JPH09162191A - 櫛歯型トランジスタ - Google Patents

櫛歯型トランジスタ

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JPH09162191A
JPH09162191A JP32413995A JP32413995A JPH09162191A JP H09162191 A JPH09162191 A JP H09162191A JP 32413995 A JP32413995 A JP 32413995A JP 32413995 A JP32413995 A JP 32413995A JP H09162191 A JPH09162191 A JP H09162191A
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JP
Japan
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comb
polycrystalline silicon
emitter
transistor
base
Prior art date
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Withdrawn
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JP32413995A
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English (en)
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Hajime Hidaka
一 日高
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 単体エミッタの場合と同等の高速性能を維持
するとともに、配線遅延等による信号の弛れを小さくで
きる高速バイポーラトランジスタ回路に用いられるダブ
ル多結晶シリコン電極を有する櫛歯型トランジスタを提
供する。 【解決手段】 櫛歯型トランジスタにおいて、アクティ
ブ領域内に形成されるエミッタ櫛歯電極と、このエミッ
タ櫛歯電極間に形成されるベース多結晶シリコン電極
(8)と、このベース多結晶シリコン電極(8)下に形
成される厚さ1000nm以上のLOCOS構造の酸化
膜(101)とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高速バイポーラト
ランジスタ回路に用いられる櫛歯型トランジスタに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、高速動作を必要とするバイポーラ
トランジスタ回路の分野では出力段の構成は、高速性能
を維持するために、高速仕様のトランジスタを並列に接
続して電力を確保するか、または高速性能の低下をある
程度容認し、大面積の出力用トランジスタを回路的に工
夫して使用する方法が採られている。
【0003】後者においては、所望の出力電力を得るた
めのエミッタ面積を確保しつつ、回路を構成する素子、
配線の寄生容量、トランジスタのベース抵抗及び寄生抵
抗を低減することが要求される。一般に高速バイポーラ
トランジスタにおいて、寄生容量の低減には動作速度へ
の寄与が大きいベース・コレクタ間容量を低減すること
が必要である。
【0004】そのためには、多結晶シリコンからなるベ
ース電極を用い、サイドウォール形成技術とDOPOS
でのエミッタ拡散層形成により、エミッタ・ベース接合
の近傍までベース電極を近付けてベース接合面積を縮小
することが有効である。一方、ベース抵抗を低減するに
は、サイドベース層を低抵抗化して可能な限りエミッタ
に近接させると共にエミッタを細くし、エミッタ直下の
メインベース層の抵抗を減少させることが必要である。
【0005】これらを実現する手段として、ダブル多結
晶シリコン電極で、かつ選択エピタキシャル成長による
ベース形成を採用したトランジスタ構造が用いられるよ
うになってきた。これら高速性能にかかわる構造を活か
しつつ、大電流を得られる出力用トランジスタが望まれ
る。
【0006】まず、ベース抵抗を低くする目的から、エ
ミッタ及びその電極は最小幅を維持するため、ベース電
極に対向する面を長く形成する方法が採られるが、その
長さも配線の電流密度で制限される。そのためさらに電
流を増やすために櫛歯型の構造を採ることになる。その
典型的な製造方法として、従来の櫛歯型出力トランジス
タの製造方法を図8を参照しながら説明する。
【0007】図8はかかる従来の櫛歯型出力用トランジ
スタの製造工程断面図、図9はその櫛歯型出力用トラン
ジスタの平面図である。 (1)まず、図8(a)に示すように、P- 形シリコン
基板1、N+ 形埋込層2、N- 形エピタキシャル成長層
3、分離酸化膜4、素子分離用トレンチ5、フィールド
酸化膜6を形成する。
【0008】(2)次に、図8(b)に示すように、ベ
ース引出し電極となるP形不純物を高濃度に含有した第
1の多結晶シリコン層8を形成し、窒化膜を生成した
後、反応性イオンエッチング(以下、RIEという)を
用いた公知のホトリソ技術により、ベース・エミッタ形
成領域を開口する。次いで、再度窒化膜生成後、RIE
を用いて開口部壁側にサイドウォールが形成される窒化
膜9を形成する。
【0009】(3)次に、図8(c)に示すように、開
口部の分離酸化膜4をウエットエッチングで除去し、コ
レクタ抵抗を下げるためのN形不純物のイオン注入を行
ない、熱処理を加えてN形層10を形成し、次いで、開
口部に選択的にP形エピタキシャル層11を形成し、C
VD酸化膜生成後、再びRIEを用いて開口部側壁に酸
化膜サイドウォール12を形成する。
【0010】(4)次いで、N形不純物を高濃度にイオ
ン注入した第2の多結晶シリコン層13を形成後、80
0〜900℃程度の温度で熱酸化を行ない、エミッタ拡
散層(図示なし)を形成する。ベース配線14、エミッ
タ配線15、コレクタ配線(図示なし)を形成すると、
図8(d)に示すような構造となる。図9に、櫛歯型出
力用トランジスタが平面的に示されており、その櫛歯型
出力用トランジスタのコレクタ配線16も明示されてい
る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来構造の櫛歯型出力用トランジスタにおいては、エ
ミッタ・エミッタ間の距離は、配線形成等のホトリソ合
せ余裕を含めたサイズになることから、その間のベース
電極幅は単体エミッタに比べて広くなるため、櫛歯を増
やしてエミッタ面積を広げると、ベース電極として使用
している第1の多結晶シリコン層8とN- 形エピタキシ
ャル成長層3(コレクタ)を対向電極とする、ベース・
コレクタ間寄生容量成分の増加分がエミッタ面積の増加
に比べて大きく、高速性能を低減させるという問題点が
ある。
【0012】ベース・コレクタ間寄生容量は、ダブル多
結晶シリコン構造の高速トランジスタの寄生容量の中で
も最も高速性能に対する感度が大きく、その増加がもた
らす高速性能の低下は非常に大きい。本発明は、上記問
題点を除去し、単体エミッタの場合と同等の高速性能を
維持するとともに、配線遅延等による信号の弛れを小さ
くできる高速バイポーラトランジスタ回路に用いられる
ダブル多結晶シリコン電極を有する櫛歯型トランジスタ
を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔1〕高速バイポーラトランジスタ回路に用いられるダ
ブル多結晶シリコン電極を有する櫛歯型トランジスタに
おいて、アクティブ領域内に形成されるエミッタ櫛歯電
極と、このエミッタ櫛歯電極間に形成されるベース多結
晶シリコン電極と、このベース多結晶シリコン電極下に
形成される厚さ1000nm以上のLOCOS構造の酸
化膜とを設けるようにしたものである。
【0014】したがって、多結晶シリコン層とN- 形エ
ピタキシャル成長層との間隔を、フィールド酸化膜と同
等の厚さ分だけ広げることができるため、単体エミッタ
の場合と同等の高速性能を維持できる。また、単に単体
エミッタからなるトランジスタを並列接続するよりも、
アクティブ領域を接近させて作り込むことができるた
め、配線遅延等による信号の弛れを小さくできる。
【0015】〔2〕上記〔1〕記載の櫛歯型トランジス
タにおいて、前記ベース多結晶シリコン電極下にトレン
チ壁で囲われるとともに、コレクタ部と分離された領域
を設けるようにしたものである。したがって、多結晶シ
リコン層と対向するN- 形エピタキシャル成長層の大部
分をトレンチによりコレクタから切り離すことにより、
ベース・コレクタ間寄生容量を小さくできる。その上、
アクティブ領域内トレンチで囲まれた領域は、外周のト
レンチによりフィールド部とも絶縁されているため、多
結晶シリコン層との寄生容量の影響は十分小さく、その
容量はベース・基板間の寄生容量であるため、トランジ
スタの高速性への寄与は小さい。そのため、単体エミッ
タの場合と同等の高速性能を維持できる。
【0016】また、上記〔1〕と同じく単体エミッタか
らなるトランジスタの並列接続で構成される出力段より
も、アクティブ領域を近接させて作り込むことができる
ため、配線遅延等による信号の弛れを小さくできる。 〔3〕上記〔1〕記載の櫛歯型トランジスタにおいて、
前記エミッタ櫛歯電極間に梯子状のベース多結晶シリコ
ン電極を有し、かつその間に厚さ100〜200nmの
酸化膜を設けるようにしたものである。
【0017】したがって、多結晶シリコン層の大部分が
選択酸化されるため、寄生容量を減らすことができる。
一部残した多結晶シリコン層と、コンタクトを取る配線
と、その下のN- エピタキシャル成長層との間の寄生容
量は、選択酸化されて形成された酸化膜があるため十分
小さく抑えられる。そのため、単体エミッタの高速性能
に近付けることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を参照しながら詳細に説明する。図1は本発明の第
1実施例を示す櫛歯型出力用トランジスタの断面図、図
2はその櫛歯型出力用トランジスタの平面図である。な
お、従来例と同じ部分については、同じ番号を付して、
それらの説明は省略する。
【0019】酸化膜101は前記した従来の図8(a)
で説明したフィールド酸化膜を形成するときに同時形成
し、約1000nm以上の厚さを得る。以降前記した従
来と同等の工程を経て、当該デバイスを得ることができ
る。図2に示すように、酸化膜101の平面的な形状
は、多結晶シリコン層8が存在するエリアのエミッタ近
傍を除いた全てをカバーするような形に形成される。
【0020】このように、第1の実施例によれば、多結
晶シリコン層8とN- 形エピタキシャル成長層3との間
隔を、フィールド酸化膜と同等の厚さ分だけ広げること
ができるため、単体エミッタの場合と同等の高速性能を
維持できる。また、単に単体エミッタからなるトランジ
スタを並列接続するよりも、アクティブ領域を接近させ
て作り込むことができるため、配線遅延等による信号の
弛れを小さくできる。
【0021】次に、本発明の第2実施例について説明す
る。図3は本発明の第2実施例を示す櫛歯型出力用トラ
ンジスタの断面図、図4はその櫛歯型出力用トランジス
タの平面図である。なお、従来例と同じ部分について
は、同じ番号を付して、それらの説明は省略する。
【0022】多結晶シリコン層8の下のアクティブ領域
内トレンチ102は、前記した従来の図8(a)で説明
したトレンチを形成するときに同時形成する。以降、従
来と同等の工程を経て、当該デバイスを得ることができ
る。トレンチの平面的な形状は、図4に示すように、エ
ミッタ近傍を除いた多結晶シリコン層8の存在する領域
を切り取るような形に形成される。また、カーク効果を
抑えたい場合には、図5に示すように、外周のトレンチ
形成と分けて、幅広の浅いトレンチを多結晶シリコン層
8の下のアクティブ領域内にN+ 形埋込層2を残すよう
に形成すると、コレクタ抵抗の増加を抑えることができ
る。
【0023】このように、第2の実施例によれば、多結
晶シリコン層8と対向するN- 形エピタキシャル成長層
3の大部分を、トレンチ102によりコレクタから切り
離すことができる。その上、アクティブ領域内トレンチ
102で囲まれた領域は、外周のトレンチ5によりフィ
ールド部とも絶縁されているため、多結晶シリコン層8
との寄生容量の影響は十分小さい。そのため、単体エミ
ッタの場合と同等の高速性能を維持できる。また、第1
実施例と同じく単体エミッタからなるトランジスタの並
列接続で構成される出力段よりも、アクティブ領域を接
近させて作り込むことができるため、配線遅延等による
信号の弛れを小さくできる。
【0024】次に、本発明の第3実施例について説明す
る。図6は本発明の第3実施例を示す櫛歯型出力用トラ
ンジスタの断面図、図7はその櫛歯型出力用トランジス
タの平面図である。なお、従来例と同じ部分について
は、同じ番号を付して、それらの説明は省略する。
【0025】前記した従来の図8(b)で説明した第1
の多結晶シリコン層8を形成した後、多結晶シリコン層
8のエミッタ近傍を除いた部分を一部を除き選択酸化す
る。以降従来と同等の工程を経て当該デバイスを得るこ
とができる。選択酸化する酸化膜103の平面的な形状
は図7に示すようになり、多結晶シリコン層8の一部多
結晶シリコン層104は配線とコンタクトをとるため残
しておく。
【0026】このように、第3の実施例によれば、多結
晶シリコン層8の大部分が選択酸化されるため、寄生容
量を減らすことができる。一部残した多結晶シリコン層
104とコンタクトを取るベース配線14と、その下の
- エピタキシャル成長層との間の寄生容量は、選択酸
化されて形成された酸化膜103があるため十分小さく
抑えられる。そのため、単体エミッタの高速性能に近付
けることができる。
【0027】また、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能で
あり、それらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【0028】
【発明の効果】以上、詳細に述べたように、本発明によ
れば、以下のような効果を奏することができる。 (1)請求項1記載の発明によれば、多結晶シリコン層
とN- 形エピタキシャル成長層との間隔を、フィールド
酸化膜と同等の厚さ分だけ広げることができるため、単
体エミッタの場合と同等の高速性能を維持できる。
【0029】また、単に単体エミッタからなるトランジ
スタを並列接続するよりも、アクティブ領域を接近させ
て作り込むことができるため、配線遅延等による信号の
弛れを小さくできる。 (2)請求項2記載の発明によれば、多結晶シリコン層
と対向するN- 形エピタキシャル成長層の大部分を、ト
レンチによりコレクタから切り離すことにより、ベース
・コレクタ間寄生容量を小さくできる。その上、アクテ
ィブ領域内トレンチで囲まれた領域は、外周のトレンチ
によりフィールド部とも絶縁されているため、多結晶シ
リコン層との寄生容量の影響は十分小さく、その容量は
ベース・基板間の寄生容量であるため、トランジスタの
高速性への寄与は小さい。そのため、単体エミッタの場
合と同等の高速性能を維持できる。
【0030】また、上記(1)と同じく単体エミッタか
らなるトランジスタの並列接続で構成される出力段より
も、アクティブ領域を近接させて作り込むことができる
ため、配線遅延等による信号の弛れを小さくできる。 (3)請求項3記載の発明によれば、多結晶シリコン層
の大部分が選択酸化されるため寄生容量を減らすことが
できる。一部残した多結晶シリコン層とコンタクトを取
る配線と、その下のN- エピタキシャル成長層との間の
寄生容量は選択酸化されて形成された酸化膜があるため
十分小さく抑えられる。そのため、単体エミッタの高速
性能に近付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す櫛歯型出力用トラン
ジスタの断面図である。
【図2】本発明の第1実施例を示す櫛歯型出力用トラン
ジスタの平面図である。
【図3】本発明の第2実施例を示す櫛歯型出力用トラン
ジスタの断面図である。
【図4】本発明の第2実施例を示す櫛歯型出力用トラン
ジスタの平面図である。
【図5】本発明の第2実施例を示すカーク効果を抑えた
い場合の櫛歯型出力用トランジスタの断面図である。
【図6】本発明の第3実施例を示す櫛歯型出力用トラン
ジスタの断面図である。
【図7】本発明の第3実施例を示す櫛歯型出力用トラン
ジスタの平面図である。
【図8】従来の櫛歯型出力用トランジスタの製造工程断
面図である。
【図9】従来の櫛歯型出力用トランジスタの平面図であ
る。
【符号の説明】
1 P- 型シリコン基板 2 N+ 形埋込層 3 N- 形エピタキシャル成長層 5 外周のトレンチ(素子分離用トレンチ) 8,104 多結晶シリコン層 101,103 酸化膜 102 アクティブ領域内トレンチ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高速バイポーラトランジスタ回路に用い
    られるダブル多結晶シリコン電極を有する櫛歯型トラン
    ジスタにおいて、(a)アクティブ領域内に形成される
    エミッタ櫛歯電極と、(b)該エミッタ櫛歯電極間に形
    成されるベース多結晶シリコン電極と、(c)該ベース
    多結晶シリコン電極下に形成される厚さ1000nm以
    上のLOCOS構造の酸化膜とを有する櫛歯型トランジ
    スタ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の櫛歯型トランジスタにお
    いて、前記ベース多結晶シリコン電極下にトレンチ壁で
    囲われるとともに、コレクタ部と分離された領域を有す
    る櫛歯型トランジスタ。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の櫛歯型トランジスタにお
    いて、前記エミッタ櫛歯電極間に梯子状のベース多結晶
    シリコン電極を有し、かつその間に厚さ100〜200
    nmの酸化膜を有する櫛歯型トランジスタ。
JP32413995A 1995-12-13 1995-12-13 櫛歯型トランジスタ Withdrawn JPH09162191A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7247925B2 (en) 2003-09-25 2007-07-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device and method for fabricating the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7247925B2 (en) 2003-09-25 2007-07-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device and method for fabricating the same

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20030304