(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐ型シリコン基板の表面に対して、熱拡散等によってｎ＋型埋込層を形成し、その上から表面全体に亘ってエピタキシャル成長によりｎ−型層を形成し、周囲にｐ＋型分離層を形成することにより、該ｎ−型層を分離し、さらに、該ｎ−型層の表面に、熱拡散により一方と他方の二つの端子を有するｐ＋型拡散層を形成した後、該ｐ＋型拡散層に接続する配線層を形成し、最後に、表面全体に亘って保護層を形成することにより構成される、バイポーラＩＣにおいて、
該ｐ＋型拡散層と該ｐ＋型分離層との間で、該ｎ−型層の表面に、該ｐ＋型拡散層を包囲するように、ｎ＋型拡散層が形成されて、該ｐ＋型拡散層と該ｐ＋型分離層との間の該ｎ−型層の表面に対応する領域に、該ｐ＋型拡散層の高電位側である該一方の端子に接続される該配線層が延びていることを特徴とする、バイポーラＩＣの構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、バイポーラプロセスによるエピタキシャル成長層を備えたバイポーラＩＣの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、バイポーラＩＣは、例えば、図４に示すように構成されている。即ち、図４において、バイポーラＩＣ１は、ｐ型シリコン基板２の表面に対して、熱拡散等によってｎ＋型埋込層３を形成し、その上から該基板２の表面全体に亘ってエピタキシャル成長によりｎ−型層４を形成する。
【０００３】
続いて、該ｎ−型層４の周囲にｐ＋型層５を形成することにより、上記ｎ−型層４を分離すると共に、該ｎ−型層４の表面に、熱拡散によりｐ＋型拡散層６を形成する。
【０００４】
その後、表面に、ＳｉＯ２から成る絶縁層７を形成すると共に、該絶縁層７に窓７ａを設けて、ｐ＋型拡散層６を露出される。そして該絶縁層７の上から、アルミニウムから成る配線層８を形成して、最後に、表面全体に亘って、窒化物から成る保護層９を形成することにより、バイポーラＩＣが完成せしめられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成のバイポーラＩＣ１においては、高温高湿度の環境下では、例えばエポキシ樹脂等によるモールド等のアウターコートから内部に水分が浸透することになる。このため、マイナス電荷が保護膜表面に引きつけられ、その電界によりプラス電荷が、図４に図式的に示すように、エピタキシャル成長層であるｎ−型層４の表面に沿って蓄積することになる。従って、該ｎ−型層４の表面がｐ反転を起こすことになり、ｐ＋型拡散層６から、該ｎ−型層４のｐ反転領域を通って、周囲のｐ＋型層５に、リーク電流が流れることになり、所謂寄生ＰＭＯＳによるリーク電流が発生してしまう。
【０００６】
また、バイポーラＩＣ１が、隣接した素子を有している場合には、隣接する素子のｐ＋型拡散層６間に、同様にしてリーク電流が流れることになり、所謂寄生ＰＭＯＳによるリーク電流が発生してしまう。
【０００７】
このようなリーク電流の発生により、バイポーラＩＣの素子の抵抗値が変化し、当該素子の動作不良が発生することになり、バイポーラＩＣの信頼性が低下するという問題があった。
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑み、ｎ−型層または隣接する素子間での寄生ＰＭＯＳリーク電流が発生しないようにした、バイポーラＩＣの構造を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、ｐ型シリコン基板の表面に対して、熱拡散等によってｎ＋型埋込層を形成し、その上から表面全体に亘ってエピタキシャル成長によりｎ−型層を形成し、周囲にｐ＋型分離層を形成することにより、該ｎ−型層を分離し、さらに、該ｎ−型層の表面に、熱拡散により一方と他方の二つの端子を有するｐ＋型拡散層を形成した後、該ｐ＋型拡散層に接続する配線層を形成し、最後に、表面全体に亘って保護層を形成することにより構成される、バイポーラＩＣにおいて、該ｐ＋型拡散層と該ｐ＋型分離層との間で、該ｎ−型層の表面に、該ｐ＋型拡散層を包囲するように、ｎ＋型拡散層が形成されて、該ｐ＋型拡散層と該ｐ＋型分離層との間の該ｎ−型層の表面に対応する領域に、該ｐ＋型拡散層の高電位側である該一方の端子に接続される該配線層が延びていることを特徴とする、バイポーラＩＣの構造により、達成される。
【００１１】
また、上記目的は、ｐ型シリコン基板の表面に対して、熱拡散等によって互いに隣接するｎ＋型埋込層を形成し、その上から表面全体に亘ってエピタキシャル成長によりｎ−型層を形成し、さらに、該ｎ＋型埋込層の上部の該ｎ−型層の表面に、熱拡散によりｐ＋型拡散層を形成した後、ｐ＋型拡散層に接続する配線層を形成し、最後に、表面全体に亘って保護層を形成することにより構成される、バイポーラＩＣにおいて、上記配線層が、互いに隣接するｐ＋型拡散層の間にて、ｎ−型層の表面に対応する領域にまで延びていることを特徴とする、バイポーラＩＣの構造により、達成される。
【００１２】
【作用】
上記構成によれば、ｐ＋型拡散層とｐ＋型分離層との間にあるｎ−型層には、該ｐ＋型拡散層を包囲するように形成されたｎ＋型拡散層を備えているので、高温高湿度の環境下における連続的な高電圧の印加の際にも、該ｎ＋型拡散層の領域においては、プラス電荷が蓄積するようなことはなく、従って、ｎ−型層の表面領域のｐ反転は起こらず、ｐ＋型拡散層からｐ＋型分離層へリーク電流が流れるようなことはない。
【００１３】
また、上記第二の構成によれば、互いに隣接するｐ＋型拡散層の間にあるｎ−型層に対向するように、配線層が延びているので、高温高湿度の環境下における連続的な高電圧の印加の際にも、該ｎ−型層の表面領域は、該配線層が高電位側に接続されるので、その電界により該ｎ−型層表面にマイナス電荷が引き寄せられるので、プラス電荷が蓄積するようなことはなく、従って、一つの素子のｐ＋型拡散層から隣接する素子のｐ＋型拡散層へリーク電流が流れるようなことはない。
【００１４】
【実施例】
以下、図面に示した実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。
図１及び図２は、本発明によるバイポーラＩＣの一実施例を示している。即ち、図１及び図２において、バイポーラＩＣ１０は、ｐ型シリコン基板１１の表面に対して、熱拡散等によってｎ＋型埋込層１２を形成した後、該基板１１の表面全体に亘ってエピタキシャル成長によりｎ−型層１３を形成する。
【００１５】
続いて、該ｎ＋型埋込層１２の周囲にて、ｎ−型層１３の表面に、ｐ＋型分離層１４を形成することにより、該ｎ−型層１３を分離すると共に、該ｎ＋型埋込層１２に対応するｎ−型層１３の表面に、ｐ＋型拡散層１５を形成する。さらに、該ｐ＋型分離層１４とｐ＋型拡散層１５の間で、ｐ＋型拡散層１５の周りにて、ｎ−型層１３の表面に、ｎ＋型拡散層１６を形成する。
【００１６】
その後、従来と同様に、その上から、基板１１の表面全体に、ＳｉＯ２から成る絶縁層１７を形成すると共に、該絶縁層１７に窓１７ａを設けて、ｐ＋型拡散層１５を露出される。そして、該絶縁層１７の上から、アルミニウムから成る配線層１８を形成して、最後に、表面全体に亘って、窒化物から成る保護層１９を形成することにより、バイポーラＩＣが完成せしめられる。
【００１７】
本発明によるバイポーラＩＣ１０は、以上のように構成されており、高温高湿度の環境下で、例えばエポキシ樹脂等によるモールド等のアウターコートから内部に水分が浸透した状態にて、配線層１８に対して連続的に高電圧が印加される場合に、この水分がイオン化することにより、保護層１９の表面にマイナスイオンが蓄積したとしても、これに対応して、図１に図式的に示すように、エピタキシャル成長層であるｎ−型層１３の表面に沿ってプラスイオンが蓄積するが、該ｎ−型層１３の中間領域にて、表面にｎ＋型拡散層１６が形成されていることから、このｎ＋型拡散層１６には、プラスイオンが蓄積しない。従って、ｐ＋型拡散層１５から、周囲のｐ＋型分離層１４に向かって、リーク電流が流れることはない。
【００１８】
図３は、本発明によるバイポーラＩＣの他の実施例を示しており、この場合、二つの素子が隣接して構成されている。図３において、バイポーラＩＣ２０は、ｐ型シリコン基板２１の表面に対して、熱拡散等によって二つのｎ＋型埋込層２２ａ，２２ｂを形成した後、該基板２１の表面全体に亘ってエピタキシャル成長によりｎ−型層２３を形成する。
【００１９】
続いて、該ｎ＋型埋込層２２ａ，２２ｂに対応するｎ−型層２３の表面に、ｐ＋型拡散層２４ａ，２４ｂを形成する。
【００２０】
その後、従来と同様に、その上から、基板２１の表面全体に、ＳｉＯ２から成る絶縁層２５を形成すると共に、該絶縁層２５に窓２５ａを設けて、ｐ＋型拡散層２４ａを露出される。そして、該絶縁層２５の上から、アルミニウムから成る配線層２６を形成する。この場合、該配線層２６は、上記ｐ＋型拡散層２４ａ，２４ｂの間にてｎ−型層２３の表面に対応する領域まで延びるように、形成され、高電位側に接続されている。そして、最後に、表面全体に亘って、窒化物から成る保護層２７を形成することにより、バイポーラＩＣ２０が完成せしめられる。
【００２１】
このように構成されたバイポーラＩＣ２０によれば、高温高湿度の環境下で、例えばエポキシ樹脂等によるモールド等のアウターコートから内部に水分が浸透した状態にて、配線層２６に対して連続的に高電圧が印加される場合に、この水分がイオン化することにより、保護層２７の表面にマイナスイオンが蓄積したとしても、該保護層２７とｎ−型層２３の表面には、配線層２６が介在することにより、該ｎ−型層２３は配線層２６によってシールドされ得ることになる。従って、該ｎ−型層２３の表面に、プラスイオンが蓄積するようなことはない。かくして、一つの素子のｐ＋型拡散層２４ａから、隣接する素子のｐ＋型拡散層２４ｂに向かって、リーク電流が流れることはない。
【００２２】
尚、上述した実施例、即ちバイポーラＩＣ１０において、第二の実施例と同様に、配線層１８は、ｐ＋型拡散層１５とｐ＋型分離層１４との間で、ｎ−型層１３の表面に対応する領域にまで延び、高電位側に接続されるように形成されていてもよく、この場合、ｎ−型層１３の表面へのプラスイオンの蓄積が排除され得るので、ｐ＋型拡散層１５からｐ＋型分離層１４へのリーク電流の発生がより完全に抑止され得ることになる。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べたように、ｐ＋型拡散層とｐ＋型分離層との間にあるｎ−型層には、該ｐ＋型拡散層を包囲するように形成されたｎ＋型拡散層を備えていることにより、あるいはｐ＋型拡散層とｐ＋型分離層との間にあるｎ−型層に対向するように、配線層が延びていることにより、高温高湿度の環境下における連続的な高電圧の印加の際にも、ｎ−型層の表面領域のｐ反転は起こらず、ｐ＋型拡散層からｐ＋型分離層へリーク電流が流れるようなことはない。かくして、ｎ−型層または隣接する素子への所謂寄生ＰＭＯＳのリーク電流の発生が阻止され得るので、バイポーラＩＣの素子の抵抗値が変化したり、動作不良が発生することが抑止され得ることになる。
【００２４】
かくして、本発明によれば、ｎ−型層または隣接する素子間での寄生ＰＭＯＳリーク電流が発生しないようにした、極めて優れたバイポーラＩＣの構造が提供され得ることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるバイポーラＩＣの一実施例を示す概略断面図である。
【図２】図１のバイポーラＩＣの概略平面図である。
【図３】本発明によるバイポーラＩＣの他の実施例を示す概略断面図である。
【図４】従来のバイポーラＩＣの一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１０，２０      バイポーラＩＣ
１１，２１      ｐ型シリコン基板
１２，２２ａ，２２ｂ      ｎ＋型埋込層
１３，２３      ｎ−型層
１４，２４ａ，２４ｂ      ｐ＋型分離層
１５        ｐ＋型拡散層
１６        ｎ＋型拡散層
１７，２５      絶縁層
１８，２６      配線層
１９，２７      保護層
【図１】
0003620079.tif 000002
【図２】
0003620079.tif 000003
【図３】
0003620079.tif 000004
【図４】
0003620079.tif 000005