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KR100317610B1 - semiconductor device - Google Patents

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KR100317610B1
KR100317610B1 KR1019990053761A KR19990053761A KR100317610B1 KR 100317610 B1 KR100317610 B1 KR 100317610B1 KR 1019990053761 A KR1019990053761 A KR 1019990053761A KR 19990053761 A KR19990053761 A KR 19990053761A KR 100317610 B1 KR100317610 B1 KR 100317610B1
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npn transistor
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diffusion layer
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이경탁
강대석
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곽정소
주식회사 케이이씨
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Abstract

본 발명은 반도체소자를 개시한다. 이에 의하면, I2L(integrated injection logic)에 있어서 pnp 트랜지스터를 인버터로 사용하고 npn 트랜지스터를 전류주입용으로 사용하고 이들을 일반적인 바이폴라공정으로 형성한다. 또한 pnp 트랜지스터의 독립적인 콜렉터들에 해당하는 p형 확산층을 npn 트랜지스터의 베이스를 위한 p형 확산층을 가운데 두고 이격하여 배치되도록 n- 에피층에 각각 형성한다.The present invention discloses a semiconductor device. According to this, in the integrated injection logic (I 2 L), a pnp transistor is used as an inverter, an npn transistor is used for current injection, and these are formed by a general bipolar process. In addition, p-type diffusion layers corresponding to independent collectors of the pnp transistors are formed on the n− epitaxial layers so as to be spaced apart from the p-type diffusion layer for the base of the npn transistor.

따라서, 본 발명은 npn 트랜지스터와 pnp 트랜지스터를 모두 순방향으로 동작시키고 또한 일반적인 바이폴라공정에 의한 구조와 동일 구조로 형성하므로 칩사이즈의 증가나 공정상의 어려움을 초래하지도 않으면서도 높은 hfe를 얻을 수 있고 팬아웃(fan out)을 증가시킬 수 있다.Therefore, the present invention operates both the npn transistor and the pnp transistor in the forward direction and is formed in the same structure as that of the general bipolar process, so that a high h fe can be obtained without increasing chip size or process difficulty. You can increase the fan out.

Description

반도체소자{semiconductor device}Semiconductor device

본 발명은 반도체소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 I2L(integrated injection logic)의 역방향 전류이득을 높이면서도 팬아웃의 증가를 이루도록 한 반도체소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a semiconductor device capable of increasing fanout while increasing reverse current gain of integrated injection logic (I 2 L).

일반적으로 I2L(integrated injection logic)은 부하저항을 pnp 트랜지스터로 대치함과 아울러 아이솔레이션의 필요성 자체를 없앰으로써 집적도의 관점에서 게이트 구조의 최적화를 시도한, 1972년에 도입된 논리회로이다. I2L의 기본 착안점은 스위칭 트랜지스터의 베이스에 직접 pnp 트랜지스터로부터 전류가 공급되도록 npn 트랜지스터와 pnp 트랜지스터를 기능상으로 집적시킨 것이다. I2L의 특이한 점은 npn 트랜지스터가 보통의 동작상태와는 반대로 즉 도 1에 도시된 바와 같이, 서브콜렉터가 동작상의 에미터로 사용되고 본래의 에미터가 동작상의 콜렉터로 사용된다는 것이다.In general, integrated injection logic (I 2 L) is a logic circuit introduced in 1972 that attempted to optimize the gate structure in terms of integration by replacing the load resistance with a pnp transistor and eliminating the need for isolation. The basic focus of I 2 L is to functionally integrate the npn transistor and pnp transistor so that current is supplied from the pnp transistor directly to the base of the switching transistor. The peculiarity of I 2 L is that the npn transistor is used in opposition to the normal operating state, i.e., as shown in Figure 1, where the subcollector is used as the operational emitter and the original emitter is used as the operational collector.

즉, 종래의 I2L은 도 1에 도시된 바와 같이 p형 실리콘재질의 기판(10) 상에 n- 에피층(11)이 성장되고, pnp 트랜지스터와 npn 트랜지스터를 위한, 기판(10)과 n- 에피층(11) 사이의 영역에 n+ 매몰층(13)이 형성되고, npn 트랜지스터를 위한 영역의 n- 에피층(11)에 n+ 확산층(15)이 n+ 매몰층(13)에 연결되도록 확산되고, pnp 트랜지스터를 위한 영역의 n- 에피층(11)에 p형 확산층(17)이 n+ 매몰층(13)에 연결되지 않을 정도의 깊이로 확산되고 아울러 npn 트랜지스터를 위한 영역의 n- 에피층(11)에 p형 확산층(18)이 n+ 매몰층(13)에 연결되지 않을 정도의 깊이로 확산되고, 확산층(18)에 여러개의 n+ 확산층(19)이 n- 에피층(11)에 연결되지 않을 정도의 깊이로 확산되는 구조로 이루어진다.That is, in the conventional I 2 L, as shown in FIG. 1, the n- epi layer 11 is grown on the p-type silicon substrate 10, and the substrate 10 and the pnp and npn transistors are grown. The n + buried layer 13 is formed in the region between the n− epilayers 11, and the n + diffusion layer 15 is connected to the n + buried layer 13 in the n− epilayer 11 of the region for the npn transistor. Diffused, and the p-type diffusion layer 17 is diffused to a depth such that the p-type diffusion layer 17 is not connected to the n + buried layer 13 in the region for the pnp transistor and the n- epi of the region for the npn transistor. The p-type diffusion layer 18 is diffused to a depth such that the p-type diffusion layer 18 is not connected to the n + buried layer 13 in the layer 11, and the n-epitaxial layer 11 has several n + diffusion layers 19 in the diffusion layer 18. It has a structure that spreads to a depth that is not connected.

여기서, 확산층(17)이 전류주입용 pnp 트랜지스터의 에미터이고, n- 에피층(11)이 pnp 트랜지스터의 베이스와 npn 트랜지스터의 에미터로 함께 사용된다. 외부 콘택은 확산층(15)의 콘택으로 사용된다.Here, the diffusion layer 17 is an emitter of the current injection pnp transistor, and the n- epi layer 11 is used together as the base of the pnp transistor and the emitter of the npn transistor. The outer contact is used as the contact of the diffusion layer 15.

또한 도 1의 단면 구조에 대한 등가 회로는 도 2에 도시된 바와 같이, 나타낼 수 있다. 즉, pnp 트랜지스터(Q1)의 에미터에 인젝션 저항(Rinj)을 거쳐 기준전압(Vref)이 인가되고, pnp 트랜지스터(Q1)의 콜렉터가 npn 트랜지스터(Q2)의 베이스에 연결되고, pnp 트랜지스터(Q1)의 베이스와 npn 트랜지스터(Q2)의 에미터가 함께 접지된다. 또한, pnp 트랜지스터(Q1)의 콜렉터와 npn 트랜지스터(Q2)의 베이스 사이의 노드에 입력단자(IN)가 연결되고, npn 트랜지스터(Q2)의 여러개의 콜렉터에 각각의 출력단자(OUT1),(OUT2),(OUT3)가 연결된다.In addition, an equivalent circuit for the cross-sectional structure of FIG. 1 may be represented, as shown in FIG. 2. That is, the reference voltage Vref is applied to the emitter of the pnp transistor Q1 via the injection resistor Rinj, the collector of the pnp transistor Q1 is connected to the base of the npn transistor Q2, and the pnp transistor Q1 And the emitter of npn transistor Q2 are grounded together. In addition, an input terminal IN is connected to a node between the collector of the pnp transistor Q1 and the base of the npn transistor Q2, and each of the output terminals OUT1 and OUT2 is connected to several collectors of the npn transistor Q2. ), (OUT3) are connected.

이와 같이 구성되는 종래의 I2L에서는 트랜지스터를 역방향으로 동작시키면, pnp 트랜지스터(Q1)와 npn 트랜지스터(Q2)를 함께 섞을 수가 있다. 더욱이, 매몰층(13)이 모든 트랜지스터에 공유하고 접지상태에 있으므로 게이트와 게이트 사이에 아이솔레이션 확산층이 필요하지 않게 된다. 즉, I2L은 저항도 아이솔레이션도 필요로 하지 않는 면적 활용도가 가장 높은 논리 게이트이다.In the conventional I 2 L configured as described above, when the transistor is operated in the reverse direction, the pnp transistor Q1 and the npn transistor Q2 can be mixed together. Moreover, since the buried layer 13 is shared to all transistors and is in the ground state, no isolation diffusion layer is required between the gate and the gate. In other words, I 2 L is the most versatile logic gate that requires neither resistance nor isolation.

종래의 I2L에서는 pnp 트랜지스터(Q1)의 에미터와 베이스 사이에 걸어준 전압의 크기에 따라서 게이트에 공급되는 전류의 크기가 정하여진다. 즉, pnp 트랜지스터(Q1)로부터 방출된 전류는 인접하고 있는 npn 트랜지스터(Q2)의 베이스 전류, 혹은 온(on) 상태에 있는 npn 트랜지스터(Q2)의 콜렉터로 공급된다. 따라서, pnp 트랜지스터(Q1)의 에미터를 그 기능을 따서 인젝터(injector)라고 부른다. I2L에서는 전류 공급이 pnp 트랜지스터(Q1)를 통하여 이루어지고, 또는 pnp 트랜지스터(Q1)의 콜렉터 전류는 베이스-에미터 전압에 지수함수적으로 변하므로 회로의 동작에 요구되는 조건에 맞추어서 매우 넓은 범위에서 전류 공급수준을 변화시킬 수가 있는 것이다.In the conventional I 2 L, the magnitude of the current supplied to the gate is determined according to the magnitude of the voltage applied between the emitter and the base of the pnp transistor Q1. That is, the current emitted from the pnp transistor Q1 is supplied to the base current of the adjacent npn transistor Q2 or the collector of the npn transistor Q2 in the on state. Thus, the emitter of the pnp transistor Q1 is called an injector after its function. At I 2 L the current is supplied through the pnp transistor Q1, or the collector current of the pnp transistor Q1 varies exponentially with the base-emitter voltage, which is very wide to meet the requirements of the circuit operation. It is possible to change the current supply level in the range.

그런데, 종래의 I2L에서는 npn 트랜지스터는 일반적인 바이폴라공정에서의 npn 트랜지스터에 비해 구조적으로 에미터와 콜렉터가 뒤바뀌었다는 큰 차이점이 있다. 이로 인하여 npn 트랜지스터의 역방향 전류이득이 매우 작다는 것이 큰 문제점으로 대두되어 왔다. 또한, 입력단자(IN)는 앞단의 출력단자(OUT)에 연결되어지며 하나의 인버터로 동작하게 된다. 그러므로, pnp 트랜지스터(Q1)는 동일한 구조의 앞단의 출력 npn 트랜지스터의 전류원으로서 동작하게 된다. npn 트랜지스터(Q2)의 베이스와 pnp 트랜지스터(Q1)의 콜렉터가 입력단자(IN)의 동일 전위로 형성된다. npn 트랜지스터(Q2)가 온(on)하는 조건에서 입력단자(IN)의 전압이 VBE(ON),npn으로 표시되고 또한 VBE(ON),pnp- VEC(SAT),pnp로 표시될 수 있다. 이때,VEC(SAT),pnp이 npn 트랜지스터(Q2)와 pnp 트랜지스터(Q1)의 턴온 전압의 차이로 규정되며 100mV 미만의 매우 적은 값으로 나타난다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, pnp 트랜지스터의 VEC(SAT)의 값이 낮아질수록 일정한 베이스전류(IB)에 대하여 콜렉터전류(IC)의 절대값, ??IC??가 감소하고 hfe가 낮아진다. 이로 인하여 pnp 트랜지스터의 에미터로 주입되는 전류 중에 베이스로 흘러나가는 전류손실 부분이 증가한다. 이는 npn 트랜지스터가 온 상태에서 베이스전류와 후단에서 이와 동일 방법으로 공급되어질 콜렉터전류와의 차이에 해당하며 이러한 차이를 극복하기 위해서는 npn 트랜지스터의 hfe가 충분히 높아야 하는데 이는 팬아웃(fan out)의 측면에서 심한 제약을 준다.However, in the conventional I 2 L, the npn transistor has a big difference that the emitter and the collector are structurally inverted compared to the npn transistor in the general bipolar process. For this reason, a large problem has arisen that the reverse current gain of the npn transistor is very small. In addition, the input terminal IN is connected to the output terminal OUT of the front end and operates as one inverter. Therefore, the pnp transistor Q1 operates as a current source of the output npn transistor of the preceding stage of the same structure. The base of the npn transistor Q2 and the collector of the pnp transistor Q1 are formed at the same potential of the input terminal IN. Under the condition that the npn transistor Q2 is on, the voltage of the input terminal IN is expressed as V BE (ON), npn and also as V BE (ON), pnp -V EC (SAT), pnp . Can be. At this time, V EC (SAT), pnp is defined as a difference between the turn-on voltages of the npn transistor Q2 and the pnp transistor Q1 and is represented by a very small value of less than 100 mV. Therefore, as shown in FIG. 3, as the value of V EC (SAT) of the pnp transistor decreases, the absolute value of the collector current I C , ?? I C ?? decreases for a constant base current I B. H fe becomes low. This increases the portion of the current loss flowing to the base during the current injected into the emitter of the pnp transistor. This corresponds to the difference between the base current when the npn transistor is turned on and the collector current to be supplied in the same way at the rear stage. To overcome this difference, the h fe of the npn transistor must be high enough. Gives severe constraints.

종래의 I2L에서는 npn 트랜지스터가 역방향 모드로 사용되고, 일반적인 바이폴라 IC공정에서 npn 트랜지스터의 역방향 전류이득이 1근처의 매우 낮은 값을 나타내므로 역방향 전류이득을 높이기 위해 액티브영역을 둘러싸도록 n+ 확산층을 형성하여 누설전류를 줄이는 방법, n+ 매몰층의 확산시간을 조정하여 npn 트랜트랜지스터의 콜렉터 농도를 조정하는 방법, 공정 스텝을 추가하는 방법, 레이아웃상의 추가 및 변경 등 다양한 방법을 사용하여 왔다. 그러나, 이러한 모든 방법들이 종래의 문제점을 근본적인 해결책이 되지 못하고 조금씩 보완하는 선에서 머물렀다. 이는 팬아웃의 한계를 의미하고 새로운 전류원의 추가로 이어져 결국에는 칩사이즈의 증가로 이어졌다.In the conventional I 2 L, the npn transistor is used in the reverse mode, and in the general bipolar IC process, since the reverse current gain of the npn transistor shows a very low value near 1, an n + diffusion layer is formed to surround the active region to increase the reverse current gain. Therefore, various methods have been used, such as reducing leakage current, adjusting the diffusion time of the n + buried layer, adjusting the collector concentration of the npn transistor, adding process steps, and adding and changing layouts. However, all these methods do not provide a fundamental solution to the conventional problem, but remain a little complementary. This meant a limitation of fanout and led to the addition of new current sources, eventually leading to an increase in chip size.

따라서, 본 발명의 목적은 기존의 바이폴라공정을 그대로 이용하면서도 I2L의 npn 트랜지스터의 역방향 전류이득을 높이도록 한 반도체소자를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of increasing the reverse current gain of an Ipn transistor of I 2 L while using the existing bipolar process as it is.

본 발명의 다른 목적은 칩사이즈의 증가시키지 않으면서도 팬아웃의 증가를 이루도록 한 반도체소자를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of increasing the fan out without increasing the chip size.

도 1은 종래 기술에 의한 I2L(integrated injection logic)용 반도체소자를 나타낸 단면도.Figure 1 is a sectional view of the semiconductor element for the I 2 L (integrated injection logic) according to the prior art.

도 2는 도 1의 등가회로도.2 is an equivalent circuit diagram of FIG. 1.

도 3은 도 1의 pnp 트랜지스터의 IC와 VEC의 관계를 나타낸 그래프.3 is a graph illustrating a relationship between I C and V EC of the pnp transistor of FIG. 1.

도 4는 본 발명에 의한 I2L용 반도체소자를 나타낸 단면도.4 is a cross-sectional view showing a semiconductor device for I 2 L according to the present invention.

도 5는 도 4의 등가회로도.5 is an equivalent circuit diagram of FIG. 4.

**** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ******** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ****

10: 기판 11: n- 에피층 13: n+ 매몰층10: substrate 11: n- epi layer 13: n + buried layer

15: n+ 확산층 17, 18, 27, 28: P형 확산층 19, 29: n+ 확산층15: n + diffusion layer 17, 18, 27, 28: P type diffusion layer 19, 29: n + diffusion layer

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 반도체소자는The semiconductor device according to the present invention for achieving the above object is

제 1 도전형 기판;A first conductivity type substrate;

상기 기판 상에 형성된 제 2 도전형 에피층;A second conductive epitaxial layer formed on the substrate;

상기 기판과 상기 에피층 사이에 형성된 제 2 도전형 매몰층;A second conductive buried layer formed between the substrate and the epi layer;

상기 에피층의 일부에 형성된, 전류주입용 제 1 트랜지스터의 베이스를 위한 제 1 도전형 제 1 확산층;A first conductivity type first diffusion layer formed on a part of the epi layer for the base of the first transistor for current injection;

상기 에피층의 다른 일부에 복수개 형성된, 출력용 제 2 트랜지스터의 콜렉터들을 위한 제 1 도전형 제 2 확산층들;First conductivity type second diffusion layers for collectors of the output second transistor, the plurality of second diffusion layers being formed on another part of the epi layer;

상기 제 1 확산층의 일부에 형성된, 상기 제 1 트랜지스터의 에미터를 위한 제 2 도전형 제 3 확산층; 그리고A second conductivity type third diffusion layer formed on a portion of the first diffusion layer for the emitter of the first transistor; And

상기 매몰층에 전기적으로 연결되도록 상기 에피층의 일부에 깊게 형성된 제 2 도전형 제 4 확산층을 포함하는 것을 특징으로 한다.And a second conductivity type fourth diffusion layer deeply formed in a part of the epi layer so as to be electrically connected to the buried layer.

바람직하게는 상기 제 2 확산층들이 상기 제 1 확산층을 가운데 두고 이격하여 배치된다. 또한, 상기 제 1 트랜지스터로서 전류주입용 npn 트랜지스터가 사용되고 제 2 트랜지스터로서 인버터용 pnp 트랜지스터가 사용될 수 있다.Preferably, the second diffusion layers are spaced apart from the first diffusion layer. In addition, an npn transistor for current injection may be used as the first transistor, and an pnp transistor for inverter may be used as the second transistor.

따라서, 본 발명은 전류주입용 npn 트랜지스터와 인버터용 pnp 트랜지스터를 모두 일반적인 바이폴라공정에 의해 형성하고 pnp 트랜지스터의 콜렉터를 여러개 형성하고 이들을 순방향으로 동작시킴으로써 높은 hfe를 얻고 또한 나아가 팬아웃을 증가시킨다.Therefore, in the present invention, both the current injection npn transistor and the inverter pnp transistor are formed by a general bipolar process, and a plurality of collectors of the pnp transistor are formed and operated in the forward direction, thereby obtaining high hfe and further increasing fanout.

이하, 본 발명에 의한 반도체소자를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 종래의 부분과 동일 구성 및 동일 작용의 부분에는 동일 부호를 부여하기로 한다.Hereinafter, a semiconductor device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same code | symbol is attached | subjected to the part of the same structure and the same function as the conventional part.

도 4를 참조하면, 본 발명의 I2L은 제 1 도전형인 p형 실리콘재질의 기판(10) 상에 제 2 도전형인 n- 에피층(11)이 성장되고, 기판(10)과 n- 에피층(11) 사이의 영역에 n+ 매몰층(13)이 형성되고, n+형의 제 4 확산층(15)이 n+ 매몰층(13)에 연결되는 깊이로 에피층(11)의 일부에 확산되고, 제 1 트랜지스터인 npn 트랜지스터의 베이스를 위한 p형의 제 1 확산층(27)이 n+ 매몰층(13)에 연결되지 않을 정도의 깊이로 확산되고, 제 2 트랜지스터인 pnp 트랜지스터의 콜렉터들을 위한 복수개의 p형의 제 2 확산층들(28)이 제 1 확산층(27)의 깊이와 동일 깊이로 확산되고, 제 1 트랜지스터의 에미터를 위한 n+형의 제 3 확산층(29)이 n- 에피층(11)에 연결되지 않을 정도의 깊이로 제 1 확산층(27)의 일부에 형성되는 구조로 이루어진다.Referring to FIG. 4, in the I 2 L of the present invention, the n- epi layer 11 of the second conductivity type is grown on the p-type silicon substrate 10 of the first conductivity type, and the substrate 10 and n- are grown. An n + buried layer 13 is formed in the region between the epitaxial layers 11, and an n + type fourth diffusion layer 15 is diffused to a part of the epitaxial layer 11 to a depth connected to the n + buried layer 13. The first diffusion layer 27 of the p-type for the base of the npn transistor, which is the first transistor, is diffused to a depth such that it is not connected to the n + buried layer 13, and the plurality of collectors for the collectors of the pnp transistor, which is the second transistor, are provided. The p-type second diffusion layers 28 are diffused to the same depth as the depth of the first diffusion layer 27, and the n + type diffusion layer 29 for the emitter of the first transistor is the n− epilayer 11 It is made of a structure that is formed in a part of the first diffusion layer 27 to a depth such that it is not connected to).

여기서, 제 1 트랜지스터인 npn 트랜지스터가 전류주입용으로 사용되고, 제 2 트랜지스터인 pnp 트랜지스터가 인버터로서 사용된다. 외부 콘택은 확산층(15)의 콘택으로 사용된다.Here, the npn transistor as the first transistor is used for current injection, and the pnp transistor as the second transistor is used as the inverter. The outer contact is used as the contact of the diffusion layer 15.

또한 도 4의 단면 구조에 대한 등가 회로는 도 5에 도시된 바와 같이, 나타낼 수 있다. 즉, pnp 트랜지스터(Q12)의 에미터와 npn 트랜지스터(Q11)의 베이스에 기준전압(Vref)이 함께 인가되고, npn 트랜지스터(Q11)의 콜렉터가 pnp 트랜지스터(Q12)의 베이스에 연결되고, npn 트랜지스터(Q11)의 에미터가 인젝션 저항(Rinj)을 거쳐 접지된다. 또한, pnp 트랜지스터(Q12)의 베이스와 npn 트랜지스터(Q11)의 콜렉터 사이의 노드에 입력단자(IN)가 연결되고, pnp 트랜지스터(Q12)의 콜렉터에 복수개의 출력단자(OUT1),(OUT2),(OUT3)가 연결된다.In addition, an equivalent circuit for the cross-sectional structure of FIG. 4 may be represented, as shown in FIG. 5. That is, the reference voltage Vref is applied to the emitter of the pnp transistor Q12 and the base of the npn transistor Q11 together, the collector of the npn transistor Q11 is connected to the base of the pnp transistor Q12, and the npn transistor The emitter of Q11 is grounded via the injection resistor Rij. In addition, an input terminal IN is connected to a node between the base of the pnp transistor Q12 and the collector of the npn transistor Q11, and a plurality of output terminals OUT1 and OUT2 are connected to the collector of the pnp transistor Q12. (OUT3) is connected.

이와 같이 구성된 I2L에서는 npn 트랜지스터(Q11)가 전류 주입용으로 사용되고, pnp 트랜지스터(Q12)의 독립적인 콜렉터들이 복수개의 출력단자로 사용된다. npn 트랜지스터(Q11)와 pnp 트랜지스터(Q12)가 일반적인 바이폴라공정의 표준소자와 동일 구조로 형성되므로 높은 hfe를 가지며 모두 순방향으로 동작한다. 즉, 종래와는 달리 역방향 동작의 npn 트랜지스터와 같은 구조가 형성되지 않는다.In the I 2 L configured as described above, the npn transistor Q11 is used for current injection, and independent collectors of the pnp transistor Q12 are used as a plurality of output terminals. Since the npn transistor Q11 and the pnp transistor Q12 are formed in the same structure as the standard device of the general bipolar process, they have a high h fe and all operate in the forward direction. That is, unlike the conventional structure, the same structure as the npn transistor of reverse operation is not formed.

또한, p형의 제 2 확산층들(28)이 각각 npn 트랜지스터의 베이스인 p형의 제 1 확산층(27)을 가운데 두고 일정한 간격을 이격하며 에피층(11)에 형성되며 pnp 트랜지스터의 독립적인 콜렉터로서 역할을 수행하며 이들이 각각 출력단자로서 팬아웃에 해당하므로 종래에 비하여 팬아웃을 증가시킬 수 있다.In addition, the p-type second diffusion layers 28 are formed on the epi layer 11 at regular intervals with the p-type first diffusion layer 27, which is the base of the npn transistor, respectively, and are formed in the epitaxial layer 11. As the output terminal and each of them corresponds to the fan out, it is possible to increase the fan out compared to the prior art.

따라서, 본 발명은 npn 트랜지스터의 역방향 전류이득이 낮음으로 인해 발생하는 종래의 문제점 즉, 전류 증폭도 및 전류주입용 pnp 트랜지스터의 전류손실과 이로 인한 팬아웃의 한계를 기존의 바이폴라공정을 그대로 이용함으로써 칩 사이즈의 증가 및 추가 공정스텝의 필요 또는 새로운 공정 플로우의 설계 필요로 하지 않으면서도 모두 해결하였다.Accordingly, the present invention utilizes the conventional bipolar process by using the conventional bipolar process as a conventional problem caused by the low reverse current gain of the npn transistor, that is, the current amplification degree and the current loss of the current injection pnp transistor and the resulting fanout limit. All this was solved without the need for increased chip size and additional process steps or design of new process flows.

한편, 도면 5에서 npn 트랜지스터(Q11)의 에미터를 인젝션 저항(Rinj)을 거쳐 접지 전위가 아닌 Vref - 1V 정도의 정전압원에 전기적으로 연결하는 방법을 채택할 수도 있다.Meanwhile, in FIG. 5, a method of electrically connecting the emitter of the npn transistor Q11 to a constant voltage source of about Vref −1V instead of the ground potential through the injection resistor Rinj may be adopted.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면, I2L에 있어서 pnp 트랜지스터를 인버터로 사용하고 npn 트랜지스터를 전류주입용으로 사용하고 이들을 일반적인 바이폴라공정으로 형성한다. 또한 pnp 트랜지스터의 독립적인 콜렉터들에 해당하는 p형 확산층을 npn 트랜지스터의 베이스를 위한 p형 확산층을 가운데 두고 이격하여 배치되도록 n- 에피층에 각각 형성한다.As described above, according to the present invention, a pnp transistor is used as an inverter and an npn transistor is used for current injection in I 2 L and these are formed by a general bipolar process. In addition, p-type diffusion layers corresponding to independent collectors of the pnp transistors are formed on the n− epitaxial layers so as to be spaced apart from the p-type diffusion layer for the base of the npn transistor.

따라서, 본 발명은 npn 트랜지스터와 pnp 트랜지스터를 모두 순방향으로 동작시키고 또한 일반적인 바이폴라공정에 의한 구조와 동일 구조로 형성하므로 칩사이즈의 증가나 공정상의 어려움을 초래하지도 않으면서도 높은 hfe를 얻을 수 있고팬아웃을 증가시킬 수 있다.Therefore, the present invention operates both the npn transistor and the pnp transistor in the forward direction and is formed in the same structure as that of the general bipolar process, so that a high h fe can be obtained without increasing chip size or process difficulty. You can increase out.

한편, 본 발명은 도시된 도면과 상세한 설명에 기술된 내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형도 가능함은 이 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이다.On the other hand, the present invention is not limited to the contents described in the drawings and detailed description, it is obvious to those skilled in the art that various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. .

Claims (3)

제 1 도전형 기판;A first conductivity type substrate; 상기 기판 상에 형성된 제 2 도전형 에피층;A second conductive epitaxial layer formed on the substrate; 상기 기판과 상기 에피층 사이에 형성된 제 2 도전형 매몰층;A second conductive buried layer formed between the substrate and the epi layer; 상기 에피층의 일부에 형성된, 전류주입용 제 1 트랜지스터의 베이스를 위한 제 1 도전형 제 1 확산층;A first conductivity type first diffusion layer formed on a part of the epi layer for the base of the first transistor for current injection; 상기 에피층의 다른 일부에 복수개 형성된, 출력용 제 2 트랜지스터의 콜렉터들을 위한 제 1 도전형 제 2 확산층들;First conductivity type second diffusion layers for collectors of the output second transistor, the plurality of second diffusion layers being formed on another part of the epi layer; 상기 제 1 확산층의 일부에 형성된, 상기 제 1 트랜지스터의 에미터를 위한 제 2 도전형 제 3 확산층; 그리고A second conductivity type third diffusion layer formed on a portion of the first diffusion layer for the emitter of the first transistor; And 상기 매몰층에 전기적으로 연결되도록 상기 에피층의 일부에 깊게 형성된 제 2 도전형 제 4 확산층을 포함하는 반도체소자.And a second conductivity type fourth diffusion layer deeply formed in a part of the epitaxial layer so as to be electrically connected to the buried layer. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 확산층들이 상기 제 1 확산층을 가운데 두고 이격하여 배치된 것을 특징으로 하는 반도체소자.The semiconductor device of claim 1, wherein the second diffusion layers are spaced apart from each other with the first diffusion layer at a center thereof. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 트랜지스터가 전류주입용 npn 트랜지스터이고,제 2 트랜지스터가 인버터용 pnp 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 반도체소자.The semiconductor device according to claim 1, wherein the first transistor is an npn transistor for current injection, and the second transistor is a pnp transistor for inverter.
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