JPS6148968A - Iil半導体集積回路装置 - Google Patents
Iil半導体集積回路装置Info
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- JPS6148968A JPS6148968A JP59170693A JP17069384A JPS6148968A JP S6148968 A JPS6148968 A JP S6148968A JP 59170693 A JP59170693 A JP 59170693A JP 17069384 A JP17069384 A JP 17069384A JP S6148968 A JPS6148968 A JP S6148968A
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- Japan
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- iil
- type
- injector
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- collector
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- Pending
Links
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- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices 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
- H01L27/0203—Particular design considerations for integrated circuits
- H01L27/0214—Particular design considerations for integrated circuits for internal polarisation, e.g. I2L
- H01L27/0229—Particular design considerations for integrated circuits for internal polarisation, e.g. I2L of bipolar structures
- H01L27/0233—Integrated injection logic structures [I2L]
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- Microelectronics & Electronic Packaging (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明はIIL論理素子を構成するIIl、半導体集
積回路装置(以下IILと称する)の性能の改善に関す
るものである。
積回路装置(以下IILと称する)の性能の改善に関す
るものである。
従来例の構成とその問題点
従来のIIL基本構造は第1図のような断面構造である
。すなわち、これを製造工程順にのべるタキシャル層3
にP型拡散層4,5を同時に形成する。ここで、P型拡
散層針インジェクタとして働く横型PNPトランジスタ
のエミッタであり、また、P型拡散層6は同横型PNP
トランジスタのコレクタおよびインバータとして働く
逆方向NPNトランジスタのベースである。そのあとイ
ンバータのコレクタとして働く第1のN+型拡散層eと
第2のN 型拡散層7とを同時に、P型拡散層5内に形
成する。なお、8はインジェクタの出力端子、9はイン
バータのベース出力端子、10は第1の出力端子、11
は第2の出力端子である。
。すなわち、これを製造工程順にのべるタキシャル層3
にP型拡散層4,5を同時に形成する。ここで、P型拡
散層針インジェクタとして働く横型PNPトランジスタ
のエミッタであり、また、P型拡散層6は同横型PNP
トランジスタのコレクタおよびインバータとして働く
逆方向NPNトランジスタのベースである。そのあとイ
ンバータのコレクタとして働く第1のN+型拡散層eと
第2のN 型拡散層7とを同時に、P型拡散層5内に形
成する。なお、8はインジェクタの出力端子、9はイン
バータのベース出力端子、10は第1の出力端子、11
は第2の出力端子である。
11Lを高速、低消費電力化するため、パターンの微細
化傾向が著しく、動作電流も50〜1μA/ゲート と
低電流化傾向にある。
化傾向が著しく、動作電流も50〜1μA/ゲート と
低電流化傾向にある。
高速化するための手法として、パターンを@細化し、且
つエピタキシャル層3の比抵抗を高くして、接合容量を
/J’lさぐする方法がある。接合容量を小さくすれば
、とぐに低電流域でのIIL伝播遅延時間が改善される
。またIIL論理素子と同じエピタキシャル層中に構成
するリニア回路構成のバイポーラ素子、すなわちエピタ
キシャル層3の表面部にエミッタをもつ通常のバイポー
ラ素子のエミッタ・コレクタ間耐圧を高くするためにも
、エピタキシャル層3の比抵抗は高抵抗が必要である。
つエピタキシャル層3の比抵抗を高くして、接合容量を
/J’lさぐする方法がある。接合容量を小さくすれば
、とぐに低電流域でのIIL伝播遅延時間が改善される
。またIIL論理素子と同じエピタキシャル層中に構成
するリニア回路構成のバイポーラ素子、すなわちエピタ
キシャル層3の表面部にエミッタをもつ通常のバイポー
ラ素子のエミッタ・コレクタ間耐圧を高くするためにも
、エピタキシャル層3の比抵抗は高抵抗が必要である。
エピタキシャル層の比抵抗とIIL伝播遅延時間との関
係は、例えば第2図に示すようになる。
係は、例えば第2図に示すようになる。
横軸はゲート当りのインジェクタ電流で、縦軸はIIL
伝播遅延時間である。曲線Aはエピタキシャル層比抵抗
0.60−備の場合である。曲線Bはエピタキシャル層
比抵抗1.50−備の場合である。
伝播遅延時間である。曲線Aはエピタキシャル層比抵抗
0.60−備の場合である。曲線Bはエピタキシャル層
比抵抗1.50−備の場合である。
IIL伝播遅延時間はIIL基本回路を奇数段構成にし
たリングオシレータの発振周波数を測定することによっ
て求められる。曲線Aすなわちエピタキシャル層比抵抗
が低い場合は低電流域までングオシレータが発振し、I
ILが安定動作している。しかし伝播遅延時間を改善す
べくエピタキシャル層比抵抗を高くすると曲線Bのよう
になり、点Cより低電流域ではリングオシレータが発振
しないという欠点がある。点Cより低電流域でも一点破
線で示すような特性が必要である。リングオシレータが
発振しないと、そのIIL回路は低電流域では動作しな
いという欠点がある。
たリングオシレータの発振周波数を測定することによっ
て求められる。曲線Aすなわちエピタキシャル層比抵抗
が低い場合は低電流域までングオシレータが発振し、I
ILが安定動作している。しかし伝播遅延時間を改善す
べくエピタキシャル層比抵抗を高くすると曲線Bのよう
になり、点Cより低電流域ではリングオシレータが発振
しないという欠点がある。点Cより低電流域でも一点破
線で示すような特性が必要である。リングオシレータが
発振しないと、そのIIL回路は低電流域では動作しな
いという欠点がある。
低電流域で動作しないのは、インバータとして働く逆方
向縦型NPNトランジスタのペース・エミッタ順方向電
圧とコレクタ電流との関係、およびインジェクタとして
働く横型PNPトランジスタのベース・エミッタ順方向
電圧とコレクタ電流との相対関係が、第3図に示すよう
に、低電流域で逆転しているためである。つまり同じベ
ース・エミッタ順方向電圧での逆方向NPNトランジス
タのコレクタ電流より横型PNP トランジスタのコレ
クタ電流の方が大きくなっている低電流域が問題である
。この現象はエピタキシャル層比抵抗が高くなるにつれ
、逆方向NPNトランジスタのエミッタ注入効率が低下
すると同時に、横型PNPトランジスタのエミッタ注入
効率が向上しているために起こることである。このこと
は、横型PNPトランジスタのコレクタからペースへの
逆方向注入電流も無視出来なくなることを示している。
向縦型NPNトランジスタのペース・エミッタ順方向電
圧とコレクタ電流との関係、およびインジェクタとして
働く横型PNPトランジスタのベース・エミッタ順方向
電圧とコレクタ電流との相対関係が、第3図に示すよう
に、低電流域で逆転しているためである。つまり同じベ
ース・エミッタ順方向電圧での逆方向NPNトランジス
タのコレクタ電流より横型PNP トランジスタのコレ
クタ電流の方が大きくなっている低電流域が問題である
。この現象はエピタキシャル層比抵抗が高くなるにつれ
、逆方向NPNトランジスタのエミッタ注入効率が低下
すると同時に、横型PNPトランジスタのエミッタ注入
効率が向上しているために起こることである。このこと
は、横型PNPトランジスタのコレクタからペースへの
逆方向注入電流も無視出来なくなることを示している。
すなわち第1図のインバータ出力端子9から、ベース5
に流入された電流の一部分がインジェクタのコレクタか
らペースに逆方向注入電流という無効電流となって損失
する。そのためインバータ出力端子9から流入した電流
が有効にインバータの動作ペース電流に寄与しないため
、IIL回路として動作しなくなる。
に流入された電流の一部分がインジェクタのコレクタか
らペースに逆方向注入電流という無効電流となって損失
する。そのためインバータ出力端子9から流入した電流
が有効にインバータの動作ペース電流に寄与しないため
、IIL回路として動作しなくなる。
発明の目的
本発明は、低電流域で動作しなくなるという問題点を改
良するもので、低電流域での動作を安定化させることの
できるIIL半導体集積回路装置を提供しようとするも
のである。
良するもので、低電流域での動作を安定化させることの
できるIIL半導体集積回路装置を提供しようとするも
のである。
発明の構成
本発明は、P型シリコン基板上の炉型埋込層を介して形
成されたN型エピタキシャル成長層中に、IILインジ
ェクタとなる横型PNP トランジスタと、IILイン
バータとなる逆方向縦型NPNトランジスタとをそなえ
、前記インジェクタのエミッタ領域周辺のペース領域の
N型不純物濃度を前記エピタキシャル成長層のN型不純
物濃度より高くした構造の半導体集積回路であり、これ
により、IILインジェクタのコレクタ・ベース逆方向
注入電流が顕著に減少し、IILの低電流域でのIIL
の安定動作が可能になる。
成されたN型エピタキシャル成長層中に、IILインジ
ェクタとなる横型PNP トランジスタと、IILイン
バータとなる逆方向縦型NPNトランジスタとをそなえ
、前記インジェクタのエミッタ領域周辺のペース領域の
N型不純物濃度を前記エピタキシャル成長層のN型不純
物濃度より高くした構造の半導体集積回路であり、これ
により、IILインジェクタのコレクタ・ベース逆方向
注入電流が顕著に減少し、IILの低電流域でのIIL
の安定動作が可能になる。
実施例の説明
第4図の実施例断面図を参照して、本発明の詳細な説明
する。
する。
P型基板1上にN 型埋込層2をもうけて、N型エピタ
キシャル層31 を成長させる。そのときの比抵抗はイ
ンバータ領域の不純物濃度N1に相当するものである。
キシャル層31 を成長させる。そのときの比抵抗はイ
ンバータ領域の不純物濃度N1に相当するものである。
そして、このエピタキシャル成長層31 の形成のあと
、インジェクタのエミッタ領域4の周辺部分に関して、
通常のNウェル形成法あるいは埋込みNウェル形成法な
どによって、少し高い不純物濃度N2の領域32を形成
する。
、インジェクタのエミッタ領域4の周辺部分に関して、
通常のNウェル形成法あるいは埋込みNウェル形成法な
どによって、少し高い不純物濃度N2の領域32を形成
する。
次にP型拡散層4.5を形成し、そのあとN+型キ邦散
層6.了を形成する。領域31の濃度N1と領域32の
濃度N2の関係はN2≧N1である。これにより、ペー
ス接地PNP トランジスタのコレクタ・ベース逆方向
注入電流はほとんどなくなる。
層6.了を形成する。領域31の濃度N1と領域32の
濃度N2の関係はN2≧N1である。これにより、ペー
ス接地PNP トランジスタのコレクタ・ベース逆方向
注入電流はほとんどなくなる。
発明の詳細
な説明したように本発明によれば、インジェクタのコレ
クタ・ベース逆方向注入電流を無視出来るほど少くする
ことができ、IILの低電流域でのIILの安定動作が
可能である。
クタ・ベース逆方向注入電流を無視出来るほど少くする
ことができ、IILの低電流域でのIILの安定動作が
可能である。
第1図は従来例のIIL構造断面図、第2図は従来例I
ILのインジェクタ電流と伝播遅延時間との関係を示す
特性図、第3図は従来例IILの逆方向NPNトランジ
スタと横型PNP トランジスタの順方向電圧とコレク
タ電流の関係を示す特性図、第4図は本発明実施例のI
IL構造断面図である。 1・・・・・・基板、2・・・・・・埋込層、3・・・
・・・エピタキシャル層、4・・・・・・インジェクタ
のエミッタ、6・・・・・・インジェクタのペースおよ
びコンバータのペース、今、7・・・・・・インバータ
のコレクタ、8,9,10゜11・・・・・・IILの
各出力端子、31 ・・・・・・インバータのエミッタ
領域、32・・山・インバータのペース領域。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 嬉 2 図 インジ゛エクク4tシ九7(、メaA/ゲニト)第3図 第4図
ILのインジェクタ電流と伝播遅延時間との関係を示す
特性図、第3図は従来例IILの逆方向NPNトランジ
スタと横型PNP トランジスタの順方向電圧とコレク
タ電流の関係を示す特性図、第4図は本発明実施例のI
IL構造断面図である。 1・・・・・・基板、2・・・・・・埋込層、3・・・
・・・エピタキシャル層、4・・・・・・インジェクタ
のエミッタ、6・・・・・・インジェクタのペースおよ
びコンバータのペース、今、7・・・・・・インバータ
のコレクタ、8,9,10゜11・・・・・・IILの
各出力端子、31 ・・・・・・インバータのエミッタ
領域、32・・山・インバータのペース領域。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 嬉 2 図 インジ゛エクク4tシ九7(、メaA/ゲニト)第3図 第4図
Claims (1)
- P型シリコン基板上のN^+型埋込層を介して形成され
たN型エピタキシャル成長層中に、IILインジェクタ
となる横型PNPトランジスタと、IILインバータと
なる逆方向縦型NPNトランジスタとをそなえ、前記イ
ンジェクタのエミッタ領域周辺のベース領域のN型不純
物濃度を前記エピタキシャル成長層のN型不純物濃度よ
り高くしたことを特徴とするIIL半導体集積回路装置
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59170693A JPS6148968A (ja) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | Iil半導体集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59170693A JPS6148968A (ja) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | Iil半導体集積回路装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6148968A true JPS6148968A (ja) | 1986-03-10 |
Family
ID=15909645
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59170693A Pending JPS6148968A (ja) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | Iil半導体集積回路装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6148968A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994015360A1 (en) * | 1992-12-25 | 1994-07-07 | Nippondenso Co., Ltd. | Semiconductor device |
US5644157A (en) * | 1992-12-25 | 1997-07-01 | Nippondenso Co., Ltd. | High withstand voltage type semiconductor device having an isolation region |
US6242792B1 (en) | 1996-07-02 | 2001-06-05 | Denso Corporation | Semiconductor device having oblique portion as reflection |
-
1984
- 1984-08-16 JP JP59170693A patent/JPS6148968A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994015360A1 (en) * | 1992-12-25 | 1994-07-07 | Nippondenso Co., Ltd. | Semiconductor device |
US5644157A (en) * | 1992-12-25 | 1997-07-01 | Nippondenso Co., Ltd. | High withstand voltage type semiconductor device having an isolation region |
US6242792B1 (en) | 1996-07-02 | 2001-06-05 | Denso Corporation | Semiconductor device having oblique portion as reflection |
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