JPH023931A - Semiconductor device - Google Patents
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- JPH023931A JPH023931A JP15288388A JP15288388A JPH023931A JP H023931 A JPH023931 A JP H023931A JP 15288388 A JP15288388 A JP 15288388A JP 15288388 A JP15288388 A JP 15288388A JP H023931 A JPH023931 A JP H023931A
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- Bipolar Transistors (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（（既 要〕
バイポーラトランジスタに関し、
動作速度の高速化を目的とし、
バイポーラトランジスタのコレクタ材料に単結晶β−Ｓ
ｉＣを用いることを含み構成する。[Detailed Description of the Invention] ((Already required) Regarding bipolar transistors, for the purpose of increasing the operating speed, single crystal β-S is used as the collector material of bipolar transistors.
This includes the use of iC.
［産業上の利用分野］ 本発明は、バイポーラトランジスタに関する。[Industrial application field] The present invention relates to bipolar transistors.
近年の情報化社会に伴い、半導体装置の高速化が望まれ
ている。従って、今後、゛Ｆ−導体素子の動作速度の高
速化が大きな課題である。BACKGROUND ART With the recent information society, there is a desire for faster semiconductor devices. Therefore, increasing the operating speed of F-conductor elements will be a major issue in the future.
バイポーラトランジスタにおいて、その動作時間はエミ
ッタ充電時間τ。、ヘース走行時間τ５コレクタ充電時
間τ。およびコレクタ走行時間τ。・を用いて、
τ ＝ τ ８ ＋ τ 、−ト τ 。＋ τ ゎと
表される。従って、エミッタ充電時間で、、ヘース走行
時間τ５．コレクタ充電時間τ。およびコレクタ走行時
間τどの短縮がバイポーラトランジスタの高速化につな
がる。In a bipolar transistor, its operating time is the emitter charging time τ. , Höss running time τ5 collector charging time τ. and collector transit time τ.・Using τ = τ 8 + τ , - τ . It is expressed as + τ ゎ. Therefore, with the emitter charging time, the Heiss transit time τ5. Collector charging time τ. and collector transit time τ, which reduction leads to faster bipolar transistors.
現在、バイポーラトランジスタはコレクタ、ヘース、エ
ミンタの各部材にシリコンを用いたＳｉバイポーラトラ
ンジスタが主流である。Currently, the mainstream bipolar transistor is a Si bipolar transistor in which silicon is used for each of the collector, heath, and emitter members.
バイポーラトランジスタにおいて、コレクタ充電時間τ
。は、コレクタ抵抗ｒｃとコレクタ・ベース間容量Ｃｃ
を用いて、
τｃ ” ｒ ｃ ｃｅ
と表される。従って、ｒｅまたはＣｃを小さくすればコ
レクタ充電時間は短縮されるのであるが、ｒｌを低減す
るためにコレクタ濃度を上げると、逆にＣｃは増加して
しまい、コレクタ充電時間τゎの短縮にはならない。In a bipolar transistor, the collector charging time τ
. is the collector resistance rc and the collector-base capacitance Cc
It is expressed as τc ” r c ce using Therefore, the collector charging time τゎ cannot be shortened.
一方、コレクタ走行時間τどは、コレクタ・ベース間空
乏層幅Ｗと飽和速度υ２を用いて、τ、−＝Ｗ／２υ。On the other hand, the collector transit time τ is calculated using the collector-base depletion layer width W and the saturation speed υ2, τ, -=W/2υ.
と表される。しかし、飽和速度υ、はシリコンに固有の
量で変更不可能であり、またコレクタ・ベース間空乏層
幅Ｗはコレクタ・ベース間耐圧ど関係しているので、あ
まり小さくすることはできない。従って、コレクタ走行
時間を短縮することは難しい。It is expressed as However, the saturation speed υ is inherent to silicon and cannot be changed, and the width W of the collector-base depletion layer is related to the breakdown voltage between the collector and base, so it cannot be made very small. Therefore, it is difficult to shorten the collector running time.
結局、Ｓｉバイポーラトランジスタにおいてコレクタ充
電時間とコレクタ走行時間の短縮を図ることは難しい。After all, it is difficult to shorten the collector charging time and collector running time in a Si bipolar transistor.
そこで本発明は、コレクタ材料を選択することいよりコ
レクタ充電時間およびコレクタ走行時間の短縮を図り、
バイポーラトランジスタの動作速度の高速化を目的とす
る。Therefore, the present invention aims to shorten the collector charging time and collector running time by selecting the collector material.
The aim is to increase the operating speed of bipolar transistors.
前記目的は、バイポーラトランジスタのコレクタ材料に
単結晶β−５ｉＣを用いることを特徴とする半導体装置
により達成される。The above object is achieved by a semiconductor device characterized in that single crystal β-5iC is used as a collector material of a bipolar transistor.
（作 用）
本発明では、バイポーラトランジスタのコレクタ材ネ４
としてＳｉに比べて低誘電率かつ飽和速度の大きい単結
晶β−５ｉＣを用いる。(Function) In the present invention, the collector material of the bipolar transistor
Single crystal β-5iC, which has a lower dielectric constant and a higher saturation speed than Si, is used as the material.
−Ｃに、バイポーラトランジスタにおいてコレクタ充電
時間【Ｃは、
ｒｃ ＝ｒ ｃ Ｃｃ
（ｒｃ ：コレクタ抵抗５
Ｃｃ ：コレクタ・ベース間容量）
と表される。このときコレクタ・ベース間の空乏層はコ
レクタ側にあるので、コレクタ・ベース間容量Ｃｃは単
結晶β−ＳｉＣの比誘電率に比例し、単結晶β−５ｉＯ
比誘電率はＳｉのそれに比べて低いので、コレクタ・ベ
ース間容１ｔＣｃは小さくなり、従ってコレクタ充電時
間τ。が短くなる。ちなみにＳｉの比誘電率は１１．８
であり、単結晶β−５ｔＣのそれは９．７であるから、
本発明によりコレクタ充電時間τゎは８７％に減少する
。-C is the collector charging time in a bipolar transistor [C is expressed as rc = r c Cc (rc: collector resistance 5 Cc: collector-base capacitance). At this time, since the collector-base depletion layer is on the collector side, the collector-base capacitance Cc is proportional to the dielectric constant of single crystal β-SiC, and
Since the dielectric constant is lower than that of Si, the collector-base capacitance 1tCc becomes small, and therefore the collector charging time τ. becomes shorter. By the way, the dielectric constant of Si is 11.8.
and that of single crystal β-5tC is 9.7, so
According to the present invention, the collector charging time τゎ is reduced to 87%.
また、コレクタ走行時間τ。°は、 τゎ・−Ｗ／２υ。Also, the collector running time τ. ° is τゎ・−W/2υ.
（υｉ：１１ｉ！和速廣。(υi: 11i! Kazuya Hiro.
Ｗ：コレクタ・ベース間空乏層幅）
と表され、単結晶β−５ｉＣの飽和速度υ８はＳｉのそ
れに比べて大きいので、コレクタ走行時間τ。W: Collector-base depletion layer width) Since the saturation speed υ8 of single crystal β-5iC is larger than that of Si, the collector transit time τ.
は短縮される。ちなみに８１の飽和速度υ、は１×１０
’ （ｃｍ ／ ｓｅｅ ）であり、単結晶β−ＳｉＣ
のそれは２．５ Ｘ １０’ （ｃｍ ／ ｓｅｃ ）
であるから、本発明によりコレクタ走行時間τ、・は４
０％に減少する。is shortened. By the way, the saturation speed υ of 81 is 1×10
' (cm/see), and single crystal β-SiC
It is 2.5 X 10' (cm/sec)
Therefore, according to the present invention, the collector running time τ,・is 4
Reduced to 0%.
このように本発明では、コレクタに単結晶β−５ｉＣを
用いるので、コレクタ充電時間τ。およびコレクタ走行
時間τどが短縮される。As described above, in the present invention, since single crystal β-5iC is used for the collector, the collector charging time τ is short. Also, the collector travel time τ is shortened.
第１図は、本発明の実施例に係るバイポーラトランジス
タの製造工程説明図であり、同図（ｅ）が完成図である
。図において、１はｐ型Ｓｉ基板、２はコレクタとして
のｎ型車結晶β−ＳｉＣ層、３はベースとしてのｐ型Ｓ
ｉ［，４は５ｉ０２膜、５はエミッタとしてのｎ型不純
物拡散領域、６はコレクタ電極、７はエミッタ電極、８
はベース電極である。FIG. 1 is an explanatory diagram of the manufacturing process of a bipolar transistor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1(e) is a completed diagram. In the figure, 1 is a p-type Si substrate, 2 is an n-type wheel crystal β-SiC layer as a collector, and 3 is a p-type S as a base.
i[, 4 is a 5i02 film, 5 is an n-type impurity diffusion region as an emitter, 6 is a collector electrode, 7 is an emitter electrode, 8
is the base electrode.
次に図に従って、製造工程を説明する。Next, the manufacturing process will be explained according to the drawings.
まず、 不純物濃度Ｉ ＸＩＯ” （／ｃｍ’）のｐ型
Ｓｉ基板１の上にコレクタとしてのｎ型車結晶β−５ｉ
Ｃ層２（不純物１ａｆｆｌｘｌＯ’θ（／ｃｍ”）、
膜厚的５００ｎｍ ）をエピタキシャル成長により形
成する（同図（ａ））。このときのエピタキシャル成長
は、ソースガスとして５ｉＨ（”ｊ３およびＣ、１１、
を用い、さらにｎ型にドーピングするためＰ１１３を導
入して行う。First, an n-type wheel crystal β-5i as a collector is placed on a p-type Si substrate 1 with an impurity concentration of IXIO''(/cm').
C layer 2 (impurity 1afflxlO'θ(/cm"),
A film with a thickness of 500 nm) is formed by epitaxial growth (FIG. 4(a)). The epitaxial growth at this time uses 5iH ("j3 and C, 11,
P113 is further introduced for n-type doping.
次に、ｎ型車結晶β−５ｉＣ層２の上にベースとしての
ｐ型Ｓｉｔ何３（不純物濃度５ ＸＩＯ” （／ｃｍ’
）膜ｙｆ１５０ｎｍ ）をエピタキシャル成長で形成す
る（同図（ｂ））。Next, on the n-type wheel crystal β-5iC layer 2, a p-type Si layer 3 (impurity concentration 5
) A film yf150nm) is formed by epitaxial growth (FIG. 2(b)).
続イテ、Ｐ 型ｓｉｉ ３ ノ上６：Ｓ：ＯＪ’Ｊ ４
を膜厚５０（１ｎｍ程度形成する（同図（ｃ）。Continued, P type sii 3 Noue 6:S:OJ'J 4
is formed to a film thickness of about 50 nm (about 1 nm) (FIG. 3(c)).
さらに、ＳｉＯ□１漠４にエミンタ部を開口し、ヒ素を
エネルギー８０ｋ ｅ Ｖ、 ２ ＸＩＯ” （７ｃ
ｍ”） ノドーズ量でイオン注入し、エミッタとしての
ｎ型不純物拡散領域５を形成する（同図（ｄ））。Furthermore, an emitter was opened in the SiO
m'') ion implantation is performed at a dose of 1.5 m to form an n-type impurity diffusion region 5 as an emitter (FIG. 3(d)).
最後に、Ｓ’＋Ｏｔ膜４にベースおよびコレクタ用のコ
ンタクト部を開口した後、Ａｌｌを形成しエンチングし
てコレクタ電極６．エミッタ電極７およびベース電極８
を形成すると、本発明の実施例に係るバイポーラトラン
ジスタが形成される（同図（ｅ））。Finally, after opening contact portions for the base and collector in the S'+Ot film 4, All is formed and etched to form the collector electrode 6. Emitter electrode 7 and base electrode 8
By forming , a bipolar transistor according to an embodiment of the present invention is formed (FIG. 3(e)).
このようにして形成されるバイポーラトランジスタは、
コレクタ材料に従来のＳｉに代えて、低誘電率かつ飽和
速度の大きいｎ型車結晶β−ＳｉＣ層２を用いるので、
コレクタ充電時間およびコレクタ走行時間が短縮される
。The bipolar transistor formed in this way is
Since the collector material is an n-type wheel crystal β-SiC layer 2 with a low dielectric constant and high saturation speed, instead of conventional Si,
Collector charging time and collector running time are reduced.
なお、コレクタ充電時間はコレクタ材料の比誘電率に比
例し、Ｓｉの比誘電率は１１．８、ｎ型車結晶β−Ｓｉ
ＣＪｉ２のそれは９．７であるから、 コレクタ充電時
間は８７％に減少する。Note that the collector charging time is proportional to the dielectric constant of the collector material, and the dielectric constant of Si is 11.8, and the dielectric constant of Si is 11.8.
Since that of CJi2 is 9.7, the collector charging time is reduced to 87%.
また、コレクタ走行時間はコレクタ材料の飽和速度の逆
比例し、Ｓｉの飽和速度はｌ ＸＩＯ’ （ｃｍ／５ｅ
ｃ） 、ｎ型車結晶β−ｓ；ｃｊ１２のそれは２．５Ｘ
１０’Ｃｃｍ／ｓｅｃ ）であるから、コレクタ走行時
間は４０％に減少する。In addition, the collector transit time is inversely proportional to the saturation speed of the collector material, and the saturation speed of Si is l XIO' (cm/5e
c), N type car crystal β-s; that of cj12 is 2.5X
10'Ccm/sec), the collector running time is reduced to 40%.
このように本発明によれば、コレクタ材料に低誘電率か
つ飽和速度の大きいｎ型車結晶β−５ｉＣ層２を用いる
ことにより、コレクタ充電時間τゎおよびコレクタ走行
時間τゎ°が短縮されるので、バイポーラトランジスタ
の動作が高速化される。As described above, according to the present invention, by using the n-type wheel crystal β-5iC layer 2 with a low dielectric constant and high saturation speed as the collector material, the collector charging time τゎ and the collector running time τゎ° are shortened. Therefore, the operation speed of the bipolar transistor is increased.
従って、半導体装置のより一層の高速化に効果がある。Therefore, it is effective in further increasing the speed of the semiconductor device.
［発明の効果］
本発明によれば、コレクタ材料に低誘電率かつ飽和速度
の大きい単結晶β−５ｉＣ−を用いることにより、コレ
クタ充電時間τゎおよびコレクタ走行時間τ。°が短縮
されるので、バイポーラトランジスタの動作が高速化さ
れる。従って、半導体装置のより一層の高速化に効果が
ある。[Effects of the Invention] According to the present invention, by using single crystal β-5iC-, which has a low dielectric constant and a high saturation speed, as the collector material, the collector charging time τゎ and the collector running time τ can be reduced. Since the time is shortened, the operation of the bipolar transistor becomes faster. Therefore, it is effective in further increasing the speed of the semiconductor device.
第１図は、本発明の実施例に係るバイポーラトランジス
タの製造工程説明図である。
（符号の説明）
１ ・・・ ｐ 型Ｓｉ基奢反、
２・・・ｎ型車結晶β−５ｉＣ層、
３・・・ｐ型Ｓｉ層、
４・・・５ｉＯｚ膜、
５・・・ｎ型不純物拡散領域、
６・・・コレクタ電極、
７・・・エミッタ電極、
８・・・ベース電極。FIG. 1 is an explanatory diagram of the manufacturing process of a bipolar transistor according to an embodiment of the present invention. (Explanation of symbols) 1...p-type Si base film, 2...n-type wheel crystal β-5iC layer, 3...p-type Si layer, 4...5iOz film, 5...n type impurity diffusion region, 6... collector electrode, 7... emitter electrode, 8... base electrode.
Claims (1)
ｉＣを用いることを特徴とする半導体装置。Single crystal β-S as collector material for bipolar transistors
A semiconductor device characterized by using an iC.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15288388A JPH023931A (en) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15288388A JPH023931A (en) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | Semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH023931A true JPH023931A (en) | 1990-01-09 |
Family
ID=15550205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15288388A Pending JPH023931A (en) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | Semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH023931A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0782098A (en) * | 1993-06-30 | 1995-03-28 | Agency Of Ind Science & Technol | Silicon substrate having silicon carbide-embedded layer and its production |
| WO1999009585A1 (en) * | 1997-08-13 | 1999-02-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor substrate and semiconductor device |
| US6870204B2 (en) * | 2001-11-21 | 2005-03-22 | Astralux, Inc. | Heterojunction bipolar transistor containing at least one silicon carbide layer |
| JP2015115587A (en) * | 2013-12-16 | 2015-06-22 | 新日本無線株式会社 | Bipolar transistor and manufacturing method therefor |
-
1988
- 1988-06-20 JP JP15288388A patent/JPH023931A/en active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0782098A (en) * | 1993-06-30 | 1995-03-28 | Agency Of Ind Science & Technol | Silicon substrate having silicon carbide-embedded layer and its production |
| JP2615406B2 (en) * | 1993-06-30 | 1997-05-28 | 工業技術院長 | Method for manufacturing silicon substrate having silicon carbide buried layer |
| WO1999009585A1 (en) * | 1997-08-13 | 1999-02-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor substrate and semiconductor device |
| EP0971394A1 (en) * | 1997-08-13 | 2000-01-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor substrate and semiconductor device |
| EP0971394A4 (en) * | 1997-08-13 | 2000-01-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor substrate and semiconductor device |
| US6870204B2 (en) * | 2001-11-21 | 2005-03-22 | Astralux, Inc. | Heterojunction bipolar transistor containing at least one silicon carbide layer |
| US6893932B2 (en) | 2001-11-21 | 2005-05-17 | Astralux, Inc. | Heterojunction bipolar transistor containing at least one silicon carbide layer |
| JP2015115587A (en) * | 2013-12-16 | 2015-06-22 | 新日本無線株式会社 | Bipolar transistor and manufacturing method therefor |
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