JPH02132837A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPH02132837A JPH02132837A JP63286236A JP28623688A JPH02132837A JP H02132837 A JPH02132837 A JP H02132837A JP 63286236 A JP63286236 A JP 63286236A JP 28623688 A JP28623688 A JP 28623688A JP H02132837 A JPH02132837 A JP H02132837A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- epitaxial layer
- type
- collector
- conductivity type
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Bipolar Transistors (AREA)
- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
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、特に電気的特性を改善した
バイポーラトランジスタを備える半導体装置に関する。
バイポーラトランジスタを備える半導体装置に関する。
〔従来の技術］
従来のバイポーラトランジスタを含む半導体装置の一例
を第４図及び第５図に示す。ここではＮＰＮバイポーラ
トランジスタを示しており、第４図は平面図、第５図は
そのＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
を第４図及び第５図に示す。ここではＮＰＮバイポーラ
トランジスタを示しており、第４図は平面図、第５図は
そのＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
これらの図において、１はＰ一型半導体基板であり、Ｎ
゛型埋込層２を形成し、この上にＮ一型エピタキシャル
層３を形成している。そして、Ｐ゛型分離領域４で素子
領域を画成した上で、Ｐ型ベース領域６，Ｎ゛型エミッ
タ領域７ａ，Ｎ”型コレクタコンタクト領域７ｂを形成
して、ＮＰＮバイポーラトランジスタを構成している。
゛型埋込層２を形成し、この上にＮ一型エピタキシャル
層３を形成している。そして、Ｐ゛型分離領域４で素子
領域を画成した上で、Ｐ型ベース領域６，Ｎ゛型エミッ
タ領域７ａ，Ｎ”型コレクタコンタクト領域７ｂを形成
して、ＮＰＮバイポーラトランジスタを構成している。
上述した従来のＮＰＮ ｝ランジスタでは、エピタキシ
ャルＮ３がコレクタ領域として構成されているため、バ
イポーラトランジスタの種々の特性、例えば電流増幅率
ｈ Ｆ Ｅ ｒ最大コレクク電流Ｉ Ｃｌ１１１１Ｘ＋
エミッタ・コレクタ間耐圧ＢＶＩ：ＥＯＩ コレクタ飽
和電圧ＶＣ，。．ｔ）．遮断周波数ｆＴに大きく影響を
与えている。特に、大電流域においては、エピタキシャ
ル層３が起因してＴ Ｃｆｆｉａｘの低下＋ ｆＴの
低下が顕著になる。これは、エピタキシャル層３の比抵
抗ρｅｐｉ Ｈ厚さｔ＊ｐｉにより擬似飽和現象に差が
生じるためであり、Ｗｅｂｓ ｔｅｎ効果（ベース伝導
度変調効果）等と共にｈＦＥの低下を生じさせＩ Ｃａ
ｍｘの低下をもたらす。また、ｆ，の低下も同現象によ
り説明することができる。ｒ，の低下については、カー
ク効果等でも説明されている。
ャルＮ３がコレクタ領域として構成されているため、バ
イポーラトランジスタの種々の特性、例えば電流増幅率
ｈ Ｆ Ｅ ｒ最大コレクク電流Ｉ Ｃｌ１１１１Ｘ＋
エミッタ・コレクタ間耐圧ＢＶＩ：ＥＯＩ コレクタ飽
和電圧ＶＣ，。．ｔ）．遮断周波数ｆＴに大きく影響を
与えている。特に、大電流域においては、エピタキシャ
ル層３が起因してＴ Ｃｆｆｉａｘの低下＋ ｆＴの
低下が顕著になる。これは、エピタキシャル層３の比抵
抗ρｅｐｉ Ｈ厚さｔ＊ｐｉにより擬似飽和現象に差が
生じるためであり、Ｗｅｂｓ ｔｅｎ効果（ベース伝導
度変調効果）等と共にｈＦＥの低下を生じさせＩ Ｃａ
ｍｘの低下をもたらす。また、ｆ，の低下も同現象によ
り説明することができる。ｒ，の低下については、カー
ク効果等でも説明されている。
即ち、Ｉ ＣＩＩＩＩＸの低下もｆ，の低下もエピタキ
シャル層３におけるρａｐｔ ＋ Ｌａｐｉが大きく
なると共に顕著になり、特にエミッタ領域７ａ直下のエ
ピタキシャル層３の条件で決定される。擬似飽和現象を
小さくするためには、ρ１１ｐｉ ＋ ｔａ９ｉを小
さくすることが必要であるが、ＢＶｃ，。確保のために
は限界がある。
シャル層３におけるρａｐｔ ＋ Ｌａｐｉが大きく
なると共に顕著になり、特にエミッタ領域７ａ直下のエ
ピタキシャル層３の条件で決定される。擬似飽和現象を
小さくするためには、ρ１１ｐｉ ＋ ｔａ９ｉを小
さくすることが必要であるが、ＢＶｃ，。確保のために
は限界がある。
本発明は凝似飽和現象を緩和して上述した特性の改善を
可能とするバイポーラトランジスタを含む半導体装置を
提供することを目的とする。
可能とするバイポーラトランジスタを含む半導体装置を
提供することを目的とする。
本発明の半導体装置は、第１導電型半導体基板に順次形
成した第２導電型の埋込層及びエピタキシャル層と、こ
のエピタキシャル層に形成した第１導電型のベース領域
と、このベース領域及びエピタキシャル層に夫々形成し
た第２導電型のエミッタ領域及びコレクタコンタクト領
域と、エミッタ領域の全頷域を覆うことなく、しかも該
エミッタ領域の少なくとも周囲一部を覆い、かつベース
領域よりも低濃度で深く形成した第２導電型のコレクタ
領域とでバイポーラトランジスタを構成している。
成した第２導電型の埋込層及びエピタキシャル層と、こ
のエピタキシャル層に形成した第１導電型のベース領域
と、このベース領域及びエピタキシャル層に夫々形成し
た第２導電型のエミッタ領域及びコレクタコンタクト領
域と、エミッタ領域の全頷域を覆うことなく、しかも該
エミッタ領域の少なくとも周囲一部を覆い、かつベース
領域よりも低濃度で深く形成した第２導電型のコレクタ
領域とでバイポーラトランジスタを構成している。
上述した構成では、エミッタ領域の周囲直下にコレクタ
頷域が存在するため、実効的にエビクキシャル層のρ１
）Ｉｌｉ ＋ ｊｌ’ｌｌｉを小さくし、擬似飽和現
象を緩和する。
頷域が存在するため、実効的にエビクキシャル層のρ１
）Ｉｌｉ ＋ ｊｌ’ｌｌｉを小さくし、擬似飽和現
象を緩和する。
次に、本発明を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の第１実施例の平面図であり、そのＡ−
Ａ線断面構造を第２図に示している。図において、ｌは
ｌＱＩ４〜１０１６ｃｍ−３のＰ一型基板を示しており
、この表面にｓｂ又はＡｓを拡散して１０〜３０Ω／口
のＮ゛型埋込層２を形成し、更にこの上にＳｉＣｆｍの
熱分解反応により１〜５ΩｃｍのＮ一型エピタキシャル
層３を５〜１５μｍの厚さに成長している。そして、こ
のエピタキシャル層３の表面からＢＣｆｆ．の拡敗によ
り１０〜２０Ω／口のＰ゛型分離領域４を形成し、素子
領域を画成する。
Ａ線断面構造を第２図に示している。図において、ｌは
ｌＱＩ４〜１０１６ｃｍ−３のＰ一型基板を示しており
、この表面にｓｂ又はＡｓを拡散して１０〜３０Ω／口
のＮ゛型埋込層２を形成し、更にこの上にＳｉＣｆｍの
熱分解反応により１〜５ΩｃｍのＮ一型エピタキシャル
層３を５〜１５μｍの厚さに成長している。そして、こ
のエピタキシャル層３の表面からＢＣｆｆ．の拡敗によ
り１０〜２０Ω／口のＰ゛型分離領域４を形成し、素子
領域を画成する。
この素子領域には、ＰＯ（１．の拡敗又はＰのイオン注
入により５０〜５００Ω／口のＮ型コレクタ領域５ａを
形成する。このＮ型コレクタ領域５ａは、後述するベー
ス領域６内で、しかもエミッタ領域７ａの全領域を覆う
ことなく、一方でエミッタ領域７ａの周囲の一部乃至全
周囲を覆うように形成し、かつベース領域６よりも不純
物濃度を低濃度に設定している。
入により５０〜５００Ω／口のＮ型コレクタ領域５ａを
形成する。このＮ型コレクタ領域５ａは、後述するベー
ス領域６内で、しかもエミッタ領域７ａの全領域を覆う
ことなく、一方でエミッタ領域７ａの周囲の一部乃至全
周囲を覆うように形成し、かつベース領域６よりも不純
物濃度を低濃度に設定している。
しかる上で、Ｂ Ｃ ｌ ３の拡散又はＢのイオン注入
により１００〜１０００Ω／口のＰ型ベース領域６を形
成する。このとき、分離領域４は基板１に連続し、コレ
クタ領域５ａはベース領域６より深く形？される。その
後、ＰＯＣＩ！．，の拡敗により、５〜１５Ω／口のＮ
゛型エミッタ領域７ａ及びＮ゛型コレクタコンタクト領
域７ｂを形成する。
により１００〜１０００Ω／口のＰ型ベース領域６を形
成する。このとき、分離領域４は基板１に連続し、コレ
クタ領域５ａはベース領域６より深く形？される。その
後、ＰＯＣＩ！．，の拡敗により、５〜１５Ω／口のＮ
゛型エミッタ領域７ａ及びＮ゛型コレクタコンタクト領
域７ｂを形成する。
このように構成したバイポーラトランジスタでは、大電
流域において用いた場合、エミッタクラウディング効果
によって電流パスがエミッタ領域７ａの周辺部に集中す
るが、エミッタ領域周辺部直下にはＮ型コレクタ領域５
ａが存在しているため、その電流パスにおいてエピタキ
シャル層３のρ。，，ｔ．■を従来よりも実効的に小さ
くでき、擬似飽和現象を緩和することができる。
流域において用いた場合、エミッタクラウディング効果
によって電流パスがエミッタ領域７ａの周辺部に集中す
るが、エミッタ領域周辺部直下にはＮ型コレクタ領域５
ａが存在しているため、その電流パスにおいてエピタキ
シャル層３のρ。，，ｔ．■を従来よりも実効的に小さ
くでき、擬似飽和現象を緩和することができる。
これにより、従来よりもＩ ｃｍａｘが向上し、又大電
流におけるｆアが向上する。
流におけるｆアが向上する。
第３図は本発明の第２実施例の断面図であり、第２図と
同一部分には同一符号を付してある。
同一部分には同一符号を付してある。
二二こでは、Ｎ型コレクタ領域５ａと同時にＮ型コレク
タコンタクト領域５ｂを形成し，ている点が特徴である
。
タコンタクト領域５ｂを形成し，ている点が特徴である
。
この構成によれば、前記第１実施例と同様に、擬似飽和
現象を緩和することができるとともに、Ｖ ＣＥ （Ｓ
ａｔ） も低減でき、併せてＩ ＣＩ％ＩＩＸ＋
ｆ Ｔを一層向上することができる。このことは、素子
寸法の縮小化を可能にし、付加工程を考慮しても有利と
なる。
現象を緩和することができるとともに、Ｖ ＣＥ （Ｓ
ａｔ） も低減でき、併せてＩ ＣＩ％ＩＩＸ＋
ｆ Ｔを一層向上することができる。このことは、素子
寸法の縮小化を可能にし、付加工程を考慮しても有利と
なる。
なお、前記各実施例において、Ｎ型コレクタ領域５ｂを
設けたことでＢＶｅｔｏが若干低下することが予想され
るが、このＮ型コレクタ領域５ａはエミッタ領域７ａの
周囲領域にのみ形成しているために活性領域に与える影
響が小さいこと、及びその濃度及び深さをコントロール
することにより最小限に留めることが可能である。また
、ｈｖｔコントロールについてもＮ型コレクタ領域５ａ
がエミッタ領域７ａの周囲のみに形成していることと、
その濃度プロファイルを適正化することにより従来と同
等にコントロールすることが可能である。
設けたことでＢＶｅｔｏが若干低下することが予想され
るが、このＮ型コレクタ領域５ａはエミッタ領域７ａの
周囲領域にのみ形成しているために活性領域に与える影
響が小さいこと、及びその濃度及び深さをコントロール
することにより最小限に留めることが可能である。また
、ｈｖｔコントロールについてもＮ型コレクタ領域５ａ
がエミッタ領域７ａの周囲のみに形成していることと、
その濃度プロファイルを適正化することにより従来と同
等にコントロールすることが可能である。
なお、本発明は前記各実施例に限定されるものではなく
、ＰＮＰバイポーラトランジスタにおいても同様に適用
できる。
、ＰＮＰバイポーラトランジスタにおいても同様に適用
できる。
以上説明したように本発明は、エミッタ領域の全領域を
覆うことなく、しかもエミッタ領域の少なくとも周囲一
部を覆い、かつベース領域よりも低濃度で深《形成した
コレクタ領域を備えているので、エミッタ領域の周囲直
下にコレクタ領域が存在するため、その電流バスにおい
て実効的にエピタキシャル層のρ＊ｐｉ ＋ Ｌａｐ
＋を小さくでき、擬似飽和現象を緩和してＩ Ｃｏａｘ
の向上及び大電流におけるｆ，を向上できる。
覆うことなく、しかもエミッタ領域の少なくとも周囲一
部を覆い、かつベース領域よりも低濃度で深《形成した
コレクタ領域を備えているので、エミッタ領域の周囲直
下にコレクタ領域が存在するため、その電流バスにおい
て実効的にエピタキシャル層のρ＊ｐｉ ＋ Ｌａｐ
＋を小さくでき、擬似飽和現象を緩和してＩ Ｃｏａｘ
の向上及び大電流におけるｆ，を向上できる。
第１図は本発明の第１実施例の要部の平面図、第２図は
第１図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第３図は本発明の第２
実施例の第２図と同様の断面図、第４図は従来の半導体
装置の平面図、第５図は第４図のＢ−Ｂ線に沿う断面図
である。
第１図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第３図は本発明の第２
実施例の第２図と同様の断面図、第４図は従来の半導体
装置の平面図、第５図は第４図のＢ−Ｂ線に沿う断面図
である。
Claims (1)
- １、第１導電型半導体基板に順次形成した第２導電型の
埋込層及びエピタキシャル層と、このエピタキシャル層
に形成した第１導電型のベース領域と、このベース領域
及び前記エピタキシャル層に夫々形成した第２導電型の
エミッタ領域及びコレクタコンタクト領域と、前記エミ
ッタ領域の全領域を覆うことなく、しかも該エミッタ領
域の少なくとも周囲一部を覆い、かつ前記ベース領域よ
りも低濃度で深く形成した第２導電型のコレクタ領域と
で構成したバイポーラトランジスタを含むことを特徴と
する半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63286236A JP2723566B2 (ja) | 1988-11-12 | 1988-11-12 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63286236A JP2723566B2 (ja) | 1988-11-12 | 1988-11-12 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02132837A true JPH02132837A (ja) | 1990-05-22 |
| JP2723566B2 JP2723566B2 (ja) | 1998-03-09 |
Family
ID=17701740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63286236A Expired - Lifetime JP2723566B2 (ja) | 1988-11-12 | 1988-11-12 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2723566B2 (ja) |
-
1988
- 1988-11-12 JP JP63286236A patent/JP2723566B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2723566B2 (ja) | 1998-03-09 |
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