JPH04229628A - ラテラルマルチコレクタトランジスタを具える集積回路 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、第１導電型の、横方向
に一定の間隔をあけて配置されるエミッタ及びコレクタ
領域を有するラテラルトランジスタを具える集積回路で
あって、前記領域を、前記第１導電型とは逆の第２導電
型のベース領域の表面に設け、且つ、該ベース領域の表
面から始まり、エミッタ領域とコレクタ領域との間に位
置する第２導電型の前記領域の横方向の空間によって、
トランジスタのベースを形成し、前記エミッタ領域が、
少なくとも１個の長手方向に細長形状を有し、前記ラテ
ラルトランジスタの周囲を深い絶縁層で囲んでいる集積
回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】このような集積回路は、１９８７年１２
月３０日に、本願出願人によって出願された、参照番号
８７−１８３８８（刊行物番号ＦＲ２，６２５，６１１
）の仏国特許出願より既知である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような集
積回路では、コレクタを、数個のゾーンを用いて実現す
る場合、特に電流利得に関して製造上のバラツキが生じ
てしまう。

【０００４】本発明の目的は、ラテラルトランジスタを
マルチコレクタタイプとし、製造のバラツキにもかかわ
らず、より安定した電流利得が得られる、上述した種類
の集積回路を提供せんとするにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記種
類のトランジスタにおいて、前記コレクタ領域が、間に
前記エミッタ領域の細長部分を配置する少なくとも２個
のゾーンを具え、且つ、前記第１導電型の付加的な領域
を、前記トランジスタの外形との境に設けるとともに、
少なくとも、前記エミッタ領域の前記細長部分の端部に
おいて、前記トランジスタの前記外形と、前記深い絶縁
層との間に設け、さらに、前記トランジスタの外形全体
を隣接させることで、前記バラツキに関する問題点を解
消することができる。

【０００６】本発明は、エミッタブランチの端部が、第
２タイプの領域の一部分を介して深い絶縁層と接するこ
とで、製造のバラツキに関する問題が生じるとの認識に
基づいている。深い絶縁層の外形に、製造工程における
バラツキがあるため、境界における再結合電流にバラツ
キが生じる。このため、エミッタブランチの前記端部の
付近で、注入電流が修正されることによって、製造中に
トランジスタの利得に関してバラツキが生じる。

【０００７】本願において、“深い絶縁層”との文言は
、単に、接合型ではない任意の絶縁体、特に、両側面を
絶縁層で覆っているみぞを意味するにすぎないことに注
意する必要がある。

【０００８】本発明によれば、前記細長部分の端部と、
前記付加的な領域との間隔が、前記細長部分と、前記コ
レクタゾーンとの間隔よりも大きい。このようにして、
付加的な領域に流れる電流を最小にする。前記コレクタ
ゾーンと、前記付加的な領域との間隔が、前記細長部分
と、前記コレクタゾーンとの間隔よりも大きいことが好
ましい。

【０００９】特に好適な例においては、前記エミッタ領
域が十字形状を有すると共に、第１及び第２長手方向に
配置される２個のブランチを具え、且つ、少なくとも４
個のコレクタゾーンを、前記ブランチの間に配置する。

【００１０】

【実施例】以下図面を参照して、本発明を実施例につき
説明するに、図１，２ａ及び２ｂにおいて、ラテラルマ
ルチコレクタトランジスタは、互いに直角をなす２個の
ブランチを有する十字形状のエミッタ（例えばＰ型）を
具え、４個のセクターを規定している。ここで、（例え
ばＰ型の）４個のコレクタ８を配置する。エミッタブラ
ンチとコレクタとの間のベース６は、幅Ｗ　Ｂ　を有し
ている。酸化物を用いる絶縁技術、例えば、ＳＵＢＩＬ
Ｏという名称で知られているプロセスによって、トラン
ジスタを実現する。その外形すなわち、エミッタ７及び
コレクタ８によって形成される外形は、深い酸化物の層
１１によって囲まれている。実際には、この層は、ベー
ス層よりも深く、トランジスタの絶縁ガードルを構成し
ている。ブランチの端部７´が、ベースの一部分のみを
介して、深い酸化物１１と接することを防止するため、
すなわち、本願出願人の調査によれば、深い酸化物１１
の品質のバラツキによるトランジスタの特性のバラツキ
、（特に、電流利得のバラツキ）が生じることを防止す
るために、コレクタ８と同一の導電型の付加的な領域９
、すなわち、付加的なコレクタとも言うべき構成を、ト
ランジスタの周囲と、深い酸化物の層１１との間に配置
する。 （必ずしも必要ではないが、）付加的な領域は、コレク
タ領域８と同一のドーピング（例えば、１０１９／ｃｍ
３　又は、前記ＳＵＢＩＬＯプロセスによって得られる
面積抵抗値５００　Ω）　を有している。組立体の下方
に、例えばｎ＋　に高ドープされている埋込層２を配置
する。この埋込層２は、同一導電型の、高ドープされて
いる層３と、電気的に連続している。この層３は、集積
回路の主表面から、埋込層にまで及んでいる。層３は、
ベースコレクタとしての役割を果たす。参照番号１２は
、層３を付加的な領域９から分離する深い酸化物１１の
一部分を示している。図２ａ及び２ｂにおいて、さらに
詳しく示されているように、埋込層２を、（上記で定義
した）トランジスタの周囲の下方で、且つ層３の下方に
設け、更に、例えば、Ｐ型である基板との接合が、深い
酸化物１１のところで終了するように構成する。

【００１１】薄い酸化物１０の層を、集積回路の主表面
に配置する。また、この層は、窓を具え、この窓を介し
て、エミッタとしてのコンタクト細条１４、ベースとし
てのコンタクト細条１５及びコレクタとしてのコンタク
ト細条１６は、これら各々のゾーンと、電気的に接触し
ている。

【００１２】図１において、付加的な領域によって誘導
される電流を計算する。この領域は、消費される電流を
最小にすることを目的とする、エミッタブランチの端か
ら深い酸化物を分離する所望の機能に関して単独、又は
、この応用による所望の利得を供給することを目的とす
る補助コレクタとみなされる。

【００１３】計算において、トランジスタが、増幅器モ
ードであり、エミッタ−ベース領域が順バイアスであり
、コレクタ−ベース接合が逆バイアスであると、仮定す
る。

【００１４】以下のように仮定する： Ｉｃ　は、各々のコレクタ領域において同一とみなされ
る電流である。 Ｉ´は、エミッタ端とは反対側の付加的な領域を流れる
電流である。 βｉ　は、いずれか１個のコレクタ領域における共通エ
ミッタの電流利得である。 β´は、エミッタ端とは反対側の付加的な領域の対応電
流利得であり、ラテラル（ｐｎｐ型）寄生トランジスタ
を形成する。 ＩＢＴは、全ベース電流である。 Ｄ　Ｅ　は、（　エミッタ領域よりも大きな寸法である
）　エミッタブランチの全長であり、Ｈ　Ｅ　は、その
幅である。 Ｗ　Ｂ　は、エミッタブランチと、コレクタ領域との間
隔である（この場合、この間隔は一定ではなく、Ｗ　Ｂ
　は、平均的な間隔である）。 Ｗ　Ｂ１は、コレクタ領域と付加的な領域との間隔（す
なわち平均的な間隔）である。 Ｗ　Ｂ２は、エミッタブランチの端と付加的な領域との
間隔であり、更に、Ｗ　´Ｂ１は、エミッタブランチの
縦方向に測定される、前記ブランチの端と、コレクタ領
域の末端との間の空間である（Ｗ　Ｂ２＝Ｗ　Ｂ１＋Ｗ
　´Ｂ１）。

【００１５】第１の計算例において、付加的な領域を、
ベースよりも低い電位に設定するものと仮定する。 は、真である。

【００１６】 ここで、ｅｘｐ　は、指数関数である。実際、エミッタ
領域に対するエミッタの長さは、ほぼ と等しい。ｈ＝一定（ファクタを形成する）。 Ｊ　ｓ　＝単位長さ当りのエミッタへのラテラル注入密
度。 Ｖ　ＢＥ＝ベース−エミッタ間電圧；　Ｖ　Ｔ＝２６　
ｍＶ　ｈ　´＝一定（付加的な領域におけるファクタを
形成する）。従って、以下のとおりになる： 例えば：Ｄ　Ｅ　＝４５μｍ　、Ｈ　Ｅ　＝２μｍ　、
Ｗ　Ｂ　＝２．５　μｍ　、Ｗ　Ｂ２＝５μｍ　とする
。

【００１７】ここで、　ｈ´＝　ｈ（実際に、正しい近
似であることが立証されている）である：このようにす
ると、Ｉ　´＝２．２　×１０−２Ｉ　ｃ　であり、且
つ、付加的な領域９を流れる電流は、コレクタ領域８を
流れる電流と比べて、極めて弱い。

【００１８】第２の計算例において、付加的な領域を、
トランジスタのベースに接続するものと仮定する。

【００１９】利得βｉ　の値は、減少し、となる。その
理由は、この場合の各々のエミッタ端部に対応する電流
Ｉ　´が、ベース電流に寄与しているからである。 である。 例えば：上記と同様の値、及びβｉ　＝１０を用いると
：β´ｉ　≒５．３　 となる。 上記と同様の値、及びβｉ　＝５を用いると：β´ｉ　
≒３．５　 である。

【００２０】付加的な領域をベースに接続することによ
って、（付加的な領域における）補助接続の分極を避け
、電流利得における大きな損失を防ぐことができる。 この場合、Ｗ　Ｂ２を大きくするのが有利である。例え
ば、Ｗ　Ｂ２＝５とすると代わりに、Ｗ　Ｂ２＝１０と
し、更に、βｉ　＝１０とする場合、β´＝６．９　と
なる。

【００２１】以上説明したトランジスタを、上記におい
て引用した仏国特許第２，６２５，６１１　号明細書に
おいて記載されている高利得トランジスタと同様、有利
に実現することができる。エミッタ領域は、垂直に注入
される最小キャリアの拡散距離が、その厚さ以上となる
ような、深さ、及びドーピングレベルを有している。エ
ミッタ（１４）を電気的に接続することによって、絶縁
層（１０）の少なくとも１個の窓を介して、電気的な接
続中に、少なくとも１個のゾーンを設けることができる
。前記エミッタ領域の前面と、前記ゾーン１４の前面と
の間の比率は、少なくとも２０である。また、少なくと
も１個のブランチにおいて、横方向の最大寸法（図１の
長さＤ　Ｅ　）と、縦方向の最大寸法（図１の幅Ｈ　Ｅ
　）との比率は、少なくとも、５に等しい。ブランチを
、ダイヤモンド形状とすることができ、且つ幾つかのゾ
ーン１４を分割し、コンタクトを形成できることに注意
する。しかし、この場合、個々のゾーン１４の表面を足
し合わせ、トータルとしての表面を考慮する必要がある
。

【００２２】図３において、エミッタ領域は、細長領域
２７を具え、該領域２７の両側には、２個のコレクタ領
域２８が配置されている。付加的な領域は、領域２７の
端部２７´に対して配置される２個のパーツ２０を有し
ている。“端部２７´に対して”　との表現は、端部２
７´における、パーツ２０の横方向の寸法及び縦方向の
寸法と関連している。 換言すれば、領域２０は、領域２７の端部２７´におい
て、少なくとも領域２７の幅と等しい長さを有するとと
もに、領域２７の端部２７´において、少なくとも領域
２７の深さと等しい深さを有している。２個の領域２０
を、相互接続することもできる。

【００２３】図４は、（コンタクティングレベル３にお
いて、）付加的な領域９と、ベースとを電気的に相互接
続している電気的な接続１５　（例えば、金属化層）　
を示している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適例を示す平面図である。

【図２】図２ａは、図１のラインＸＸ´における縦断面
図であり、図２ｂは、図１のラインＹＹ´における縦断
面図である。

【図３】本発明の変形例を示す図である。

【図４】図２ｂの変形例を示す図である。

【符号の説明】

２　　埋込層 ３　　層 ６　　ベース ７　　エミッタ ７´　　ブランチの端部 ８　　コレクタ ９　　付加的な領域 １０　　薄い酸化物層 １１　　深い酸化物層 １２　　深い酸化物層１１の一部分 １４　　コンタクト細条 １５　　コンタクト細条 １６　　コンタクト細条 ２０　　領域 ２７　　細長領域 ２７´　　細長領域の端部 ２８　　コレクタ領域

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　第１導電型の、横方向に一定の間隔を
   あけて配置されるエミッタ及びコレクタ領域を有するラ
   テラルトランジスタを具える集積回路であって、前記領
   域を、前記第１導電型とは逆の第２導電型のベース領域
   の表面に設け、前記エミッタ領域が、少なくとも１個の
   長手方向に細長形状を有し、前記ラテラルトランジスタ
   の周囲を深い絶縁層で囲んでいる集積回路において、前
   記コレクタ領域が、間に前記エミッタ領域の細長部分（
   ７）を配置する少なくとも２個のゾーン（８）を具え、
   且つ、前記第１導電型の付加的な領域（９）を、前記ト
   ランジスタの外形との境に設けるとともに、少なくとも
   、前記エミッタ領域の前記細長部分の端部において、前
   記トランジスタの前記外形と、前記深い絶縁層（１２）
   との間に設けることを特徴とする集積回路。
2. 【請求項２】　　前記付加的な領域（９）を、前記トラ
   ンジスタの外形全体と隣接させることを特徴とする請求
   項１に記載の集積回路。
3. 【請求項３】　　前記細長部分の端部（７´）と、前記
   付加的な領域（９）との間隔Ｗ　Ｂ２が、前記細長部分
   （７）と、前記コレクタゾーン（８）との間隔Ｗ　Ｂ　
   よりも大きいことを特徴とする請求項１及び２のいずれ
   か一項に記載の集積回路。
4. 【請求項４】　　前記コレクタゾーン（８）と、前記付
   加的な領域（９）との間隔Ｗ　Ｂ１が、前記細長部分（
   ７）と、前記コレクタゾーン（８）との間隔Ｗ　Ｂ　よ
   りも大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一
   項に記載の集積回路。
5. 【請求項５】　　前記エミッタ領域が十字形状を有する
   と共に、第１及び第２長手方向に配置される２個のブラ
   ンチを具え、且つ、少なくとも４個のコレクタゾーンを
   、前記ブランチの間に配置することを特徴とする請求項
   １〜４のいずれか一項に記載の集積回路。
6. 【請求項６】　　垂直に注入される少数キャリアの拡散
   距離が、前記エミッタ領域の厚さ以上となるような、深
   さ及びドーピングレベルを、前記エミッタ領域が有して
   いることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記
   載の集積回路。
7. 【請求項７】　　請求項６に記載の集積回路において、
   該集積回路が、絶縁層（１０）　の少なくとも１個の窓
   を介して電気的に接触している少なくとも１個のゾーン
   （１４）を有する電気的なエミッタ接続を少なくとも具
   え、前記エミッタ領域（７）の全表面と、前記電気的な
   エミッタ接続ゾーン（１４）　の全表面との比が少なく
   とも２０であり、且つ、少なくとも１個の前記ブランチ
   における横方向の最大寸法（Ｄ　Ｅ　）　と、縦方向の
   最大寸法（　Ｈ　Ｅ　）　との比が、少なくとも５に等
   しいことを特徴とする集積回路。