elements are separated from each other and between the elements and the semiconductor substrate. In this method, an insulating layer made of an insulating material was provided between the semiconductor substrate and the elements formed on the semiconductor substrate and between the elements for insulation isolation, and the resistance element was formed of a thin film resistor.

【0015】[0015]

【作用】上記の構成によれば、半導体基板に形成された
素子は、素子と素子との間の配線を除いて、絶縁層の絶
縁物により半導体基板及び他の素子と完全に絶縁分離さ
れる。したがって半導体基板と素子との間のバイアス状
態の影響による素子の誤動作を防止することが出来る。 また抵抗素子を薄膜抵抗で形成することにより定電流回
路を設けなくても高抵抗値を得ることが出来、半導体基
板上の素子数を低減することが出来、回路解析が容易で
、故障する確率も低減させることが可能となる。
[Operation] According to the above structure, the elements formed on the semiconductor substrate are completely insulated and separated from the semiconductor substrate and other elements by the insulator of the insulating layer, except for the wiring between the elements. . Therefore, malfunction of the element due to the influence of the bias state between the semiconductor substrate and the element can be prevented. In addition, by forming the resistance element with a thin film resistor, a high resistance value can be obtained without providing a constant current circuit, the number of elements on the semiconductor substrate can be reduced, circuit analysis is easy, and there is a high probability of failure. It is also possible to reduce the

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の実施例を図1〜図3に基づい
て説明する。尚、図4と同一要素のものについては同一
符号を付して説明は省略する。第1実施例について図1
に基づいて説明する。このものは、半導体基板であるp
形基板(またはn形基板)にウェル(井戸)を設け、ウ
ェルにトランジスタ領域を形成し、またp基板上に薄膜
抵抗を備えたものである。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be explained based on FIGS. 1 to 3. Incidentally, the same elements as those in FIG. 4 are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Figure 1 for the first embodiment
The explanation will be based on. This is a semiconductor substrate p
A well is provided on a type substrate (or an n-type substrate), a transistor region is formed in the well, and a thin film resistor is provided on a p-type substrate.

【0017】図1において、トランジスタ領域について
NPNトランジスタの素子を例にして説明する。まずp
基板1上に例えばエッチング等によりウェル31を設け
、表面を酸化してウェル31内に酸化シリコン層32を
形成する。例えば酸化性の雰囲気中で熱酸化させる手法
等により酸化シリコン(SiO2 )層32を形成する
。その酸化シリコン層32が形成されたウェル31に例
えばCVD(chemical vapor depo
sition )法等により、順次、スピネルエピタキ
シャル層33、n+ 層34、n層35を形成していく
。ここで絶縁物による絶縁層は酸化シリコン層32とス
ピネルエピタキシャル層33とからなり、スピネルエピ
タキシャル層33は例えばAl2 O3 ・MgO等か
らなり絶縁層であると共に応力を緩和させる。またn+
層34は結晶性をよくして整合をとるバッファ層である
。そしてウェル31が埋められた後、例えば拡散法等に
より、ベースとなるp層36、コレクタとなるn+ 層
37を形成し、さらにp層36にエミッタとなるn+ 
層38を形成し、p基板1の表面を酸化して酸化シリコ
ン層39を形成してからコレクタ、エミッタ、ベースの
電極部37a、38a、36aを例えばエッチングして
アルミのパターン19で配線する。このようにしてp基
板1上に酸化シリコン層32とスピネルエピ層33との
絶縁層を介してNPNトランジスタ領域にNPNトラン
ジスタ素子が形成される。
In FIG. 1, the transistor region will be explained using an NPN transistor element as an example. First p
A well 31 is provided on the substrate 1 by, for example, etching, and the surface is oxidized to form a silicon oxide layer 32 in the well 31. For example, a silicon oxide (SiO2) layer 32 is formed by thermal oxidation in an oxidizing atmosphere. For example, CVD (chemical vapor depot) is applied to the well 31 in which the silicon oxide layer 32 is formed.
A spinel epitaxial layer 33, an n+ layer 34, and an n layer 35 are sequentially formed by a method such as a sintering method. Here, the insulating layer made of an insulator is composed of a silicon oxide layer 32 and a spinel epitaxial layer 33, and the spinel epitaxial layer 33 is made of, for example, Al2 O3 .MgO, etc., and serves as an insulating layer and relieves stress. Also n+
Layer 34 is a buffer layer that improves crystallinity and achieves matching. After the well 31 is filled, a p layer 36 that will serve as a base and an n+ layer 37 that will serve as a collector are formed by, for example, a diffusion method.
After forming a layer 38 and oxidizing the surface of the p-substrate 1 to form a silicon oxide layer 39, the collector, emitter, and base electrode portions 37a, 38a, and 36a are etched, for example, and wired with an aluminum pattern 19. In this way, an NPN transistor element is formed in the NPN transistor region on the p-substrate 1 via the insulating layer of the silicon oxide layer 32 and the spinel epitaxial layer 33.

【0018】次に、抵抗素子としての薄膜抵抗40を形
成するには、p基板1上の酸化シリコン層39上に例え
ばシリコンクロム、窒化タンタル等の材質のものを蒸着
またはスパッタリング等により形成し、その上に第2絶
縁層41を設ける。次に作用を説明する。ノイズ等によ
りp基板1に対してコレクタ層であるn+ 層37の電
位が低くなって順バイアスになっても、酸化シリコン層
32によりp基板1とトランジスタ領域とが完全に絶縁
分離されている為、電流がp基板1からn層35へ流れ
ることはなく、トランジスタは誤動作することがない。 また抵抗領域の薄膜抵抗40に使用されている材質のも
のは、温度係数が小さいので、温度変化に対して抵抗値
変化は非常に小さく、また薄膜抵抗は高抵抗値であっも
所定の抵抗値を精度良く得ることが出来、したがって所
定の抵抗値を得る為の定電流回路を設ける必要もなくな
る。
Next, to form the thin film resistor 40 as a resistance element, a material such as silicon chromium or tantalum nitride is formed on the silicon oxide layer 39 on the p-substrate 1 by vapor deposition or sputtering. A second insulating layer 41 is provided thereon. Next, the effect will be explained. Even if the potential of the n+ layer 37, which is the collector layer, becomes forward biased due to noise or the like with respect to the p-substrate 1, the p-substrate 1 and the transistor region are completely insulated and separated by the silicon oxide layer 32. , current will not flow from the p-substrate 1 to the n-layer 35, and the transistor will not malfunction. In addition, the material used for the thin film resistor 40 in the resistance region has a small temperature coefficient, so the resistance value changes very little with temperature changes. can be obtained with high accuracy, and therefore there is no need to provide a constant current circuit to obtain a predetermined resistance value.

【0019】かかる構成によれば、p基板1とp基板1
上に形成されたトランジスタ素子及び抵抗素子との間の
絶縁物である酸化シリコン層32とスピネルエピタキシ
ャル層33及び酸化シリコン層39とを設けることによ
り、p基板1に対してコレクタであるn+ 層37の電
位がノイズ等の影響でバイアス状態が変化してもトラン
ジスタが誤動作することはない。また抵抗素子も薄膜抵
抗である為、温度変動も少なく、精度、安定性にすぐれ
た抵抗を得ることが出来、そして従来のような高い抵抗
値を得る為の定電流回路が節減され、定電流回路の素子
も必要なくなり、故障する確率も低下する。このように
p基板1上に形成されたトランジスタ素子等の誤動作を
防止し、故障する確率も低下させることが出来る為、フ
ェールセーフ性がより向上し、フェールセーフ演算集積
回路の信頼性を向上させることが出来る。
According to this configuration, the p-substrate 1 and the p-substrate 1
By providing a silicon oxide layer 32, a spinel epitaxial layer 33, and a silicon oxide layer 39, which are insulators between the transistor element and resistance element formed above, an n+ layer 37, which is a collector, is provided for the p-substrate 1. Even if the bias state of the potential changes due to noise or the like, the transistor will not malfunction. In addition, since the resistance element is a thin film resistor, there is little temperature fluctuation, and it is possible to obtain a resistance with excellent accuracy and stability.Also, the constant current circuit required to obtain a high resistance value can be saved, and the constant current No circuit elements are needed, and the probability of failure is reduced. In this way, it is possible to prevent malfunctions of the transistor elements formed on the p-substrate 1 and reduce the probability of failure, thereby further improving fail-safe properties and improving the reliability of the fail-safe arithmetic integrated circuit. I can do it.

【0020】次に第2実施例について図2に基づいて説
明する。このものは、イオン注入法によりトランジスタ
領域を絶縁層で覆ったものである。図2において、p基
板1中に酸素をイオン注入することによって埋め込み、
酸化シリコン層51を形成し、その上に例えば気相成長
法等によりエピタキシャル層であるn層35を形成し、
選択酸化により酸化シリコン層53を設けて、埋め込み
酸化シリコン層51と酸化シリコン層53で囲まれた領
域にトランジスタ素子を形成する。その後、第1実施例
と同様に抵抗素子を薄膜抵抗40で形成する。
Next, a second embodiment will be explained based on FIG. 2. In this device, the transistor region is covered with an insulating layer using an ion implantation method. In FIG. 2, oxygen is implanted into the p-substrate 1 by ion implantation,
A silicon oxide layer 51 is formed, and an n-layer 35, which is an epitaxial layer, is formed thereon by, for example, vapor phase growth.
A silicon oxide layer 53 is provided by selective oxidation, and a transistor element is formed in a region surrounded by the buried silicon oxide layer 51 and the silicon oxide layer 53. Thereafter, a resistance element is formed of a thin film resistor 40 in the same manner as in the first embodiment.

【0021】次に第3実施例について図3に基づいて説
明する。このものは、シリコン基板を陽極化成して多孔
質シリコンを形成し、その多孔質シリコンを熱酸化して
多孔質シリコン酸化物層を形成したものである。図3に
おいて、p基板1上のトランジスタ形成予定領域の表面
をマスクし、トランジスタ形成予定領域を除いて陽極化
成により多孔質シリコンを形成しその多孔質シリコンを
熱酸化して多孔質シリコン酸化物層61を形成する。そ
の後トランジスタ形成予定領域にトランジスタ素子を形
成する。これによりp基板1とトランジスタ素子との間
の多孔質シリコン酸化物層61によりトランジスタ領域
のトランジスタ素子は絶縁分離される。トランジスタ素
子が形成された後、第1実施例と同様に抵抗素子を薄膜
抵抗40で形成する。
Next, a third embodiment will be explained based on FIG. 3. In this method, a silicon substrate is anodized to form porous silicon, and the porous silicon is thermally oxidized to form a porous silicon oxide layer. In FIG. 3, the surface of the transistor formation region on the p-substrate 1 is masked, porous silicon is formed by anodization except for the transistor formation region, and the porous silicon is thermally oxidized to form a porous silicon oxide layer. 61 is formed. Thereafter, a transistor element is formed in the region where a transistor is to be formed. As a result, the transistor elements in the transistor region are insulated and isolated by the porous silicon oxide layer 61 between the p-substrate 1 and the transistor elements. After the transistor element is formed, a resistance element is formed using a thin film resistor 40 in the same manner as in the first embodiment.

【0022】尚、第1〜3実施例においてトランジスタ
素子としてバイポーラのNPNトランジスタについて説
明したが、PNPトランジスタの場合でも絶縁物による
絶縁層を設けることにより、寄生トランジスタが発生し
なくなる。またバイポーラトランジスタに限らず、電界
効果トランジスタの場合でも全く同様にトランジスタの
誤動作及び寄生トランジスタの発生を防止することが出
来る。さらに、絶縁層の形成手法は上記3つの実施例の
手法に限定されるわけではなく、他の形成手法であって
も良い。
In the first to third embodiments, bipolar NPN transistors have been described as transistor elements, but even in the case of PNP transistors, parasitic transistors can be prevented by providing an insulating layer made of an insulator. Furthermore, not only bipolar transistors but also field effect transistors can be prevented from malfunctioning and from generating parasitic transistors. Furthermore, the method of forming the insulating layer is not limited to the methods of the three embodiments described above, and other forming methods may be used.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、素
子と素子との間の配線領域以外は絶縁物の絶縁層により
、半導体基板と素子との間、及び素子と素子との間が完
全に絶縁分離されている為、バイアス状態の変化による
トランジスタの誤動作が防止される。また抵抗素子を薄
膜抵抗で形成することにより、定電流回路を設けずに高
い抵抗値の抵抗体を得ることが出来、定電流回路に使用
されている素子を節減し、故障する確率も低下させるこ
とが出来、したがってフェールセーフ演算集積回路の信
頼性を向上させることが出来る。
Effects of the Invention As explained above, according to the present invention, the insulation layer between the semiconductor substrate and the elements and between the elements can be improved except for the wiring area between the elements by the insulation layer of the insulator. Since the transistors are completely isolated, malfunctions of the transistors due to changes in bias conditions are prevented. Furthermore, by forming the resistance element with a thin film resistor, it is possible to obtain a resistor with a high resistance value without providing a constant current circuit, which reduces the number of elements used in the constant current circuit and reduces the probability of failure. Therefore, the reliability of the fail-safe arithmetic integrated circuit can be improved.

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

【図1】本発明によるフェールセーフ演算集積回路の第
1実施例を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a fail-safe arithmetic integrated circuit according to the present invention.

【図2】本発明によるフェールセーフ演算集積回路の第
2実施例を示す断面図。
FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the fail-safe arithmetic integrated circuit according to the present invention.

【図3】本発明によるフェールセーフ演算集積回路の第
3実施例を示す断面図。
FIG. 3 is a sectional view showing a third embodiment of the fail-safe arithmetic integrated circuit according to the present invention.

【図4】従来のフェールセーフ演算集積回路の断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional fail-safe arithmetic integrated circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  p形シリコン基板(p基板) 2  アルミニウム(アルミ) 31  ウェル 32  酸化シリコン層 33  スピネルエピタキシャル層(バッファ層)34
  n+ 層(バッファ層) 39  酸化シリコン層 40  薄膜抵抗 51  酸化シリコン層 52  n+ 層 53  酸化シリコン層
1 P-type silicon substrate (p substrate) 2 Aluminum (aluminum) 31 Well 32 Silicon oxide layer 33 Spinel epitaxial layer (buffer layer) 34
n+ layer (buffer layer) 39 silicon oxide layer 40 thin film resistor 51 silicon oxide layer 52 n+ layer 53 silicon oxide layer

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板上に多数の素子が集積化され、
前記素子相互間及び素子と半導体基板間が素子分離され
て構成されるフェールセーフ演算集積回路において、前
記半導体基板と半導体基板上に形成された素子との間、
及び素子と素子との間に絶縁物による絶縁層を設けて絶
縁分離すると共に、抵抗素子を薄膜抵抗で形成したこと
を特徴とするフェールセーフ演算集積回路。
Claim 1: A large number of elements are integrated on a semiconductor substrate,
In the fail-safe arithmetic integrated circuit configured such that the elements are separated from each other and between the elements and the semiconductor substrate, between the semiconductor substrate and the element formed on the semiconductor substrate,
and a fail-safe arithmetic integrated circuit, characterized in that an insulating layer made of an insulating material is provided between the elements for insulation isolation, and the resistive element is formed of a thin film resistor.
JP40126190A 1990-12-11 1990-12-11 Fail-safe operation integrated circuit Pending JPH04213856A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP40126190A JPH04213856A (en) 1990-12-11 1990-12-11 Fail-safe operation integrated circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP40126190A JPH04213856A (en) 1990-12-11 1990-12-11 Fail-safe operation integrated circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04213856A true JPH04213856A (en) 1992-08-04

Family

ID=18511102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP40126190A Pending JPH04213856A (en) 1990-12-11 1990-12-11 Fail-safe operation integrated circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04213856A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010010305A (en) * 2008-06-25 2010-01-14 Denso Corp Semiconductor device and method of manufacturing the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010010305A (en) * 2008-06-25 2010-01-14 Denso Corp Semiconductor device and method of manufacturing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4879584A (en) Semiconductor device with isolation between MOSFET and control circuit
JP2521783B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
EP0097379B1 (en) Method for manufacturing semiconductor devices
US5708287A (en) Power semiconductor device having an active layer
US6906399B2 (en) Integrated circuit including semiconductor power device and electrically isolated thermal sensor
JP2000183341A (en) Semiconductor device and semiconductor circuit using the same
US4686557A (en) Semiconductor element and method for producing the same
US4511912A (en) Semiconductor element
EP0151347B1 (en) Integrated circuit having bipolar and field effect devices and method of fabrication
JPH04213856A (en) Fail-safe operation integrated circuit
JP4838421B2 (en) Analog switch
JPH04213872A (en) Fail-safe operation integrated circuit
USRE34025E (en) Semiconductor device with isolation between MOSFET and control circuit
JPS63169756A (en) Power transistor
JPH0258367A (en) Semiconductor device
JPS5882562A (en) Semiconductor device
JP3057698B2 (en) Semiconductor device
JPH0241171B2 (en)
JPS6031105B2 (en) semiconductor equipment
JPH05129528A (en) Bipolar integrated circuit device
JPH0271555A (en) Semiconductor integrated circuit
JPS61276340A (en) Semiconductor integrated circuit device
JPS62252972A (en) Semiconductor device
JPH08316332A (en) Semiconductor device
JPH09162315A (en) Semiconductor device