JP2665820B2 - ラテラルトランジスタ - Google Patents
ラテラルトランジスタInfo
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- emitter
- collector
- wiring layer
- semiconductor substrate
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Description
用されるラテラルトランジスタに関する。
の平面図及び切断正面図であり、第8図は第7図のX−
X′における断面に相当しており、それらの図面に示す
ように、P型半導体基板1の表面にN+型の埋込層2が形
成され、基板1の上面にN型エピタキシャル層3が形成
され、このときオートドーピングによって埋込層2の表
面の浮き上がりが生じる。
P型の素子分離領域4が形成され、素子分離領域4で囲
まれたエピタキシャル層3の所定領域の表面左寄りに、
第1拡散層としてのN+型のベース拡散層5が形成される
と共に、この所定領域の表面のほぼ中央部に第2拡散層
としてのP+型のエミッタ拡散層6が形成され、このエミ
ッタ拡散層6を囲むように、所定領域の表面に第3拡散
層としてのP+型のコレクタ拡散層7が形成され、ラテラ
ルPNP構造が形成されている。
形成され、このコレクタ拡散層7の左側の一辺がベース
拡散層5とエミッタ拡散層6との間に位置している。
8が形成され、この酸化膜8のベース拡散層5上,エミ
ッタ拡散層6上及びコレクタ拡散層7の左側の一辺上
に、それぞれコンタクトホール9,10,11が形成され、絶
縁酸化膜8上にアルミニウムからなるベース,エミッ
タ,コレクタ用の各電極配線層12,13,14が形成され、各
コンタクトホール9〜11それぞれを介して各電極配線層
12〜14それぞれがベース,エミッタ,コレクタの各拡散
層5〜7に接触している。
続等のために第7図に示すように長く形成されるため、
特にエミッタ用電極配線層13はコレクタ拡散層7の右側
の一辺の上方を横切り、エミッタ用電極配線層13の下方
にコレクタ拡散層7が位置した構造となっている。
を、第9図及び第10図に示すようにバイアスした場合の
電圧−電流特性について説明する。
ミッタを基準としてコレクタに正の電圧を印加した逆バ
イアスの場合、コレクタに流れるコレクタ電流をI,印加
電圧をVとすると、このときのV−1特性は第11図中の
(A)のようになり、電圧Vが逆方向耐圧BVECO以上に
なれば電流Iが徐々に増加し、一方第10図に示すように
コレクタを基準としてエミッタに正の電圧を印加した順
バイアスの場合、V−I特性は第11図中の(B)のよう
になり、電圧Vがコレクタブレークダウン電圧BV
CEO(>BVECO)以上に上昇すれば電流Iが急激に増加す
る。
ECOはコレクタブレークダウン電圧BVCEOに比べて極端に
小さく、以下にその原因について第12図及び第13図を参
照して説明する。
子、18は自由電子であり、Wbは実効的なエミッタ・コレ
クタ間隔,即ちベース幅を示す。
ついて説明すると、順バイアス状態では第13図に示すよ
うに、エミッタ拡散層6に、コレクタ拡散層7及び基板
1を基準として電源15によりエミッタ用電極配線層13を
介して正の電圧が印加されており、エミッタ拡散層6に
印加する電圧Vを上昇させると、エミッタ拡散層6とコ
レクタ拡散層7との間のN型のエピタキシャル層3の表
面付近に自由電子18が分布し、電圧Vがコレクタブレー
クダウン電圧BVCEOに達するまでは自由電子18が分布し
た状態が保持され、コレクタ電流Iはほとんど流れな
い。
タブレークダウン電圧BVCEOに達すると、降伏現象が生
じ、第11図中の(B)の如く、コレクタ電流Iが急激に
増大し、このような降伏が生じるコレクタブレークダウ
ン電圧BVCEOはベース幅Wb,N型のエピタキシャル層3の
不純物濃度等によって決定されるが、一般には35〜60
[V]程度となる。
第12図に示すように、コレクタ拡散層7に、エミッタ拡
散層6,エミッタ用電極配線層13及び基板1を基準として
正の電圧が印加されており、コレクタ拡散層7に印加す
る電圧Vを上昇させると、この電圧Vが逆方向耐圧BV
ECOに達するまでは、エミッタ拡散層6とコレクタ拡散
層7との間のN型のエピタキシャル層3の表面付近に空
乏層が形成されるが、コレクタ拡散層7とエミッタ拡散
層6との間には電流は流れない。
圧BVECOをこえると、空乏層の陽イオン化したドナー原
子から電子17が追い出され、これによって正孔16が空乏
層に残り、N型のエピタキシャル層3の表面にP型領域
が形成され、P+型のエミッタ拡散層6及びコレクタ拡散
層7が、形成されたP型領域によって接続され、両拡散
層6,7間で電流が流れ、一般にこのときのP型領域が反
転層或いはチャネルと呼ばれる。
状態において、空乏層によってエミッタ,コレクタ拡散
層6,7間が接続されるため、逆方向耐圧BVECOが極端に低
くなり、特に高電圧で使用する集積回路を構成する場合
に、逆方向耐圧BVECOがコレクタブレークダウン電圧BV
CEO程度まで確保されないと集積回路の動作範囲が著し
く制約されるという問題点があった。
なされたもので、逆方向耐圧をコレクタブレークダウン
電圧程度まで上昇させて動作範囲を広げ得るようにする
ことを目的とする。
の表面に形成された一方の導電型の拡散領域からなるエ
ミッタ領域と、このエミッタ領域に電気的に接続され、
前記半導体基板の表面上に絶縁層を介して形成されたエ
ミッタ用配線層と、前記半導体基板の表面に、前記エミ
ッタ領域を囲む4辺のうち1辺のみに沿い、前記エミッ
タ領域と所定間隔を介して形成された他方の導電型の拡
散領域からなるベース電極取出し用領域と、このベース
電極取出し用領域に電気的に接続され、前記半導体基板
の表面上に絶縁層を介して形成されたベース用配線層
と、前記半導体基板の表面に、前記エミッタ領域と前記
ベース電極取出し用領域との間に位置し、前記エミツタ
領域と所定間隔を介して前記エミッタ用電極配線層の直
下を除いて囲んで形成された一方の導電型の拡散領域か
らなるコレクタ領域と、このコレクタ領域に電気的に接
続され、前記半導体基板の表面上に絶縁層を介して形成
されたコレクタ用配線層とを備える。但し、ここにいう
半導体基板は、半導体基板1とエピタキシャル層3とを
含む総称である。
した部分のコレクタ領域を除去したため、エミッタ用配
線層の下方に反転層が形成されても、この反転層によっ
てコレクタ領域、エミッタ領域が接続されることがな
い。
の平面図であり、第2図は第1図のY−Y′線における
切断正面図を示す。
するのは、コレクタ拡散層7を、その右側の一辺の中央
部を切除して平面的にほぼコ字状にし、エミッタ用電極
配線層13の下方のコレクタ拡散層7を除去したことであ
る。
アスを行うと、エミッタ用電極配線層13が、コレクタ拡
散層7よりも低電位となり、コレクタ拡散層7に印加す
る電圧が上昇されて逆方向耐圧BVECOに達すると、第3
図に示すように、エミッタ用電極配線層13の下方のエピ
タキシャル層3の表面に反転層が形成されるが、従来と
異なり、第3図中の破線の位置のコレクタ拡散層7が存
在しないため、従来のようにコレクタ拡散層7からエミ
ッタ拡散層6及びエミッタ用電極配線層13への電流経路
がなく、コレクタ電流Iが流れることはない。ここで、
前述した第12図と同様に、第3図中の16は正孔、17は電
子であり、第4図においても同じである。
線における切断側面図は、第4図に示すようになり、エ
ミッタ用電極配線層13の下方の反転層からコレクタ拡散
層7まで距離Lだけ離れているため、エミッタ用電極配
線層13の下方の反転層によってエミッタ拡散層6とコレ
クタ拡散層7の前,後の各辺とが接続されることはな
く、前述したようにコレクタ電流が流れることはない。
ただしこのとき、コレクタ電流が流れないように距離L
を設定する必要がある。
拡散層7の電位を上昇させることによってエミッタ用電
極配線層13の下方に反転層が形成されても、エミッタ用
電極配線層13の下方にはコレクタ拡散層7が除去されて
存在しないため、従来のように反転層によってエミッタ
拡散層6とコレクタ拡散層7が接続されることを防止で
き、コレクタ,エミッタ間の逆方向耐圧BVECOが極端に
低くなることがなく、BVECOを飛躍的に大きくすること
が可能となり、動作範囲を広くとることができる。
ス用電極配線層12及びコレクタ用電極配線層14を接続
し、ダイオードとして使用してもよい。
に、素子分離領域4とエミッタ拡散層6との間のリーク
電流を下げるために、コレクタ拡散層6を囲むように、
四角形のN+型のベース拡散層19をエピタキシャル層3に
形成してもよい。
層12とコレクタ用電極配線層14とを接続し、ダイオード
として使用してもよい。
或いは第6図に示すように右方に引出すだけに限らず、
前方又は後方に引出すようにしてもよく、前方に引出し
た場合は、コレクタ拡散層7の前側の一辺の一部を切除
し、後方に引出した場合は、コレクタ拡散層7の後側の
一辺の一部を切除すればよい。
いて説明したが、ラテラル形のNPNトランジスタを形成
する場合においてもこの発明を同様に適用することがで
きる。
れば、エミッタ用配線層の下方に位置した部分を除去し
たため、エミッタ用配線層の下方に反転層が形成されて
も、この反転層によってコレクタ領域、エミッタ領域が
接続されることを防止でき、従来に比べて逆方向耐圧を
大幅に向上することが可能となり、動作範囲の拡張を図
ることができ、高耐圧のバイポーラモノリシック集積回
路の形成において特に有効である。
2図は第1図のY−Y′線における切断正面図、第3図
は第1図の動作説明用の一部の切断正面図、第4図は第
1図のZ−Z′線における動作説明用の切断側面図、第
5図及び第6図はそれぞれこの発明の他の実施例の平面
図、第7図は従来のラテラルトランジスタの平面図、第
8図は第7図のX−X′線における切断正面図、第9図
及び第10図はそれぞれ第7図の動作説明用の模擬回路の
結線図、第11図は第7図のV−I特性図、第12図及び第
13図はそれぞれ第7図の動作説明用の一部の切断正面図
である。 図において、1は半導体基板、5,19はベース拡散層、6
はエミッタ拡散層、7はコレクタ拡散層、12はベース用
電極配線層、13はエミッタ用電極配線層である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (5)
- 【請求項1】半導体基板の表面に形成された一方の導電
型の拡散領域からなるエミッタ領域と、 このエミッタ領域に電気的に接続され、前記半導体基板
の表面上に絶縁層を介して形成されたエミッタ用配線層
と、 前記半導体基板の表面に、前記エミッタ領域を囲む4辺
のうち1辺のみに沿い、前記エミッタ領域と所定間隔を
介して形成された他方の導電型の拡散領域からなるベー
ス電極取出し用領域と、 このベース電極取出し用領域に電気的に接続され、前記
半導体基板の表面上に絶縁層を介して形成されたベース
用配線層と、 前記半導体基板の表面に、前記エミッタ領域と前記ベー
ス電極取出し用領域との間に位置し、前記エミツタ領域
と所定間隔を介して前記エミッタ用電極配線層の直下を
除いて囲んで形成された一方の導電型の拡散領域からな
るコレクタ領域と、 このコレクタ領域に電気的に接続され、前記半導体基板
の表面上に絶縁層を介して形成されたコレクタ用配線層
とを備えたラテラルトランジスタ。 - 【請求項2】前記ベース用配線層と前記コレクタ用配線
層が電気的に接続され、ダイオードとして機能する請求
項1記載のラテラルトランジスタ。 - 【請求項3】前記コレクタ領域は、前記エミッタ領域を
囲む4辺のうち前記エミッタ用配線層か延在する1辺に
沿いかつ前記エミッタ用配線層の直下を除いた部分及ぴ
残り3辺に沿って一体に形成されていることを特徴とす
る請求項1または請求項2記載のラテラルトランジス
タ。 - 【請求項4】半導体基板の表面に形成された一方の導電
型の拡散領域からなるエミッタ領域と、 このエミツタ領域に電気的に接続され、前記半導体基板
の表面上に絶縁層を介して形成されたエミッタ用配線層
と、 前記半導体基板の表面に前記エミッタ領域と所定間隔を
介して形成された地方の導電型の拡散領域からなるベー
ス電極取出し用領域と、 このベース電極取出し用領域に電気的に接続され、前記
半導体基板の表面上に絶縁層を介して形成されたベース
用配線層と、 前記半導体基板の表面に、前記エミッタ領域と前記ベー
ス電極取出し用領域との間に位置し、前記エミッタ領域
と所定間隔を介して、前記エミッタ領域を囲む4辺のう
ち前記エミッタ用配線層か延在する1辺に沿いかつ前記
エミッタ用配線層の直下を除いた部分及び残り3辺に沿
って一体に形成された一方の導電型の拡散領域からなる
コレクタ領域と、 このコレクタ領域に電気的に接続され、前記半導体基板
の表面上に絶縁層を介して形成されたコレクタ用配線層
とを備えたラテラルトランジスタ。 - 【請求項5】前記ベース用配線層と前記コレクタ用配線
層が電気的に接続され、ダイオードとして機能する請求
項4記載のラテラルトランジスタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2127682A JP2665820B2 (ja) | 1990-05-16 | 1990-05-16 | ラテラルトランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2127682A JP2665820B2 (ja) | 1990-05-16 | 1990-05-16 | ラテラルトランジスタ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0425029A JPH0425029A (ja) | 1992-01-28 |
JP2665820B2 true JP2665820B2 (ja) | 1997-10-22 |
Family
ID=14966104
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2127682A Expired - Lifetime JP2665820B2 (ja) | 1990-05-16 | 1990-05-16 | ラテラルトランジスタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2665820B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55105359A (en) * | 1979-02-07 | 1980-08-12 | Nec Corp | Semiconductor device |
-
1990
- 1990-05-16 JP JP2127682A patent/JP2665820B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0425029A (ja) | 1992-01-28 |
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