JPS6262063B2 - - Google Patents

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JPS6262063B2
JPS6262063B2 JP54044809A JP4480979A JPS6262063B2 JP S6262063 B2 JPS6262063 B2 JP S6262063B2 JP 54044809 A JP54044809 A JP 54044809A JP 4480979 A JP4480979 A JP 4480979A JP S6262063 B2 JPS6262063 B2 JP S6262063B2
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JP
Japan
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high impurity
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JP54044809A
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JPS55138270A (en
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Akio Kashiwanuma
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Sony Corp
Original Assignee
Sony 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
    • H01L27/0203Particular 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]

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、IIL(インテグレーテツド・インジ
エクシヨン・ロジツク)を有する半導体集積回路
装置に係わる。
一般にIILゲートの低電流領域での伝播遅延時
間tpdは、主として接合容量のチヤージアツプ時
間で決定される。すなわち、伝播遅延時間tpd
は、 tpd(CEB+(F+2)CCB) ・Vbias/2・Ip …(1) で表わされる。ここで、CBEはエミツタ・ベース
間接合容量、CCBは1つのコレクタ領域当りのコ
レクタ・ベース間接合容量、Fはコレクタ数、
Vbiasはインジエクタ電圧、Ipはインジエクタ電
流である。
第1図は従来のIILを有する半導体集積回路装
置の例の断面図で、この例においては、1の導電
型、例えばN型の比較的高い不純物濃度を有する
半導体サブストレイト1上にこれと同導電型で、
これに比し低い不純物濃度を有するエピタキシヤ
ル半導体層2が形成された半導体基体3が設けら
れる。4は半導体基体3の表面に被着された例え
ばSiO2より成る表面不活性化用の絶縁層であ
る。そして半導体層2にはその表面に臨んで複数
の(図示の例では2個)島状のコレクタ領域5を
画成するように、これをとり囲んで半導体層2の
導電型と異なる導電型のP型の高不純物濃度のベ
ース領域6が選択的に形成される。そして半導体
層2自体から成り比較的低い不純物濃度を有する
各コレクタ領域5上には、これに比し高不純物濃
度を有し、領域5と同導電型のN型の高不純物濃
度のコレクタ電極取り出し領域7が夫々選択的に
形成される。これら領域7は高濃度のベース領域
6に接して設けられている。又、領域7下には領
域5を挾んで対向するように領域6と同導電型の
比較的低い不純物濃度のベース領域8が選択的に
形成される。又、ベース領域6と対向してこれら
の形成と同時にベース電流供給用のインジエクシ
ヨン領域9が選択的に形成される。そしてその外
側には半導体層2を横切つてこれと同導電型式を
有する高不純物濃度のエミツタ電極取り出し領域
10が選択的に形成される。領域10上にはオー
ミツクにエミツタ電極11が形成されてエミツタ
端子Eが導出され、インジエクシヨン領域9上に
はインジエクシヨン電極12がオーミツクに被着
されて、インジエクシヨン端子Inが導出され、ベ
ースの高不純物濃度領域6上にはオーミツクにベ
ース電極13が被着されてベース端子Bが導出さ
れる。更に各島状のコレクタ電極取り出し領域7
上には、夫々コレクタ電極14がオーミツクに被
着されてコレクタ端子C1,C2…が導出される。
上述したように通常のこの種IILを有する半導
体集積回路装置においては、そのコレクタ領域が
ベース領域の高不純物濃度領域6によつて取り囲
むようになされて、コレクタの動作領域がコレク
タの直下即ち低不純物のベース埋め込み領域8を
有する部分において、コレクタ電流の通路が形成
されるように、即ち、基体3の厚み方向に関して
エミツタ・コレクタの電流が通ずるようにその動
作領域を形成するものであるがこのような構成に
よる場合、高不純物濃度のコレクタ領域7と高不
純物濃度のベース領域6とが接しているためにこ
こにおけるPN接合jの接合容量が可成り大とな
り(1)式におけるCCBが大となるために伝播遅延時
間tpdが比較的大きくなつてしまうという欠点が
ある。
本発明においては、このような欠点を回避し、
上述したコレクタ・ベース間接合容量CCBを充分
小さくして伝播遅延時間の短縮化を図る。
即ち、本発明においては、第2図に示すように
IILにおける各コレクタ領域の高不純物濃度の領
域7の周辺をこれら領域7と接するように取り囲
んで絶縁層15を形成し、この絶縁層15の存在
によつてコレクタの高不純物濃度領域7とベース
の高不純物濃度領域6とが直接接することがない
ようにしてコレクタ・ベース間接合の容量CCB
縮減化を図るものである。
更に、本発明の理解を容易にするために本発明
による半導体集積回路装置の一例をその製造方法
の一例と共に第3図以下を参照して詳細に説明す
る。図示の例ではリニア回路のトランジスタと、
IILとが共通の半導体基体3に構成された部分を
示す。
この例では先ず第3図に示すように、第1の導
電型、この例ではP型のシリコン半導体サブスト
レイト1を設け、これの上に選択的に、第2の導
電型の複数(図示の例では上述のリニア回路のト
ランジスタを形成すべき部分とIILを形成すべき
部分との2つの)埋め込み領域20及び21を選
択的拡散等によつて形成し、サブストレイト1上
に第2導電型のN形の比較的低不純物濃度を有す
るシリコン半導体層2をエピタキシヤル成長して
半導体シリコン基体3を形成する。
そして、第4図に示すように、基体3の表面に
基体3に対する酸化のマスクとなる層22、例え
ばSi3N4層を被着する。このSi3N4層22下には、
実際上、シリコン基体1上にSi3N4層22を直接
生成させる場合に生ずる歪の発生を防止するため
に数100Åの薄いSiO2層23を生成させ、これの
上にSi3N4層22を生成する。そして、基体3の
半導体層2上のマスク層22を、周知の技術、例
えば、間接的なフオトエツチングによつて所要の
パターンとなし、不要部分を除去する。すなわ
ち、一方の埋込み領域20上内に対応する部分に
例えば2つの島状パターンを、他方の埋込み領域
21上内に対応する部分に1つの島状パターンを
形成する。そして、このSi3N4のマスク層22を
マスクとして、周知の酸化処理を施して半導体層
2のマスク層22によつて覆われず外部に露呈し
た表面から埋込み領域20及び21に至る深さ
に、厚いSiO2酸化物の絶縁層24を形成する。
すなわち、酸化物絶縁層24は、各埋込み領域2
0及び21の周辺部上と、一方の埋込領域20上
の半導体層2を2つの部分24a,24bに分離
する部分とに形成する。
次に、第5図に示すように、Si3N4マスク層2
2と、これの下のSiO2層23との一部を例えば
エツチングによつて除去し、この除去部に、第1
導電型のP型の不純物をプレデポジツトし、周知
の第2の酸化処理を行つてSiO2酸化物絶縁層2
4′を形成すると共に、これの下に第1導電型の
P型の高不純物濃度領域を形成する。すなわち、
一方の埋込み領域20上に対応し、最終的にリニ
ア回路のトランジスタのベース電極とり出し領域
となる高不純物濃度のベース領域を形成する位置
に対応する部分と、他方の埋込み領域21上に対
応し最終的にIILの高不純物濃度のベース領域
と、インジエクシヨン領域とを形成する位置に対
応する部分とにおいてSi3N4層22とこれの下の
SiO2層23とを選択的にエツチング除去し、こ
の除去によよつて露呈した半導体層2の表面部分
にP型の不純物をデポジツト或いはイオン注入
し、加熱酸化処理を施すことによつて、第2の厚
い酸化物絶縁層24′を形成すると共に、これの
下にリニア回路のトランジスタの高濃度のベース
電極とり出し領域25と、IILのインジエクシヨ
ン領域10とベースの高不純物濃度領域6とを選
択的にに形成する。図示の例では、領域25を環
状パターンに形成し領域6を網目状パターンに形
成した場合である。
次に、第7図に示すように、領域25によつて
とり囲まれた部分にその表面部分を残して半導体
層2中に領域25に連接してこれと同導電型でこ
れに比し低い不純物濃度のベース領域26を、ま
た、領域6の網目内に同様にその表面部分を残し
て半導体層2中に、領域6に接してこれと同導電
型で、これに比し低い不純物濃度のベース領域8
を、夫々イオン注入法によつて同時に形成する。
更にマスク層22と、これの下の層23とを除去
して拡散窓を形成し、これら窓を通じて領域26
及び8の上方と、第1の埋込み領域20上の領域
25の外側の半導体層2の一部より成る領域31
上に、夫々これら領域26及び8と異る導電型の
N型の高不純物濃度のエミツタ領域27と、コレ
クタ電極とり出し領域30と、7とを選択的拡散
によつて形成する。この工程によりP型の高不純
物濃度領域25,6とN型の高不純物濃度領域2
7,7とは、第2図に示したように、直接接する
ことはない。これは第1にセルフアラインである
こと、第2に高不純物濃度領域25,6上に熱酸
化で選択的に形成される酸化膜24′によつて領
域25,6の表面が、領域27,7の表面より深
くできることに因る。24″はこれら領域27及
び7の表面にその拡散時に生成された酸化物絶縁
層である。
そして、第8図に示すように、絶縁層24′,
24″に対してフオトエツチングを行つて電極窓
を穿設し、これら電極窓を通じて領域27上にエ
ミツタ電極28を、領域25上にベース電極29
を、領域30上にコレクタ電極32を、領域10
上にインジエクシヨン電極11を、領域6上にベ
ース電極13を、複数の各領域7上にコレクタ電
極14を夫々オーミツクに被着する。
このようにすれば、サブストレイト1とこれに
対して形成された各埋込み領域20,21との間
に形成されたPN接合と厚い絶縁層24とによつ
て分離されたトランジスタ33とIIL34とが形
成された各絶縁層24,24′,24″によつて表
面不活性化用の絶縁層4が形成された集積回路装
置が構成される。すなわち、図示の例ではIIL3
4と共に、N型のエミツタ領域27と、P型のベ
ース領域26と、この領域26下の半導体層2の
一部より成るN型部分をコレクタ領域35とし埋
込み領域20をコレクタの低抵抗領域とする
NPN型のトランジスタ33が構成される。尚、
ここにIIL34の高不純物濃度のコレクタ領域7
下には、半導体層2の低不純物濃度のN型部分よ
り成る低濃度コレクタ領域5が残存するように領
域7の深さが選ばれ、このようにすることによつ
て第2図で説明したように、高不純物濃度のコレ
クタ領域7と、これの周辺部下に形成される高不
純物濃度のベース領域6とが絶縁層24′と低濃
度コレクタ領域5に互に直接接することなく設け
られる構造を有する。したがつて、第1図で説明
したような両領域7と6とが直接接して生ずる
P+―N+接合の存在がなく、これに伴う大きな接
合容量を回避できCCBの縮減化をはかることがで
き、これに伴つて伝播遅延時間の短縮化をはかる
ことができ、加えてP+―N+接合の存在によつて
生じ易い結晶欠陥の発生も効果的に回避でき、雑
音の低減化をはかることができる。さらに、低濃
度コレクタ領域5により、ベース領域の大きさを
必要最小限に制御することが可能となり、動作速
度を上げることができる。
上述したように本発明によるIILを有する半導
体集積回路によれば、IILの特性の改善をはかる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の半導体集積回路装置の要部の略
線的拡大断面図、第2図は本発明による半導体集
積回路装置の一例の要部の略線的拡大断面図、第
3図ないしは第8図は本発明装置の一例の製造工
程図である。 1はサブストレイト、2は半導体層、3は半導
体基体、34はIIL、8はその低不純物濃度のベ
ース領域、6は高不純物濃度のベース領域、7は
高不純物濃度のコレクタ領域、10はインジエク
シヨン領域、24,24′,24″は絶縁層であ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 IILを有する半導体集積回路装置において、 IILのコレクタの高不純物濃度領域をとり囲ん
    で該領域に接して絶縁層が設けられ、 該絶縁層下にベース領域の高不純物濃度領域が
    設けられ、 上記コレクタの高不純物濃度領域下にコレクタ
    の低不純物濃度領域が設けられ、 上記コレクタの高不純物濃度領域と上記ベース
    領域の高不純物濃度領域は該コレクタの高不純物
    濃度領域側面では、上記絶縁層により分離され、
    該コレクタの高不純物濃度領域底面では、上記コ
    レクタの低不純物濃度領域により分離されたこと
    を特徴とする半導体集積回路装置。
JP4480979A 1979-04-12 1979-04-12 Semiconductor integrated circuit device Granted JPS55138270A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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