JPH0572108B2 - - Google Patents

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JPH0572108B2
JPH0572108B2 JP57156253A JP15625382A JPH0572108B2 JP H0572108 B2 JPH0572108 B2 JP H0572108B2 JP 57156253 A JP57156253 A JP 57156253A JP 15625382 A JP15625382 A JP 15625382A JP H0572108 B2 JPH0572108 B2 JP H0572108B2
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JP
Japan
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collector
base
transistor
layer
transistors
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JP57156253A
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Japanese (ja)
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JPS5944864A (en
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Tadashi Hirao
Makoto Hirayama
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH0572108B2 publication Critical patent/JPH0572108B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/0203Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0214Particular design considerations for integrated circuits for internal polarisation, e.g. I2L
    • H01L27/0229Particular design considerations for integrated circuits for internal polarisation, e.g. I2L of bipolar structures
    • H01L27/0233Integrated injection logic structures [I2L]

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)

Description

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

この発明は半導体集積回路装置の改良に関する
ものである。以下イングレーテツド・インジエク
シヨン・ロジツク(Integra Injection Logic)
回路装置(以下「IIL・IC」という。)を例にとつ
て説明する。 第1図a〜eは従来のIIL・ICを構造をよりよ
く理解するためにその構造主要工程における状態
を示す断面図である。ただし、ここで示すのは出
力(fan−out)1個の場合である。 すなわち、このIIL・ICはバイポーラICで一般
に行なわれているように、p形シリコン基板1上
にn形高不純物濃度(n+形と言い、以下これに
準ずる。)埋込み層2を形成したのち、n形低不
純物濃度(n-形と言い、以下これに準ずる。)エ
ピタキシヤル層3を成長させ、ついで酸化膜10
1と耐酸化膜である窒化膜201とを順次形成し
て、所定形状にパターニングし、これをマスクに
してn-形エピタキシヤル層3を所定深さだけエ
ツチング除去してから、イオン注入法によりチヤ
ネルカツト防止層用p形イオン注入層4を形成
し、窒化膜201をマスクとして選択酸化を行な
つて分離酸化膜102を形成する〔第1図a〕。
次に、窒化膜201と酸化膜101とを除去した
のち、あらためて薄い酸化膜103を形成したの
ち、これを通し、所要のレジストマスク(この段
階でのレジストマスクは図示せず。)を介してホ
ウ素イオンを注入して、n-形エピタキシヤル層
3に選択的にp-形層6を形成した後に、あらた
めて所要パターンのレジストマスク301を形成
し、これを用いて酸化膜103を通してホウ素イ
オンを注入して、n-形エピタキシヤル層3にp+
形層7,8,9を形成する〔第1図b〕。次にレ
ジストマスク301を除去後、全上面にCVD法
によつてリンガラス膜401を成長させた上で、
このリンガラス膜401、p-形層6およびp+
層7,8,9のアニーリングを同時に行なつて
p-形層6aおよびp+形層7a,8a,9aを形
成させる〔第1図c〕。次に、p-形層6aの上の
一部にリンガラス膜401および酸化膜103に
窓をあけ、ここからn形不純物を導入し、アニー
ルすることによつてn+形層10aを形成すると
ともに、p-形層6aをp-形層6bに、p+形層7
a,8a,9aを7b,8b,9bにそれぞれ成
長させる〔第1図d〕。つづいて、p+形層7bお
よび9b上にそれぞれ窓をあけ、上記n+形層1
0aの上の窓の部分とともにそれぞれ金属シリサ
イド層501を介して電極配線を行ない、pnpト
ランジスタのエミツタであるp+形層7bにイン
ジエクタ電極11を、pnpトランジスタのコレク
タであり、かつ逆方向動作npnトランジスタのベ
ースであるp-形層6bにつながる電極取出し用
p+形層9bにインプツト電極12を、さらに、
逆方向動作npnトランジスタのコレクタであるn+
形層10aにアウトプツト電極13をそれぞれ接
続形成して、このIILゲートを完成させる〔第1
図e〕。 以上基本的な1出力のIILゲートを示したが、
第2図はこの従来構造になる3出力と2本のゲー
ト間配線とを有するIILゲートの平面図で、13,
14,15がそれぞれ第1のコレクタC1、第2
のコレクタC2、第3のコレクタC3につながれた
3つのアウトプツト電極、21,22はゲート間
配線である。3つのコレクタC1,C2,C3はイン
プツト(ベース)電極12から近い順に配列され
ている。さて、逆動作npnトランジスタの電流増
幅率βuは第3図に示すようにベース電極12から
遠いコレクタほどコレクタ電流Icの高電流域で大
きく低下する。これはベース抵抗がベース電極か
ら遠いコレクタほど大きくなるからであると考え
られる。また、IILのゲート伝播遅延時間tpdと消
費電力Pdとの間には第4図に示されるような電
力遅延特性のあることが知られている。(例えば、
半導体トランジスタ研究会、信学技報SSD76〜
89、p37:High Speed IIL with Self−Aligned
Double Diffusion Injector〔S2L〕)。 ここで同一ベース面積、同一pnpトランジスタ
特性であれば第5図に示すようにtpdnio∝βu -0.15
ような反比例の関係が成立するので、第6図に示
すようにベース電極から遠いコレクタほど(コレ
クタとベース電極との距離DC-Bが大きいほど)
最小遅延時間tpdnioが大きくなる。よつて、この
ように従来の製造方法によるIILゲートの性能に
は第1表にその一例を示すように各アウトプツト
電極間で特性の差異があり、ベース電極に最も遠
いアウトプツト電極の大きい遅延時間で制約され
る。さらに同一製造法であつても、電流増幅率βu
は第7図に示すようにコレクタ面積SCのベース面
積SBに対する比SC/SBに比例する。従来の構造で
は第2図に示したようにp-形領域(6b)とこれ
につながるp+形領域(8b)、(9b)とからなるベ
ース領域がゲート間配線21,22の下にまでわ
たつて存在し、第1表に示すようにベース面積SB
が大きく、従つてコレクタ面積SCとの比SC/SB
非常に小さくなり、電流増幅率βuが小さくなり、
ベース電極に最も近いコレクタC1でも最小遅延
時間tpdnioは大きくなり、さらに、電源電流Iinjを
200μA/gete程度としたときの遅延時間tpdも大き
くなる。
This invention relates to improvements in semiconductor integrated circuit devices. Integrated Injection Logic (hereinafter referred to as Integra Injection Logic)
This will be explained using a circuit device (hereinafter referred to as "IIL/IC") as an example. FIGS. 1a to 1e are cross-sectional views showing the main steps of a conventional IIL/IC structure in order to better understand the structure. However, what is shown here is the case of one output (fan-out). That is, this IIL IC is manufactured by forming an n-type high impurity concentration (referred to as n + type, hereinafter referred to as this) buried layer 2 on a p-type silicon substrate 1, as is generally done in bipolar ICs. , an n-type low impurity concentration (referred to as n - type, hereinafter referred to as this) epitaxial layer 3 is grown, and then an oxide film 10 is grown.
1 and a nitride film 201, which is an oxidation-resistant film, are sequentially formed and patterned into a predetermined shape. Using this as a mask, the n - type epitaxial layer 3 is etched to a predetermined depth, and then etched by ion implantation. A p-type ion implantation layer 4 for a channel cut prevention layer is formed, and selective oxidation is performed using the nitride film 201 as a mask to form an isolation oxide film 102 (FIG. 1a).
Next, after removing the nitride film 201 and the oxide film 101, a thin oxide film 103 is formed again, and this is passed through a required resist mask (the resist mask at this stage is not shown). After implanting boron ions to selectively form the p - type layer 6 on the n - type epitaxial layer 3, a resist mask 301 with the desired pattern is formed again, and this is used to implant boron ions through the oxide film 103. by implanting p + into the n - type epitaxial layer 3.
Form layers 7, 8, 9 (FIG. 1b). Next, after removing the resist mask 301, a phosphor glass film 401 is grown on the entire upper surface by CVD method, and then
This phosphorus glass film 401, the p - type layer 6 and the p + type layers 7, 8, and 9 are annealed simultaneously.
A p - type layer 6a and p + type layers 7a, 8a, 9a are formed [FIG. 1c]. Next, a window is formed in the phosphor glass film 401 and the oxide film 103 in a part above the p - type layer 6a, and an n type impurity is introduced therethrough, and annealing is performed to form an n + type layer 10a. At the same time, the p - type layer 6a becomes the p - type layer 6b, and the p + type layer 7
A, 8a, and 9a are grown into 7b, 8b, and 9b, respectively [Figure 1 d]. Next, windows are opened on each of the p + type layers 7b and 9b, and the above n + type layer 1 is opened.
Electrode wiring is carried out through the metal silicide layer 501 along with the upper window part of 0a, and an injector electrode 11 is connected to the p + type layer 7b which is the emitter of the pnp transistor, and an injector electrode 11 is connected to the p + type layer 7b which is the collector of the pnp transistor and which operates in the reverse direction. For taking out the electrode connected to the p - type layer 6b which is the base of the transistor
An input electrode 12 is provided on the p + type layer 9b, and further,
n + , which is the collector of a reverse-operating npn transistor
Output electrodes 13 are connected to the shaped layer 10a to complete this IIL gate [first
Figure e]. The above shows a basic 1-output IIL gate, but
Figure 2 is a plan view of this conventional IIL gate with three outputs and two inter-gate wirings.
14 and 15 are the first collector C 1 and the second collector C 1 , respectively.
The three output electrodes 21 and 22 connected to the collector C 2 and the third collector C 3 are inter-gate wirings. The three collectors C 1 , C 2 , and C 3 are arranged in the order of distance from the input (base) electrode 12 . Now, as shown in FIG. 3, the current amplification factor β u of the reverse operation npn transistor decreases more greatly in the high current region of the collector current I c as the collector is farther away from the base electrode 12. This is thought to be because the base resistance increases as the collector is farther away from the base electrode. Further, it is known that there is a power delay characteristic as shown in FIG. 4 between the gate propagation delay time t pd of IIL and the power consumption P d . (for example,
Semiconductor Transistor Research Group, IEICE Technical Report SSD76~
89, p37: High Speed IIL with Self-Aligned
Double Diffusion Injector〔S 2 L〕). Here, if the base area is the same and the pnp transistor characteristics are the same, an inversely proportional relationship such as t pdnio ∝β u -0.15 will hold as shown in Figure 5, so as shown in Figure 6, the collector far from the base electrode (The larger the distance D CB between the collector and base electrode)
The minimum delay time t pdnio increases. Therefore, in the performance of IIL gates manufactured using conventional manufacturing methods, there are differences in characteristics between each output electrode, as shown in Table 1. be restricted. Furthermore, even if the manufacturing method is the same, the current amplification factor β u
As shown in FIG. 7, is proportional to the ratio S C /S B of the collector area S C to the base area S B. In the conventional structure, as shown in FIG. 2, the base region consisting of a p - type region (6b) and connected p + type regions (8b) and (9b) extends below the inter-gate wirings 21 and 22. As shown in Table 1, the base area S B
is large, so the ratio S C /S B with the collector area S C becomes very small, and the current amplification factor β u becomes small,
The minimum delay time t pdnio becomes large even in the collector C 1 closest to the base electrode, and the power supply current Iinj also increases.
The delay time t pd also increases when it is set to about 200 μA/gete.

【表】 また、第8図は各端子の関係位置によつてゲー
ト最小遅延時間tpdnioが異なることを示す図で、
同一のコレクタベース間距離DC-Bであつても、
インジエクタ電極がベース電極に近い側にある場
合(曲線A)よりもインジエクタ電極がコレクタ
電極に近い側にある場合(曲線B)の方が最小遅
延時間tpdnioが小さい。第9図は前者(インジエ
クタ−ベース−コレクタの配置)の場合、第10
図は後者(インジエクタ−コレクタ−ベースの配
置)の場合の構成とその動作を説明するための模
式断面図で、Iはインジエクタ端子、Bはベース
端子、Cはコレクタ端子、Eは接地エミツタ端子
である。第9図、第10図ともに、図aではゲー
ト出力が低レベルから高レベルへスイツチング
(L→H)するときの電流を、図bではゲート出
力が高レベルから低レベルへスイツチング(H→
L)するときの電流を矢印で示す。H→Lとは逆
方向動作のnpnトランジスタがON状態となつて、
Ipoが流れる時で、これはインジエクタから供給
されるベース電流Iiojがnpnトランジスタのベース
電流として働くことであつて、ベース電流供給源
としてのpnpトランジスタのコレクタ接合からス
イツチングトランジスタとなるnpnトランジスタ
の活性ベース領域までの距離は第10図の場合の
方が小さく、ベース電流は早く供給され、npnト
ランジスタがON状態になるのは第10図の方が
第9図の場合よりも早い。 また、L→HとはnpnトランジスタがOFF状態
となることでIILは飽和形ロジツク〔但し、シヨ
ツトキー・クランプ(Schottky clamp)すれば
飽和は小さい。〕であつて、スイツチングトラン
ジスタであるnpnトランジスタが深いON状態か
らOFF状態に移るには活性領域にたまつた過剰
電荷(正孔)をベース端子から抜いてやらねばな
らない。一方、インジエクタからベース電流Iioj
はいつも流れこんでいて、ベース端子へ抜ける流
れができている。従つて、第10図のようにベー
ス端子とインジエクタとの間に活性ベース領域が
あると過剰電荷は上記Iiojの流れとともにベース
端子にドリフトして流れ抜けてしまうが、第9図
のようにIiojの流れと離れて活性ベース領域があ
ると、過剰電荷は拡散による流れしか発生せず、
過剰電荷を抜き去るには第10図の場合に比して
長時間が必要で、結局、L→Hの切換えについて
も第10図の方が第9図の場合より早い。つま
り、ゲートの動作速度はインジエクタ−コレクタ
−ベースの配置にした方が速くなることが判るで
あろう。しかし、従来のIILの構造ではコレクタ
出力の数が多くなるとこの配置をとることが困難
であつた。 この発明は以上のような点に鑑みてなされもの
で、npn第1トランジスタのコレクタ配列の一方
の側に、コレクタのそれぞれの位置から等距離の
位置に形成されたベース取出領域上に第1の低抵
抗導体層を形成して入力端子とし、上記コレクタ
配列の他の側にこれらコレクタから等距離の所に
設けられた第2トランジスタのエミツタ上に第2
の低抵抗導体層を形成してインジエクタ端子と
し、インジエクタ−コレクタ−ベース配置をとつ
て動作速度を速くし、さらに入力端子と各コレク
タ領域との距離の差異によるばらつきを抑えるこ
とができる半導体集積回路装置を得ることを目的
としている。 第11図a〜fはこの発明の一実施例IIL・IC
の基本構造をよく理解するためにその製造工程の
主要段階における状態を示す断面図で、第1図a
〜eと同等部分は同一符号で示す。この実施例に
おいても従来例における第1図aおよびbまでの
工程は全く同様に処理する。その後、ベース電極
およびインジエクタ電極取出し層となるべきp+
形層9および7の上の酸化膜103に窓をあけた
のちに、全上面にポリシリコン膜601をデポジ
シヨンしてホウ素イオンを注入してアニール処理
する。このときp-層6a、p+形層7a,8a,
9aが形成される〔第11図a〕。次にポリシリ
コン膜601にパターニングを施してp+形層9
aの上からこれに隣接する分離酸化膜102の上
にわたる部分601およびp+形層7aからこれ
に隣接する分離酸化膜102の上にわたる部分6
11のみを残し、このとき除去される酸化膜10
3の代りに、上述の残されたポリシリコン膜60
1および611の上を含めて薄い酸化膜105を
形成し、更にその上に全上面にわたつて窒化膜2
02を形成する〔第11図b〕。p+形層7a,9
aの上およびp-形層6aの上の窒化膜202お
よび酸化膜105に窓明けを行つて、定電流回路
のインジエクタ端子につながるべきエミツタ電極
取り出し領域(7a)と入力端子につながるべき
ベース電極取り出し領域(9a)を形成した後に、
p-形層6aの上の窓明け部を残して、他の窓明
けを覆うようにレジスト膜302でマスクしヒ素
イオンを注入してコレクタ層となるべきn-形層
10をp-形層6aの表面部の一部に形成する
〔第11図c〕。次に、レジスト膜302を除去し
て、アニールを施してnpnトランジスタのn+形コ
レクタ層10aを完成するとともに、p-形層6
bおよびp+形層8b,9bを完成する。その後
に全上面にPt、Pd、W、Mpなどのシリサイド形
成金属膜500を形成しシンタリングを行い金属
シリサイド膜501をシリコンおよびポリシリコ
ン表面にのみ形成する〔第11図d〕。次に、例
えば王水によつて金膜500のみを除去し、その
上にパッシベーシヨン膜401(例えばリンガラ
ス膜)をデポジシヨンした後、所要のレジストマ
スク303を用いてコンタクト用の窓明けを行
う。このときエツチング液には窒化膜を侵さない
ものを用いるとともに、窒化膜202のコンタク
ト孔より大きい窓明けを行い、コンタクト孔は窒
化膜202で構成する〔第11図e〕。その後に
レジストマスク303を除去して、Al、Auなど
の低抵抗金属で、従来と同様、接続配線13を形
成して、この実施例は完成する〔第11図f〕。 さて、この実施例の第1の利点は、コレクタ
(アウトプツト)電極13とベース(インプツト)
電極12との実効的な距離DC-Bがほぼ半減でき
ることである。すなわち、従来装置ではAl配線
の幅が当該電極のコンタクト部の幅よりもはみ出
しているので、上記距離DC-Bは配線幅で制約を
受けて小さくできなかつた。この実施例では低抵
抗のポリシリコン膜601と金属シリサイド膜5
01とを利用してベース電極配線を分離酸化膜1
02の上へ追い出したので、従来装置におけるよ
うな制約はなくなり、第11図fにAで示した部
位で、金属シリサイド膜501の端部は直接酸化
膜105および窒化膜202の端部と接してお
り、この酸化膜105および窒化膜202のパタ
ーニングによつて残る幅が実質的に上記DC-B
なるので、その値を小さくできる。 第12図に本願発明の実施例の平面図を示す。
第12図中のY−Y断面図を第11図fに、Z−
Z断面図を第13図に示す。 信号入力は配線12から供給され第1トランジ
スタのコレクタ配列に平行に設けられた第1の低
抵抗導体層601より第1トランジスタのベース
取出し端子9bからベース層6bに入力される。 出力は各コレクタ10aから配線13,14,
15により取出される。 インジエクタ入力は配線11から供給され第1
トランジスタのコレクタ配列と平行に設けられた
第2の低抵抗導体層611により第2トランジス
タのエミツタ7bに入力されこれが第2トランジ
スタのコレクタ8bから第1トランジスタのベー
ス6bに入力される。 このような構成をとることにより (a) 第1トランジスタの各コレクタに対応してそ
れぞれインジエクタ−コレクタ−ベース配置と
なつており、ゲート動作が速くできる。 (b) 第1及び第2の低抵抗導体層を通じ上記第1
トランジスタのそれぞれのコレクタに対し等距
離の位置から同時に信号入力或いはインジエク
タ入力を行うようにしたもので、入力端子と各
コレクタ領域との距離の差異による特性のばら
つきを抑えることができる。この均一化された
特性の例を第2表に示す。 (c) 第1の低抵抗導体層601を用いて各ベース
取出端子9bに入力信号を供給したので従来例
のような配線路としてのベース領域が不要とな
りベース面積SBが小さくできた。これによりコ
レクタ面積SC/ベース面積Bの比が大きくなり
電流増幅率βuが増大した。従つて遅延時間
tpdnioが小さくなり高速化される。
[Table] Also, Figure 8 is a diagram showing that the gate minimum delay time tpdnio differs depending on the relative position of each terminal.
Even if the collector-base distance D CB is the same,
The minimum delay time t pdnio is smaller when the injector electrode is closer to the collector electrode (curve B) than when the injector electrode is closer to the base electrode (curve A). In the case of the former (injector-base-collector arrangement), Figure 9 shows the 10th
The figure is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration and operation in the latter case (injector-collector-base arrangement), where I is the injector terminal, B is the base terminal, C is the collector terminal, and E is the grounded emitter terminal. be. In both Figures 9 and 10, Figure a shows the current when the gate output switches from a low level to a high level (L→H), and Figure b shows the current when the gate output switches from a high level to a low level (H→H).
The arrow indicates the current when L). The npn transistor, which operates in the opposite direction from H to L, turns on,
When I po flows, this means that the base current I ioj supplied from the injector acts as the base current of the npn transistor. The distance to the active base region of is smaller in the case of FIG. 10, the base current is supplied earlier, and the npn transistor turns on faster in the case of FIG. 10 than in the case of FIG. Also, when changing from L to H, the npn transistor is turned off, so IIL is a saturation type logic (however, if Schottky clamp is used, saturation is small). ], and in order for an npn transistor, which is a switching transistor, to go from a deep ON state to an OFF state, the excess charge (holes) accumulated in the active region must be removed from the base terminal. On the other hand, the base current I ioj from the injector
is always flowing in, and there is a flow flowing out to the base terminal. Therefore, if there is an active base region between the base terminal and the injector as shown in Fig. 10, excess charge will drift to the base terminal and flow through with the flow of I ioj mentioned above, but as shown in Fig. 9. If there is an active base region apart from the flow of I ioj , excess charge will only flow by diffusion,
It takes a longer time to remove excess charge than in the case of FIG. 10, and as a result, switching from L to H is also faster in FIG. 10 than in FIG. 9. In other words, it can be seen that the gate operation speed is faster with the injector-collector-based arrangement. However, in the conventional IIL structure, it is difficult to adopt this arrangement when the number of collector outputs increases. This invention has been made in view of the above points, and includes a first base extraction region formed on one side of the collector array of the first NPN transistor at a position equidistant from each position of the collector. A low-resistance conductor layer is formed as an input terminal, and a second transistor is formed on the emitter of a second transistor provided on the other side of the collector arrangement and equidistant from these collectors.
A semiconductor integrated circuit that forms an injector terminal by forming a low-resistance conductor layer, increases operating speed by adopting an injector-collector-base arrangement, and further suppresses variations due to differences in distance between the input terminal and each collector region. The purpose is to obtain equipment. Figures 11a to 11f show an embodiment of this invention IIL/IC.
Figure 1a is a cross-sectional view showing the main stages of the manufacturing process to better understand the basic structure of the
Parts equivalent to ~e are indicated by the same symbols. In this embodiment as well, the steps up to a and b in FIG. 1 in the conventional example are carried out in exactly the same way. After that, p + which should become the base electrode and injector electrode extraction layer
After opening a window in the oxide film 103 on the shaped layers 9 and 7, a polysilicon film 601 is deposited on the entire upper surface, boron ions are implanted, and annealing is performed. At this time, p - layer 6a, p + type layers 7a, 8a,
9a is formed (FIG. 11a). Next, the polysilicon film 601 is patterned to form a p + type layer 9.
A portion 601 that extends from above a to the isolation oxide film 102 adjacent thereto, and a portion 6 that extends from the p + type layer 7a to the isolation oxide film 102 adjacent thereto.
The oxide film 10 is removed at this time, leaving only the oxide film 11.
3, the above-mentioned remaining polysilicon film 60
A thin oxide film 105 is formed over the entire upper surface of the oxide film 105, and then a nitride film 2 is formed over the entire upper surface of the thin oxide film 105.
02 [Fig. 11b]. p + type layer 7a, 9
A window is formed in the nitride film 202 and oxide film 105 on the p - type layer 6a and the emitter electrode extraction region (7a) to be connected to the injector terminal of the constant current circuit and the base electrode to be connected to the input terminal. After forming the extraction area (9a),
Leaving the window opening above the p -type layer 6a and masking it with a resist film 302 so as to cover the other window openings, arsenic ions are implanted, and the n -type layer 10 to become the collector layer is replaced with the p -type layer. 6a [FIG. 11c]. Next, the resist film 302 is removed and annealing is performed to complete the n + type collector layer 10a of the npn transistor, and the p - type layer 6
b and p + type layers 8b and 9b are completed. Thereafter, a silicide-forming metal film 500 of P t , P d , W, M p, etc. is formed on the entire upper surface and sintering is performed to form a metal silicide film 501 only on the silicon and polysilicon surfaces (FIG. 11d). Next, only the gold film 500 is removed using, for example, aqua regia, and a passivation film 401 (for example, a phosphorus glass film) is deposited thereon, and then a contact window is opened using a required resist mask 303. At this time, an etching solution that does not attack the nitride film is used, and a window larger than the contact hole in the nitride film 202 is opened, and the contact hole is formed from the nitride film 202 (FIG. 11e). Thereafter, the resist mask 303 is removed and the connection wiring 13 is formed using a low resistance metal such as Al or Au as in the conventional method, thereby completing this embodiment (FIG. 11f). Now, the first advantage of this embodiment is that the collector (output) electrode 13 and the base (input)
The effective distance D CB to the electrode 12 can be reduced by almost half. That is, in the conventional device, the width of the Al wiring protrudes beyond the width of the contact portion of the electrode, so the distance D CB cannot be made smaller due to the restriction of the wiring width. In this embodiment, a low resistance polysilicon film 601 and a metal silicide film 5 are used.
Oxide film 1 is used to separate the base electrode wiring using 01 and 01.
Since the metal silicide film 501 is pushed out onto the top of the oxide film 105 and the nitride film 202, there is no restriction as in the conventional device, and the end of the metal silicide film 501 directly contacts the ends of the oxide film 105 and the nitride film 202 at the location indicated by A in FIG. 11f. Since the width remaining after patterning the oxide film 105 and the nitride film 202 becomes substantially the above-mentioned D CB , its value can be reduced. FIG. 12 shows a plan view of an embodiment of the present invention.
The YY sectional view in FIG. 12 is shown in FIG. 11f, and the Z-
A Z cross-sectional view is shown in FIG. A signal input is supplied from the wiring 12 and is input from the base extraction terminal 9b of the first transistor to the base layer 6b through the first low resistance conductor layer 601 provided in parallel to the collector arrangement of the first transistor. The output is from each collector 10a to wiring 13, 14,
15. The injector input is supplied from wiring 11 and
The second low resistance conductor layer 611 provided parallel to the collector arrangement of the transistors is input to the emitter 7b of the second transistor, and this is input from the collector 8b of the second transistor to the base 6b of the first transistor. By adopting such a configuration, (a) an injector-collector-base arrangement is provided corresponding to each collector of the first transistor, and gate operation can be made faster. (b) through the first and second low resistance conductor layers;
Signal input or injector input is performed simultaneously from positions equidistant from each collector of the transistor, thereby suppressing variations in characteristics due to differences in distance between the input terminal and each collector region. Table 2 shows examples of these uniform characteristics. (c) Since input signals are supplied to each base lead-out terminal 9b using the first low-resistance conductor layer 601, the base area as a wiring path as in the conventional example is unnecessary, and the base area S B can be reduced. This increased the ratio of collector area S C /base area B and increased current amplification factor β u . Therefore the delay time
t pdnio becomes smaller and faster.

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

第1図a〜eは従来のIIL−ICの製造主要工程
における状態を示す断面図、第2図はこの従来の
IIL−ICの平面図、第3図および第4図は3つの
コレクタC1、C2、C3を有する従来のIILゲートの
コレクタ電流ICと電流増幅率βuとの関係および消
費電力Pdとゲート伝播遅延時間tpdとの関係をそ
れぞれ示す図、第5図は電流増幅率βuと最小遅延
時間tpdnioとの関係を示す図、第6図はコレクタ
とベース電極との距離DC-Bと最小遅延時間tpd
の関係を示す図、第7図はコレクタ−ベース面積
比SC/SBと電流増幅率βuとの関係を示す図、第8
図は各端子の関係位置によつて最小遅延時間
tpdnioが異なることを示す図、第9図はインジエ
クタ−ベース−コレクタの配置の場合の構成とそ
の動作を説明するための模式断面図、第10図は
インジエクタ−コレクタ−ベース配置の場合の構
成とその動作を説明するための模式断面図、第1
1図a〜fはこの発明の一実施例を製造する主要
段階における状態を示す断面図、第12図はこの
実施例の平面図、第13図は第12図のZ−Z断
面図である。 図において、6bはベース層、8b,9bはベ
ース取出し層、10aはコレクタ層、11はイン
ジエクタ端子、12はベース端子(電極配線)、
13,14,15はコレクタ端子(電極配線)、
21,22は論理ゲート回路装置相互間配線、5
01は金属シリサイド膜、601,611はポリ
シリコン膜である。なお、図中同一符号は同一ま
たは相当部分を示す。
Figures 1a to 1e are cross-sectional views showing the main manufacturing process of conventional IIL-IC, and Figure 2 is a cross-sectional view of the conventional IIL-IC.
The plan view of IIL-IC, Figures 3 and 4, shows the relationship between collector current I C and current amplification factor β u of a conventional IIL gate having three collectors C 1 , C 2 , and C 3 and power consumption P Figure 5 shows the relationship between current amplification factor β u and minimum delay time t pdnio , and Figure 6 shows the relationship between collector and base electrode distance D. Figure 7 is a diagram showing the relationship between CB and minimum delay time t pd . Figure 7 is a diagram showing the relationship between collector-base area ratio S C /S B and current amplification factor β u .
The figure shows the minimum delay time depending on the relative position of each terminal.
Figure 9 is a schematic sectional view to explain the configuration and operation of the injector-base-collector arrangement, and Figure 10 is the configuration of the injector-collector-base arrangement. and a schematic sectional view for explaining its operation, 1st
1A to 1F are cross-sectional views showing the main stages of manufacturing an embodiment of the present invention, FIG. 12 is a plan view of this embodiment, and FIG. 13 is a Z-Z cross-sectional view of FIG. 12. . In the figure, 6b is a base layer, 8b and 9b are base extraction layers, 10a is a collector layer, 11 is an injector terminal, 12 is a base terminal (electrode wiring),
13, 14, 15 are collector terminals (electrode wiring),
21 and 22 are interconnections between logic gate circuit devices; 5
01 is a metal silicide film, and 601 and 611 are polysilicon films. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 第1導電型の半導体基板上に形成された第2
導電型の高不純物濃度拡散層と、この層上に形成
された第2導電型の低不純物濃度拡散層によるエ
ミツタと、前記エミツタ上に形成されたベース
と、前記ベース上に形成された複数個のコレクタ
とで構成される第1のトランジスタと、前記第2
導電型の低不純物濃度拡散層をベースとし、この
上にエミツタが形成され前記第1のトランジスタ
のベースをコレクタとした第2のトランジスタと
を有し、前記第1のトランジスタのベースを入力
とし、前記第1のトランジスタのコレクタを出力
とし、前記第2のトランジスタのエミツタをイン
ジエクタ端子とするゲート回路において、 前記第1のトランジスタのコレクタ配列の一方
の側に、前記第1のトランジスタの複数個のコレ
クタのそれぞれの位置から等距離の位置に形成さ
れている前記第1のトランジスタのベース取出領
域の上に第1の低抵抗導電層を形成し、前記第2
のトランジスタのエミツタは前記第1のトランジ
スタのコレクタ配列の他の側に、これら複数個の
コレクタのそれぞれの位置から等距離の所に設け
られ、前記第2のトランジスタのエミツタの上に
第2の低抵抗導電膜を形成することを特徴とする
半導体集積回路装置。
[Claims] 1. A second semiconductor substrate formed on a first conductivity type semiconductor substrate.
an emitter formed of a conductivity type high impurity concentration diffusion layer, a second conductivity type low impurity concentration diffusion layer formed on this layer, a base formed on the emitter, and a plurality of emitters formed on the base. a first transistor consisting of a collector; and a collector of the second transistor.
a second transistor having a conductivity type low impurity concentration diffusion layer as a base, an emitter formed thereon, and a collector having the base of the first transistor, and having the base of the first transistor as an input; In a gate circuit in which the collector of the first transistor is an output and the emitter of the second transistor is an injector terminal, a plurality of the first transistors are arranged on one side of the collector arrangement of the first transistor. A first low-resistance conductive layer is formed on the base lead-out regions of the first transistors formed at positions equidistant from respective positions of the collectors, and
The emitters of the transistors are provided on the other side of the collector arrangement of the first transistors, equidistant from the respective positions of the plurality of collectors, and the emitters of the transistors are provided on the other side of the collector arrangement of the first transistors, and a second A semiconductor integrated circuit device characterized by forming a low resistance conductive film.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5466784A (en) * 1977-11-08 1979-05-29 Toshiba Corp Semiconductor integrated circuit device
JPS5693362A (en) * 1979-12-26 1981-07-28 Mitsubishi Electric Corp Manufacture of semiconductor ic device

Patent Citations (2)

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