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JP2718376B2 - Semiconductor integrated circuit and method of manufacturing the same - Google Patents
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JP2718376B2 - Semiconductor integrated circuit and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor integrated circuit and method of manufacturing the same

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JP2718376B2
JP2718376B2 JP6236559A JP23655994A JP2718376B2 JP 2718376 B2 JP2718376 B2 JP 2718376B2 JP 6236559 A JP6236559 A JP 6236559A JP 23655994 A JP23655994 A JP 23655994A JP 2718376 B2 JP2718376 B2 JP 2718376B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路およびそ
の製造方法に関し、特にIILゲートをディジタル回路
に含むアナログ・ディジタル混載半導体集積回路および
その製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit and a method of manufacturing the same, and more particularly to an analog / digital hybrid semiconductor integrated circuit including an IIL gate in a digital circuit and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4にIILゲートの回路図、図5に従
来例を概略的に示す平面図、図6(a),(b)に図5
のX−X線断面図、Y−Y線断面図を示す。
2. Description of the Related Art FIG. 4 is a circuit diagram of an IIL gate, FIG. 5 is a plan view schematically showing a conventional example, and FIGS.
1 shows a cross-sectional view taken along line XX and a line YY of FIG.

【0003】IILゲートのスイッチング・トランジス
タQN はP型シリコン基体1にN型エピタキシャル層
(2−1,2−2)を堆積した半導体基板のN型エピタ
キシャル層2−1をエミッタ領域、P型拡散層6−1を
ベース領域、N+ 型拡散層7−11,7−12をコレク
タ領域とする逆方向NPNトランジスタである。つま
り、アナログ回路を構成する縦型NPNトランジスタ
(N+ 型拡散層7−2をエミッタ領域、P型拡散層6−
2をベース領域、N型エピタキシャル層2−2をコレク
タ領域としてそれぞれ有している。)のエミッタとコレ
クタを逆にした構造になっている。
[0003] IIL switching transistor Q N is N-type epitaxial layer 2-1 emitter region of a semiconductor substrate having deposited N-type epitaxial layer (2-1, 2-2) to the P-type silicon substrate 1 of the gate, a P-type This is a reverse NPN transistor having the diffusion layer 6-1 as a base region and the N + type diffusion layers 7-11 and 7-12 as collector regions. That is, a vertical NPN transistor (N + type diffusion layer 7-2 is an emitter region, P type diffusion layer 6
2 as a base region and an N-type epitaxial layer 2-2 as a collector region. ) The emitter and collector are reversed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来のIILゲートのスイッチング・トランジスタQN
は縦型NPNトランジスタを逆方向に動作させる構造に
なっているのでエミッタ領域が低濃度のN型エピタキシ
ャル層となり、ベース領域への電子注入効率が悪く、電
流増幅率βが大きくならないと言う問題があった。
As described above,
Conventional IIL gate switching transistor Q N
Has a structure in which the vertical NPN transistor is operated in the reverse direction, so that the emitter region becomes a low-concentration N-type epitaxial layer, the efficiency of electron injection into the base region is poor, and the current amplification factor β does not increase. there were.

【0005】縦型NPNトランジスタのベース領域(P
型拡散層6−2)とは別工程でスイッチングトランジス
タQN のベース領域(P型拡散層6−1)をより低濃度
に形成して、電流増幅率βを少しでも大きくするように
している。
The base region (P) of a vertical NPN transistor
The type diffusion layer 6-2) is formed on the lower concentration of the base region (P-type diffusion layer 6-1) of the switching transistor Q N in a separate process, so that to increase the current amplification factor β even a little .

【0006】特に、混載するアナログ回路の縦型NPN
トランジスタの耐圧を高くする必要がある場合、エピタ
キシャル層2−2の濃度を低く設定し、ベース−コレク
タ接合耐圧を向上することによりトランジスタ耐圧を高
くするが、そうするとIILゲートにとってはエミッタ
領域(エピタキシャル層2−1,2−2は同一工程で形
成する場合)の濃度がますます低下するのでQN の電流
増幅率βを大きくすることが難しいという問題を抱えて
いた。また、IILゲートのQN のベース濃度を低くす
るとエミッタ−コレクタ間のパンチスルーによる耐圧低
下や表面反転による漏れ電流不良が発生しやすくなるた
め、表面反転防止用にガードリング(P+ 型拡散層1
1)をエミッタ−コレクタ間に挿入する必要が生じ、I
ILゲートの占有面積が大きくなり高集積化が困難と言
う問題もある。
In particular, a vertical NPN of a mixed analog circuit
If the breakdown voltage of the transistor needs to be increased, the transistor layer breakdown voltage is increased by setting the concentration of the epitaxial layer 2-2 low and improving the base-collector junction breakdown voltage. 2-1 and 2-2 had a problem that it is difficult to increase the current amplification factor β of Q N because more and more reduced concentrations when) formed in the same step. Furthermore, lowering the base concentration of Q N of IIL gate emitter - for current leakage failure due to decrease of breakdown voltage and surface inversion by punch-through between the collector is likely to occur, the guard ring for surface inversion preventing (P + -type diffusion layer 1
1) needs to be inserted between the emitter and the collector, and I
There is also a problem that the area occupied by the IL gate becomes large and it is difficult to achieve high integration.

【0007】本発明の目的はIILゲートのスイッチン
グ・トランジスタの電流増幅率を大きくでき、しかもそ
れによって占有面積を一層小さくできかつアナログ回路
の高耐圧化に影響されないアナログ・ディジタル混載の
半導体集積回路を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an analog / digital hybrid semiconductor integrated circuit which can increase the current amplification factor of an IIL gate switching transistor, further reduce the occupied area, and is not affected by an increase in the withstand voltage of an analog circuit. To provide.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体集積回路
は、半導体基板の表面部の第1のN型半導体層に形成さ
れた第1のP型ベース領域、前記第1のP型ベース領域
の表面部に形成された複数の第1のN型コレクタ領域お
よび前記第1のP型ベース領域に接して各前記第1のN
型コレクタ領域と一定距離をもって前記第1のN型半導
体層の表面部に形成された第1のN+ 型エミッタ領域を
有し、前記第1のN型コレクタ領域と前記第1のN+
エミッタ領域との距離が前記第1のN型コレクタ領域直
下の第1のP型ベース領域の厚さより小さく設定されて
電流増幅率が前記第1のN+ 型エミッタ領域、第1のP
型ベース領域及び第1のN型コレクタ領域で支配される
ようにしたマルチコレクタ型の第1のNPNトランジス
タをスイッチングトランジスタとして有するIILゲー
トと、前記半導体基板の表面部の前記第1のN型半導体
層と同時に形成されこれと電気的に絶縁された第2のN
型半導体層を含む第2のN型コレクタ領域、前記第2の
N型半導体層の表面部に前記第1のベース領域と同時に
形成された第2のP型ベース領域および前記第2のP型
ベース領域の表面部に前記第1のN型コレクタ領域と同
時に形成された第2のN+ 型エミッタ領域を有してなる
第2のNPNトランジスタとを含むというものである。
According to the present invention, there is provided a semiconductor integrated circuit comprising: a first P-type base region formed in a first N-type semiconductor layer on a surface of a semiconductor substrate; the first N-type collector region and the first P-type each said contact with the base region a first N plurality formed in a surface portion of the
A first N + -type emitter region formed on the surface of the first N-type semiconductor layer at a certain distance from the first N + -type collector region, wherein each of the first N -type collector region and the first N +
The distance from the emitter region is set smaller than the thickness of the first P-type base region immediately below the first N-type collector region.
The current amplification factor is the first N + type emitter region, the first P +
Dominated by the mold base region and the first N-type collector region
An IIL gate having the multi-collector type first NPN transistor as a switching transistor, and a second N-type semiconductor layer formed at the same time as the first N-type semiconductor layer on the surface of the semiconductor substrate and electrically insulated therefrom. N
A second N-type collector region including a type semiconductor layer, a second P-type base region formed simultaneously with the first base region on a surface portion of the second N-type semiconductor layer, and the second N-type collector region. 2 on the surface of the P-type base region and the same as the first N-type collector region.
And a second NPN transistor having a second N + type emitter region that is sometimes formed.

【0009】更に、第1のP型ベース領域直下の第1の
N型半導体層に第1のN+ 型埋込層を設けて第1のN+
型エミッタ領域と連結し、第2のP型ベース領域直下の
第2のN型半導体層に第2のN+ 型埋込層を設け第2の
N型半導体層の表面から前記第2のN型埋込層に達する
高濃度のコレクタ引出領域を設けることができる。
Furthermore, the first P-type base region right under the first N-type semiconductor layer on the first N + -type buried layer is provided first N +
A second N + -type buried layer provided in the second N-type semiconductor layer immediately below the second P-type base region and connected to the second N-type semiconductor layer from the surface of the second N-type semiconductor layer. A high-concentration collector extraction region that reaches the mold buried layer can be provided.

【0010】また、本発明の半導体集積回路の製造方法
は、P型半導体基体とその表面に形成されたN型エピタ
キシャル層、前記P型半導体基体と前記N型エピタキシ
ャル層との界面とその近傍にそれぞれ選択的に形成され
た第1のN+ 型埋込層および第2のN+ 型埋込層を有す
る半導体基板を準備する工程と、前記第1のN+ 型埋込
層および第2のN+ 型埋込層の周囲をそれぞれ囲んで素
子分離領域を形成してディジタル回路形成領域およびア
ナログ回路用のバイポーラ・トランジスタ形成領域を区
画する工程と、前記ディジタル回路形成領域の前記N型
エピタキシャル層である第1のN型半導体層および前記
バイポーラ・トランジスタ形成領域の前記N型エピタキ
シャル層である第2のN型半導体層に、それぞれの表面
から前記第1のN+ 型埋込層および第2のN+ 型埋込層
に達する第1のN+ 型拡散層および第2のN+ 型拡散層
を、それぞれ前記第1のN型半導体層を少なくとも1つ
のIILゲート形成領域に区画する、ILLゲートのマ
ルチコレクタ型のスイッチング・トランジスタの第1の
N+ 型エミッタ領域およびバイポーラ・トランジスタの
コレクタ引出領域として形成する工程と、前記第1のN
型半導体層および第2のN型半導体層にそれぞれP型拡
散層を前記スイッチング・トランジスタの第1のP型ベ
ース領域およびバイポーラ・トランジスタの第2のP型
ベース領域として形成する工程と、前記第1のP型ベー
ス領域および第2のP型ベース領域にそれぞれP+ 型の
第1のベース・コンタクト領域および第2のベース・コ
ンタクト領域ならびに前記第1のベース・コンタクト領
域と所定距離おいて前記IILゲートのインジェクタ・
トランジスタのP+ 型のエミッタ領域を形成する工程
と、前記第1のP型ベース領域および第2のP型ベース
領域にそれぞれN型拡散層を前記マルチコレクタ型の
イッチング・トランジスタの複数の第1のN型コレクタ
領域および前記バイポーラ・トランジスタの第2のN型
エミッタ領域として形成する工程とを有するというもの
である。
Further, the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit according to the present invention comprises the steps of: providing a P-type semiconductor substrate and an N-type epitaxial layer formed on the surface of the substrate; an interface between the P-type semiconductor substrate and the N-type epitaxial layer; Providing a semiconductor substrate having a first N + type buried layer and a second N + type buried layer selectively formed, respectively; Forming an element isolation region surrounding each of the N + type buried layers to partition a digital circuit formation region and a bipolar transistor formation region for an analog circuit; and forming the N-type epitaxial layer in the digital circuit formation region. The first N + -type semiconductor layer and the second N-type semiconductor layer serving as the N-type epitaxial layer in the bipolar transistor forming region are respectively provided from the respective surfaces thereof with the first N + -type semiconductor layer. Forming a first N + type diffusion layer and a second N + type diffusion layer reaching the buried layer and the second N + type buried layer, respectively, forming the first N type semiconductor layer into at least one IIL gate; Forming as a first N + type emitter region of a multi-collector type switching transistor of an ILL gate and a collector extraction region of a bipolar transistor;
Forming a P-type diffusion layer as a first P-type base region of the switching transistor and a second P-type base region of the bipolar transistor in the type semiconductor layer and the second N-type semiconductor layer, respectively; The first P-type base region and the second P-type base region are respectively located at predetermined distances from the first base contact region and the second base contact region of P + type and the first base contact region. IIL gate injector
Forming a P @ + -type emitter region of the transistor; and providing N-type diffusion layers in the first P-type base region and the second P-type base region, respectively, in the multi-collector switching transistor. Forming a plurality of first N-type collector regions and a second N-type emitter region of the bipolar transistor.

【0011】また、第1のN型エミッタ領域の表面部の
うち第1のN型コレクタ領域の近傍部に前記第1のN型
コレクタ領域と同時に高濃度のN型拡散層を形成するこ
ともできる。
Further, a high-concentration N-type diffusion layer may be formed at the same time as the first N-type collector region in the surface portion of the first N-type emitter region in the vicinity of the first N-type collector region. it can.

【0012】[0012]

【作用】IILゲートのスイッチング・トランジスタは
高濃度の第1のN型エミッタ領域を有し、この第1のN
型エミッタ領域と第1のN型コレクタ領域とで挟まれた
第1のP型ベース領域が活性ベース領域として働き、ベ
ース幅もリソグラフィー上可能な範囲で自由に設定でき
る。従って第1のN型半導体層の濃度と無関係に電流増
幅率βを大きくできる。また第1,第2のP型ベース領
域は同一工程で形成できガードリングを設けなくてよ
い。
The switching transistor of the IIL gate has a high-concentration first N-type emitter region.
The first P-type base region sandwiched between the N-type emitter region and the first N-type collector region functions as an active base region, and the base width can be freely set within a range that is lithographically possible. Therefore, the current amplification factor β can be increased irrespective of the concentration of the first N-type semiconductor layer. Further, the first and second P-type base regions can be formed in the same process, and the guard ring need not be provided.

【0013】[0013]

【実施例】図1は本発明の第1の実施例を示す半導体チ
ップの平面図、図2(a)および(b)はそれぞれ図1
のX−X線断面図およびY−Y線断面図である。
1 is a plan view of a semiconductor chip showing a first embodiment of the present invention, and FIGS. 2A and 2B are FIGS.
3 is a sectional view taken along line XX and YY of FIG.

【0014】この実施例は、P型シリコン基体1の表面
に厚さ3〜5μmのN型エピタキシャル層(2−1,2
−2)を形成した半導体基板の表面部の第1のN型半導
体層(N型エピタキシャル層2−1)に形成された第1
のP型ベース領域(P型拡散層6−1)、第1のP型ベ
ース領域(6−1)の表面部に形成された2つの第1の
N型コレクタ領域(N+ 型拡散層7−11,7−12)
および第1のP型ベース領域(6−1)に接して第1の
N型半導体層(2−1)の表面部に形成された第1のN
+ 型エミッタ領域(N+ 型拡散層8−1)を有し、第1
のN型コレクタ領域(7−11,12)と第1のN+
エミッタ領域(8−1)との距離L2 (例えば0.5μ
m)が第1のN型コレクタ領域(7−11,12)直下
の第1のP型ベース領域(6−1)の厚さB2 (例えば
0.8μm)より小さく設定されてなる第1のNPNト
ランジスタをスイッチング・トランジスタQN とし、第
1のベースコンタクト領域(P+ 型拡散層10)をコレ
クタ領域、N型エピタキシャル層2−1の表面部に第1
のベースコンタクト領域(10)と所定寸法(例えば
1.5μm)隔てて設けられたP+ 型拡散層9をエミッ
タ領域およびN型エピタキシャル層2−1の9,10で
挟まれた部分をベース領域とする横型のインジェクタ・
トランジスタQP とをして有するIILゲートと、前述
の半導体基板の表面部の第1のN型半導体層(2−1)
と電気的に絶縁された第2のN型半導体層(N型エピタ
キシャル層2−2)を含む第2のN型コレクタ領域、第
2のN型半導体層(2−2)の表面部に形成された第2
のP型ベース領域(P型拡散層6−2)および第2のP
型ベース領域(6−2)の表面部に形成された高濃度の
第2のN+ 型エミッタ領域(N+ 型拡散層7−2)を有
してなる第2のNPNトランジスタとを含むアナログ回
路とを有している。
In this embodiment, an N-type epitaxial layer (2-1, 2-5) having a thickness of 3 to 5 μm is formed on the surface of a P-type silicon substrate 1.
-2) formed on the first N-type semiconductor layer (N-type epitaxial layer 2-1) on the surface of the semiconductor substrate formed with
P-type base region (P-type diffusion layer 6-1) and two first N-type collector regions (N + -type diffusion layer 7) formed on the surface of the first P-type base region (6-1). -11, 7-12)
And a first N-type semiconductor layer formed on the surface of the first N-type semiconductor layer (2-1) in contact with the first P-type base region (6-1).
+ Emitter region (N + diffusion layer 8-1)
Distance of N-type collector region and (7-11,12) and the first N + -type emitter region (8-1) L 2 (e.g. 0.5μ
m) is set to be smaller than the thickness B 2 (for example, 0.8 μm) of the first P-type base region (6-1) immediately below the first N-type collector region (7-11, 12). the NPN transistor and the switching transistor Q N, the first first base contact region (P + -type diffusion layer 10) the collector region, a surface portion of the N-type epitaxial layer 2-1
P + -type diffusion layer 9 provided at a predetermined distance (for example, 1.5 μm) from base contact region (10) of FIG. 1 is located between base region 9 and 10 of emitter region and N-type epitaxial layer 2-1. Horizontal injector
And IIL gate having by the transistor Q P, the first N-type semiconductor layer on the surface of the aforementioned semiconductor substrate (2-1)
A second N-type collector region including a second N-type semiconductor layer (N-type epitaxial layer 2-2) electrically insulated from the second N-type semiconductor layer, formed on the surface of the second N-type semiconductor layer (2-2) The second
P-type base region (P-type diffusion layer 6-2) and second P-type region
And a second NPN transistor having a high-concentration second N + -type emitter region (N + -type diffusion layer 7-2) formed on the surface of the mold base region (6-2). And a circuit.

【0015】次に、本実施例の製造方法について説明す
る。P型シリコン基体1とその表面に形成されたN型エ
ピタキシャル層(濃度1×1015〜5×1015
-3)、P型シリコン基体1と前述のN型エピタキシャ
ル層との界面とその近傍にそれぞれ選択的に形成された
第1のN+ 型埋込層3−1および第2のN型埋込層3−
2を有する半導体基板を準備する。次に、第1のN+
埋込層3−1および第2のN+ 型埋込層3−2の周囲を
それぞれ囲んで素子分離領域(フィールド酸化膜4およ
びP+ 型拡散層5)を形成してディジタル回路形成領域
Aおよびアナログ回路用のバイポーラ・トランジスタ形
成領域Bを区画する。次に、ディジタル回路形成領域A
の前述のN型エピタキシャル層である第1のN型半導体
層2−1およびバイポーラ・トランジスタ形成領域Bの
前述のN型エピタキシャル層である第2のN型半導体層
2−1に、それぞれの表面から第1のN+ 型埋込層3−
1および第2のN+ 型埋込層3−2に達する第1のN+
型拡散層および第2のN+ 型拡散層を、それぞれ第1の
N型半導体層3−1を2つのIILゲート形成領域A
a,Abに区画するILLゲートのスイッチング・トラ
ンジスタQN の第1のN+ 型エミッタ領域8−1および
バイポーラ・トランジスタのコレクタ引出領域8−2と
して形成する。次に、ボロン・イオンの注入を30〜5
0keV、1×1013〜5×1014cm-2の条件で行な
い、第1のN型半導体層2−1および第2のN型半導体
層2−2にそれぞれP型拡散層をそれぞれスイッチング
・トランジスタQN の第1のP型ベース領域6−1およ
び前述のバイポーラ・トランジスタの第2のP型ベース
領域6−2として形成する。次に、第1のP型ベース領
域6−1および第2のP型ベース領域6−2にそれぞれ
+ 型の第1のベース・コンタクト領域10および第2
のベース・コンタクト領域12ならびに第1のベース・
コンタクト領域10と所定距離(1.5μm)おいてI
ILゲートのインジェクタ・トランジスタQP ののP+
型のエミッタ領域9を形成する。次に、ヒ素イオンの注
入を50〜70keV,5×1015〜1×1016cm-2
の条件で行ない第1のP型ベース領域10および第2の
P型ベース領域12にそれぞれN型拡散層をスイッチン
グ・トランジスタQN の第1のN型コレクタ領域7−1
1,7−12および前述のバイポーラ・トランジスタの
第2のN型エミッタ領域7−2として形成する。層間絶
縁膜13を形成し、コンタクト孔H1〜H8を形成し、
アルミニウム系合金膜を堆積し、パターニングして電極
14I,14BI,14C11,14C12,14C
2,14E2,14B2を形成する。なお、4はフィー
ルド酸化膜である。
Next, the manufacturing method of this embodiment will be described. P-type silicon substrate 1 and N-type epitaxial layer formed on the surface thereof (concentration 1 × 10 15 to 5 × 10 15 c
m −3 ), a first N + -type buried layer 3-1 and a second N-type buried layer selectively formed at and near the interface between the P-type silicon substrate 1 and the aforementioned N-type epitaxial layer. Three layers
2 is prepared. Next, an element isolation region (field oxide film 4 and P + -type diffusion layer 5) surrounding each of first N + -type buried layer 3-1 and second N + -type buried layer 3-2. To form a digital circuit formation region A and a bipolar transistor formation region B for analog circuits. Next, the digital circuit formation area A
The first N-type semiconductor layer 2-1 as the above-mentioned N-type epitaxial layer and the second N-type semiconductor layer 2-1 as the above-mentioned N-type epitaxial layer in the bipolar transistor formation region B have respective surfaces. To the first N + type buried layer 3-
First N reaching the first and second N + -type buried layer 3-2 +
Type diffusion layer and the second N + type diffusion layer, and the first N type semiconductor layer 3-1 respectively in two IIL gate formation regions A.
a, formed as a collector extraction region 8-2 of the first N + -type emitter region 8-1 and bipolar transistors of the switching transistor Q N of ILL gate partitioning the Ab. Next, boron ion implantation is performed for 30 to 5 times.
0 keV, 1 × 10 13 to 5 × 10 14 cm −2 , and a P-type diffusion layer is respectively switched on the first N-type semiconductor layer 2-1 and the second N-type semiconductor layer 2-2. It formed as a second P-type base region 6-2 of the first P-type base region 6-1 and the aforementioned bipolar transistor of the transistor Q N. Next, the first P-type base region 6-1 and the second P-type base region 6-2 are respectively provided with a P + -type first base contact region 10 and a second P-type base region 6-2.
Base contact region 12 and the first base
A predetermined distance (1.5 μm) from contact region 10
Of the P injector transistor Q P of IL gate +
A mold emitter region 9 is formed. Next, arsenic ion implantation is performed at 50 to 70 keV, 5 × 10 15 to 1 × 10 16 cm −2.
The first N-type collector region 7-1 of the first carried out at conditions of P-type base region 10 and the second P-type N-type diffusion layer, respectively the base region 12 switching transistor Q N
1, 7-12 and the second N-type emitter region 7-2 of the aforementioned bipolar transistor. Forming an interlayer insulating film 13, forming contact holes H1 to H8,
Electrodes 14I, 14BI, 14C11, 14C12, and 14C are formed by depositing and patterning an aluminum-based alloy film.
2, 14E2 and 14B2 are formed. Reference numeral 4 denotes a field oxide film.

【0016】N+ 型拡散層8−1,8−2は同一工程で
形成されその不純物濃度は少なくとも1×1019cm-3
程度にすることが可能である。従って、IILゲートの
スイッチング・トランジスタQN のエミッタ領域(8−
1)を高濃度(図5,図6の従来例ではQN のエミッタ
領域の不純物濃度は1×1015〜5×1015cm-3)に
でき、ベース幅L2 はイオン注入時のマスク形成の精度
および熱処理による制限下で約0.5μmまでは小さく
設定できる。従って、従来より電流増幅率を大きくでき
るのでIILゲートのスピードが改善できる。なお、Q
N にはN型エピタキシャル層2−1をエミッタとする逆
方向NPNトランジスタが寄生しているがそのベース幅
2 (約0.8μm)をL2 より大きくなるようにして
N の電流増幅への寄与を無視できるようにすることが
できる。
The N + type diffusion layers 8-1 and 8-2 are formed in the same step and have an impurity concentration of at least 1 × 10 19 cm −3.
It is possible to do. Thus, the emitter region of the switching transistor Q N of IIL gate (8-
1) high concentration (Figure 5, the impurity concentration of the emitter region of the conventional example Q N of Figure 6 can be a 1 × 10 15 ~5 × 10 15 cm -3), the mask base width L 2 is the time of ion implantation It can be set as small as about 0.5 μm under the limitations of the precision of formation and heat treatment. Therefore, the current amplification factor can be made larger than before, so that the speed of the IIL gate can be improved. Note that Q
The N as backward but NPN transistor is parasitic its base width B 2 to the emitter of the N-type epitaxial layer 2-1 (about 0.8 [mu] m) is larger than L 2 to the current amplification of Q N Can be made negligible.

【0017】N型エピタキシャル層2−1と2−2とは
単一のエピタキシャル成長工程で形成でき、表面反転の
恐れがない程度に高濃度にすることができるのでカード
リングを設ける必要がなくIILゲートの占有面積を小
さくできる。また、スイッチング・トランジスタQN
電流増幅率QをN型エピタキシャル層の濃度にかかわら
ず大きくできるので高耐圧の縦型NPNと共存させるこ
とが可能である。
Since the N-type epitaxial layers 2-1 and 2-2 can be formed in a single epitaxial growth step and can be made to have a high concentration to the extent that there is no fear of surface inversion, there is no need to provide a card ring and an IIL gate. Occupied area can be reduced. Further, it is possible to coexist with high-voltage vertical NPN in so the current amplification factor Q of the switching transistor Q N can be increased regardless of the concentration of the N-type epitaxial layer.

【0018】図3(a)は本発明の第2の実施例におけ
るIILゲート部を示す半導体チップの平面図、図3
(b)は図3(a)のX−X線断面図である。
FIG. 3A is a plan view of a semiconductor chip showing an IIL gate portion according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3B is a sectional view taken along line XX of FIG.

【0019】本実施例は第1のN型コレクタ領域(7−
11)と同時に形成されるN+ 型拡散層7−3をN+
拡散層8−1の表面部に形成したものである。
In this embodiment, the first N-type collector region (7-
11) An N + -type diffusion layer 7-3 formed simultaneously with this is formed on the surface of the N + -type diffusion layer 8-1.

【0020】このN+ 型拡散層7−3等はイオン注入と
活性化熱処理で形成できるので、押し込み拡散を必要と
するN+ 型拡散層8−1等に比べて容易に高濃度にで
き、またベース幅L2 の精度を高くできる利点がある。
Since the N + -type diffusion layers 7-3 and the like can be formed by ion implantation and activation heat treatment, the N + -type diffusion layers 7-3 and the like can be easily made to have a high concentration compared to the N + -type diffusion layers 8-1 and the like that require indentation diffusion. also an advantage of increasing the accuracy of the base width L 2.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、I
ILゲートのスイッチング・トランジスタのエミッタ領
域を高濃度にでき、ベース幅もリソグラフィーにより設
定できるため、電流増幅率βを高くできる。しかもベー
ス領域をアナログ回路の縦型NPNトランジスタのベー
ス領域と同一工程で形成出来るため、工程が簡略化され
表面濃度も高くでき、表面反転の心配がなくガードリン
グが不要となってIILゲートを微細化できるという利
点がある。またIILゲートのスイッチング・トランジ
スタの電流増幅率βがエピタキシャル層濃度にかかわら
ず大きくできるので高耐圧の縦型NPNトランジスタと
共存可能である。
As described above, according to the present invention, I
Since the emitter region of the switching transistor of the IL gate can be made highly concentrated and the base width can be set by lithography, the current amplification factor β can be increased. In addition, since the base region can be formed in the same process as the base region of the vertical NPN transistor of the analog circuit, the process can be simplified, the surface concentration can be increased, there is no need to worry about surface inversion, and there is no need for a guard ring. There is an advantage that can be made. Further, since the current amplification factor β of the switching transistor of the IIL gate can be increased regardless of the epitaxial layer concentration, it can coexist with a high breakdown voltage vertical NPN transistor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のX−X線断面図(図2(a))およびY
−Y線断面図(図2(b))である。
FIG. 2 is a sectional view taken along line XX of FIG. 1 (FIG. 2A) and FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line -Y (FIG. 2B).

【図3】本発明の第2の実施例を示す平面図(図3
(a))および図3(a)のY−Y線断面図(図3
(b))である。
FIG. 3 is a plan view (FIG. 3) showing a second embodiment of the present invention;
(A)) and a sectional view taken along line YY in FIG.
(B)).

【図4】IILゲートの回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of an IIL gate.

【図5】従来例を示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing a conventional example.

【図6】図5のX−X線断面図(図6(a))およびY
−Y線断面図(図6(b))である。
6 is a sectional view taken along the line XX of FIG. 5 (FIG. 6A) and FIG.
FIG. 6 is a sectional view taken along line -Y (FIG. 6B).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 P型シリコン基体 2−1,2−2 N型エピタキシャル層 3−1,3−2 N+ 型埋込層 4 フィールド酸化膜 5 P+ 型拡散層 6−1,6−2 P型拡散層 7−11,7−12,7−2,7−3 N+ 型拡散層 8−1,8−2 N+ 型拡散層 9,10,11,12 P+ 型拡散層 13 層間絶縁膜 H1,H2,…,H8 コンタクト孔 14B1,14B2,14C11,14C12,14E
1,14E2,14I電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 P-type silicon substrate 2-1 and 2-2 N-type epitaxial layer 3-1 and 3-2 N + type buried layer 4 Field oxide film 5 P + type diffusion layer 6-1 and 6-2 P type diffusion layer 7-11, 7-12, 7-2, 7-3 N + type diffusion layer 8-1, 8-2 N + type diffusion layer 9, 10, 11, 12 P + type diffusion layer 13 Interlayer insulating film H1, H2, ..., H8 Contact holes 14B1, 14B2, 14C11, 14C12, 14E
1,14E2,14I electrode

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基板の表面部の第1のN型半導体
層に形成された第1のP型ベース領域、前記第1のP型
ベース領域の表面部に形成された複数の第1のN型コレ
クタ領域および前記第1のP型ベース領域に接して各前
記第1のN型コレクタ領域と一定距離をもって前記第1
のN型半導体層の表面部に形成された第1のN+ 型エミ
ッタ領域を有し、前記第1のN型コレクタ領域と前記
第1のN+ エミッタ領域との距離が前記第1のN型コレ
クタ領域直下の第1のP型ベース領域の厚さより小さく
設定されて電流増幅率が前記第1のN+ 型エミッタ領
域、第1のP型ベース領域及び第1のN型コレクタ領域
で支配されるようにしたマルチコレクタ型の第1のNP
Nトランジスタをスイッチングトランジスタとして有す
るIILゲートと、前記半導体基板の表面部の前記第1
のN型半導体層と同時に形成されこれと電気的に絶縁さ
れた第2のN型半導体層を含む第2のN型コレクタ領
域、前記第2のN型半導体層の表面部に前記第1のベー
ス領域と同時に形成された第2のP型ベース領域および
前記第2のP型ベース領域の表面部に前記第1のN型コ
レクタ領域と同時に形成された第2のN+ 型エミッタ領
域を有してなる第2のNPNトランジスタとを含むこと
を特徴とする半導体集積回路。
1. A first surface of a semiconductor substrate of a first P-type base region formed in the N-type semiconductor layer, the first P-type base region a plurality of first formed on the surface portion of the Each in contact with the N-type collector region and the first P-type base region;
The first N-type collector region is separated from the first N-type collector region by a certain distance .
A first N + -type emitter region formed on the surface of the N-type semiconductor layer, and a distance between each of the first N-type collector regions and the first N + -type emitter region is the first N + -type emitter region. The current amplification factor is set to be smaller than the thickness of the first P-type base region immediately below the N-type collector region so that the current amplification factor is smaller than that of the first N + -type emitter region.
Region, first P-type base region and first N-type collector region
Multi-collector type first NP controlled by
An IIL gate having an N transistor as a switching transistor;
A second N-type collector region including a second N-type semiconductor layer formed at the same time as the N-type semiconductor layer and electrically insulated from the second N-type semiconductor layer ; Be
Said first N-type co on the surface of the second P-type base region and the second P-type base region formed simultaneously with the source region
A second NPN transistor having a second N + type emitter region formed simultaneously with the rectifier region .
【請求項2】 第1のP型ベース領域直下の第1のN型
半導体層に第1のN+ 型埋込層が設けられ第1のN+
エミッタ領域と連結され、第2のP型ベース領域直下の
第2のN型半導体層に第2のN+ 型埋込層が設けられ第
2のN型半導体層の表面から前記第2のN+ 型埋込層に
達する高濃度のコレクタ引出領域を有している請求項1
記載の半導体集積回路。
2. A first N + -type buried layer is provided in a first N-type semiconductor layer immediately below a first P-type base region, is connected to a first N + -type emitter region, and is connected to a second N + -type emitter region. A second N + -type buried layer is provided in the second N-type semiconductor layer immediately below the mold base region, and the second N + -type buried layer has a high concentration reaching from the surface of the second N-type semiconductor layer to the second N + -type buried layer. 2. The device according to claim 1, further comprising a collector extraction region.
A semiconductor integrated circuit as described in the above.
【請求項3】 P型半導体基体とその表面に形成された
N型エピタキシャル層、前記P型半導体基体と前記N型
エピタキシャル層との界面とその近傍にそれぞれ選択的
に形成された第1のN+ 型埋込層および第2のN+ 型埋
込層を有する半導体基板を準備する工程と、前記第1の
N+ 型埋込層および第2のN+ 型埋込層の周囲をそれぞ
れ囲んで素子分離領域を形成してディジタル回路形成領
域およびアナログ回路用のバイポーラ・トランジスタ形
成領域を区画する工程と、前記ディジタル回路形成領域
の前記N型エピタキシャル層である第1のN型半導体層
および前記バイポーラ・トランジスタ形成領域の前記N
型エピタキシャル層である第2のN型半導体層に、それ
ぞれの表面から前記第1のN+ 型埋込層および第2のN
+ 型埋込層に達する第1のN+ 型拡散層および第2のN
+ 型拡散層を、それぞれ前記第1のN型半導体層を少な
くとも1つのIILゲート形成領域に区画する、ILL
ゲートのマルチコレクタ型のスイッチング・トランジス
タの第1のN+ 型エミッタ領域およびバイポーラ・トラ
ンジスタのコレクタ引出領域として形成する工程と、前
記第1のN型半導体層および第2のN型半導体層にそれ
ぞれP型拡散層を前記スイッチング・トランジスタの第
1のP型ベース領域およびバイポーラ・トランジスタの
第2のP型ベース領域として形成する工程と、前記第1
のP型ベース領域および第2のP型ベース領域にそれぞ
れP+ 型の第1のベース・コンタクト領域および第2の
ベース・コンタクト領域ならびに前記第1のベース・コ
ンタクト領域と所定距離おいて前記IILゲートのイン
ジェクタ・トランジスタのP+ 型のエミッタ領域を形成
する工程と、前記第1のP型ベース領域および第2のP
型ベース領域にそれぞれN型拡散層を前記マルチコレク
タ型のスイッチング・トランジスタの複数の第1のN型
コレクタ領域および前記バイポーラ・トランジスタの第
2のN型エミッタ領域として形成する工程とを有するこ
とを特徴とする半導体集積回路の製造方法。
3. A P-type semiconductor substrate and an N-type epitaxial layer formed on the surface thereof, and an interface between the P-type semiconductor substrate and the N-type epitaxial layer and a first N-type layer selectively formed near the interface. Providing a semiconductor substrate having a + type buried layer and a second N + type buried layer; and surrounding the periphery of the first N + type buried layer and the second N + type buried layer, respectively. Forming an element isolation region to partition a digital circuit formation region and a bipolar transistor formation region for an analog circuit; and a first N-type semiconductor layer, which is the N-type epitaxial layer in the digital circuit formation region, and The N in the bipolar transistor forming region
The first N + -type buried layer and the second N-type buried layer
A first N + type diffusion layer and a second N
The + type diffusion layer, each of which divides the first N type semiconductor layer into at least one IIL gate formation region;
Forming a first N + -type emitter region of a multi-collector switching transistor with a gate and a collector extraction region of a bipolar transistor; and forming the first N-type semiconductor layer and the second N-type semiconductor layer in the first and second N-type semiconductor layers, respectively. Forming a P-type diffusion layer as a first P-type base region of the switching transistor and a second P-type base region of the bipolar transistor;
A P + type first base contact region, a second base contact region, and a second base contact region, respectively, and the IIL at a predetermined distance from the first base contact region. Forming a P @ + -type emitter region of the gate injector transistor; and forming the first P-type base region and the second P-type emitter region.
Wherein the N-type diffusion layer, respectively -type base region multi collector
The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit, characterized in that a step of forming a second N-type emitter region of the plurality of first N-type collector region and the bipolar transistor of the data type of the switching transistor.
【請求項4】 第1のN型エミッタ領域の表面部のうち
第1のN型コレクタ領域の近傍部に前記第1のN型コレ
クタ領域と同時に高濃度のN型拡散層を形成する請求項
3記載の半導体集積回路の製造方法。
4. A high-concentration N-type diffusion layer is formed in the surface of the first N-type emitter region in the vicinity of the first N-type collector region simultaneously with the first N-type collector region. 4. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit according to 3.
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