JPH0638476B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH0638476B2
JPH0638476B2 JP59232870A JP23287084A JPH0638476B2 JP H0638476 B2 JPH0638476 B2 JP H0638476B2 JP 59232870 A JP59232870 A JP 59232870A JP 23287084 A JP23287084 A JP 23287084A JP H0638476 B2 JPH0638476 B2 JP H0638476B2
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    • H10D84/673Vertical complementary BJTs

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  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はnpnトランジスタとpnpトランジスタとを
それぞれ具備する半導体装置に関する。
従来の技術 従来、この種の半導体装置として、バイポーラICが知
られている。このバイポーラICを構成する素子として
は、通常npnトランジスタが主として用いられ、回路
構成上混用すると有利な場合にはnpnトランジスタが
併用されている。このpnpトランジスタには、動作方
向が基板表面と平行な横形pnpトランジスタ(または
ラテラルpnpトランジスタ)と、動作方向が基板表面
と垂直な縦形トランジスタ(またはサブpnpトランジ
スタ)とがある。
これらのnpnトランジスタ、横形pnpトランジスタ
及び縦形pnpトランジスタを同時に用いたバイポーラ
ICは、従来例えば第5A図〜第5C図に示すような方
法により製造されている。すなわち、まず第5A図に示
すように、p型シリコン基板1にn+型の埋込層2,3を
形成し、次いでこのp型シリコン基板1上にn型のシリ
コンエピタキシヤル層4を形成した後、このシリコンエ
ピタキシヤル層4中にp型シリコン基板1にまで達する
p+型の分散拡散領域5を形成する。次に第5B図に示す
ように、上記シリコンエピタキシヤル層4にnpnトラ
ンジスタ用のp型のベース領域7と、縦形pnpトラン
ジスタ用のp型のエミツタ領域8及びコレクタ取出し領
域9と、横形pnpトランジスタ用のp型のエミツタ領
域10及びコレクタ領域11とをそれぞれ形成する。次
に第5C図に示すように、シリコンエピタキシヤル層4
にnpnトランジスタ用のn+型のエミッタ領域12及び
コレクタ取出し領域13と、縦形pnpトランジスタ用
のn+型のベース取出し領域14と、横形pnpトランジ
スタ用のベース取出し領域15とをそれぞれ形成する。
この後、上記各領域7〜15に電極(図示せず)を形成
して、バイポーラICを完成させる。
このようにして製造される第5C図に示すバイポーラI
Cにおいては、エミツタ領域12と、ベース領域7と、
このベース領域7と埋込層3との間のシリコンエピタキ
シヤル層4から成るコレクタ領域16とでnpnトラン
ジスタ17が構成されている。またエミツタ領域8と、
このエミツタ領域8の下方のシリコンエピタキシヤル層
4から成るベース領域18と、上記エミツタ領域8の下
方のp型シリコン基板1から成るコレクタ領域19とで
縦形pnpトランジスタ20が構成されている。さらに
エミツタ領域10と、コレクタ領域11と、これらのエ
ミツタ領域10及びコレクタ領域11間のシリコンエピ
タキシヤル層4から成るベース領域21とで横形pnp
トランジスタ22が構成されている。なお縦形pnpト
ランジスタ20の下方に埋込層を設けていないのは、直
流電流増幅率hFEを得るためである。
上述の第5C図に示すバイポーラICは次のような欠点
を有している。すなわち、低電圧、高速バイポーラIC
を得るためには、シリコンエピタキシヤル層4の厚さを
1〜2μm程度に薄くする必要があるが、このようにシ
リコンエピタキシヤル層4を薄くすると横形pnpトラ
ンジスタ22のhFEが低下してしまうので、これを防止
するためにはベース幅Wを小さく設計する必要がある。
しかしながら、Wを例えば2μm程度に小さくすると、
コレクタ・エミツタ間でパンチスルーが起きてしまうと
いう欠点がある。同様に縦形pnpトランジスタ20
も、シリコンエピタキシヤル層4が薄くなると縦方向に
パンチスルーが起きてしまうという欠点がある。
発明が解決しようとする問題点 本発明は、上述の問題にかんがみ、従来のパイポーラI
C等の半導体装置が有する上述のような欠点を是正した
半導体装置を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段 本発明に係る半導体装置は、npnトランジスタ(例え
ばnpnトランジスタ17)とpnpトランジスタ(例
えば横型pnpトランジスタ22及び縦型pnpトラン
ジスタ20)とをそれぞれ具備する半導体装置(例えば
バイポーラIC)において、半導体基板(例えばp型シ
リコン基板1)上にn型エピタキシャル層(例えばシリ
コンエピタキシャル層4)を設けると共に、上記n型エ
ピタキシャル層中に上記npnトランジスタを設け、更
に、上記n型エピタキシャル層よりも高いn型不純物濃
度を有するn型半導体領域(例えばn型領域26、2
7)を上記n型エピタキシャル層中に直接設けると共
に、上記n型半導体領域中に上記pnpトランジタを設
けている。
また、上記npnトランジスタは横形pnpトランジス
タであることが好ましい。
また、上記n型不純物濃度は、1×1016cm-3以上〜
1×1017cm-3以下の範囲であることが好ましい。
実施例 以下本発明に係る半導体装置をバイポーラICに適用し
た一実施例につち図面に基づいて説明する。なお以下の
第1A図〜第1D図においては、第5A図〜第5C図と
同一部分には同一の符号を付し、必要に応じてその説明
を省略する。
まず本実施例によるバイポーラICの製造方法につき説
明する。
第1A図に示すように、まずp型シリコン基板1にヒ素
(As)、アンチモン(Sb)等のn型の不純物を高濃度に拡散
させてn+型の埋込層2,3を形成した後、p型シリコン
基板1上に例えば厚さが2μmで比抵抗ρが1Ωcmのn
型のシリコンエピタキシヤル層4を形成する。次にこの
シリコンエピタキシヤル層4の表面にSiO2膜24を形成
した後、このSiO2膜24を介してこのシリコンエピタキ
シヤル層4中にAs等のn型不純物を設定条件で選択的に
イオン注入する(シリコンエピタキシヤル層4中の注入
不純物をOで表す)。
次に、第1B図に示すように、SiO2間24の所定部分を
エツチング除去して開口24a〜24dを形成した後、
これらの開口24a〜24dを通じでp型不純物、例え
ばホウ素(B)をシリコンエピタキシヤル層4中に拡散さ
せて、p型シリコン基板1にまで達するp+型の分離拡散
領域5を形成する。この分離拡散領域5を形成するため
の熱処理の際には、シリコンエピタキシヤル層4中の上
記注入不純物が深さ方向に拡散されると共に電気的に活
性化される。その結果、シリコンエピタキシヤル層4中
にこのシリコンエピタキシヤル層4の不純物濃度よりも
高く、また後述のnpnトランジスタ17のベース領域
7の不純物濃度よりも低い不純物濃度、例えば5×10
16cm-3程度のn型領域26〜28を形成する。この後、
SiO2膜24をエツチング除去する。
次に第1C図に示すように、上記n型領域26中にそれ
ぞれp型のコレクタ領域11及びエミツタ領域10を、
上記n型領域27中にp型のエミツタ領域8を、また上
記シリコンエピタキシヤル層4中にp型ベース領域7を
形成する。この後、上記ベース領域7にp+型のグラフト
・ベース領域29を、また上記エミツタ領域8,10に
それぞれp+型領域30,31を形成する。
次に第1D図に示すように、n型領域26〜28にそれ
ぞれn+型のベース取出し領域15,14、コレクタ取出
し領域13をそれぞれ形成すると共に、ベース領域7中
にn+型のエミツタ領域12を形成した後、各領域9,1
1〜15,29〜31にそれぞれ電極(図示せず)を形
成して、目的とするバイポーラICを完成させる。
上述のようにして製造された第1D図に示すパイポーラ
ICにおける横形pnpトランジスタ22の動作周波数
fTとコレクタ電流ICとの関係をベース幅Wをパラメータ
として第2図に示す。またこの横形pnpトランジス2
2の直流電流増幅率hFE及びコレクタ・エミツタ間耐圧
CEOとベース幅Wとの関係を第3図に示す。
この第3図から明らかなように、W=2μmにすると、
従来ではVCEOが5V以下となつてパンチスルーが起き
てしまうのに対して、本実施例によればhFEをあまり低
下させることなくVCEOを10V程度と従来に比べて高
くすることができる。このため、第2図から明らかなよ
うに、50〜60MHz程度の地のfTを得ることができ
る。
次に上述の実施例によるバイポーラICにおける縦形p
npトランジスタ20のfTとICとの関係を第4図に示
す。この第4図から明らかなように、従来のバイポーラ
ICにおける縦形pnpトランジスタ20においてもパ
ンチスルーが起きない厚さ(5μm以上)のシリコンエ
ピタキシヤル層4を用いた場合には20MHz程度の地の
fTしか得られないのに対して、本実施例によれば、厚さ
2μmのシリコンエピタキシヤル層4を用いることによ
り10MHz程度の値のfTを得ることができ、しかもV
CEOを15V以上とすることができる。
このように、上述の実施例によれば、シリコンエピタキ
シヤル層4の厚さを例えば2μmと極めて薄くした場合
においても、横形pnpトランジスタ22及び縦形pn
pトランジスタ20のVCEOを十分に高くすることがで
きるので、パンチスルーを起こすことなく従来に比べて
極めて高いfTを得ることができる。このようにパンチス
ルーが起きるのを防止することができるのは、次のよう
な理由による。すなわちシリコンエピタキシヤル層4中
にこのシリコンエピタキシヤル層4よりも不純物濃度の
高いn型領域26,27を形成し、これらのn形領域2
6,27中にそれぞれ横形pnpトランジスタ22及び
縦形pnpトランジスタ20を形成しているので、コレ
クタ・ベース間の接合における空乏層のベース側への広
がりを不純物濃度が高い分だけ従来に比べて小さくする
ことができるためである。
以上本発明を実施例につき説明したが、本発明は上述の
実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想
に基づく種々の変形が可能である。例えば、上述の実施
例においてはn型領域26〜28の不純物濃度を5×1
16cm-3としたが、必要に応じて不純物濃度をこれより
も高くすることも低くすることも可能である。しかし、
パンチスルーを効果的に防止すること等のためには、1
×1016〜1×1017cm-3の範囲の不純物濃度とするの
が好ましい。
発明の効果 本発明に係る半導体装置によれば、半導体基板上に設け
られているn型エピタキシヤル層中にnpnトランジス
タを設けると共に、上記n型エピタキシヤル成長層中に
設けられかつこのn型エピタキシヤル層よりも不純物濃
度の高いn型半導体領域中にpnpトランジスタを設け
ているので、n型エピタキシヤル層を薄くした場合にお
いてもpnpトランジスタのパンチスルーが起きるのを
防止することが可能であり、従つて高速動作の半導体装
置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1A図〜第1D図は本発明の一実施例によるバイポー
ラICの製造方法の一例を工程順に示す断面図、第2図
は横形pnpトランジスタの動作周波数fTとコレクタ電
流ICとの関係をベース幅Wをパラメータとして示すグラ
フ、第3図は横形pnpトランジスタの直流電流増幅率
hFE及びコレクタ・エミツタ間耐圧VCEOとベース幅Wと
の関係を示すグラフ、第4図は縦形pnpトランジスタ
の動作周波数fTとコレクタ電流ICとの関係を示すグラ
フ、第5A図〜第5C図は従来のバイポーラICの製造
方法を工程順に示す断面図である。 なお図面に用いた符号において、 1……p型シリコン基板 4……シリコンエピタキシヤル層 5……分散拡散領域 7,8,21……ベース領域 8,10,12……エミツタ領域 11,16,19……コレクタ領域 17……npnトランジスタ 20……縦形pnpトランジスタ 22……横形pnpトランジスタ 26,27,28……n型領域 である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】npnトランジスタとpnpトランジスタ
    とをそれぞれ具備する半導体装置において、 半導体基板上にn型エピタキシャル層を設けると共に、 上記n型エピタキシャル層中に上記npnトランジスタ
    を設け、 更に、上記n型エピタキシャル層よりも高いn型不純物
    濃度を有するn型半導体領域を上記n型エピタキシャル
    層中に直接設けると共に、 上記n型半導体領域中に上記pnpトランジスタを設け
    たことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】上記pnpトランジスタは横形pnpトラ
    ンジスタであることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    に記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】上記n型不純物濃度は、1×1016cm-3
    以上〜1×1017cm-3以下の範囲であることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項に記載の半導体装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6768183B2 (en) * 2001-04-20 2004-07-27 Denso Corporation Semiconductor device having bipolar transistors

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1520515A (fr) * 1967-02-07 1968-04-12 Radiotechnique Coprim Rtc Circuits intégrés comportant des transistors de types opposés et leurs procédésde fabrication
JPS5710964A (en) * 1980-06-25 1982-01-20 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device
EP0093304B1 (en) * 1982-04-19 1986-01-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor ic and method of making the same
JPS58212159A (ja) * 1982-06-02 1983-12-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体集積回路装置の製造方法

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GB2167231A (en) 1986-05-21
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FR2572850A1 (fr) 1986-05-09
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