JPH02130868A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH02130868A
JPH02130868A JP63284772A JP28477288A JPH02130868A JP H02130868 A JPH02130868 A JP H02130868A JP 63284772 A JP63284772 A JP 63284772A JP 28477288 A JP28477288 A JP 28477288A JP H02130868 A JPH02130868 A JP H02130868A
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八巻 文史朗
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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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、高周波増幅用の半導体装置に関するもので、
特にTV、VTR用チューナ、FMチューナ等の受信機
に使用されるものである。
(従来の技術) 従来、チューナの高周波増幅回路に使用されている半導
体装置はMOS電界効果素子とバイポーラトランジスタ
が同一基板上に形成され、その回路は第2図のようにな
っており、MOS電界効果素子FETとダーリントン接
続されたバイポーラトランジスタ”rrl、Tr2がダ
イオードDiを介してカスコード接続されている。]、
は入力端子、2は接地端子、3は制御端子、4は出力端
子、Gはゲート、Dはドレイン、Sはソース、EIE2
はエミッタ、CI、C2はコレクタ、B l +B2は
ベースである。この半導体装置の断面図は第3図に示す
様にI”Si基板1にコレクタN+埋め込み層11を形
成した後P形エピタキシャル層2を形成したウェハを使
用している。第3図中、3は入力保護ダイオードのベー
ス(N形)領域、4.5は入力保護ダイオードのエミッ
タP+領域、6はダイオードキャパシタのP4領域、7
はダイオードキャパシタのN1領域、8はソースN+領
域、9はドレインN+領域、10はゲート酸化膜、11
はコレクタN”埋め込み層、12はコレクタN領域、1
3はコレクタN+領域、14.17はP形活性ベース領
域、15.18はP+不活性ベース領域、16.19は
N+エミッタ領域、20は保護酸化膜、21.22は保
護ダイオードのエミッタ電極、23は不純物を含まない
多結晶半導体、24はN形の高濃度不純物をドープした
多結晶半導体、25はダイオードキャパシタ上部電極、
26はソースとダイオードキャパシタ配線電極、27は
ゲート電極、28はドレイン−エミッタ部配線電極、2
9はエミッタ・ベース部配線電極、30はベース電極、
31はコレクタ電極であり、これらにより、入力保護ダ
イオード、ダイオード(キャパシタンス) 、MOS電
界効果素子FET。
バイポーラトランジスタTri、Tr2を構成している
(発明が解決しようとする課題) 第3図に示した構造の半導体装置はトランジスタTrl
、Tr2部のコレクタ耐圧を得るためE P〜St基板
1にコレクタ埋め込み層11を形成し、その上にP形エ
ピタキシャル層2を形成している。この様な構造である
と、トランジスタTri、Tr2部と同一基板上に形成
されるMOS電界効果素子FETにおいて、高周波領域
でのソース抵抗が増加する。その原因としてソース部の
電流経路は、ソースとダイオードキャパシタ配線電極2
6からボンディングワイヤを通りリードフレームへ流れ
る経路と、ソースとダイオードキャパシタ配線電極26
からダイオードキャパシタP+領域6・P形エピタキシ
ャル層2・P−3i基板1を通る縦方向の電流経路があ
り、この場合縦方向の電流経路にP−8t基板1がある
ためソース抵抗の増加をまねいている。ソース抵抗が大
きいと高周波利得が低下し、さらにはNFが悪化する欠
点がある。尚、高周波領域ではボンディングワイヤが高
インダクタンスとなって電流の流れが少なくなるため、
縦方向の電流経路に電流が流れるようなる。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、MOS電
界効果素子とバイポーラトランジスタを同一の基板上に
形成した半導体装置において、高周波利得を向上し得、
且つNF(雑音指数)を小さくし得る半導体装置を提供
することを目的とする。
[発明の構成] (課題を解決するための手段と作用) 本発明は上記目的を達成するために、同一ウェハ内にM
OS形電界効果素子とバイポーラトランジスタが形成さ
れ、MOS形電界効果素子のソース電極がボンディング
ワイヤによりリードフレームに接続された高周波用半導
体装置において、高濃度の不純物を含む第1導電型半導
体基板上に、この半導体基板より濃度の低い不純物を含
む第1導電型第1エピタキシャル層が形成され、この第
1エピタキシャル層に高濃度の不純物を含む第2導電型
埋め込み層が形成され、さらにこの埋め込み層及び前記
第1エピタキシャル層上に前記半導体基板より濃度の低
い不純物を含む第1導電型第2エピタキシャル層が形成
された構造のウェハを使用してMOS形電界効果素子と
バイポーラトランジスタを形成したことを特徴とするも
ので、このような構造のウェハを用いることにより、M
OS形電界効果素子のソース抵抗を低下させ、高周波利
得を向上させ、NFを小さくするものである。
(実施例) 第1図は本発明によるチューナの高周波増幅回路に使用
されてい多半導体装置の一実施例を示す。
第1図の半導体装置は2X1019(1)−3のボロン
ドープされたP形のSt基板32に2 X 10 ”C
m−’の濃度のボロンを含んだP形エピタキシャル層3
3を成長させた後、濃度5 X 10 ”(1)−3の
アンチモンのコレクタN1埋め込み層11を形成し、さ
らに2 X I Q 15cm−’の濃度のボロンを含
んだエピタキシャル層2を成長させた後、保護酸化膜2
0を通し、それぞれリンを150 key ・5×10
”0111−350key ・2X1015cm−’ 
 60kev ・5x 1013co+づの加速電圧及
びドーズ量にてインプラした後、1200℃N2中で6
時間拡散し、それぞれコレクタN領域12、コレクタN
+領域13、保護ダイオードのベース(N形)領域3を
形成する。さらにボロンを50 key2X10”co
+−’、40kev  ・5X1013ca+づの加速
電圧及びドーズ量にてインプラした後、拡散を行い前者
のインプラ条件でP1不活性ベース領域15.18と保
護ダイオードのエミッタP+領域4.5とダイオードキ
ャパシタのP+領域6を形成し、後者の条件でP形活性
ベース領域14゜17を形成し、さらにFETのゲート
酸化膜10を形成した後、不純物を含まない多結晶半導
体23を形成し、エミッタ部をPEP(Phot。
E ngrave  P rocess)にて開口した
後、N形の高濃度不純物をドープした多結晶半導体24
を形成し、PEPを行いAsを40kev・lX101
50111−’の条件にてインプラした後アニールを行
い、ソースN+領域8、ドレインN″″領域9及びバイ
ポーラトランジスタTr1.Tr2のN4エミッタ領域
16.19を形成した後、酸化膜20の開孔に保護ダイ
オードのエミッタ電極21.22、ダイオードキャパシ
タ上部電極25、ソースとダイオードキャパシタ配線電
極26、ゲート電極27、ドレイン・エミッタ配線電極
28、ベース・エミッタ配線電極29、ベース電極30
、コレクタ電極31を形成した。ここで電極22は電極
27に、電極21は電極26に、電極25は電極29に
配線されている。又、ソースとダイオードキャパシタ配
線電極26はボンディングワイヤによりリードフレーム
に接続され、FETのソースN+領域8の電流はソース
とダイオードキャパシタ配線電極26からボンディング
ワイヤを通りリードフレームへ流れる。
以上のように、同一半導体基板内にMOS形電界効果素
子FET、バイポーラトランジスタTr1.Tr2、入
力保護ダイオード、ダイオード(キャパシタンス)を形
成することができる。
本発明のその他の実施例を第5図、第6図に示す。第5
図の例は第1エピタキシャル層33′の不純物濃度が5
 X 10 ”cm−’、第2エピタキシャル層2の不
純物濃度が2 X 10 ”cm−’で各々の厚みを2
0μm、5μ−とした例である。尚、第1エピタキシャ
ル層33′はP−層となるが、従来のSL基板1に比べ
て著しく薄いため電流への影響はほとんどなくなる。一
方、第6図の例は第1エピタキシャル層33を成長させ
た後に、コレクタN+埋め込み層11とP+埋め込み層
11′の両方を形成してから、第2エピタキシャル層2
を成長させたウェハを用いることにより、ソースN+領
域8とP++領域領域のSl基板32との間をP+埋め
込み層11′によりつないだ例である。
これらの実施例によればさらにソース抵抗の低減化が可
能となる。
第4図はNFのウエハP−P−層厚さ依存性を示す。F
ETのソース抵抗の大部分はP及びP層によるためその
厚さに依存している。従来構造ではP/P−層の厚さが
140μ■付近であり、本発明の構造ではP/P層もし
くはP/P−層の厚さが約25μmとなっている。本発
明の構造の場合従来と比べてNF値が約1/3程度に減
少する。
尚、上記第5図に示した実施例において、第1エピタキ
シャル層の不純物濃度は3 X 10 ”CI!1−’
から6 X 1014crn−’の間にすると効果的で
ある。
又、上記各実施例において、第1エピタキシャル層の厚
さは20〜30μlの間にすると効果的である。
[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、同一ウェハ内にMO
SO8等電界効果素子イポーラトランジスタが形成され
、MOSO8等電界効果素子−ス電極がボンディングワ
イヤによりリードフレームに接続された高周波用半導体
装置において、高濃度の不純物を含む第1導電型半導体
基板上に、この半導体基板より濃度の低い不純物を含む
第1導電型第1エピタキシャル層が形成され、この第1
エピタキシャル層に高濃度の不純物を含む第2導電型埋
め込み層が形成され、さらにこの埋め込み層及び前記第
1エピタキシャル層上に前記半導体基板より濃度の低い
不純物を含む第1導電型第2エピタキシャル層が形成さ
れた構造のウェハを用いることにより、MOSO8等電
界効果素子−ス抵抗を低下させ、高周波利得を向上させ
、NFを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す断面図、第2図は従来
の半導体装置の等価回路図、第3図は従来の半導体装置
の断面図、第4図はNFのP/P−・P/P層厚さの依
存性を示す特性図、第5図及び第6図はそれぞれ本発明
の他の実施例を示す断面図である。 1・・・P−5i基板、2・・・P形エピタキシャル層
、3・・・保護ダイオードのベース(N形)領域、4.
5・・・保護ダイオードのエミッタのP9領域、6・・
・ダイオードキャパシタのP+領域、7・・・ダイオー
ドキャパシタのN+領領域8・・・ソースN+領域、9
・・・ドレインN1領域、10・・・ゲート酸化膜、1
1・・・コレクタN+領域め込み層、11’・・・P+
埋め込み層、12・・・コレクタN領域、13・・・コ
レクタN+領域、14.17・・・P形活性ベース領域
、15.18・・・P+不活性ベース領域、16.19
・・・N+エミッタ領域、20・・・保護酸化膜、21
.22・・・保護ダイオードのエミッタ電極、23・・
・不純物を含まない多結晶半導体、24・・・N形の高
濃度不純物をドープした多結晶半導体、25・・・ダイ
オードキャパシタ上部電極、26・・・ソースとダイオ
ードキャパシタ配線電極、27・・・ゲート電極、28
・・・ドレイン・エミッタ配線電極、29・・・エミッ
タ・ベース配線電極、30・・・ベース電極、31・・
・コレクタ電極、32・・・P形の高濃度Si基板、3
3.33’・・・P形エピタキシャル層。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)同一ウェハ内にMOS形電界効果素子とバイポー
    ラトランジスタが形成され、MOS形電界効果素子のソ
    ース電極がボンディングワイヤによりリードフレームに
    接続された高周波用半導体装置において、高濃度の不純
    物を含む第1導電型半導体基板上に、この半導体基板よ
    り濃度の低い不純物を含む第1導電型第1エピタキシャ
    ル層が形成され、この第1エピタキシャル層に高濃度の
    不純物を含む第2導電型埋め込み層が形成され、さらに
    この埋め込み層及び前記第1エピタキシャル層上に前記
    半導体基板より濃度の低い不純物を含む第1導電型第2
    エピタキシャル層が形成された構造のウェハを使用して
    MOS形電界効果素子とバイポーラトランジスタを形成
    したことを特徴とする半導体装置。
  2. (2)第1エピタキシャル層の不純物濃度が第2エピタ
    キシャル層の不純物濃度より低いことを特徴とする請求
    項1記載の半導体装置。
  3. (3)第1エピタキシャル層の不純物濃度が3×10^
    1^4cm^−^3から6×10^1^4cm^−^3
    の間であることを特徴とする請求項2記載の半導体装置
  4. (4)第1エピタキシャル層の厚さが20〜30μmの
    間にあることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  5. (5)同一ウェハ内にMOS形電界効果素子とバイポー
    ラトランジスタが形成され、MOS形電界効果素子のソ
    ース電極がボンディングワイヤによりリードフレームに
    接続された、高周波用半導体装置において、高濃度の不
    純物を含む第1導電型半導体基板上に、この半導体基板
    より濃度の低い不純物を含む第1導電型第1エピタキシ
    ャル層が形成され、この第1エピタキシャル層に高濃度
    の不純物を含む第1導電型埋め込み層及び第2導電型埋
    め込み層が各々形成され、さらにこの各埋め込み層及び
    前記第1エピタキシャル層上に前記半導体基板より濃度
    の低い不純物を含む第1導電型第2エピタキシャル層が
    形成された構造のウェハを使用してMOS形電界効果素
    子とバイポーラトランジスタを形成し、このMOS形電
    界効果素子のソース電極と接続された第1導電型拡散領
    域と前記第1導電型埋め込み層と前記半導体基板とが拡
    散により接続された構造となっていることを特徴とする
    半導体装置。
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