JPH0394470A - Semiconductor device and photoelectric conversion device using the same device - Google Patents
Semiconductor device and photoelectric conversion device using the same deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は半導体装置およびこれを用いた光電変換装置に
関するものである.
[従来の技術]
従来の半導体装置として、バイボーラトランジスタ(以
下、BPT)を例にとって説明する.BPTにはエミッ
タのみにワイドギャップの半導体領域を利用してエミツ
ターベース間のみをヘテロ接合としたヘテロバイボーラ
トランジスタ(以下、HBT)と、ベースが他のエミツ
タ・コレクタに比べてナロウギャップ半導体領域を利用
したダブルへテロBPTがある。しかし、いずれもベー
スの水平方向の組成は一定とされていた。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a semiconductor device and a photoelectric conversion device using the same. [Prior Art] A bibolar transistor (hereinafter referred to as BPT) will be explained as an example of a conventional semiconductor device. BPTs include a hetero bibolar transistor (hereinafter referred to as HBT) that uses a wide-gap semiconductor region only for the emitter and has a heterojunction only between the emitter and base, and a hetero-bibolar transistor (hereinafter referred to as HBT) that uses a wide-gap semiconductor region only for the emitter, and a hetero-bibolar transistor (hereinafter referred to as HBT) that uses a wide-gap semiconductor region only for the emitter. There is a double hetero BPT that uses . However, in both cases, the horizontal composition of the base was assumed to be constant.
第1図は、従来のBPTの一例を示す概略断面図である
。図において、fは基板(たとえばSt半導体基板)、
2はn+埋め込み領域、3は不純物濃度の低いn一領域
、4はベース領域となるp領域、5はエミッタ領域とな
るn4領域、6はチャネルストップとなるn+領域、7
はバイボーラトランジスタのコレクタ抵抗を下げるため
のn“領域、101,102,103,104は素子、
電極および配線をそれぞれ分離するための絶縁膜、20
0は金属、シリサイド、ポリサイド等により形成された
電極である.
ここで、基板1は、リン(ph)、アンチモン(sb)
,ヒ素(As)等の不純物をドーブしてn型とされるか
、あるいは、ボロン(B)、アルミニウム(Aj2)、
ガリウム(Ga)等の不純物をドーブしてp型とされて
いる。埋め込み領域2は、必ずしもある必要はない。n
一領域3はエビタキシャル技術等により形威される。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a conventional BPT. In the figure, f is a substrate (for example, an St semiconductor substrate),
2 is an n+ buried region, 3 is an n-region with a low impurity concentration, 4 is a p-region that becomes a base region, 5 is an n4 region that becomes an emitter region, 6 is an n+ region that becomes a channel stop, and 7
101, 102, 103, 104 are elements,
Insulating film for separating electrodes and wiring, 20
0 is an electrode made of metal, silicide, polycide, etc. Here, the substrate 1 contains phosphorus (ph), antimony (sb)
, doped with impurities such as arsenic (As) to make it n-type, or doped with impurities such as boron (B), aluminum (Aj2),
It is made p-type by doping with impurities such as gallium (Ga). The embedded area 2 does not necessarily have to exist. n
One area 3 is shaped by the epitaxial technique or the like.
ベース領域4には、ボロン(B)、ガリウム(Ga),
アルミニウム(An)等がドーブされている。工くツタ
領域5としては、低圧化学蒸着(LPGVD)等により
形成されたポリシリコンが用いられる。The base region 4 contains boron (B), gallium (Ga),
It is doped with aluminum (An) or the like. As the carved ivy region 5, polysilicon formed by low pressure chemical vapor deposition (LPGVD) or the like is used.
このような従来のHBTにおいては、HBTを微細化(
高集積化)した場合に、エミッタ(E)からコレクタ(
C)に向けて流れる電流(工くツタ面積に比例する電流
)とエミッタ電流の周辺が影響して、横方向(ベース水
平方向)に流れる電流が増加するという課題を有してい
た。In such conventional HBT, HBT is miniaturized (
from the emitter (E) to the collector (
There was a problem in that the current flowing in the lateral direction (horizontal direction of the base) increases due to the influence of the current flowing toward C) (current proportional to the area of the vine) and the surroundings of the emitter current.
第2図および第3図に従来のBPTの一例を示し上記横
方向に流れる電流について簡単に説明する。An example of a conventional BPT is shown in FIGS. 2 and 3, and the current flowing in the lateral direction will be briefly explained.
第2図の模式的切断面図には、エミツタにのみワイドギ
ャップ(ベースおよびコレクタを形成する半導体領域の
バンドギャップ巾に較べて)の半導体領域を用いたHB
Tが示される。第2図において、201はコレクタ領域
となる、n型半導体基体、202はベース領域となるP
型半導体領域、203は絶縁層、204はエミツタ領域
となるn1型半導体領域である.205は、第2図に示
されるBPTを駆動したときにBPT内(とくにベース
領域内)を流れる電流の流れを模式的に示す矢印である
。第2図中に示されるように、電流の流れは第2図中上
下方向には流れるものの、ベース領域内において横方向
への広がりを有している。The schematic cross-sectional view in FIG. 2 shows an HB using a semiconductor region with a wide gap (compared to the bandgap width of the semiconductor region forming the base and collector) only in the emitter.
T is shown. In FIG. 2, 201 is an n-type semiconductor substrate which becomes a collector region, and 202 is a P-type semiconductor substrate which becomes a base region.
203 is an insulating layer, and 204 is an n1 type semiconductor region which becomes an emitter region. Reference numeral 205 is an arrow schematically indicating the flow of current flowing within the BPT (particularly within the base region) when the BPT shown in FIG. 2 is driven. As shown in FIG. 2, although the current flows in the vertical direction in FIG. 2, it spreads in the lateral direction within the base region.
第3図の模式的切断面にはベースを形成する半導体領域
にナロウギャップの(コレクタ、エミッタを形成する半
導体領域のバンギャップ巾に較べて狭いギャップ巾の)
半導体を用いた例が示されている。The schematic cross section in Figure 3 shows a narrow gap in the semiconductor region forming the base (a gap width narrower than the bun gap width of the semiconductor region forming the collector and emitter).
An example using a semiconductor is shown.
第3図において、301はn+型シリコン領域、302
はコレクタ領域となるn型シリコン領域、303はベー
ス領域となるP0型シリコンゲルマニウム(S i l
−x Ge x)領域、304はエミッタ領域となるn
型シリコン領域、305はベース領域と電極306とを
電気的に接続するためのPゝ型シリコン領域、307は
エミツタ領域と電極308とを電気的に接続するための
n+型シリコン領域である。また、309は第3図は示
されるダブルへテロBPTを駆動したときに流れる電流
の流れを模式的に示す矢印、310は絶縁層である。In FIG. 3, 301 is an n+ type silicon region, 302
303 is an n-type silicon region which becomes a collector region, and 303 is a P0-type silicon germanium (S i l
-x Ge x) region, 304 is n which becomes the emitter region
305 is a P type silicon region for electrically connecting the base region and the electrode 306, and 307 is an n+ type silicon region for electrically connecting the emitter region and the electrode 308. Further, 309 is an arrow schematically showing the flow of current that flows when the double hetero BPT shown in FIG. 3 is driven, and 310 is an insulating layer.
第3図に示されるように、電流の流れは第3図中上下方
向には流れるものの、ベース領域内において横方向への
広がりをもっている。As shown in FIG. 3, although the current flows in the vertical direction in FIG. 3, it spreads in the lateral direction within the base region.
即ち、エミッタ領域から注入されたキャリアの有効な閉
じ込めが行われておらず、一次元的な電流増幅率の低下
が生ずる。That is, carriers injected from the emitter region are not effectively confined, resulting in a one-dimensional reduction in current amplification factor.
つまり、本来のE−C間に流れる縦方向電流によるHB
Tの電流増幅率hrxが減少する。これは、ホモ接合の
BPTにおいても同様に問題となっていることである。In other words, HB due to the vertical current flowing between E and C
The current amplification factor hrx of T decreases. This is also a problem in homozygous BPT.
エミッタ面積の大きい場合は、エミツタ面積寸法の変化
はh,。に実質的に影響しないのであるが、微細化され
ると周辺長の効果により、面積の変化が}IBTのhF
Eの変化となって表われるようになる。HBTの場合、
hrcが小さくなると、エミッタへのキャリア注入が激
減し、ベース中の再結合電流が■,の支配項になるので
、この横方向電流の増加は極めて重要となる。When the emitter area is large, the change in emitter area dimension is h,. However, when miniaturized, due to the effect of the peripheral length, the change in area changes due to the hF of IBT.
This will appear as a change in E. In the case of HBT,
When hrc becomes smaller, the carrier injection into the emitter is drastically reduced and the recombination current in the base becomes the dominant term, so this increase in lateral current becomes extremely important.
光電変換装置において、’hWEが低下すると、まずB
PTを用いたセンサからの読み出し利得が低下し、信号
電圧の低下が生じる。In a photoelectric conversion device, when 'hWE decreases, first B
The readout gain from a sensor using PT decreases, resulting in a decrease in signal voltage.
すなわち、BPTの電流駆動能力が低下するためである
,次に固定パターン雑音(FPN)が増加する。That is, this is because the current driving ability of the BPT is reduced, and fixed pattern noise (FPN) increases.
このため、光電変換装置において、最も重要である信号
対雑音比(S/N比)が著しく低下してしまう。For this reason, in a photoelectric conversion device, the most important signal-to-noise ratio (S/N ratio) is significantly reduced.
また、hrtの低下によりBPTの電流駆動能力の低下
が生じるので、スイッチング速度、応答性も低下する。Furthermore, the reduction in hrt causes a reduction in the current driving ability of the BPT, resulting in a reduction in switching speed and response.
また、微細化した場合の寸法の影響がhFEにあらわれ
るのであるから、高速度に対応したセンサの微細化時の
h,,のバラツキは光電変換の雑音を著しく大にするこ
とになり、センサー素子のバラツキが大となる。In addition, since the effect of dimensions when miniaturized appears on hFE, variations in h,, when miniaturizing a sensor compatible with high speeds will significantly increase the noise of photoelectric conversion, and the sensor element There is a large variation in
すなわち、センサの開口率も小さくなり、信号が小さく
なる上にバラッキが大となり、s/Nの著しい低下はま
ぬがれない。That is, the aperture ratio of the sensor becomes smaller, the signal becomes smaller and the variation becomes larger, and a significant drop in S/N is inevitable.
[発明が解決しようとする課題]
本発明は上記した問題点を解決するもので、本発明の目
的は、ベース中の横方向拡散電流を阻止することができ
、横方向コレクタ電流をほとんどなくすることができる
半導体装置および該装置を用いた光電変換装置を提供す
ることである.また、本発明は横方向のBPT作用をな
くすことができる、半導体装置および該半導体装置を用
いた光電変換装置を提供することも目的とする。[Problems to be Solved by the Invention] The present invention solves the above problems, and an object of the present invention is to prevent lateral diffusion current in the base and almost eliminate lateral collector current. An object of the present invention is to provide a semiconductor device that can perform the following steps, and a photoelectric conversion device using the device. Another object of the present invention is to provide a semiconductor device that can eliminate the lateral BPT effect, and a photoelectric conversion device using the semiconductor device.
また、本発明の目的は、横方向の注入電流をおさえるこ
とができ、ベース電流を減少させることができる.半導
体装置および該装置を用いた光電変換装置を提供するこ
とにある。Another object of the present invention is to suppress lateral injection current and reduce base current. An object of the present invention is to provide a semiconductor device and a photoelectric conversion device using the device.
加えて、本発明の目的は、電流増幅率h−を改善するこ
とができ、微細化されたHBTにおいてもhFEの劣化
を防止することができる、半導体装置および該装置を用
いた光電変換装置を提供することである。In addition, an object of the present invention is to provide a semiconductor device and a photoelectric conversion device using the device, which can improve the current amplification factor h- and prevent the deterioration of hFE even in a miniaturized HBT. It is to provide.
さらに本発明の目的は、横方向電流を少なくすることが
できることによ・り、大電流におけるエミッタ・エッチ
での電流集中を少なくすることができる、半導体装置お
よび該装置を用いた光電変換装置を提供することである
。A further object of the present invention is to provide a semiconductor device and a photoelectric conversion device using the device, which can reduce lateral current and thereby reduce current concentration at the emitter etch at large currents. It is to provide.
本発明の目的は、横方向のバンドギャップと縦方向のバ
ンドギャップの違いによって、コレクタ電流を閉じ込め
ることができ(不要な横方向への電流拡散を防ぐことが
でき)、装置の微細化を行っても高い電流増幅率を有す
る半導体装置および該装置を用いた光電変換装置を提供
することである。The purpose of the present invention is to confine the collector current (prevent unnecessary lateral current diffusion) due to the difference between the lateral band gap and the vertical band gap, and to miniaturize the device. An object of the present invention is to provide a semiconductor device having a current amplification factor as high as possible, and a photoelectric conversion device using the device.
本発明の目的は、従来と同じパターン(大きさ)のエミ
ッタとした場合に電流駆動能力が増加することができる
高性能の半導体装置および該装置を用いた光電変換装置
を提供することである。An object of the present invention is to provide a high-performance semiconductor device that can increase current drive capability when emitters have the same pattern (size) as conventional ones, and a photoelectric conversion device using the device.
加えて、本発明は、高性能なBPT構造を用いることで
より高感度化された光電変換装置を提供することも目的
とする。In addition, another object of the present invention is to provide a photoelectric conversion device with higher sensitivity by using a high-performance BPT structure.
[課題を解決するための手段]
本発明の半導体装置は、第1導電型のコレクタ領域と、
第2導電型のベース領域と、
第1導電型のエミッタ領域とを備え、
前記ベース領域が、第1のベース領域とその周囲部分に
設けられた第2のベース領域とを有し、かつ、前記第1
のベース領域の禁制f幅より前記第2のベース領域の禁
制帯幅の方が広いことを特徴とする。[Means for Solving the Problems] A semiconductor device of the present invention includes a collector region of a first conductivity type, a base region of a second conductivity type, and an emitter region of a first conductivity type, the base region comprising: a first base region and a second base region provided around the first base region;
The forbidden band width of the second base region is wider than the forbidden f width of the base region.
本発明の光電変換装置は上記半導体装置を用いたことを
特徴とする.
本発明の半導体装置は、第1導電型を有するコレクタ領
域と、該コレクタ領域上定積層され、第2導電型を有す
るベース領域と、該ベース領域上に作成され、第1導電
型を有するエミッタ領域とを少なくとも有する半導体装
置において、少なくとも前記ベース領域の前記工くツタ
領域下の部分が前記エミッタ領域および前記コレクタ領
域よりもバンドギャップが小さく、かつ、前記ベース領
域が水平方向に電位障壁を有することを特徴とする。The photoelectric conversion device of the present invention is characterized by using the above semiconductor device. The semiconductor device of the present invention includes: a collector region having a first conductivity type; a base region having a second conductivity type formed on the base region; and an emitter formed on the base region having a first conductivity type. In a semiconductor device having at least a region, at least a portion of the base region below the vine region has a smaller band gap than the emitter region and the collector region, and the base region has a potential barrier in the horizontal direction. It is characterized by
本発明の光電変換装置は上記半導体装置を用いたことを
特徴とする。A photoelectric conversion device of the present invention is characterized by using the above semiconductor device.
本発明の半導体装置は、第1導電型のコレクタ領域と、
第2導電型のベース領域と、
第1導電型のエミッタ領域とを備え、
前記ベース領域が、第1のベース領域とその周囲部分に
設けられた第2のベース領域とを有し、かつ、前記第1
のベース領域の禁制帯幅より前記第2のベース領域の禁
制帯幅の方が広い半導体装置を有する撮像部と、該撮像
部に係わる垂直走査部と水平走査部および読出し部とを
有する。A semiconductor device of the present invention includes a collector region of a first conductivity type, a base region of a second conductivity type, and an emitter region of a first conductivity type, wherein the base region includes a first base region and a surrounding portion thereof. a second base region provided in the first base region;
an imaging section including a semiconductor device in which the forbidden band width of the second base region is wider than the forbidden band width of the base region; and a vertical scanning section, a horizontal scanning section, and a reading section related to the imaging section.
本発明の半導体装置は、第1導電型を有するコレクタ領
域と、該コレクタ領域上に積層され、第2導電型を有す
るベース領域と、該ベース領域上に作成され、第1導電
型を有するエミッタ領域とを少なくとも有する半導体装
置において、少なくとも前記ベース領域の前記エミッタ
領域下の部分が前記エミッタ領域および前記コレクタ領
域よりもバンドギャップが小さく、かつ、前記ベース領
域が水平方向に電位障壁を有する半導体装置を備えた撮
像部と、該撮像部に係わる垂直走査部と水平走査部およ
び読出し部を有する。A semiconductor device of the present invention includes a collector region having a first conductivity type, a base region laminated on the collector region and having a second conductivity type, and an emitter formed on the base region and having a first conductivity type. at least a portion of the base region below the emitter region has a smaller band gap than the emitter region and the collector region, and the base region has a potential barrier in the horizontal direction. The image capturing section includes a vertical scanning section, a horizontal scanning section, and a reading section related to the imaging section.
[作用コ
上記した目的を達成する本発明の半導体装置を例に挙げ
て以下説明する。[Function] The semiconductor device of the present invention that achieves the above-mentioned object will be described below as an example.
本発明の半導体装置は、エミッタから注入されたキャリ
アをベース領域内に効果的に閉じ込めることによって、
横方向への電流の広がりを実買上阻止する構成を有して
いる。The semiconductor device of the present invention effectively confines carriers injected from the emitter within the base region.
It has a structure that actually prevents the spread of current in the lateral direction.
即ち、ベース領域内にヘテロ接合を設けることによって
、そのバンドギャップ障壁を利用して電流の不要方向へ
の拡散を防いでいる。That is, by providing a heterojunction in the base region, the bandgap barrier is utilized to prevent current from spreading in unnecessary directions.
ヘテロバイボーラトランジスタ(HBT)におけるベー
ス電流は、ほとんどがエミツタから注入されたキャリア
の再結合によって生ずる電流であるために、この電流の
閉じ込めは大きな効果を発揮する。Since most of the base current in a heterobibolar transistor (HBT) is a current generated by recombination of carriers injected from the emitter, confinement of this current has a great effect.
[実施例コ
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明す
る。[Embodiments] Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施例1)
第4図は本発明の一実施例に係る半導体装置を示す図で
ある。図において、第1図と同じ符号を付した部分は、
それぞれ同じものを示す。また、8はSiにGeを混入
して混晶とし、S iI−xGe,lとなっている領域
であり、9はエミツタ電極であり、低圧化学蒸着(LP
GVD)等によって形成されたポリシリコンあるいはエ
ビタキシャル技術等によって形威された単結晶シリコン
よりなり、不純物濃度がI X 1 0”〜1 0”C
m−’の01領域である。(Example 1) FIG. 4 is a diagram showing a semiconductor device according to an example of the present invention. In the figure, parts with the same symbols as in Figure 1 are
Each shows the same thing. Further, 8 is a region in which Ge is mixed into Si to form a mixed crystal, resulting in SiI-xGe,l, and 9 is an emitter electrode, which is formed by low-pressure chemical vapor deposition (LP).
It is made of polysilicon formed by GVD) or single crystal silicon formed by epitaxial technology, etc., and has an impurity concentration of I x 10" to 10"C.
This is the 01 area of m-'.
第5図に、第4図に示される半導体装置のべ−ス、エミ
ッタ、コレクタの各領域の配置関係を説明するための模
式的平面図を示す。第5図において示される符号は第4
図に対応してふられている。FIG. 5 is a schematic plan view for explaining the arrangement of the base, emitter, and collector regions of the semiconductor device shown in FIG. 4. The symbol shown in FIG.
It is marked corresponding to the figure.
第5図に示されるように、Sit−.Ge.領域8は、
ベース領域のP領域4に平面的に取囲まれるように形成
されている。エミッタ領域9の上には不図示のれ+領域
5が設けられ、更に不図示の電極200−1が設けられ
る。ベース領域はSil−、Ge.領域8とP領域4と
で形成される。即ち、ベース中にヘテロ接合を有する構
成となっている.P領域4上には、電極200−2がP
領域4と電気的接続をとって形成されている(ここでは
、電極200−2はコ状に形成してある。)。n0領域
7はベース領域と離れた位置に形威され、n+領域7の
上には不図示の電極(コレクタ電極200−3)が設け
られる.このような、本実施例の半導体装置において、
ベース電流は、主として以下に示す2成分からなる。(
但し工主ツタのW,の先は金属でコンタクトする場合)
ベース電流は以下のJ alnJとJ Ilrseが主
要電流成分である( J B ” J all’lJ”
J 15r@e) eまず、ベースからエミツタへの
正孔の拡散電流は、電位障壁が存在することにより、
JalnJ−(Q’nl2・Dp/Ng−Lp)xco
th(WE’/Lp)[exp(Vac/kT)−11
−1−(1)で近似的に表される。また、エミッタか
ら注入された電子の再結合電流は
JBt@c” {q”nl”DneX!) (ΔEg/
kT)/N1Lo)x [ {cosh (W!l/L
H) −1}/ {s inh (WB/LH) )]
x [exp (veE/kT) −tl
”” 1− (2)で表される。As shown in FIG. Ge. Area 8 is
It is formed so as to be surrounded in a plane by the P region 4 of the base region. An unillustrated slip region 5 is provided on the emitter region 9, and an unillustrated electrode 200-1 is further provided. The base region is Sil-, Ge. It is formed by region 8 and P region 4. In other words, it has a structure with a heterojunction in the base. On the P region 4, the electrode 200-2 is
It is formed to be electrically connected to region 4 (here, the electrode 200-2 is formed in a U-shape). The n0 region 7 is formed at a position apart from the base region, and an electrode (not shown) (collector electrode 200-3) is provided on the n+ region 7. In such a semiconductor device of this example,
The base current mainly consists of the following two components. (
However, when the tip of the main ivy W is contacted with metal) The main current components of the base current are J AlnJ and J Ilrse below ( J B "J all'lJ"
J 15r@e) eFirst, due to the presence of a potential barrier, the hole diffusion current from the base to the emitter is JalnJ-(Q'nl2・Dp/Ng-Lp)xco
th(WE'/Lp)[exp(Vac/kT)-11
-1-(1) is approximately expressed. Also, the recombination current of electrons injected from the emitter is JBt@c” {q”nl”DneX!) (ΔEg/
kT)/N1Lo)x [ {cosh (W!l/L
H) -1}/ {s inh (WB/LH))]
x [exp (veE/kT) −tl
"" 1-(2)
一方、コレクタ電流は
JC −(q’n+’・t+nexp(ΔEg/ kT
) / N1Ln)x (cosech(We/Ls)
) ’x (exp (VaE/kT) −1)
= 1− (3)となる。ここで、qは電荷
、niは真性半導体電荷密度(S i) 、Ntはエミ
ッタの不純物密度、NBはベースの不純物密度、DPは
正孔の拡散係数、DNは電子の拡散係数、t,pは正孔
の拡散長(与(DpτP)l/2)、L,4は電子の拡
散長、(4(DNτN)”2)+icはボルツマン定数
、Tは絶対温度%VllEはベース・エミツタ順パイア
ス電子、τ2およびτ、は正孔および電子の少数キャリ
ア寿命、ΔEgはSiとS i−Geとのバンドギャッ
プ差、W,は、エミッタの厚さ、Wl5は、ベースの厚
さである。On the other hand, the collector current is JC − (q'n+'・t+nexp(ΔEg/kT
) / N1Ln)x (cosech(We/Ls)
) 'x (exp (VaE/kT) -1)
= 1- (3). Here, q is the charge, ni is the intrinsic semiconductor charge density (S i), Nt is the emitter impurity density, NB is the base impurity density, DP is the hole diffusion coefficient, DN is the electron diffusion coefficient, t, p is the hole diffusion length (given (DpτP)l/2), L,4 is the electron diffusion length, (4(DNτN)”2)+ic is the Boltzmann constant, T is the absolute temperature %VllE is the base-emitter order bias τ2 and τ are the minority carrier lifetimes of holes and electrons, ΔEg is the band gap difference between Si and Si-Ge, W is the thickness of the emitter, and Wl5 is the thickness of the base.
なお、ベース中の真性キャリアは、Stにより形成され
ている領域ではn , 2となるのに対して、S i−
Geにより形成されている領域ではnl2exp(ΔE
g/kT)となる。これはべ一スのバンドギャップがエ
ミッタより△Egだけ狭いためである。Note that the intrinsic carriers in the base are n, 2 in the region formed by St, whereas the intrinsic carriers in the base are n,2 in the region formed by St, whereas
In the region formed by Ge, nl2exp(ΔE
g/kT). This is because the bandgap of the base is narrower than that of the emitter by ΔEg.
このため、本実施例に係わるHBTでは、コレクタ電流
が増加し、エミッタからの注入キャリアの再結合電流も
増加する一方で、ベースからエミッタに注入するキャリ
アの数は減少しないため、電流増幅率hnが増加する。Therefore, in the HBT according to this embodiment, while the collector current increases and the recombination current of carriers injected from the emitter also increases, the number of carriers injected from the base to the emitter does not decrease, so the current amplification factor hn increases.
第6図(a)および(b)は、第4図のA−A゜ とB
−B’ に示す線における電位図である。Figures 6(a) and (b) are A-A゜ and B in Figure 4.
-B' is a potential diagram along the line shown in FIG.
図において、E.gはSi,Eg はS L−Geの
バンドギャップである。図に示したように、△Eg=E
g−Eg’である。In the figure, E. g is the band gap of Si and Eg is the band gap of S L-Ge. As shown in the figure, △Eg=E
g-Eg'.
本発明の特徴は第6図(b)に示す如く、横方向にベー
ス中に電位障壁△Egができていることである。この障
壁により゜注入キャリアが阻止され、これをこえる確率
はexp (一ΔEg/kT)となる。例えば△Eg=
0.1であれば、約1/54となる。従って横方向の電
流をおさえることができ、効率よく縦方向にコレクタ電
流を流すことができる。The feature of the present invention is that, as shown in FIG. 6(b), a potential barrier ΔEg is formed in the base in the lateral direction. This barrier blocks the injected carriers, and the probability of exceeding this barrier is exp (-ΔEg/kT). For example, △Eg=
If it is 0.1, it will be approximately 1/54. Therefore, the current in the horizontal direction can be suppressed, and the collector current can be efficiently passed in the vertical direction.
ホモ接合BPTではベース電流は通常ベースからエミッ
タに注入される電流J llInjがエミッタから注入
されたキャリアの再結合電流J Brs。より大きく、
ベース電流の主要因となる。しかし、HBTでは(2)
式に示した如く、J !treeがexp (ΔEg/
kT)倍となるため、J a+.ac>J 81nJと
なる。例えば、△Eg与0.1eVとすると、常温でk
T=o.025eVであるためexp (ΔEg/kT
)=s4である。充分な△Egの値ではJ Brea>
J !llnJとなり、ベース電流はほとんどJ a
reaとなり、電流増幅率は、hPE= J C /
J Braeとなる。In a homojunction BPT, the base current is usually the current JllInj injected from the base to the emitter, and the recombination current JBrs of carriers injected from the emitter. bigger,
This is the main cause of base current. However, in HBT (2)
As shown in the formula, J! tree is exp (ΔEg/
kT), so J a+. ac>J 81nJ. For example, if △Eg is 0.1 eV, then k at room temperature
T=o. Since it is 025eV, exp (ΔEg/kT
)=s4. At a sufficient value of △Eg, J Brea>
J! llnJ, and the base current is almost J a
rea, and the current amplification factor is hPE= J C /
Became J Brae.
ここで、Wa<Lnとすると次式の如くなる。Here, if Wa<Ln, the following equation is obtained.
hrt− (2Ln/Wa) 2・・・(4)これが、
HBTのhFEの限界の値となる。すなわち、ベースの
中性領域の厚さWBと、ベース中を拡散する少数キャリ
アの拡散長しnのみでbrεが決定される。hrt- (2Ln/Wa) 2...(4) This is
This is the limit value of hFE of HBT. That is, brε is determined only by the thickness WB of the neutral region of the base and the diffusion length n of minority carriers diffusing in the base.
以上は一次元のHBT近似であるが、実際には2次元的
(断面図上)な電流の流れ方をする。第7図はエミッタ
部のみを拡大した図である。図中xjはエミッタの基板
中の深さ、W,は縦方向ベース幅、WB’ は第6図(
b)に示した電位障壁までの距離である。図に示す如く
、ベース電流J 8rscは本来の縦に流れるJ Br
scy威分と横方向に流れるJllra。成分に大別で
きる。ここで、J IlrscxがHBTのhFEを下
げる。The above is a one-dimensional HBT approximation, but in reality, current flows two-dimensionally (on a cross-sectional view). FIG. 7 is an enlarged view of only the emitter section. In the figure, xj is the depth of the emitter in the substrate, W, is the vertical base width, and WB' is (
This is the distance to the potential barrier shown in b). As shown in the figure, the base current J 8rsc is the original vertically flowing J Br
Jllra flowing horizontally with sci-fi. It can be broadly classified into components. Here, J Ilrscx lowers hFE in HBT.
第6図(b)に示す電位障壁によって完全にキャリアが
阻止されると近似すると、Jl5xは次の如くなる。Approximating that carriers are completely blocked by the potential barrier shown in FIG. 6(b), Jl5x becomes as follows.
JBx−{Q’n+”DneXI)(ΔEg/kT)/
N1Lll)xtanh(Wa’/Ls) (exp
(Vax/kT)−1} ・=(5)この電流項を考
えるとエミッタ面積をA,とし、エミッタ周辺長し,ど
すると、h.は次の如く表わされる。JBx-{Q'n+"DneXI) (ΔEg/kT)/
N1Lll)xtanh(Wa'/Ls) (exp
(Vax/kT)-1} ・=(5) Considering this current term, if the emitter area is A, the emitter peripheral length is, and h. is expressed as follows.
hrt−A1Jc/ (AtJay”LEXjJax)
− (6)brεは、本来周辺長が問題に
ならないときはh rt= J C / J Flyで
決まっていたが、微細化されてくると、AEとLεX,
とは同じ程度となってくる。例えば、Xj=0.3μm
とし、AE=1x t μrr?とすると、XjLi
/A! = 1 .2になってしまう。微細化されると
、JBXはh2oに非常に大きな影響を及ぼす。hrt-A1Jc/ (AtJay"LEXjJax)
- (6) brε was originally determined by h rt = JC / J Fly when the peripheral length was not an issue, but as miniaturization progressed, brε was determined by AE and LεX,
It will be about the same amount. For example, Xj=0.3μm
and AE=1x t μrr? Then, XjLi
/A! = 1. It becomes 2. When scaled down, JBX has a very large impact on h2o.
(2)式で示すJllyと(5)式で示すのJBXの比
をL n> W n ,L n > W a ’の条件
で近似すると、
J!IX/Jll)l =2wB’/wB
・・・(7)で表わされ、横方向の電流密度は
縦方向の電流密度よりも大きくなる。従来の電位障壁が
ないBPTの場合は(5)式がそのまま適用できるので
、Jaw/Jay J=r2 (Ln/Wa)であり、
通常、Ln)WBであるため横方向電流密度が大となる
。この状態では、(6)式に示す如く、hrzの低下は
まぬがれない。When the ratio of Jlly shown in equation (2) and JBX shown in equation (5) is approximated under the conditions of L n > W n and L n > W a ', J! IX/Jll)l =2wB'/wB
...(7), where the current density in the horizontal direction is larger than the current density in the vertical direction. In the case of a conventional BPT without a potential barrier, equation (5) can be applied as is, so Jaw/Jay J=r2 (Ln/Wa),
Usually, since it is Ln)WB, the lateral current density becomes large. In this state, as shown in equation (6), a decrease in hrz is inevitable.
本実施例のごとく発明の横方向電位障壁をつくり、かつ
エミッタをA t = L Ex”とし、(6)、(7
)式を使うと、hFEは次式で示される。As in this example, the lateral potential barrier of the invention is created, and the emitter is set to A t = L Ex'', (6), (7
), hFE is expressed by the following equation.
hrI,− (Jc/Jay) [1/ {D (8X
J/LEX) (Wa’/Wa) }]=hrzo {
1/ (1+(8XJ/LEX) (WB’/Wl1)
} ・・・(8)すなわち、縦方向におけるB,P
T構造によって決まるhFEoより相当小さくなる。横
方向電流の影響を小さくするためには、
(axj/t.ex) (wa’/wa)≦1
・・・(9)としなければならない。hrI, - (Jc/Jay) [1/ {D (8X
J/LEX) (Wa'/Wa) }]=hrzo {
1/ (1+(8XJ/LEX) (WB'/Wl1)
} ...(8) That is, B, P in the vertical direction
It is considerably smaller than hFEo determined by the T structure. In order to reduce the influence of lateral current, (axj/t.ex) (wa'/wa)≦1
...(9) must be satisfied.
例えば、W,″=WBでL l!X= L nmのとき
、X」≦0.125μmとなる。この影響は、エミッタ
サイズが微細になると非常に大きな問題となる。従来の
電位障壁がないBPTの場合は、W8゜がLnでおきか
えられるため、hFEを大きくすることができなくなり
、HBTの特徴を生かすことができなかった。本発明で
はWB”≦Waと?るように製作することが可能である
ので、エミツタ面積に応じて、エミッタの深さX,を決
めてやれば、hrEの低下゜をおさえることができる。For example, when W,''=WB and L l!X=L nm, X''≦0.125 μm. This effect becomes a very serious problem when the emitter size becomes finer. In the case of a conventional BPT without a potential barrier, W8° is replaced with Ln, so it is no longer possible to increase hFE, and the characteristics of the HBT cannot be utilized. In the present invention, it is possible to manufacture the emitter so that WB"≦Wa, so if the emitter depth X is determined according to the emitter area, the decrease in hrE can be suppressed.
第8図は第(8)式を用いて、W8=wB’であり、か
つXJ =0.05μm,0.1μm,O、2μmであ
る場合について、工くツタの一辺の長さしzx(μm)
と規格化されたh FE/ h FE。Figure 8 shows the length of one side of the ivy, zx( μm)
h FE/h FE standardized as.
との関係を示したグラフである。第8図により、エミッ
タが3μm角以下の微細化BPTでは、w,’=w.の
条件下で、Xj≦0.1μm程度の条件が必要となるこ
とがわかる。This is a graph showing the relationship between According to FIG. 8, in a miniaturized BPT with an emitter of 3 μm square or less, w,'=w. It can be seen that under the condition that Xj≦0.1 μm is required.
通常、異種米導体領域8を、拡散で作成した場合にはW
B■=Waとなり、また、イオン注入で作製した場合に
はWB゜≦W8となる。しかし、WBはW8の%程度に
まではならない。wl1’とW!lの関係はプロセスの
条件で各種決めることができる。Normally, when the dissimilar conductor region 8 is created by diffusion, W
B■=Wa, and when fabricated by ion implantation, WB°≦W8. However, WB does not reach about % of W8. wl1' and W! The relationship of l can be determined in various ways depending on the process conditions.
次に、SiとGeの混晶について詳しく説明する。Si
とGeは互いに同じダイヤモンド形結晶をとり完全固溶
体であり、S i1−xG e.のすべてのx (0<
x<1)について完全なダイヤモンド形結晶となる。Next, the mixed crystal of Si and Ge will be explained in detail. Si
and Ge have the same diamond-shaped crystal and are a perfect solid solution, and S i1-xG e. for all x (0<
For x<1), a perfect diamond-shaped crystal is obtained.
それぞれの禁止’tliEgは近似的にStで1.1e
V、Geで0.7eVであり、Xが増加するにつれて第
9図に示す如<Egが変化する。Each prohibition 'tliEg is approximately 1.1e in St
It is 0.7 eV for V and Ge, and as X increases, <Eg changes as shown in FIG.
第9図において、横軸は混晶比Xを示し、縦軸は禁止帯
幅Eg、伝導帯側の減少幅△Ecおよび価電子帯側の減
少幅△Evを示すa S l 1−x G exの混晶
においては、バンドギャップの減少はほとんど価電子帯
でおこっている。このことにより、正孔の工くツタの注
入をおさえることができ、かつエミッタからの電子のベ
ースへの注入の障壁にならないので、HBTにとっては
非常によい。In FIG. 9, the horizontal axis shows the mixed crystal ratio X, and the vertical axis shows the forbidden band width Eg, the reduction width △Ec on the conduction band side, and the reduction width △Ev on the valence band side. In the ex mixed crystal, most of the band gap reduction occurs in the valence band. This is very good for the HBT, since it is possible to suppress the injection of holes caused by holes, and it does not become a barrier to the injection of electrons from the emitter to the base.
次にヘテロ接合におけるもう1つの問題は材料における
格子定数の違いである。Siの格子定数はds,=5.
43086人であり、Geの格子定数はd0。=5.6
5748人であるので、格子定数の差は、ほぼ4%であ
る。従って、SLの上にS i,一.G e .を作成
すると当然ストレスが生じ、著しい場合は転位が発生す
る。Another problem with heterojunctions is the difference in lattice constants of the materials. The lattice constant of Si is ds,=5.
There are 43,086 people, and the lattice constant of Ge is d0. =5.6
Since there are 5748 people, the difference in lattice constant is approximately 4%. Therefore, on top of SL, S i,1. Ge. Naturally, creating a stress will cause stress, and in severe cases, dislocation will occur.
Geの混晶比Xと転位が発生しない厚みとの間には一定
の関係が有る.゜第10図は、この関係を示す図であり
、横軸がS i..G e xの混晶比Xを示し、縦軸
に転位有り(●印)および転位無し(○印)の関係を示
す。ただし、このデータは分子線エビタキシャル法(M
BE法)によってSt基板上にS i..G e Xを
堆積して調べられた結果である。ここでは510℃で成
長を行なったため、S iI−xG e ,からSiへ
の遷板領域の厚さは非常にうすい。分子線エビタキシャ
ル法によりS i,−XG e Xを形成した場合は、
StとSt,−,GeXとは、階段的な変化をしている
。このため、混晶組成Xが均一な層では、第10図の斜
線領域以下の厚さでないと界面に転位が発生する。There is a certain relationship between the Ge mixed crystal ratio X and the thickness at which no dislocations occur.゜Figure 10 is a diagram showing this relationship, where the horizontal axis is Si. .. The mixed crystal ratio X of G e x is shown, and the vertical axis shows the relationship between the presence of dislocation (●) and the absence of dislocation (○). However, this data is based on the molecular beam epitaxial method (M
Si. .. The results were obtained by depositing G e X. Since the growth was performed here at 510° C., the thickness of the transition plate region from SiI-xG e to Si is very thin. When S i,-XG e X is formed by the molecular beam epitaxial method,
St and St,-,GeX have a stepwise change. Therefore, in a layer with a uniform mixed crystal composition X, dislocations will occur at the interface unless the thickness is equal to or less than the shaded area in FIG.
本発明では、この領域を段階的な傾斜へテロ接合にする
ことにより、転位の問題を解決する。The present invention solves the dislocation problem by forming this region into a graded graded heterojunction.
ベース中へのGeの導入はイオン注入によってこの傾斜
へテロ接合を達成する。The introduction of Ge into the base achieves this graded heterojunction by ion implantation.
従来のS i..G e.の階段状へテロ接合BPTで
は、ストレスが多く、かつ著しい場合は転位が生じS
il −X G e )BとSiの界面に再結中心が多
く発生し、このため過剰電流が流れ、低電流側でI,が
増大し、Icが微小な領域ではhrzが小さく、ICが
増大するにつれてhFEが大きくなる特性を示していた
。Conventional Si. .. G e. In the stepped heterojunction BPT, if the stress is large and severe, dislocation occurs and S
il -X G e ) Many reconsolidation centers occur at the interface between B and Si, and as a result, excessive current flows, I increases on the low current side, and in the region where Ic is small, hrz is small and IC increases. It showed a characteristic that hFE increases as the temperature increases.
これに対して本実施例では、ヘテロ界面がS i..G
e .から徐々にSiに遷移しており、かつ、従来の
MBE等による方法と異なりイオン注入法を用いたので
、より理想に近いヘテロ結合が得らた。第11図は従来
のBPTと本実施例に係わるBPTのh,,特性を比較
したグラフである.図において、横軸はコレクタ電流を
示し、縦軸は電流増幅率hH(=Jc/Ja )を示す
。また、Aは従来のhFE特性を示し、Bは本実施例の
hre特性を示す。On the other hand, in this example, the hetero interface is Si. .. G
e. Since the ion implantation method gradually transitions to Si, and unlike conventional methods such as MBE, an ion implantation method was used, so a more ideal heterobond was obtained. FIG. 11 is a graph comparing the h, characteristics of the conventional BPT and the BPT according to this embodiment. In the figure, the horizontal axis shows the collector current, and the vertical axis shows the current amplification factor hH (=Jc/Ja). Moreover, A shows the conventional hFE characteristics, and B shows the hre characteristics of this example.
遷移領域の厚さは、第10図から得られる値を使って決
めればよい。例えば、混晶比xw0.3であれば、ピー
ク濃度の幅は300人以下とすればよく、x=0.2で
あればピーク濃度の幅は500人以下とすればよく、x
=0.1であればピーク濃度の幅は1500人以下とす
ればよい。The thickness of the transition region may be determined using the values obtained from FIG. For example, if the mixed crystal ratio xw is 0.3, the width of the peak concentration should be 300 people or less, and if x = 0.2, the width of the peak concentration should be 500 people or less,
= 0.1, the width of the peak concentration may be 1500 people or less.
イオン注入条件は、イオン注入の不純物分布を、例えば
SIMS(二次イオン質量分析器)で分析することのよ
り容易に決めることができる。設計混晶比Xに応じて、
SIMS分析結果と比較し、第6図データに従っていヘ
テロ接合の遷移領域の厚さ(イオン注入条件)を決める
ことができる。Ion implantation conditions can be determined more easily by analyzing the impurity distribution of ion implantation using, for example, SIMS (secondary ion mass spectrometer). Depending on the design mixed crystal ratio X,
The thickness of the transition region of the heterojunction (ion implantation conditions) can be determined in accordance with the data in FIG. 6 by comparing with the SIMS analysis results.
混晶比Xは、Siがほぼ5 X 1 0 ”am−3で
あるので、Geのドーズ量により簡単に計算することが
できる。Since Si is approximately 5 x 10'' am-3, the mixed crystal ratio X can be easily calculated from the Ge dose.
次に、第4図に示される半導体装置の概略的な製造プロ
セス・フローの一例を第12図に示す。Next, FIG. 12 shows an example of a schematic manufacturing process flow for the semiconductor device shown in FIG. 4.
重要なプロセスは、エミツタ下のみにGaを選択的に導
入する工程であり、第12図では、酸化膜によりセルフ
ァラインにエミツタ開口予定部のみにGeをイオン注入
(不純物濃度5xlO”cm−’、混晶比40.1)し
、所定の深さに拡散した後、ベースとするB” 4 X
1 0 13cm−”を低加速電圧5keVでイオン
注入後、850℃で30分間熱処理し、ベースの深さを
決める.他の工程は図示した如くである。なお、S L
..G e.の領域の作成は、例えば、エミッタ開口後
、基板に浅くエッチングを行い、その後S i..G
e ,エビタキシャルを行なってもよい。An important process is the step of selectively introducing Ga only under the emitter. In Fig. 12, Ge is ion-implanted (impurity concentration 5xlO"cm-', Mix crystal ratio 40.1), and after diffusing to a predetermined depth, B"4
After ion implantation of 1013 cm-'' at a low acceleration voltage of 5 keV, heat treatment is performed at 850°C for 30 minutes to determine the depth of the base.Other steps are as shown in the figure.
.. .. G e. To create the region, for example, after opening the emitter, the substrate is shallowly etched, and then Si. .. G
e. Ebitaxial analysis may be performed.
エビタキシャル法でS i,.G e xを作戒する場
合は、W a ’ < W aとすることができる.し
かし、この場合は階段的なヘテロ接合ができるので、ス
トレス、転位、欠陥等を考慮して作成するのが好ましい
。By the ebitaxial method, S i, . When G e x is disciplined, W a ′ < W a can be satisfied. However, in this case, a stepwise heterojunction can be formed, so it is preferable to take stress, dislocation, defects, etc. into account when creating the junction.
(実施例2)
第13図は、本発明の他の実施例を示す模式的切断面図
である。(Example 2) FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing another example of the present invention.
第l3図において、第4図と同じ符号のものは同じもの
を示している。第13図において、1301はベース領
域のP領域4と電極200一2とを電気的に接続するた
めのポリシリコンで形成されたP3領域、1302.1
303,1304はそれぞれSin.等の絶縁層である
。In FIG. 13, the same reference numerals as in FIG. 4 indicate the same things. In FIG. 13, 1301 is a P3 region formed of polysilicon for electrically connecting the P region 4 of the base region and the electrode 200-2; 1302.1
303 and 1304 are respectively Sin. It is an insulating layer such as.
本実施例では、ベースのとり出し電極をP+ポリシリコ
ンで形威し、本質的なベースと、エミツタとをセルファ
ラインで作威した。In this example, the lead-out electrode of the base was made of P+ polysilicon, and the essential base and emitter were made of self-alignment.
このようなBPTにおいても、電流増幅率hPEの特性
を大幅に改善することができた。Even in such a BPT, the characteristics of the current amplification factor hPE could be significantly improved.
(実施例3)
第14図は、本発明の別の実施例を説明するための模式
的切断面図である.
第14図において、1はn型またはP型の半導体基体、
2はn型に伝導性を支配する物x.(不純物)をドーブ
した埋め込み領域、3はn型不純物をドーブしたn領域
、4はへテロバイボーラを構戒する半導体のナロウバン
ドギャップの半導体領域であるP型の真性ベース領域(
第1のベース領域)、5は該真性ベース領域4の外周に
形戒ざれた外部ベース領域、(第2のベース領域)9は
ベース抵抗および/またはベース接触抵抗を下げるため
のP+領域、7は第1のベース領域を形成する半導体よ
りも広いバンドギャップを有する半導体で形成された、
エミッタ領域となるn0領域、(エミッタ領域)8はバ
イボーラトランジスタのコレクタ抵抗を下げるためのn
“領域、101、102は夫々トランジスタ間、電極間
および配線間等を電気的に分離するための絶縁膜、20
0−1、200−2、200−3は夫々金属、シリサイ
ド、ポリサイド等で形成された電極で夫々順にエミッタ
電極、ベース電極、コレクタ電極となる。(Example 3) FIG. 14 is a schematic cross-sectional view for explaining another example of the present invention. In FIG. 14, 1 is an n-type or p-type semiconductor substrate;
2 is a substance that controls n-type conductivity x. 3 is an n-type doped region doped with n-type impurities; 4 is a P-type intrinsic base region which is a narrow bandgap semiconductor region of a semiconductor that avoids heterobibolar formation (
(first base region), 5 is an external base region formed around the outer periphery of the intrinsic base region 4, (second base region) 9 is a P+ region for lowering base resistance and/or base contact resistance, 7 is formed of a semiconductor having a wider bandgap than the semiconductor forming the first base region,
The n0 region which becomes the emitter region, (emitter region) 8 is the n0 region to lower the collector resistance of the bibolar transistor.
“Regions 101 and 102 are insulating films 20 for electrically isolating between transistors, between electrodes, between wirings, etc., respectively.
Reference numerals 0-1, 200-2, and 200-3 are electrodes made of metal, silicide, polycide, or the like, and serve as an emitter electrode, a base electrode, and a collector electrode, respectively.
一般に半導体基体1はゾン(P)、ヒ素(As)、アン
チモン(sb)等の周期律表第■族から選ばれる原子を
不純物としてドーブしてn型とされたシリコン基体、あ
るいはボロン(B)、アルよ二ウム(AJZ)、ガリウ
ム(Ga)等の周期律表第III族から選ばれる原子を
不純物としてドーブしてP型とされたシリコン基体が用
いられる。In general, the semiconductor substrate 1 is a silicon substrate doped with atoms selected from group Ⅰ of the periodic table such as zon (P), arsenic (As), and antimony (sb) as impurities to make it n-type, or boron (B). A silicon substrate doped with atoms selected from Group III of the periodic table such as , aluminum (AJZ), gallium (Ga), etc. as an impurity to make it P-type is used.
また、埋め込み領域2にはn型不純物を1016〜1
0 20c m−’の濃度で含有するようにする。In addition, the buried region 2 is doped with n-type impurities of 1016 to 1
It is made to contain at a concentration of 0 20 cm-'.
n領域3 (BPTのコレクタ領域となる)はエピタキ
シャル技術等で形成され、n型不純物を1014〜1
0 17c m””程度とした不純物濃度の低い領域と
される。The n-region 3 (becomes the collector region of BPT) is formed by epitaxial technology, etc., and is doped with n-type impurities of 1014 to 1
This region has a low impurity concentration of approximately 0.017 cm''.
第1のベース領域4はStとGeを含有する半導体領域
で、P型不純物を1 0 ”〜1 0 ”c m−’の
濃度で含有させてある。The first base region 4 is a semiconductor region containing St and Ge, and contains P-type impurities at a concentration of 10'' to 10''cm-'.
第2のベース領域5は、気相堆積等にょる阜結晶シリコ
ンで形成されている.
次に、本実施例を例にとってBPTの電流の構成成分に
ついて述べる。The second base region 5 is formed of crystalline silicon by vapor deposition or the like. Next, the constituent components of the BPT current will be described using this embodiment as an example.
エミッタより注入される電流は、近似的に第1のベース
領域で、
JEI−qDnNi2e△Eg/kT/N1Wa (x
x p (Va!/kT) −1}・・・2−(1)
である。但し、電子の拡散領域Lnはベース幅WBより
も充分長いとする。なお、N8はベース濃度、D.は電
子の拡散距離、NiはSLの真性キャリア密度、■Bε
はベース・エミッタ印加電圧である。The current injected from the emitter is approximately JEI-qDnNi2e△Eg/kT/N1Wa (x
x p (Va!/kT) -1}...2-(1). However, it is assumed that the electron diffusion region Ln is sufficiently longer than the base width WB. Note that N8 is the base concentration, D. is the electron diffusion distance, Ni is the intrinsic carrier density of SL, ■Bε
is the base-emitter applied voltage.
△Egは,St−GeのStとのバンドギャッブの差で
ある。ΔEg is the difference in band gap between St-Ge and St.
エミッタの周辺で横方向に二次元的に流れる電流成分は
、LnくWBとなるので以下の如く近似できる。The current component that flows two-dimensionally in the lateral direction around the emitter is Ln×WB, so it can be approximated as follows.
JEII = qDnNi2/N1Ln (j2 X
P(Vaz/kT)−1)・・・2−(2)
ただし、S L−Ge混晶とSiはDn,N,等と同じ
近似とする。JEII = qDnNi2/N1Ln (j2
P(Vaz/kT)-1)...2-(2) However, S L-Ge mixed crystal and Si are approximated in the same way as Dn, N, etc.
この電流比P6がBPTの特性に影響をおよぼす。This current ratio P6 affects the characteristics of BPT.
エミッタ面積AEs周辺長Lε、エミッタ深さWBとす
ると、
Pi−Jc1L1Wt/Jct ・Az=Wa/Ln−
LaWc/Ar:ixP(一△Eg/kT)
−2− (3)となる,uXP(ΔEg/kT)の
効果が非常に大きいことが明らかである。エミッタ寸法
が1μmより小さくなるにつれてWa/Ln−LaWc
/AC=1にだんだん近くなってきて、uxP(一△E
g/kT)の効果が大きくなる。またJZXP(一△E
g/kT) < < tにするには、
△Eg> > kTであれば、よい。Assuming emitter area AEs peripheral length Lε and emitter depth WB, Pi-Jc1L1Wt/Jct ・Az=Wa/Ln-
LaWc/Ar:ixP(1△Eg/kT)
-2- (3) It is clear that the effect of uXP (ΔEg/kT) is very large. As the emitter dimension becomes smaller than 1 μm, Wa/Ln-LaWc
/AC=1, and uxP(1△E
g/kT). Also JZXP (one△E
g/kT) <<t, it is sufficient if △Eg>>kT.
ベース電流は、前述したようにヘテロバイボーラトラン
ジスタの場合、ヱミッタから注入されたキャリアの再結
合電流である。As described above, in the case of a heterobibolar transistor, the base current is a recombination current of carriers injected from the emitter.
この再結合電流において、前記した如く、第1のベース
領域で再結合するものと、エミッタ周辺で再結合するも
のがある。As described above, some of these recombination currents recombine in the first base region and others recombine around the emitter.
負性ベースでの再結合電流は以下に示す。The recombination current on a negative basis is shown below.
Ja+−1/2・qDnn+2e△Eg/kT/N1W
B/Ln’(i x p (VBE /k丁) −i)
・2− (4)周辺でのベースの再結合電
流Jlleは、2−(2)式と同様である。Ja+-1/2・qDnn+2e△Eg/kT/N1W
B/Ln'(i x p (VBE /k t) -i)
・2-(4) The recombination current Jlle of the base around the periphery is the same as the equation 2-(2).
ベース中での負性ベースと周辺の電流の比PBは以下の
如くなる。The ratio PB of the negative base current in the base and the surrounding current is as follows.
Pa− Jat−L1Wt/Ja+・^t−2・Ln/
Wa−LtWt/Ae−J2XP(一ΔEg/kT)
・・・2−(5)微細化していった場合、
BPTのhrgを高く保つためには
PB<<1にしなければならない。Pa- Jat-L1Wt/Ja+・^t-2・Ln/
Wa-LtWt/Ae-J2XP (-ΔEg/kT)
...2-(5) In the case of miniaturization,
In order to keep the hrg of BPT high, it is necessary to set PB<<1.
故に、
2・Ln/W1L,W,/A,<<jl! X P
(一△ Eg/kT)・・・2−(6)
の条件が重要である。通常Ln>>Weであり、微細化
時にはLEWE/AE= fとなるので、バンドギャッ
プの差により、電流をとじこめる効果は非常に重要であ
る。Therefore, 2・Ln/W1L, W, /A, <<jl! XP
(1△Eg/kT)...2-(6) The following conditions are important. Normally Ln>>We, and when miniaturized, LEWE/AE=f, so the effect of confining current due to the difference in band gap is very important.
コレクタ電流は、ほとんど2−(1)式と同じであり、
本発明のBPTではhrtは、次の如くなる.(1◆p
a−i)
h re = Jc/Ja +=2 (Ln/”a)
’ ・= 2− (7)この効果がない場合
はhFEは1/l+P,になる。The collector current is almost the same as equation 2-(1),
In the BPT of the present invention, hrt is as follows. (1◆p
a-i) h re = Jc/Ja +=2 (Ln/”a)
' ・= 2- (7) If this effect does not exist, hFE becomes 1/l+P.
次に第14図に示した半導体装置の製造プロセスについ
て概略を第15図を用いて説明する。Next, the manufacturing process of the semiconductor device shown in FIG. 14 will be outlined with reference to FIG. 15.
■P型あるいはn型基板1に、As,Sb,P等をイオ
ン注入(熱拡散でもよい)することにより、不純物濃度
、I X 1 0′6〜1 x 1 0”am−’のn
+埋め込み領域2を形成する。(第15図(a))
■次にエビタキシャル技術等により、不純物濃度I X
1 01〜1 x 10”cm−’のn領域を形成す
る。(第15図(b)〉
■コレクタの抵抗を減少させるためのn“領域8(不純
物濃度、IX1017〜1 x 1 0 ”cm−3)
を形成する。(第15図(C))
■素子分離領域102を選択酸化法、CVD法等により
作成する。(第15図(d))■活性領域の酸化膜除去
後、エビタキシャル法等により、ベースとなるナローバ
ンドギャップ層(S1+−xGex等)4とエミッタと
なるn1層7を形成する。(第15図(e))
■全面に酸化膜堆積後、エミッタベースとなる領域7、
4の部分のみ酸化膜マスクによりエッチングにより残す
。深さはベースと同じか若干深くエッチングする。(第
15図(f))
■上記酸化膜を残した状態で、この酸化膜をマスクとし
て、エッチングされた結晶領域にSi上のみに選択エビ
タキシャル法によりP型領域5を形戒する。(第15図
(g))
■酸化マスクを除去後ベースのオーミック抵抗および、
ベース抵抗を下げるための24領域9の形戒とコレクタ
領域8を再度表面から拡散する.(第15図(h))
■絶縁物層101を堆積後、コンタクト穴を開口する。■By ion-implanting As, Sb, P, etc. into the P-type or n-type substrate 1 (thermal diffusion may also be used), the impurity concentration, n of I
+ Form buried region 2. (Figure 15(a)) ■Next, by using the epitaxial technique etc., the impurity concentration I
Form an n-type region 8 (impurity concentration, IX1017 to 1×10”cm) to reduce the collector resistance. -3)
form. (FIG. 15(C)) (1) Element isolation regions 102 are created by selective oxidation, CVD, or the like. (FIG. 15(d)) (1) After removing the oxide film in the active region, a narrow bandgap layer (S1+-xGex, etc.) 4, which will serve as a base, and an n1 layer 7, which will serve as an emitter, are formed by an epitaxial method or the like. (Fig. 15(e)) ■ After depositing an oxide film on the entire surface, the region 7 that will become the emitter base,
Only the portion 4 is left by etching using an oxide film mask. Etch to the same depth as the base or slightly deeper. (FIG. 15(f)) (1) With the oxide film left in place, and using this oxide film as a mask, a P-type region 5 is formed in the etched crystal region only on the Si by a selective epitaxial method. (Fig. 15(g)) ■ After removing the oxide mask, the ohmic resistance of the base and
The shape of the 24 region 9 and the collector region 8 are again diffused from the surface to lower the base resistance. (FIG. 15(h)) (1) After depositing the insulating layer 101, a contact hole is opened.
(第15図(i))
[相]金属電極200を堆積後、パターニングする。(
第15図(j))
■最後に400℃の雰囲気中で30分の第15図(j)
に示される作製物をアニールした後、バッシベーション
膜をつけ、BPTを完成した。(FIG. 15(i)) [Phase] After depositing the metal electrode 200, patterning is performed. (
Figure 15 (j)) ■Finally, 30 minutes in an atmosphere of 400℃ (Figure 15 (j))
After annealing the fabricated product shown in , a passivation film was applied to complete BPT.
(第15図(k))
上記した本発明によれば上記した問題点を解決すること
ができ、上記の目的を達成することができた。(FIG. 15(k)) According to the present invention described above, the above-described problems could be solved and the above-mentioned objects could be achieved.
(実施例4)
第16図は本発明の他の好ましい実施例を示す模式的切
断面図である。(Embodiment 4) FIG. 16 is a schematic cross-sectional view showing another preferred embodiment of the present invention.
本実施例では、PゝのSi+−.Ge.層をエミッタ領
域の下部に埋め込んでいる。In this example, PゝSi+-. Ge. A layer is buried below the emitter region.
製作工程は第15図と異なり、P0のSiI−.Ge.
Jil(ベースP+領域)4をエビタキシャル法により
作威した後、第1のベース領域口を残して、エッチング
し、第2ベース領域5を含みエビタキシャル法により作
戒する。その後、拡散(あるいはイオン注入法により、
エミッタ領域7を作成する。エミッタ領域7はベースP
“領域4と接触するように形成することが好ましい。し
かし、エミッタ領域口はベースP“領域4に到達しなく
ても到達してベースの中に入り込んでいても,.エミッ
タからのキャリアの集中の効果は同様に有る。The manufacturing process is different from that shown in Fig. 15, and the P0 SiI-. Ge.
After Jil (base P+ region) 4 is etched by the epitaxial method, the first base region opening is left and etched, and the second base region 5 is etched by the epitaxial method. Then, by diffusion (or ion implantation method),
Create emitter region 7. Emitter region 7 is base P
It is preferable to form the emitter region so as to be in contact with the base P region 4.However, even if the emitter region opening does not reach the base P region 4 and enters into the base, . The effect of concentrating carriers from the emitter is similar.
第16図で8で表わすのは、n”si領域とP”Si,
−xGex領域の間幅を示している。In FIG. 16, 8 represents the n"si region and P"Si,
-xGex indicates the width between the areas.
この間隔が、十の場合(エミッタ領域とベースPゝ領域
とが離れている場合)と−の場合(エミッタ領域とベー
スP0領域とが領域的に重なっている場合)について、
第16図の断面A−A’における電位分布を第17図(
a)および(b)に夫々示す.
この間隔8が、十の場合は第17図(a)に示されるよ
うな電位図となり、ベース中の少数キャリアの拡散長し
。より小さく、間隔8がーの場合は、第17図(b)に
示されるような電位図となりエミッタ中の少数キャリア
の拡散長し,よりも絶対値が小さければ、ヘテロ接合の
効果は生じhFEは犬となる。いずれの場合であっても
、第16図のベース領域の横方向のコレクタ電流のとじ
込めは、StとSi+−,lGexのバンドギャップ差
で充分行うことができる。When this interval is 10 (when the emitter region and the base P0 region are far apart) and when it is - (when the emitter region and the base P0 region overlap regionally),
Figure 17 shows the potential distribution at cross section AA' in Figure 16 (
Shown in a) and (b), respectively. If this interval 8 is 10, the potential diagram will be as shown in FIG. 17(a), and the diffusion length of the minority carriers in the base will be. If it is smaller and the distance is 8 -, the potential diagram will be as shown in Figure 17(b), and the diffusion length of the minority carriers in the emitter will be smaller than becomes a dog. In either case, the collector current in the lateral direction of the base region shown in FIG. 16 can be confined sufficiently by the band gap difference between St and Si+-, lGex.
本実施例の構成によれば、埋め込み構造と較べて作製工
程の管理が容易になる。また、作製工程が簡単になる。According to the configuration of this embodiment, the manufacturing process can be easily managed compared to a buried structure. Furthermore, the manufacturing process becomes simpler.
したがって、歩留りの向上、ひいてはコストの低減が期
待できる。Therefore, it is expected that the yield will be improved and the cost will be reduced.
(実施例5)
第18図は、光電変換装置に、第1実施例に示したBP
Tを用いた場合を示す回路図である.第18図において
、Trで示した部分に、実施例1で示したBPTを使用
した.
なお、第18図中、1は撮像部、2は垂直走査部、3.
4はそれぞれ水平走査部および読み出し部である。第1
9図(a),(b).(c)は、撮像部の模式的平面図
および切断面図である。光情報は図面に対して垂直な方
向から入射され、ベースに正孔を蓄積する。(Example 5) FIG. 18 shows the BP shown in the first example in a photoelectric conversion device.
It is a circuit diagram showing the case where T is used. In FIG. 18, the BPT shown in Example 1 was used in the part indicated by Tr. In FIG. 18, 1 is an imaging section, 2 is a vertical scanning section, and 3.
4 are a horizontal scanning section and a reading section, respectively. 1st
Figure 9 (a), (b). (c) is a schematic plan view and a cross-sectional view of the imaging section. Optical information is incident from a direction perpendicular to the drawing, and holes are accumulated in the base.
すなわち、本実施例では、BPTを光電変換素子として
用いた。That is, in this example, BPT was used as a photoelectric conversion element.
例えば、第18図に示したエリアセンサをカラーカメラ
として使用する場合には、同一の光電変換素子の光情報
を複数回読み出す動作を行う。For example, when the area sensor shown in FIG. 18 is used as a color camera, the optical information of the same photoelectric conversion element is read out multiple times.
この際、同一素子から複数回読み出すために、1回目読
み出し時と2回目以降の読み出し時の電気出力の比が問
題となる。この値が小さくなると、補正が必要となる。At this time, since the same element is read out multiple times, the ratio of the electrical output during the first readout and the second and subsequent readouts becomes a problem. If this value becomes small, correction is required.
上記1回目と2回目との読み出し出力の比を非破壊度と
定義すると、非破壊度は次式で表される。If the ratio of the readout outputs of the first and second readings is defined as the non-destructive degree, the non-destructive degree is expressed by the following equation.
非破壊度= (CtotX hrt)/ (Ctot
X hrc+cv)ここで、Ctotは第13図中Tr
で示される光電変換素子のベースに接続されている全容
量を示し、ベース・エミッタ間容量Cb@とベース・コ
レクタ間容量CbeとC。Xにより決まる。CvはVL
, ・・・VLnで示される読み出し線路の浮遊容量
である。ただし、C08は回路方式によっては存在しな
い場合もある。Nondestructiveness = (CtotX hrt) / (Ctot
X hrc+cv) Here, Ctot is Tr in FIG.
The total capacitance connected to the base of the photoelectric conversion element is represented by: base-emitter capacitance Cb@, base-collector capacitance Cbe and C. Determined by X. Cv is VL
, . . . is the stray capacitance of the read line indicated by VLn. However, C08 may not exist depending on the circuit system.
非破壊度はhrcを大きくすることにより容易に改善で
きる。すなわち、hFEを大きくすることにより非破壊
度を大きくすることができる。The degree of non-destruction can be easily improved by increasing hrc. That is, by increasing hFE, the degree of non-destruction can be increased.
なお、本実施例においてはエリアセンサの場合を示した
が、ラインセンサにも応用できることは明らかである。Although the present embodiment shows the case of an area sensor, it is clear that the present invention can also be applied to a line sensor.
また、N14図に示される半導体装置を用いても同様に
優れた非破@読出しのできるセンサーを得ることができ
た.
[発明の効果]
以上説明したように、本発明によれば、ベース中の横方
向拡散電流を阻止することができ、横方向コレクタ電流
をほとんどなくすることができるので、横方向のBPT
作用をなくすことができる。Furthermore, even by using the semiconductor device shown in Figure N14, we were able to obtain a similarly excellent non-destructive @readable sensor. [Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, it is possible to block the lateral diffusion current in the base and almost eliminate the lateral collector current, so that the lateral BPT
The effect can be eliminated.
また、本発明によるHBTでは、横方向の注入電流をお
さえることでき、ベース電流を減少させることかできる
。Further, in the HBT according to the present invention, the lateral injection current can be suppressed, and the base current can be reduced.
従って、本発明によれば、電流増幅率hFEを改善する
ことができ、従って、微細化されたHBTにおいてもh
FEの劣化を防止することができる。Therefore, according to the present invention, it is possible to improve the current amplification factor hFE, and therefore, even in a miniaturized HBT, h
Deterioration of FE can be prevented.
さらに本発明によれば、横方向電流を少なくすることが
できることにより、大電流におけるエミッタ・エッチで
の電流集中を少なくすることができる。Further, according to the present invention, since the lateral current can be reduced, current concentration at the emitter etch at a large current can be reduced.
第1図、第2図および第3図はそれぞれ従来のバイボー
ラトランジスタ(BPT)を説明するための模式的切断
面図、第4図は本発明の好適な一つの実施例を説明する
ための模式的切断面図、第5図は第4図に示されるBP
Tの模式的平面図、第6図は第4図におけるA−A’
B−B’での電位図、第7図はBPTのエミッタ部分
を拡大して示す模式的切断面図、第8図はh FE/
h P!。との関係を示すグラフ、第9図はシリコンと
ゲルマニウムの混晶比に対するエネルギーギャップを説
明するための図、第10図はシリコンとゲルマニウムの
混晶比と転位を説明するための図、第11図は従来のB
PTと本発明のBPTのhFE特性を示す図、本発明の
他の実施例を説明するための模式的切断面図、第12図
は第4図に示される本発明の半導体装置の作製工程を模
式的に示す図、第13図および第14図は本発明の他の
実施態様例を説明するための模式的切断面図、第15図
は第14図に示される半導体装置の作製工程を模式的に
示す図、第16図は本発明の他の実施態様例を説明する
ための模式的切断面図、第17図は第12図に示される
A−A’の深さ方向における電位を説明するための図、
第18図は固体撮像装置に本発明のBPTを用いた場合
の固体撮像装置の回路図、第19図(a)、第19図(
b)、第19図(C)はそれぞれ第18図の撮像部の模
式的平面図および模式説断面図である。
み領域、3・・・n一領域、4・・・ベース領域となる
p領域、5・・・エミッタ領域となるn+領域、7・・
・コレクタ抵抗を下げるためのn1領域、8・・・Si
l−X G e X領域、9・・・エミッタ電極、10
1,102,103・・・絶縁膜、200−1.Zoo
−2.200−3・・・電極。
(符号の説明)
1・・・基板(Si半導体基板)、2・・・n+埋め込
第2図
307
101
第
6
図
第7図
第
9
図
SiiJ度=+5XIO”個/ c m3混晶比
第10図
O
0.5
1.0
Ge混成比
(X)
第
11
図
rc
(対数相対値)
第15図
パッシベーション
第15図
第19図(a)
i
11領fJ,a1, 2, and 3 are schematic cross-sectional views for explaining a conventional bibolar transistor (BPT), respectively, and FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining a preferred embodiment of the present invention. A schematic cross-sectional view, FIG. 5 shows the BP shown in FIG. 4.
A schematic plan view of T, FIG. 6 is taken along A-A' in FIG.
The potential diagram at B-B', Fig. 7 is a schematic cross-sectional view showing the enlarged emitter part of BPT, and Fig. 8 is the hFE/
hP! . 9 is a graph showing the energy gap with respect to the mixed crystal ratio of silicon and germanium. FIG. 10 is a graph showing the mixing crystal ratio of silicon and germanium and dislocation. The figure shows the conventional B
A diagram showing the hFE characteristics of PT and BPT of the present invention, a schematic cross-sectional view for explaining another embodiment of the present invention, and FIG. 12 shows the manufacturing process of the semiconductor device of the present invention shown in FIG. FIGS. 13 and 14 are schematic cross-sectional views for explaining other embodiments of the present invention, and FIG. 15 is a schematic diagram showing the manufacturing process of the semiconductor device shown in FIG. 14. FIG. 16 is a schematic cross-sectional view for explaining another embodiment of the present invention, and FIG. 17 is for explaining the potential in the depth direction of A-A' shown in FIG. 12. diagram for,
Fig. 18 is a circuit diagram of a solid-state imaging device in which the BPT of the present invention is used in the solid-state imaging device, Fig. 19(a), Fig. 19(
b) and FIG. 19(C) are a schematic plan view and a schematic cross-sectional view of the imaging section of FIG. 18, respectively. 3...n-region, 4...p-region serving as a base region, 5...n+ region serving as an emitter region, 7...
・n1 region to lower collector resistance, 8...Si
l-X G e X region, 9... emitter electrode, 10
1, 102, 103... insulating film, 200-1. Zoo
-2.200-3... Electrode. (Explanation of symbols) 1...Substrate (Si semiconductor substrate), 2...n+ buried Fig. 2 307 101 Fig. 6 Fig. 7 Fig. 9 Fig. SiiJ degree = +5 Figure 10 O 0.5 1.0 Ge mixture ratio (X) Figure 11 rc (log relative value) Figure 15 Passivation Figure 15 Figure 19 (a) i 11 region fJ,a
Claims (17)
設けられた第2のベース領域とを有し、かつ、前記第1
のベース領域の禁制帯幅より前記第2のベース領域の禁
制帯幅の方が広いことを特徴とする半導体装置。(1) A collector region of a first conductivity type, a base region of a second conductivity type, and an emitter region of a first conductivity type, the base region being provided in the first base region and its surrounding area. a second base region, and the first
A semiconductor device characterized in that a forbidden band width of the second base region is wider than a forbidden band width of the base region.
帯幅が同じ若しくは実質的に同じである請求項1記載の
半導体装置および該装置を用いた光電変換装置。(2) The semiconductor device according to claim 1, and a photoelectric conversion device using the device, wherein the emitter region and the second base region have the same or substantially the same forbidden band width.
に前記第2のベース領域と同じ導電型で同じ禁制帯幅を
有する半導体領域を有する請求項1記載の半導体装置お
よび該装置を用いた光電変換装置。(3) The semiconductor device according to claim 1, further comprising a semiconductor region having the same conductivity type and the same forbidden band width as the second base region between the emitter region and the first base region, and using the semiconductor device. Photoelectric conversion device.
帯幅が同じ若しくは実質的に同じである請求項3記載の
半導体装置および該装置を用いた光電変換装置。(4) The semiconductor device and photoelectric conversion device using the device according to claim 3, wherein the emitter region and the second base region have the same or substantially the same forbidden band width.
1導電型で前記第1のベース領域の禁制帯幅と同じ若し
くは実質的に同じ禁制帯幅を有する半導体領域を有する
請求項1記載の半導体装置および該装置を用いた光電変
換装置。(5) A semiconductor region according to claim 1, further comprising a semiconductor region of a first conductivity type and having a forbidden band width that is the same as or substantially the same as that of the first base region, between the emitter region and the intrinsic base region. A semiconductor device and a photoelectric conversion device using the device.
厚さである請求項3記載の半導体装置および該装置を用
いた光電変換装置。(6) The semiconductor device and photoelectric conversion device using the device according to claim 3, wherein the semiconductor region has a thickness shorter than the diffusion length of minority carriers.
厚さである請求項5記載の半導体装置および該装置を用
いた光電変換装置。(7) The semiconductor device and photoelectric conversion device using the device according to claim 5, wherein the semiconductor region has a thickness shorter than the diffusion length of minority carriers.
体装置および該装置を用いた光電変換装置。(8) A semiconductor device according to claim 1, wherein the first conductivity type is an n-type, and a photoelectric conversion device using the device.
体装置および該装置を用いた光電変換装置。(9) The semiconductor device according to claim 1, wherein the second conductivity type is p-type, and a photoelectric conversion device using the device.
ム原子を含む請求項1記載の半導体装置および該装置を
用いた光電変換装置。(10) The semiconductor device and photoelectric conversion device using the device according to claim 1, wherein the first base region contains silicon and germanium atoms.
1記載の半導体装置および該装置を用いた光電変換装置
。(11) A semiconductor device according to claim 1, wherein the collector region contains silicon atoms, and a photoelectric conversion device using the device.
載の半導体装置および該装置を用いた光電変換装置。(12) A semiconductor device according to claim 11, wherein the collector region is a single crystal, and a photoelectric conversion device using the device.
装置。(13) A photoelectric conversion device comprising the semiconductor device according to claim 1.
タ領域上に積層され、第2導電型を有するベース領域と
、該ベース領域上に作成され、第1導電型を有するエミ
ッタ領域とを少なくとも有する半導体装置において、少
なくとも前記ベース領域の前記エミツタ領域下の部分が
前記エミツタ領域および前記コレクタ領域よりもバンド
ギャップが小さく、かつ、前記ベース領域が水平方向に
電位障壁を有することを特徴とする半導体装置。(14) At least a collector region having a first conductivity type, a base region laminated on the collector region and having a second conductivity type, and an emitter region formed on the base region and having the first conductivity type. A semiconductor device comprising: at least a portion of the base region below the emitter region having a smaller bandgap than the emitter region and the collector region, and wherein the base region has a potential barrier in the horizontal direction. Device.
特徴とする光電変換装置。(15) A photoelectric conversion device characterized by using the semiconductor device according to claim 14.
設けられた第2のベース領域とを有し、かつ、前記第1
のベース領域の禁制帯幅より前記第2のベース領域の禁
制帯幅の方が広い半導体装置を有する撮像部と、該撮像
部に係わる垂直走査部と水平走査部および読出し部とを
有する光電変換装置。(16) A collector region of a first conductivity type, a base region of a second conductivity type, and an emitter region of a first conductivity type, the base region being provided in the first base region and a surrounding portion thereof. a second base region, and the first
A photoelectric conversion device comprising: an imaging section including a semiconductor device in which the forbidden band width of the second base region is wider than the forbidden band width of the base region; and a vertical scanning section, a horizontal scanning section, and a readout section related to the imaging section. Device.
タ領域上に積層され、第2導電型を有するベース領域と
、該ベース領域上に作成され、第1導電型を有するエミ
ッタ領域とを少なくとも有する半導体装置において、少
なくとも前記ベース領域の前記エミッタ領域下の部分が
前記エミッタ領域および前記コレクタ領域よりもバンド
ギャップが小さく、かつ、前記ベース領域が水平方向に
電位障壁を有する半導体装置を備えた撮像部と、該撮像
部に係わる垂直走査部と水平走査部および読出し部を有
する光電変換装置。(17) At least a collector region having a first conductivity type, a base region laminated on the collector region and having a second conductivity type, and an emitter region formed on the base region and having the first conductivity type. In the semiconductor device, at least a portion of the base region below the emitter region has a smaller band gap than the emitter region and the collector region, and the base region has a potential barrier in the horizontal direction. A photoelectric conversion device having a vertical scanning section, a horizontal scanning section, and a reading section related to the imaging section.
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Publication Number | Publication Date |
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JPH0394470A true JPH0394470A (en) | 1991-04-19 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09298308A (en) * | 1996-04-30 | 1997-11-18 | Sharp Corp | Photo detector and manufacture thereof |
CN111902950A (en) * | 2018-03-29 | 2020-11-06 | 威世半导体有限公司 | Photosensitive semiconductor device and method of forming the same |
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JP2021519519A (en) * | 2018-03-29 | 2021-08-10 | ヴィシャイ セミコンダクター ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングVishay Semiconductor GmbH | Photosensitive semiconductor parts and methods for forming photosensitive semiconductor parts |
US11876144B2 (en) | 2018-03-29 | 2024-01-16 | Vishay Semiconductor Gmbh | Photosensitive semiconductor component, method for forming a photosensitive semiconductor component |
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