JPS6235556A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS6235556A
JPS6235556A JP60174805A JP17480585A JPS6235556A JP S6235556 A JPS6235556 A JP S6235556A JP 60174805 A JP60174805 A JP 60174805A JP 17480585 A JP17480585 A JP 17480585A JP S6235556 A JPS6235556 A JP S6235556A
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JP
Japan
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region
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semiconductor
semiconductor layer
mos
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Pending
Application number
JP60174805A
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English (en)
Inventor
Tomoyuki Furuhata
智之 古畑
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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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
    • H01L27/04Devices 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 the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/06Devices 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 the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
    • H01L27/0688Integrated circuits having a three-dimensional layout

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置にかかり、より詳しくは、MOS型
電界効果トランジスタ(以下、MOS−IPETと略記
する)とバイポーラトランジスタとの複合素子(Bi−
Mos)からなる半導体装置に関する。
〔発明の概要〕
本発明はMOS−FKTとバイポーラトランジスタとの
複合素子(Bz−Mos)からなる半導体装置において
、第1導電型の第1半導体層の表面側に第2導電型の第
1半導体領域ht形成され、前記第1半導体領域内には
第1導電型の第2半導体領域が形成され二これらkよっ
てバイポーラトランジスタ6”−構成されると共に、前
記第1半導体層の表面の絶縁膜のうち所定箇所に設は之
スルーホール内から前記絶縁膜上Kかけて第2半導体層
が形成ざれ、前記第2半導体層h;ソース及びドレイン
領域となる竿1導償型の第3及び第4半導体領域とこれ
ら両領域間の@2導電型のチャネル形成領域とに区分さ
れ、前記チャネル形成領域上にはゲート絶縁膜を介して
ゲート絶縁膜が形成され、これらによってMOB−FH
Th”−構成され、これら両トランジスタが前記第1半
導体層と前記第3ま几は第4半導体領域とで結合され、
バイポーラトランジスタ上にスルーホールを介してMO
S−FETtオーバー−5ツブせしめゐことにより、複
合素子の鳴能を妨げることなく、ラッチアップ現象等の
寄生素子効果を改善すると伴に、素子占有面積を大幅に
縮小し、素子の集積度を著し7〈向上させたものである
〔従来の技術〕
従来のM OS −F E Tとバイポーラトランジス
タとの複合素子からなる半導体装置においては、第2図
に示すように公知のリニアプロセスで例’c−ばP型シ
リコン基板1上にN+型埋込入領域2を介してN型エピ
タキシャル層3f成長させ p+型アイソレーション拡
散領域4とフィールド絶縁膜5で分離され次領域に゛P
型ベース領域6、N+エミッタ領域7、Nコレクタ領域
F3を形成して。
NPN型バイポーラトランジスタを構成する一方N型エ
ピタキシャル層3の他部にけP−ウェル(WELL)2
1′f形成し、前記エミッタ領M8と同時+ にNソース領域12.ドレイン頭載13f形成しゲート
絶縁膜15を介してゲート電極17を形成することでN
チャネルMOS−FF:Tf構成し、一つノ半導体基板
上にバイポーラトランジスタトMOS−FETを共存さ
せていた。なお、22け−717コン酸化膜、25けペ
ースN極、24¥′iエミツタ′I!c極、25はコレ
クタ電極である。
〔発明h;解決しようとする問題点及び目的〕しかしな
カ2ら前述の従来の複合素子からなる半導体装置の構成
によれば1回路機能は向上するがMOS−FKTとバイ
ポーラトランジスタとを一つの半導体基板上に共存させ
、素子間分離用領域によって隔てているf−cめに、単
独のM OS −F]IcTの場合に比べて素子全体と
しての占有面積が太きくなり、集積度の点で不利になる
という欠点があっ友。ざらに、半導体基板上に形成され
てbるtめに0MOS構造を有する場合はラッチアップ
現象等の寄生素子効果が問題となってい之。
そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところは、MOS−71!XTとバイポー
ラトランジスタとの複合素子の機能を妨げることなく、
ラッチアップ現象等の寄生素子効果を大幅に改善すると
伴に、複合素子の占有面積を減少して集積度を著しく向
上させ几装置を提供するところにある。
〔問題点を解決する之めの手段〕
本発明の半導体装置は、第1導Ml型の第1半導体層の
表面側に第2導電型の第1半導体領域が形成され、前記
第1半導体領域内には第1導電型の第2半導体領域が形
成され、これらによってバイポーラトランジスタが構成
されると共忙、前記第1半導体層の表面の絶縁膜のうち
所定箇所に設は几スルーホール内から前記絶縁膜上にか
けて第2半導体層が形成され、前記第2半導体層がソー
ス及びドレイン領域となる第1導TK型の第3及び第4
半導体領域とこれら両領域間の第2導雷型のチャネル形
成領域とく区分され、前記チャネル形成領域上にはゲー
ト絶縁膜を介してゲー) Ml極が形成され、これらに
よってMOS型電界効果トランジスタ6”−構成され、
これら両トランジスタが前記第1半導体層と前記第3ま
之は第4半導体領域とで結合されていることを特徴とす
る。
〔実施例〕
以下1本発明をMOSインバータ回路に使用されるMO
S−FFiTとバイポーラトランジスタとの複合素子の
実施例につき、図面を参照して説明する。
第1図は、本例によるMOSインバータ回路に使用され
る複合素子の主要断面図、第3図は前記複合素子の等価
回路図であり、各部を対応する符号にて示している。
P型シリコン半導体鵠板1上にN型埋退入領域2を介し
て成長させ之N型エブタ千シャルN3は+ Pアイソレーション拡散領域4とフィールド絶縁膜5に
より各素子領域に分離され、この分離された領域にはP
+型ベース領域6、N+型エミ・νり領域7、N+コレ
クタ領域8が形成されNPN型ノ(イボーラトランジス
タを構成している。そして、コレクタ領域8においては
リンガラス(PSG)膜9にスルーホール1oh;設け
られ、このスルーホール内からリンガラス膜9上てかけ
て一ペース領域6及びエミッタ領域7とオーバーラツプ
するように半導体層116”−所望のパターンに形5!
さね、る。四に、前記半導体層11はN型ソース領域1
2及びドレイン領域13とP型チャネル形成領域14と
からなり、この半導体層11表面のうち、P型チャネル
形成領域14上にはゲート酸化膜15を介l〜てN+ポ
リシリコンゲート1ifi17が形成さね1、Nチャネ
ルMO3−’FKTを構成している。ここに、ドレイン
領域13は前記スルーホール10内に入り込んで前記コ
レクタ領域8と接合されている。なお、16けシリコン
酸化膜、18はリンガラス膜、19はエミッタ電極、2
0はリンガラス膜である。ここでは、ベース11L極及
びソースπ嘱は図示省略したh’=、シリコン半導体基
板1及び半導体層11の側部において取り出されている
上記のように、NPN型バイポーラトランジスタとポリ
シリコンゲートのNチャネルMOS−FK T トロ”
−スルーホールを介して上下尾オーバーラツプせしめ之
構造によれば、素子占有面積を大幅に縮小でき、集積度
を著しく向上させることh;できる。ま几、C!MOS
構造を有する場合でも、Mo5−FETl″を絶縁喚上
に形成されるので、ラッチア・ノブ等の寄生素子効果を
大幅に改善することができる。さらに、MOR−F’E
Tにバイボー→トランジスタを接続しているので、MO
R−FETインバータとして遅延時間htバイポーラト
ランジスタのAP11倍だけ短くなり、高速インバータ
bZ実現される。
次に、上記半導体装置の製造方法を第4図について順次
説明する。
(1)  まず、P型シリコン基板上に公知のリニアプ
ロセスによりNPN型バイポーラトランジスタを形成後
、リンガラス膜9を気相成長(cvD)法により形成し
、コレクタ領域8−Hにフォトエツチングによりスルー
ホール10をF、成−iる。(第4図(a)参照) (2)  次だ、全面にポリシリコンを気相成長させ、
フォトエツチングにより所定のパターンのポリシリコン
層11とする。更に、ポリシリコン層11に対してP型
不純物(例えば、ポロン)イオンを注入することにより
、ポリシリコン層11をP型化する。(第4図(b)参
照) (3)  次に、水蒸気中において850〜900”C
で熱酸化することにより、ポリシリコン層11上にシリ
コン酸化膜16を形成する。しかる後に、全面にポリシ
リコンを気相成長させ、パターンニングしてポリシリコ
ンゲート電極17を形成する。更に、このポリシリコン
ゲート電極17をマスクとしてN型不純物(例えば、リ
ン)イオンを全面に注入することにより、P型ポリシリ
コン層11中に自己整合的にN型化層12及び13を形
成する。
そして、レーザー光ま几は電子線を照射することKより
、ポリシリコン層12,13.14のアニーリングを行
ない、ポリシリコンを単結晶シリコン化すると同時に、
イオン注入領域が活性化され、MOR−Fl!iTのソ
ース領域12、ドレイン領域13チヤネル形成領域14
 #”−それぞれ形成される。(第3図(c)参照) (4)  次に全面にリンガラス膜を気相成長させて必
要なコンタクトホールを設け、アルミニラムラスパッタ
し次後パターニングして各電極及び配線を形成し、最後
に、バ9シペーシ1ン膜を形成する。
以上により前述の半導体装置が得られる。なお本発明は
本実施例妬限定されず、例えば各半導体領域の4雷型の
変換が可能であり、その形成方法も種々変更h;可能で
ある。
〔発明の効果〕
以上述べ友ように、本発明によれば、バイポーラトラン
ジスタ上にスルーホールを介してMOR−FETをオー
バーラツプさせているので、素子占有面積を大幅に縮小
でき、素子の集積度を著しく向上させるという効果を有
する。ま几、CMOS構造を有する場合でも、MOS−
FITけ絶縁膜上に形成されるので、ラッチアップ等の
寄生素子効果を大幅に改善することh″−できる。
さらに%MOS−FT!JTKバイポーラトランジスタ
を接続しているので、インパークとして使用し念場合の
遅延時間をバイポーラトランジスタの増幅率により短縮
でき、その動作を高速化することが可能となる。
なお、本発明は実施例のようFMOSインバータ回路に
限定されることはなく、MOSインバータを回路構成要
素とする回路装置一般に適用でき例えば+ (!MOS
インバータやCMOSロジックケートに適用可能である
ことば言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の半導体装置の一実施例を示す主g断面
図、第2図は従来の半導体装置を示す主要Vf1面図、
@3図は第1図に示す半導体装置の等価回路図、第4図
れ)〜(C)t′111(o sインバータの製造工程
別F!f1面図である。 6・・・・・・ベース領域 7・・・・・・エミッタ領域 8・・・・・・コレクタ領域 10・・・―・愉スルーホール 12・・・・・・ソース領域 13・・・・・・ドレイン領域 14・・・・・・チャネル形成領域 15・・・・・・ゲート絶縁膜 17・・・・・・ゲート電極 以  上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第1導電型の第1半導体層の表面側に第2導電型の第1
    半導体領域が形成され、前記第1半導体領域内には第1
    導電型の第2半導体領域が形成され、これらによってバ
    イポーラトランジスタが構成されると共に、前記第1半
    導体層の表面の絶縁膜のうち所定箇所に設けたスルーホ
    ール内から前記絶縁膜上にかけて第2半導体層が形成さ
    れ、前記第2半導体層がソース及びドレイン領域となる
    第1導電型の第3及び第4半導体領域とこれら両領域間
    の第2導電型のチャネル形成領域とに区分され、前記チ
    ャネル形成領域上にはゲート絶縁膜を介してゲート電極
    が形成され、これらによってMOS型電界効果トランジ
    スタが構成され、これら両トランジスタが前記第1半導
    体層と前記第3または第4半導体領域とで結合されてい
    ることを特徴とする半導体装置。
JP60174805A 1985-08-08 1985-08-08 半導体装置 Pending JPS6235556A (ja)

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JP60174805A JPS6235556A (ja) 1985-08-08 1985-08-08 半導体装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5430318A (en) * 1993-06-14 1995-07-04 Sharp Microelectronics Technology, Inc. BiCMOS SOI structure having vertical BJT and method of fabricating same

Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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