JPS588589B2 - SouhoudenkaikoukaTransistorOyuusuruHandoutaiSouchi - Google Patents
SouhoudenkaikoukaTransistorOyuusuruHandoutaiSouchiInfo
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- JPS588589B2 JPS588589B2 JP49139595A JP13959574A JPS588589B2 JP S588589 B2 JPS588589 B2 JP S588589B2 JP 49139595 A JP49139595 A JP 49139595A JP 13959574 A JP13959574 A JP 13959574A JP S588589 B2 JPS588589 B2 JP S588589B2
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- field effect
- effect transistor
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は縦型の電界効果トランジスタを有する相補型半
導体装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a complementary semiconductor device having a vertical field effect transistor.
一般に、縦型電界効果トランジスタは横型電界効果トラ
ンジスタに比べて、チャンネル長を短くでき、且つ、ゲ
ート数も増加させることができるため、実効的なチャン
ネル幅を横型電界効果トランジスタよりはるかに広くす
ることができる。In general, a vertical field effect transistor can have a shorter channel length and an increased number of gates than a lateral field effect transistor, so the effective channel width can be made much wider than that of a lateral field effect transistor. Can be done.
このため、この種の縦型電界効果トランジスタはオン抵
抗を低くできること及び温度特性や2次破壊に強いこと
等から、電力用素子としで期待されている。Therefore, this type of vertical field effect transistor is expected to be used as a power device because of its ability to reduce on-resistance, its temperature characteristics, and its resistance to secondary breakdown.
また、縦型電界効果トランジスタは三極管特性を持ち、
増幅器として用いたときの直線性が良いため、オーディ
オ用としても重要視されている。In addition, vertical field effect transistors have triode characteristics,
Due to its good linearity when used as an amplifier, it is also considered important for audio applications.
このような縦型電界効果トランジスタを半導体集積回路
に組み込む場合、他の回路素子と共に形成できる構造を
備え、且つ、縦型電界効果トランジスタの作成によって
、集積回路の製造工程が複雑にならないような方法を採
用する必要がある。When incorporating such a vertical field effect transistor into a semiconductor integrated circuit, there is a method that has a structure that can be formed together with other circuit elements and that does not complicate the manufacturing process of the integrated circuit due to the creation of the vertical field effect transistor. need to be adopted.
したがって、半導体集積回路に縦型電界効果トランジス
タを作り込む場合、単体素子の縦型電界効果トランジス
タの構造をそのまま適用することは事実上不可能に近い
。Therefore, when building a vertical field effect transistor in a semiconductor integrated circuit, it is virtually impossible to apply the structure of a single element vertical field effect transistor as is.
本発明の目的は他の回路素子、特に、バイポーラトラン
ジスタと同時に作り込むことができる構造を有する相補
縦型電界効果トランジスタを提供することである。It is an object of the invention to provide a complementary vertical field effect transistor whose structure allows it to be fabricated simultaneously with other circuit elements, in particular with bipolar transistors.
本発明の他の目的はバイポーラトランジスタを作る工程
に殆ど手を加えることなく縦型電界効果トランジスタを
製造できる縦型電界効果トランジスタの製造方法を提供
することである。Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a vertical field effect transistor, which can manufacture a vertical field effect transistor with almost no modification to the process of manufacturing a bipolar transistor.
本発明によれば一導電型の半導体基板と、前記半導体基
板の表面領域の形態にある前記基板と逆導電型の不純物
を高濃度に含む第1及び第2の領域と、前記基板上に形
成された第1及び第2の領域と同一導電型のエピタキシ
ャル層と、前記エピタキシャル層のうち、前記第1及び
第2の領域上のエピタキシャル層を互いに分離する様に
形成された分離領域と、前記分離領域によって、分離さ
れたエピタキシャル層とpn接合を形成し、前記第1の
高濃度不純物領域に接する関係に配置された第3の領域
と、前記第2の領域上の分離された前記エピタキシャル
層内に、前記エピタキシャル層とpn接合を形成するよ
うに設けられた第4の領域及び前記第4の領域とpn接
合を形成する関係に配置された第5の領域とを備え、前
記第1及び第4の領域は各領域の底部に少なくとも1つ
の孔を有し、前記孔を通しで前記基板と第3の領域及び
前記エピタキシャル層と前記第5の領域とがそれぞれ連
結されている構造を有し、前記第1の領域を含むエピタ
キシャル層、第3の領域及び半導体基板により第1の縦
型電界効果トランジスタを構成し、前記第2の領域を含
むエピクキシャル層、第4の領域及び第5の領域とによ
り第2の縦型電界効果トランジスタを構成することを特
徴とする相補電界効果トランジスタを有する半導体装置
が得られる。According to the present invention, a semiconductor substrate of one conductivity type, first and second regions containing a high concentration of impurities of a conductivity type opposite to that of the substrate in the form of a surface region of the semiconductor substrate, and formed on the substrate. an epitaxial layer having the same conductivity type as the first and second regions; a separation region formed to separate the epitaxial layers on the first and second regions of the epitaxial layer from each other; a third region forming a pn junction with the separated epitaxial layer by an isolation region and disposed in contact with the first high concentration impurity region; and the separated epitaxial layer on the second region. a fourth region provided to form a pn junction with the epitaxial layer; and a fifth region disposed in a relationship to form a pn junction with the fourth region; The fourth region has at least one hole at the bottom of each region, and has a structure in which the substrate and the third region and the epitaxial layer and the fifth region are respectively connected through the hole. The epitaxial layer including the first region, the third region and the semiconductor substrate constitute a first vertical field effect transistor, and the epitaxial layer including the second region, the fourth region and the fifth region constitute a first vertical field effect transistor. A semiconductor device having a complementary field effect transistor characterized in that the second vertical field effect transistor is configured by the first and second regions is obtained.
本発明によれは、第3及び第4の領域をバイポーラトラ
ンジスタの絶縁分離領域形成の際に同時に形成し、第3
の領域だけでなく、第4の領域も下部に設けられた第2
の領域と接するような構造を有する相補縦型電界効果ト
ランジスタが得られる。According to the present invention, the third and fourth regions are formed simultaneously when forming the insulation isolation region of the bipolar transistor, and
In addition to the second area provided at the bottom, the fourth area is also
A complementary vertical field effect transistor having a structure in contact with the region is obtained.
以下、図面を参照して、本発明を説明する。The present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明の第1の実施例を示す断面図であり、こ
こでは、一例として相補縦型の電界効果トランジスタ(
以下、FETと略す)を示している。FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the present invention, and here, as an example, a complementary vertical field effect transistor (
(hereinafter abbreviated as FET).
まず、5〜8Ω・cm程度の高い比抵抗を有するp型シ
リコン基板10に、n+拡散して領域20及び30を形
成する。First, regions 20 and 30 are formed by n+ diffusion in a p-type silicon substrate 10 having a high specific resistance of about 5 to 8 Ω·cm.
この工程はバイポーラトランジスタの埋込層の形成と同
時に行なう。This step is performed simultaneously with the formation of the buried layer of the bipolar transistor.
これらの領域20及び30のうち、領域20はpチャン
ネルFETのゲート部となり、領域30はnチャンネル
FETのドレイン領域(ソース領域)となる。Of these regions 20 and 30, region 20 becomes the gate portion of the p-channel FET, and region 30 becomes the drain region (source region) of the n-channel FET.
PチャンネルFETについて言えば、半導体基板10自
体はドレイン領域としで役立つ。For P-channel FETs, the semiconductor substrate 10 itself serves as the drain region.
また、領域20は図に示すように,その底部において分
岐された状態となっており、この領域20は底部で少な
くとも1つの孔を形成している。Further, as shown in the figure, the region 20 is branched at its bottom, and this region 20 forms at least one hole at the bottom.
次に、n+領域20及び30を拡散により形成されたp
型シリコン基板10上に、n型シリコンを成長させ、エ
ピタキシャル層40を設ける。Next, the n+ regions 20 and 30 are formed by diffusion.
N-type silicon is grown on a type silicon substrate 10, and an epitaxial layer 40 is provided.
このn型エピタキシャル層40の比抵抗はp型シリコン
基板10と同程度の比抵抗を持つことが必要である。It is necessary that the n-type epitaxial layer 40 has a resistivity comparable to that of the p-type silicon substrate 10.
エピタキシャル層40の形成後、p型不純物を拡散して
、分離領域50、pチャンネルFETのソース領域60
及びnチャンネルFETのゲート領域70を同時に形成
する。After forming the epitaxial layer 40, p-type impurities are diffused to form the isolation region 50 and the source region 60 of the p-channel FET.
and the gate region 70 of the n-channel FET are formed at the same time.
この工程もバイポーラトランジスタの分離領域の形成と
同時に行なわれる。This step is also performed simultaneously with the formation of the isolation region of the bipolar transistor.
これによって、分離領域50はp型シリコン基板10と
連結すると共に、pチャンネルFETのソース領域60
及びnチャンネルFETのゲート領域70はp型シリコ
ン基板10に埋込まれた耐領域20及び30とそれぞれ
連結する。Thereby, the isolation region 50 is connected to the p-type silicon substrate 10, and the source region 60 of the p-channel FET is connected to the p-type silicon substrate 10.
The gate region 70 of the n-channel FET is connected to the resistance regions 20 and 30 buried in the p-type silicon substrate 10, respectively.
このとき、nチャンネルFETのゲート領域70はn+
領域20と同様に、その先端部で分岐するように、即ち
、内部にエピタキシャル層40の一部を囲い込むように
拡散される。At this time, the gate region 70 of the n-channel FET is n+
Similar to the region 20, it is diffused so as to branch at its tip, that is, to enclose a part of the epitaxial layer 40 inside.
他方、pチャンネルFETのソース領域60は底部の一
部においでp型シリコン基板10と連結するように設け
られでいる。On the other hand, the source region 60 of the p-channel FET is provided so as to be connected to the p-type silicon substrate 10 at a part of the bottom.
更に、nチャンネルFETのゲート領域70の内側に、
バイポーラトランジスタのエミツタ領域と同時に、nチ
ャンネルFETのソース領域80を形成する。Furthermore, inside the gate region 70 of the n-channel FET,
At the same time as the emitter region of the bipolar transistor, the source region 80 of the n-channel FET is formed.
この場合、nチャンネルFETのソース領域80はその
底部の一部においてエピタキシャル層40と連結してい
る。In this case, the source region 80 of the n-channel FET is connected to the epitaxial layer 40 at a portion of its bottom.
以上述べた工程により、pチャンネルFETとnチャン
ネルFETとがバイポーラトランジスタを作る工程に手
を加えることなく、バイポーラトランジスタと同時に作
成することができる。Through the process described above, a p-channel FET and an n-channel FET can be fabricated at the same time as a bipolar transistor without changing the process of fabricating the bipolar transistor.
前述した工程により形成される各領域のうち、pチャン
ネルFETのゲート領域を形成するn+領域20はゲー
ト幅を十分狭くする必要がある。Among the regions formed by the above-described steps, the gate width of the n+ region 20 forming the gate region of the p-channel FET must be made sufficiently narrow.
したがって、以後のエピタキシャル成長時や、分離拡散
、バイポーラトランジスタのベース拡散における影響を
受けても、所定のゲート幅が得られるように、横方向の
広がりを考慮してパターンの間隔を決定しなければなら
ない。Therefore, the pattern spacing must be determined by taking into account the lateral spread so that a predetermined gate width can be obtained despite the effects of subsequent epitaxial growth, isolation diffusion, and base diffusion of bipolar transistors. .
このことはnチャンネルFETのゲート領域70に関し
ても同様であり、ゲートパターンの間隔は以後の工程を
も考慮して、実験的に決定する必要がある。This also applies to the gate region 70 of the n-channel FET, and the spacing between the gate patterns needs to be determined experimentally, also taking subsequent steps into consideration.
なお、素子の面積を縮小するためには、ゲートパターン
の幅を数μと非常に狭くするのが好ましい。Note that in order to reduce the area of the element, it is preferable to make the width of the gate pattern very narrow, such as several microns.
また、pチャンネルFETのソース領域60についでは
この領域が浅すぎると、チャンネルが形成されないし、
逆に深すぎると、ゲート幅が広くなる。Further, regarding the source region 60 of a p-channel FET, if this region is too shallow, a channel will not be formed;
On the other hand, if it is too deep, the gate width will become wide.
このため、分離拡散の温度、時間を正確に制御する必要
がある。Therefore, it is necessary to accurately control the temperature and time of separation and diffusion.
このこぶはnチャンネルFETのソース領域80につい
ても同じことが問題となる。This hump is also a problem for the source region 80 of the n-channel FET.
第1図に示した実施例ではnチャンネルFETノ゛ノー
ス領域80がバイポーラトランジスタのエミツタ領域と
同時に形成されるため,ソース領域80における不純物
濃度は高い。In the embodiment shown in FIG. 1, the n-channel FET north region 80 is formed at the same time as the emitter region of the bipolar transistor, so the impurity concentration in the source region 80 is high.
他方、ソース領域80と接合を形成するゲート領域70
のp型不純物濃度も比較的高いから、nチャンネルFE
Tのソース・ゲート間の耐圧は6V程度にしかならない
。On the other hand, a gate region 70 forming a junction with a source region 80
Since the p-type impurity concentration is also relatively high, n-channel FE
The breakdown voltage between the source and gate of T is only about 6V.
したがって、この程度の耐圧では不充分な場合には、n
チャンネルFETのソース領域80だけ別に低濃度のn
型拡散を行なってもよい。Therefore, if this level of breakdown voltage is insufficient, n
A low concentration of n is separately applied to the source region 80 of the channel FET.
Type diffusion may also be performed.
なお、このn型領域はバイポーラトランジスタのコレク
タ直列抵抗を下げるために設けられるコレクタ電極部と
同時に形成することもできる。Note that this n-type region can also be formed at the same time as the collector electrode portion provided to lower the collector series resistance of the bipolar transistor.
第2図は本発明の他の実施例を示す断面図であり、ここ
では、nチャンネルFETだけを示している。FIG. 2 is a cross-sectional view showing another embodiment of the invention, in which only an n-channel FET is shown.
この実施例においてはnチャンネルFETのゲート領域
90がバイポーラトランジスタのベース領域と同時に形
成され、その底部は分岐されているが、下部のn+領域
30と連結されていない)。In this embodiment, the gate region 90 of the n-channel FET is formed at the same time as the base region of the bipolar transistor, and its bottom is branched, but not connected to the lower n+ region 30).
この方法はゲート領域90の深さが第1図に比較しで浅
く、ゲート幅をコントロールし易いという利点を備えて
いる。This method has the advantage that the depth of the gate region 90 is shallower than in FIG. 1, and the gate width can be easily controlled.
以上述べたように、本発明ではバイポーラトランジスタ
を作る工程を増加させることなく、例えば、相補縦型電
界効果トランジスタを作ることができる。As described above, according to the present invention, for example, a complementary vertical field effect transistor can be manufactured without increasing the number of steps for manufacturing a bipolar transistor.
このため、バイポーラトランジスタ及び相補縦型電界効
果トランジスタを備えた半導体集積回路を容易に得るこ
とが可能であり、半導体リニアICの機能姓を大幅に上
げることができる。Therefore, it is possible to easily obtain a semiconductor integrated circuit equipped with bipolar transistors and complementary vertical field effect transistors, and the functionality of the semiconductor linear IC can be greatly improved.
第1図は本発明の一実施例を示す断面図、第2図は本発
明の他の実施例を示す断面図である。
10:p型半導体基板、20:n+埋込領域(pチャン
ネルFETのゲート領域)、30:n+埋込領域(nチ
ャンネルFETのドレイン又は′ノース領域)、40:
n型エピタキシャル層、50:絶縁分離領域、60:p
チャンネルFETのソース又はドレイン領域、70:n
チャンネルFETのゲート領域、80:nチャンネルF
ETのソース又はトレイン領域、90:ベース拡散層と
同時に形成されるnチャンネルFETのゲート領域。FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of the invention, and FIG. 2 is a sectional view showing another embodiment of the invention. 10: p-type semiconductor substrate, 20: n+ buried region (gate region of p-channel FET), 30: n+ buried region (drain or 'north region of n-channel FET), 40:
n-type epitaxial layer, 50: insulation isolation region, 60: p
Channel FET source or drain region, 70:n
Gate region of channel FET, 80:n channel F
Source or train region of ET, 90: Gate region of n-channel FET formed simultaneously with base diffusion layer.
Claims (1)
た逆導電型の第1及び第2の埋込み領域と、前記半導体
基板上に設けられた逆導電型のエピタキシャル層とを具
備し、前記第1の埋込み領域は分岐された形で、前記半
導体基板内に延在すると共に、前記第1の埋込み領域上
のエピタキシャル層に設けられた一導電型の第1の不純
物領域はその底面の一部においで前記半導体基板と接し
た構造を有し、前記第1の不純物領域、前記第1の埋込
み領域、及び前記半導体基板により、一チャンネルの電
界効果トランジスタを形成する一方、前記第2の埋込み
領域上の前記エピタキシャル層の部分には、一導電型の
第2の不純物領域が分岐した形で延在すると共に、前記
第2の不純物領域内には、逆導電型の第3の不純物領域
がその底面の一部において前記逆導電型のエピタキシャ
ル層と接触するように設けられた構造を有し、前記第2
の不純物領域、前記第2の埋込み領域、及び前記第3の
不純物領域により逆チャンネルの電界効果トランジスタ
を形成しでいることを特徴とする相補電界効果トランジ
スタを有する半導体装置。1 comprising a semiconductor substrate of one conductivity type, first and second buried regions of opposite conductivity type provided on the semiconductor substrate, and an epitaxial layer of opposite conductivity type provided on the semiconductor substrate, The first buried region extends in the semiconductor substrate in a branched manner, and a first impurity region of one conductivity type provided in the epitaxial layer on the first buried region is located on one bottom surface of the first buried region. The first impurity region, the first buried region, and the semiconductor substrate form a one-channel field effect transistor; A second impurity region of one conductivity type extends in a branched manner in a portion of the epitaxial layer above the region, and a third impurity region of the opposite conductivity type extends within the second impurity region. the second
A semiconductor device having a complementary field effect transistor, characterized in that a reverse channel field effect transistor is formed by the impurity region, the second buried region, and the third impurity region.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49139595A JPS588589B2 (en) | 1974-12-06 | 1974-12-06 | SouhoudenkaikoukaTransistorOyuusuruHandoutaiSouchi |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49139595A JPS588589B2 (en) | 1974-12-06 | 1974-12-06 | SouhoudenkaikoukaTransistorOyuusuruHandoutaiSouchi |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5166784A JPS5166784A (en) | 1976-06-09 |
| JPS588589B2 true JPS588589B2 (en) | 1983-02-16 |
Family
ID=15248914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP49139595A Expired JPS588589B2 (en) | 1974-12-06 | 1974-12-06 | SouhoudenkaikoukaTransistorOyuusuruHandoutaiSouchi |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS588589B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5422181A (en) * | 1977-07-20 | 1979-02-19 | Nippon Gakki Seizo Kk | Manufacture of integrated circuit device |
-
1974
- 1974-12-06 JP JP49139595A patent/JPS588589B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5166784A (en) | 1976-06-09 |
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