JPH08148574A - 半導体集積回路装置とその設計方法 - Google Patents

半導体集積回路装置とその設計方法

Info

Publication number
JPH08148574A
JPH08148574A JP6283721A JP28372194A JPH08148574A JP H08148574 A JPH08148574 A JP H08148574A JP 6283721 A JP6283721 A JP 6283721A JP 28372194 A JP28372194 A JP 28372194A JP H08148574 A JPH08148574 A JP H08148574A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current amplification
transistor
amplification factor
integrated circuit
vertical pnp
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
JP6283721A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazumasa Akai
一雅 赤井
Tetsuo Shimamura
哲夫 島村
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric 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 Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP6283721A priority Critical patent/JPH08148574A/ja
Publication of JPH08148574A publication Critical patent/JPH08148574A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 デバイスのパターン設計のみで異なる電流増
幅率を有する、複数の縦型PNPトランジスタを同一チ
ップ上に備えた半導体集積回路装置を提供する。 【構成】 エミッタ面積(6)に対するコンタクト面積
(10A,10B)の比率が異なることにより、電流増
幅率(hFE)の異なる複数の縦型PNPトランジスタを
同一チップ上に備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路装置に係
り、特に複数の縦型PNPトランジスタを含む、バイポ
ーラ型或いはCMOS型の半導体集積回路装置の設計方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、同一チップ上の縦型PNPトラン
ジスタの電流増幅率(hFE)は、エミッタ拡散領域の深
さ、エピタキシャル層の厚み、エピタキシャル層の不純
物濃度、N型ウエルのドーズ量等のプロセス工程条件で
決定されていた。このため、同一サイズの縦型PNPト
ランジスタは、チップ上でほぼ同一の電流増幅率とな
り、同一チップ上で異なる電流増幅率を有する縦型PN
Pトランジスタを配置することは、パターン設計による
平面的な構造設計ではできなかった。一方で横型PNP
トランジスタは、エミッタとコレクタ間の距離が可変で
ある事により、同一チップ上で異なる電流増幅率を有す
るトランジスタがパターン設計で実現できる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、PNP
トランジスタとNPNトランジスタとが混在するような
アナログ集積回路等において、縦型PNPトランジスタ
を用い、しかもそのトランジスタの電流増幅率を一部の
トランジスタでは通常の値でよいが、一部のトランジス
タでは通常の値より高くとりたい場合がある。
【0004】このような場合には、前述の横型(ラテラ
ル)PNPトランジスタでは電流増幅率の制御がパター
ン設計上で可能であるが、横型PNPトランジスタは、
電流増幅率、電流容量等に限界があり、縦型PNPトラ
ンジスタとしたい場合がある。
【0005】本発明は上記事情に鑑みて為されたもので
あり、デバイスのパターン設計のみで異なる電流増幅率
を有する、複数の縦型PNPトランジスタを同一チップ
上に備えた半導体集積回路装置を提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体集積回路
装置は、エミッタ面積(Se)に対するコンタクト面積
(Sc)の比率(Sc/Se)が異なることにより、電
流増幅率(hFE)の異なる複数の縦型PNPトランジス
タを同一チップ上に備えたことを特徴とする。
【0007】本発明の半導体集積回路装置の設計方法
は、複数の縦型PNPトランジスタを含む集積回路の設
計方法であって、該複数の縦型PNPトランジスタは、
エミッタ面積を共通とし、そのエミッタ面積に対するコ
ンタクト面積の比率を変えることにより、異なる電流増
幅率を持たせることを特徴とする。
【0008】
【作用】縦型PNPトランジスタのエミッタ拡散領域の
面積を同一とし、エミッタ電極のエミッタ拡散領域に対
するコンタクト面積を変えることにより、縦型PNPト
ランジスタの電流増幅率を変えることができる。このた
め、同一チップ上の縦型PNPトランジスタの電流増幅
率を、プロセス工程条件以外の方法で、即ちパターン設
計で制御できるようになる。
【0009】従って、同一チップ上において異なる電流
増幅率の縦型PNPトランジスタを同一サイズで配置す
ることができるようになる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例について添付図面を
参照しながら説明する。尚、各図中同一符号は同一又は
その相当部分を示す。
【0011】図1は、本発明の一実施例の縦型PNPト
ランジスタの説明図である。(A)と(B)は、縦型P
NPトランジスタのパターン図を示し、(C)は縦型P
NPトランジスタの断面図である。(A)と(B)のト
ランジスタは、コンタクト面積以外はすべて同一のサイ
ズを有し、共通の(C)に示す断面構造を有している。
そして、(A)と(B)のトランジスタは、同一チップ
上に搭載されている。
【0012】この(A)及び(B)に示す縦型PNPト
ランジスタは、P型基板1上に設けられたN型エピタキ
シャル層12中に設けられており、P型アイソレーショ
ン領域8,9によって、分離されたN型アイランド中に
配置されている。そして、この縦型PNPトランジスタ
は、P+ 型エミッタ拡散領域6と、ベース領域となるN
型ウエル5と、コレクタ領域となるP+ 型拡散領域4及
びP+ 型埋め込み拡散領域3とから構成される。
【0013】尚、P+ 型埋め込み拡散領域3の下部に
は、N+ 型埋め込み拡散領域2が設けられ、N型エピタ
キシャル層12に連通し、P型基板1から絶縁分離した
縦型PNPトランジスタを収納するN型のアイランドを
形成している。ベースコンタクト拡散領域7は、N型の
ベースにオーミック接触するためのN+ 型拡散領域であ
る。又、エミッタ、ベース、コレクタの各電極の図示は
省略されている。
【0014】このPNPトランジスタは、エミッタ電極
(図示しない)とエミッタ拡散領域6とが接触するコン
タクト面積が(A)と(B)のトランジスタのパターン
で異なる。即ち、トランジスタ(A)及び(B)におい
て、エミッタ拡散領域6のサイズは同じであるが、コン
タクトパターンは(A)のトランジスタでは符号10A
で示し、(B)のトランジスタでは符号10Bで示す。
このように、エミッタ拡散領域6の面積(Se)に対し
てコンタクト面積(Sc)はそれぞれ異なる。ここで、
トランジスタ(B)は、集積回路チップ内部で縦型PN
Pトランジスタとして標準の電流増幅率を有する。
【0015】(A)に示すパターンではコンタクト面積
(Sc)が小さく、(B)に示すパターンではコンタク
ト面積(Sc)が大きい。このコンタクト面積の相違に
より、この縦型PNPトランジスタの電流増幅率(hF
E)が異なったものとなる。(A)のように、エミッタ
面積(Se)に対するコンタクト面積(Sc)が小さい
と電流増幅率(hFE)が大きくなり、(B)のようにエ
ミッタ面積(Se)に対するコンタクト面積(Sc)が
大きくなると電流増幅率(hFE)は小さくなる。
【0016】図2は、本発明の第2実施例の縦型PNP
トランジスタのパターン図を示す。(A)は電流増幅率
(hFE)の高い縦型PNPトランジスタを示し、(B)
は標準の電流増幅率(hFE)の縦型PNPトランジスタ
を示し、(C)は両トランジスタに共通の断面構造を示
す。図2に示すパターンでも同様に、(A)のトランジ
スタのコンタクト面積を小さくすることにより(B)の
パターンのトランジスタに比べて高い電流増幅率が得ら
れる。
【0017】図3は、本発明の第3実施例の縦型PNP
トランジスタのパターン図を示す。(A)は電流増幅率
の高い縦型PNPトランジスタを示し、(B)は標準の
電流増幅率の縦型PNPトランジスタを示し、(C)は
両トランジスタに共通の断面構造を示す。図3(A)
(B)に示したように、リングエミッタ形状を持つパワ
ー形のトランジスタにおいても、例えばコンタクトの線
幅を符号10Aで示すように狭めることにより、(B)
のパターンのトランジスタに比べて(A)のパターンの
トランジスタの電流増幅率(hFE)を大きくできる。つ
まり、エミッタ領域の大きさと形状、及びコンタクトの
形状には殆ど依存しないで、エミッタ面積(Se)に対
するコンタクト面積(Sc)の比(Sc/Se)によ
り、縦型PNPトランジスタの電流増幅率を調整するこ
とができる。
【0018】このエミッタ面積に対するコンタクト面積
の比率により電流増幅率(hFE)が制御できるという事
実は必ずしも理論的に十分に解明されてはいない。しか
しながら、図4に示すように、エミッタ面積(Se)に
対するコンタクト面積(Sc)の比率(Sc/Se)に
対して電流増幅率(hFE)がほぼ直線的に変化すること
が、発明者等により実験的に確認されている。
【0019】又、この現象は、エミッタ拡散領域6の濃
度分布に依存しており、図4に示すように、エミッタ領
域6のシート抵抗(Rs)が比較的大きな領域、即ちエ
ミッタ拡散領域の濃度が比較的低い領域でトランジスタ
の電流増幅率(hFE)が小さくなり、この領域で電流増
幅率(hFE)のコンタクト面積依存性が顕著となる。こ
の電流増幅率(hFE)のコンタクト面積依存性は、上述
の実験で確認された事実からコンタクト面積の大小によ
り、エミッタ拡散領域に逆注入するベース電流の大きさ
が変化することに依存するものと考えられる。
【0020】図5は、本発明の一実施例の設計方法に基
づいた回路例を示す。図5(A)に示す回路例におい
て、出力段のPNPトランジスタ20の電流増幅率(h
FE)が低く、NPNトランジスタ22の電流増幅率(h
FE)が高い場合はよいが、PNPトランジスタ20の電
流増幅率(hFE)が高く、NPNトランジスタ20の電
流増幅率(hFE)が低いと、トランジスタ22で負荷電
流を引ききれず、ドライブ電流不足となる問題が生じ
る。
【0021】ここで、PNPトランジスタ21の電流増
幅率(hFE)を、PNPトランジスタ20の電流増幅率
(hFE)よりも大きくすることにより、このようなドラ
イブ電流不足という問題が生じなくなり、工程ばらつき
に対する不良率の低減に寄与することができる。このよ
うな改良が、トランジスタ全体の構造を変えることな
く、単にエミッタコンタクトのパターンを小さくするこ
とのみによって行える。
【0022】図5(B)に示す回路例においては、この
カレントミラー型ドライブ回路のPNPトランジスタ2
4,25の電流増幅率(hFE)を大きくすることによ
り、小さなドライブ電流Iで、I*β(hFE)の負荷電
流I0 が取れる。このため、PNPトランジスタ24,
25の電流増幅率(hFE)を図示しない他のPNPトラ
ンジスタの電流増幅率(hFE)より大きくすることによ
り、小さい電流で今までよりも大きな負荷が取れるよう
になり、ドライブ回路を低消費電力化することができ
る。
【0023】尚、以上に述べた実施例においては、エミ
ッタ拡散領域及びコレクタ領域等のサイズを同一とした
場合であるが、トランジスタのパターン形状及び構造が
異なる縦型PNPトランジスタに対しても本発明を適用
できるのは勿論のことである。又、本発明の設計手法
を、横型PNPトランジスタと組み合わせて用いること
により、更に多様性のあるPNPトランジスタを半導体
集積回路上に搭載することが可能であり、設計の自由度
が著しく拡大する。
【0024】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
エミッタ面積に対してコンタクト面積を変更するだけ
で、同一チップ上に電流増幅率の異なる縦型PNPトラ
ンジスタを同一工程条件で作ることができる。従って、
半導体集積回路の出力段にこの縦型PNPトランジスタ
を配置することにより、出力トランジスタの駆動電流
(ベース電流)を小さくすることができ、消費電流を小
さくすることができる。
【0025】このように、本発明の設計手法を用いるこ
とにより、集積回路の設計の自由度が拡大し、チップの
特性改善及び歩留向上に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の縦型PNPトランジスタ
の構造を示す説明図。
【図2】本発明の第2実施例の縦型PNPトランジスタ
の構造を示す説明図。
【図3】本発明の第3実施例の縦型PNPトランジスタ
の構造を示す説明図。
【図4】上記トランジスタの特性を示す説明図。
【図5】上記トランジスタを用いた回路例の説明図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/73

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エミッタ面積(Se)に対するコンタク
    ト面積(Sc)の比率(Sc/Se)が異なることによ
    り、電流増幅率(hFE)の異なる複数の縦型PNPトラ
    ンジスタを同一チップ上に備えたことを特徴とする半導
    体集積回路装置。
  2. 【請求項2】 複数の縦型PNPトランジスタを含む集
    積回路の設計方法であって、該複数の縦型PNPトラン
    ジスタは、エミッタ面積を共通とし、そのエミッタ面積
    に対するコンタクト面積の比率を変えることにより、異
    なる電流増幅率を持たせることを特徴とする半導体集積
    回路装置の設計方法。
JP6283721A 1994-11-17 1994-11-17 半導体集積回路装置とその設計方法 Pending JPH08148574A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6283721A JPH08148574A (ja) 1994-11-17 1994-11-17 半導体集積回路装置とその設計方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6283721A JPH08148574A (ja) 1994-11-17 1994-11-17 半導体集積回路装置とその設計方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08148574A true JPH08148574A (ja) 1996-06-07

Family

ID=17669234

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6283721A Pending JPH08148574A (ja) 1994-11-17 1994-11-17 半導体集積回路装置とその設計方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08148574A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016072259A (ja) * 2014-09-26 2016-05-09 株式会社東芝 半導体装置
JP2016157731A (ja) * 2015-02-23 2016-09-01 旭化成エレクトロニクス株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016072259A (ja) * 2014-09-26 2016-05-09 株式会社東芝 半導体装置
JP2016157731A (ja) * 2015-02-23 2016-09-01 旭化成エレクトロニクス株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0093304B1 (en) Semiconductor ic and method of making the same
JPH022664A (ja) 半導体装置およびその製造方法
US4780425A (en) Method of making a bipolar transistor with double diffused isolation regions
JPH07326773A (ja) ダイオードおよびその製造方法
JPH0613556A (ja) 集積構造及びその製造方法
US4564855A (en) High current PNP transistor forming part of an integrated monolithic circuit
US4475280A (en) Method of making an integrated circuit incorporating low voltage and high voltage semiconductor devices
JPH08148574A (ja) 半導体集積回路装置とその設計方法
US4599635A (en) Semiconductor integrated circuit device and method of producing same
US5258644A (en) Semiconductor device and method of manufacture thereof
JPS59181058A (ja) 半導体装置
JPH02114645A (ja) バイポーラトランジスタ
JPH0828369B2 (ja) 半導体装置
JPS6148970A (ja) 半導体集積回路装置
JPS5885558A (ja) セミカスタム半導体装置
JP2000236026A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPS634715B2 (ja)
JPS6012755A (ja) 半導体装置
JPH03222358A (ja) 小型BiCMOSトランジスタ
JPS62230041A (ja) 半導体装置
JPS5914670A (ja) トランジスタ
JPS61242061A (ja) 半導体装置
JPH06204505A (ja) ツェナーダイオードを内蔵するトランジスタおよびその製造方法
JPH0564851B2 (ja)
JPH07123140B2 (ja) 半導体集積回路の製造方法