JPH0590275A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH0590275A
JPH0590275A JP3250087A JP25008791A JPH0590275A JP H0590275 A JPH0590275 A JP H0590275A JP 3250087 A JP3250087 A JP 3250087A JP 25008791 A JP25008791 A JP 25008791A JP H0590275 A JPH0590275 A JP H0590275A
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JP
Japan
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region
concentration
conductivity type
semiconductor layer
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP3250087A
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English (en)
Inventor
Yutaka Hosomi
裕 細見
Kazuhiro Yoshitake
和広 吉武
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Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
Original Assignee
Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブレークダウン時に流れる大電流を制限して
耐圧を向上させたIC内のトランジスタを提供する。 【構成】 低濃度一導電型半導体基板1にコレクタ領域
となる低濃度他導電型半導体層2を積層・形成して上記
基板1と半導体層2との間に層状に、且つ、並べて高濃
度他導電型第1、第2埋め込み拡散領域6、7を形成す
ると同時に、第1、第2埋め込み拡散領域6、7の間で
半導体層2内に高濃度他導電型オートドーピング領域8
を形成する。次に、絶縁分離領域4、4と同時に、前記
高濃度他導電型オートドーピング領域8の上方の半導体
層2内に高濃度一導電型のトランジスタ電流制限用ゲー
ト領域9を形成する。そして、半導体層2にベース、エ
ミッタ領域B、Eを形成し、ゲート領域9を介してベー
ス領域Bに並んでコレクタ引き出し領域Cを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置とその製造方
法に関し、詳しくはIC内に形成され、ブレークダウン
時に流れる電流を制限するようにしたトランジスタとそ
の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】 IC内に形成したトランジスタの一例
を図3を参照して示すと、図において(1)はP+型半
導体基板、(2)は半導体基板(1)にエピタキシャル
成長にて 積層・形成したコレクタ領域となるN-型半導
体層、(B)は半導体層(2)の 表面よりP+型不純物
を選択拡散して形成したベース領域、(E)はベース領
(B)の表面よりN+型不純物を選択拡散して形成し
たエミッタ領域、(C)は半導体層(2)の表面よりベ
ース領域(B)に並んでN+型不純物を選択拡散し て形
成したコレクタ引き出し領域、(3)は半導体基板
(1)と半導体層(2)の間にN+型不純物を層状に埋
め込んで形成した埋め込み拡散領域、(4)はベ ース及
びコレクタ引き出し領域(B)(C)を含む素子形成領
域の周部にP+ 不純物を選択拡散して形成した絶縁分
離領域、(5)は半導体層(2)の表面に形成した酸化
膜、(Te)(Tb)(Tc)は酸化膜(5)の窓開け
部を介して半導体層(2)の表面に形成した電極であ
る。
【0003】上記構成においてトランジスタ電流(コレ
クタ電流)(Ic)はエミッタ領域(E)から半導体層
(2)に縦に流れ、埋め込み拡散領域(3)を横に流れ
た後、再び半導体層(2)からコレクタ引き出し領域
(C)へ縦に流れる。そうすると、埋め込み拡散領域
(3)の直列抵抗が小さいため埋め込み拡散領域(3)
を流れることにより電圧降下が減少する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする課題
は、図4(a)に示すように、IC内でトランジスタ
(Qo)がブレークダウンした際、外部回路で決まるパ
ワーになるまでコレクタ電流(Ic)が流れるため、大
電流が流れてトランジスタ(Qo)が破壊したり、配線
が溶断することがある点である。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、低濃度一導電
型半導体基板に積層・形成したコレクタ領域となる低濃
度他導電型半導体層と、上記半導体層表面より高濃度一
導電型不純物を選択拡散して形成したベース領域と、上
記ベース領域表面より高濃度他導電型不純物を選択拡散
して形成したエミッタ領域と、上記基板と半導体層との
間に高濃度他導電型不純物を層状に、且つ、並べて埋め
込んで形成した第1、第2埋め込み拡散領域と、上記第
1、第2埋め込み拡散領域の間で上記半導体層内に形成
した高濃度他導電型オートドーピング領域と、上記オー
トドーピング領域上方の半導体層内にその表面より高濃
度一導電型不純物を選択拡散して形成したトランジスタ
電流制限用ゲート領域と、上記半導体層表面より高濃度
他導電型不純物を選択拡散すると共に、上記ゲート領域
を介してベース領域に並んで形成したコレクタ引き出し
領域と、上記ベース及びコレクタ引き出し領域を含む素
子形成領域の周部に高濃度一導電型不純物を選択拡散し
て形成した絶縁分離領域とを具備したことを特徴とし、
又、電圧を印加したゲート領域を具備したことを特徴と
する。
【0006】その製造方法は、低濃度一導電型半導体基
板に高濃度他導電型不純物を選択拡散した後、基板表面
にエピタキシャル成長にて低濃度他導電型半導体層を積
層・形成し、上記基板と半導体層との間に高濃度他導電
型不純物を層状に、且つ、並べて埋め込んで第1、第2
埋め込み拡散領域を形成すると共に、上記エピタキシャ
ル成長時に第1、第2埋め込み拡散領域の間に他導電型
不純物が飛散して上記半導体層内にオートドーピング領
域を形成する工程と、高濃度一導電型不純物を選択的に
同時拡散してゲート領域と絶縁分離領域とを同時形成す
ると共に、ゲート領域の拡散深さを前記オートドーピン
グ領域にて阻止して半導体層内に残した状態で形成する
工程とを含むこと特徴とする。
【0007】
【作用】ゲート領域と半導体基板とで電界効果トランジ
スタを形成し、第1埋め込み拡散領域から第2埋め込み
拡散領域へトランジスタ電流が流れる際、ゲート領域と
半導体基板の間に挟まれた半導体層内でその電流を制限
する。
【0008】
【実施例】本発明の実施例を図1、図2及び図4(b)
を参照して以下に説明する。まず図1は本発明に係るト
ランジスタ(Q)の側断面図を示し、図3に示す部分と
同一部分には同一参照符号を付してその説明を省略す
る。同図において(6)(7)は第1、第2埋め込み拡
散領域、(8)はオートドーピング領域、(9)はゲー
ト領域である。上記第1、第2埋め込み拡散領域(6)
(7)は、半導体基板(1)と半導体層(2)との間に
+型不純物(As)を層状に、且つ、狭い間 隔をもっ
て並べて埋め込んで形成する。オートドーピング領域
(8)は、第1、第2埋め込み拡散領域(6)(7)の
間で半導体層(2)内に形成したN+型不 純物領域であ
る。ゲート領域(9)は、オートドーピング領域(8)
上方の半導体層(2)内にその表面よりP+型不純物
(B)を選択拡散して形成し、P-型半導体基板(1)
とで電界効果トランジスタを形成してなり、通常、電圧
を印加しておき、後述するように、トランジスタ電流
(Ic)を制限する。そして、ゲート領域(9)を介し
てベース領域(B)に並んでコレクタ引き出し領域
(C)を形成する。
【0009】上記構成に基づき本発明の動作を次に説明
する。まず上述したように、ゲート領域(9)に正電圧
を印加した状態で各電極(Te)(Tb)(Tc)に給
電すると、まずエミッタ領域(E)から半導体層(2)
を経て第1埋め込み拡散領域(6)へトランジスタ電流
(Ic)が流れる。そこで、第1埋め込み拡散領域
(6)からオートドーピング領域(8)を通って第2埋
め込み拡散領域(7)へ流れる際、オートドーピング領
域(8)はゲート領域(9)と半導体基板(1)とに挟
まれているため、その領域では流れが制限される。その
ため、図4(b)に示すように、トランジスタ(Q)が
ブレークダウンしても、トランジスタ電流(コレクタ電
流)(Ic)は一定値(Ico)まで上昇した時点で抑
制される。そして、更にコレクタ・エミッタ間電圧(V
ce)を大きくしていくと、一定の電圧(Vd)に達し
た時、再びブレークダウンして大電流のコレクタ電流
(Ic)が流れる。
【0010】上記トランジスタ(Q)の等価回路を図2
を参照して示すと、トランジスタ(Qa)のコレクタ
(Ca)を電界効果トランジスタ(Qb)のソース
(S)に接続してドレイン(D)よりコレクタ(C)を
引き出してなる。
【0011】次に、上記トランジスタ(Q)の特にオー
トドーピング領域(8)とゲート領域(9)の製造方法
を説明する。まず半導体基板(1)の相異なる2領域に
+ 型不純物を選択拡散した後、基板表面にエピタキシ
ャル成長にてN-型半導体層 (2)を積層・形成する。
そうすると、エピタキシャル成長時にN+型不純物の
散領域が半導体基板(1)及びエピタキシャル成長層内
にも拡散して半導体層(2)と半導体基板(1)の間に
+型不純物が層状に、且つ、並べて埋め込ま れ、第
1、第2埋め込み拡散領域(6)(7)を形成する。
又、エピタキシャル成長時に第1、第2埋め込み拡散領
域(6)(7)から外方拡散(アウトディフュージョ
ン)したN型不純物が、第1、第2埋め込み拡散領域
(6)(7)の間にオートドーピングして、半導体層
(2)内にオートドーピング領域(8)を形成する。こ
の時、エピタキシャル成長に先立って実施されるベーパ
エッチング時に半導体基板(1)のエッチング量と第
1、第2埋め込み拡散領域(6)(7)の距離とでオー
トドーピング(飛散量)を制御する。そして、P+型不
純物を半 導体層(2)の表面より選択的に同時拡散し
てゲート領域(9)と絶縁分離領域(4)とを同時形成
すると、ゲート領域(9)の深さはオートドーピング領
域(8)の濃度が高く、且つ、第1、第2埋め込み拡散
領域(6)(7)の距離を狭くすることにより拡散が阻
止されて半導体層(2)内に残った状態で形成される。
【0012】尚、各不純物の導電型をそれぞれ反対にし
ても同様である。
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、IC内のトランジスタ
にゲート領域を形成して電界効果トランジスタを設けて
トランジスタ電流を制限したから、トランジスタのブレ
ークダウン時に流れる大電流が抑制され、耐圧が向上す
る。又、上記ゲート領域の下方に予め形成したオートド
ーピング領域にて拡散を阻止することにより、ゲート領
域を絶縁分離領域と同時形成することが出来、簡便に製
造される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体装置の実施例を示す要部側
断面図である。
【図2】図1に示す半導体装置の等価回路図である。
【図3】従来の半導体装置の一例を示す要部側断面図で
ある。
【図4】(a)は従来の半導体装置のコレクタ電流−コ
レクタ・エミッタ間電圧特性を示すグラフである。
(b)は本発明に係る半導体装置のコレクタ電流−コレ
クタ・エミッタ間電圧特性を示すグラフである。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 半導体層 4 絶縁分離領域 6 第1埋め込み拡散領域 7 第2埋め込み拡散領域 8 オートドーピング領域 9 ゲート領域 E エミッタ領域 B ベース領域 C コレクタ引き出し領域

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 低濃度一導電型半導体基板に積層・形成
    したコレクタ領域となる低濃度他導電型半導体層と、上
    記半導体層表面より高濃度一導電型不純物を選択拡散し
    て形成したベース領域と、上記ベース領域表面より高濃
    度他導電型不純物を選択拡散して形成したエミッタ領域
    と、上記基板と半導体層との間に高濃度他導電型不純物
    を層状に、且つ、所定間隔をもって並べて埋め込んで形
    成した第1、第2埋め込み拡散領域と、上記第1、第2
    埋め込み拡散領域の間で上記半導体層内に形成した高濃
    度他導電型オートドーピング領域と、上記オートドーピ
    ング領域上方の半導体層内にその表面より高濃度一導電
    型不純物を選択拡散して形成したトランジスタ電流制限
    用ゲート領域と、上記半導体層表面より高濃度他導電型
    不純物を選択拡散すると共に、上記ゲート領域を介して
    ベース領域に並んで形成したコレクタ引き出し領域と、
    上記ベース及びコレクタ引き出し領域を含む素子形成領
    域の周部に高濃度一導電型不純物を選択拡散して形成し
    た絶縁分離領域とを具備したことを特徴とする半導体装
    置。
  2. 【請求項2】 電圧を印加したゲート領域を具備したこ
    とを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 低濃度一導電型半導体基板に高濃度他導
    電型不純物を選択拡散した後、基板表面にエピタキシャ
    ル成長にて低濃度他導電型半導体層を積層・形成し、上
    記基板と半導体層との間に高濃度他導電型不純物を層状
    に、且つ、所定間隔をもって並べて埋め込んで第1、第
    2埋め込み拡散領域を形成すると共に、上記エピタキシ
    ャル成長時に第1、第2埋め込み拡散領域の間に高濃度
    他導電型不純物が飛散して上記半導体層内にオートドー
    ピング領域を形成する工程と、高濃度一導電型不純物を
    選択的に同時拡散してゲート領域と絶縁分離領域とを同
    時形成すると共に、ゲート領域の拡散深さを前記オート
    ドーピング領域にて阻止して半導体層内に残した状態で
    形成する工程とを含むこと特徴とする請求項1記載の半
    導体装置の製造方法。
JP3250087A 1991-09-30 1991-09-30 半導体装置及びその製造方法 Pending JPH0590275A (ja)

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