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KR0169965B1 - Monolithic integrated circuit with auxiliary LDMOS power transistor CMOS and vertical PNP integrated structure - Google Patents

Monolithic integrated circuit with auxiliary LDMOS power transistor CMOS and vertical PNP integrated structure Download PDF

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KR0169965B1
KR0169965B1 KR1019900012929A KR900012929A KR0169965B1 KR 0169965 B1 KR0169965 B1 KR 0169965B1 KR 1019900012929 A KR1019900012929 A KR 1019900012929A KR 900012929 A KR900012929 A KR 900012929A KR 0169965 B1 KR0169965 B1 KR 0169965B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
transistor
channel
region
type
auxiliary
Prior art date
Application number
KR1019900012929A
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Korean (ko)
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KR920005364A (en
Inventor
콘티에로 클라우디오
갈비아띠 파올라
줄리노 루씨아
Original Assignee
루이기 론치
에스지에스-톰슨 마이크로일렉트로닉스 에스.알.엘
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 루이기 론치, 에스지에스-톰슨 마이크로일렉트로닉스 에스.알.엘 filed Critical 루이기 론치
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Publication of KR920005364A publication Critical patent/KR920005364A/en
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Abstract

내용없음.None.

Description

보조 LDMOS 전력트랜지스터, CMOS 및 수직 PNP 집적구조 포함의 모놀리식 집적회로Monolithic integrated circuit with auxiliary LDMOS power transistor, CMOS and vertical PNP integrated structure

제1도는 본 발명에 따라 만들어진 집적회로의 부분단면도.1 is a partial cross-sectional view of an integrated circuit made in accordance with the present invention.

제2도는 본 발명의 추가 n-도핑영역없이 컴퓨터 모의에 의해 발생된 종래기술의 n-채널 LDMOS트랜지스터 게이트와 드레인영역사이의 오버맵핑영역내 전계선을 도시한 도면.FIG. 2 shows the electric field in the overmapping region between the n-channel LDMOS transistor gate and the drain region of the prior art generated by computer simulation without the additional n-doped region of the present invention.

제3도는 본 발명에 따라 추가의 n-도핑영역이 제공된 트랜지스터의 경우 컴퓨터 모의에 의해 발생된 앞선 제2도의 동일한 오버랩핑영역내 전계선을 도시한 도면.3 shows electric field lines in the same overlapping region of previous FIG. 2 generated by computer simulation for a transistor provided with an additional n-doped region in accordance with the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 규소기질 2 : n-타입 규소층1: silicon substrate 2: n-type silicon layer

3 : n+층 4 : p 타입 저부격리층3: n + layer 4: p type low isolation layer

5 : 필드(계)산화물 층 6 : p-우물영역5: field oxide layer 6: p-well region

7 : p-도핑영역 8 : n-타입영역7: p-doped region 8: n-type region

9 : p+드레인-소스접합 10 : n+소스-드레인 접합9: p + drain-source junction 10: n + source-drain junction

본 발명은 완전한 통일체 규소칩으로 결합된 파우워 트랜지스터와 제어논리 및 아날로그 구동회로를 포함하는 복합적인 기술, 스마트 파우워 집적장치에 관한 것이다.The present invention relates to a complex technology, smart power integrated device comprising a power transistor and control logic and an analog drive circuit combined into a complete integrated silicon chip.

아날로그 신호처리회로, 제어논리회로 및 출력전력장치가 하나의 단일 칩으로 완전한 통일체로 편리하게 집적되는 소위 스마트 파우워의 상업적 성공은 각기 다른 공급전압하에서 동작될 필요가 있는 각기 다른 집적소자와 관계한 여러 다른 제조공정 가운데 호환의 문제를 극복하는데 있었다. 대부분의 경우, 이같은 집적회로의 파우워섹션은 약 10v-20v 사이에서 이루어지는 일정한 구동게이트전압 수준을 필요로 하는 VDMOS 트랜지스터를 필요로 한다.The commercial success of so-called smart powers, in which analog signal processing circuits, control logic circuits and output power devices are conveniently integrated into one single chip as a complete unit, has been associated with different integrated devices that need to be operated under different supply voltages. It was to overcome the problem of compatibility among different manufacturing processes. In most cases, the power section of such an integrated circuit requires a VDMOS transistor that requires a constant drive gate voltage level between about 10v-20v.

이는 전력트랜지스터(예를 들어, VDMOS)를 구동회로와 접속시킴을 어렵게 한다. 통상 논리회로에서 사용된 CMOS 트랜지스터의 최대 동작전압은 5V 이다. 거꾸로 말하면, 전력 트랜지스터를 위한 구동회로는 약 12V에서 동작되며, 10V의 VDMOS 전력 트랜지스터 게이트에서의 구동수준을 보장하기 위해 그리고 응당한 처리 스프레드가 보장된다면, 관련구동회로의 CMOS 트랜지스터 공급전압은 적어도 15V이어야 한다. VDMOS 파우워 트랜지스터(즉, 보다 낮은 저항 ROn)의 보다 나은 동작조건은 만약 게이트에서의 구동 전압크기가 당해 기술분야에 잘 알려진 바와 같이 15-20V로 상승될 수 있다면 달성될 수 있다.This makes it difficult to connect a power transistor (e.g., VDMOS) with the driving circuit. Typically, the maximum operating voltage of a CMOS transistor used in a logic circuit is 5V. Conversely, the driving circuit for the power transistor is operated at about 12V, and the CMOS transistor supply voltage of the associated driving circuit must be at least 15V to ensure the drive level at the 10V VDMOS power transistor gate, and if the appropriate processing spread is assured. do. Better operating conditions of the VDMOS power transistor (ie, lower resistance R On ) can be achieved if the driving voltage at the gate can be raised to 15-20V as is well known in the art.

스마트 파우워 타입의 집적회로에서, 이같이 특별한 문제는 구동회로를 보다 복잡하게 만들게 되는 레벨 쉬프트를 사용함으로써 통상 없어지게 된다.In smart power type integrated circuits, this particular problem is usually eliminated by using a level shift which makes the driving circuit more complicated.

특수한 레벨 쉬프트회로를 사용하지 않고 비교적 높은 전압으로 출력 파우워 트랜지스터를 직접 구동하기 위해 스마트 파우어타입의 완전한 통일체로 집적된 반도체 소자에서 약 20V의 동작전압을 갖는 CMOS 트랜지스터가 사용될 필요가 있다.In order to directly drive an output power transistor at a relatively high voltage without using a special level shift circuit, a CMOS transistor having an operating voltage of about 20 V needs to be used in a fully integrated semiconductor device of a smart power type.

반면, 이들 집적회로에는 제어논리회로에서 그리고 신호처리회로에서 각각 이들의 고유특성 때문에 사용된 다른 CMOS및 쌍극형 트랜지스터가 있다. 이들의 다른 집적된 소자의 유용성과 의존도는 이들의 다른 집적된 소자가 역시 혼합된-기술제조과정을 통해 발생된 이들 집적된 소자의 물리적 구조에 의해 통상 허용된 전압보다 높은 공급전압을 인내할 수 있도록 만들어지면 향상될 수 있다.On the other hand, there are other CMOS and bipolar transistors used in these integrated circuits because of their inherent characteristics in control logic circuits and in signal processing circuits, respectively. The availability and dependence of their other integrated devices may allow their other integrated devices to tolerate supply voltages higher than normally allowed by the physical structure of these integrated devices also generated through a mixed-technology manufacturing process. Can be improved.

당해 기술의 이같은 수준에 비추어, 완전한 통일체로(모놀리식으로) 집적된 스마트 파우워타입 소자, CMOS 구조 및 절연된 콜렉터내 이들이 단일칩내에 완전한 통일체로 함께 형성되는 때 이들 소자에 의해 통상 인내되는 전압보다 높은 동작전압을 인내할 수 있는 수직, PNP 트랜지스터를 제공하는 주 목적을 갖는다.In view of this level of technology, smart power type devices, CMOS structures, and insulated collectors that are integrated in a monolithic fashion (monolithically) are typically tolerated by these devices as they are formed together as a complete monolith in a single chip. Its main purpose is to provide a vertical, PNP transistor capable of withstanding operating voltages higher than the voltage.

이같은 목적은 첨부된 청구범위에서 규정된 바와 같은 본 발명의 집적된 소자에 의해 달성된다.This object is achieved by the integrated device of the invention as defined in the appended claims.

구조적으로 이같은 소자는 각기 다른 소자가 게이트 전극과 인접한 절연계 산화물 사이로 연장된 n-채널 LDMOS 트랜지스터의 드레인영역을 통해 각기 다른 소자가 형성되는, 인으로 도핑된 n-타입 에피텍셜층 표면으로부터 확산된 유사한 확산종단면의 n-타입규소영역을 포함하며, p-채널 LDMOS 트랜지스터의 몸체가 그 게이트 전극과 인접한 절연계 산화물사이에 연장되어 있고, n-채널 MOS트랜지스터의 드레인 영역이 그 게이트 전극과 인접한 절연계 산화물 사이에서 연장되며 그리고 절연된 콜렉터의 에미터영역이 PNP 쌍극형 트랜지스터에 수직함을 특징으로 하며 n-채널 LDMOS 트랜지스터의 n+로 도핑된 드레인 영역, p+로 도핑된 p-채널 LDMOS 트랜지스터 소스영역, n+로 도핑된 n-채널 MOS 트랜지스터의 드레인영역, 그리고 p+로 도핑된 PNP 트랜지스터의 에미터영역을 담고 있기에 충분한 깊이를 가짐을 특징으로 한다.Structurally, such a device is diffused from the surface of a n-type epitaxial layer doped with phosphors, in which different devices are formed through the drain region of the n-channel LDMOS transistor extending between the gate electrode and the adjacent insulating oxide. It includes an n-type silicon region with a similar diffusion end surface, the body of the p-channel LDMOS transistor extends between its gate electrode and adjacent dielectric oxide, and the drain region of the n-channel MOS transistor is adjacent to the gate electrode. An n + doped drain region of an n-channel LDMOS transistor, a p + doped p-channel LDMOS transistor, characterized in that the emitter region of the insulated collector extends between the associated oxides and is perpendicular to the PNP bipolar transistor. a drain region of the n- channel MOS transistor by doping the source region, n +, and in the PNP transistor is doped with p + It is characterized by having a depth sufficient to contain the meter area.

n-채널 LDMOS 트랜지스터의 경우, 드레인 영역을 통해 인을 주입시키므로써 획득된 이같이 보조적인 n-도핑영역의 존재는 드레인과 게이트 사이의 전계세기가 파괴전압을 증가시키는데, 이는 트랜지스터의 전도저항(RON)의 감소를 역시 획득하는 동안 드레인과 게이트 사이의 전계세기가 감소되기 때문이며, 이는 이들 집적된 소자의 혼합기술에서 자주 일어나듯이 LDMOS 트랜지스터 자체가 집적된 전력스위칭장치로 사용되는 때 특히 유익하다.In the case of n-channel LDMOS transistors, the presence of this auxiliary n-doped region obtained by injecting phosphorus through the drain region causes the field strength between the drain and gate to increase the breakdown voltage, which is the conduction resistance (R) of the transistor. This is particularly advantageous when the LDMOS transistor itself is used as an integrated power switching device, as the field strength between the drain and the gate is reduced while acquiring a decrease in ON ), as is often the case in the mixing technology of these integrated devices.

p-채널 LDMOS 트랜지스터의 경우에, 같은 보조적인 n-도핑영역이 다른 특정추가처리단계없이 형성된 몸체영역을 편리하게 구성시킬 수 있다.In the case of a p-channel LDMOS transistor, the same auxiliary n-doped region can conveniently construct a body region formed without other specific additional processing steps.

인으로 n-도핑된 영역이 제공되는 때 LDMOS 보조 트랜지스터쌍에 의해 형성된 CMOS 구조는 필드 플레이트(field plates)와 같은 특수한 예방책을 요구하지 않고 약 20V의 공급전압으로 동작할 수 있게 되며, 따라서 간결해지게 된다.When an n-doped region is provided with phosphorus, the CMOS structure formed by the LDMOS auxiliary transistor pair can operate with a supply voltage of about 20V without requiring special precautions such as field plates, thus concise You lose.

또다른 타입의 CMOS 구조에 속하는 n-추가로 MOS 트랜지스터의 경우, 트랜지스터의 드레인영역내에 인을 주입시키므로써 획득된 n-도핑영역은 드레인 확장 영역으로 작용하므로써 고온전자로 인한 전기적 스트레스에 대한 민감도를 줄이며, 이는 트랜지스터가 약 12V의 전원공급을 인내하도록 허용한다.In the case of n-additional MOS transistors belonging to another type of CMOS structure, the n-doped region obtained by injecting phosphorus into the drain region of the transistor acts as a drain extension region, thereby reducing the sensitivity to electrical stress caused by high temperature electrons. This allows the transistor to withstand about 12V of power supply.

절연된 콜렉터의 경우, 수직한 PNP 쌍극형 트랜지스터, 트랜지스터의 에미터영역을 통한 인주입에 의해 획득된 추가의 n-도핑영역은 트랜지스터 베이스영역내 전하를 증가시키므로 트랜지스터의 수행을 개선시키도록 하며 에미터와 콜렉터사이의 펀치통과(punchthrough) 전압을 증가시키도록 한다.In the case of an insulated collector, a vertical PNP bipolar transistor, an additional n-doped region obtained by injecting through the emitter region of the transistor, increases the charge in the transistor base region, thereby improving the performance of the transistor and Increase the punchthrough voltage between the rotor and collector.

각기 다른 CMOS 구조와 수직한 PNP 트랜지스터의 특별히 증가된 동작전압을 인내하기 위한 능력은 각기 다른 회로 타입가운데 훨씬 또 심각한 간섭문제를 갖는 혼합된 집적회로(즉, 스마트 파우워 장치)를 만들도록 하며, 각기 다른 소자들의 고유한 특색을 완전히 노출시킬 수 있도록 하고 보다 높은 의존도를 갖도록 한다.The ability to withstand the specially increased operating voltage of PNP transistors perpendicular to different CMOS structures allows for the creation of mixed integrated circuits (i.e. smart power devices) with even more severe interference problems among different circuit types, It allows you to fully expose the unique features of different devices and have a higher degree of dependence.

하기에서는 첨부도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명을 실시하기가 비교적 용이한 스마트 파우워 타입의 집적회로가 제1도에 도시된다. 도시된 단면은 VDMOS 파우어 트랜지스터를 포함하며, 이는 동도면의 부분단면에서 도시된 영역으로부터 용이하게 생각될 수 있으며, 여기서 두개의 각기 다른 구조가 도시되며, 제1구조가 n-채널과 p-채널 LDMOS 트랜지스터에 의해 형성되고 두번째 구조가 p-채널에 의해 그리고 n-채널 MOS 트랜지스터에 의해 형성되고, 그리고 절연된 콜렉터의 구조가 수직의 PNP 쌍극형 트랜지스터이다.A smart power type integrated circuit that is relatively easy to implement the present invention is shown in FIG. The cross-section shown includes a VDMOS power transistor, which can be easily thought from the region shown in the partial cross-section of the same figure, in which two different structures are shown, with the first structure being an n-channel and a p-channel. The structure of the collector formed by the LDMOS transistor and the second structure by the p-channel and by the n-channel MOS transistor, and the structure of the insulated collector is a vertical PNP bipolar transistor.

동장치는 p-타입규소기질(1)을 포함하며, 그 위에서 에피텍셜 n-타입규소층(2)이 n+가 물힌 층(3)과 p-타입 저부격리(4)를 형성시키기 위해 단결정 규소기질(1)의 표면상에 만들어진 일정부분을 비소 및/또는 붕소로 도핑한 후에 성장된다. 집적된 소자는 여러 다른 집적된 소자 가운데 고립된 절연구조를 더욱더 포함하며, 도시된 실시예에서, 잘 알려진 기술에 따라, p-우물영역(6)(즉, 상측 절연부 및 p-우물)과 필드산화물(5)을 성장시키는 동안 공지의 기술에 따라 p-필드영역으로 알려지기도 한 짙은 붕소도핑영역을 형성시키기 위해 규소표면상에 예정된 부분을 붕소로 도핑시킨 뒤에, 규소표면(2)상에서 성장된 필드산화물 층(5)에 의해 형성된다.The device comprises a p-type silicon substrate (1), on which the epitaxial n-type silicon layer (2) forms a single crystal to form an n + bite layer (3) and a p-type bottom isolation (4). A portion made on the surface of the silicon substrate 1 is grown after doping with arsenic and / or boron. The integrated device further comprises an isolated insulation structure among several other integrated devices, and in the illustrated embodiment, the p-well region 6 (i.e., the upper insulation and the p-well), according to well-known techniques, During the growth of the field oxide (5), growth is carried out on the silicon surface (2) after doping a predetermined portion on the silicon surface with boron to form a dark boron doped region, also known as a p-field region, according to known techniques. Formed by the field oxide layer 5.

MOS-타입소자의 형성이 이루어질 능동영역내 통상 도핑된 다결정 규소로 이루어진 게이트구조(12)가 형성된다.A gate structure 12 is usually formed of doped polycrystalline silicon in an active region where MOS-type devices are to be formed.

통상 n-채널의 LDMOS 트랜지스터는 게이트(12)와 필드산화물(9)사이에서 연장된 소스부분내에 자동조정 조건하에서 붕소를 주입시키고 이어서 영역(7)의 바람직한 확산 종단면을 획득할 때까지 주입된 붕소를 주입시키므로써 규소내에 발생된 p-몸체영역, n+소스 및 드레인 접합(10) 그리고 몸체영역(7)에 접촉하기 위해 소스영역내에 형성된 비교적 높은 도핑수준을 갖는 p+영역(9)을 포함한다.Typically, an n-channel LDMOS transistor injects boron under auto-tuning conditions into a source portion extending between gate 12 and field oxide 9 and then implanted boron until a desired diffusion longitudinal section of region 7 is obtained. P-body region, n + source and drain junction 10 generated in the silicon by implanting a, and p + region 9 having a relatively high doping level formed in the source region to contact the body region 7 do.

유사하게 p-채널 LDMOS 트랜지스터는 트랜지스터의 드레인영역내에 형성된 p-도핑영역(7)(n-채널 LDMOS 몸체영역의 같은 종단면을 갖는다), p+드레인 및 소스접합(9)및 n-몸체영역에 접촉하기 위해 소스영역내에 형성된 n+영역(10)을 포함하며, 본 발명에 따라 다른 집적된 구조내 다른 n-영역과 함께 그의 형성에 대한 것이 다음에 설명될 것이다.Similarly, the p-channel LDMOS transistor has a p-doped region 7 (having the same longitudinal section of the n-channel LDMOS body region) formed in the drain region of the transistor, the p + drain and source junction 9 and the n-body region. The formation of n + region 10 formed in the source region for contacting, together with other n-regions in other integrated structures, will be described next in accordance with the present invention.

제1도에 도시된 두번째 CMOS 구조를 형성시키는 p-채널 MOS트랜지스터는 보통 소스와 드레인 p+접합(9)과 트랜지스터의 소스영역내에 형성된 백 게이트(back gate)접촉, n+영역을 포함한다. 유사하게 n-채널 MOS 트랜지스터는 n+소스와 드레인결합(10) 그리고 트랜지스터의 소스영역내에 형성된 백 게이트접촉을 포함한다.The p-channel MOS transistor forming the second CMOS structure shown in FIG. 1 usually includes a source and drain p + junction 9 and a back gate contact, n + region formed in the source region of the transistor. Similarly, the n-channel MOS transistor includes n + source and drain coupling 10 and a back gate contact formed in the source region of the transistor.

고립된 콜렉터 PNP 수직 트랜지스터의 구조는 콜렉터(C)와 에미터(E) 접촉 p+확산(9) 및 베이스(B) n+접촉확산(10)을 포함한다.The structure of the isolated collector PNP vertical transistor comprises collector C and emitter E contact p + diffusion 9 and base B n + contact diffusion 10.

본 발명에 따라, 인으로 도핑된 n-타입영역(8)은 각각 적어도 n-채널 LDMOS 트랜지스터 n+드레인접합, p-채널 LDMOS 트랜지스터의 p+소스접합 및 n+몸체접촉영역, n-채널 MOS 트랜지스터의 n+드레인접합 그리고 PNP 트랜지스터의 n+에미터접합을 담고 있기에 충분한 깊이로, 에피텍셜 층의 표면으로부터 게이트전극과 격리계 산화물 사이에 놓인 n-채널 LDMOS 트랜지스터 드레인 영역, 게이트 전극과 격리계 산화물 사이에 놓인 p-채널 LDMOS 트랜지스터 소스영역, 게이트 전극과 인접한 격리계 산화물 사이에 놓인 n-채널 MOS 트랜지스터의 드레인 영역, 그리고 둘러싸는 격리계 산화물에 의해 만들어진 격리된 콜렉터 PNP 쌍극형 트랜지스터 에미터영역으로 각각 확산된다.According to the present invention, the n-type region 8 doped with phosphorus is at least n-channel LDMOS transistor n + drain junction, p + source junction of n-channel LDMOS transistor and n + body contact region, n-channel MOS, respectively. N-channel LDMOS transistor drain region between the gate electrode and the isolation oxide from the surface of the epitaxial layer, with a depth sufficient to contain the n + drain junction of the transistor and the n + emitter junction of the PNP transistor, the gate electrode and the isolation system P-channel LDMOS transistor source region interposed between oxides, drain region of n-channel MOS transistor interposed between gate electrode and adjacent isolation oxide, and isolated collector PNP bipolar transistor emitter region formed by surrounding isolation oxide Respectively spread.

이들 n-타입영역(8)은 굵은 선으로 제1도에서 도시된 개략적인 단면도에서 분명하다.These n-type regions 8 are evident in the schematic cross section shown in FIG.

당해 기술분야에서 숙력된 자에게 명백하듯이, 별개의 영역(8)이 표시된 영역에서 자동-조정조건으로 인을 단순히 삽입시키고, 상기한 보조영역(8)내에 담기게 되는 비소를 삽입시키고 이를 확산시키므로써 획득된 과도핑된 n+영역과 붕소를 주입시키고 이를 확산시키므로써 획득된 과도핑된 p+영역의 형서이전에, 삽입된 인을 확산시키므로써 중요한 처리단계를 필요로 하지 않고 표시된 영역에서 동시에 용이하게 형성될 수 있다. 정상적인 제작과정에서 이같은 주가의 n-영역(8)의 도핑수준은 일방 센티미터당 1013내지 1014개의 p원자로 이루어진다.As will be apparent to those skilled in the art, the phosphorus is simply inserted into the auto-adjustment conditions in the region where the separate region 8 is marked, and the arsenic contained in the secondary region 8 is inserted and diffused therein. Prior to the formation of the doped p + region obtained by injecting and diffusing the doped n + region and boron obtained by diffusing the inserted phosphorus in the indicated region without requiring an important treatment step At the same time, it can be easily formed. In the normal fabrication process, the doping level of the n-region 8 of the stock price is 10 13 to 10 14 p atoms per one centimeter.

제2도에는 본 발명에 따라 20V 바이어스를 받는 보조의 n-도핑영역(제1도의 8)이 없는 트랜지스터의 경우, 컴퓨터 모델모의에 의해 발생된 600 옹스트롬(Å) 두께의 게이트 산화물을 갖는 n-채널 LDMOS 트랜지스터 게이트와 드레인영역사이의 오버랩핑영역내 전계선이 도시된다. 최대 전계세기는 6×105V/㎝인 것으로 평가된다.Figure 2 shows a transistor with no secondary n-doped region (8 in FIG. 1) subjected to a 20V bias in accordance with the present invention, n- having a 600 angstrom thick gate oxide generated by computer model simulation. The electric field line in the overlapping region between the channel LDMOS transistor gate and the drain region is shown. The maximum field strength is estimated to be 6 × 10 5 V / cm.

제3도에서는 n-채널 LDMOS 트랜지스터에 본 발명에 따라 입방센티미터당 1014원자의 인으로 도핑된 보조의 n-영역이 제공된 것을 제외하고는 제2도에 도시된 예와 동일한 바이어스 조건(20V)하에서 동일한 오버랩핑영역내에 동일한 형태가 도시한다. 제2도와 3도를 비교하므로써 쉽게 알 수 있는 바와 같이, 제3도에서는 같은 형태이 전장선들이 제2도의 전장선보다 더욱 부풀어져(distended) 있으며, 최대의 전장세기는 5×105V/㎝ 인 것으로 평가될 수 있다. 이는 보조의 인으로 도핑된 영역이 없는 종래 도핑된 영역의 트랜지스터의 경우에 평가된 최대 세기보다 17%가 적다.In FIG. 3, the same bias condition (20V) as in the example shown in FIG. 2, except that the n-channel LDMOS transistor is provided with an auxiliary n-region doped with phosphorus of 10 14 atoms per cubic centimeter according to the present invention. The same form is shown in the same overlapping area below. As can be readily seen by comparing FIG. 2 and FIG. 3, in FIG. 3, the same shape is more distant than the length of FIG. 2, and the maximum field strength is 5 × 10 5 V / cm. May be evaluated. This is 17% less than the maximum intensity evaluated for a transistor in a conventional doped region without a doped region with an auxiliary phosphorus.

본 발명에 따라 n-도핑영역(8)(제1도)이 제공된 보조 LDMOS 트랜지스터에 의해 형성된 CMOS 구조는 20V 의 공급전압으로 작용하며 구동소자로서 적절한 레벨이동회로의 필요를 제거하여 VDMOS 전력 트랜지스터에 직접 접속될 수 있다. 또한 본 발명에 따라 수정, 변경된 LDMOS 트랜지스터 구조는 이들 집적된 구조의 소형화와 불가피하게 어긋나게 되는 필드 플레이트(집적된 트랜지스터의 고유 브레이크 다운 전압을 높이기 위한 공지의 기술에 따른)의 형성을 필요로 하지 않고 약 20V의 전압을 인내할 수 있다.The CMOS structure formed by the auxiliary LDMOS transistor provided with the n-doped region 8 (FIG. 1) according to the present invention acts as a supply voltage of 20V and eliminates the need for an appropriate level shifting circuit as a driving element to the VDMOS power transistor. Can be connected directly. Furthermore, the modified and modified LDMOS transistor structures in accordance with the present invention do not require the formation of field plates (according to known techniques for increasing the inherent breakdown voltage of the integrated transistor) which are inevitably shifted from the miniaturization of these integrated structures. The voltage of about 20V can be tolerated.

당해 기술분야에 수련된 자에게 분명하듯이, 제1도에서 CMOS 구조를 형성시키는 것으로 도시된 보조 LDMOS 트랜지스터는 그들 자신이 적절한 배치구성을 통해 전력 트랜지스터로 사용될 수 있으며, 그같은 적용을 위해 전압 인내능력과 감소된 저항(ROn)의 관점에서 본 발명에 따라 전술한 주가의 n-영역(8) 존재에 의해 동일한 개선된 수행을 나타낸다.As will be apparent to those skilled in the art, the auxiliary LDMOS transistors shown in Figure 1 as forming CMOS structures can themselves be used as power transistors with appropriate arrangements, and voltage tolerance for such applications. The same improved performance is shown by the presence of the n-region 8 of the above-described stock price in accordance with the present invention in terms of capacity and reduced resistance R On .

보조 MOS 트랜지스터 쌍에 의해 형성된 도시된 다른 CMOS 구조의 전기적 수행은 n-채널 트랜지스터의 드레인에서 형성된 n-영역(8)이 드레인 확장영역으로 작용하고 따라서 관련된 CMOS 구조의 공칭동작전압을 증가시키기 때문에 개선된다.The electrical performance of another illustrated CMOS structure formed by a pair of auxiliary MOS transistors is improved because the n-region 8 formed at the drain of the n-channel transistor acts as a drain extension region and thus increases the nominal operating voltage of the associated CMOS structure. do.

이같은 집적된 소자에게 침입하는 인으로 도핑된 n-영역(8)을 제공하므로써 격리된 콜렉터, 수직 PNP 쌍극형 트랜지스터의 개선된 수행이 관점에서 또다른 무시할 수 없는 장점이 획득된다. 베이스영역 도핑수준의 결과적인 증가는 베이스영역의 고갈에 대한 민감도를 감소시키며 따라서 에미터와 콜렉터 사이의 펀치효과(punchthrough전압)을 증가시킨다. 이와 같이 하므로써 이같은 스마트 파우워 소자의 집적된 컴포넌트가 비교적 높은 전압하에서 작용하도록 하며, 따라서 수평 PNP 트랜지스터에 의해 획득될 수 있는 것보다 높은 차단 주파수를 갖는 회로를 이행하기 위해 다른 타입의 트랜지스터에 대해 현저하게 적합한 트랜지스터타입을 사용하는 가능성을 넓히도록 한다.By providing a phosphorus-doped n-region 8 that penetrates such an integrated device, an improved performance of an isolated collector, vertical PNP bipolar transistor is obtained from the point of view that is another non-negligible advantage. The resulting increase in base region doping level reduces the sensitivity to base region depletion and thus increases the punchthrough voltage between emitter and collector. This allows the integrated components of such smart power devices to operate under relatively high voltages, and are therefore prominent for other types of transistors to implement circuits with higher cutoff frequencies than can be obtained by horizontal PNP transistors. This broadens the possibilities for using suitable transistor types.

Claims (1)

p-타입 단결성 규소기질상에서 성장된 n-타입 에피텍 규소층 내에 형성되며 한쌍의 보조 LDMOS 트랜지스터로 그 첫번째가 n-타입채널을 가지며 다른 하나는 p-타입채널을 갖는 트랜지스터에 의해 형성된 적어도 하나의 제1CMOS 구조, 한쌍의 보조 MOS 트랜지스터로 그 첫번째가 p-타입 채널을 가지며 다른 하나가 n-타입채널을 갖는 트랜지스터로 형성된 제2MOS 구조, 그리고 적어도 하나의 격리된 콜렉터, 수직 PNP 쌍극형 트랜지스터를 포함하는 모놀리식 집적회로에 있어서, 트랜지스터의 게이트전극과, 인접한 격리계 산화물 사이에 만들어진 상기 n-채널 LDMOS 트랜지스터의 드레인 영역, 트랜지스터의 게이트 전극과 인접한 격리계 산화물 사이에 만들어진 상기 p-채널 트랜지스터의 소스영역, 트랜지스터의 게이트전극과 인접한 격리계 산화물 사이에 만들어진 상기 n-채널 MOS 트랜지스터의 드레인영역, 그리고 둘러싸는 격리계(surrounding isolation field) 산화물에 의해 만들어진 상기 격리된 콜렉터, 수직 PNP 트랜지스터의 에미터영역 각각에서 상기 에피텍셜층 표면으로부터 확산된 동일한 확산종단을 갖는 인으로 도핑된 n-타입규소영역을 포함하여, 전술한 에피택셩 층 깊이가 각각 n-채널 LDMOS 트랜지스터의 n+드레인 확산, p-채널 LOMOS 트랜지스터의 p+소스 확산, n-채널 MOS 트랜지스터의 n+드레인 확산, 그리고 p+에미터 확산을 포함하기에 충분하며, 상기 에피텍셜층을 지나 상기 격리된 콜렉터, 수직 PNP 트랜지스터 베이스영역내로 더욱 확산됨을 특징으로 하는 모놀리식 집적회로.at least one formed by a pair of auxiliary LDMOS transistors formed on an n-type epitec silicon layer grown on a p-type unity silicon substrate, the first having an n-type channel and the other having a p-type channel. A first CMOS structure, a second MOS structure formed of a pair of auxiliary MOS transistors, the first having a p-type channel and the other having an n-type channel, and at least one isolated collector, vertical PNP bipolar transistor. A monolithic integrated circuit comprising: a p-channel transistor formed between a gate electrode of a transistor, a drain region of the n-channel LDMOS transistor formed between an adjacent isolation oxide, and a p-channel transistor formed between a gate electrode of an transistor and an adjacent isolation oxide. The source region of the transistor and the gate electrode of the transistor The same diffusion termination diffused from the epitaxial layer surface in each of the drain region of the n-channel MOS transistor and the emitter region of the isolated collector and vertical PNP transistor made by a surrounding isolation field oxide The epitaxial layer depths described above, including n-type silicon regions doped with phosphorus, have n + drain diffusion of n-channel LDMOS transistors, p + source diffusion of p-channel LOMOS transistors, and n-channel MOS transistors, respectively. monolithic integrated circuit, sufficient to include n + drain diffusion, and p + emitter diffusion, and further diffused beyond the epitaxial layer into the isolated collector, vertical PNP transistor base region.
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