JPS5972166A - Plural conductor layer structure for monolithic semiconduct-or integrated circuit - Google Patents

Plural conductor layer structure for monolithic semiconduct-or integrated circuit

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JPS5972166A
JPS5972166A JP16911383A JP16911383A JPS5972166A JP S5972166 A JPS5972166 A JP S5972166A JP 16911383 A JP16911383 A JP 16911383A JP 16911383 A JP16911383 A JP 16911383A JP S5972166 A JPS5972166 A JP S5972166A
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junction
integrated circuit
layer
collector
circuit device
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JP16911383A
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テイム・デイ−・イスベル
バ−ナ−ド・デイ−・ミラ−
ロ−レンス・ア−ル・サムプル
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National Semiconductor Corp
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    • HELECTRICITY
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    • HELECTRICITY
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高いブレークダウン電圧を有するモノリシック
半導体集積回路デバイス用の複数導体層構造に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to multiple conductor layer structures for monolithic semiconductor integrated circuit devices having high breakdown voltages.

従来の典型な集積回路(IC)構造においては、モノリ
シンク、接合絶縁半導体設計が一般に用いられている。
In typical conventional integrated circuit (IC) structures, monolithic, junction-insulated semiconductor designs are commonly used.

通常の処理に対しては、このようなデバイスは動作の上
限として約40ボルトに制限されている。しかし、基本
的なデバイスは一般に120ボルトヲ超えるダイオード
ブレークダウン限度を有し、かつ従来のプレナーデバイ
スの処理は矛盾なくこのような高電圧デバイスを与える
ことができる。40ボルトの限度が広げられれば、IC
設削の現在利用できない数多くの用途に利用できるよう
になる。IC電圧を制限している1つの共通の問題は接
合上を通っているメタライゼーションによって生じる周
知のP−N接合ブレークダウン電圧低下である。このメ
タライゼーションがバイアスされた時に、電界は急激に
接合ブレークダウンを低下させる。例えば、A−S、G
rove著(7) rPHYsIcs AND TEC
HNOLOGY OFSEMICONDUCTORDE
VICES J (Johm Wi 1eyand 5
ons、 1967)を参照されたい。第611頁から
始凍る章がこの現象を詳述している。100ボルトのバ
イアスレベルにおいて、ダイオードブレークダウン電圧
は、IC特性に重大な影響を有する広範囲にわたって変
調できることがわかる。ICデバイス及び構成について
の基本的な情報にっいては、Alan B、 Qreb
ene著のr ANALOGINTEGRATED C
IRCUIT DESIGNJ (VanNostra
nd Re1nhold Company+ 1972
)が参照できる。第386頁から始まる「高電圧回路」
についての章は、100ボルトIC設計を形成するため
に、従来のICフィールドプレートを使用することを述
べている。
For normal processing, such devices are limited to approximately 40 volts as an upper limit for operation. However, the basic devices typically have diode breakdown limits in excess of 120 volts, and conventional planar device processing can consistently provide such high voltage devices. If the 40 volt limit is widened, IC
It will be available for many applications that are not currently available for drilling. One common problem limiting IC voltage is the well-known P-N junction breakdown voltage drop caused by metallization passing over the junction. When this metallization is biased, the electric field rapidly reduces junction breakdown. For example, A-S, G
Written by rove (7) rPHYsIcs AND TEC
HNOLOGY OF SEMICONDUCTORDE
VICES J (Johm Wi 1 and 5
ons, 1967). The beginning of freezing chapter on page 611 details this phenomenon. It can be seen that at a bias level of 100 volts, the diode breakdown voltage can be modulated over a wide range with significant impact on the IC characteristics. For basic information about IC devices and configuration, see Alan B, Qreb
r ANALOGINTEGRATED C by ene
IRCUIT DESIGNJ (VanNostra
nd Re1nhold Company+ 1972
) can be referenced. "High Voltage Circuit" starting on page 386
The chapter on describes the use of conventional IC field plates to form 100 volt IC designs.

本発明の目的は、IC上に2層導体構造を用い、これに
よフ高電圧メタンイゼーションがP−N接合からシール
ドされることである。
It is an object of the present invention to use a two-layer conductor structure on the IC so that high voltage methanization is shielded from the P-N junction.

本発明の別の目的は、P−N接合グレークダウン電圧を
変岬する高電圧メタライゼーションの下で静電シールド
として機能するように、低電圧で動作するIC上に第1
の層導体を用いることである。
Another object of the present invention is to provide a first capacitor on an IC operating at a low voltage to act as a capacitive shield under a high voltage metallization that changes the P-N junction breakdown voltage.
layer conductor.

これらの及び他の目的は、がなり低い電圧で動作するよ
うに設計されがっブレナーデバイス構造とコンパチブル
である第1の導体層を用いることにJ:す、P−N接合
絶縁モノリシックICに実現される。第1の層は好適に
は導電性にドーグされた多結晶シリコンである。第1の
層は適当力絶縁物で覆われ、次に第2の金属層は好適に
は通常のプレナーデバイスアルミニウムであり第1の層
上に付加される。第1の層は下層のP−N接合を覆うよ
うに形成され、特に高電圧メタライゼーションの下にあ
るP−N接合を覆う。このメタライゼーションは第2の
金属層に制限される。この構造は生に高電圧PNPラテ
ラルトランジスタに適するか、高電圧バーチカルNPN
デバイス及び高電圧抵抗にも応用できる。
These and other objectives are realized in a P-N junction isolated monolithic IC by using a first conductor layer that is compatible with a Brenner device structure that is designed to operate at low voltages. be done. The first layer is preferably conductively doped polycrystalline silicon. The first layer is covered with a suitable strength insulator and then a second metal layer, preferably conventional planar device aluminum, is applied over the first layer. The first layer is formed over the underlying P-N junction, particularly the P-N junction underlying the high voltage metallization. This metallization is restricted to the second metal layer. This structure is suitable for raw high voltage PNP lateral transistors or high voltage vertical NPN transistors.
It can also be applied to devices and high voltage resistance.

実際に、高電圧で動作されるP−N接合は、導電性のシ
ールド層の介在によって上層のメタライゼーションをブ
レークダウン変調からシールドできる。
In fact, PN junctions operated at high voltages can shield the overlying metallization from breakdown modulation by intervening a conductive shield layer.

第1図は従来のラテラルトランジスタ構造を示す図であ
る。第2図は線2−2に沿ってとられた第1図の断面図
である。部分10は半導体ウェハーの一部分を表わし、
この中にICが従来の周知のプレナーバイボーラ構造技
術を用いて製造されている。典形的には、部分10はN
形シリコンであり、通常はP形基板ウェハー11上にエ
ビクキシャル成長される。図示されていないが、デバイ
スは通常はP形絶縁拡散領域により囲まれている。
FIG. 1 is a diagram showing a conventional lateral transistor structure. FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG. 1 taken along line 2--2. Portion 10 represents a portion of a semiconductor wafer;
Therein, an IC is fabricated using conventional and well-known planar bibolar construction techniques. Typically, portion 10 is N
type silicon, typically grown evixively on a P type substrate wafer 11. Although not shown, the device is typically surrounded by a P-type insulating diffusion region.

N十埋込層12は通常は能動デバイスの下にある。The N0 buried layer 12 typically underlies the active devices.

矩形の拡散13は14に円形中心孔を有するトランジス
タのコレクタを形成している。丸いエミッタ15はコレ
クタの孔の内側に位置している0メタライゼーシヨン1
6はエミッタ15に重なるように形成され、半導体にオ
ーム接触している。ここでは孔17が、通常牛導体表面
を覆っているプレナー酸化物18を介してエツチングさ
れている。
The rectangular diffusion 13 forms the collector of the transistor with a circular central hole at 14. The round emitter 15 is located inside the hole of the collector 0 metallization 1
6 is formed so as to overlap the emitter 15 and is in ohmic contact with the semiconductor. Here holes 17 are etched through the planar oxide 18 which normally covers the conductor surface.

メタライゼーション19は、酸化物18を通してエンチ
ングされた孔20を介して接触するコレクタ電極を形成
している。拡散16及び15はP形であり、半導体構造
中に約6ミクロン広がっており、かつNPN)ランゾス
タのベース拡散として識別される。およそ2.5ミクロ
ンの深さの共形なNPN)ランジスタのエミッタ拡散で
あるN十領域22は、ラテラルPNP )ランジスタの
ベースとして機能するN形エピタキシャル半導体材料と
抵抗性接触する○メタライゼーション23は酸化物18
を通してエツチングされた孔24にょフォーミンクベー
ス電極接続を与える。
Metallization 19 forms a collector electrode that is contacted via holes 20 etched through oxide 18 . Diffusions 16 and 15 are P-type, extend approximately 6 microns into the semiconductor structure, and are identified as the base diffusions of the (NPN) Lanzoster. The N region 22, which is the emitter diffusion of a conformal NPN transistor approximately 2.5 microns deep, is in resistive contact with the N-type epitaxial semiconductor material that serves as the base of the lateral PNP transistor. oxide 18
Holes 24 etched through the holes 24 provide forming mink-based electrode connections.

動作について説明する。エミッタ15は、このエミッタ
15とコレクタ孔14との間に存在する周辺N形ベース
領域中に少数キャリア(正孔)を放1fjTる。この少
数キャリアはベースを通った後孔14で集められ、メタ
ライゼーション19内の電流として現われる。
The operation will be explained. The emitter 15 emits minority carriers (holes) 1fjT into the peripheral N-type base region existing between the emitter 15 and the collector hole 14. This minority carrier is collected in the hole 14 after passing through the base and appears as a current in the metallization 19.

従来のラテラルトランジスタのプラクテイスによれば、
エミッタ金属16は能動トランジスタベース領域上にの
びこれヲ稜うように構成される。
According to traditional lateral transistor practice,
Emitter metal 16 is configured to extend over the active transistor base region.

プレナー酸化物の頂部上のメタライゼーションがP −
N接合を横切るところでは接合ブレークダウン電圧が変
更できることが知られている。典形的な低電圧PNPラ
テラルトラ/シスタにおいては、これは要因ではない。
The metallization on top of the planar oxide is P −
It is known that the junction breakdown voltage can be varied across the N-junction. In typical low voltage PNP lateral transistors, this is not a factor.

しかし、コレクターベース接合が例えば約40ボルトを
越える大きい逆電圧で動作されるべき時は、第1図及び
第2図の構造は問題がある、いくつかのICの設計にお
い−Cは、ニーず−が120ボルトまでの電圧でいくつ
かの接合を動作させたいだろう。典形的な例はよく知ら
れているLM39fである。
However, the structures of Figures 1 and 2 are problematic when the collector-base junction is to be operated at large reverse voltages, e.g., greater than about 40 volts. - One may wish to operate some junctions at voltages up to 120 volts. A typical example is the well-known LM39f.

高電圧接合が開発されるべきところでは、第6図の構造
が用いられて来た。このクラスのデバイスでは、エミッ
タ15′−コレクタ16′の間隔はコレクタにより発生
された電界がベース領域を通って達しないほど十分に太
きく形成され、またコレクタ16′はその接合がエミッ
タメタライゼーションの下を通らないように形成されて
いる。図示されていないが、第6図のデバイスはコレク
タ拡散16′ヲ完全に覆うようにのびたコレクタメタラ
イゼーション19を有している。また、所望であれば、
接点孔20は接触抵抗を減らすために馬蹄形にのびるこ
とができる。第6図のPNPラテラルトランジスタは高
コレクタ電圧で動作するように形成できるが、その構成
は実質的にデバイスのβつま9ベース−コレクタ電流利
得をより低くするように作用する。第1図のトランジス
タの典形的なβは100程度に高いが、100ボルトよ
り大きい電圧で動作するように構成された第6図のデバ
イスのβは10程度に低い。回路設計の点がらは、この
後者の数字は許容できないほど低い。2つのこのような
PNPが整合することを要求された場合には、コレクタ
拡散における出口孔が整合を低下させる。
The structure of FIG. 6 has been used where high voltage junctions have been developed. In this class of devices, the emitter 15'-collector 16' spacing is made sufficiently thick that the electric field generated by the collector does not reach through the base region, and the collector 16' has a junction with the emitter metallization. It is formed so that it cannot pass underneath. Although not shown, the device of FIG. 6 has collector metallization 19 extending completely over collector diffusion 16'. Also, if desired,
The contact hole 20 can extend into a horseshoe shape to reduce contact resistance. Although the PNP lateral transistor of FIG. 6 can be formed to operate at high collector voltages, the configuration substantially acts to lower the base-collector current gain of the device. The typical β of the transistor of FIG. 1 is on the order of 100, while the β of the device of FIG. 6 configured to operate at voltages greater than 100 volts is as low as 10. From a circuit design standpoint, this latter number is unacceptably low. If two such PNPs are required to match, the exit hole in the collector diffusion will degrade the match.

以下に図面を参照して本発明について詳細に説明する。The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第4図は本発明の多重層導体構造を用いた高電圧PNP
ラテラルトランジスタを示している。第5図は線5−5
でとられた第4図の断面図である。
Figure 4 shows a high voltage PNP using the multilayer conductor structure of the present invention.
Shows a lateral transistor. Figure 5 shows line 5-5
FIG. 4 is a cross-sectional view of FIG. 4 taken at .

要素の番号は第1図ないし第6図と同じ要素については
同じ番号が使用される。
The same element numbers are used for the same elements as in FIGS. 1-6.

ウェハ一部分10はP形基板ウェハー11上に成長した
エピタキシャル半導体層を示している。
Wafer portion 10 shows an epitaxial semiconductor layer grown on a P-type substrate wafer 11 .

能動トランジスタは低抵抗性埋込層12上に構成されて
いる。
The active transistor is constructed on the low resistance buried layer 12.

P形拡散15′はトランジスタのエミッタを生成し、こ
れは第1図−第2図に示すものと同様のP形コレクタ拡
散1′5により完全に囲まれている。
A P-type diffusion 15' creates the emitter of the transistor, which is completely surrounded by a P-type collector diffusion 1'5 similar to that shown in FIGS. 1-2.

しかし、高電圧デバイスが所望されているので、エミッ
ターコレクタ間隔は第6図のものよりも大きい。
However, since a high voltage device is desired, the emitter-collector spacing is larger than that of FIG.

まず孔内及び20が酸化物層18中にエツチングされ、
次に第1の導電N30が製作中の半導体ウェハー上に形
成される。好適にはこの第1の導電層は多結晶シリコン
から成り、この多結晶シリコンは周知のCVD法あるい
は同等の手段を用いて蒸着される。この第1の導電層は
約0.5ミクロン厚に形成され、(蒸着の後に)ホウ素
雰囲気にさらすことによりこれを導電性にするためにポ
ウ素でドープされる。別に、ホウ素ドーピングは一緒に
蒸着でもできる。孔17及び2oが形成されたところに
は、第1の導電層が露出されているシリコンとオーミン
ク接触する。第1層の導体は次にホトリングラフイーに
よってエツチングされ、電極30及び61を形成する。
First, the holes and 20 are etched into the oxide layer 18;
A first conductive layer N30 is then formed on the semiconductor wafer being fabricated. Preferably, this first conductive layer comprises polycrystalline silicon, which is deposited using the well-known CVD method or equivalent means. This first conductive layer is formed approximately 0.5 microns thick and doped with boron (after deposition) to make it conductive by exposure to a boron atmosphere. Alternatively, boron doping can also be done by vapor deposition. Where the holes 17 and 2o are formed, the first conductive layer makes ohmink contact with the exposed silicon. The first layer of conductors is then photolithographically etched to form electrodes 30 and 61.

これらの電極はそれぞれコレクタ13及びエミッタ15
′の拡散にオーム接触しかつこれを覆っている。
These electrodes are collector 13 and emitter 15, respectively.
is in ohmic contact with and covers the diffusion of .

次に、第1の層の導体は絶縁層32により覆われる。こ
れはドープされたあるいはドープされない蒸着窒化物あ
るいは酸化物であり、あるいは酸化物が多結晶シリコン
上に成長される。この後者の場合には、層62は電極6
0及び61の表面上にだけ存在する。層62は望ましく
は約0.6ミクロン厚さに形成される。次に、孔63が
通路として作用するようにホトリソグラフィーによって
直接にエミッタ接点61上に層32内にエツチングされ
るD同時に、孔24も拡散22と一致してこれへの接点
として機能するように層18及び32中にエツチングさ
れる。次に、通常のメタライゼーション層が通常のゾレ
ナーIC技術に基づいて設けられ、ホトリソグラフィー
によって電極26及び65を形成するためにエツチング
される。この金属は共形的には約1ミクロンの厚さまで
蒸着されたアルミニウムである。
The first layer of conductors is then covered with an insulating layer 32. This can be a doped or undoped deposited nitride or oxide, or an oxide grown on polycrystalline silicon. In this latter case, layer 62 is
Exists only on the 0 and 61 surfaces. Layer 62 is preferably formed to a thickness of about 0.6 microns. Holes 63 are then photolithographically etched into layer 32 directly over emitter contact 61 so as to act as passageways, and at the same time holes 24 are also aligned with and act as contacts to diffusion 22. Etched into layers 18 and 32. A conventional metallization layer is then applied based on conventional Zolenar IC technology and etched by photolithography to form electrodes 26 and 65. This metal is conformally deposited aluminum to a thickness of about 1 micron.

電極60は図示のように横方向にのび他の回路要素と接
触する。別に、径路(図示せず)が層62を通ってエツ
チングでき、そのため上側のメタライゼーション層に向
かって接点が所望のところにはどこでも形成できる。
Electrodes 60 extend laterally to contact other circuit elements as shown. Alternatively, paths (not shown) can be etched through layer 62 so that contacts can be made wherever desired toward the upper metallization layer.

コレクタ電極60はコレクタ拡散16とオーミック接触
をし、またコレクターベース接合が完全に電極60によ
って覆われ、ここではそれが半導体の表面に交差してい
ることがわかる。このように、接合上の酸化物の上を通
る最も近い導体はコレクタ電位にある。このことは、接
合ブレークダウ・ン電圧が層10の拡散及び抵抗率に、
l:9決定されることを保障する。エミッタ金属35が
コレクタ接合上を通る場合には、導体60はシールドと
して機能し、コレクターベース接合のブレークダウン電
圧はエミッタ電位によっては影響されない。
Collector electrode 60 makes ohmic contact with collector diffusion 16, and the collector-base junction is completely covered by electrode 60, which can be seen here intersecting the surface of the semiconductor. Thus, the closest conductor passing over the oxide on the junction is at collector potential. This means that the junction breakdown voltage depends on the diffusion and resistivity of layer 10.
l:9 will be determined. When emitter metal 35 passes over the collector junction, conductor 60 acts as a shield and the collector-base junction breakdown voltage is not affected by the emitter potential.

第6図は半導体材料の絶縁領域内に形成されたPNPラ
テラルトランジスタを示している。トランジスタのエミ
ッタ及びベースの配線が絶縁接合と交差するところでは
、第1の導電層シールドは接合をシールドし、かつ印加
されたエミッタ電圧及びベース電圧に・関係なくその高
電圧ブレークダウン特性を維持するように作用する。部
分10はシリコンウェハー表面のN形エピタキシャル材
を表わしている。エミッタ拡散15′及びコレクタ拡散
16及びベース接点拡散22は第4図及び第5図につい
て説明されたものと同じである。このトランジスタはヘ
ビードープされたP形路縁リング40により他のIC要
素から絶縁されているPN接合である。このリング40
はN形材料の絶縁タブを形成するようにN形エピタキシ
ャル層を完全に貫通している。第1の層の導体60はコ
レクタ拡散16を覆っているだけでなく、エミッタ及び
コレクタ金属が領域41及び42においてそれの上を通
るその絶縁接合上を通るようにのびている。
FIG. 6 shows a PNP lateral transistor formed within an insulating region of semiconductor material. Where the emitter and base traces of the transistor intersect the insulating junction, the first conductive layer shield shields the junction and maintains its high voltage breakdown characteristics regardless of the applied emitter and base voltages. It works like this. Section 10 represents the N-type epitaxial material on the surface of the silicon wafer. Emitter diffusion 15', collector diffusion 16 and base contact diffusion 22 are the same as described with respect to FIGS. 4 and 5. This transistor is a PN junction isolated from other IC components by a heavily doped P-type edge ring 40. This ring 40
completely passes through the N-type epitaxial layer to form an insulating tab of N-type material. The first layer conductor 60 not only covers the collector diffusion 16, but also extends over the insulating junction over which the emitter and collector metal passes in regions 41 and 42.

この形式の構成は、N形材料の絶縁タグが絶縁リング4
0に対して高い電圧で動作しなければならないところで
有用である。このような条件の下では、ベースメタル2
6は絶縁リングに対して高い正の電位にある。ベースメ
タル23はコレクタメタル30に対して正にバイアスさ
れ、エミッタメタル65は通常はわずか1ポルト高い。
This type of configuration consists of an insulating tag made of N-type material and an insulating ring 4.
It is useful where it is necessary to operate at high voltages relative to zero. Under these conditions, base metal 2
6 is at a high positive potential with respect to the insulating ring. Base metal 23 is positively biased relative to collector metal 30, and emitter metal 65 is typically only one port higher.

第7図は2つの導体層のシステムがどのように通常のN
PNバーチカルICバイポーラトランジスタに応用でき
るかを示している。第8図は線8−8に沿ってとられた
第7図の構造の断面図であある。ウェハーの部分1oは
P形基板ウェハー11上の通常のN形エピタキシャル層
である。ヘビードープされたP形路縁リングは44で示
されている。N形埋込層12がこのトランジスタ構造の
下にある。トランジスタのベースはP形拡散45にJ:
り形成されている。ヘビードープされたN形エミッタ拡
散46はベース45内に形成されている。エミッタ形の
材料のコレクタ接点47はN形エピタキシャル材料にオ
ーミック接触をする。
Figure 7 shows how a system of two conductor layers can be
This shows whether it can be applied to PN vertical IC bipolar transistors. FIG. 8 is a cross-sectional view of the structure of FIG. 7 taken along line 8--8. Portion 1o of the wafer is a conventional N-type epitaxial layer on a P-type substrate wafer 11. A heavily doped P-shaped road edge ring is shown at 44. An N-type buried layer 12 underlies this transistor structure. The base of the transistor is a P-type diffusion 45 J:
is formed. A heavily doped N-type emitter diffusion 46 is formed within base 45. A collector contact 47 of the emitter type material makes ohmic contact with the N type epitaxial material.

孔が下層のシリコン48.49及び50に接触するよう
にプレナー酸化物18全通してエツチングされ、それぞ
れエミッタ、ベース及びコレクタに接点を与える。第1
の層の導体51は孔49でペース45に接触するように
設けられている。この導体はその全周にわたってペース
−エミッタ接合に重なり、かつコレクタメタルがその上
を通る領域52で絶縁接合を覆うようにのびている。導
体51は前述のように第2のメタル層から電気的に絶縁
されるように絶縁層32で覆われている。第2のメタル
電極56及び54が通常の方法で48及び5Dにおける
エミッタ及びコレクタ接点として、このトランジスタに
設けられ、第1の層導体51及び他の要素(図示せず)
と接触するようにIC上をのびている。コレクタメタル
54は絶縁リング44に対して絶縁N形エピタキシャル
タブと共に高い正の電位にあるのでシールドは必要とさ
れない。リング44ではコレクタメタルが52における
絶縁接合上を通る。図示のコレクタメタル54の下の第
1の導体層51ののびた部分がこのシールドを形成する
Holes are etched through the planar oxide 18 to contact the underlying silicon 48, 49 and 50, providing contacts to the emitter, base and collector, respectively. 1st
The conductor 51 of the layer is provided to contact the paste 45 at the hole 49. This conductor overlaps the pace-emitter junction over its entire circumference and extends over the insulating junction in region 52 over which the collector metal passes. The conductor 51 is covered with the insulating layer 32 so as to be electrically insulated from the second metal layer as described above. Second metal electrodes 56 and 54 are provided in this transistor as emitter and collector contacts at 48 and 5D in the usual manner, and a first layer conductor 51 and other elements (not shown) are provided in this transistor.
It extends over the IC so that it makes contact with the IC. Since the collector metal 54 is at a high positive potential with the insulating N-type epitaxial tab relative to the insulating ring 44, no shielding is required. In ring 44, the collector metal passes over the insulating junction at 52. An extended portion of the first conductor layer 51 below the illustrated collector metal 54 forms this shield.

第9図は本発明がいかに拡散IC抵抗にL用できるかを
示している。部分10は、その内部にP形イオン注入あ
るいは拡散56が形成されているN形エピタキシャル層
の表面を表わしている。このような抵抗が高電圧で動作
されるべきである場合には、この抵抗は、周知の犬がく
わえた骨のような構成で拡張端を結合している長い狭い
部分を備えることになる。端部接点57及び60はプレ
ナー酸化物を介してのび、抵抗接点を形成する。
FIG. 9 shows how the present invention can be applied to diffused IC resistors. Portion 10 represents the surface of an N-type epitaxial layer within which a P-type ion implantation or diffusion 56 has been formed. If such a resistor is to be operated at high voltages, it will comprise a long narrow section joining the extended ends in the well-known dog bone configuration. End contacts 57 and 60 extend through the planar oxide to form resistive contacts.

図示の場合には、接点57の端部は、第1の導電層58
とオーミンク接触をなす低電位端である。
In the case shown, the ends of the contacts 57 are connected to the first conductive layer 58
It is a low potential end that makes ohmink contact with.

層58は全抵抗接合の周囲を覆うようにのびている。第
2の層のメタル59は、第1の導体層58の輪郭の内側
に存在するように、図示の抵抗の最高のつまり最も正の
電位の端に限定される。抵抗接触60はメタル59を抵
抗要素の他端に結合する。このように、メタル59が領
域61において抵抗接合と交差するところでは、この接
合はメタル58によりシールドされる。図示されていな
いが、抵抗構造は、しばしば高い値の抵抗に使用される
ピンチ領域を形成するために上層のN十層を備えている
Layer 58 extends around the entire resistive junction. The second layer metal 59 is confined to the highest or most positive potential end of the resistance shown, so that it lies inside the contour of the first conductor layer 58. A resistive contact 60 couples metal 59 to the other end of the resistive element. Thus, where metal 59 intersects a resistive junction in region 61, this junction is shielded by metal 58. Although not shown, the resistor structure includes an overlying N+ layer to form a pinch region, which is often used for high value resistors.

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

第1図はラテラルPNP )ランジスタの一般に使用さ
れる従来のIC形式を示す図、第2図は第1図のトラン
ジスタの断面図、第6図は高電圧ラテラルトランジスタ
の従来のIC形式を示す図、第4図は本発明の高電圧ラ
テラルIC)ランジスタを示す図、第5図は第4図のト
ランジスタの断面図、第6図は個別の高電圧PNPラテ
ラルICトランジスタに適用されている本発明を示す図
、第7図は個別の高電圧NPNバーチカルIC)ランジ
スタに適用された本発明を示す図、第8図は第7図のト
ランジスタの断面図、第9図は高電圧IC抵抗に適用さ
れた本発明を示す図である。 10:半導体ウェハー 11=P形基板ウェハー12:
N十埋込層   16:拡散 14:コレクタ    15:エミッタ16.19,2
3:メタライゼーション17.20:孔    18:
プレナー酸化物22:N十領域    30,31:電
極特許出願人  ナショナル・セミコンダクタm−コー
ポレーション (外4名)
Figure 1 is a diagram showing a commonly used conventional IC type of a lateral PNP transistor, Figure 2 is a cross-sectional view of the transistor in Figure 1, and Figure 6 is a diagram showing a conventional IC type of a high voltage lateral transistor. , FIG. 4 is a diagram showing a high-voltage lateral IC transistor of the present invention, FIG. 5 is a cross-sectional view of the transistor of FIG. 4, and FIG. 6 is a diagram showing the present invention applied to an individual high-voltage PNP lateral IC transistor. Figure 7 is a diagram showing the present invention applied to an individual high-voltage NPN vertical IC transistor, Figure 8 is a cross-sectional view of the transistor in Figure 7, and Figure 9 is a diagram showing the present invention applied to a high-voltage IC resistor. FIG. 10: Semiconductor wafer 11 = P type substrate wafer 12:
N1 buried layer 16: Diffusion 14: Collector 15: Emitter 16.19,2
3: Metallization 17. 20: Hole 18:
Planar oxide 22: N0 region 30, 31: Electrode patent applicant National Semiconductor M-Corporation (4 others)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)  メタライゼーションラインがP−N接合を交
差するように絶縁酸化物の頂部上に形成され、これによ
ジメタライゼーションライン上の電位が前記接合のブレ
ークダウン電位を変更できるような、モノリシック半導
体集積回路デバイスに使用する複数導体層構造において
、 前記絶縁酸化物の頂部上に配置されかつ少なくとも前記
接合の1部を覆うように周回された導体の第1の層、 前記第1の導体層と前記半導体の第1の部分との間にオ
ーミック接触をつくる手段、 導体の前記第1の層の頂部上に配置された絶縁コーティ
ング、 前記絶縁コーティングの頂部上に配置され、かつ前記接
合が前記第1のメタル層により覆われているところだけ
前記接合上を通るように周回された第2のメタル層、及
び 前記第2のメタル層と前記半導体の第2の部分との間に
オーミック接触をなし、これにより前記第2のメタル層
上の電位が前記接合のブレークダウン電圧を変更しない
ようにする手段、から成るモノリシック半導体集積回路
デバイス用複数導体層構造。 (2、特許請求の範囲第1項において、前記第1の導体
層が前記接合の全体を覆うように広がっているモノリシ
ンク半導体集積回路デバイス用複数導体層構造。 (3)  特許請求の範囲第2項において、前記集積回
路デバイスがエミッタ・ベース及びコレクタを有するラ
テラルPNP )ランジスタであり、前記第1の層の導
体が前記コレクタとオーミック接触をなし、かつ前記エ
ミッタの第2のメタル層がその上を通っているベース接
合に対して前記コレクタをシールドしているモノリシッ
ク半導体集積回路デバイス用複数導体層構造。 (4)特許請求の範囲第6項において、前記集積回路デ
バイスが前記PNP)ランシスタのまわりを取口む絶縁
拡散を備えたラテラルトランジスタであり、前記第1の
層の導体が更に、前記第2のメタル層のエミッタ及びベ
ース電極がベース上を絶縁接合に向けて通っているその
エミッタ及びベース電極の下に横にのびているモノリシ
ンク半導体集積回路デバイス用複数導体層構造。 (5)特許請求の範囲第2項において、前記集積回路デ
バイスが、コレクタの半導体材料内に形成されたエミッ
タ及びベース拡散電極を有するバーチカルPNP )ラ
ンジスタであり、前記第1の導体メタルが前記ベースと
オーミンク接触しかつベースコレクタ接合を完全に覆う
ように広がって因るモノリシンク半導体集積回路デバイ
ス用複数導体層構造。 (6)特許請求の範囲第5項において、前記集積回路の
デバイスが更にヘビードープされた絶縁材料の周囲領域
を備え、前記第1の導体層が、第2のメタル層のコレク
タメタライゼーションがその上を通っているコレクター
絶縁接合を覆うように広がっているモノリシンク半導体
集積回路デバイス用複数導体層構造。 (7)特許請求の範囲第2項において、前記集積回路デ
バイスが前記半導体の表面に形成された抵抗であり、前
記第1の導体層が抵抗接合を完全に覆うように広が9か
つ前記抵抗の最低電位端にオーミック接触しており、こ
れにより前記第1の導体層が、前記抵抗の最高電位端に
接触している第2の層のメタルから抵抗一基板接合をシ
ールドするモノリシック半導体集積回路デバイス用複数
導体層構造。
Claims: (1) A metallization line is formed on top of the insulating oxide to cross the P-N junction, such that the potential on the di-metallization line exceeds the breakdown potential of the junction. In a multi-conductor layer structure for use in a monolithic semiconductor integrated circuit device, as may be modified, a first layer of conductors disposed on top of the insulating oxide and wrapped around at least a portion of the junction; means for making ohmic contact between the first conductor layer and the first portion of the semiconductor; an insulating coating disposed on top of the first layer of conductor; , and a second metal layer wrapped around the junction so as to pass over the junction only where the junction is covered by the first metal layer, and the second metal layer and the second portion of the semiconductor. 1. A multi-conductor layer structure for a monolithic semiconductor integrated circuit device comprising: means for making ohmic contact between said second metal layer so that the potential on said second metal layer does not change the breakdown voltage of said junction. (2. A multi-conductor layer structure for a monolithic semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the first conductor layer extends to cover the entire junction. (3) Claim 2 2, wherein the integrated circuit device is a lateral PNP transistor having an emitter-base and a collector, the first layer conductor is in ohmic contact with the collector, and the emitter second metal layer is in ohmic contact with the collector, and the emitter second metal layer is in ohmic contact with the collector, A multi-conductor layer structure for a monolithic semiconductor integrated circuit device, shielding said collector from a base junction passing through. (4) The integrated circuit device of claim 6, wherein the integrated circuit device is a lateral transistor with an insulating diffusion around the PNP transistor, and the first layer conductor further comprises the second layer conductor. A multi-conductor layer structure for a monolithic semiconductor integrated circuit device in which the emitter and base electrodes of a metal layer extend laterally below the emitter and base electrodes passing over the base to an insulating junction. (5) In claim 2, the integrated circuit device is a vertical PNP transistor having an emitter and a base diffusion electrode formed in a semiconductor material of a collector, and the first conductive metal is a semiconductor material of the base. A multi-conductor layer structure for a monolithic semiconductor integrated circuit device that is in ohmink contact with and extends to completely cover the base-collector junction. (6) The integrated circuit device further comprises a surrounding region of heavily doped insulating material, wherein the first conductive layer has a collector metallization of a second metal layer thereon. A multi-conductor layer structure for monolithic semiconductor integrated circuit devices that extends over a collector insulating junction that runs through it. (7) In claim 2, the integrated circuit device is a resistor formed on a surface of the semiconductor, and the first conductor layer extends so as to completely cover the resistive junction and the resistor a monolithic semiconductor integrated circuit in which the first conductor layer shields the resistor-to-substrate junction from a second layer of metal contacting the highest potential end of the resistor; Multi-conductor layer structure for devices.
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