JPS61111558A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

Info

Publication number
JPS61111558A
JPS61111558A JP23381684A JP23381684A JPS61111558A JP S61111558 A JPS61111558 A JP S61111558A JP 23381684 A JP23381684 A JP 23381684A JP 23381684 A JP23381684 A JP 23381684A JP S61111558 A JPS61111558 A JP S61111558A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
collector
transistor
region
current
conductivity type
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
JP23381684A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuji Komatsu
裕司 小松
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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 NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP23381684A priority Critical patent/JPS61111558A/en
Publication of JPS61111558A publication Critical patent/JPS61111558A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76Making of isolation regions between components

Abstract

PURPOSE:To offer the title device including a bi-polar transistor with no flow of leakage current to the power source or the ground in saturated action, by a method wherein an isolation region of reverse conductivity type is connected to the collector via resistors. CONSTITUTION:One end of a resistor 23 is connected to the collector of a PNP transistor 20, and the other end to the isolation region of reverse conductivity type. This prevents flows of leakage current to the power source or the ground in saturated action. When the power source 30 is connected to the emitter 10 of the transistor 20, and a load resistor 32 to the collector 12, thus increasing the drive current I31 of the base 11 with a constant current source 31, then the collector current IC20 can not increase because of the saturation of the PNP transistor 20 in IB1. Further, on increase in drive current, a parasitic NPN transistor 21 sets in action, and the collector current IC21 flows through the resistor 23 from the collector of the transistor 20 but gives no effects in a circuit manner.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野う 本発明は半導体装置に関し、特に縦型PNPトランジス
タ等のようなPNPNPS層の導電型を有する半導体装
置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a semiconductor device, and particularly to a semiconductor device having a conductivity type of a PNPNPS layer, such as a vertical PNP transistor.

(従来の技術) 従来、半導体集積回路において、相補型のバイポーラ・
トランジスタが使用されることが多い。
(Prior art) Conventionally, in semiconductor integrated circuits, complementary bipolar
Transistors are often used.

同一半導体基板に相補型のバイポーラ・トランジスタを
実現するために、NPN)ランジスタハP型基板上に形
成したNfiアイル−シー1′7領域をコレクタとし更
にP型ベース及びN型エミッタを形成して構成できる、
一方縦型PNP )ランジスタは第4図に示すように、
P型基板1上にN凰アインレーシゴン領域2を形成し更
KP型コレクタ3を埋込んだ後N型エピタキシャル層4
及び16をそれぞれアイソレージ1ン領域及びベースと
して、更KP型の分離拡散領域5及びコレクタ電極数9
出し部17を形成し、ベース16中にベース電極域シ出
し部7及びP型エミッタ6を形成して構成される。
In order to realize complementary bipolar transistors on the same semiconductor substrate, an NPN transistor is constructed by using the NFI IC 1'7 region formed on a P-type substrate as a collector, and further forming a P-type base and an N-type emitter. can,
On the other hand, the vertical PNP) transistor is as shown in Figure 4.
After forming an N-type epitaxial region 2 on a P-type substrate 1 and embedding a KP-type collector 3, an N-type epitaxial layer 4 is formed.
and 16 as an isolation region and a base, respectively, further KP type isolation diffusion region 5 and collector electrode number 9
A protrusion 17 is formed, and a base electrode region protrusion 7 and a P-type emitter 6 are formed in the base 16.

上記構造において、PNP)?ンジスタはエミッタ、ベ
ース、コレクタのPNP領域の他、NWアイソレーショ
ン領域及びP型基板のPNPNP 5層構造となってお
シ、通常、N槃アイソレーション領域はフローティング
または高電位にバイアスされている。
In the above structure, PNP)? The transistor has a PNPNP five-layer structure including an emitter, base, and collector PNP regions, an NW isolation region, and a P-type substrate. Usually, the NW isolation region is floating or biased to a high potential.

(発明が解決しようとする問題点) 従来の5層構造を有するバイポーラ・トランジスタの問
題点は、飽和領域でのトランジスタ動作時に寄生トラン
ジスタが動作し、リーク電流が流れる点にある。第4図
〜第6図を参照して、従来の問題点を説明する。
(Problems to be Solved by the Invention) A problem with the conventional bipolar transistor having a five-layer structure is that when the transistor operates in the saturation region, a parasitic transistor operates and leakage current flows. Conventional problems will be explained with reference to FIGS. 4 to 6.

第5図は第4図1(示す縦型PNPトランジスタのアイ
ソレーション領域を最高電位にバイアスして飽和動作さ
せたときの等価回路図、第6図は第4図に示す縦型PN
P )ランジスタのアイソレーション領域を70−ティ
ングにして飽和動作させたときの等価回路図である。
5 is an equivalent circuit diagram of the vertical PNP transistor shown in FIG.
P) It is an equivalent circuit diagram when the isolation region of the transistor is set to 70-ting and the transistor is operated in saturation.

縦型PNPトランジスタのN型アイル−ジョン領域2,
4を高電位にバイアスする場合、PNPトランジスタ2
0が飽和すると、N型アイソレーション領域2,4をコ
レクタとし、PNP)ランジスタのコレクタ3及びコレ
クタ電極数シ出し部17をベースとし、PNPトランジ
スタのベース16をエミッタとする寄生NPN)ランジ
スタ14が動作し、バイアス電源より IJ−り電流が
流れる。
N-type aisle region 2 of vertical PNP transistor,
4 to a high potential, PNP transistor 2
When 0 is saturated, a parasitic NPN transistor 14 is formed, which uses the N-type isolation regions 2 and 4 as collectors, uses the collector 3 and collector electrode number projection part 17 of the PNP transistor as a base, and uses the base 16 of the PNP transistor as an emitter. It operates, and current flows from the bias power supply.

次に、N型アイソレーション領域を70−ティングとし
た場合は、第6図に示すように、寄生NPNトランジス
タ21が動作するとともに、Pffl基板lをコレクタ
とし、N型アイソレーション領域2゜4ftベースとし
、PNPI−ランジスタのコレクタ3及びコレクタ電極
取り出し部17をエミッタとする寄生PNP )ランジ
スタ22が同時に動作し、リーク電流がP型基板1’を
介してグランド電源に流れてしまうという問題点があっ
た。
Next, when the N-type isolation region is set to 70-Ting, the parasitic NPN transistor 21 operates as shown in FIG. There is a problem in that the parasitic PNP (PNP) transistor 22 whose emitters are the collector 3 and the collector electrode lead-out portion 17 of the PNPI transistor operate simultaneously, and leakage current flows to the ground power supply via the P-type substrate 1'. Ta.

本発明の目的は、飽和動作時に電源あるいはグランドに
リーク′aL流が流れないバイボー:)争トランジスタ
を含む半導体装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor device including a bypass transistor in which no leakage current flows to the power supply or ground during saturation operation.

(問題点を解決するための手段) 本発明の半導体装置は、−導電型半導体基板上に形成し
た逆導電型アイソレーション領域と、前記アイソレーシ
ョン領域に埋込まれたー導電匿コレクタ領域と、前記コ
レクタ領域及びJ乳状に形成したコレクタ電極jhl>
出し領域によって前記アイソレーション領域と分離され
た逆導電型ベース領域と、前記ベース領域表面に形成さ
れた一導電型エミッタ領域からなるバイポーラ・トラン
ジスタにおいて、前記逆導電型アイソレーション領域を
抵抗を介してコレクタに接続することにより構成される
(Means for Solving the Problems) A semiconductor device of the present invention includes: - an opposite conductivity type isolation region formed on a conductivity type semiconductor substrate; - a conductive hidden collector region embedded in the isolation region; The collector region and the collector electrode jhl formed in the J milk shape>
In a bipolar transistor comprising a base region of opposite conductivity type separated from the isolation region by a lead-out region and an emitter region of one conductivity type formed on the surface of the base region, the isolation region of opposite conductivity type is connected to the isolation region through a resistor. Configured by connecting to a collector.

(実施例) 次K、本発明の実施例について、図面を用いて説明する
(Example) Next, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例の飽和動作させたときの等価
回路図である。
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram when an embodiment of the present invention is operated in saturation.

第1図に示すように、本実施例ではPNP)ランジスタ
20のコレクタに抵抗23の一端を接続し、抵抗23の
他端を逆導電型アイソレーション領域(第4図の領域2
.4に相当)に接続している。このように、抵抗23全
追加接続することにより飽和動作時に電源ちるいはグラ
ンドにリーク電流が流れなくなる。このことを第1図と
第3図と全参照しながら説明する。
As shown in FIG. 1, one end of the resistor 23 is connected to the collector of the transistor 20 (in this embodiment, PNP), and the other end of the resistor 23 is connected to the opposite conductivity type isolation region (region 2 in FIG. 4).
.. (equivalent to 4). In this way, by additionally connecting all the resistors 23, no leakage current flows to the power supply or ground during saturation operation. This will be explained with full reference to FIGS. 1 and 3.

PNP );7ンジスタ20のエミッタ10に電源30
を接続し、コレクタ12に負荷抵抗32を接続シベース
11t一定電流源31でドライブする場合、第3図に示
すように、ドライブ電流I(31) を増加していくと
、  IBIにおいてPNP)ランジスタ20が飽和し
、コレクタ電流I C(20)は増加できなくなる。更
にドライブ電流を増加させると、IF生NPNトランジ
スタ21が動作してコレクタ電流Ic (zt )がP
NPトランジスタ20のコレクタから抵抗23全通して
流れるが、回路的にはなんら影響を及ぼさない電流であ
る0更にドライブ電流を増加させた場合、IB2におい
て寄生トランジスタ22が動作すると、コレクタ電流I
C(22)がグランドへのリーク電流となる。これらの
電流は、次式で表わされる。
PNP ); Power supply 30 to emitter 10 of 7 transistors 20
, and a load resistor 32 is connected to the collector 12. When driving with a constant current source 31, as shown in FIG. is saturated, and the collector current I C (20) cannot be increased. When the drive current is further increased, the IF generation NPN transistor 21 operates and the collector current Ic (zt) becomes P.
This current flows from the collector of the NP transistor 20 through the entire resistor 23, but has no effect on the circuit.If the drive current is further increased, when the parasitic transistor 22 operates at IB2, the collector current I
C(22) becomes a leakage current to ground. These currents are expressed by the following equation.

!c(zx)二1<31)−IBl     ・・・(
2)Ic<zz>:β(22) X (IC(21) 
−In2 )  = (4)ここで、 IBl:寄生NPN)9ンジスタが動作ヲ始めるドライ
ブ電流 In2:寄生PNP )ランジスタが動作を始めるドラ
イブ電流 ■c:コレクタ電流 β :電流増幅率 Vcsat :コレクタ飽和電圧 である。
! c(zx)21<31)-IBl...(
2) Ic<zz>: β(22) X (IC(21)
-In2) = (4) where, IBl: Drive current at which the parasitic NPN transistor starts operating In2: Drive current at which the parasitic PNP transistor starts operating c: Collector current β: Current amplification factor Vcsat: Collector saturation voltage It is.

本発明において、所定の効果金得るためには、In2が
最大ドライブ電流よシ大きくなるように抵抗23の値几
(23)を選ぶ必要がある。
In the present invention, in order to obtain a predetermined effect, it is necessary to select the value (23) of the resistor 23 so that In2 is larger than the maximum drive current.

次に、第2図に示すように、コレクタをグランドに接地
した場合、寄生トランジスタ21が逆方向に動作してP
NP )ランジスタ20とサイリスタ回路を構成するが
、抵抗23によって寄生トランジスタ21のエミッタ電
流が制限されるためターンオンすることがない。
Next, as shown in FIG. 2, when the collector is grounded, the parasitic transistor 21 operates in the opposite direction and P
NP) constitutes a thyristor circuit with the transistor 20, but since the emitter current of the parasitic transistor 21 is limited by the resistor 23, it does not turn on.

本実施例の第2の効果は、アイソレーション領域を電源
でバイアスしないために生ずる。すなわち、第5図に示
すように、アイソレーション領域を高電位でバイアスす
るために電源に接続すると、アイソレーション領域2と
コレクタ3との間に電圧が印加される。一般に、アイソ
レーション領域2とコレクタ3は高純物濃度のN−P接
合を形成しているため、ブレイクダウン電圧を高くでき
ない。バイアス電圧は、少なくともエミッタ1oの電位
よりも高くなければならないため、PNPトランジスタ
のコレクターエミッタ間電圧がブレイクダウン電圧以下
に制限されてしまう。さらに、N−P接合は接合容量も
大きいため電源−コレクタ間に大きな容量が接続され、
高速動作での特性を悪化させている。本実施例ではアイ
ソレーション領域はコレクタ電位に追従するためコレク
ターエミッタ耐圧及び高速動作性能が改善される。
The second effect of this embodiment occurs because the isolation region is not biased with a power supply. That is, as shown in FIG. 5, when the isolation region is connected to a power source to bias it at a high potential, a voltage is applied between the isolation region 2 and the collector 3. Generally, the isolation region 2 and the collector 3 form an N-P junction with a high purity concentration, so the breakdown voltage cannot be increased. Since the bias voltage must be higher than at least the potential of the emitter 1o, the collector-emitter voltage of the PNP transistor is limited to below the breakdown voltage. Furthermore, since the N-P junction has a large junction capacitance, a large capacitance is connected between the power supply and the collector.
The characteristics at high speed operation are deteriorated. In this embodiment, since the isolation region follows the collector potential, the collector-emitter breakdown voltage and high-speed operation performance are improved.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、飽和動作時に電
源あるいはグランドにリーク電流が流れないバイポーラ
・トランジスタを含む半導体装置が得られる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, a semiconductor device including a bipolar transistor in which no leakage current flows to the power supply or ground during saturated operation can be obtained.

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

第1図は本発明の一実施例の飽和動作させたときの等価
回路図、第2図は本発明の一実施例の非飽和動作させた
ときの等価回路図、第3図は第1図の等価回路において
ドライブ電流を増加させた場合のコレクタ電流、寄生N
PNトランジスタのコレクタ電流及び寄生PNPトラン
ジスタのコレクタ電流を表わす特性図、第4図は従来の
縦型PNPトランジスタの一例の断面図、第5図は第4
図に示す縦型PNPトランジスタのアイソレーション領
域を最高電位にバイアスして飽和動作させたときの等価
回路図、第6図は第4図に示す縦型PNP トランジス
タのアイソレーション領域をフローティングにして飽和
動作させたときの等価回路図である。 1・・・・・・Pal基IE、2・旧・・N型アイソレ
ーション領域、3・・・・・・Piコレクタ、4・・・
・・Nfiアイソレージ讐ン領域、5・・・・・・Pf
i分離拡散領域、6・・・・・・P型エミッタ、7・・
・・−N 減ベースコンタクト領域、8・・・・・・絶
縁膜、9・・・・・・コンタクト窓、1o・・・・・・
エミッタ電極、11・旧・・ベース電極、12・・・・
・・コレクタ電極、13・・・・・・P基板電極、14
・・・・・・Nfiアイソレージラン電極、15・・・
・・・N型アイソレージ覆ンコンタクト領域、16・・
・・・・N[ベース、17・・・・・・コレクタ電極域
シ出し部、20・・・・・・PNPトランジスタ、21
・・・用寄生NPNトランジスタ、22・・・・・・寄
生PNP)ランジスタ、23・・・・・・抵抗、30・
・・・・・電源、31・・・・・・定電流ドライブ電源
、32・・・・・・負荷抵抗、33・・・・・・バイア
ス電流。 代理人 弁理士  内 原   晋、I” ’、、”’
 −、、>パ・1.−2 第3 図 算4 苗 $ Z Σ
Fig. 1 is an equivalent circuit diagram of an embodiment of the present invention when operating in saturation, Fig. 2 is an equivalent circuit diagram of an embodiment of the invention when operating in non-saturation, and Fig. 3 is the equivalent circuit diagram of Fig. 1. The collector current and parasitic N when the drive current is increased in the equivalent circuit of
Characteristic diagrams showing the collector current of a PN transistor and the collector current of a parasitic PNP transistor, FIG. 4 is a cross-sectional view of an example of a conventional vertical PNP transistor, and FIG.
The equivalent circuit diagram when the isolation region of the vertical PNP transistor shown in Fig. 4 is biased to the highest potential and operated in saturation. FIG. 3 is an equivalent circuit diagram when the device is operated. 1... Pal-based IE, 2... Old N-type isolation region, 3... Pi collector, 4...
...Nfi isolation area, 5...Pf
i separation diffusion region, 6...P type emitter, 7...
...-N reduced base contact area, 8...insulating film, 9...contact window, 1o...
Emitter electrode, 11, old...Base electrode, 12...
...Collector electrode, 13...P substrate electrode, 14
...Nfi isolation run electrode, 15...
...N-type isolation covered contact area, 16...
...N[Base, 17...Collector electrode area projection part, 20...PNP transistor, 21
... Parasitic NPN transistor, 22 ... Parasitic PNP) transistor, 23 ... Resistor, 30.
...Power supply, 31 ... Constant current drive power supply, 32 ... Load resistance, 33 ... Bias current. Agent: Susumu Uchihara, Patent Attorney, I"',,"'
-,,>Pa・1. -2 3rd Calculation 4 Seedling $ Z Σ

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  一導電型半導体基板上に形成した逆導電型アイソレー
ション領域と、前記アイソレーション領域に埋込まれた
一導電型コレクタ領域と、前記コレクタ領域及び環状に
形成したコレクタ電極取り出し領域によって前記アイソ
レーション領域と分離された逆導電型ベース領域と、前
記ベース領域表面に形成された一導電型エミッタ領域か
らなるバイポーラトランジスタにおいて、前記逆導電型
アイソレーション領域を抵抗を介してコレクタに接続し
たことを特徴とする半導体装置。
An opposite conductivity type isolation region formed on a semiconductor substrate of one conductivity type, a one conductivity type collector region embedded in the isolation region, and the isolation region formed by the collector region and a collector electrode extraction region formed in an annular shape. A bipolar transistor comprising a base region of an opposite conductivity type separated from the base region and an emitter region of one conductivity type formed on the surface of the base region, characterized in that the isolation region of the opposite conductivity type is connected to the collector via a resistor. semiconductor devices.
JP23381684A 1984-11-06 1984-11-06 Semiconductor device Pending JPS61111558A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23381684A JPS61111558A (en) 1984-11-06 1984-11-06 Semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23381684A JPS61111558A (en) 1984-11-06 1984-11-06 Semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61111558A true JPS61111558A (en) 1986-05-29

Family

ID=16961020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23381684A Pending JPS61111558A (en) 1984-11-06 1984-11-06 Semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61111558A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2751650B2 (en) Semiconductor circuit
JPH0550852B2 (en)
JPH049378B2 (en)
JPS6331943B2 (en)
JPS61111558A (en) Semiconductor device
JPS6153863B2 (en)
US5155572A (en) Vertical isolated-collector PNP transistor structure
JPH0475371A (en) Semiconductor integrated circuit
JPH0587023B2 (en)
JP2833913B2 (en) Bipolar integrated circuit device
JPS6060753A (en) Semiconductor device
JP2763432B2 (en) Semiconductor device
JP3435937B2 (en) Semiconductor device
JPH02260561A (en) Semiconductor device
JP2901275B2 (en) Semiconductor integrated circuit device
JPH01291457A (en) Semiconductor integrated circuit
JP3117260B2 (en) Semiconductor integrated circuit
JPH0271555A (en) Semiconductor integrated circuit
JPS6148789B2 (en)
JPS5984541A (en) Semiconductor device
JPS6223466B2 (en)
JPS60149147A (en) Semiconductor ic device
JPH06120412A (en) Protecting device of semiconductor
JPH1050854A (en) Semiconductor integrated circuit
JPS628565A (en) Semiconductor device