JPH0945702A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH0945702A
JPH0945702A JP8109572A JP10957296A JPH0945702A JP H0945702 A JPH0945702 A JP H0945702A JP 8109572 A JP8109572 A JP 8109572A JP 10957296 A JP10957296 A JP 10957296A JP H0945702 A JPH0945702 A JP H0945702A
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Yasuhiro Katsumata
又 康 弘 勝
Chihiro Yoshino
野 千 博 吉
Kazumi Inou
納 和 美 井
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 可及的に高い最大動作周波数fmax およびア
ーリー電圧VA を得る。 【解決手段】 コレクタ領域と、このコレクタ領域上に
形成されたベース領域と、このベース領域に接するエミ
ッタ領域と、前記ベース領域に接続されたベース引出し
電極と、前記エミッタ領域に接続されたエミッタ電極と
を有するバイポーラトランジスタを備えた半導体装置に
おいて、前記バイポーラトランジスタのベースガンメル
数QB とコレクタ領域の不純物濃度NC との比QB /N
C が0.2×10-3cm〜2.5×10-3cmの範囲にある
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は高周波アナログ分野
の半導体装置に関するものであり、特にバイポーラトラ
ンジスタの構造に関する。
【0002】
【従来の技術】近年システムLSIの高速化は目覚まし
いものがある。大型計算機等に代表されるデジタルシス
テムばかりでなく、移動体通信等の要求からアナログL
SIの高速化の要求も強い。一般にアナログLSIを構
成する半導体素子としては、その良好な線形性、量産性
からシリコンバイポーラトランジスタが用いられてい
る。
【0003】アナログLSIを設計する場合、トランジ
スタの高速性能の指標であるカットオフ周波数fT や、
最大動作周波数fmax 、アーリー電圧VA 等の設計上の
要素がある。従来は高速性能を優先するためアーリー電
圧VA を犠牲にし、カットオフ周波数fT をできるだけ
高くすることによって最大動作周波数fmax を高くしよ
うとしてきた。
【0004】そしてカットオフ周波数fT を高くするた
めに、従来は図18に示すエピタキシャルベース層の形
成に低温エピタキシャル技術を用い、エピタキシャルベ
ース層の厚さを薄くなるように形成していた。このよう
にして形成されたバイポーラトランジスタのカットオフ
周波数fT と最大動作周波数fmax の、コレクタ電流I
C に対応する特性を図19に示す。この図19から分か
るようにカットオフ周波数fT の最大値は44.3GH
z最大動作周波数fmax は25.1GHzを各々達成し
ているが、アーリー電圧VA は25Vと低い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、高周波アナロ
グ回路を実現するためには最大動作周波数fmax とアー
リー電圧VA がともに高いことが望まれる。
【0006】例えば、高周波アナログ回路の最大動作周
波数fmax は、図20に示すアナログ回路の電力利得の
周波数依存性のグラフから分かるように電力利得(電力
増幅率ともいう)の値が「1」、すなわち「0dB」と
なる周波数である。そしてアナログ回路のうちで最も高
い利得が必要なのは増幅器である。しかし、電力利得が
20dBを越えると、寄生発振が発生する確率が高くな
るため、電力利得は通常、20dB程度に設定される。
このため上記アナログ回路における動作周波数は図20
のグラフから分かるように最大動作周波数fmax の1/
10程度に選択される。したがってアナログ回路の動作
周波数が設計仕様で決まっている場合は、その最大動作
周波数fmax は動作周波数の10倍程度が必要となる。
【0007】また、アーリー電圧VA と電源電圧VCC
関係は以下の様になる。
【0008】バイポーラICで用いられる電流源には様
々なものがあるが、基本形は図21に示す回路に帰着す
る。Iref 〜IC0を基準電流として、トランジスタQ0
と同じ構造のトランジスタQ1 が設置された回路IC1
は基準電流と同じ電流が供給される。同様にトランジス
タQ0 と同じ構造のものをn個並列につないだ回路ICn
にはn倍の電流が供給される。
【0009】ところで、バイポーラトランジスタにはア
ーリー効果があり、コレクタ電流IC は IC =IS ・(1+VCE/VA )・exp(VBE
T ) で表わされる。ここで、IS は定数でトランジスタの順
方向能動領域の伝達特性を表すのに使われ、VCEはトラ
ンジスタのコレクタ・エミッタ間電圧、VBEはトランジ
スタのベース・エミッタ間電圧である。またVT はkを
ボルツマン定数、Tをトランジスタの絶対温度、qを電
子の電荷素量とすると、VT =k・T/qで表わされ
る。
【0010】したがって、トランジスタQn 、Q0 に流
れる電流ICn,IC0は、 ICn=n・IS ・(1+VCEn )・exp(VBE
T ) IC0=IS ・(1+VCE0 )・exp(VBE/VT ) となり、その比ICn/IC0は理想値のn倍ではなく、 ICn/IC0=n(1+VCEn /VA )/(1+VCE0
A ) となる。
【0011】ところでこの理想からのずれはどこまで許
されるかといえばn倍のトランジスタを並列につないだ
とき更に1個多い(n+1)倍の電流が流れるという状
態は少なくともさける必要がある。トランジスタの個数
による電流制御が不可能になるためである。ところでn
は20程度までとるのが典型的な回路構成である。よっ
て以下の条件を満たす必要がある。 20・(1+VCEn /VA )/(1+VCE0 /VA )≦
21 すなわち (1+VCEn /VA )/(1+VCE0 /VA )≦1.0
5 ここでVCE0 はコレクタ・ベース間電圧Vbcが零である
からVCE0 =VBE〜1であり、VCEn はほぼ電源電圧V
CCであるから、上述の条件式は、 (1+VCC/VA )/(1+1/VA )≦1.05 となり、 VA ≧20・VCC−21 が得られる。例えば電源電圧が3Vの場合はVA は39
V以上が必要となる。しかし、従来のように低温エピタ
キシャル技術を用いてベース層の厚さを薄くなるように
形成してもアーリー電圧VA は25Vと低く、必要なア
ーリー電圧を得ることができないという問題があった。
【0012】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
であって、アーリー電圧が高くて最大動作周波数fmax
も高いバイポーラトランジスタを備えた半導体装置を提
供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
は、コレクタ領域と、このコレクタ領域上に形成された
ベース領域と、このベース領域に接するエミッタ領域
と、前記ベース領域に接続されたベース引出し電極と、
前記エミッタ領域に接続されたエミッタ電極とを有する
バイポーラトランジスタを備えた半導体装置において、
前記バイポーラトランジスタのベースガンメル数QB
コレクタ領域の不純物濃度NC との比QB/NC が0.
2×10-3cm〜2.5×10-3cmの範囲にあることを特
徴とする。
【0014】更に比QB /NC を0.5×10-3cm〜
2.5×10-3cmの値とすることも可能である。この場
合、アーリー電圧VA を45V以上でかつ最大動作周波
数fma x を6GHz以上とすることができ、電源電圧が
3.3Vの600Mbpsの光通信システムに使用する
ことが可能となる。
【0015】更にまた比QB /NC を0.5×10-3cm
〜2.45×10-3cmの値とすることも可能である。こ
の場合、アーリー電圧VA を45V以上でかつ最大動作
周波数fmax を9GHz以上とすることができ、電源電
圧が3.3Vの900MHz移動電話システムに使用す
ることが可能となる。
【0016】更にまた比QB /NC を0.5×10-3cm
〜2.37×10-3cmの値とすることも可能である。こ
の場合、アーリー電圧VA を45V以上でかつ最大動作
周波数fmax を15GHz以上とすることができ、電源
電圧が3.3Vの1.5GHz自動車電話システムに使
用することが可能となる。
【0017】更にまた比QB /NC を0.5×10-3cm
〜2.2×10-3cmの値とすることも可能である。この
場合、アーリー電圧VA を45V以上でかつ最大動作周
波数fmax を24GHz以上とすることができ、電源電
圧が3.3Vの2.4Gbpsの光通信システム及び電
源電圧が3.3Vの2.4GHz無線LANシステムに
用いることが可能となる。
【0018】また比QB /NC を0.25×10-3cm〜
2.45×10-3cmの値とすることも可能である。この
場合、アーリー電圧VA を33V以上でかつ最大動作周
波数fmax を9GHz以上とすることができ、電源電圧
が2.7Vの900MHz移動電話システムに用いるこ
とが可能となる。
【0019】更にまた比QB /NC を0.25×10-3
cm〜2.33×10-3cmの値とすることも可能である。
この場合、アーリー電圧VA を33V以上でかつ最大動
作周波数fmax を18GHz以上とすることができ、電
源電圧が2.7V以下の1.8GHz移動電話システム
に使用することが可能となる。
【0020】更にまた比QB /NC を0.25×10-3
cm〜2.32×10-3cmの値とすることも可能である。
この場合、アーリー電圧VA を33V以上でかつ最大動
作周波数fmax を19GHz以上とすることができ、電
源電圧が2.7V以下の1.9GHz移動電話システム
に使用することが可能となる。
【0021】また比QB /NC を1.2×10-3cm〜
2.5×10-3cmの値とすることも可能である。この場
合、アーリー電圧VA を79V以上でかつ最大動作周波
数fma x を6GHz以上とすることができ、電源電圧が
5.0Vの600Mbpsの光通信システムに使用する
ことが可能となる。
【0022】更にまた比QB /NC を1.2×10-3cm
〜2.2×10-3cmの値とすることも可能である。この
場合、アーリー電圧VA を79V以上でかつ最大動作周
波数fmax を24GHz以上とすることができ、電源電
圧が5.0Vの2.4Gbpsの光通信システムに使用
することが可能となる。
【0023】また比QB /NC を0.2×10-3cm〜
2.37×10-3cmの値とすることも可能である。この
場合、アーリー電圧VA を29V以上でかつ最大動作周
波数fmax を15GHz以上とすることができ、電源電
圧が2.5Vの1.5GHz自動車電話システムに用い
ることが可能となる。
【0024】また更にベース引出し電極上にシリサイド
膜を形成しても良い。
【0025】
【作用】従来のトランジスタは高速性能を優先していた
ため、この指標となるカットオフ周波数fT を高くする
工夫がなされていた。また高速性能化の他の指標である
最大動作周波数fmax は次の(1)式から分かるように
カットオフ周波数fT の平方根に比例するため、カット
オフ周波数fT を向上させることで高い値を得ていた。 fmax =(fT /(8・π・Cjc・Rb ))1/2 …(1) ここでCjcはコレクタベース接合容量(F)、Rb はベ
ース抵抗(Ω)を示す。
【0026】しかし、トランジスタを回路に組込んでL
SIを設計する際には、トランジスタには能動素子とし
ての機能が要求される。つまり、電流増幅率が1となる
周波数fT と電力増幅率が1となる周波数fmax を比較
したとき、回路中の能動素子としての特性は最終的に最
大動作周波数fmax が重要であると思われる。
【0027】またアナログ回路においては、トランジス
タの非飽和領域でコレクタエミッタ間電圧VCEが変動し
てもコレクタ電流があまり変化しないことが望ましく、
アーリー電圧VA を向上させることが重要である。なお
アーリー電圧VA は次の(2)式で表わされる。 VA =A・(QB /Cjc) …(2) ここで、QB はベースガンメル数、Aはコレクタベース
接合面積を示す。
【0028】なお、ベースガンメル数QB (atm /c
m2 )は図16に示すようにベースの不純物濃度NB (a
tm /cm3 )をエミッタ領域からベース領域に向かう方
向に沿って積分した値であり、
【数1】 と表わされる。そしてこの積分の下限はエミッタ層とベ
ース層との接合面の位置xjeであり、上限はベース層と
コレクタ層との接合面の位置xjbである。したがってベ
ースの不純物濃度NB が一定であるとすると、縦型バイ
ポーラトランジスタの場合ベースガンメル数QB は図1
7(a)に示すように、ベース層の厚さTepi からエミ
ッタ層の厚さWe を引いた値WB にベース層の不純物濃
度NB を乗じた値となる。また横型バイポーラトランジ
スタの場合は、図17(b)に示すようにベース層の厚
さWB にベース層の不純物濃度NB を乗じた値となる。
【0029】上述の(1),(2)式から分かるように
最大動作周波数fmax ,アーリー電圧VA を定義するf
T ,Cjc,Rb 及びQB は各々トレードオフの関係にあ
るため、fmax 及びVA を最適な値に設定する設定値が
存在するのではないかと本発明者は考えた。
【0030】そこでまず最大動作周波数fmax とアーリ
ー電圧を高くするためにコレクタベース接合容量Cjc
小さくすると、実施の形態において説明するようにf
max は上昇するがVA およびfT は低下する。
【0031】次にベース抵抗を小さくするためにベース
不純物濃度を上昇させると、fmax、VA もつれて上昇
するがfT はほとんど変わらない。
【0032】次にベースエピタキシャル層のTepi の厚
さを変化させると、fmax はTepiがある値で最大とな
るがVA はTepi の増加に伴って増加する。
【0033】上述のTepi の変動の範囲ではfmax の変
動は小さいがVA は大きな変動となる。そこでfmax
A をできるだけ大きくするためにfmax 2 とVA の積
を大きくすることを考える。すると(1),(2)式か
らfmax 2 ・VA はQB /Cjc 2 に比例する。一方Cjc
はコレクタ不純物濃度Nc の平方根に比例するからf
max 2 ・VA はQB /NC に比例することになる。
【0034】そこでQB /NC を変化させたときのf
max 、VA を求めると、QB /NC が0.2×10-3
2.5×10-3cmの範囲にあれば、最大動作周波数f
max は6GHz以上であってアーリー電圧VA は33V
以上の値となる。これによりアーリー電圧VA と最大動
作周波数fmax を高くすることができる。
【0035】
【発明の実施の形態】本発明による半導体装置の実施の
形態を図面を参照して説明する。
【0036】今、最大動作周波数fmax とアーリー電圧
A を高くするためにコレクタベース接合容量を小さく
することを考える。図4に示すように、エピタキシャル
ベース層の幅を2.0μmから1.2μmにする(外部
ベース層拡散窓のサイズを0.4μm小さくする)とと
もにコレクタ領域の不純物濃度NC を2×1017cm-3
ら3×1016cm-3にすると、コレクタベース接合容量C
jcは25.3fFから8.2fFに減少する。コレクタ
ベース接合容量Cjcが8.2fFのときのカットオフ周
波数fT と最大動作周波数fmax の、コレクタ電流IC
に対する特性は図5に示すようになる。この図5から分
かるように最大動作周波数fmax は、図19に示すトラ
ンジスタ(ベース・コレクタ接合形成窓の幅が2.0μ
m、コレクタ濃度Nc が2×1017cm-3、コレクタベー
ス接合容量Cjcが25.3fFのトランジスタ)のf
max である25.1GHzから33.0GHzに上昇す
る。しかし、カットオフ周波数fT は44.3GHzか
ら28.6GHzに低下する。なお、図5および図19
に示すトランジスタのベース不純物濃度NB は2×10
18cm-3である。
【0037】次にベース抵抗Rb を小さくするためにベ
ース不純物濃度NB を2×1018cm-3から、5×1018
cm-3および7×1018cm-3に上昇させたときの最大動作
周波数fmax およびカットオフ周波数fT の、コレクタ
電流IC に対する特性を図6および図7に示す。図6か
ら分かるようにベース不純物濃度NB が上昇するにつれ
て最大動作周波数fmax も上昇し、ベース不純物濃度N
B が5×1018cm-3,7×1018cm-3のときの最大動作
周波数fmax は38.2GHz,44.3GHzとな
る。一方カットオフ周波数fT は図7から分かるように
ベース不純物濃度NB の上昇につれて若干減少するが、
ほぼ同じレベルと考えられる。
【0038】また上記のようにベース不純物濃度NB
2×1018cm-3,5×1018cm-3,7×1018cm-3であ
るときの、ベース電流のベースエミッタ間電圧VBEに対
する特性を図8に示し、最大動作周波数fmax 、カット
オフ周波数fT 、アーリー電圧VA のベース不純物濃度
B に対する特性を図9に示す。図8から分かるように
ベース不純物濃度NB が7×1018cm-3になってもトン
ネル効果によるリーク電流は生じていないことが分か
る。また図9から分かるようにアーリー電圧VAもベー
ス不純物濃度NB の増加に伴って上昇し、ベース不純物
濃度NB が5×1018cm-3,7×1018cm-3のときアー
リー電圧VA は40V,85Vとなる。なお上述の実験
に用いたトランジスタのベースエピタキシャル層の厚さ
epi は全て70nmである。
【0039】次にベースエピタキシャル層の厚さTepi
を40nm,70nm,90nmとしたときの最大動作
周波数fmax 、カットオフ周波数fT の、コレクタ電流
Cに対する特性を図10,11に示す。図10から分
かるように、fmax はTepiが70nmのときに最大値
44.3GHzをとる。また、fT は図11から分かる
ようにTepi が小さくなるにつれて上昇している。
【0040】次にベースエピタキシャル層の厚さTepi
が40nm,70nm,90nmのときの最大動作周波
数fmax 、カットオフ周波数fT 、アーリー電圧VA
変化を図3(b)に示す。この図3(b)から分かるよ
うにアーリー電圧VA はTep i が厚くなるにつれて上昇
し、Tepi が40nm,70nm,90nmのときに約
50V、約85V,約110Vとなる。すなわち、かな
り大きな変動がある。これに対してfmax は34.8G
Hzから44.3GHzの範囲にあってあまり大きな変
動はない。
【0041】ここで、最大動作周波数fmax とアーリー
電圧VA をできるだけ大きな値とするためにfmax の2
乗とVA との積が大きくなるようにすることを考える。
すると(1),(2)式からf max 2 ・VA はQB /C
jc 2 に比例する。一方、コレクタベース接合容量Cjc
コレクタ不純物濃度NC の平方根に比例する。このた
め、f max 2 ・VA はQB /NC に比例することにな
る。
【0042】そこでエピタキシャルベース層の厚さTep
i が上述の40nm,70nm,90nmであったとき
のQB /NC を求めることを考える。Tepi が40n
m,70nm,90nmのときのWB (図17(a)参
照)はエミッタ層の厚さが15nmのため、それぞれ2
5nm,55nm,75nmとなる。したがって、Tep
i が40nm,70nm,90nmのときのベースガン
メル数QB は、ベース不純物濃度NB が7×1018cm-3
であるからそれぞれ1.75×1013cm-2,3.85×
1013cm-2,5.25×1013cm-2となる。一方コレク
タ不純物濃度NCは3×1016cm-3であるから、Tepi
が40nm,70nm,90nmのときのQB /NC
それぞれ、0.583×10-3cm,1.28×10-3c
m,1.75×10-3cmとなる。
【0043】このときのQB /NC に対する最大動作周
波数fmax 、カットオフ周波数fT、アーリー電圧VA
の特性を図3(a)に示す。図3(a)に示すfmax
びVA の値は実測データである。
【0044】QB /NC の種々の値に対する最大動作周
波数fmax とアーリー電圧VA の特性を得るためにシミ
ュレーションを行い、このシミュレーション結果と上述
の実測データをプロットしたものを図1に示す。図1
(a),(b)において、黒丸は最大動作周波数fmax
の実測データを、白丸は最大動作周波数fmax のシミュ
レーション結果を各々示し、黒三角はアーリー電圧VA
の実測データを、白三角はアーリー電圧VA のシミュレ
ーション結果を示す。実測データとシミュレーション結
果から最大動作周波数fmax の特性は図1(a),
(b)に示すグラフg1 となり、アーリー電圧VA の特
性はグラフg2 となる。
【0045】また将来における光通信システムや移動体
通信システムとしては、図2に示すように600Mbp
s(Mega bits per sec )光通信システム、2.4Gb
ps(Giga bits per sec )光通信システム、900M
Hz移動電話システム、1.5GHz自動車電話システ
ム、1.8GHz移動電話システム、1.9GHz移動
電話システム、2.4GHz無線LAN(Local Area N
etwork)システム等がある。これらのシステムの電源電
圧(V)、最大動作周波数fmax (GHz)、アーリー
電圧VA (V)、及びこれらのfmax ,VA に基づいて
図1に示す特性グラフから求めた好適なQB /NC の値
を図2に示す。
【0046】この図2から分かるようにQB /NC の値
が0.2×10-3cm〜2.5×10-3cmの範囲にあるバ
イポーラトランジスタは図2に示す各通信システムに使
用することができる。
【0047】以上の説明により、本発明の第1の実施の
形態の半導体装置によれば、バイポーラトランジスタの
ベースガンメル数QB とコレクタ不純物濃度NC との比
B/NC を0.2×10-3cm〜2.5×10-3cmとす
ることにより、アーリー電圧VA を29V以上にするこ
とができるとともに最大動作周波数fmax を6GHz以
上とすることができる。
【0048】また上記第1の実施の形態において、QB
/NC の値を0.5×10-3cm〜2.5×10-3cmの範
囲とすることにより、アーリー電圧VA を45V以上で
かつ最大動作周波数fmax を6GHz以上とすることが
でき(図1(a)参照)、電源電圧が3.3Vの600
Mbpsの光通信システムに使用することが可能とな
る。更にQB /NC の値を0.5×10-3cm〜2.45
×10-3cmの範囲とすることによりアーリー電圧VA
45V以上でかつ最大動作周波数fmax を9GHz以上
とすることができ(図1(a)参照)、電源電圧が3.
3Vの900MHz移動電話システムに使用することが
可能となる。また、更にQB /NC の値を0.5×10
-3cm〜2.37×10-3cmの範囲とすることによりVA
を45V以上でかつfmax を15GHz以上とすること
ができ(図1(b)参照)、電源電圧が3.3Vの1.
5GHz自動車電話システムに使用することが可能とな
る。また更にQB /NC の値を0.5×10-3cm〜2.
2×10-3cmの範囲とすることによりVA を45V以上
でかつfmax を24GHz以上とすることができ(図1
(b)参照)、電源電圧が3.3Vの2.4Gbps光
通信システム及び電源電圧が3.3Vの2.4GHz無
線LANシステムに用いることが可能となる。
【0049】また第1の実施の形態において、QB /N
C の値を0.25×10-3cm〜2.45×10-3cmとす
ることによりVA を33V以上でかつfmax を9GHz
以上とすることができ(図1(a)参照)、電源電圧が
2.7Vの900MHz移動電話システムに用いること
が可能となる。更にQB /NC の値を0.25×10-3
cm〜2.33×10-3cmとすることによりVA を33V
以上でかつfmax を18GHz以上とすることができ
(図1(b)参照)、電源電圧が2.7V以下の1.8
GHz移動電話システムに使用することが可能となる。
また更にQB /NC の値を0.25×10-3cm〜2.3
2×10-3cmとすることによりVA を33V以上でかつ
max を19GHz以上とすることができ(図1(b)
参照)、電源電圧が2.7V以下の1.9GHz移動電
話システムに使用することが可能となる。
【0050】また第1の実施の形態の半導体装置におい
て、QB /NC の値を1.2×10-3cm〜2.5×10
-3cmとすることによりVA を79V以上でかつfmax
6GHz以上とすることができ(図1(a)参照)、電
源電圧が5Vの600Mbpsの光通信システムに使用
することができる。更にQB /NC の値を1.2×10
-3cm〜2.2×10-3cmとすることによりVA を79V
以上でかつfmax を24GHz以上とすることができ
(図1(a)参照)、電源電圧が5.0Vの2.4Gb
psの光通信システムに使用することができる。
【0051】また第1の実施の形態の半導体装置におい
て、QB /NC の値を0.2×10-3cm〜2.37×1
-3cmとすることによりVA を29V以上でfmax を1
5GHz以上とすることができ(図1(b)参照)、電
源電圧が2.5Vの1.5GHz自動車電話システムに
用いることができる。
【0052】次に本発明による半導体装置の第2の実施
の形態を図12乃至図15を参照して説明する。この第
2の実施の形態は第1の実施の形態で説明したベースエ
ピタキシャル層の厚さTepi が70nmの半導体装置に
おいて、図12に示すようにベース引出し電極(ベース
ポリシリコン層)上にシリサイド膜(例えばNi i
を形成したものである。この第2の実施の形態の半導体
装置の最大動作周波数fmax とカットオフ周波数fT
コレクタ電流IC に対する特性を図13に示す。この図
13から分かるようにfmax は62.8GHzに大幅に
上昇する。一方fT は若干減少するがほとんど変化はな
い。
【0053】また、第2の実施の形態の半導体装置のコ
レクタ電流IC のコレクタエミッタ電圧VCEに対する特
性を図14に示す。この図14に示す特性はベース電流
Bを零Aから100nAまで変化させたものであり、
ベースをオープンにしたときのコレクタエミッタ間の耐
圧BVCEO は4.7Vであった。またこの図14に示す
特性から得られたアーリー電圧VA は85.7Vであ
り、第1の実施の形態で説明した半導体装置のものとほ
とんど変わらなかった。
【0054】以上述べたようにベース引出し電極をシリ
サイド化することによりfmax は大幅に上昇し、fT
若干減少するがほとんど変化しない。このことは図15
に示すグラフからも明らかである。
【0055】これにより第2の実施の形態の半導体装置
もアーリー電圧VA および最大動作周波数fmax をとも
に高いものとすることができる。
【0056】
【発明の効果】以上述べたように本発明よれば、アーリ
ー電圧VA を高くすることができるとともに最大動作周
波数fmax も高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による半導体装置の第1の実施の形態の
特性を説明するグラフ。
【図2】各高周波アナログ回路のQB /NC の好適な値
を説明する説明図。
【図3】本発明の第1の実施の形態の実測データに基づ
く特性グラフ。
【図4】コレクタベース接合容量Cjcを減少させる説明
図。
【図5】コレクタベース接合容量Cjcを減少させた場合
のfT 、fmax のIC に対する特性を示すグラフ。
【図6】ベース不純物濃度NB をパラメータにした場合
のfmax −IC 特性図。
【図7】ベース不純物濃度NB をパラメータにした場合
のfT −IC 特性図。
【図8】ベース不純物濃度NB を変化させたときのIB
−VBE特性図。
【図9】fmax 、fT 、VA のNB に対する特性を示す
グラフ。
【図10】エピタキシャルベース層をパラメータにした
場合のfmax −IC 特性図。
【図11】エピタキシャルベース層をパラメータにした
場合のfT −IC 特性図。
【図12】本発明の第2の実施の形態の半導体装置の断
面図。
【図13】第2の実施の形態の半導体装置のfT および
max のIC に対する特性図。
【図14】第2の実施の形態の半導体装置のIC −VCE
特性図。
【図15】第2の実施の形態の効果を説明するグラフ。
【図16】ベースガンメル数QB の説明図。
【図17】ベースガンメル数QB の説明図。
【図18】従来のバイポーラトランジスタの断面図。
【図19】従来のバイポーラトランジスタのfT 、f
max のIC に対する特性図。
【図20】アナログ高周波回路の電力利得の周波数依存
性を示すグラフ。
【図21】アーリー電圧と電源電圧との関係を説明する
ために用いた電流源の回路図。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成8年5月8日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】したがって、トランジスタQ、Qに流
れる電流ICn,IC0は、 ICn=n・I・(1+VCEn/V)・exp
(VBE/V) IC0=I・(1+VCE0/V)・exp(V
BE/V) となり、その比ICn/IC0は理想値のn倍ではな
く、 ICn/IC0=n(1+VCEn/V)/(1+V
CE0/V)となる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】コレクタ領域と、このコレクタ領域上に形
    成されたベース領域と、このベース領域に接するエミッ
    タ領域と、前記ベース領域に接続されたベース引出し電
    極と、前記エミッタ領域に接続されたエミッタ電極とを
    有するバイポーラトランジスタを備えた半導体装置にお
    いて、 前記バイポーラトランジスタのベースガンメル数QB
    前記コレクタ領域の不純物濃度NC との比QB /NC
    0.2×10-3cm〜2.5×10-3cmの範囲にあること
    を特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】前記ベース引出し電極上にシリサイド膜が
    形成されていることを特徴とする請求項1記載の半導体
    装置。
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