JPS58123762A

JPS58123762A - 半導体装置

Info

Publication number: JPS58123762A
Application number: JP57005661A
Authority: JP
Inventors: Kenji Azetsubo; 畦坪　憲二; Hidekatsu Ito; 伊藤　秀克; Fumio Tobioka; 飛岡　文夫
Original assignee: Toshiba Corp; Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1982-01-18
Filing date: 1982-01-18
Publication date: 1983-07-23

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。

Description

【発明の詳細な説明】発明の技術会費本発明は、ダーりントントランジスタからなる半導体装
置に関する。

発明の技術的前景とその問題点メサ蓋ダーりントントランジスタからなる半導体装置は
、通常、第１図（転）に示す如き回路を有している。図
中１は、ＮＰＮＩＩ）ランジスタからなるドライブ段素
子である。ドライブ段素子１のエミッタは出力段素子ｌ
のベースに抵抗体１．４を介して接続されている。なお
、図中５は、保−ダイオードである。また、同図体）は
。

騙−ダイオードを省略した一路図である。この半導体装
置！の構造は、第２図（転）乃至同図（Ｃ）に示す通り
である。第２図（２））は、同図（４）のＢ−Ｂ線に沿
う断面図、同図（Ｃ）は、同図（社）のＣ−Ｃ線に沿う
断面図である。図中１０は、Ｎｌｌのコレクタ層であり
。コレクタ層１０上には、Ｐ型のベース層１１が形成さ
れている。ベース層１１の所定領域には、ドライブ段の
Ｎｌｌエミッタ１２とこれと所定間隔を設けて出力段の
Ｎ型エミッタ１１が形成されている。ベース層１１には
、これらのエミッタ１１．１１が形成された素子領域を
囲むようにしてコレクタ層１０に達するメサ溝１４が形
成されている。メサ溝１４には、保＠ｆｉｒｓが形成さ
れている。また、ベース層ｌｌ上には、ドライブ段ベー
ス電極１６が形成されている。ドライブ段のＮｌｌエミ
ッタ１Ｘ上には、ベース層ｌｌ上に跨がるようにしてド
ライブ段エミッタ電極１１が形成されており、出力段の
Ｎ型エミッタｌＪ上には、ベース層１１上に跨がるよう
にして出力段エミッタ電極１８が形成されている。また
、ベース層１１の露出表面には、酸化膜１９が形成され
ている。

このように構成された半導体装置１では、ドライブ段の
ベース層１１とエミツタ層１２間の抵抗体３は、通常ベ
ース層１１の拡散抵抗を３次元的に利用して形成されて
いる。しかしながら、この抵抗値が低すぎると直流電流
増幅器（ｈＦＩｅ）が低下する。これを防止するために
抵抗体３の抵抗値をなるべく高い値に設定する必要があ
る。このためベース層１．□（１のうち表面だけの低抵
抗領域は、できるだけ抵抗体１の形成には用いず、また
、ドライブ段のベース層１１と出力段のベース層１１間
の電流通路の形状をメサ溝１４によって規制して抵抗値
を設定している。つまり、ドライブ段のベース層１１と
エミツタ層１２の所定領域を狭めるようにメサ溝１４の
延出部１４ａを設けることによって、抵抗体３をエミツ
タ層Ｉ２の直下のベース層ＩＩで形成している。

しかしながら、ダーリントントランジスタは、エミッタ
とベース間をショートする配線箇所を有しており、Ｎ型
エミッタ、２Ｍベース、Ｎ型コレクタ接合が露出するよ
うにメサ溝１４を形成した上述の構造のものでは、エミ
ッタ、ベース間ショートによってベース・コレクタ間逆
耐圧（ＶｃＢｏ淀劣化する欠点がある。この欠点を解消
するために、第３図（４）乃至同図（Ｑに示す如く、抵
抗体形成領域上に絶縁膜２５を形成し、この絶縁膜２５
上にドライブ段のベース層１１と工□・（ミッタ層ＩＳを接続するように電極ｚ６を形成した半導
体装置ｓｒも製造されているが、絶縁ｇｘｉ上に電極２
６を形成するため絶縁膜２５の濃厚による段差が生じ、
電極配線に断切れが生じるという致命的な欠点がある。

なお、第３図（Ｂ）は、同図（３）のＢ−Ｂ線に沿う断
面図、同図％Ｃ）は、同図（Ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面
図である。

また、第２図（４）乃至同図（Ｑに示す半導体装雪見と
同一部分については、同一符号を付している。

発明の目的本発明は、ドライブ段素子のベース・コレクタ間逆耐圧
を向上させ、しかも電極配線の断切れ防止を図った半導
体装置を提供することをその目的とするものである。

発明の概要本発明は、ドライブ段のベース長にメサ溝の延出部に臨
むように不純物領域を形成してドライブ段素子のベース
・エミッタ間の抵抗値を高くシ、ドライブ段素子のベー
ス・コレクタ間逆耐圧を向上させ、かつ、ドライブ段の
ベース層エミツタ層上に直接電極配線を設けることによ
りその断線を防止した半導体装置である。

発明の実施例第４図囚は、本発明の一実施例の概略構成を示す説明図
、同図ＣＢ）は、同図（４）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、
同図（Ｃ）は、同図（転）のＣ−Ｃ線に沿う断面図であ
る。図中ｇｏは、Ｎ型のコレクタ層である。コレクタ層
ＪＯ上には、ドライブ段素子と出力段素子のベースとな
るＰＩｌのベース層１１が形成されている。ベース層３
１には、ドライブ段のＮｌｌエミツタ層３ｚとこれと所
定間隔を設けて出力段のＮｌｌエミツタ層３３が形成さ
れている。ベース層Ｊ１には、ξれらのエミツタ層ｓｚ
、ｓｓが形成された素子領域を囲むようにしてコレクタ
層１０に達するメサ溝３４が形成されている。メサ溝３
４は、ドライブ段のベース層Ｓ１とエミツタ層３２を狭
めるように延出した延出部３４ｍを有している。ドライ
ブ段のベース層３１内には、この延出部３４１に臨むよ
うにして、かつ、エミツタ層３ｚと所定間隔を設けてＮ
型の不純物領域３５が形成されている。メサ溝ｊ４には
、保護膜３６が形成されている。ベース層１１上の所定
領域には、ドライブ段ベース電極Ｊ１が形成されている
。

ドライブ段のエミツタ層３２上には、ベース層３１上に
跨がるようにしてドライブ段エミッタ′−極３ａが形成
されている。出力段のエミツタ層３３上には、出力段エ
ミッタ電極１りが形成されている。Ｎ型の不純物領域Ｓ
Ｓ、ベース層１ノ、及びエミッタ層３２．　ｊ３の露出
表面には、絶縁膜４０が形成されている〇このように構成された半導体装置４１では、ドライブ段
のエミツタ層３２とベース層３１を接続するドライブ段
エミッタ電極３８は、直接エミツタ層３２及びベース層
ｓｌ上に形成されているので、断切れすることはない。

また、ドライブ段のベース入力部となる箇所にドライブ
段ベース電極３１が設けられ、出力段のエミツタ層３３
上には、ベース層３１とショット状態になる出力段エミ
ッタ電極３ｇが設けられているので、ドライブ段ベース
電極３１とドライブ段エミッタ電極３８によりドライブ
段素子のベース・エミッタ間の抵抗値は、エミツタ層１
２の直下に形成される抵抗と、不純物領域３５とエミッ
タ層Ｊｚ間の表面領域に形成される抵抗と、不純物領域
３５下に形成される抵抗の和になる。而して、エミツタ
層３２と不純物領域３５間の表面領域に形成される抵抗
Ｒは、見工×抵抗率で決定され、幅は写真蝕刻技術に幅よって自由に設定できる。その結果、ドライブ段のベー
ス・エミッタ間の抵抗値を大きい値に設定して、ベース
・コレクタ間逆耐圧を向上させることができる。

因に、このように構成された半導体装置（人では、ドラ
イブ段ベース電極３１、ドライブ段エミッタ電極３＃及
び出力段エミッタ電極３９等の電極配線の形成的後にお
けるベース・コレクタ間逆耐圧は、第５図に示す如く、
はば等Ｘ安定した素子特性を示すが、第６図に示す如く
、従来の半導体装置では、電極配線の形成後の方が形成
前よりも大きくなって安定した素子特性は得られないこ
とが判る。

次に、実施例の半導体装置の製造方法を第７図国乃至同
図（２））を参照して説明する。

先ず、第７図（４）に示す如＜、Ｎ型半導体基板中に所
定の拡散深さでｐｍ不純物を拡散せしめて、Ｎ型のコレ
クタ層１０上にＰ型のベース層３１が積層された基体を
得る。次いで、ベース層３１の所定領域にＮｌｉ不純物
を選択拡散して、ドライブ段素子を構成するエミツタ層
１ｚと、後述するメサ溝３４に臨むように配置される不
純物領域３５と出力段のエミッタ１−１３となる不純物
領域３５ａを形成する。

次いで、ベース層３１％エミッタ層１２、不純物領域３
５１の表面を覆う絶縁＄４０を形成した後、同図（ＩＩ
）に示す如く、不純物領域３５ａのメサ溝形成予定領域
に対応する絶縁＄　４　ｏの部分に、写真蝕刻法により
窓４０ａを形成し、この絶縁膜４０をマスクにしてベー
ス層３１及びエミツタ層３２を狭める延出部３４ｍを有
すのメサ溝３４を形成する。ここで、メサ溝３４の深さ
は、所望のベース・コレクタ間逆耐圧が得られるように
、適宜設定する。

次いで、同図（Ｃ）に示す如く、絶縁膜４０をマスクに
してメサ溝３４内にパンシベーションの作用を果す保護
膜３６を低融点ガラス等により形成する。

次いで、同図の）に示す如く、ドライブ段ベース電極１
７、ドライブ段エミッタ電極３８、及び出力段エミッタ
電極１ｇを形成するための窓４０ｂを絶縁膜４０の所定
領域に開口する。この時、メサ溝ｊ４に臨む不純物領域
３５上の絶縁＠ｉｓは除去しないようにする。

然る後、同図（ト）に示す如く、ドライブ段ベース電極
３１、ドライブ段エミッタ電極３８、及び出力段エミッ
タ電極３ｇを形成して半導体装置４１を得る。

発明の詳細な説明した如く、本発明に係る半導体装置の製造方法に
よれば、ドライブ段素子のベース・コレクタ間逆耐圧を
向上させ、しかも、電極配線の断切れ防止を達成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（４）及び同図体）は、ダーリントントランジス
タからなる半導体装置の回路図、第２図（４）は、同装
置の概略構成を示す平面図、同図（８）は。同図（４）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、同図値）は、同図
（へ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図、第３図（４）は、他の
従来の半導体装置の平面図、同図（Ｂ）は、同図（４）
のト１線に沿う断面図、同図値）は、同図（ト）のＣ−
Ｃ線に沿う断面図、第４図（４）は、本発明の一実施例
の概略構成を示す平面図、同図（Ｂ）は、同図（４）の
Ｂ−Ｂ線に沿う断面図、同図値）は、同図（４）のＣ−
Ｃ線に沿う断面図、第５図及び第６図は、電極配線の形
成前後のベース・コレクタ間逆耐圧を示す特性図、第７
図（４）乃至同図（鶴は、実施例の半導体装置の製造工
種を示す説明図である。１０・・・コレクタＲ，Ｉｔ１・・・ベース層、３２・
・・エミッタ層、３３・・・エミツタ層、ｊ４・・・メ
サ瓢Ｊ　４　ｍ　・・・延出部、ｓ　ｓ−・・不ＩＭ−
領域、＃＃−・・保護膜、１１・・・ドライブ段ベース
電極、３８・・・ドライブ段エミッタ電極、３９−・・
出力段ヱミツター極、４０−・・絶縁膜、４０　ｍ　、
　４０　ｂ　・ｅ＊窓、Ｌｌ・・・半導体装置。出願人代理人　弁理士　鉤　江　武　彦、・□、、（腎ａａｉ（Ｖ）　　　第６１１１！−一はＺｌ、。、。、

Claims

【特許請求の範囲】

ｌ導電型のコレクタ層上に形成された反対導電型のベー
ス層と、諌ベース層に所定の間隔を設けて形成された反
対導電型のドライブ段エミンタ層と出力段エミツタ層と
、誼ドライブ段エミッタ層の領域を狭める延出部を有し
て前記コレクタ層に達する深さで前記ベース層の周囲を
囲むように穿設されたメサ溝と、前記延出部を囲むよう
に前記ベース層内に形成された反対導電型の不純物領域
と、峻記メサ溝内に形成された保護膜とを臭偏すること
を特徴とする半導体装置。