JPH01128463A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH01128463A
JPH01128463A JP62286203A JP28620387A JPH01128463A JP H01128463 A JPH01128463 A JP H01128463A JP 62286203 A JP62286203 A JP 62286203A JP 28620387 A JP28620387 A JP 28620387A JP H01128463 A JPH01128463 A JP H01128463A
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emitter region
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Toshiyuki Okoda
敏幸 大古田
Seiji Otake
誠治 大竹
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は相補型バイポーラトランジスタと相補型MO3
I−ランジスタとを同一基板上に集積したBi−CMO
Sの集積回路に関する。
(ロ)従来の技術 半導体集積回路の高性能化、高機能化が進む中で、同一
チップ上にアナログ機能とデジタル機能を共存させる複
合デバイスが注目されつつある。
こうした回路機能の要求を実現させる1つの技術が、バ
イポーラトランジスタとMOS)ランジスタとを同一半
導体基板上に集積するBi−CMOS技術である。この
技術は、MO3型集積回路の低消費電力、高集積化と、
バイポーラ型集積回路の高速性、電流駆動能力などの両
者の特徴を活かすことのできるものである。
第3図は例えば特開昭59−117150号公報に記載
されているような、代表的な従来のBi−CMOS半導
体装置を示す断面図である。同図において、(1)はP
型半導体基板、(2)は基板(1)全面に積層して形成
したN型エピクキシャル層、(3)は基板(1)表面に
形成したN1型埋込層、(4)は基板(1)表面に形成
したP“型埋込層、(亜)はP+型分離領域、及び(6
)はLOGO5酸化膜、(7〉はNPNトランジスタ(
旦)のP型ベース領域、(9)は同じ< NPN トラ
ンジスタ(杢)のN″″型エミッタ領域、(10)はN
1型コレクタコンタクト領域、(11)はゲート酸化膜
、(12)はゲート電極、(13)はPチャンネル型M
OSトランジスタ(ロ)のP型ソース・ドレイン領域、
(15)はNチャンネル型MOSトランジスタ(廷)の
P型ウェル領域、(17)はNチャンネル型MOSトラ
ンジスタのN型ソース・ドレイン領域である。
(ハ)発明が解決しようとする問題点 しかしながら、バイポーラトランジスタで例えば出力段
回路を構成する様な場合の出力段の大電流、大出力化の
点や、回路構成の簡略化、高速化といった点から、NP
Nトランジスタ(β)と相補対を成すPNP )−ラン
ジスタをも同時に組み込みたい要求がある。前記PNP
)−ランジスタとしては縦型PNPトランジスタや横型
PNP トランジスタが知られているが、縦型PNP 
トランジスタを組み込むには製造工程がかなり複雑化す
る欠点を有し、反対に横型PNP)ランジスタは構造上
高性能のものが得られない欠点があった。
(ニ)問題点を解決するための手段 本発明は斯上した欠点に鑑みて成され、縦型NPN)−
ランジスタ(29)のベース領域(28)と同一工程で
横型PNP )ランジスタ(邦)の第1のエミッタ領域
(32)とコレクタ領域(34)を形成し、相補型のバ
イポーラトランジスタと相補型のMO5型トランジスタ
を同一基板(21)上に共存させると共に、Pチャンネ
ル型MO3)ランジスタ(η)のソース・ドレイン領域
(40)と同一工程で横型PNPトランジスタ(嬰)の
第1のエミッタ領域(32)表面にこれよりも高不純物
濃度の第2のエミッタ領域(36)を設けたことを特徴
とする。
(*)作用 本発明によれば、横型PNP トランジスタ(η)のエ
ミッタの不純物濃度が増加するので、エミッタからベー
スへの少数キャリア(ホール)の注入効率を向上するこ
とができる。その為、高h□(電流増幅率)、高Icm
axの高性能の横型PNPトランジスタ(η)を共存さ
せることができる。
(へ)実施例 以下、本発明を図面を参照しながら詳細に説明する。
第1図は本発明による半導体集積回路を示す断面図であ
る。同図において、(21)はP型半導体基板、(22
)は基板(21)全面に周知の気相成長法によって積層
して形成したN−型のエピタキシャル層、(23)(2
4)は基板(21)表面に形成したN+型及びP4型の
埋込層、(25)はN1型埋込Jl(23)を夫々取囲
む様にしてエピタキシャル層(22)を貫通した、バイ
ポーラ型素子の各々をPN接合分離する為のP1型分離
領域、(26)はエピタキシャル層(22)表面に周知
の選択酸化法によって形成したMOS型素子の各々を表
面分離する為の選択分離領域である選択酸化膜、(27
)は分離領域(25)によって形成したバイポーラ型素
子形成用のアイランド、(28)はアイランド(27)
の表面に形成した縦型NPNトランジスタ(η)のP型
ベース領域、 (30)はベース領域(28)表面に形
成した縦型NPN トランジスタ(神)のN9型エミツ
タ領域、(31)は縦型NPNトランジスタ(輩)のコ
レクタとなるアイランド(27)の電極取出し用のコレ
クタコンタクト領域、(32)は縦型NPNトランジス
タ(益)とは別のアイランド(27)表面に形成した横
型PNP トランジスタ(33)のP型の第1のエミッ
タ領域、(34)は第1のエミッタ領域(32)を取囲
むようにして第1のエミッタ領域(32)とは離間した
アイランド(27)表面に形成した横型PNP トラン
ジスタ(嬰)のP型コレクタ領域、(35)は横型PN
P t−ランジスタ(部)のベースとなるアイランド(
27)の電極取出し用のP型ベースコンタクト領域、 
(36)は第1のエミッタ領域(32)表面に第1のエ
ミッタ領域(32)からはみ出さない様に形成した本願
の特徴とするP型の第2のエミッタ領域、(37)はN
0型埋込層(23)上の選択酸化膜(26)で囲まれた
エピタキシャル層(22)表面にゲート酸化膜(38)
を挾んで配設したアルミニウム又はポリシリコンから成
るP−MOS型トランジスタ(η)のゲート電極、(4
0)はゲート電極(37)の両脇にイオン注入法によっ
て形成したP−MO3型トランジスタ(η)のP型ソー
ス・ドレイン領域、(41)はP1型埋込J!!(24
)上の選択酸化膜(26)で囲まれたエピタキシャル!
(22)表面にP+型埋込層(24)と連結する様に形
成したN−MO3型トランジスタ(婬)のP型のウェル
領域、(43)はN−MOS型トランジスタ(婬)のゲ
ート電極(37)の両脇のウェル領域(41)表面に形
成したN−MO3型トランジスタ(婬)のN型のソース
・ドレイン領域である。
斯上した本願の半導体集積回路の製造方法を第2図A乃
至第2図りを用いて説明する。
先ず第2図Aに示す如く、P型半導体基板(21)表面
に周知の選択拡散法によってN4型埋込層(23)とP
“型埋込層(24)及び分離領域(25)の下側拡散F
!I(44>を形成するアンチモン<sb>とポロン(
B)を選択的にデポジットする。MO5型トランジスタ
(η)(婬)におけるN9型埋込層(23〉とP11型
埋込(24)は寄生効果防止の為に設けられている。
次に第2図Bに示す如く、周知の気相成長法によって5
乃至10μ厚のN型エピタキシャル層(22)を積層し
、エピタキシャル層(22)表面からボロン(B)を選
択拡散してP型ウェル領域(41)と分離領域(25)
の上側拡散層(45)を形成する0本工程は上側拡散層
(45)と下側拡散層(44)とが、及びP型ウェル領
域(41)とP+型埋込層(24)とが夫々連結する士
で熱処理を行う。
続いて第2図Cに示す如く、シリコン窒化膜(Si、N
、)を利用した周知の選択酸化法によって他よりも厚い
酸化膜(Siow)による選択酸化膜(26)を形成し
た後、イオン注入法等を利用してボロン(B)による縦
型NPN トランジスタ(翻)のベース領域(28)と
横型PNP トランジスタ(邦)の第1のエミッタ領域
(32)及びコレクタ領域(34)を同時に形成する。
この様なベース拡散工程は上記した手法の他に、選択酸
化膜(26)の熱処理を利用して所望の深さまでドライ
ブインする手法、選択酸化膜(26)形成の前にあらか
じめ単独で行う手法、及び選択酸化膜(26)形成工程
の前にP型ウェル領域(41)及び上側拡散M!I(4
4)の形成工程と共通ずる手法等がある。
そして第2図りに示す如く、MOSトランジスタ(39
)<42)部分のゲート酸化膜(38)上にアルミニウ
ム<Al>又はポリシリコンによるゲート電極(37)
を配設し、ポロン(B)を選択的にイオン注入すること
によってP−MO5型トランジスタ(η)のソース・ド
レイン領域(40)と横型PNPトランジスタ(邦)の
第2のエミッタ領域(36)を同時に形成する。本願の
特徴とする第2のエミッタ領域〈36)は横型PNP 
トランジスタ(緩)のベース幅を変えない様に第1のエ
ミッタ領域(32)からはみ出してはならない。また、
望ましくは第2のエミッタ領域(36)をできるだけ拡
大して第2のエミッタ領域(36)の側壁を第1のエミ
ッタ領域(32)の側壁に接近させた方がキトリアの注
入効率が増す。第2のエミッタ領域(36)のこれらの
要求を同時に満足するには出来るだけ浅い拡散領域とす
る方が制御性が良い。横型PNPトランジスタ(33)
は主たる動作が横方向なので、浅い拡散領域で十分効果
を発揮する。更に、第2のエミッタ領域(36)の不純
物濃度は高い方がキャリアの注入効率が良い。
前記拡散深さが浅い点と不純物濃度が高い点は、P−M
OS型トランジスタ(η)のソース・ドレイン領域(4
0)に求められる要求をも同時に満足する。即ち、拡散
深さが浅い点はP−MOS)ランジスタ(η)のゲート
長を保つ点で好適であり、不純物濃度が高い点はP−M
OSトランジスタ(多すの電極のオーミックコンタクト
という点で好適である。その為、P−MOS)ランジス
タ(η)のソース・ドレイン領域(40)と本願の第2
のエミッタ領域(36)とは極めて制御性良く同時形成
することが可能であり、P−MOS型トランジスタ(抄
)の特性を劣化させずに高性能の横型PNPトランジス
タ(η)を組み込むことが可能である。
そして、再度リン(P)をイオン注入することによって
N−MOS型トランジスタ(婬)のソース・ドレイン領
域(43)と縦型NPNトランジスタ(2辺のエミッタ
領域(30)及びコレクタコンタクト領域(31)、横
型P N P l・ランジスタ(η)のベースコンタク
ト領域(35〉を同時形成して製造工程を終了する。
以上説明した本願の半導体集積回路によれば、横型PN
Pl−ランジスタ(η)の第1のエミッタ領域(32)
に重畳してそれより高不純物濃度の第2のエミッタ領域
(36)を設けたので、エミッタからベースへの少数キ
ャリアの注入効率が増し、横型PNP トランジスタ(
嬰)のhFバ電流増幅率)とIcmax (最大コレク
タ電流)を向上して高性能のPNPトランジスタを共存
させることができる。
また、縦型NPN)−ランジスタ(印)のエミッタ領域
(30)とN−MOS型トランジスタ(婬)のソース・
ドレイン領域(43)を同一工程で形成したタイプのB
i−0MO3ICは、エミッタ領域(30)の拡散深さ
に制約を受けるので縦型NPNトランジスタ(翻)のベ
ース領域(28)の不純物濃度を比較的低く設定した方
が縦型NPN トランジスタ(神)のhFEのコントロ
ールが容易である。すると、ベース拡散工程で形成した
横型PNP トランジスタ(多重)の第1のエミッタ領
域(32)の不純物濃度も低くなるので、本願を適用す
ることによってh□コントロールの容易なり i −0
MOSI Cとすることができる。ベース領域(28)
の不純物濃度を下げれば、横型PNP トランジスタ(
η)のコレクタ領域(34)の不純物濃度も下がるの゛
でより一層高り、lIとすることができる。さらに、ベ
ース拡散では無くベース領域(28)と独立しで形成し
た分離領域(25)の上側拡散層(44)の拡散工程を
利用してエミッタ・コレクタを構成したタイプの横型P
NP トランジスタでも本願の効果は大きい。
(ト)発明の詳細 な説明した如く、本発明によれば高性能の横型PNPト
ランジスタ(η)による相補型のバイポーラトランジス
タと相補型のMOSトランジスタを共存させた半導体集
積回路を提供できる利点を有する。また、縦型NPNト
ランジスタ(毅)のベース領域(28〉の不純物濃度を
横型PNP)ランジスタ(邦)の制約を受けずに低く設
定することが可能なので、縦型NPN トランジスタ(
鵠)のhFEのコントロールが容易なりi−CMO9I
Cを提供できる利点を有する。さらに、P−MO3型ト
ランジスタ(η)のソース・ドレイン領域(40)と本
願の第2のエミッタ領域(36)とが共通した要求を持
つので、極めて制御性良く且つ何ら付加工程を要せずに
製造できる利点をも有する。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図A乃至第2図りは本発明を説明する為
の断面図、第311Aは従来例を説明する為の断面図で
ある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一導電型半導体基板と、この基板全面に形成した
    逆導電型のエピタキシャル層と、前記基板表面に設けた
    一導電型及び逆導電型の埋込層と、バイポーラ型素子を
    各々分離する為に前記逆導電型の埋込層を夫々取囲んで
    前記エピタキシャル層を貫通した一導電型の分離領域と
    、MOS型素子を各々分離する為に前記エピタキシャル
    層表面に設けた選択分離領域と、前記分離領域によって
    島状に形成した複数個のアイランドと、該アイランドを
    コレクタとし前記アイランドの表面に形成した一導電型
    のベース領域及びこのベース領域の表面に形成した逆導
    電型のエミッタ領域で形成する縦型バイポーラトランジ
    スタと、別のアイランドをベースとしこのアイランド表
    面に形成した一導電型の第1のエミッタ領域及びこの第
    1のエミッタ領域とは離間した前記別のアイランド表面
    に形成した一導電型のコレクタ領域とで形成する前記縦
    型バイポーラトランジスタと相補対を成す横型バイポー
    ラトランジスタと、前記選択分離領域で囲まれた前記エ
    ピタキシャル層の表面に形成した一導電型のソース・ド
    レイン領域及び前記エピタキシャル層表面にゲート絶縁
    膜を挾んで配設したゲート電極で形成する一導電チャン
    ネル型MOSトランジスタと、前記選択分離領域で囲ま
    れた前記エピタキシャル層の表面に形成した一導電型の
    ウェル領域及びこのウェル領域表面に形成した逆導電型
    のソース・ドレイン領域と前記エピタキシャル層表面に
    ゲート酸化膜を挾んで配設したゲート電極とで形成する
    逆導電チャンネル型MOSトランジスタとを具備すると
    共に、前記横型バイポーラトランジスタの第1のエミッ
    タ領域表面に前記一導電チャンネル型MOSトランジス
    タのソース・ドレイン領域と同一工程による前記第1の
    エミッタ領域より高不純物濃度の第2のエミッタ領域を
    形成したことを特徴とする半導体集積回路。
JP62286203A 1987-11-12 1987-11-12 半導体集積回路 Expired - Lifetime JPH067582B2 (ja)

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JPH067582B2 JPH067582B2 (ja) 1994-01-26

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001053263A (ja) * 1999-08-04 2001-02-23 Texas Instr Japan Ltd 固体撮像装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS567463A (en) * 1979-06-29 1981-01-26 Hitachi Ltd Semiconductor device and its manufacture
JPS5713758A (en) * 1980-06-27 1982-01-23 Nec Corp Semiconductor device

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