JPS5821366A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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Publication number
JPS5821366A
JPS5821366A JP56119770A JP11977081A JPS5821366A JP S5821366 A JPS5821366 A JP S5821366A JP 56119770 A JP56119770 A JP 56119770A JP 11977081 A JP11977081 A JP 11977081A JP S5821366 A JPS5821366 A JP S5821366A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
layers
island
frequency
base
Prior art date
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Pending
Application number
JP56119770A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Kanzaki
神崎 晃一
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS5821366A publication Critical patent/JPS5821366A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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]
    • H01L27/0244I2L structures integrated in combination with analog structures

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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体集積回路装置K関する@I”Lは素子間
分離が不要なQで集積度が高く、大規模集積回路への応
用に適している。更にI”L (Int*grat@d
 I@j@5tles L@gle)はバイポーラ技術
によって形成されるので、他の/4イボーツ回路との共
存が容易でToす、アナログ、デジタル回路を混載した
多機能集積回路を夾現できる手段として脚光を浴びて−
る・ どζろでとのILと高周波トランジスタ、高耐圧トラン
ジスタとを同一チツfK形成できれば、ILからなる高
集積度ロジックと、高周波トランジスタからなるECL
 (1mitt・rC・−pt・櫨Logi@)wA路
のような最高速のデジタル回路と、例えば高耐圧を要す
る出力ドライバ回路とを全て同一チップ上に形成できる
Oできわめて多機能の集積回路機成が可能となるり バイポーラ技術を用いて上記のような多機能集積回路を
最も簡単に形成するためKは、IL、  −高周波トラ
ンジスタ及び高耐圧トランジスタのペース領域を同一不
純物拡散工程により形成し、更KILのコレクタと高周
波トランジスタのニオツタ及び高耐圧トランジスタのエ
ミッタを同一不純物拡散工程により形成すればよい。し
かしながらこのような方法では三種のトランジスタの性
能を各々最適なものにすることはできない。夏LK於い
ては工t、夕とコレクタとが通常のNPNバイポーラト
ランジスタとは逆に構成されている。このような逆方向
動作では電流増幅率が通常極めて小さいものになってし
まい、I”Lのファンアウト許容度を非常に小さいもO
Kしてしまう。とりわけ高耐圧トランジスタで祉工tツ
ターコレクタ耐圧nvcIcoを大きく保つためKは電
流増幅率を大きくしすぎないことが重要であるが・、上
述のような方法により高耐圧トランジスタを形成すれば
逆方向動作のILの電流増幅率を小さくしてしまう。
ところで上記三種の各トランジスタの特性を最適化する
ために、二種のペース拡散工程を用いることは有効であ
る0例えばIEDM t@・hnlcald1g@st
、1979.P32 g〜331 K開示されているよ
うな構造によれば高い電流増幅率のILと高周波トラン
ジスタとの共存が可能であるが、この高周波トランジス
タのエミッターコレクタ耐圧Bvc、。を大きくすると
いう点では必ずしも最適構造とはいえない0高周波トラ
ンジスタに於いては遮断周波数ftを向上させるために
活性ペース層は表面から内部にむかりて濃度の低下する
プロファイルを有する・従ってその電流増幅率はペース
及びエミッタ拡散層の不純物#1度グロファイルのわず
かな・櫂うッキによって大きく変動し易い。結果的に比
較的大きな電流増幅率のトランジスタが形成されるとと
も、量産バラツキを考慮すると不可避である。ところで
トランジスタのエミッターコレクタ耐圧Bvc、oはペ
ース−コレクタ耐圧BYCIOと電流増幅率βとを用い
て次のように表わされることが知られている。
上記式は電流増幅率が増せばトランジスタの工電ツター
コレタタ耐圧が低下す為ことを示して−る・従って高耐
圧トランジスタにとりては高い電流増幅率が現われ易い
構造は好tしくない。
更に高周波トランジスタはペース幅が薄いえめΔンテス
AEEが低く高耐圧トランジスタとして用いるには適蟲
でない・従りて上記方法によって最適特性を有す為IL
と高周波トランジスタと高耐圧)2ンジスタとを共存さ
せることは難しい。
以上0IILを考慮すれば、各々最大@O性能を有す為
X−と高周波トランジスタと高耐圧トラyfAりとを岡
−チ、デ上に集積して形威すb鳩舎には三種の異なる活
性ペース構造を必要と、 する、しかしながら、その方
法は工程数の増大を招く不部会がsIゐ・更に三種のト
ランジスタをdランスよく形威す為ためKは、全てのト
ラyyxpのペース構造が異なっているというしとは必
ずしも好★しく&%A・ 本発明は上記点に僑みなされえも0゛で、会異な為不純
物fvsyアイルな有する活性ペース層から形成された
第1とg意のトランジスタと、第1と第30トランジス
タOwI性ペース層O不純物f口ファイルを重ね会わせ
た不゛鈍物faファイルを有する活性ペース層から形成
され九第30)ツンジスタとから半導体集験閤路装置を
形成するしとによって、舎三種のトランジスタの*mが
最適化された牛導体集積−路装置を蝿供するヒとを目的
とする・ を九上記のように各=110トツyyスタを構成すると
とKよ勧、異なる機能を有す為三種Oトランジスタを同
一チッfJ:に共存させるLとが可能となる・ 第10)ツンジスタがI”L I第!Oトツンゾスタが
轟馬歓、トツンyXり、IElo)ツンジスタが高耐圧
トランジスタO場舎には、ILO添性ペース層は論変が
低く1り拡散O欅さが諏〈なゐように形成でき、高jH
1l)ランジス声の活性ペース層は表1iis+vcが
高く且つ拡散の深さが洩<ebように形成で自1.更に
高耐圧トツンVスタの活性ベース層はI2Lと高周波)
ツンジスタ0@tペース層の不純物プロファイルの和に
対応した不純物プロファイルを有するように形成できる
。従ってI”LOt1m増幅率及び為周波トランジスタ
の纏断周波数を高くシ、更に高耐圧トランジスタの/臂
ンチスルー電圧、工t、ターコレクタ耐圧BvcMoを
適正に保つことができる・ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
・第1図は本発明に係る半導体集積回路装置の断面図で
ある。P型シリコン基板10上にN”mlk不純物鈍物
層11s14・16を形成し、更にその上にN型エピタ
キシャル層を形成する・こONmエピタキシャル層上に
8102層1rを形成した彼、選択的にエツチングして
シリコン基fllDKBするp+ m拡散層1. jを
形成し、島状の嬉l牛導体−域jo、第2中導体領域2
1と第3半導体領域x4とを設ける〇なお第1半導体領
域goにはI”L 、 $12半導体領域11には高周
波トランジスタ、第3中導体領域j4には高耐圧トラン
ジスタが設けられる。
次に@11中導領域j#jl(I”LON+瀝力2−2
6、第2牛導体領域11の高周波トランジスタのコレタ
タミ極取抄出しmに深い1層21、第3牛導体領域14
C)高耐圧トランジスタのコレクタ電極取り出し部に深
いN+層J0を形成する。その後?ロンを高エネルギー
イオンインプランテーション、により選択的に打込み、
第1半導体領域j#KI”LOP−11fi性ペ一ス層
s1を、第3牛導体領域24に高耐圧トランジスタOF
−型活性ペース層14を同時に形成する@1”LOP−
型活性ベース層11は第2図07’E17.イルa、で
示される不純物分布を有する・即ち第1半導体領域1−
の表面から約O0Sμの深さに不純物分布O♂−夕を有
する・また高耐圧トランジスタのP−皺活性ペース層j
4は嬉4図のfaファ仁1mで示される不純物分布を有
する・との不純物プロファイルa―はI”LのP−31
1活性ペ一ス層11の不純物fロアアイルa1と同じで
ある・ 次に更にNc1ンをイオンイン!ランテーシ璽ンにより
選択的に打込み、第1半導体領域20にI”LのPW1
外部ペース領域16とP型インジェタタ領域J8を、第
2半導体領域xzK高周波トランジスタのP型活性ベー
ス層40を、第3半導体領域24に高耐圧トランジスタ
OP製活性ペース層41を同時に形成する・高周波トラ
ンジスタのP型活性ベース層40FillI3図のテロ
ファイルb1で示される不純物分布を有す為・即ち第2
牛導体領域の表面近傍に不純物分布の一一タを有し、前
述のプロファイルa1  。
a3より深く形成されている。また高耐圧トランジスタ
のPW活性ペース層42は第4図のプロファイルb、で
示される不純物分布を有する口この不純物プロ7アイA
llは高周波トランシスIのPW活性ペース層40の不
純物プロファイルb1と同じである・従って高耐圧トラ
ンジスタの活性ペース領域はP−減の活性ベース層14
とP型の活性ベース層4jによって構成され、第4図の
プロファイルCで示される不純物分布を有する。即ちこ
O不純物f a 7γイルCはプロファイルa1とfロ
ツァイルb■O和で示される。
次に第1中導体領域zeK*”tot証コレタタ領域4
4を、第2中導体領域ff1jK高岡峡トランジスタO
N+型工さツタ領域4−を、第3牛導体領域jJK高耐
圧トランジスタON”li工々ツタ領域41を同時に形
成する・上記N+瀝コレクタ領域44.N+製エミッタ
領域4−及びN+−エイ、り領域4#は各々第2Ih1
i114図Ofmファイルa、 、a、 sdsで示さ
れ為不純物分布を有する・そ0後110!層IFを選択
的に開孔し、I”LOインジェタタ電極50.ペース電
極Sjとコレタり電極54.高周波トランジスタの3レ
タタ電極515、ペース電極5gとエミッタ電極σ0及
び高耐圧トランジスタのコレタタミ極12.ペース電極
64とエミッタ電極C#とを形成する・上記実施ガによ
り、第1半導体領域10に形成されたILは40〜60
0非常に高i上方向電流増幅率へ、を、第2牛導体領域
22に形成畜れた高周波トランジスタは80〜200の
高い電流増幅車馬と3〜5 GHzの高い纏断周波数l
!を、更に第3牟導体領域に形成された高耐圧トランジ
スタは50〜100の電流増幅率β−130vの工ty
ターコレクタ耐圧と50vのべ一スーコレタタ耐圧とを
示した。
上記実施例を更に改良するために、第5図に示すように
第3半導体領域14に形成される高耐圧トランジスタの
ペース領域外部周辺に深いペース層−1を設けれげトラ
ンジスタの耐圧とりわけペースーコレタタ耐圧BVCI
Oを向上できる・この深いベース層6aの表面からの深
さは1.271である。この結果ペースーコレタタ耐圧
11vcmoは70VK向上した。ガお第5図の中導体
集積回路装置は第1図の牛導体集積回路装置と略構成が
同じであるので同一符号を付し、詳しい説明は省略する
本発明は上記実施例に限られるものではない。
本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々羨形が可能である
。例えば上述の実施例では−[K形成され九Nfjlエ
ピタキシャル層をP+−拡散層1#により第1.第2.
第3中導体領域xtt、zz。
f4に分離して三種のトランジスタを形成し九が、二縦
のエピタキシャル成長ニーにより形成してもよい、この
方法を使用すればIL及び高周波トランジスタが形成さ
れる第1.第2牛導体領域go、zzの厚さを、高耐圧
トランジスタが形成される第3半導体領域14t)厚さ
より薄くするヒとができるのでIL及び高周波トランジ
スタで構成されゐ回路の高速性を増すヒとが可能となる
以上詳述したように本畿−によれtfilわめて高い電
流増幅率を有するI”Lと、麿断周鋏数の高い高周波ト
ランジスタと、高耐圧トランジスタとが同一チップ上に
形成された牛導体集積回路装置を提供できる◎
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る中導体集積回路装置O断面図、第
2図はI”LOコレタタ、ペース領域の縦方向不純物プ
ロファイルを示す図、第3I!llハ高周波トランジス
タのニオ、り、ペース領域の縦方向不純物プロファイル
を示す図、館4図は高耐圧トランジスタのエイ、タ、ペ
ース領域の縦方向不純物プロファイルを示す図、第5I
lIは本発明に係る別の牛導体集積回路鋏置O断′面図
である。 10・・・シリーン基板、11.14#1g−・N+飄
高不純鈍物I度層、18・・・P渥拡散層、1−・・・
第1牛導体領域、11−82牛導体領域、14・・・第
3牛導体領域、z2,14−・・P−型活性ぺ一ス層、
J8・・・インジェタタ領域、’ 4 # 、 41・
・・PW活性ペース層、44・・・コレタタ領域、46
゜48・・・エミッタ領域、j#−・・インジ、タタ電
極、s:1.la、64・・・ペース電極、i4.Ir
i。 62・・・コレタタミ極、go、gg・・・エミ、り電
極、68・・・深いベース層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  少なくとも三種以上の異なる構造を有する複
    数のパーティオルト2ンノスタにより構成される半導体
    集積回路装置において、第1のトランジスタの活性ベー
    ス層は第1型不純物グロフアイルを有し、第2のトラン
    ジスタの活性ベース層は第2型不純物グロフアイルを有
    し、第340)ランジスタの活性ベース層は第1型不純
    物グロフアイルと第2型不純物グロフアイルO和に対応
    する第1型不純物グロフアイルを有することを特徴とす
    る半導体集積回路装置・(2)前記第1のトランジスタ
    はILを構成し、前記第2のトランジスタは高周波トラ
    ンジスタであ秒、前記第3のトランジスタは高耐圧トラ
    ンジスタであることを特徴とする半導体集積回路装置◎
JP56119770A 1981-07-30 1981-07-30 半導体集積回路装置 Pending JPS5821366A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5898957A (ja) * 1981-12-09 1983-06-13 Nec Corp 半導体装置の製造方法
US5504368A (en) * 1991-09-24 1996-04-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor integrated circuit device with self-aligned superhigh speed bipolar transistor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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