JPH0666425B2 - 複合型半導体装置 - Google Patents

複合型半導体装置

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JPH0666425B2
JPH0666425B2 JP25745284A JP25745284A JPH0666425B2 JP H0666425 B2 JPH0666425 B2 JP H0666425B2 JP 25745284 A JP25745284 A JP 25745284A JP 25745284 A JP25745284 A JP 25745284A JP H0666425 B2 JPH0666425 B2 JP H0666425B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、小型にして、高負荷駆動,低消費電力性を有
するバイポーラ・CMOS複合型半導体装置に関するもので
ある。
(従来技術) 従来、この種複合型半導体装置は第2図に示す構造を有
していた。第2図において100はP型半導体基板、101は
P型半導体エピ層、102は高濃度のN型半導体埋め込み
層、103はN型半導体ウエル、104はP型半導体層、105
は高濃度のN型半導体層、106は高濃度のP型半導体
層、111はポリシリコンゲート層、110は金属電極であ
る。第2図の左から、105bをエミツタ、106aをベース、
105aをコレクタとする縦型npnバイポーラトランジスタQ
n、106cをドレイン、106bをソース、105cをバツクゲー
ト、111aをゲートとするPチヤネルMOS FET、105dをド
レイン、105eをソース、111bをゲートとするNチヤネル
MOS FETをそれぞれ示す。いま、106aと106bを金属電極
110を介して結線し、また105aと105cを同様に結線する
ことにより、第3図に示す回路が構成できる。第3図に
おいて、MPはPチヤネルMOS FET、Qnはnpnバイポーラ
トランジスタである。PMOS FETの次段にnpnバイポーラ
を構成することにより、見かけ上大きなgmを有するPMOS
FETが構成でき、相補型回路の出力負荷駆動能力を大
幅に改善することが期待できる。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、第2図の構造においてP MOSFETとバイ
ポーラトランジスタを構造的に複合化して低占有面積化
するために、もし、103aと103bを一体化したとすると第
4図のようになり、106cをエミッタ、103aをベース、10
4aをコレクタとする横型pnpバイポーラトランジスタ(Q
p)が新らたに形成される。ここで、QpのベースとQnの
コレクタが、QpのコレクタとQnのベースが、それぞれ共
有するので、106c,103a,104a,105bで寄生pnpnサイリス
タ構造となる。この構造では、Qnのコレクタ電流によ
り、Qpのベース‐エミッタ間電圧を上昇させ、Qpをオン
させ、バルクCMOSで問題となるラツチアツプ現象という
欠点が新らたに生じる。このため、第2図において、np
nバイポーラトランジスタ(Qn)のベースとPMOS FETの
バツクゲート層を分離する必要があり、その結果、非常
に大きな占有面積を必要とするという欠点があつた。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、大占有面積化の欠点を除去するために提案さ
れたもので、MOS FETとバイポーラトランジスタを構造
的に一体化することを特徴とし、ラツチアツプ現象を生
ずることなく、かつ低消費電力で高負荷駆動能力の集積
回路を高密度化した半導体装置を提供することを目的と
する。
上記の目的を達成するため、本発明は第1の導電型の半
導体基板を形成する第1の半導体層と、前記の第1の半
導体層の主表面の一部領域に設けられ、かつ第2の導電
型のウエル領域を形成する第2の半導体層と、前記の第
2の半導体層の一部に形成され、第2の半導体層の深さ
よりも充分浅い第1の導電型の第3の半導体層と、前記
の第3の半導体層内の一部に形成された高濃度の第2の
導電型の第4の半導体層と、前記の第3の半導体層の領
域より前記の第2の半導体層領域に延在し、かつ第1導
電型に対してはシヨツトキ接合を有し、第2導電型に対
してはオーミツク接合を形成する第1の金属シリサイド
膜と、前記の第1の金属シリサイド膜と所定の間隔を離
して前記の第2の半導体層領域に形成された、第1の金
属シリサイド膜と同じ第2の金属シリサイド膜と、前記
の第1および第2の金属シリサイド膜との間に形成され
た薄い酸化膜を有する第1のゲートと、前記の第2の金
属シリサイド膜下の一部に形成された高濃度の第2の導
電型の第5の半導体層と、前記の第4の半導体層上に形
成され、かつ第1の金属シリサイド膜と同様の第3の金
属シリサイド膜とを備え、前記の第1,第2,第3の金属シ
リサイド膜を夫々第1,第2,第3の電極とすることを特徴
とする複合型半導体装置を発明の要旨とするものであ
る。
さらに本発明は第1の導電型の半導体基板を形成する第
1の半導体層と、前記の第1の半導体層の主表面の一部
領域に設けられ、かつ第2の導電型のウエル領域を形成
する第2の半導体層と、前記の第2の半導体層の一部に
形成され、第2の半導体層の深さよりも充分浅い第1の
導電型の第3の半導体層と、前記の第3の半導体層内の
一部に形成された高濃度の第2の導電型の第4の半導体
層と、前記の第3の半導体層の領域より前記の第2の半
導体層領域に延在し、かつ第1導電型に対してはシヨツ
トキ接合を有し、第2導電型に対してはオーミツク接合
を形成する第1の金属シリサイド膜と、前記の第1の金
属シリサイド膜と所定の間隔を離して前記の第2の半導
体層領域に形成された、第1の金属シリサイド膜と同じ
第2の金属シリサイド膜と、前記の第1および第2の金
属シリサイド膜との間に形成された薄い酸化膜を有する
第1のゲートと、前記の第2の金属シリサイド膜下の一
部に形成された高濃度の第2の導電型の第5の半導体層
と、前記の第4の半導体層上に形成され、かつ第1の金
属シリサイド膜と同様の第3の金属シリサイド膜とを備
え、前記の第1,第2,第3の金属シリサイド膜を夫々第1,
第2,第3の電極とした半導体装置と、前記の第1の半導
体層の主表面の一部領域に形成された第1の導電型の第
6の半導体層と、前記の第6の半導体層領域に所定の間
隔を離して形成された第2の導電型の第7及び8の半導
体層と、前記の第7,第8の半導体層の上に、夫々第1の
導電型に対してはシヨツトキ接合を有し、第2導電型に
対してはオーミツク接合を形成する第4及び第5図の金
属シリサイド膜と、前記の第4及び第5図の金属シリサ
イド膜の間に薄い酸化膜を有する第2のゲートとを有す
る半導体装置を具備することを特徴とする複合型半導体
装置を発明の要旨とするものである。
次に本発明の実施例を説明する。なお実施例は一つの例
示であって、本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の
変更あるいは改良を行いうることは言うまでもない。
第1図は本発明の実施例を示すもので、図において、10
0はP型半導体基板(第1の半導体層)、101はP型半導
体エピタキシヤル層、102は高濃度のN型半導体埋め込
み層、103はN型半導体ウエル(第2の半導体層)、104
a,104bは夫々P型半導体層(第3,第6の半導体層)、10
5a,105b,105c,105dは夫々高濃度のN型半導体層(第4,
第5,第7,第8の半導体層)、111a,111bはゲート層、112
a,112b,112c,112d,112e,112f,112g,は夫々金属シリサイ
ド膜(第3,第1,第2,第4,第5,第6,第7の金属シリサイド
膜で、電極を形成する)を示す。
しかしてこの金属シリサイド膜はN型半導体に対しては
シヨツトキ接合を、P型半導体に対してはオーミツク性
を示す特徴を有するものである。例えば、PtSi(白金シ
リサイド)は、バリア高さがN型シリコン半導体に対し
ては、0.85eV、P型シリコン半導体に対しては、0.25eV
であるので、上述の特徴を満足する。そこで、第1図
中、PMOS FETのソース・ドレインを上記、金属シリサ
イド膜112c,112bで形成することによりシヨツトキPMOS
FETが形成され、かつ、104aとのオーミツクコンタク
トも直接とれる。また、半導体層103とのウエルコンタ
クトには高濃度N型半導体層105bを介して金属シリサイ
ド112cでとれる。さらにゲートダイレクトコンタクトと
して金属シリサイド112f,112gをソース・ドレインと自
己整合的に形成することにより、低ゲート抵抗と高密度
化が図れる。第1図中、縦型npnバイポーラトランジス
タのエミツタ電極は112a、ベース電極は112b、コレクタ
電極は112c、PMOS FETのソース電極は112c、ゲート電
極は112f、ドレイン電極は112b、バツクゲート電極は11
2cである。ここで、電極112cはnpnトランジスタのコレ
クタ電極とPMOS FETのドレイン電極と共有するので、
低占有面積化が図れる。さらに、シヨツトキPMOS FET
を用いているので、第2図の従来構造に比べ、寄生横型
pnpトランジスタのエミツタが形成されないためラツチ
アツプの問題がないのでウエル層103をnpnバイポーラト
ランジスタとPMOS FETで分離する必要がなく、高密度
化が図れる。
なお第1図の実施例においてはPMOS FET,NMOS FET及
びバイポーラトランジスタを具備する実施例が示されて
いるが、バイポーラトランジスタ及びPMOS FETにより
半導体装置を構成することも可能である。
(発明の効果) 以上、説明したように、本発明によれば小さな占有面積
内にバイポーラトランジスタとMOS FETを構造的に複合
化でき、さらに、ラツチアツプ問題もないので低消費電
力で、高負荷駆動能力の集積回路を高密度化できる効果
を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の複合型半導体装置の実施例、第2図は
従来の複合型半導体装置の断面構造で、左からnpnバイ
ポーラトランジスタ,PMOS FET,NMOS FETを示す。第3
図は従来の複合型半導体装置の回路図、第4図は第2図
の構造的マージ化を図つた断面構造を示す。 100……P型半導体基板 101……P型半導体エピ層 102……高濃度N型半導体埋め込み層 103……N型半導体ウエル 104a,104b……P型半導体 105a〜105d……高濃度N型半導体層 111a,111b……ゲート層 112a〜112g……金属シリサイド膜(電極層) Qn……npnバイポーラトランジスタ MP……PチヤネルMOS FET

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1の導電型の半導体基板を形成する第1
    の半導体層と、前記の第1の半導体層の主表面の一部領
    域に設けられ、かつ第2の導電型のウエル領域を形成す
    る第2の半導体層と、前記の第2の半導体層の一部に形
    成され、第2の半導体層の深さよりも充分浅い第1の導
    電型の第3の半導体層と、前記の第3の半導体層内の一
    部に形成された高濃度の第2の導電型の第4の半導体層
    と、前記の第3の半導体層の領域より前記の第2の半導
    体層領域に延在し、かつ第1導電型に対してはショット
    キ接合を有し、第2導電型に対してはオーミック接合を
    形成する第1の金属シリサイド膜と、前記の第1の金属
    シリサイド膜と所定の間隔を離して前記の第2の半導体
    層領域に形成された、第1の金属シリサイド膜と同じ第
    2の金属シリサイド膜と、前記の第1および第2の金属
    シリサイド膜との間に形成された薄い酸化膜を有する第
    1のゲートと、前記の第2の金属シリサイド膜下の一部
    に形成された高濃度の第2の導電型の第5の半導体層
    と、前記の第4の半導体層上に形成され、かつ第1の金
    属シリサイド膜と同様の第3の金属シリサイド膜とを備
    え、前記の第1,第2,第3の金属シリサイド膜を夫々第1,
    第2,第3の電極とすることを特徴とする複合型半導体装
    置。
  2. 【請求項2】第2の導電型の第2の半導体層の底表面
    に、第2の導電型の高濃度半導体層を埋め込んだことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の複合型半導体装
    置。
  3. 【請求項3】第1の導電型の半導体基板を形成する第1
    の半導体層と、前記の第1の半導体層の主表面の一部領
    域に設けられ、かつ第2の導電型のウエル領域を形成す
    る第2の半導体層と、前記の第2の半導体層の一部に形
    成され、第2の半導体層の深さよりも充分浅い第1の導
    電型の第3の半導体層と、前記の第3の半導体層内の一
    部に形成された高濃度の第2の導電型の第4の半導体層
    と、前記の第3の半導体層の領域より前記の第2の半導
    体層領域に延在し、かつ第1導電型に対してはショット
    キ接合を有し、第2導電型に対してはオーミック接合を
    形成する第1の金属シリサイド膜と、前記の第1の金属
    シリサイド膜と所定の間隔を離して前記の第2の半導体
    層領域に形成された、第1の金属シリサイド膜と同じ第
    2の金属シリサイド膜と、前記の第1および第2の金属
    シリサイド膜との間に形成された薄い酸化膜を有する第
    1のゲートと、前記の第2の金属シリサイド膜下の一部
    に形成された高濃度の第2の導電型の第5の半導体層
    と、前記の第4の半導体層上に形成され、かつ第1の金
    属シリサイド膜と同様の第3の金属シリサイド膜とを備
    え、前記の第1,第2,第3の金属シリサイド膜を夫々第1,
    第2,第3の電極とした半導体装置と、前記の第1の半導
    体層の主表面の一部領域に形成された第1の導電型の第
    6の半導体層と、前記の第6の半導体層領域に所定の間
    隔を離して形成された第2の導電型の第7及び第8の半
    導体層と、前記の第7,第8の半導体層の上に、夫々第1
    の導電型に対してはショットキ接合を有し、第2の導電
    型に対してはオーミック接合を形成する第4及び第5の
    金属シリサイド膜と、前記の第4及び第5の金属シリサ
    イド膜の間に薄い酸化膜を有する第2のゲートとを有す
    る半導体装置を具備することを特徴とする複合型半導体
    装置。
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