JPH01100968A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH01100968A JPH01100968A JP62259007A JP25900787A JPH01100968A JP H01100968 A JPH01100968 A JP H01100968A JP 62259007 A JP62259007 A JP 62259007A JP 25900787 A JP25900787 A JP 25900787A JP H01100968 A JPH01100968 A JP H01100968A
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Landscapes
- Bipolar Transistors (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置に関し、特に電気的特性を向上させ
たバイポーラトランジスタに関する。
たバイポーラトランジスタに関する。
従来バイポーラ集積回路におけるＮＰＮ）ランジスタは
第５図に示す構造をしている。ここで１はＰ−型半導体
基板、２は戸型埋込層、３はＮ−型エピタキシャル層、
４はＰ 型分離領域、９はＰ＋型ベース領域、７はＮ＋
型エミッタ領域、８はＮ 型コレクタコンタクト領域で
ある。一般にベース領域９はポロンのイオン注入又はＢ
Ｃ／３を用いた拡散により形成され、表面濃度が１ｏｌ
′−１書 −３ １０α、深さが２〜３μｍであルエミッタ領域７はＰＯ
ＣＪ、を用いた拡散によ）形成され、表面濃度力１０２
０４１０” ｃｍ−３，深さが１〜２μｍである。
第５図に示す構造をしている。ここで１はＰ−型半導体
基板、２は戸型埋込層、３はＮ−型エピタキシャル層、
４はＰ 型分離領域、９はＰ＋型ベース領域、７はＮ＋
型エミッタ領域、８はＮ 型コレクタコンタクト領域で
ある。一般にベース領域９はポロンのイオン注入又はＢ
Ｃ／３を用いた拡散により形成され、表面濃度が１ｏｌ
′−１書 −３ １０α、深さが２〜３μｍであルエミッタ領域７はＰＯ
ＣＪ、を用いた拡散によ）形成され、表面濃度力１０２
０４１０” ｃｍ−３，深さが１〜２μｍである。
従来バイポーラ集積回路においてはＮＰＮ）うンジスタ
のエミッタ・コレクタ間耐圧（以下１３ｖｃｚ。
のエミッタ・コレクタ間耐圧（以下１３ｖｃｚ。
と記す）を確保するようにエピタキシャル比抵抗（以下
Ｐｅｐｉと記す）及びエピタキシャル厚（以下ｔｅｐｉ
と記す）が決定される。同時ＫＢＶｃｇ。はベースコレ
クタ間耐圧をＢＶＣＢＯエミッタ接地電流増幅率をｈｒ
ｇとするとＢＶｃｚｏ＝ ＢＶｃｎｏ／ （ｈｒｇ ＋
１）古なる関係式よりｈｒｇＫ依存する為回路上の要請
により決定されるｈｉｐｇの大きさも充分考慮する必要
がある。
Ｐｅｐｉと記す）及びエピタキシャル厚（以下ｔｅｐｉ
と記す）が決定される。同時ＫＢＶｃｇ。はベースコレ
クタ間耐圧をＢＶＣＢＯエミッタ接地電流増幅率をｈｒ
ｇとするとＢＶｃｚｏ＝ ＢＶｃｎｏ／ （ｈｒｇ ＋
１）古なる関係式よりｈｒｇＫ依存する為回路上の要請
により決定されるｈｉｐｇの大きさも充分考慮する必要
がある。
一般に回路上大きなコレクタ電流を流す素子、例えばＮ
ＰＮ）ランジスタにおいてはエミッタ面積（以下Ａ、と
記す）及びエミッタ周囲長（以下ＬＥと記す）を大きく
することが考えられている。
ＰＮ）ランジスタにおいてはエミッタ面積（以下Ａ、と
記す）及びエミッタ周囲長（以下ＬＥと記す）を大きく
することが考えられている。
すなわち従来の矩形状エミッタのＮＰＮ）ランジスタに
おいてはＬＥ ／ＡＫを結果的に小さくすることになる
。
おいてはＬＥ ／ＡＫを結果的に小さくすることになる
。
ところがｈＦＥはｌ ／ ｈｙｙＨｏｃ Ｌｚ ／ Ａ
Ｅなる関係式よりＬｇ／Ａｘが小さくなると大きくなる
為大きなコレクタ電流を流す素子についてはとのｈＦＫ
の上昇分を考慮してＢＶｃｚｏを確保するようにＪ’ａ
ｐｌ＊ｔｅｐｉを大きくする必要が生じている。このこ
とはＮＰＮ）ランジスタの最大コレクタ電流（以下ＩＣ
ｍａＸと記す）の低下、コレクタ飽和抵抗（以下７”Ｓ
Ｃと記す）の増大、遮断周波数（以下ｆｒと記す）の低
下を引き起こすという欠点を生じせしめた。
Ｅなる関係式よりＬｇ／Ａｘが小さくなると大きくなる
為大きなコレクタ電流を流す素子についてはとのｈＦＫ
の上昇分を考慮してＢＶｃｚｏを確保するようにＪ’ａ
ｐｌ＊ｔｅｐｉを大きくする必要が生じている。このこ
とはＮＰＮ）ランジスタの最大コレクタ電流（以下ＩＣ
ｍａＸと記す）の低下、コレクタ飽和抵抗（以下７”Ｓ
Ｃと記す）の増大、遮断周波数（以下ｆｒと記す）の低
下を引き起こすという欠点を生じせしめた。
本発明の半導体装置は、半導体からなる基板表面の第１
導電製半導体層に設けられた第２導電型のベース領域と
、前記ベース領域に設けられた第１導電型のエミッタ領
域とを含むバイポーラトランジスタを有する半導体装置
において、前記ベース領域は前記エミッタ領域の側面と
接合を形成する低濃度の第１ベース領域と前記エミッタ
領域の底面と接合を形成する高濃度の第２ベース領域と
を含むというものである。
導電製半導体層に設けられた第２導電型のベース領域と
、前記ベース領域に設けられた第１導電型のエミッタ領
域とを含むバイポーラトランジスタを有する半導体装置
において、前記ベース領域は前記エミッタ領域の側面と
接合を形成する低濃度の第１ベース領域と前記エミッタ
領域の底面と接合を形成する高濃度の第２ベース領域と
を含むというものである。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第１図は本発明の第１の実施例の主要部を示す構造断面
図で、便宜上、表面の拡散マスクとなる酸化膜は示して
いない。
図で、便宜上、表面の拡散マスクとなる酸化膜は示して
いない。
この実施例は、シリコン半導体からなる基板表面のへ一
型エピタキシャル層３に設けられたＮ型のベース領域と
、このベース領域に設けられた１型エミッタ領域７とを
含むバイポーラトランジスタを有する半導体装置におい
て、前述のベース領域はエミッタ領域７の側面と接合を
形成するＰ型温１ベース領域５とエミッタ領域７の底面
と接合を形成するＰ＋型第２ベース領域６とを含むとい
うものである。
型エピタキシャル層３に設けられたＮ型のベース領域と
、このベース領域に設けられた１型エミッタ領域７とを
含むバイポーラトランジスタを有する半導体装置におい
て、前述のベース領域はエミッタ領域７の側面と接合を
形成するＰ型温１ベース領域５とエミッタ領域７の底面
と接合を形成するＰ＋型第２ベース領域６とを含むとい
うものである。
次に１この実施例の製造方法について説明する。
第２図（ａ） Ｉ （ｂ）は第１の実施例の製造方法を
説明するための工程順に配置した半導体チップの断面図
である。
説明するための工程順に配置した半導体チップの断面図
である。
まず第２図（ａ）に示す如く、不純物濃度１０１４〜１
０１６ｉ３のＰ−型半導体（シリコン）基板１表面より
アンチモン又はヒ素を選択拡散し１層抵抗５〜３０Ω／
口のＮ＋盤埋込層２を形成し次に気相成長法によりネ納
物濃度１０〜１０ （ｌＦｌｌｔ のＮ−型エピタ
キシャル層３を成長させシリコンからなる基板を準備す
る。次にエピタキシャル層３表面ヨシ例えばＢＣｌ３を
用いた拡散によりｐ＋型分離領域４を形成し次にエピタ
キシャル層３表面よりボロンのイオン注入により表面濃
度が１０ 〜１０ ｃｍで深さが２〜５μｍのＰ型領
域５′を形成する。
０１６ｉ３のＰ−型半導体（シリコン）基板１表面より
アンチモン又はヒ素を選択拡散し１層抵抗５〜３０Ω／
口のＮ＋盤埋込層２を形成し次に気相成長法によりネ納
物濃度１０〜１０ （ｌＦｌｌｔ のＮ−型エピタ
キシャル層３を成長させシリコンからなる基板を準備す
る。次にエピタキシャル層３表面ヨシ例えばＢＣｌ３を
用いた拡散によりｐ＋型分離領域４を形成し次にエピタ
キシャル層３表面よりボロンのイオン注入により表面濃
度が１０ 〜１０ ｃｍで深さが２〜５μｍのＰ型領
域５′を形成する。
次に、第２図（ｂ）Ｉｃ示す如くエピタキシャル層３表
面の内部ベース領域及びベースコンタクト領域を形成す
べく、ボロンのイオン注入又はＢ（Ｊｓを用いた拡散に
より表面濃度が１０ −１０ ｃｍで深さが２〜３μ
ｍの戸型領域６１．６＃を形成する。
面の内部ベース領域及びベースコンタクト領域を形成す
べく、ボロンのイオン注入又はＢ（Ｊｓを用いた拡散に
より表面濃度が１０ −１０ ｃｍで深さが２〜３μ
ｍの戸型領域６１．６＃を形成する。
次に第１図に示す如＜ＰＯＣ６ｇを用いた拡散によりｌ
− 〃表面濃度が１０２０〜ＩＱ”ＣＩｌ！””で、深さが
１〜２μｍ＋ のＮ 型エミッタ領域７及びＮ＋型フレクタコンタクト
領域８を同時に形成し本発明の一実施例のＮＰＮ）ラン
ジスタが製造される。尚外部ベース領域である第１ベー
ス領域５は内部ベース領域である第２ベース領域６部を
除いてエミッタ領域７と接しこれを取り囲むように形成
しても良く、少くともエミッタ領域７より深く形成する
。
− 〃表面濃度が１０２０〜ＩＱ”ＣＩｌ！””で、深さが
１〜２μｍ＋ のＮ 型エミッタ領域７及びＮ＋型フレクタコンタクト
領域８を同時に形成し本発明の一実施例のＮＰＮ）ラン
ジスタが製造される。尚外部ベース領域である第１ベー
ス領域５は内部ベース領域である第２ベース領域６部を
除いてエミッタ領域７と接しこれを取り囲むように形成
しても良く、少くともエミッタ領域７より深く形成する
。
今内部ベース領域となる第２ベース領域６１の不純物濃
度や厚さが従来のＮＰＮ）ランジス蒙満−にしておけば
、底面方向におけるベースガンメル数は従来例と同一と
なシ、一定のエミッタ電流でみた場合、エミッタ領域７
の底面領域からの電子の注入は相対的に従来のＮＰＮ）
ランジスタに比べて減少してくることになる。
度や厚さが従来のＮＰＮ）ランジス蒙満−にしておけば
、底面方向におけるベースガンメル数は従来例と同一と
なシ、一定のエミッタ電流でみた場合、エミッタ領域７
の底面領域からの電子の注入は相対的に従来のＮＰＮ）
ランジスタに比べて減少してくることになる。
一般ＫＮＰＮトランジスタにおいては、エミッタ領域の
側面領域からの注入電子はベース幅が大きい為外部ベー
ス領域内で再結合し、ベース電流となる。一方エミッタ
領域の底面領域からの注入一 電子ベース幅が拡散長に対して充分小さい為殆んどがコ
レクタ電流となる。
側面領域からの注入電子はベース幅が大きい為外部ベー
ス領域内で再結合し、ベース電流となる。一方エミッタ
領域の底面領域からの注入一 電子ベース幅が拡散長に対して充分小さい為殆んどがコ
レクタ電流となる。
ここで底面方向での注入電子は殆んどがコレクタ領域へ
達しコレクタ電流となるけれども、一部は内部ベース領
域内で再結合しておシベース電流となっている。従って
一定エミッタ電流において底面方向での電子の注入が減
少すればすなわちコレクタ電流が減少すれば内部ベース
領域内での再結合がある比率で生じるとすると底面方向
での再結合によるベース電流も減少はするがｈＦＨには
大きな影響を与えるようになる。
達しコレクタ電流となるけれども、一部は内部ベース領
域内で再結合しておシベース電流となっている。従って
一定エミッタ電流において底面方向での電子の注入が減
少すればすなわちコレクタ電流が減少すれば内部ベース
領域内での再結合がある比率で生じるとすると底面方向
での再結合によるベース電流も減少はするがｈＦＨには
大きな影響を与えるようになる。
今大きなコレクタ電流を流す為矩形状エミッタにおいて
ＬＥ ／ ＡＥを小さくしたとすると本発明においては
底面方向での注入電子の減少及び内部ベース領域内での
再結合の効果により従来のように常にｈＦＥが大きくな
るという現象は必ずしも生じなくなる。これは第１ベー
ス領域５及び第２ベース領域６の濃度にも強く依存する
が、第１ベース領域５が必ず第２ベース領域６よりも低
濃度になっているからである。ここに本発明の断裂性が
ある。
ＬＥ ／ ＡＥを小さくしたとすると本発明においては
底面方向での注入電子の減少及び内部ベース領域内での
再結合の効果により従来のように常にｈＦＥが大きくな
るという現象は必ずしも生じなくなる。これは第１ベー
ス領域５及び第２ベース領域６の濃度にも強く依存する
が、第１ベース領域５が必ず第２ベース領域６よりも低
濃度になっているからである。ここに本発明の断裂性が
ある。
すなわちＬｇ ／ Ａｚを小さくしても、同時に外部ベ
ース領域を低濃度にすればｓ ｈＷＥはかえって小さ
くすることもできる為、従来のようにＬｗ ／ＡＥの小
さい素子のＢＶＣＥＯを確保する為にｊ”ｅｐｉ。
ース領域を低濃度にすればｓ ｈＷＥはかえって小さ
くすることもできる為、従来のようにＬｗ ／ＡＥの小
さい素子のＢＶＣＥＯを確保する為にｊ”ｅｐｉ。
ｔｅｐｉを大きくする必要が生じなくなる。このことは
ＮＰＮ ）ランジスタのＩｃｍａｘ ｔ ｒ８Ｃｔ ｆ
Ｔ等の特性劣化を防ぐことＫなる。
ＮＰＮ ）ランジスタのＩｃｍａｘ ｔ ｒ８Ｃｔ ｆ
Ｔ等の特性劣化を防ぐことＫなる。
尚内部ベース領域となる第２ベース領域６は従来のベー
ス領域と同程度の濃度で形成することができる為ベース
伝導度変調効果によるＩｃｍａｘの低下がない。又ベー
ス抵抗の増大を防ぐ意味でもベースコンタクト領域６′
は内部ベース領域と同じく高濃度になっているので問題
はない。
ス領域と同程度の濃度で形成することができる為ベース
伝導度変調効果によるＩｃｍａｘの低下がない。又ベー
ス抵抗の増大を防ぐ意味でもベースコンタクト領域６′
は内部ベース領域と同じく高濃度になっているので問題
はない。
第３図は本発明の第２の実施例の主要部を示す構造断面
図である。第１ベース領域５は内部ベース領域部を除き
エミッタ領域７と接しこれを取シ囲むように、第２ベー
ス領域６より低濃度で深くまで設けられ、ベース領域の
側面領域においては低濃度の第１ベース領域がエピタキ
シャル層３とベース・コレクタ接合を形成している。従
って、ベース・コレクタ間に逆バイアスをかけたとき電
界が強くなシ易い表面部分のベース領域が低濃となって
いるので、ベース側への空乏層の伸びが大きくなシミ界
集中が緩和されるので、第１の実施例よ’） ＢＶＣＢ
Ｏが大きくなる利点がある。
図である。第１ベース領域５は内部ベース領域部を除き
エミッタ領域７と接しこれを取シ囲むように、第２ベー
ス領域６より低濃度で深くまで設けられ、ベース領域の
側面領域においては低濃度の第１ベース領域がエピタキ
シャル層３とベース・コレクタ接合を形成している。従
って、ベース・コレクタ間に逆バイアスをかけたとき電
界が強くなシ易い表面部分のベース領域が低濃となって
いるので、ベース側への空乏層の伸びが大きくなシミ界
集中が緩和されるので、第１の実施例よ’） ＢＶＣＢ
Ｏが大きくなる利点がある。
第４図は本発明の第３の実施例の主要部を示す構造断面
図である。第１ベース領域５はエミッタ領域７の側面領
域と接合を形成し、又内部ベース領域を含むよう例しか
も第２ベース領域６及びベースコンタクト領域６′より
も低濃度で深く形成されている。
図である。第１ベース領域５はエミッタ領域７の側面領
域と接合を形成し、又内部ベース領域を含むよう例しか
も第２ベース領域６及びベースコンタクト領域６′より
も低濃度で深く形成されている。
エミッタ領域直下において低濃度の第１ベース領域５と
エピタキシャル層３とでベース・コレクタ接合を形成し
ているため縦方向でのＢＶＣＥＯを大きくすることがで
きる利点がある。第２の実施例と同様にベース・コンタ
クト領域６′も第」ベース領域で囲むようにすれば、Ｂ
ｖｃＢｏ、ＢｖｃＥｏの双方を大きくすることもできる
。
エピタキシャル層３とでベース・コレクタ接合を形成し
ているため縦方向でのＢＶＣＥＯを大きくすることがで
きる利点がある。第２の実施例と同様にベース・コンタ
クト領域６′も第」ベース領域で囲むようにすれば、Ｂ
ｖｃＢｏ、ＢｖｃＥｏの双方を大きくすることもできる
。
以上、ＮＰＮ）ランジスタを例に説明したが、ＰＮＰ）
ランジスタに本発明を適用しうろことは改めて詳細に説
明するまでもない。
ランジスタに本発明を適用しうろことは改めて詳細に説
明するまでもない。
以上説明したように本発明は、バイポーラトランジスタ
のエミッタ領域の側面領域においてｉするように低濃度
の第１ベース領域を設けることＫより側面方向における
ベースガンメル数が減少し一定のエミッタ電流でみた場
合従来と同一のエミッタサイズにおいてエミッタ領域の
側面領域からの電子の注入が従来のバイポーラトランジ
スタに比べて増大するので、大電流動作を可能とするた
めＬＢ ／ ＡＥを小さくしても特性の劣化をもたらす
ことはない。
のエミッタ領域の側面領域においてｉするように低濃度
の第１ベース領域を設けることＫより側面方向における
ベースガンメル数が減少し一定のエミッタ電流でみた場
合従来と同一のエミッタサイズにおいてエミッタ領域の
側面領域からの電子の注入が従来のバイポーラトランジ
スタに比べて増大するので、大電流動作を可能とするた
めＬＢ ／ ＡＥを小さくしても特性の劣化をもたらす
ことはない。
本発明は、特性の優れた大電流動作可能なバイポーラト
ランジスタを有する半導体装置が得られる効果がある。
ランジスタを有する半導体装置が得られる効果がある。
第１図は本発明の第１の実施例の主要部を示す構造断面
図、第２図（ａ） 、 （ｂ）は第１の実施例の製造方
法を説明するための工程順に配置した構造断面図、第３
図は本発明の第２の実施例の主要部を示す構造断面図、
第４図は本発明の第３の実施例の主要部を示す構造断面
図、第５図は従来例の主要部を示す構造断面図である。 １・・・Ｐ−型半導体基板、２・・・Ｎ＋型埋込層、３
・・・へ−型エピタキシャル層、４・・・Ｐ＋型分離領
域、５・・・Ｐ型第１ベース領域、５′・・・Ｐ型領域
・、６・・・＋ １００．
＋Ｐ 屋第２ベース領域、６ Ｐ型領域、 ６′
・・・Ｐ＋型ベースコンタクト領域、７・・・Ｎ＋ Ｗ
エミッタ領域、８・・・Ｎ＋型コレクタコンタクト領域
、９・・・Ｐ＋型ベース領域。 代理人 弁理士 内 原 晋 第７図 第２図
図、第２図（ａ） 、 （ｂ）は第１の実施例の製造方
法を説明するための工程順に配置した構造断面図、第３
図は本発明の第２の実施例の主要部を示す構造断面図、
第４図は本発明の第３の実施例の主要部を示す構造断面
図、第５図は従来例の主要部を示す構造断面図である。 １・・・Ｐ−型半導体基板、２・・・Ｎ＋型埋込層、３
・・・へ−型エピタキシャル層、４・・・Ｐ＋型分離領
域、５・・・Ｐ型第１ベース領域、５′・・・Ｐ型領域
・、６・・・＋ １００．
＋Ｐ 屋第２ベース領域、６ Ｐ型領域、 ６′
・・・Ｐ＋型ベースコンタクト領域、７・・・Ｎ＋ Ｗ
エミッタ領域、８・・・Ｎ＋型コレクタコンタクト領域
、９・・・Ｐ＋型ベース領域。 代理人 弁理士 内 原 晋 第７図 第２図
Claims (3)
- （１）半導体からなる基板表面の第１導電型半導体層に
設けられた第２導電型のベース領域と、前記ベース領域
に設けられた第１導電型のエミッタ領域とを含むバイポ
ーラトランジスタを有する半導体装置において、前記ベ
ース領域は前記エミッタ領域の側面と接合を形成する低
濃度の第１ベース領域と、前記エミッタ領域の底面と接
合を形成する高濃度の第２ベース領域とを含むことを特
徴とする半導体装置。 - （２）第１ベース領域は第２ベース領域より深くまで設
けられている特許請求の範囲第（１）項記載の半導体装
置。 - （３）第１ベース領域は第２ベース領域を包み込んで設
けられている特許請求の範囲第（１）項記載の半導体装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62259007A JPH01100968A (ja) | 1987-10-13 | 1987-10-13 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62259007A JPH01100968A (ja) | 1987-10-13 | 1987-10-13 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01100968A true JPH01100968A (ja) | 1989-04-19 |
Family
ID=17328055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62259007A Pending JPH01100968A (ja) | 1987-10-13 | 1987-10-13 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01100968A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010144737A (ja) * | 2004-04-01 | 2010-07-01 | Komatsu Ltd | バルブ装置 |
-
1987
- 1987-10-13 JP JP62259007A patent/JPH01100968A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010144737A (ja) * | 2004-04-01 | 2010-07-01 | Komatsu Ltd | バルブ装置 |
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