JPS58171856A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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JPS58171856A
JPS58171856A JP5391982A JP5391982A JPS58171856A JP S58171856 A JPS58171856 A JP S58171856A JP 5391982 A JP5391982 A JP 5391982A JP 5391982 A JP5391982 A JP 5391982A JP S58171856 A JPS58171856 A JP S58171856A
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JP
Japan
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transistor
semiconductor region
integrated circuit
layer
region
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Application number
JP5391982A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshikatsu Shirasawa
白沢 敏克
Shigeru Takahashi
茂 高橋
Kiyoshi Tsukuda
佃 清
Toshio Uruno
宇留野 利夫
Yoshikazu Hosokawa
細川 義和
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Hitachi Ltd
Hitachi Power Semiconductor Device Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Haramachi Electronics Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/08Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
    • H01L29/0821Collector regions of bipolar transistors

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Abstract

PURPOSE:To reduce the collector resistance of a transistor and thus change it into high dv/dt strength by a method wherein a low resistance layer of resistivity lower than that of the single crystal Si region in an inductor isolation substrate and of the same conductivity type, and a transistor is formed in this low resistance layer. CONSTITUTION:The n<+> low resistance layer 34 is formed in the n type single crystal Si region 33 which is insulation-isolated by an oxide film 32 for inductor isolation and supported by a polycrystalline Si 31, and an n<++> collector layer 37, an n<++> emitter layer 36, and a p-base layer 35 are formed. Further, a stabilization film 38 is laminated on the sufaces thereof, and accordingly an n-p-n transistor is constituted.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は誘電体分離基板を用いた半導体集積回路装置に
係わり、畳に、高4v/dt耐量化を実現したトランジ
スタを含む半導体集積回路装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device using a dielectric isolation substrate, and more particularly to a semiconductor integrated circuit device including a transistor that achieves a high 4V/dt withstand capability.

サイリスタにおけるdv/di誤点弧(又はレート効果
)を防ぐために、そのゲート(G)、カソード(K)間
に抵抗を挿入することは、ショートエミッタと称し、既
に公知である。
In order to prevent dv/di misfiring (or rate effect) in a thyristor, inserting a resistor between its gate (G) and cathode (K), called a short emitter, is already known.

しかし、この方法では、dν/dt耐量を向上させよう
として抵抗を小さくすると、ゲート感度が低下し、また
、保持電流が増大することが知られており、サイリスタ
を含む半導体集積回路における大会な障書となっている
However, with this method, it is known that when the resistance is reduced in an attempt to improve the dν/dt withstand capability, the gate sensitivity decreases and the holding current increases, which is a major problem in semiconductor integrated circuits including thyristors. It is a book.

前述のような問題を解決するための、サイリスタのdv
/dt保11回路の一例を、II1図に示す。
Thyristor dv to solve the above problems
An example of the /dt protection 11 circuit is shown in Fig. II1.

#11図に右いて、サイリスタ1はpエミッタ。#11 On the right in the diagram, thyristor 1 is a p emitter.

nベース、pベース、nエミッタの4層より構成されゐ
。そして、そのG(ゲート)−K(カソード)間には〜
10数にΩの高抵抗3.およびaコレクタ、pペース、
nエミッタの3層からなるnpnトランジスタ2が接続
されている。
It consists of four layers: n base, p base, and n emitter. And between G (gate) and K (cathode) ~
High resistance of 10 Ω 3. and a collector, p pace,
An npn transistor 2 consisting of three layers of n emitters is connected.

鏡記トランジスタ20ベースBとサイリスタのアノード
A間にはコンデンサ4が設けられ、トランジスタ2のベ
ースB−エミッタE間には、逆方肉に、ダイオード5が
設けらむている。なお、ムは前記サイリスタlのアノー
ド、また、Cは1記トランジスタ2のコレクタな示して
いる。
A capacitor 4 is provided between the base B of the mirror transistor 20 and the anode A of the thyristor, and a diode 5 is provided on the opposite side between the base B and the emitter E of the transistor 2. Note that numeral 1 represents the anode of the thyristor 1, and C represents the collector of the transistor 2.

この回路において、サイリスタlのアノードAに、順電
圧が急に印加されると、中央のpn接合J、が充電され
、この充電々流が第3のpn接會J。
In this circuit, when a forward voltage is suddenly applied to the anode A of the thyristor I, the central pn junction J is charged, and this charging current flows into the third pn junction J.

を通ると、サイリスタlはターンオンする(レート効果
)。
, the thyristor l turns on (rate effect).

しかし、抵抗3の存在により、この充電々諏はl1lW
IIされる。したがって、充電電流が大きくなり、抵抗
3の両端の電圧がサイリスタ1のビルトイン電圧に達す
るまでは、このサイリスタlはターンオンしない。更に
順電圧の立上りが遠くなると、コンデンサ4における充
電々流がトランジスタ2のベースに流れ、トランジスタ
2はオン状lIK駆動される。
However, due to the presence of resistor 3, this charging voltage is l1lW
II will be done. Therefore, the thyristor l will not turn on until the charging current becomes large and the voltage across the resistor 3 reaches the built-in voltage of the thyristor 1. When the rise of the forward voltage becomes further distant, the charging current in the capacitor 4 flows to the base of the transistor 2, and the transistor 2 is driven to an on-state lIK.

このようにして、トランジスタ2のインピーダンスをそ
の飽和抵抗にまで下げることで、立上りの速い電圧が印
加されたと者には、みかけ上、サイリスタlのG−に閣
の抵抗が小さくなるので、サイリスタlはオフ状態を保
つ。
In this way, by lowering the impedance of transistor 2 to its saturation resistance, the resistance of thyristor L appears to be smaller than the G- resistance of thyristor L. remains off.

しかし、トランジスタ2のオン状態での抵扼コレクタ抵
抗)が大きい場合には、サイリスタ1のG−に間の抵抗
も、見かけ上大きくなる。したがって、この時はサイリ
スタlがターンオンし、蟲dv/dt  耐量は得られ
ない。
However, if the collector resistance of the transistor 2 in the on state is large, the resistance between the G- terminal of the thyristor 1 also becomes apparently large. Therefore, at this time, the thyristor I is turned on, and the insect dv/dt tolerance cannot be obtained.

通常の集積回路では、論述のサイリスタおよびトランジ
スタは同一のSt基板上に形成される。
In a typical integrated circuit, the thyristor and transistor discussed are formed on the same St substrate.

鯖2図は、第1図の回路重子のうち、サイリスタとトラ
ンジスタとを、同−誘電体絶縁基板上の単結晶島内に形
成した場合の断面図を示す。
FIG. 2 shows a cross-sectional view of the circuit element shown in FIG. 1 in which a thyristor and a transistor are formed within a single crystal island on the same dielectric insulating substrate.

第2図において、lOは誘電体線機基板で、これは、単
結晶シリコン領域(島)11.12が、StO,等の誘
電体13,14を介して多結晶シリコン15に絶縁支持
されたものである。
In FIG. 2, lO is a dielectric wire substrate, in which a single crystal silicon region (island) 11, 12 is insulated and supported on polycrystalline silicon 15 via dielectrics 13, 14 such as StO. It is something.

両領域11,12はn11導電性な持つものて、アクセ
プタやドナーの不純物が、上側主表面から選択的に拡散
されることによって、サイリスタおよびトランジスタが
、図示のように形成される。
Both regions 11 and 12 have n11 conductivity, and acceptor and donor impurities are selectively diffused from the upper main surface, thereby forming a thyristor and a transistor as shown.

基板10の上側主表面には、sio、等の表面安定化膜
16が設けられており、これらに設けた開口を通して、
Aj等による配線17〜23がオーミックコンタクトし
ている。なお、24.21!は、単結晶シリコン領域1
1 、12のオーミックコンタクトのための高不純物領
域である。
A surface stabilizing film 16 such as SIO is provided on the upper main surface of the substrate 10, and through openings provided therein,
Wiring lines 17 to 23 formed by Aj and the like are in ohmic contact. In addition, 24.21! is single crystal silicon region 1
This is a highly impurity region for ohmic contacts No. 1 and No. 12.

このような!造において、サイリスタが形成される単結
晶シリテン領域11−すなわち、出発基板+1.高耐圧
化を実現するため、高抵抗が要求8れる。この場合、ト
ランジスタを形成する単結晶シリコン領域12も、通常
は出発基板が同じであゐために邑抵抗となり、これがそ
のままコレクタ抵抗となる。したがって、大電流領域で
、トランジスタの電洩増輔率hFE を下げる原因とな
り、結局dv/dt  耐量不良をもたらしていた。
like this! In the structure, the single crystal silicon region 11-, in which the thyristor is formed, ie, the starting substrate +1. In order to achieve high voltage resistance, high resistance is required8. In this case, the single-crystal silicon region 12 forming the transistor also becomes a block resistance because the starting substrate is usually the same, and this becomes the collector resistance as it is. Therefore, in a large current region, this causes a decrease in the current leakage increase rate hFE of the transistor, resulting in a poor dv/dt tolerance.

第4図はこの状態を示すもので、図中の点線は、従来例
にしたがって作−成されたトランジスタの、コレクタ電
[(横軸)対電流増幅率(縦軸)I?1性の一例を示し
ている。これから、コレクタ電流が大赤くなるにつれて
電流増幅率hFE が減小することがわかる。
FIG. 4 shows this state, and the dotted line in the figure indicates the collector voltage [(horizontal axis) vs. current amplification factor (vertical axis) I? of the transistor fabricated according to the conventional example. An example of monosexuality is shown. From this, it can be seen that as the collector current becomes redder, the current amplification factor hFE decreases.

この様な欠点を補う方法として、必llに応じて、部分
的に低抵抗層を作り(例えばエピタキシャル生長などに
より)、―述のトランジスタを形成する方法が考えられ
る。
As a method of compensating for such drawbacks, a method can be considered in which a low-resistance layer is partially formed (for example, by epitaxial growth) as necessary, and the transistor described above is formed.

しかし、例えば、エピタキシャル生長法を採用しようと
すると、基板全体を高温に加熱する必要があり、特に選
択的にエピタキシャル生長させるには、設備や工1が一
層複雑でコスト高となり、工業的に不利である。
However, when trying to adopt the epitaxial growth method, for example, it is necessary to heat the entire substrate to a high temperature, and in particular, selective epitaxial growth requires more complicated equipment and processes, resulting in higher costs, which is industrially disadvantageous. It is.

以上の様に、従来技術による集積回路装置では、高耐圧
化のためには高抵抗率のシリコン層を必要とし、高d 
v/d t 化のためには低抵抗率のシリコン層を必要
とするということになり、相反する抵抗率のシリコン層
を同一基板上に形成しなければならないという問題の鱗
決策がなかった。
As described above, integrated circuit devices using conventional technology require a silicon layer with high resistivity in order to achieve high breakdown voltage, and high d
In order to achieve v/d t , a silicon layer with a low resistivity is required, and there has been no solution to the problem of having to form silicon layers with contradictory resistivities on the same substrate.

本発明の目的は、高耐圧の回路重子と低耐圧の回路素子
が同一基板に集積化されている半導体集積回路装置にお
いて、高耐圧、高dv/dt耐量を可能にする手段とし
て、抵抗率の高いシリコン基板を用いた場合、コレクタ
抵抗の低いトランジスタを有する半導体集積回路装置を
提供することである。
An object of the present invention is to improve resistivity as a means for achieving high withstand voltage and high dv/dt withstand capability in a semiconductor integrated circuit device in which a high withstand voltage circuit element and a low withstand voltage circuit element are integrated on the same substrate. An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device having a transistor with low collector resistance when a high silicon substrate is used.

上記目的を達成してなる本発明の41I黴とするところ
は、トランジスタが形成されるべ舎鋳電体分離基板内の
単結晶シリコン領域、の抵抗率より低い同じ導電形の低
抵抗層を設け、この低抵抗層内にトランジスタを形成す
ることである。
The 41I mold of the present invention which achieves the above object is provided with a low resistance layer of the same conductivity type, which has a resistivity lower than that of the single crystal silicon region in the base cast electric isolation substrate on which the transistor is formed. , to form a transistor within this low resistance layer.

以下、本発明の一実施例を、図面を参照して説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

       、1 第3図は、本発明によるnpn  )ランジスタの断面
構造を示すものである。なお、サイリスタ及び保護回路
に関しては図示を省略する。
, 1 FIG. 3 shows a cross-sectional structure of an npn transistor according to the present invention. Note that illustration of the thyristor and the protection circuit is omitted.

npn )ランジスタは、810.32により絶縁分離
され、多結晶シリコン31により支持さゎたn形単結晶
シリコン領域33内に、n十低抵抗層34を形成し、前
記層34内にn++コレクタ層37 、 n++エミッ
タ層36およびpペース層35を形成し、さらにこれら
の表面に安定化膿38を積層して構成される。
npn) transistor is formed by forming an n+ low resistance layer 34 in an n-type single crystal silicon region 33 isolated by 810.32 and supported by polycrystalline silicon 31, and forming an n++ collector layer in the layer 34. 37, an n++ emitter layer 36 and a p paste layer 35 are formed, and a stabilized phlegm 38 is further laminated on these surfaces.

第4図の実線は、第3図のトランジスタのコレクタ電流
(Ia)と電流増幅率(hFE)の関係を示す。 tv
/dt耐量奄向上させるに必要なnpn トランジスタ
の性能は、1例として、発明者らの実施した集積回路の
場合は、コレクタ電fiIeが1〜10mAの範囲で、
電流増幅率hFE は10以上である。
The solid line in FIG. 4 shows the relationship between the collector current (Ia) and the current amplification factor (hFE) of the transistor in FIG. tv
For example, in the case of the integrated circuit implemented by the inventors, the performance of the npn transistor necessary to improve the /dt withstand capacity is as follows:
The current amplification factor hFE is 10 or more.

従来例では、第4図から明らかなようlζ、この電流範
囲になると、コレクタ抵抗の影響で電流増幅率hFEは
著しく低下する。それに比べ、本発明によりばその低下
は小さく、10以上の電流増幅率hFEが得られている
In the conventional example, as is clear from FIG. 4, in this current range lζ, the current amplification factor hFE significantly decreases due to the influence of the collector resistance. In comparison, according to the present invention, the decrease is small and a current amplification factor hFE of 10 or more is obtained.

なお、第4図の測定に用いた従来例の素子は、第3図の
n+低抵抗層34がないのみで、その他の構造および製
造プロセスは、本発明の実施例と同一のものである。
The conventional device used for the measurements in FIG. 4 only lacks the n+ low resistance layer 34 in FIG. 3, and the other structures and manufacturing processes are the same as those in the embodiment of the present invention.

第5図(1)〜(6)は、本発明の半導体集積回路装置
の製造方法の説明図である。
FIGS. 5(1) to 5(6) are explanatory diagrams of the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of the present invention.

は)先ず、面方位(100)のn形単結晶シリコン33
を高温熱処理し、酸化膜39を形成する。次いで、ホト
エツチングにより部分的に開口39Aを形成する。
) First, n-type single crystal silicon 33 with plane orientation (100)
is subjected to high temperature heat treatment to form an oxide film 39. Next, an opening 39A is partially formed by photoetching.

(2)#化膜39を保護マスクとし、アルカリ系エッチ
ャントによりV字形の溝4G1に8成する。
(2) Using the # coated film 39 as a protective mask, 8 V-shaped grooves 4G1 are formed using an alkaline etchant.

+3)  @化膜39を除去し、新たKIII電体分鴫
廟の酸化膜32を形成する。□ (4)  鐸電体分−基板の支持体となる多結晶シリコ
ン層31を、その上に形成する。次いで、研磨、エツチ
ング等により、単結晶シリコン33をA−に面まで除去
すること番トより、各々の単結晶領域が電気的に絶縁分
離された誘電体分離基板が完成する。
+3) The oxide film 39 is removed and a new oxide film 32 of the KIII electronics branch is formed. □ (4) A polycrystalline silicon layer 31 that will serve as a support for the electric body and substrate is formed thereon. Next, the single crystal silicon 33 is removed down to the A- plane by polishing, etching, etc., thereby completing a dielectric isolation substrate in which each single crystal region is electrically isolated.

(5)誘電体分離基板の単結6儒よりイオン打込み42
を行ないn中低抵抗層344を形成する。この場合の不
純物はリン(P)で、不要部分はレジスト41で保饅す
る。
(5) Ion implantation 42 from the single bond 6 yen of the dielectric isolation substrate
Then, an n-medium low resistance layer 344 is formed. The impurity in this case is phosphorus (P), and unnecessary portions are protected by a resist 41.

ここで、前記のn中低抵抗層34は単結晶シリコン領域
(基板)33の不純物濃度よりは亮いが、高過ぎないこ
とが重要である。なぜならば、 npnトランジスタの
pベースが、難+低抵抗層の不純物濃度の高い処で接合
を形成すると、その後のnエミッタ拡散により実質的な
pベース層が薄くなり、パンチスルーな起こしやすくな
り、エミッターコレクタ耐圧が低下してしtうからであ
る。
Here, the impurity concentration of the n medium low resistance layer 34 is higher than that of the single crystal silicon region (substrate) 33, but it is important that it is not too high. This is because if the p base of an npn transistor forms a junction in a high impurity concentration area of the low resistance layer, the subsequent n emitter diffusion will thin the actual p base layer, making punch-through more likely to occur. This is because the emitter collector breakdown voltage decreases.

従って、この不純物濃度制御は高精度を要する。Therefore, this impurity concentration control requires high precision.

そのため、本発明者等はイオン打込みによりn+低抵抗
層を形成することにして、打込量な変えた実験から最適
値を見つけた。
Therefore, the present inventors decided to form the n+ low resistance layer by ion implantation, and found the optimum value through experiments with different implantation amounts.

(6)そして、最後に、サイリスタの高耐圧を確保する
ため、厚い酸化膜38を形成する。このプロセス(J、
水蒸気雰囲気曾たは酸素雰囲気中で高温、長時間の熱処
理を行なうことにより、Stを酸化させるものである。
(6) Finally, a thick oxide film 38 is formed to ensure high breakdown voltage of the thyristor. This process (J,
St is oxidized by heat treatment at high temperature and for a long time in a steam atmosphere or an oxygen atmosphere.

この処理により、前の工1(5)で形成したn中低抵抗
層の表面濃度が下がって拡散が進み、後に形成される 
npn トランジスタのpベースの下の抵抗を十分に小
さくすることがで會る。
This treatment lowers the surface concentration of the n-medium low resistance layer formed in the previous step 1 (5) and promotes diffusion, which will be formed later.
This is achieved by making the resistance under the p-base of the npn transistor sufficiently small.

次いで、サイリスタやトランジスタ、ダイオード等の高
耐圧、低耐圧の回路素子がボロン(B)、リン(P)等
の不純物拡散により形成され、集積回路が完成する。但
し、第5図では、図示を省略した。
Next, high-voltage and low-voltage circuit elements such as thyristors, transistors, and diodes are formed by diffusing impurities such as boron (B) and phosphorus (P) to complete the integrated circuit. However, illustration is omitted in FIG. 5.

第3図において、n中低抵抗層34を形成する条件を求
めるため、本発明者等は、イオン打込量14点変えて実
験した。
In FIG. 3, in order to determine the conditions for forming the n medium low resistance layer 34, the inventors conducted an experiment by changing the ion implantation amount at 14 points.

第6図は、イオン打込量(横軸)と、−低抵抗層のシー
ト抵抗、コレクタ電111cを10mAとし、かつVc
鵞を0.5■とした時の電流増竺、亭及びエミッターコ
レクタ耐圧BVzco  を示す。Δ印は従来例による
−すなわち、 n中低抵抗層34がρい場合のデータで
ある。
FIG. 6 shows the ion implantation amount (horizontal axis), the sheet resistance of the -low resistance layer, the collector voltage 111c set to 10 mA, and Vc
Shows the current increase, peak, and emitter collector breakdown voltage BVzco when the voltage is 0.5 . The Δ mark is data based on the conventional example, that is, when the n medium low resistance layer 34 is ρ.

なお、第6図において、エミッタコレクタ耐圧は昔過目
盛であられされ、その他の電流増幅率、n 低抵抗層の
シート抵抗、およびイオン打込量は対数目盛であられさ
ねている。
In FIG. 6, the emitter-collector breakdown voltage was previously shown on an overscale scale, and the other current amplification factors, sheet resistance of the n low resistance layer, and ion implantation amount were not shown on a logarithmic scale.

第6図から分るように、イオン打込量が増えるとn中低
抵抗層34のシート抵抗は減少し、電流増幅率hFEは
犬舎くなる。但し、シート抵抗が下がり過ぎると耐圧が
極端に低下してしまう。従って、前述の如く、不純物濃
度制御は高精度を要する。
As can be seen from FIG. 6, as the amount of ion implantation increases, the sheet resistance of the n medium low resistance layer 34 decreases, and the current amplification factor hFE becomes insignificant. However, if the sheet resistance drops too much, the withstand voltage will drop extremely. Therefore, as described above, impurity concentration control requires high precision.

第6図のデータによると、3 X 10錦偽−のイオン
打込みで耐圧がIV以下となる。したがって、集積回路
中5■以上の耐圧を要する回路では使えない。但し、d
v/dt 耐量の嚢−回路で使われるnpt>  トラ
ンジスタの動作電圧は、約O,S Vであることから、
 3 X 10”個/−以上のイオンを打込んでn土層
を形成し、電流増幅率を上げた鳩舎も使用に耐える。
According to the data shown in FIG. 6, the withstand voltage becomes IV or less after 3×10 brocade ion implantation. Therefore, it cannot be used in integrated circuits that require a withstand voltage of 5 or more. However, d
v/dt capacity bag - npt used in the circuit> Since the operating voltage of a transistor is approximately O, S V,
A pigeon coop in which 3×10” or more ions are implanted to form an n soil layer and increase the current amplification factor is also usable.

以上のように、イオン打込みにより形成したn+低抵抗
層を備えた npnトランジスタの電流増幅率は、従来
例に比べ、大電流領域で2俺以上の値が得られ、これを
使った集積回路のdv/dt耐量も、従来の200 V
/ us @度から2000 v/ u1以上に向上し
た。
As described above, the current amplification factor of an npn transistor equipped with an n+ low resistance layer formed by ion implantation is 2 or more in the large current region compared to the conventional example, and an integrated circuit using this dv/dt tolerance is also 200 V
/us@degrees improved to over 2000 v/u1.

次に、本発明によるnpn  )ランジスタの平面構造
lこついて検討した。
Next, the planar structure of the npn transistor according to the present invention was studied.

97.8図はnpn  )ランジスタの平面パターンを
示す。ζわらの図で、トランジスタはpベース51. 
n++エミッタ52.n++コレクタ53.及び各々の
コンタクト開口54〜56からなる。第7,8図の対比
から明らかなようlζ、両者には、コレクタの電極に接
続するn++形成領域53が、pベースを囲む構造と、
そうでない構造の違いがある。
Figure 97.8 shows the planar pattern of an npn) transistor. ζ In the straw diagram, the transistor is p-base 51.
n++ emitter 52. n++ collector 53. and respective contact openings 54-56. As is clear from the comparison between FIGS. 7 and 8, both have a structure in which an n++ formation region 53 connected to the collector electrode surrounds the p base,
There are structural differences where this is not the case.

第9図は、前記トランジスタのコレクタ電流と電流増幅
率の関係を示す。図に詔いて、実線は、菖7図の構造に
よる特性、一点鎖線は第8図の構造#Cよる特性を、そ
れぞわあられしている。
FIG. 9 shows the relationship between the collector current and current amplification factor of the transistor. In the figure, the solid line represents the characteristics due to the structure in Figure 7, and the dashed line represents the characteristics due to structure #C in Figure 8.

ここでも、第4図と同様な傾向が見られ、−低抵抗領域
を備えたnpn  )ランジスタにおいては、n++コ
レクタの形成領域なpベースなIILMむ構造とした場
合に、より高い電流増幅率が得られる。
The same tendency as in Fig. 4 can be seen here as well; in an npn (npn) transistor with a -low resistance region, a higher current amplification factor is obtained when the n++ collector is formed in a p-based IILM structure. can get.

以上の説明から明らかなように1本発明によれば集積回
路のむ/dt 耐量保謙回路に使われるnpn  )ラ
ンジスタのコレクタ抵抗を低減し、大電流領域の電流増
幅率を従来の2倍以上にで台、それkともないd w/
d を耐量410倍改善で會る。
As is clear from the above explanation, (1) according to the present invention, the collector resistance of the NPN transistor used in the integrated circuit (NPN) transistor used in the withstand voltage protection circuit is reduced, and the current amplification factor in the large current region is more than twice that of the conventional one. Nidedai, that's not good w/
d with a 410 times improvement in tolerance.

なお、以上においては、多結晶シリコンと単結晶領域と
の境界のすべてに誘電体分離用の酸化膜が形成された例
について述べたが、このことは必ずしも必要ではなく、
境界の一部または全部において、多結晶シリコンと単結
晶領域とが直l1llIIシていてもよい。
Note that although the example above has been described in which an oxide film for dielectric isolation is formed on the entire boundary between polycrystalline silicon and single crystal regions, this is not always necessary;
At part or all of the boundary, the polycrystalline silicon and the single crystal region may be directly aligned.

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

第1図はサイリスタのdv/dt耐量保−回路の一例な
示す図、第2図は同一の一電体分一基板に形成したサイ
リスタとnpn  )ランジスタの断面図、第3図は本
発明による npn )ランジスタの断面図、第4図は
 npn トランジスタのコレクタ電流と電流増幅率の
関係を示す図、1115WA11)〜(6)は本発明の
半導体集積回路装置の製造プロセスの断面図、第6図は
本発明によるnpn  )ランジスタのイオン打込量と
他の緒特性の関係を示す図、第7図および第8図はnp
n  )ランジスタの平面構造を示す図、第9図は第7
図および1118図の場合の、コレクタ電流と電流増幅
率の関係を示す図である。 31・・・多結晶シリコン、32・・・霞電体分離用酸
化膜、33・・・n形単結晶シリコン領域、34・・・
−低抵抗層、s トルベース層、36・・・n++工之
ツタ層、37 、、、 、++コレクタ層、38・・・
安定化膜 代理人弁1士 平 木 道 人 第1図 :A#2  図 オ 3I23 24g5 コレクタ電工孔(mA) 才5図 才 6  凶 イiZN込1(47cm勺 イオンJ1込−I(イ[1/C汀り 17図  28図 才 9 図 コ[フタtん(mA)
Fig. 1 is a diagram showing an example of a thyristor dv/dt withstand capacity maintenance circuit, Fig. 2 is a cross-sectional view of a thyristor and an npn transistor formed on the same monoelectric substrate, and Fig. 3 is a cross-sectional view of a thyristor and an npn transistor according to the present invention. 1115WA11) to (6) are cross-sectional views of the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device of the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view of the npn transistor. Figures 7 and 8 are diagrams showing the relationship between the ion implantation amount and other characteristics of the npn transistor according to the present invention.
n) Diagram showing the planar structure of the transistor, Fig. 9 is the 7th
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between collector current and current amplification factor in the cases of FIGS. 31... Polycrystalline silicon, 32... Haze electrical isolation oxide film, 33... N-type single crystal silicon region, 34...
-Low resistance layer, s Toru base layer, 36...n++ engineering ivy layer, 37, , , ++ collector layer, 38...
Stabilizing membrane proxy valve 1 Michihito Hiraki Diagram 1: A#2 Diagram O 3I23 24g5 Collector electric hole (mA) 5 Diagram 6 Koii iZN included 1 (47cm 勺 ion J1 included - I) 1/C 17th figure 28th figure 9th figure [Lid (mA)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)複数の単結晶シリコン領域が、相互に絶縁されて
多結蟲シリコンに支持された誘電体分離基板に形成され
た半導体集積回路装置であって、前記単結晶シリコン領
域の少なくとも一つkおいて、単結晶シリコン領域内に
、これと同じ導電蓋で不純物一度の高い第1半導体領域
が形成され、前記第1半導体領域内に、これと反対導電
層の第2半導体領域が形成され、前記第2半導体領域内
に、前記第1半導体領域と同じ導電蓋で、不純物員度の
鳥い第3半導体領域が形成され、ざらKIIll記第1
半導体領域内で、前記第2半導体領域の輪郭の少なくと
も開部と対向するよう番ζ、前記第1半導体領域と同じ
導電蓋で、不純物―直の高い第4半導体領域が形成さね
ており、前記第1.第2.第3および第4半導体領域が
トランジスタを構成したことを特徴とする半導体集積回
路装置。
(1) A semiconductor integrated circuit device in which a plurality of single-crystal silicon regions are formed on a dielectric isolation substrate insulated from each other and supported by polycrystalline silicon, wherein at least one of the single-crystal silicon regions is A first semiconductor region having a high impurity concentration is formed in the single crystal silicon region with the same conductive lid, and a second semiconductor region having an opposite conductive layer is formed in the first semiconductor region, A third semiconductor region with a high impurity concentration is formed in the second semiconductor region with the same conductive lid as the first semiconductor region, and
In the semiconductor region, a fourth semiconductor region with high impurity concentration is formed with the same conductive lid as the first semiconductor region at a position opposite to at least the opening in the outline of the second semiconductor region, Said 1st. Second. A semiconductor integrated circuit device characterized in that the third and fourth semiconductor regions constitute transistors.
(2)第2半導体領域の直下における第1半導体領域の
シート抵抗が2に07口以下であることを特徴とする特
許 集積回路装置。
(2) A patented integrated circuit device characterized in that the sheet resistance of the first semiconductor region directly below the second semiconductor region is 2.07 or less.
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