JPH053293A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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JPH053293A
JPH053293A JP3154834A JP15483491A JPH053293A JP H053293 A JPH053293 A JP H053293A JP 3154834 A JP3154834 A JP 3154834A JP 15483491 A JP15483491 A JP 15483491A JP H053293 A JPH053293 A JP H053293A
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region
conductivity type
type
buried layer
transistor
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JP3154834A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Okoda
敏幸 大古田
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication of JPH053293A publication Critical patent/JPH053293A/en
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Abstract

PURPOSE:To realize effective integration of a longitudinal PNP transistor and a DMOSFET which are suitable for an output step inverter circuit. CONSTITUTION:First and second epitaxial layers 15, 16 are formed on a substrate 14, an N<+>-type buried layer 17 is formed on a surface of the substrate 14 and a P<+>-type collector buried layer 26 is formed on a surface of the first epitaxial layer 15. A P<+>-type emitter region 28 is formed on a surface of a region which becomes a base as a longitudinal PNP transistor 12. A body region 31 of a P<+>-type diffusion region 30 is formed simultaneously with the P<+>-type emitter region 28. A P<+>-type channel region 32 is formed integrally with the P<+>-type body region 31, and an N<+>-type source region 33 and a gate electrode 34 are formed as a DMOSFET 13.

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、縦型PNPトランジス
タとDMOSFET(diffusionself−a
lignment MOSFET)とを組み合わせた出
力段インバータ回路を構成するための半導体集積回路に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a vertical PNP transistor and a DMOSFET (diffusion self-a).
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit for forming an output stage inverter circuit in combination with an output MOSFET.

【0002】[0002]

【従来の技術】バイポーラ素子とMOS素子とを混在化
したBi−CMOS技術の発達により、半導体装置の出
力回路の最終段にDMOSFETを用いる動きがある。
前記出力回路は、一般的にPチャンネルMOSとNチャ
ンネルMOSを組み合わせたCMOSインバータ回路が
用いられるが、通常同じ寸法、大きさのpMOSFET
とnMOSFETとを比較すると、キャリア移動度の関
係からpMOSFETの駆動能力が低く、pMOSFE
Tの駆動能力はnMOSFETの1/3〜1/2しかな
い。
2. Description of the Related Art With the development of Bi-CMOS technology in which bipolar elements and MOS elements are mixed, there is a movement to use DMOSFETs in the final stage of the output circuit of a semiconductor device.
As the output circuit, a CMOS inverter circuit in which a P-channel MOS and an N-channel MOS are combined is generally used, but a pMOSFET having the same size and size is usually used.
And nMOSFET are compared, the driving capability of pMOSFET is low due to the relation of carrier mobility.
The driving capability of T is only 1/3 to 1/2 that of nMOSFET.

【0003】そのため、従来の出力回路ではpMOSF
ETとnMOSFETの駆動能力をそろえるために、p
MOSFETの寸法を大きくしているため、出力回路の
面積が増大する。前記問題点を解決するために、例えば
特開平2−264519号公報に記載されているよう
に、pMOSFETをNPNトランジスタに置き換える
手法が提案されている。即ち図14に示すように、nM
OSFET(1)とNPNトランジスタ(2)とを組み
合わせてインバータ出力回路とし、NPNトランジスタ
(2)のベースにインバータ(3)を介してnMOSF
ET(1)とは逆相の入力信号を与えるよう構成したも
のである。
Therefore, in the conventional output circuit, pMOSF is used.
In order to have the same driving capability for ET and nMOSFET, p
Since the size of the MOSFET is increased, the area of the output circuit is increased. In order to solve the above-mentioned problems, a method of replacing the pMOSFET with an NPN transistor has been proposed as described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-264519. That is, as shown in FIG.
An inverter output circuit is formed by combining the OSFET (1) and the NPN transistor (2), and the nMOSF is connected to the base of the NPN transistor (2) via the inverter (3).
ET (1) is configured to give an input signal of opposite phase.

【0004】さらに別の手法として、図15に示すよう
にpMOSFETをnMOSFET(4)に置き換え、
他方のnMOSFET(5)にインバータ(6)を介し
て逆相信号を入力すると共に、外付コンデンサ(7)に
よるブート回路()を介して置き換えたnMOSFE
T(4)のゲートにVDD+VC(VCは外付コンデンサに
蓄積された電荷による電圧)分のゲート電圧を印加する
ように構成したものが提案されている。尚、nMOSF
ET(4)のゲートにVDD+VC分のゲート電圧を与え
るのは、nMOSFET(4)のON動作時に、ソース
を(VDD−IDSDS)分の電圧とすることにより、振幅
の大きな出力波形を得るためのものである。
As another method, as shown in FIG. 15, the pMOSFET is replaced with an nMOSFET (4),
An nMOSFE in which a negative phase signal is input to the other nMOSFET (5) via an inverter (6) and replaced via a boot circuit ( 8 ) by an external capacitor (7).
It has been proposed to apply a gate voltage corresponding to V DD + V C (V C is a voltage due to charges accumulated in an external capacitor) to the gate of T (4). In addition, nMOSF
The gate voltage of V DD + V C is applied to the gate of ET (4) by setting the source to the voltage of (V DD −I DS r DS ) when the nMOSFET (4) is turned on. This is for obtaining a large output waveform.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
手法ではNPNトランジスタ(2)のエミッタ電位がV
B−VBE(VBはベース電位、VBEはベース・エミッタ間
電圧)を超えることがなく、前記VBEを小さくできない
ため、出力振幅を大にできない欠点がある。一方の後者
では、ブート回路()によって同様の欠点を解消して
はいるが、外付コンデンサ(7)を付加するために回路
の複雑化、およびセットがコスト高となる欠点を有して
いる。
[Problems to be Solved by the Invention]
In the method, the emitter potential of the NPN transistor (2) is V
B-VBE(VBIs the base potential, VBEBetween base and emitter
Voltage) and VBECannot be reduced
Therefore, there is a drawback that the output amplitude cannot be increased. One latter
Then the boot circuit (8) Eliminates the same drawbacks
Yes, but circuit to add an external capacitor (7)
Has the drawback of increasing complexity and costing the set
There is.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は上述した欠点に
鑑み成されたもので、縦型PNPトランジスタ(12)
とnチャンネルのDMOSFET(13)とでインバー
タ出力回路を構成するものであり、第1と第2のエピタ
キシャル層(15)(16)を積層し両者の境界部に縦
型PNPトランジスタ(12)のP+型コレクタ埋め込
み層(26)を形成し、コレクタ導出領域(27)で囲
まれた領域を縦型PNPトランジスタ(12)のベース
とし、該ベースの表面に縦型PNPトランジスタ(1
2)のP+型エミッタ領域(28)を形成し、前記縦型
PNPトランジスタ(12)のエミッタ領域(28)と
同時的にDMOSFET(13)のP+型拡散領域(3
0)のボディ領域(31)を形成し、ボディ領域(3
1)と一体化するようにDMOSFET(13)のチャ
ンネル領域(32)を形成し、P+型拡散領域(30)
の表面にN+型ソース領域(33)を形成し、チャンネ
ル領域(32)上にゲート電極(34)を形成したもの
である。
The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks, and a vertical PNP transistor (12) is provided.
And an n-channel DMOSFET (13) constitute an inverter output circuit. The first and second epitaxial layers (15) and (16) are laminated and a vertical PNP transistor (12) is formed at the boundary between the two. A P + -type collector buried layer (26) is formed, and the region surrounded by the collector lead-out region (27) is used as the base of the vertical PNP transistor (12), and the vertical PNP transistor (1
2) P + type emitter region (28) is formed, and simultaneously with the emitter region (28) of the vertical PNP transistor (12), the P + type diffusion region (3) of the DMOSFET (13) is formed.
0) body region (31) and body region (3
The channel region (32) of the DMOSFET (13) is formed so as to be integrated with 1), and the P + type diffusion region (30) is formed.
The N + type source region (33) is formed on the surface of and the gate electrode (34) is formed on the channel region (32).

【0007】[0007]

【作用】本発明によれば、第1のエピタキシャル層(1
5)表面にコレクタ埋め込み層(26)を形成したこと
により、コレクタ直列抵抗を低減し飽和電圧VCE(sat)
の小さい縦型PNPトランジスタ(12)とすることが
できる。また、縦型PNPトランジスタ(12)のエミ
ッタ領域(28)を高不純物濃度に形成したので、キャ
リア(ホール)のエミッタ注入効率が増大し、コレクタ
電流を大にできる(駆動能力を増大した)縦型PNPト
ランジスタ(12)を提供できる。
According to the present invention, the first epitaxial layer (1
5) By forming the collector buried layer (26) on the surface, the collector series resistance is reduced and the saturation voltage V CE (sat)
The vertical PNP transistor (12) having a small Further, since the emitter region (28) of the vertical PNP transistor (12) is formed with a high impurity concentration, the carrier (hole) emitter injection efficiency is increased, and the collector current can be increased (driving capability is increased). Type PNP transistor (12) can be provided.

【0008】さらに、縦型PNPトランジスタ(12)
のP+型エミッタ領域(28)とDMOSFET(1
3)のP+型ボディ領域(31)とを同時的に形成した
ので、工程を簡素化できる。
Further, a vertical PNP transistor (12)
P + type emitter region (28) and DMOSFET (1
Since the P + type body region (31) of 3) is formed at the same time, the process can be simplified.

【0009】[0009]

【実施例】以下に本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら詳細に説明する。図1は本発明の半導体集積回路のう
ち、NPNトランジスタ(11)、縦型PNPトランジ
スタ(12)、およびDMOSFET(13)を示す断
面図である。
An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an NPN transistor (11), a vertical PNP transistor (12), and a DMOSFET (13) in the semiconductor integrated circuit of the present invention.

【0010】同図において、(14)はP型シリコン半
導体基板、(15)は基板(14)の上に積層したN型
の第1のエピタキシャル層、(16)は第1のエピタキ
シャル層(15)の上に積層したN型の第2のエピタキ
シャル層、(17)は基板(11)の表面に埋め込み形
成したN+型の埋め込み層、(18)は第1と第2のエ
ピタキシャル層(15)(16)を貫通して島領域を形
成するための分離領域、(19)は第1のエピタキシャ
ル層(15)表面から形成した分離領域(18)の下側
部分、(20)は第2のエピタキシャル層(16)表面
から形成した分離領域(18)の上側部分である。
In the figure, (14) is a P-type silicon semiconductor substrate, (15) is an N-type first epitaxial layer laminated on the substrate (14), and (16) is a first epitaxial layer (15). ), An N-type second epitaxial layer laminated on the substrate, (17) is an N + -type buried layer buried in the surface of the substrate (11), and (18) is the first and second epitaxial layers (15). ) An isolation region for penetrating an island region through (16), (19) a lower part of the isolation region (18) formed from the surface of the first epitaxial layer (15), and (20) a second part. The upper part of the isolation region (18) formed from the surface of the epitaxial layer (16).

【0011】NPNトランジスタ(11)を形成する主
な構成要素は、第1のエピタキシャル層(15)の表面
から形成され、N+型埋め込み層(17)と境を接する
ように形成した第2のN+型埋め込み層(21)と、第
2のエピタキシャル層(16)表面から第2のN+型埋
め込み層(21)に到達するように形成したN+型コレ
クタ低抵抗領域(22)と、島領域の表面に形成したP
型のベース領域(23)と、ベース領域(23)の表面
に形成したN+型のエミッタ領域(24)から成る。
(25)はベース取出しの為に形成したP+型ベースコ
ンタクト領域である。ベース領域(23)の下部全面に
第2のN+型埋め込み層(21)を形成することでこの
NPNトランジスタ(11)を高速型に、コレクタ低抵
抗領域(22)に対応する部分のみに選択的に設けるこ
とによってこのNPNトランジスタ(11)を高耐圧型
に夫々形成できる。
The main constituent elements of the NPN transistor (11) are formed from the surface of the first epitaxial layer (15) and are formed so as to be in contact with the N + type buried layer (17). An N + type buried layer (21), an N + type collector low resistance region (22) formed so as to reach the second N + type buried layer (21) from the surface of the second epitaxial layer (16), P formed on the surface of the island area
The base region (23) of the type and the N + type emitter region (24) formed on the surface of the base region (23).
(25) is a P + type base contact region formed for taking out the base. By forming the second N + type buried layer (21) on the entire lower surface of the base region (23), this NPN transistor (11) is selected as a high speed type and only in a portion corresponding to the collector low resistance region (22). These NPN transistors (11) can be formed to have high withstand voltages, respectively.

【0012】縦型PNPトランジスタ(12)を形成す
る主な構成要素は、第1のエピタキシャル層(15)の
表面に分離領域(18)の下側部分(19)と同時的に
形成され、N+型埋め込み層(17)によって基板(1
4)と電気的に分離されるP+型コレクタ埋め込み層
(26)と、第2のエピタキシャル層(16)表面から
分離領域(18)の上側部分(20)と同時的に形成さ
れ、コレクタ埋め込み層(26)に到達するP+型コレ
クタ導出領域(27)と、コレクタ埋め込み層(26)
およびコレクタ導出領域(27)で完全に囲まれた第2
のエピタキシャル層(16)をベースとし、ベースの表
面に形成したP+型のエミッタ領域(28)と、ベース
の取出しとなるN+型ベースコンタクト領域(29)か
ら成る。P+型コレクタ埋め込み層(26)の両脇に
は、第2のN+型埋め込み層(21)を配置してコレク
タ埋め込み層(26)のオートドープによる分離領域
(18)とコレクタ埋め込み層(26)との短絡を防止
する。また、ベースとなる領域に表面からN型不純物を
拡散すると、縦型PNPトランジスタ(12)の高速化
となる。
The main components forming the vertical PNP transistor (12) are formed simultaneously with the lower part (19) of the isolation region (18) on the surface of the first epitaxial layer (15) and N The substrate (1
4) and a P + -type collector buried layer (26) electrically isolated from the second epitaxial layer (16) and the upper part (20) of the isolation region (18) from the surface of the second epitaxial layer (16) at the same time. P + -type collector lead-out region (27) reaching the layer (26) and collector buried layer (26)
And a second completely enclosed by the collector lead-out area (27)
The epitaxial layer (16) is used as a base, and includes a P + -type emitter region (28) formed on the surface of the base and an N + -type base contact region (29) for taking out the base. A second N + -type buried layer (21) is arranged on both sides of the P + -type collector buried layer (26) to separate the collector buried layer (26) by autodoping and the collector buried layer (18). 26) to prevent short circuit. Further, if the N-type impurity is diffused from the surface into the region serving as the base, the speed of the vertical PNP transistor (12) is increased.

【0013】図1に示した縦型DMOSFET(13)
を形成する主な構成要素は、島領域の表面に縦型PNP
トランジスタ(12)のP+型エミッタ領域(28)と
同時的に形成したP+型拡散領域(30)のボディ領域
(31)と、P+型ボディ領域(31)に一体化してD
MOSFET(13)のチャンネル部となるP+型拡散
領域(30)のP型チャンネル領域(32)と、P+
拡散領域(30)の表面に形成したN+型のソース領域
(33)と、チャンネル領域(32)の上にゲート酸化
膜を介して配置したポリシリコンゲート電極(34)か
ら成る。
The vertical DMOSFET (13) shown in FIG.
The main component that forms the island is the vertical PNP on the surface of the island region.
The body region (31) of the P + type diffusion region (30) formed at the same time as the P + type emitter region (28) of the transistor (12) and the P + type body region (31) are integrated with D
A MOSFET (13) P-type channel region of the channel portion to become P + -type diffusion region (30) of (32), a P + -type diffusion region (30) N + -type source region formed on the surface of (33) , A polysilicon gate electrode (34) disposed on the channel region (32) via a gate oxide film.

【0014】ドレイン電流は、N+型埋め込み層(1
7)を介して、第1のエピタキシャル層(15)表面に
形成した第2のN+型埋め込み層(21)と第2のエピ
タキシャル層(16)表面から形成したN+型低抵抗領
域(35)とにより表面からドレイン電極にて取り出
す。前記ドレイン電流を取り出す領域は、個々の単位セ
ル又は複数個の単位セル毎に単位セルを取り囲むように
形成する。P+型拡散領域(30)の上には、N+型ソー
ス領域(33)とP+型ボディ領域(31)の両方にオ
ーミックコンタクトするソース電極を形成する。尚、D
MOSFET(13)のN+型低抵抗領域(35)とN
PNトランジスタ(11)のコレクタ低抵抗領域(2
2)とは工程を共用化された領域である。
The drain current is equal to the N + type buried layer (1
7) via the second N + type buried layer (21) formed on the surface of the first epitaxial layer (15) and the N + type low resistance region (35 formed on the surface of the second epitaxial layer (16). ) And take out from the surface at the drain electrode. The region for extracting the drain current is formed so as to surround the unit cell for each individual unit cell or for each unit cell. A source electrode that makes ohmic contact with both the N + type source region (33) and the P + type body region (31) is formed on the P + type diffusion region (30). Incidentally, D
N + type low resistance region (35) of MOSFET (13) and N
PN transistor (11) collector low resistance region (2
2) is an area in which the process is shared.

【0015】図1に示した半導体集積回路の製造方法を
説明する。 (a)先ず、P型半導体基板(14)の表面にN+型埋
め込み層(17)を形成するためのアンチモン(Sb)
を選択的に拡散する(図2)。 (b)エピタキシャル成長法により、基板(14)表面
に厚さ5〜7μのN型の第1のエピタキシャル層(1
5)を積層する。その後、第1のエピタキシャル層(1
5)の表面にボロン(B)を選択的に拡散して分離領域
(18)の下側部分(19)と縦型PNPトランジスタ
(12)のコレクタ埋め込み層(26)を形成する(図
3)。
A method of manufacturing the semiconductor integrated circuit shown in FIG. 1 will be described. (A) First, antimony (Sb) for forming the N + type buried layer (17) on the surface of the P type semiconductor substrate (14)
Are selectively diffused (FIG. 2). (B) By the epitaxial growth method, the N-type first epitaxial layer (1
5) are laminated. Then, the first epitaxial layer (1
Boron (B) is selectively diffused on the surface of 5) to form a lower portion (19) of the isolation region (18) and a collector buried layer (26) of the vertical PNP transistor (12) (FIG. 3). .

【0016】(c)次いで、第1のエピタキシャル層
(15)の表面にアンチモン(Sb)を拡散して、NP
Nトランジスタ(11)の第2のN+型埋め込み層(2
1)、縦型PNPトランジスタ(12)の第2のN+
埋め込み層(21)、およびDMOSFET(13)の
第2のN+型埋め込み層(21)を形成する(図4)。 (d)エピタキシャル成長法により、第1のエピタキシ
ャル層(15)の表面に厚さ8〜12μのN型の第2の
エピタキシャル層(16)を積層する。その後、第2の
エピタキシャル層(16)の表面にリン(P)又はヒ素
(As)を選択的にドープしてNPNトランジスタ(1
1)のコレクタ低抵抗領域(22)とDMOSFETの
低抵抗領域(35)を形成する(図5)。尚、この後に
分離領域(18)の下側部分(19)を上方へ拡散する
ための熱処理を行っておくと、分離領域(18)の上側
部分(20)の拡散深さを浅くできる。
(C) Next, antimony (Sb) is diffused on the surface of the first epitaxial layer (15) to form NP.
The second N + type buried layer (2
1), a second N + -type buried layer of the vertical PNP transistor (12) (21), and a second N + -type buried layer of DMOSFET (13) to form a (21) (Fig. 4). (D) An N-type second epitaxial layer (16) having a thickness of 8 to 12 μ is laminated on the surface of the first epitaxial layer (15) by the epitaxial growth method. Then, the surface of the second epitaxial layer (16) is selectively doped with phosphorus (P) or arsenic (As) to form an NPN transistor (1).
The collector low resistance region (22) of 1) and the low resistance region (35) of the DMOSFET are formed (FIG. 5). If a heat treatment for diffusing the lower part (19) of the separation region (18) upward is performed after this, the diffusion depth of the upper part (20) of the separation region (18) can be made shallow.

【0017】(e)第2のエピタキシャル層(16)の
表面に分離領域(18)の上側部分(20)を形成する
ボロン(B)を選択的に拡散し、且つ熱処理による引き
伸ばし拡散を行うことによって、分離領域(18)の上
側部分(20)と下側部分(19)とを連結する(図
6)。N+型埋め込み層(17)とN+型第2の埋め込み
層(21)、および第2のN+型埋め込み層(21)と
コレクタ低抵抗領域(22)等も夫々連結する。また、
縦型PNPトランジスタ(12)のP+型コレクタ埋め
込み層(26)はN+型埋め込み層(17)に達する。
(E) Selectively diffusing boron (B) forming the upper portion (20) of the isolation region (18) on the surface of the second epitaxial layer (16), and performing extension diffusion by heat treatment. Connects the upper part (20) and the lower part (19) of the separation area (18) (FIG. 6). The N + -type buried layer (17) and the N + -type second buried layer (21), and the second N + -type buried layer (21) and the collector low resistance region (22) are also connected, respectively. Also,
The P + type collector buried layer (26) of the vertical PNP transistor (12) reaches the N + type buried layer (17).

【0018】(f)第2のエピタキシャル層(16)表
面に膜厚200〜600Å程のゲート酸化膜を形成し、
その上に膜厚1.0〜2.0μのポリシリコンを堆積、
ホトエッチングしてゲート電極(34)を形成する(図
7)。 (g)第2のエピタキシャル層(16)表面に選択マス
クを形成し、イオン注入法等によりボロン(B)を選択
拡散することにより、NPNトランジスタ(11)のベ
ースコンタクト領域(25)、縦型PNPトランジスタ
(12)のエミッタ領域(28)、およびDMOSFE
T(13)のボディ領域(31)を形成する(図8)。
これらの領域は、表面のシート抵抗で10〜20Ω・c
mと、十分高不純物濃度の領域に形成する。尚、ゲート
電極(34)の形成と本工程とは順序を逆にすることも
可能である。
(F) A gate oxide film having a film thickness of 200 to 600 Å is formed on the surface of the second epitaxial layer (16),
Polysilicon having a film thickness of 1.0 to 2.0 μ is deposited thereon,
Photoetching is performed to form a gate electrode (34) (FIG. 7). (G) By forming a selective mask on the surface of the second epitaxial layer (16) and selectively diffusing boron (B) by an ion implantation method or the like, the base contact region (25) of the NPN transistor (11) and the vertical type Emitter region (28) of PNP transistor (12), and DMOSFE
A body region (31) of T (13) is formed (FIG. 8).
These areas have a surface sheet resistance of 10 to 20 Ω · c.
m and a sufficiently high impurity concentration region. The order of forming the gate electrode (34) and this step can be reversed.

【0019】(h)選択マスクを変更し、DMOSFE
T(13)においてはゲート電極(34)をマスクの一
部として使用しつつ、ボロン(B)を選択的に拡散する
ことにより、NPNトランジスタ(11)のベース領域
(23)とDMOSFET(13)のチャンネル領域
(32)を形成する(図9)。NPNトランジスタ(1
1)のベース領域(23)を形成するボロン(B)はP
+型ベースコンタクト領域(25)に、DMOSFET
(13)のチャンネル領域(32)を形成するボロン
(B)はP+型ボディ領域(31)に、夫々重ねて導入
される。また、縦型PNPトランジスタ(12)のP+
型エミッタ領域(28)に重ねても良い。本工程で導入
するボロン(B)の不純物濃度は、先の縦型PNPトラ
ンジスタ(12)のエミッタ領域(28)のものより低
い。
(H) Change the selection mask and change the DMOSFE
At T (13), the gate electrode (34) is used as a part of the mask, and boron (B) is selectively diffused to form the base region (23) of the NPN transistor (11) and the DMOSFET (13). Forming a channel region (32) (FIG. 9). NPN transistor (1
Boron (B) forming the base region (23) of 1) is P
In the + type base contact region (25), DMOSFET
Boron (B) forming the channel region (32) of (13) is introduced to the P + type body region (31) in an overlapping manner. In addition, P + of the vertical PNP transistor (12)
It may be overlaid on the mold emitter region (28). The impurity concentration of boron (B) introduced in this step is lower than that of the emitter region (28) of the vertical PNP transistor (12).

【0020】(i)選択マスクを変更し、DMOSFE
T(13)においては再びゲート電極(34)をマスク
の一部として、表面からリン(P)又はヒ素(As)を
選択拡散し、NPNトランジスタ(11)のエミッタ領
域(24)、縦型PNPトランジスタ(12)のベース
コンタクト領域(29)、およびDMOSFET(1
3)のソース領域(33)を形成する(図10)。この
後、Al電極等を配設して本発明の半導体集積回路が製
造される。
(I) The selection mask is changed and DMOSFE
At T (13), again using the gate electrode (34) as a part of the mask, phosphorus (P) or arsenic (As) is selectively diffused from the surface, and the emitter region (24) of the NPN transistor (11) and the vertical PNP are formed. The base contact region (29) of the transistor (12) and the DMOSFET (1
The source region (33) of 3) is formed (FIG. 10). After that, the Al electrode and the like are arranged to manufacture the semiconductor integrated circuit of the present invention.

【0021】本発明の装置で構成できる出力段インバー
タ回路を図11に示す。この回路は、縦型PNPトラン
ジスタ(12)によってpMOSFETの代りに置き換
えたPNPトランジスタ(40)と、DMOSFET
(13)によって形成したnMOSFET(41)とを
組み合わせたもので、PNPトランジスタ(40)のベ
ースとnMOSFET(41)のゲートに同相の入力信
号を印加し、PNPトランジスタ(40)のコレクタと
nMOSFET(41)のドレインとの接続点から出力
信号を取り出すと共に、前記入力信号が正極性の時にn
MOSFET(41)がON動作、負極性の時にPNP
トランジスタ(40)がON動作して負荷を駆動するよ
うに構成したものである。この場合、出力波形の最小レ
ベルはnMOSFET(41)のオン抵抗RDSにより決
定され、出力波形の最大レベルはPNPトランジスタ
(40)の飽和電圧VCE(sat)によって夫々決定される
ので、電源電位の差(VDD−VSS)を最大限有効に活用
した出力振幅が得られ、出力回路の駆動能力が高い。
FIG. 11 shows an output stage inverter circuit which can be constructed by the device of the present invention. This circuit includes a PNP transistor (40) replaced by a vertical PNP transistor (12) instead of a pMOSFET, and a DMOSFET.
In combination with the nMOSFET (41) formed by (13), an input signal of the same phase is applied to the base of the PNP transistor (40) and the gate of the nMOSFET (41), and the collector of the PNP transistor (40) and the nMOSFET (41). The output signal is taken out from the connection point with the drain of 41), and when the input signal is positive, n
When the MOSFET (41) is on, negative polarity
The transistor (40) is turned on to drive the load. In this case, the minimum level of the output waveform is determined by the on-resistance R DS of the nMOSFET (41), and the maximum level of the output waveform is determined by the saturation voltage V CE (sat) of the PNP transistor (40). The output amplitude that makes the most effective use of the difference (V DD −V SS ) is obtained, and the drive capability of the output circuit is high.

【0022】そして、本発明の縦型PNPトランジスタ
(12)は、コレクタ埋め込み層(26)を第1のエピ
タキシャル層(15)表面から形成することによって、
コレクタ埋め込み層(26)の幅を厚くしコレクタ直列
抵抗rCを低減することができるから、その飽和電圧V
CE(sat)を十分小さくできるものである。従って、上記
出力波形の振幅を一層増大できる。
In the vertical PNP transistor (12) of the present invention, the collector buried layer (26) is formed from the surface of the first epitaxial layer (15),
Since the collector buried layer (26) can be thickened to reduce the collector series resistance r C , its saturation voltage V
CE (sat) can be made sufficiently small. Therefore, the amplitude of the output waveform can be further increased.

【0023】また、本発明の縦型PNPトランジスタ
(12)は、エミッタをNPNトランジスタ(11)の
ベース領域(23)より高不純物濃度のP+型エミッタ
領域(28)とすることにより、エミッタからベースへ
のキャリア(ホール)注入効率を増大せしめ、トランジ
スタのコレクタ最大電流ICmaxを増大できる。従ってP
NPトランジスタ(40)の駆動能力を増大せしめ、n
MOSFET(41)と駆動能力をそろえる時にPNP
トランジスタ(40)の占有面積を縮小できる。
In the vertical PNP transistor (12) of the present invention, the emitter is a P + -type emitter region (28) having a higher impurity concentration than the base region (23) of the NPN transistor (11), so that The carrier (hole) injection efficiency to the base can be increased and the collector maximum current I Cmax of the transistor can be increased. Therefore P
By increasing the driving capability of the NP transistor (40), n
PNP when matching the driving capability with MOSFET (41)
The area occupied by the transistor (40) can be reduced.

【0024】さらに、縦型PNPトランジスタ(12)
のP+型エミッタ領域(28)とDMOSFET(1
3)のP+型ボディ領域(31)との工程を共用化した
ので、工程を簡略化できる。図12に本発明の第2の実
施例を示した。図1のDMOSFET(13)が埋め込
み層(17)を介してドレイン電流を取り出す縦型DM
OSであるのに対し、本実施例はチャンネル領域(3
2)に相対向する位置に設けたN+型ドレイン領域(3
6)によってドレイン電流を取り出す横型DMOSであ
る。N+型ドレイン領域(36)はNPNトランジスタ
(11)のエミッタ領域(24)と同時的に形成され、
チャンネル電流がチャンネル領域(32)からゲート電
極(34)下部の第2のエピタキシャル層(16)表面
を通して横方向に流れることから横型DMOSと呼ばれ
ている。他の構成、および作用効果は図1と同様であ
る。
Further, a vertical PNP transistor (12)
P + type emitter region (28) and DMOSFET (1
Since the step of 3) is shared with the P + type body region (31), the step can be simplified. FIG. 12 shows a second embodiment of the present invention. A vertical DM in which the DMOSFET (13) of FIG. 1 takes out a drain current through the buried layer (17).
In contrast to the OS, the channel area (3
N + type drain region (3
It is a lateral DMOS which takes out the drain current by 6). The N + type drain region (36) is formed simultaneously with the emitter region (24) of the NPN transistor (11),
It is called a lateral DMOS because a channel current flows laterally from the channel region (32) through the surface of the second epitaxial layer (16) below the gate electrode (34). Other configurations and operational effects are the same as in FIG.

【0025】尚、NPNトランジスタ(11)と縦型P
NPトランジスタ(12)、およびDMOSFET(1
3)を一体化したものについて説明してきたが、本願の
半導体集積回路は図に示すnチャンネルMOSFET
(50)とPチャンネルMOSFET(51)とが同様
に共存されているものである。nチャンネルMOSFE
T(50)は、P型のウェル領域(52)上にNPNト
ランジスタ(11)のエミッタ領域(24)と工程が共
用化されたN+型ソース・ドレイン領域(53)とゲー
ト電極(34)から成り、PチャンネルMOSFET
(51)は、N型ウェル領域(54)の表面にDMOS
FET(13)のP+型ボディ領域(31)と工程が共
用化されたP+型ソース・ドレイン領域(55)とゲー
ト電極(34)から成る。nチャンネルMOSFET
(50)のP+型埋め込み層(56)は縦型PNPトラ
ンジスタ(12)のコレクタ埋め込み層(26)と工程
が共用化され、基板(14)にまで達している。
The NPN transistor (11) and the vertical P
NP transistor (12), and DMOSFET (1
Although the integrated circuit 3) has been described, the semiconductor integrated circuit of the present application is an n-channel MOSFET shown in the figure.
(50) and the P-channel MOSFET (51) coexist in the same manner. n-channel MOSFE
The T (50) is an N + type source / drain region (53) and a gate electrode (34) on the P type well region (52) in which the process is shared with the emitter region (24) of the NPN transistor (11). Consisting of a P-channel MOSFET
(51) is a DMOS on the surface of the N-type well region (54)
It is composed of a P + type body region (31) of the FET (13), a P + type source / drain region (55) and a gate electrode (34) whose process is shared. n-channel MOSFET
The P + type buried layer (56) of (50) is shared with the collector buried layer (26) of the vertical PNP transistor (12) in the same process, and reaches the substrate (14).

【0026】[0026]

【発明の効果】以上に説明した通り、本発明によればP
NPトランジスタ(40)とnMOSFET(41)と
を組み合わせたインバータ出力回路を集積回路内で構成
できる利点を有する。しかも2段階エピタキシャル構造
とすることにより縦型PNPトランジスタ(12)の飽
和電圧VCE(sat)を低減できるので、出力波形の振幅を
一層大きくとれる他、エミッタをNPNトランジスタ
(11)のベース領域(23)より高不純物濃度の領域
とすることにより、PNPトランジスタ(40)の駆動
能力を改善し、その占有面積を縮小できる利点を有す
る。
As described above, according to the present invention, P
This has the advantage that an inverter output circuit combining the NP transistor (40) and the nMOSFET (41) can be configured in an integrated circuit. Moreover, since the saturation voltage V CE (sat) of the vertical PNP transistor (12) can be reduced by adopting the two-stage epitaxial structure, the amplitude of the output waveform can be further increased and the emitter can be the base region of the NPN transistor (11) ( 23) The region having a higher impurity concentration has an advantage that the driving ability of the PNP transistor (40) can be improved and the occupied area thereof can be reduced.

【0027】さらに、縦型PNPトランジスタ(12)
のエミッタ領域(28)とDMOSFET(13)のP
+型ボディ領域(31)との工程を共用することによ
り、製造工程の簡略化が図れる利点をも有する。
Further, a vertical PNP transistor (12)
Emitter region (28) and DMOSFET (13) P
Sharing the process with the + type body region (31) also has an advantage that the manufacturing process can be simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明を説明するための断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the present invention.

【図2】製造方法を説明するための第1の断面図であ
る。
FIG. 2 is a first cross-sectional view for explaining the manufacturing method.

【図3】製造方法を説明するための第2の断面図であ
る。
FIG. 3 is a second cross-sectional view for explaining the manufacturing method.

【図4】製造方法を説明するための第3の断面図であ
る。
FIG. 4 is a third cross-sectional view for explaining the manufacturing method.

【図5】製造方法を説明するための第4の断面図であ
る。
FIG. 5 is a fourth cross-sectional view for explaining the manufacturing method.

【図6】製造方法を説明するための第5の断面図であ
る。
FIG. 6 is a fifth cross-sectional view for explaining the manufacturing method.

【図7】製造方法を説明するための第6の断面図であ
る。
FIG. 7 is a sixth sectional view for explaining the manufacturing method.

【図8】製造方法を説明するための第7の断面図であ
る。
FIG. 8 is a seventh cross-sectional view for explaining the manufacturing method.

【図9】製造方法を説明するための第8の断面図であ
る。
FIG. 9 is an eighth sectional view for explaining the manufacturing method.

【図10】製造方法を説明するための第9の断面図であ
る。
FIG. 10 is a ninth cross-sectional view for explaining the manufacturing method.

【図11】出力段インバータ回路を示す回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram showing an output stage inverter circuit.

【図12】本発明の他の実施例を示す断面図である。FIG. 12 is a sectional view showing another embodiment of the present invention.

【図13】本発明の装置の他の部分を示す断面図であ
る。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing another part of the device of the present invention.

【図14】従来の出力段インバータ回路を示す回路図で
ある。
FIG. 14 is a circuit diagram showing a conventional output stage inverter circuit.

【図15】従来の出力段インバータ回路を示す回路図で
ある。
FIG. 15 is a circuit diagram showing a conventional output stage inverter circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03K 19/08 A 8941−5J 7377−4M H01L 29/72 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI Technical indication location H03K 19/08 A 8941-5J 7377-4M H01L 29/72

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一導電型の半導体基板と、前記基板の上
に順次積層した逆導電型の第1と第2のエピタキシャル
層と、前記基板と第1のエピタキシャル層との境界部に
形成した複数個の逆導電型の埋め込み層と、前記第1と
第2のエピタキシャル層との境界部に形成し、前記逆導
電型埋め込み層に境を接する一方導電型トランジスタの
コレクタ埋め込み層と、前記一導電型コレクタ埋め込み
層と同時的に形成され、前記第1と第2のエピタキシャ
ル層を貫通して島領域を形成する一導電型の分離領域の
一部を形成する分離領域の下側部分と、前記第2のエピ
タキシャル層表面より形成され、前記分離領域の下側部
分と連結する分離領域の上側部分と、前記第1と第2の
エピタキシャル層との境界部に形成し、前記逆導電型埋
め込み層に境を接する第2の逆導電型の埋め込み層と、
前記第2のエピタキシャル層表面より形成され、前記第
2の逆導電型埋め込み層に境を接する低抵抗取出し領域
と、前記島領域の表面に形成されて他方導電型トランジ
スタを構成する一導電型のベース領域、および逆導電型
のエミッタ領域と、前記分離領域の上側部分と同時的に
形成され、前記コレクタ埋め込み層と連結する一方導電
型トランジスタのコレクタ取出し領域と、前記コレクタ
取出し領域で囲まれた領域をベースとし、前記ベースの
表面に形成した一導電型高不純物濃度の一方導電型トラ
ンジスタのエミッタ領域と、前記島領域の表面に前記一
方導電型トランジスタのエミッタ領域と同時的に形成さ
れたDMOSFETの一導電型拡散領域のボディ領域
と、前記ボディ領域と一体的に形成され、DMOSFE
Tのチャンネルとなる前記一導電型拡散領域のチャンネ
ル領域と、前記一導電型拡散領域の表面に形成したDM
OSFETの逆導電型のソース領域と、前記チャンネル
領域の上にゲート絶縁膜を介して設置したDMOSFE
Tのゲート電極とを具備することを特徴とする半導体集
積回路。
1. A semiconductor substrate of one conductivity type, first and second opposite conductivity type epitaxial layers sequentially stacked on the substrate, and formed at the boundary between the substrate and the first epitaxial layer. A plurality of reverse conductivity type buried layers, and a collector buried layer of a conductivity type transistor formed at the boundary between the first and second epitaxial layers and contacting the reverse conductivity type buried layer; A lower part of an isolation region which is formed at the same time as the conductivity type collector buried layer and forms a part of the isolation region of one conductivity type which penetrates the first and second epitaxial layers to form an island region; The second conductive layer is formed on the surface of the second epitaxial layer and is formed at the boundary between the first and second epitaxial layers and the upper portion of the isolation region that is connected to the lower portion of the isolation region, and the reverse conductivity type burying is performed. Border the layers A second reverse conductivity type buried layer,
A low-resistance take-out region formed on the surface of the second epitaxial layer and in contact with the second reverse-conductivity type buried layer, and a one-conductivity type transistor formed on the surface of the island region to form the other conductivity-type transistor. The base region and the emitter region of the opposite conductivity type are formed at the same time as the upper portion of the isolation region and are surrounded by the collector extraction region of the one conductivity type transistor connected to the collector buried layer and the collector extraction region. A DMOSFET formed on the surface of the base at the same time as the emitter region of the one conductivity type high conductivity one-conductivity type transistor formed on the surface of the base and on the surface of the island region at the same time as the emitter region of the one conductivity type transistor. And a body region of the one-conductivity-type diffusion region, the DMOSFE being integrally formed with the body region.
A channel region of the one-conductivity type diffusion region serving as a T channel and a DM formed on the surface of the one-conductivity type diffusion region.
DMOSFE disposed on the source region of the opposite conductivity type of the OSFET and the channel region via a gate insulating film
A semiconductor integrated circuit comprising a T gate electrode.
【請求項2】 前記DMOSFETが前記逆導電型埋め
込み層を介してドレイン電流を取り出す縦型DMOSF
ETであることを特徴とする請求項第1項記載の半導体
集積回路。
2. The vertical DMOSF in which the DMOSFET takes out a drain current through the reverse conductivity type buried layer.
The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the semiconductor integrated circuit is an ET.
【請求項3】 前記DMOSFETが前記島領域の表面
に形成した逆導電型ドレイン領域からドレイン電流を取
り出す横型DMOSFETであることを特徴とする請求
項第1項記載の半導体集積回路。
3. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the DMOSFET is a lateral DMOSFET that takes out a drain current from an opposite conductivity type drain region formed on the surface of the island region.
【請求項4】 前記一方導電型トランジスタが出力段イ
ンバータ回路の一方のトランジスタを構成し、前記DM
OSFETが前記出力段インバータ回路の他方のトラン
ジスタを構成し、前記一方導電型トランジスタのコレク
タと前記DMOSFETのドレインとの接続点を出力端
子に接続したことを特徴とする請求項第1項記載の半導
体集積回路。
4. The one conductivity type transistor constitutes one transistor of an output stage inverter circuit,
2. The semiconductor according to claim 1, wherein the OSFET constitutes the other transistor of the output stage inverter circuit, and the connection point between the collector of the one conductivity type transistor and the drain of the DMOSFET is connected to the output terminal. Integrated circuit.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002026138A (en) * 2000-07-07 2002-01-25 Sanyo Electric Co Ltd Semiconductor device
US7009261B2 (en) 2003-06-11 2006-03-07 Renesas Technology Corp. Semiconductor device and method of manufacturing the same

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