JP2003243405A - 半導体装置及びその製造方法、半導体集積回路装置 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法、半導体集積回路装置Info
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Abstract
の接合領域の面積のバラツキを低減できるようにすると
共に、電流増幅率等の特性を安定化できるようにする。 【解決手段】 PNPバイポーラトランジスタ50を有
する半導体装置200であって、コレクタとベース間の
実効ベース領域59を有するコレクタ用のP型シリコン
基板51と、実効ベース領域59と接するようにこのシ
リコン基板51の上方に設けられたベース用のN型層5
3Aと、実効ベース領域59を囲むようにシリコン基板
51とこのN型層53Aとの間に設けられたN+埋め込
み層55と、N型層53Aに選択的に設けられたエミッ
タ用のP+拡散層57とを備え、N+埋め込み層55の不
純物濃度は、N型層53Aの不純物濃度よりも濃くなさ
れたものである。コレクタとベース間の実効ベース領域
59を外部ベースとなるN+埋め込み層55で画定でき
る。
Description
ジ電圧から内部回路を保護するための保護素子を搭載し
たBipolar−ICや、BiCMOS−IC等に適
用して好適な半導体装置及びその製造方法、半導体集積
回路装置に関するものである。
半導体層とベース用の反対導電型の第2の半導体層とが
接する接合領域を囲むように、これら両半導体層の間に
反対導電型の第1の不純物拡散層を設け、この第1の不
純物拡散層の不純物濃度を第2の半導体層の不純物濃度
よりも濃くすることによって、バイポーラトランジスタ
の電流増幅率等の特性を安定化できるようにしたもので
ある。また、このバイポーラトランジスタを、サージ電
圧から内部回路を保護するための保護素子として使用で
きるようにしたものである。
るために、種々の静電破壊防止用の保護素子が提案さ
れ、実用化されつつある。例えば、特許公開広報の特開
平11−74468では、保護素子としてバイオーラト
ランジスタを用い、半導体装置の内部回路をサージ電圧
から保護する方法が提案されている。
置120の応用例を示す回路図である。図11に示すよ
うに、この半導体装置120は、内部回路100と、こ
の内部回路100を正(+)のサージ電圧から保護する
ためのPNPバイポーラトランジスタ(TR+正保護素
子)110とを備えている。図11において、このTR
+正保護素子のエミッタは、内部回路100の端子Aと
接続し、コレクタは内部回路100の最高電位端子Vc
cと接続し、ベースは内部回路の最低電位端子Vcom
と接続するようになされている。
0は、TR+正保護素子110を構成するp型の半導体
基板(コレクタ)1と、この半導体基板1上に選択的に
設けられたn型不純物領域(ベース)2と、このn型不
純物領域2内に選択的に設けられたp型不純物領域(エ
ミッタ)10とを備えている。
物領域2から半導体基板1に至る領域に設けられたp+
素子分離領域6と、p型不純物領域10直下のn型不純
物領域2と半導体基板1との間に設けられたn+埋め込
み領域4とを備えている。さらに、このp+素子分離領
域6とn+埋め込み領域4との間に離隔距離Xがとら
れ、TR+正保護素子のベース−コレクタ間の接合領域
が確保されている。
ージ電圧が印加された際には、このサージ電圧による正
電荷を、p型不純物領域(エミッタ)10からn型不純
物領域(ベース)2を通って、p型の半導体基板1(コ
レクタ)へ逃がすことができる。これにより、正のサー
ジ電圧から内部回路100を保護することができる。
る半導体装置120によれば、p+素子分離領域6とn+
埋め込み領域4との間に離隔距離Xがとられ、TR+正
保護素子110のベース−コレクタ間の接合領域が確保
されていた。
子分離領域6とn+埋め込み領域4との合わせズレや、
p+素子分離領域6の拡散深さや拡散幅のバラツキ、そ
して、n型不純物領域(エピタキシャル層)2の厚さの
バラツキを受けてしまうという問題があった。
受けてばらついてしまうと、TR+正保護素子(以下
で、バイポーラトランジスタともいう)110の電流増
幅率等の特性が安定せず、正のサージ電圧から内部回路
100を信頼性良く保護できないおそれがあった。
したものであって、バイポーラトランジスタのコレクタ
とベースとの接合領域の面積のバラツキを低減できるよ
うにすると共に、電流増幅率等の特性を安定化できるよ
うにした半導体装置及びその製造方法、半導体集積回路
装置の提供を目的とする。
ーラトランジスタを有する半導体装置であって、コレク
タとベースとの接合領域を有する該コレクタ用の一導電
型の第1の半導体層と、この第1の半導体層の接合領域
と接するように該第1の半導体層の上方に設けられたベ
ース用の反対導電型の第2の半導体層と、接合領域を囲
むように第1の半導体層とこの第2の半導体層との間に
設けられた反対導電型の第1の不純物拡散層と、第2の
半導体層に選択的に設けられたエミッタ用の一導電型の
第2の不純物拡散層とを備え、第1の不純物拡散層の不
純物濃度は、この第2の半導体層の不純物濃度よりも濃
くなされたことを特徴とする半導体装置によって解決さ
れる。
式と比べて、コレクタとベースとの接合領域を外部ベー
スとなる第1の不純物拡散層で画定でき、当該接合領域
の面積(実効ベース領域の接合面積)のバラツキを低減
できる。
イポーラトランジスタを形成する方法であって、予め、
コレクタ用の一導電型の第1の半導体層に当該コレクタ
とベースとの接合領域を画定しておく工程と、この接合
領域を含む第1の半導体層上にベース用の反対導電型の
第2の半導体層を形成する工程と、この接合領域を囲む
ように第1の半導体層と第2の半導体層との間に、該第
2の半導体層よりも濃い不純物濃度を有した反対導電型
の第1の不純物拡散層を形成する工程と、この第1の不
純物拡散層が形成された第2の半導体層に一導電型の不
純物イオンを選択的に注入して、エミッタ用の第2の不
純物拡散層を形成する工程とを有することを特徴とする
ものである。
ば、従来方式と比べて、外部ベースの形状と接合領域の
形状を、当該外部ベース形成用のマスクの形状で一義的
に定めることができるので、この接合領域の面積のバラ
ツキを低減できる。
端子にエミッタが接続され、電源用の第1の端子にベー
スが接続され、かつ、電源用の第2の端子にコレクタが
それぞれ接続されてサージ電圧から内部回路を保護する
バイポーラ型のトランジスタを有した半導体集積回路装
置であって、このトランジスタは、コレクタとベースと
の接合領域を有する該コレクタ用の一導電型の第1の半
導体層と、この第1の半導体層の接合領域と接するよう
に該第1の半導体層の上方に設けられたベース用の反対
導電型の第2の半導体層と、接合領域を囲むように第1
の半導体層とこの第2の半導体層との間に設けられた反
対導電型の第1の不純物拡散層と、第2の半導体層に選
択的に設けられたエミッタ用の一導電型の第2の不純物
拡散層とを備え、第1の不純物拡散層の不純物濃度は、
第2の半導体層の不純物濃度よりも濃くなされたことを
特徴とするものである。
ば、上述の半導体装置が応用されるので、サージ電圧か
ら内部回路を信頼性高く保護することができる。
発明の実施形態に係る半導体装置及びその製造方法、半
導体集積回路装置について詳しく説明する。 (1)実施形態 図1は本発明の実施形態に係る半導体装置200の構成
例を示す断面図である。この実施形態では、コレクタ用
の一導電型の第1の半導体層に当該コレクタとベースと
の接合領域を画定した後、この接合領域を含む第1の半
導体層上にベース用の反対導電型の第2の半導体層を形
成し、この接合領域を囲むように第1の半導体層と第2
の半導体層との間に、該第2の半導体層よりも濃い不純
物濃度を有した反対導電型の第1の不純物拡散層を形成
して、バイポーラトランジスタのコレクタとベースとの
接合領域の面積のバラツキを低減できるようにすると共
に、電流増幅率等の特性を安定化できるようにしたもの
である。
イポーラトランジスタ50と、複数の個別素子から成る
内部回路(図示せず)等を同一のシリコン基板1に備え
たバイポーラ集積回路である。
の第1の半導体層の一例となるP型のシリコン基板51
を備えている。このシリコン基板51は、PNPバイポ
ーラトランジスタ50のコレクタとして機能するもので
ある。このシリコン基板51に含まれるP型の不純物
は、例えばリンであり、その濃度は5.0E14cm-3
〜5.0E15cm-3程度であるまた、この半導体装置
200は、反対導電型の第2の半導体層の一例となるN
型の単結晶シリコン層(以下で、N型層ともいう)3A
を備えている。この第1のN型層53Aは、PNPバイ
ポーラトランジスタ50のベースとして機能するもので
ある。図1に示すように、このN型層53Aはシリコン
基板51上に選択的に設けられている。このN型層53
Aに含まれるN型の不純物は、例えばリンであり、その
濃度は1.0E15cm-3〜5.0E16cm-3程度で
ある。
電型の第1の不純物拡散層の一例となるN型の埋め込み
層(以下で、N+埋め込み層ともいう)55を備えてい
る。このN+埋め込み層55は、PNPバイポーラトラ
ンジスタ50の外部ベースとして機能するものである。
(コレクタ)51とN型層(ベース)53Aとが接する
接合領域59を囲むように、当該シリコン基板51とN
型層53Aとの間に選択的に設けられている。
不純物濃度は、図1に示すN型層53Aよりも濃くなさ
れている。例えば、このN+埋め込み層55に含まれる
不純物は、ヒ素であり、その濃度は1.0E17cm-3
〜5.0E18cm-3程度である。
間の接合領域59の電位障壁よりも、シリコン基板51
とN+埋め込み層55間の電位障壁の方が高くなされ
る。これにより、このN型層53Aとシリコン基板51
とが接する接合領域10が、PNPバイポーラトランジ
スタ50のコレクタ−ベース間の実際の電流経路とな
る。それゆえ、以下で、このコレクタ−ベース間の接合
領域59を、実効ベース領域59ともいう。
ど、コレクタ−ベース間の電荷の移動は容易となる。例
えば、このPNPバイポーラトランジスタ50のエミッ
タを接地して使用する場合には、この実効ベース領域5
9の面積を拡大することにより、電流増幅率hfe(=
β)を向上できる。
200は、一導電型の第2の不純物拡散層の一例となる
P型の不純物拡散層(以下で、P+拡散層ともいう)5
7を備えている。この第1のP+拡散層57は、PNP
バイポーラトランジスタ50のエミッタとして機能する
ものである。このP+拡散層57は、実効ベース領域5
9上方のN型層53Aに設けられている。このP+拡散
層に含まれるP型の不純物は、例えばボロンであり、そ
の濃度は少なくとも5.0E17cm-3以上である。さ
らに、この半導体装置200は、外部ベースとして機能
するN+埋め込み層55をシリコン基板51の上方に引
き出すための第2のN型拡散層53Bを備えている。
N+埋め込み層55上に設けられている。このN型層5
3Bに含まれるN型の不純物は、例えばリンであり、そ
の濃度は1.0E15cm-3〜5.0E16cm-3程度
である。
ラトランジスタ50と他の個別素子とを素子分離すると
共に、第1のN型層53Aと第2のN型層53Bとを隔
てるシリコン酸化膜14をシリコン基板51上に備えて
いる。このシリコン酸化膜14の膜厚は、例えば1μm
程度である。
基板51との間には、素子分離用のP型の不純物拡散層
16が選択的に設けられている。この第2のP+拡散層
16に含まれるP型の不純物は、例えばボロンであり、
その濃度は5.0E17cm -3〜1.0E19cm-3程
度である。
ン基板51の上方を覆う絶縁膜18を備えている。この
絶縁膜18には複数の開口部が設けられており、この開
口部からP+拡散層57とN型層53Bとが露出するよ
うになされている。この絶縁膜18は、例えば厚さ20
0nm程度のシリコン窒化膜である。
18から露出されたP+拡散層57と、N型層53B上
にそれぞれエミッタ電極22Aとベース電極22Bとを
備えている。これらのエミッタ電極22Aとベース電極
22Bは、例えばアルミからなるものである。
0によれば、PNPバイポーラトランジスタ50を備
え、このPNPバイポーラトランジスタ50の実効ベー
ス領域59は、N型層(ベース)53Aよりも濃い不純
物濃度を有したN+埋め込み層(外部ベース)55によ
ってP+拡散層(エミッタ)57の直下に画定されて成
るものである。
域59のバラツキを低減できるので、PNPバイポーラ
トランジスタ50の電流増幅率hfe等の特性を安定化
できる。また、この半導体装置200では、実効ベース
領域59の周囲に高濃度のN+埋め込み層55を備えて
いる。
22Bとの間に逆バイアスを印加した場合に、P+拡散
層57とN型層53Aとの間の空乏層の延びをN+埋め
込み層55で抑えることができる。これにより、エミッ
タ−コレクタ間でのパンチスルー耐圧を高く維持でき
る。
回路装置250について説明する。図2は半導体集積回
路装置250の構成例を示す回路図である。この半導体
集積回路装置250は、上述した半導体装置200を応
用したものである。従って、同じ符号のものは同じ機能
を有するので、その説明を省略する。
置250は、上述したPNPダイオード50と、PN接
合ダイオード40と、複数の個別素子からなる内部回路
60を備えている。また、この半導体集積回路装置25
0には、電源用の第1の端子の一例となる電源端子(V
cc)31と、内部回路に所定の信号を供給する信号端
子33と、電源用の第2の端子の一例となる接地端子
(GND)35とが設けられている。
置250では、電源端子31が最高電位になされ、接地
端子35が最低電位になされている。これらの電源端子
31と、信号端子33と、接地端子35は全て内部回路
60に接続されている。
のエミッタ電極22Aは、内部回路60の手前で信号端
子33に接続されている。さらに、コレクタ(シリコン
基板)1は接地端子35に接続され、ベース電極22B
は電源端子31に接続されている。そして、PN接合ダ
イオード40のP側端子37は信号端子33に接続さ
れ、N側端子39は接地端子35に接続されている。
ージ電圧が印加された場合には、このサージ電圧が電源
端子31の最高電位を越えた時点でPNPバイポーラト
ランジスタ50はオンし、信号端子33から接地端子3
5へ正電荷を逃がすことができる。
圧が印加された場合には、このサージ電圧が約−0.7
Vを下回った時点でPN接合ダイオード40は導通状態
となり、信号端子33から接地端子35へ負電荷を逃が
すことができる。
装置250によれば、上述の半導体装置200が応用さ
れ、PNPバイポーラトランジスタ50をサージ電圧に
対する正保護素子として備えたものである。従って、正
のサージ電圧から内部回路60を信頼性高く保護するこ
とができる。
200の製造方法について説明する。図3〜図5は半導
体装置200の製造例(その1〜3)を示す工程図であ
る。ここでは、上述した半導体装置200を製造する場
合を想定する。
意する。次に、フォトリソグラフィによってこのシリコ
ン基板51にレジストパターン42を形成し、N+埋め
込み層55(図1参照)となる領域以外のシリコン基板
51をマスクする。
れたシリコン基板51に、例えばヒ素を注入して、この
シリコン基板1に外部ベースとなるN+埋め込み層55
を形成する。
55によって、コレクタとベースとの接合領域(実効ベ
ース領域)59は囲まれ、その位置と形状が決定され
る。これにより、N+埋め込み層55と接合領域59の
形状を、レジストパターン42の形状で一義的に定める
ことができるので、従来方式と比べて、この接合領域5
9の面積のバラツキを低減できる。
形成した後、図4Aに示すように、このシリコン基板5
1上に反対導電型の第2の半導体層の一例となるN型の
単結晶シリコン層53を形成する。この単結晶シリコン
層53は、後工程で第1のN型層53A(図1参照)と
第2のN型層53B(図1参照)とになるものである。
は、例えば1000℃以上の高温度を要するエピタキシ
ャル成長により行う。このため、図3A及びBで形成し
たN+埋め込み層55は単結晶シリコン層53側へ約2
00nm程度せり出すように拡散される。このエピタキ
シャル成長により形成された単結晶シリコン層53の膜
厚は、1.2μm程度である。
シャル層5を選択的に酸化して、シリコン基板51の上
方にシリコン酸化膜14を形成する。このエピタキシャ
ル層5の選択酸化は、例えば、シリコン窒化膜44をマ
スクにしたLOCOSプロセス(local oxid
ation of silicon)により行う。形成
後のシリコン酸化膜14の膜厚は、例えば2μm程度で
ある。また、このシリコン酸化膜14の形成に伴って、
シリコン基板51上に第1のN型層53Aと、第2のN
型層53Bとが画定される。
膜14が形成されたシリコン基板51の上方全面を平坦
化する。この平坦化処理は、例えばCMP(Chemi
cal Mechanical Polish)により
行う。この平坦化処理後のシリコン酸化膜14の膜厚
は、約1μm程度である。
シリコン酸化膜14に囲まれたN型層53Aに選択的に
ボロンをイオン注入し、第1のP+拡散層57を形成す
る。また、このP+拡散層57の形成と前後して、図5
Aの左右両端(素子間分離領域)にあるシリコン酸化膜
14にのみボロンを高エネルギーでイオン注入し、第2
のP+拡散層16を形成する。これら第1のP+拡散層5
7と、第2のP+拡散層16の形成は、いずれもレジス
トパターンをマスクとしたイオン注入によって行う。
拡散層16とが形成されたシリコン基板51の上方全面
にシリコン窒化膜等の絶縁膜を形成する。例えば、CV
D(Chemical Vapor Depositi
on)により、シリコン窒化膜を約200nm形成す
る。さらに、この絶縁膜に選択的にドライエッチング処
理を施して、図5Bに示すように、P+拡散層57とN
型拡散層3B上の絶縁膜18を除去し、開口部46A及
び46Bを形成する。
されたシリコン基板51の上方全面にアルミニウム膜を
形成する。このアルミニウム膜の形成は、例えばスパッ
タリングにより行う。
チングによって、このアルミニウム膜をパターニング
し、開口部46Aにエミッタ電極を、開口部46Bにベ
ース電極をそれぞれ形成する。これにより、図1に示し
た半導体装置200を完成する。
0の製造方法によれば、コレクタ用のP型シリコン基板
51に実効ベース領域59を画定した後、この実効ベー
ス領域59を囲むようにP型シリコン基板51上にベー
ス用のN型層53Aを形成し、この実効ベース領域59
を除くP型シリコン基板51とN型層53Aとの間に、
該N型層53Aよりも濃い不純物濃度を有したN+埋め
込み層55を形成し、その後、このN+埋め込み層55
が形成されたN型層53Aにボロンを選択的に注入し
て、エミッタ用のP+拡散層57を形成するようになさ
れる。
域59の面積をN+埋め込み層55の形状のみで制御で
きる。これにより、実効ベース領域59のバラツキを低
減できるので、PNPバイポーラトランジスタ50の電
流増幅率hfe等の特性を安定化した半導体装置を再現
性良く製造できる。
タ50の実効ベース領域59をP+拡散層57の直下に
一領域だけ設ける場合について説明したが、この実効ベ
ース領域59はP+拡散層57の直下に限られることは
なく、また、一領域に限られることもない。実効ベース
領域59は、P+拡散層10の直下からずれていても良
く、かつ、複数あっても良い。
うに、シリコン基板51とN型層53Aとの間の実効ベ
ース領域59が、N+埋め込み層55によって複数に細
分化されていても良い。この場合でも、図1に示した半
導体装置200と同様に、電流増幅率hfe等の特性を
安定化でき、パンチスルー耐圧を高く維持できる。
域59を複数に細分化する場合には、図7に示すよう
に、N+埋め込み層55の形状を均等な碁盤状、或い
は、網目状にすると良い。これにより、細分化された実
効ベース領域の面積を平均化できるので、電流増幅率h
fe等の特性をより一層安定化できる。また、均等に細
分化された個々の実効ベース領域を一領域ずつN+埋め
込み層55で囲むことができるので、パンチスルー耐圧
をより一層向上できる。
ーラトランジスタ50を備えた半導体装置200及び半
導体集積回路装置250について説明したが、このバイ
ポーラトランジスタ50はPNP型に限られることはな
い。このバイポーラトランジスタ50はNPN型でも良
い。
PNPバイポーラトランジスタ50の各不純物層の導電
型をすべて反転(P型→N型、N型→P型)させる。こ
れにより、電流増幅率等の特性を安定化したNPNバイ
ポーラトランジスタ50を有する半導体装置200を提
供できる。また、このNPNバイポーラトランジスタ5
0のエミッタを信号端子に接続し、ベースを最低電位に
接続し、コレクタを最高電位に接続することによって、
このNPNバイポーラトランジスタ50をサージ電圧に
対する負側の保護素子(負保護素子)として機能させる
ことができる。それゆえ、負のサージ電圧から内部回路
を保護するNPNバイポーラトランジスタ50を備えた
半導体集積回路装置250を提供できる。
の形成例(その1〜3)を示す断面図である。この例で
は、図3〜図5において、正側の保護素子として機能す
るPNPバイポーラトランジスタ50と、既知構造のN
PNバイポーラトランジスタ(内部回路の一部)70と
を同一のシリコン基板51に有する半導体装置300を
製造する場合を想定する。他の条件は実施形態の半導体
装置200と同様とする。従って、実施形態と同じ符号
のものは同じ機能を有するためその説明を省略する。
ン基板51を用意する。次に、フォトリソグラフィによ
ってこのシリコン基板51に選択的にレジストパターン
42を形成する。そして、このレジストパターン42が
形成されたシリコン基板51に、例えばヒ素を注入す
る。
タ50を形成する領域(以下で、PNP−Tr領域とも
いう)のシリコン基板51にN+埋め込み層55を形成
すると共に、NPNバイポーラトランジスタ70を形成
する領域(以下で、NPN−Tr領域ともいう)のシリ
コン基板51にN+埋め込み層71を形成する。
基板51上の全面にN型の単結晶シリコン層53を形成
する。この時、図8Aで形成したN+埋め込み層55及
び71は単結晶シリコン層53側へ約200nm程度せ
り出すように拡散される。
シリコン層53を選択的に酸化して、PNP−Tr領域
とNPN−Tr領域の両方にシリコン酸化膜14を形成
する。この単結晶シリコン層53の選択酸化は、シリコ
ン窒化膜44をマスクにしたLOCOSプロセスにより
行う。
て、PNP−Tr領域のシリコン基板51上に第1のN
型層53Aと、第2のN型層53Bとが画定されると共
に、NPN−Tr領域のシリコン基板51上には第3の
N型層53Cと、第4のN型層53Dとが画定される。
このN型層53Cは、NPNバイポーラトランジスタ7
0のコレクタとなる導電層である。また、N型層53D
は、N型層53Cをシリコン基板51の上方に引き出す
ための導電層である。
膜14が形成されたシリコン基板51の上方全面をCM
Pにより平坦化する。そして、図9Bに示すように、平
坦化されたシリコン酸化膜14に囲まれたN型層53A
及び53Cに選択的にボロンをイオン注入して、P+拡
散層57を形成すると共に、NPNバイポーラトランジ
スタ70のベースとなる第3のP+拡散層73を形成す
る。また、このP+拡散層57及び73の形成と前後し
て、素子間分離領域のシリコン酸化膜14にのみボロン
を高エネルギーでイオン注入し、第2のP+拡散層16
を形成する。
3の一部を除くシリコン基板51の上方全面に、第2の
レジストパターン75を形成する。そして、このレジス
トパターン75をマスクにして、P+拡散層73にリン
イオンを選択的に注入する。これにより、NPNバイポ
ーラトランジスタ70のエミッタとなる第3のN型層7
7を形成する。このN型層77のリン濃度は、例えば
5.0E17cm-3程度である。
後、シリコン基板51の上方全面にシリコン窒化膜等の
絶縁膜を形成する。次に、この絶縁膜に選択的にドライ
エッチング処理を施して、図10Aに示すように、PN
P−Tr領域のP+拡散層57上及びN型拡散層3B上
と、NPN−Tr領域のP+拡散層73上、N型層77
上及びN型層53D上の絶縁膜18を除去する。
6A及び46Bを形成すると共に、NPN−Tr領域の
P+拡散層73上に開口部79Aを、N型層77上に開
口部79Bを、N型層53D上に開口部79Cをそれぞ
れ形成する。
と、開口部79A、79B及び79Cが形成されたシリ
コン基板51の上方全面にアルミニウム膜を形成する。
そして、フォトリソグラフィとドライエッチングによっ
て、このアルミニウム膜をパターニングする。これによ
り、図10Bに示すように、PNP−Tr領域にエミッ
タ電極22A及びベース電極22Bを形成すると共に、
NPN−Tr領域の開口部79にベース電極81Aを、
開口部79Bにエミッタ電極81Bを、開口部79Cに
コレクタ電極81Cをそれぞれ形成する。
るPNPバイポーラトランジスタ50と、既知構造のN
PNバイポーラトランジスタ70とを同一のシリコン基
板51に備えた半導体装置300を完成する。
装置300の製造方法によれば、図1に示したPNPバ
イポーラトランジスタ50と、既知構造のNPNバイポ
ーラトランジスタ70とを同一シリコン基板51に形成
する際に、PNPバイポーラトランジスタ50のベース
とNPNバイポーラトランジスタ70のコレクタとを同
時に形成でき、PNPバイポーラトランジスタ50のエ
ミッタとNPNバイポーラトランジスタ70のベースと
を同時に形成できる。従って、正保護素子として機能す
るPNPバイポーラトランジスタ50を備えた半導体装
置300を工程数少なく、安価に製造できる。
ーラトランジスタ50をサージ電圧に対する保護素子と
して使用する場合について説明したが、これに限られる
ことはない。例えば、このバイポーラトランジスタ50
をスイッチング素子として使用することもできる。
体装置によれば、ベース用の反対導電型の第2の半導体
層よりも濃い不純物濃度を有した反対導電型の第1の不
純物拡散層を備え、当該第1の不純物拡散層はコレクタ
用の一導電型の第1の半導体層と該第2の半導体層とが
接する接合領域を囲むように設けられている。
レクタとベースとの接合領域を第1の不純物拡散層で画
定でき、当該接合領域の面積のバラツキを低減できる。
従って、バイポーラトランジスタの電流増幅率等の特性
を安定化できるので、トランジスタ動作の信頼性を向上
した半導体装置を提供できる。
によれば、コレクタ用の一導電型の第1の半導体層に当
該コレクタとベースとの接合領域を画定した後、この接
合領域を含む第1の半導体層上にベース用の反対導電型
の第2の半導体層を形成し、この接合領域を囲むように
第1の半導体層と第2の半導体層との間に、該第2の半
導体層よりも濃い不純物濃度を有した反対導電型の第1
の不純物拡散層を形成するようになされる。
レクタとベースとの接合領域の面積を第1の不純物拡散
層の形状のみで制御できる。従って、コレクタとベース
との接合領域の面積のバラツキを低減できるので、バイ
ポーラトランジスタの電流増幅率等の特性を安定化した
半導体装置を再現性良く製造できる。
によれば、信号端子にエミッタが接続され、電源用の第
1の端子にベースが接続され、かつ、電源用の第2の端
子にコレクタがそれぞれ接続されてサージ電圧から内部
回路を保護するバイポーラ型のトランジスタを有した半
導体集積回路装置であって、このトランジスタは、ベー
ス用の反対導電型の第2の半導体層よりも濃い不純物濃
度を有した反対導電型の第1の不純物拡散層を備え、当
該第1の不純物拡散層はコレクタ用の一導電型の第1の
半導体層と該第2の半導体層とが接する接合領域を囲む
ように設けられている。
レクタとベースとの接合領域を第1の不純物拡散層で画
定でき、当該接合領域の面積のバラツキを低減できる。
従って、バイポーラトランジスタの電流増幅率等の特性
を安定化できるので、サージ電圧から内部回路を信頼性
高く保護することができる。
部回路を保護するためのバイポーラトランジスタを搭載
したBipolar−ICや、BiCMOS−IC等に
適用して極めて好適である。
成例を示す断面図である。
図である。
1)を示す工程図である。
を示す工程図である。
3)を示す工程図である。
ある。
る。
0の形成例(その1)を示す工程図である。
を示す工程図である。
3)を示す工程図である。
す回路図である。
示す断面図である。
ン基板(一導電型の第1の半導体層)、53A・・・N
型層(反対導電型の第2の半導体層)、55・・・N+
埋め込み層(反対導電型の第1の不純物拡散層)、57
・・・第1のP+拡散層(一導電型の第2の不純物拡散
層)、59・・・実効ベース領域(ベースとコレクタと
の接合領域)、200,300・・・半導体装置、25
0・・・半導体集積回路装置
Claims (9)
- 【請求項1】 バイポーラトランジスタを有する半導体
装置であって、 コレクタとベースとの接合領域を有する該コレクタ用の
一導電型の第1の半導体層と、 前記第1の半導体層の接合領域と接するように該第1の
半導体層の上方に設けられたベース用の反対導電型の第
2の半導体層と、 前記接合領域を囲むように第1の半導体層と前記第2の
半導体層との間に設けられた反対導電型の第1の不純物
拡散層と、 前記第2の半導体層に選択的に設けられたエミッタ用の
一導電型の第2の不純物拡散層とを備え、 前記第1の不純物拡散層の不純物濃度は、前記第2の半
導体層の不純物濃度よりも濃くなされたことを特徴とす
る半導体装置。 - 【請求項2】 前記一導電型をP型とし、前記反対導電
型をN型としたとき、 前記エミッタ用のP型の第2の不純物拡散層の不純物濃
度は、5.0E17cm-3以上であることを特徴とする
請求項1に記載の半導体装置。 - 【請求項3】 前記一導電型をP型とし、前記反対導電
型をN型としたとき、 前記ベース用のN型の第2の半導体層の不純物濃度は、
1.0E15cm-3〜5.0E16cm-3の範囲内にあ
ることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 - 【請求項4】 前記第1の不純物拡散層は、前記バイポ
ーラトランジスタの外部ベースであることを特徴とする
請求項1に記載の半導体装置。 - 【請求項5】 前記コレクタとベースとの接合領域は、
所定形状に細分化されて成ることを特徴とする請求項1
に記載の半導体装置。 - 【請求項6】 バイポーラトランジスタを形成する方法
であって、 予め、コレクタ用の一導電型の第1の半導体層に当該コ
レクタとベースとの接合領域を画定しておく工程と、 前記接合領域を含む第1の半導体層上にベース用の反対
導電型の第2の半導体層を形成する工程と、 前記接合領域を囲むように第1の半導体層と前記第2の
半導体層との間に、該第2の半導体層よりも濃い不純物
濃度を有した反対導電型の第1の不純物拡散層を形成す
る工程と、 前記第1の不純物拡散層が形成された第2の半導体層に
一導電型の不純物イオンを選択的に注入して、エミッタ
用の第2の不純物拡散層を形成する工程とを有すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項7】 信号端子にエミッタが接続され、電源用
の第1の端子にベースが接続され、かつ、電源用の第2
の端子にコレクタがそれぞれ接続されてサージ電圧から
内部回路を保護するバイポーラ型のトランジスタを有し
た半導体集積回路装置であって、 前記トランジスタは、 コレクタとベースとの接合領域を有する該コレクタ用の
一導電型の第1の半導体層と、 前記第1の半導体層の接合領域と接するように該第1の
半導体層の上方に設けられたベース用の反対導電型の第
2の半導体層と、 前記接合領域を囲むように第1の半導体層と前記第2の
半導体層との間に設けられた反対導電型の第1の不純物
拡散層と、 前記第2の半導体層に選択的に設けられたエミッタ用の
一導電型の第2の不純物拡散層とを備え、 前記第1の不純物拡散層の不純物濃度は、前記第2の半
導体層の不純物濃度よりも濃くなされたことを特徴とす
る半導体集積回路装置。 - 【請求項8】 前記トランジスタは、PNP型のバイポ
ーラトランジスタであることを特徴とする請求項7に記
載の半導体集積回路装置。 - 【請求項9】 前記トランジスタは、NPN型のバイポ
ーラトランジスタであることを特徴とする請求項7に記
載の半導体集積回路装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002035513A JP2003243405A (ja) | 2002-02-13 | 2002-02-13 | 半導体装置及びその製造方法、半導体集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002035513A JP2003243405A (ja) | 2002-02-13 | 2002-02-13 | 半導体装置及びその製造方法、半導体集積回路装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003243405A true JP2003243405A (ja) | 2003-08-29 |
Family
ID=27777684
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002035513A Abandoned JP2003243405A (ja) | 2002-02-13 | 2002-02-13 | 半導体装置及びその製造方法、半導体集積回路装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003243405A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013073991A (ja) * | 2011-09-27 | 2013-04-22 | Semiconductor Components Industries Llc | 半導体装置 |
-
2002
- 2002-02-13 JP JP2002035513A patent/JP2003243405A/ja not_active Abandoned
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JP2013073991A (ja) * | 2011-09-27 | 2013-04-22 | Semiconductor Components Industries Llc | 半導体装置 |
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