JPH10150053A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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JPH10150053A
JPH10150053A JP30823996A JP30823996A JPH10150053A JP H10150053 A JPH10150053 A JP H10150053A JP 30823996 A JP30823996 A JP 30823996A JP 30823996 A JP30823996 A JP 30823996A JP H10150053 A JPH10150053 A JP H10150053A
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JP
Japan
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base
insulating film
region
semiconductor
conductivity type
Prior art date
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Application number
JP30823996A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Yamada
田 善 紀 山
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the high-frequency characteristics of a transistor by setting the conducting type of a semiconductor region at a part facing a base electrode with an insulating film in-between as the first conducting type so as to decrease the parasitic capacitance generated between the part and the base electrode. SOLUTION: A part, which faces a base electrode wiring 40 through an insulating film 20 in a collector region 14, is made to be a P-type region 22. The region is formed at the lower part of a base-electrode bonding pad and a drawing part 40A in the base electrode wiring 40 in the shape approximately equal to these parts and electrically connected to a P-type substrate 12. The potential of the P-type substrate 12 is made to be the same potential as an emitter potential. At the ordinary time, the potential is kept at the ground potential, i.e., 0volt. Thus, the base electrode wiring 40 does not form the MIS structure through the insulating film 20, the parasitic capacitance between the base and the collector is strikingly decreased and the high-frequency characteristics of a transistor can be remarkably improved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置および
その製造方法に関する。より具体的には、寄生容量が小
さく、周波数特性が優れた高周波増幅用バイポーラ型ト
ランジスタおよびその製造方法に関する。
The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a high-frequency amplification bipolar transistor having small parasitic capacitance and excellent frequency characteristics, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】1GHz〜2GHz帯、またはそれ以上
の高周波帯で用いられるバイポーラ型トランジスタは、
各種通信機器の入力部の初段に配置され、重要な役割を
有する。例えば、近年、急速に普及しつつある携帯電話
やPHS(personalhandy−phone
system)においても、それらの性能を左右するキ
ー・コンポーネントである。また、近年急速に開発が進
んでいるSi/Ge系のヘテロ・バイポーラ・トランジ
スタは、10GHz帯またはそれ以上の周波数帯を利用
する衛星放送受信機などのフロント・エンド部における
キー・コンポーネントである。
2. Description of the Related Art Bipolar transistors used in a high frequency band of 1 GHz to 2 GHz or higher are:
It is arranged at the first stage of the input unit of various communication devices and plays an important role. For example, in recent years, mobile phones and PHSs (personal handy-phones), which are rapidly spreading, have been recently developed.
systems) are key components that determine their performance. In addition, Si / Ge-based hetero bipolar transistors, which have been rapidly developed in recent years, are key components in a front-end portion such as a satellite broadcast receiver using a frequency band of 10 GHz or more.

【0003】図6は、このような低ノイズ増幅器として
用いられる、従来のディスクリート型のバイポーラ型ト
ランジスタの構成を説明する概略図である。すなわち、
図6(a)は、その概略平面図である。また、同図
(b)および(c)は、それぞれ、図6(a)のX−X
切断線およびY−Y切断線で切断して矢印方向から眺め
た概略断面図である。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating the structure of a conventional discrete bipolar transistor used as such a low noise amplifier. That is,
FIG. 6A is a schematic plan view thereof. FIGS. 6B and 6C respectively show XX of FIG. 6A.
It is the schematic sectional drawing cut | disconnected by the cutting line and the YY cutting line, and seen from the arrow direction.

【0004】図6(a)においては、バイポーラ型トラ
ンジスタのチップ100は、コレクタ用リードフレーム
180の上にマウントされている。そして、チップ10
0の上面には、ベース配線層として、ベース電極配線1
40とボンディング・パッド150、およびエミッタ電
極配線145とボンディング・パッド152、152が
形成されている。そして、ベース電極ボンディング・パ
ッド150は、ワイア160によりベース用リードフレ
ーム185に接続されている。また、エミッタ電極ボン
ディング・パッド152は、ワイア165、166によ
り、エミッタ用リードフレーム190、192にそれぞ
れ接続されている。
In FIG. 6A, a bipolar transistor chip 100 is mounted on a collector lead frame 180. And the chip 10
0, a base electrode wiring 1 as a base wiring layer
40 and bonding pads 150, and emitter electrode wiring 145 and bonding pads 152, 152 are formed. The base electrode bonding pad 150 is connected to the base lead frame 185 by the wire 160. The emitter electrode bonding pad 152 is connected to the lead frames 190 and 192 for the emitter by wires 165 and 166, respectively.

【0005】その断面構造を図6(b)および(c)を
参照しつつ以下に説明する。
The sectional structure will be described below with reference to FIGS. 6 (b) and 6 (c).

【0006】トランジスタ100は、n型基板102の
上にn型コレクタ・エピタキシャル層104を積層した
構造を有する。そのコレクタ層104の一部分には、p
型ベース領域106が形成され、さらに、そのベース領
域106の一部にn型エミッタ領域108が形成されて
いる。そして、トランジスタ100の上面は、絶縁膜1
10により覆われている。絶縁膜110のうち、p型ベ
ース領域106の上の一部は開孔されてベース電極配線
140が形成されている。また、絶縁膜110のうち、
n型エミッタ領域108の上の一部は開孔されてエミッ
タ電極配線145が形成されている。
The transistor 100 has a structure in which an n-type collector / epitaxial layer 104 is stacked on an n-type substrate 102. A part of the collector layer 104 has p
A mold base region 106 is formed, and an n-type emitter region 108 is formed in a part of the base region 106. Then, the upper surface of the transistor 100 is
Covered by 10. A part of the insulating film 110 above the p-type base region 106 is opened to form a base electrode wiring 140. Further, in the insulating film 110,
The upper part of the n-type emitter region 108 is opened to form an emitter electrode wiring 145.

【0007】このようなバイポーラ型トランジスタを高
周波帯において使用する際に重要な特性のひとつに、高
周波利得がある。この高周波利得は、ベース−コレクタ
間の寄生容量に依存し、この寄生容量が大きいと高周波
利得が低下する原因となる。図5に示した従来の高周波
用ディスクリート・トランジスタでベース−コレクタ間
容量を構成する主要な要素としては、(i)n型コレク
タ領域104とp型ベース領域106の接合部の寄生容
量、(ii)絶縁膜110をベース電極配線140とn
型コレクタ領域104とで挟んだことにより生ずるMI
S構造の寄生容量、(iii)コレクタ用リードフレー
ム180とベース用リードフレーム185との間で発生
する寄生容量、の3種類を挙げることができる。従っ
て、トランジスタの高周波特性を改善するためには、こ
れらの寄生容量を低減させることが必要である。そし
て、上記の3種類の寄生容量のうちの、「(iii)リ
ードフレームに起因するもの」、を低減するための構造
が提案された。
One of the important characteristics when using such a bipolar transistor in a high frequency band is a high frequency gain. The high-frequency gain depends on the parasitic capacitance between the base and the collector. If the parasitic capacitance is large, the high-frequency gain is reduced. The main elements constituting the base-collector capacitance in the conventional high-frequency discrete transistor shown in FIG. 5 are (i) the parasitic capacitance at the junction between the n-type collector region 104 and the p-type base region 106, and (ii) ) Insulating film 110 is connected to base electrode wiring 140 and n
MI caused by being sandwiched between
Parasitic capacitance of the S structure, and (iii) parasitic capacitance generated between the collector lead frame 180 and the base lead frame 185 can be cited. Therefore, in order to improve the high frequency characteristics of the transistor, it is necessary to reduce these parasitic capacitances. Then, a structure for reducing “(iii) those caused by the lead frame” among the above three types of parasitic capacitances has been proposed.

【0008】図7(a)〜(c)は、このような改良さ
れた従来のトランジスタの構造を表す、概念図である。
ここで、同図(a)は、その概略平面図であり、また、
(b)及び(c)は、それぞれ図7(a)のX−X切断
線およびY−Y切断線で切断して矢印方向から眺めた概
略断面図である。
FIGS. 7A to 7C are conceptual diagrams showing the structure of such an improved conventional transistor.
Here, FIG. 1A is a schematic plan view thereof,
(B) and (c) are schematic sectional views cut along the XX cutting line and the YY cutting line in FIG.

【0009】図7(a)に示したように、トランジスタ
101は、エミッタ用リードフレーム190の上にマウ
ントされている。そしてトランジスタ101の上面に
は、ベース配線層として、ベース電極配線140とパッ
ド150が形成されている。また、エミッタ配線層とし
て、エミッタ電極配線145とパッド152、152が
形成され、コレクタ配線層として、コレクタ電極配線1
47とパッド154が形成されている。そして、ベース
電極ボンディング・パッド150は、ワイア160によ
りベース用リードフレーム185に接続されている。ま
た、エミッタ電極ボンディング・パッド152、152
は、ワイア165、166により、エミッタ用リードフ
レーム190、190にそれぞれ接続されている。さら
に、コレクタ電極ボンディング・パッド154は、ワイ
ア170により、コレクタ用リードフレーム182に接
続されている。
As shown in FIG. 7A, the transistor 101 is mounted on a lead frame 190 for an emitter. On the upper surface of the transistor 101, a base electrode wiring 140 and a pad 150 are formed as a base wiring layer. Further, an emitter electrode wiring 145 and pads 152 and 152 are formed as an emitter wiring layer, and a collector electrode wiring 1 is formed as a collector wiring layer.
47 and pads 154 are formed. The base electrode bonding pad 150 is connected to the base lead frame 185 by the wire 160. Also, the emitter electrode bonding pads 152, 152
Are connected to emitter lead frames 190, 190 by wires 165, 166, respectively. Further, the collector electrode bonding pad 154 is connected to the collector lead frame 182 by a wire 170.

【0010】その断面構造を図7(b)および(c)を
参照しつつ以下に説明する。トランジスタ101は、p
型基板102の上にn型コレクタ・エピタキシャル層1
04を積層した構造を有する。ここで、基板102とコ
レクタ層104の間には、一部にn型埋め込み領域10
3が形成されている。そのコレクタ層104の一部分に
は、p型ベース領域106が形成され、そのベース領域
106の一部にn型エミッタ領域108が形成されてい
る。また、コレクタ層104の一部に、n型コレクタ取
り出し領域109が形成されている。そして、トランジ
スタ100の上面は、絶縁膜110により覆われてい
る。絶縁膜110のうち、p型ベース領域106の上の
一部は開孔されてベース電極配線140が形成されてい
る。また、絶縁膜110のうち、n型エミッタ領域10
8の上の一部は開孔されてエミッタ電極配線145が形
成されている。さらに、絶縁膜110のうち、n型コレ
クタ取り出し領域109の上の一部は開孔されてコレク
タ電極配線147が形成されている。
The sectional structure will be described below with reference to FIGS. 7B and 7C. The transistor 101 has p
N-type collector epitaxial layer 1 on mold substrate 102
04 are laminated. Here, the n-type buried region 10 is partially provided between the substrate 102 and the collector layer 104.
3 are formed. A p-type base region 106 is formed in a part of the collector layer 104, and an n-type emitter region 108 is formed in a part of the base region 106. Further, an n-type collector extraction region 109 is formed in a part of the collector layer 104. The upper surface of the transistor 100 is covered with an insulating film 110. A part of the insulating film 110 above the p-type base region 106 is opened to form a base electrode wiring 140. In the insulating film 110, the n-type emitter region 10
The upper part of 8 is opened to form an emitter electrode wiring 145. Further, a part of the insulating film 110 above the n-type collector extraction region 109 is opened to form a collector electrode wiring 147.

【0011】図7(a)〜(c)に示したトランジスタ
では、ベース用リードフレーム185とコレクタ用リー
ドフレーム182とが、エミッタ用リードフレーム19
0によってシールドされている。しかも、エミッタ用リ
ードフレームは、通常はアース電位、すなわち0ボルト
に保持される。従って、ベース用リードフレーム185
とコレクタ用リードフレーム182との間の寄生容量
は、ほぼ無視できる程度まで小さくなる。その結果とし
て、図5に示したトランジスタよりも高周波利得が改善
される。
In the transistors shown in FIGS. 7A to 7C, the base lead frame 185 and the collector lead frame 182 are connected to the emitter lead frame 19.
Shielded by 0. Moreover, the emitter lead frame is normally held at ground potential, ie, 0 volts. Accordingly, the base lead frame 185
The parasitic capacitance between the lead frame 182 and the collector lead frame 182 is reduced to a negligible level. As a result, the high-frequency gain is improved over the transistor shown in FIG.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかし、図7(a)〜
(c)に示したようなトランジスタでも、高周波帯にお
いて良好な特性を得るためには、充分でない場合があ
る。ここで、従来のトランジスタのベース−コレクタ間
の寄生容量を測定すると、図6に示したトランジスタで
は、約0.5pFであり、また、図7に示したトランジ
スタでは、約0.2pFであった。一方、トランジスタ
の高周波特性を評価するために、直流入力信号に対する
利得と2GHzの入力信号に対する利得を測定して、以
下のような結果を得た。すなわち、図6に示した構造の
トランジスタでは、直流入力信号に対する利得は14d
Bで、2GHzでの利得は、約8dBであった。一方、
図7に示した構造のトランジスタでは、直流信号に対す
る利得は14dBで、2GHzでの利得は、約10dB
であった。つまり、図7に示したような改良型のトラン
ジスタは、図6に示したトランジスタよりは高周波特性
が改善されているが、2GHzでは直流よりも利得が4
dBも低下し、2GHz帯において使用するためには、
その周波数特性は充分とはいえないことが分かった。
[0007] However, FIGS.
Even the transistor shown in FIG. 1C may not be enough to obtain good characteristics in a high frequency band. Here, when the parasitic capacitance between the base and the collector of the conventional transistor was measured, it was about 0.5 pF for the transistor shown in FIG. 6 and about 0.2 pF for the transistor shown in FIG. . On the other hand, in order to evaluate the high frequency characteristics of the transistor, the gain for a DC input signal and the gain for a 2 GHz input signal were measured, and the following results were obtained. That is, in the transistor having the structure shown in FIG.
At B, the gain at 2 GHz was about 8 dB. on the other hand,
In the transistor having the structure shown in FIG. 7, the gain for a DC signal is 14 dB, and the gain at 2 GHz is about 10 dB.
Met. In other words, the improved type transistor as shown in FIG. 7 has improved high-frequency characteristics as compared with the transistor shown in FIG.
dB also decreases, and for use in the 2 GHz band,
It turned out that the frequency characteristic was not enough.

【0013】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
ある。すなわち、本発明は、ベース−コレクタ間の寄生
容量を低減することのできる新規なチップ構造を提案す
ることにより、高周波特性が改善されたトランジスタお
よびその製造方法を提供することを目的とするものであ
る。
The present invention has been made in view of such a point. That is, an object of the present invention is to provide a transistor having improved high-frequency characteristics and a method of manufacturing the same by proposing a novel chip structure capable of reducing the parasitic capacitance between the base and the collector. is there.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明による
半導体装置は、第1導電型の半導体基板と、第2導電型
の半導体からなるコレクタ領域と、第1導電型の半導体
からなるベース領域と、第2導電型の半導体からなるエ
ミッタ領域と、これらの上に形成された絶縁膜と、前記
絶縁膜に設けられた開口を介して前記ベース領域に接続
されたベース電極と、を有する半導体装置であって、前
記絶縁膜を挟んで前記ベース電極と対向している部分の
半導体領域の導電型が、前記ベース電極との間で生ずる
寄生容量を低減するように、第1導電型とされているこ
とを特徴とするものとして構成される。
That is, a semiconductor device according to the present invention comprises a semiconductor substrate of a first conductivity type, a collector region made of a semiconductor of a second conductivity type, and a base region made of a semiconductor of a first conductivity type. A semiconductor device having an emitter region made of a semiconductor of the second conductivity type, an insulating film formed thereon, and a base electrode connected to the base region through an opening provided in the insulating film. Wherein the conductivity type of a portion of the semiconductor region facing the base electrode with the insulating film interposed therebetween is a first conductivity type so as to reduce a parasitic capacitance generated between the semiconductor region and the base electrode. It is configured to be characterized by having.

【0015】また、本発明による半導体装置は、第1導
電型の半導体基板と、前記半導体基板上に形成された第
2導電型の半導体からなるコレクタ層と、前記コレクタ
層の表面側の一部分を第1導電型とすることにより形成
されたベース領域と、前記ベース領域の表面側の一部分
を第2導電型とすることにより形成されたエミッタ領域
と、前記コレクタ層と前記ベース層および前記エミッタ
層の表面を覆う絶縁膜と、前記絶縁膜上に配置され、前
記絶縁膜に設けられた開口を介して前記ベース領域に接
続されたベース配線層と、前記絶縁膜上に配置され、前
記絶縁膜に設けられた開口を介して前記エミッタ領域に
接続されたエミッタ配線層と、を備えた半導体装置であ
って、前記絶縁膜を挟んで前記ベース配線層と対向して
いる半導体部分のうちの、前記ベース領域と前記エミッ
タ領域のいずれにも属しない半導体部分が前記絶縁膜と
の接触面から前記半導体基板に至るまで実質的に第1導
電型とされていることにより、前記ベース電極との間で
生ずる寄生容量を低減するようにしたものとして構成さ
れる。
Further, the semiconductor device according to the present invention comprises a semiconductor substrate of a first conductivity type, a collector layer made of a semiconductor of a second conductivity type formed on the semiconductor substrate, and a part of the surface side of the collector layer. A base region formed by using the first conductivity type, an emitter region formed by using a portion of the surface side of the base region on the second conductivity type, the collector layer, the base layer, and the emitter layer An insulating film covering the surface of the insulating film, a base wiring layer disposed on the insulating film and connected to the base region through an opening provided in the insulating film, and an insulating film disposed on the insulating film; And an emitter wiring layer connected to the emitter region through an opening provided in the semiconductor device, wherein the semiconductor portion faces the base wiring layer with the insulating film interposed therebetween. The semiconductor portion that does not belong to any of the base region and the emitter region is substantially of the first conductivity type from the contact surface with the insulating film to the semiconductor substrate. The configuration is such that the parasitic capacitance generated between the two is reduced.

【0016】また、前述の半導体装置において、前記実
質的に第1導電型とされている前記半導体部分と、前記
ベース領域との間には、これらが電気的に短絡しないよ
うに、第2導電型の半導体部分を設けることができる。
Further, in the above-described semiconductor device, the second conductive portion is provided between the semiconductor portion having the substantially first conductivity type and the base region so that they are not electrically short-circuited. A semiconductor part of the mold can be provided.

【0017】さらに、前述の半導体装置においては、前
記絶縁膜を挟んで前記エミッタ配線層と対向している半
導体部分のうちの、前記ベース領域と前記エミッタ領域
のいずれにも属しない半導体部分が前記絶縁膜との接触
面から前記半導体基板に至るまで実質的に第1導電型と
されていることにより、前記エミッタ電極との間で生ず
る寄生容量を低減することができる。
Further, in the above-described semiconductor device, a semiconductor portion that does not belong to any of the base region and the emitter region among the semiconductor portions facing the emitter wiring layer with the insulating film interposed therebetween is the same as the semiconductor device. Since the semiconductor substrate is substantially of the first conductivity type from the contact surface with the insulating film to the semiconductor substrate, the parasitic capacitance generated between the semiconductor substrate and the emitter electrode can be reduced.

【0018】また、前記述の半導体装置においては、前
記絶縁膜上で、前記ベース配線層に抵抗素子が接続さ
れ、前記絶縁膜を挟んで前記抵抗素子と対向している半
導体部分が前記絶縁膜との接触面から前記半導体基板に
至るまで実質的に第1導電型とされていることにより、
前記抵抗素子との間で生ずる寄生容量を低減することが
できる。
In the above-described semiconductor device, a resistive element is connected to the base wiring layer on the insulating film, and a semiconductor portion facing the resistive element with the insulating film interposed therebetween is the insulating film. Is substantially of the first conductivity type from the contact surface to the semiconductor substrate,
It is possible to reduce the parasitic capacitance generated with the resistance element.

【0019】また、本発明による半導体装置は、第1導
電型の半導体基板と、前記半導体基板上に形成された第
2導電型の半導体からなるコレクタ層と、前記コレクタ
層の表面側の一部分を第1導電型とすることにより形成
されたベース領域と、前記ベース領域の表面側の一部分
を第2導電型とすることにより形成されたエミッタ領域
と、前記コレクタ層と前記ベース層および前記エミッタ
層の表面を覆う絶縁膜と、前記絶縁膜上に配置され、前
記絶縁膜に設けられた開口を介して前記ベース領域に接
続されたベース配線層と、前記絶縁膜上に配置され、前
記絶縁膜に設けられた開口を介して前記エミッタ領域に
接続されたエミッタ配線層と、を備えた半導体装置であ
って、前記絶縁膜と接する半導体部分のうちで、前記ベ
ース領域および前記エミッタ領域のいずれにも属しない
半導体部分が、前記絶縁膜との接触面から前記半導体基
板に至るまで実質的に第1導電型とされていることによ
り、前記ベース配線層および前記エミッタ配線層との間
で生ずる寄生容量を低減するようにしたものとして構成
される。
Further, the semiconductor device according to the present invention includes a semiconductor substrate of a first conductivity type, a collector layer made of a semiconductor of a second conductivity type formed on the semiconductor substrate, and a part of a surface side of the collector layer. A base region formed by using the first conductivity type, an emitter region formed by using a portion of the surface side of the base region on the second conductivity type, the collector layer, the base layer, and the emitter layer An insulating film covering the surface of the insulating film, a base wiring layer disposed on the insulating film and connected to the base region through an opening provided in the insulating film, and an insulating film disposed on the insulating film; And an emitter wiring layer connected to the emitter region through an opening provided in the semiconductor device. The semiconductor portion that does not belong to any of the emitter regions is substantially of the first conductivity type from the contact surface with the insulating film to the semiconductor substrate, so that the base wiring layer and the emitter wiring layer The configuration is such that the parasitic capacitance generated between the two is reduced.

【0020】さらに、前述の半導体装置において、前記
実質的に第1導電型とされている前記半導体部分と、前
記ベース領域との間には、これらが電気的に短絡しない
ように、第2導電型の半導体部分が設けることができ
る。
Further, in the above-described semiconductor device, the second conductive portion is provided between the semiconductor portion having the substantially first conductivity type and the base region so that they are not electrically short-circuited. A semiconductor part of the mold can be provided.

【0021】また、本発明による半導体装置は、半導体
基板上に形成されたプレーナ型のバイポーラ・トランジ
スタにおいて、絶縁膜を介してベース配線層と対向する
部分のコレクタ層を、ベース領域と短絡しないように一
定の間隔を置きつつ基板と同じ導電型にすることによ
り、基板と同電位になるようにして、前記ベース配線層
の下に形成されるMIS容量を低減したことを特徴とす
るものとして構成される。
Further, in the semiconductor device according to the present invention, in a planar type bipolar transistor formed on a semiconductor substrate, a portion of a collector layer facing a base wiring layer via an insulating film is not short-circuited to a base region. The MIS capacitance formed under the base wiring layer is reduced by making the same conductivity type as that of the substrate while keeping a constant interval between them, so that the MIS capacitance formed under the base wiring layer is reduced. Is done.

【0022】また、本発明による半導体装置の製造方法
は、第1導電型の半導体基板上に第2導電型の半導体か
らなるコレクタ層を形成する工程と、前記コレクタ層の
表面側の一部分を第1導電型とすることによりベース領
域を形成する工程と、前記ベース領域の表面側の一部分
を第2導電型とすることによりエミッタ領域を形成する
工程と、前記コレクタ層と前記ベース層および前記エミ
ッタ層の表面を絶縁膜で覆う工程と、前記絶縁膜に設け
た開口を介して前記ベース領域に接続したベース配線層
を前記絶縁膜上に形成する工程と、を備えた半導体装置
の製造方法であって、前記絶縁膜を挟んで前記ベース配
線層と対向している半導体部分のうちで、前記ベース領
域と前記エミッタ領域のいずれにも属さず、かつ前記ベ
ース領域に接触していない半導体部分を、前記絶縁膜と
の接触面から前記半導体基板に至るまで第1導電型とす
ることにより、この第1導電型の半導体部分が前記ベー
ス領域と短絡しないようにしつつ、前記ベース配線層と
の間で生ずる寄生容量を低減するようにしたことを特徴
とするものとして構成される。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a collector layer made of a semiconductor of a second conductivity type on a semiconductor substrate of a first conductivity type; A step of forming a base region by using one conductivity type; a step of forming an emitter region by setting a part of the surface side of the base region to a second conductivity type; the collector layer, the base layer, and the emitter A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of covering a surface of a layer with an insulating film; and a step of forming a base wiring layer connected to the base region through an opening provided in the insulating film on the insulating film. In the semiconductor portion facing the base wiring layer with the insulating film interposed therebetween, the semiconductor portion does not belong to any of the base region and the emitter region and is in contact with the base region. The semiconductor portion of the first conductivity type from the contact surface with the insulating film to the semiconductor substrate is made to be of the first conductivity type, so that the semiconductor portion of the first conductivity type does not short-circuit with the base region, and The configuration is such that the parasitic capacitance generated between the layers is reduced.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】本発明は、トランジスタの高周波
利得を制限する要素として前述した、3種類の寄生容量
のうちで第2番目に挙げた「絶縁膜110をベース電極
配線140とn型コレクタ領域104とで挟んだことに
より生ずるMIS構造の寄生容量」を低減することによ
り、トランジスタの高周波特性を向上させるものであ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS According to the present invention, as an element for limiting the high-frequency gain of a transistor, the second one of the three types of parasitic capacitances described above is called "the insulating film 110 is connected to the base electrode wiring 140 and the n-type collector. By reducing the “parasitic capacitance of the MIS structure caused by being sandwiched between the region 104”, the high-frequency characteristics of the transistor are improved.

【0024】図面を参照しながら、本発明の実施の形態
について以下に説明する。図1および図2は、本発明に
よるトランジスタの構造を表す、概念図である。すなわ
ち、図1は、その概略平面図であり、また、図2
(a)、(b)及び(c)は、それぞれ、図1(a)の
X−X切断線、Y−Y切断線およびZ−Z切断線で切断
してその要部を矢印方向から眺めた概略断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 are conceptual diagrams showing the structure of a transistor according to the present invention. That is, FIG. 1 is a schematic plan view thereof, and FIG.
(A), (b) and (c) are respectively cut along the XX cutting line, the YY cutting line and the ZZ cutting line in FIG. FIG.

【0025】図1に示したように、トランジスタ11
は、エミッタ用リードフレーム90の上にマウントされ
ている。そしてトランジスタ11の上面には、ベース配
線層として、ベース電極配線40とベース電極ボンディ
ング・パッド50が形成されている。さらに、エミッタ
配線層として、エミッタ電極配線45とエミッタ電極ボ
ンディング・パッド52、52が形成され、また、コレ
クタ配線層として、コレクタ電極配線47とコレクタ電
極ボンディング・パッド54が形成されている。そし
て、ベース電極ボンディング・パッド50は、ワイア6
0によりベース用リードフレーム85に接続されてい
る。また、エミッタ電極ボンディング・パッド52、5
2は、ワイア65、66により、エミッタ用リードフレ
ーム90、90にそれぞれ接続されている。さらに、コ
レクタ電極ボンディング・パッド54は、ワイア70に
より、コレクタ用リードフレーム82に接続されてい
る。なお、エミッタ電極配線45とコレクタ電極配線4
7は、その交差部46において、絶縁膜を介して電気的
に絶縁されている。
As shown in FIG.
Are mounted on a lead frame 90 for an emitter. On the upper surface of the transistor 11, a base electrode wiring 40 and a base electrode bonding pad 50 are formed as a base wiring layer. Further, an emitter electrode wiring 45 and emitter electrode bonding pads 52 and 52 are formed as an emitter wiring layer, and a collector electrode wiring 47 and a collector electrode bonding pad 54 are formed as a collector wiring layer. The base electrode bonding pad 50 is connected to the wire 6
0 is connected to the base lead frame 85. Also, the emitter electrode bonding pads 52, 5
2 is connected to emitter lead frames 90, 90 by wires 65, 66, respectively. Further, the collector electrode bonding pad 54 is connected to a collector lead frame 82 by a wire 70. The emitter electrode wiring 45 and the collector electrode wiring 4
Numeral 7 is electrically insulated at the intersection 46 via an insulating film.

【0026】つぎに、その断面構造を図2(a)、
(b)および(c)を参照しつつ説明する。トランジス
タ11は、p型基板12の上に、n型コレクタ層14を
積層した構造を有する。p型基板12のキャリア濃度
は、例えば1015cm-3とすることができる。また、n
型コレクタ層14のキャリア濃度は、例えば、1016
-3とすることができる。ここで、基板12とコレクタ
層14の間には、一部にn型埋め込み領域13が形成さ
れている。この埋め込み領域13は、そのキャリア濃度
が1020cm-3程度で低抵抗とされ、コレクタ電流をコ
レクタ取り出し領域19に導く導電体としての役割を果
たす。また、コレクタ層14の一部には、p型ベース領
域16が形成され、そのベース領域16の一部にn型エ
ミッタ領域18が形成されている。ここで、ベース領域
16の深さは、表面から0.2μm程度とすることがで
きる。また、コレクタ層14の一部に、n型コレクタ取
り出し領域19が形成されている。そして、トランジス
タ11の上面は、絶縁膜20により覆われている。絶縁
膜20のうち、p型ベース領域16の上の一部は開孔さ
れてベース電極配線40が形成されている。また、絶縁
膜20のうち、n型エミッタ領域18の上の一部は開孔
されてエミッタ電極配線45が形成されている。さら
に、絶縁膜20のうち、n型コレクタ取り出し領域19
の上の一部は開孔されてコレクタ電極配線47が形成さ
れている。
Next, the sectional structure is shown in FIG.
Description will be made with reference to (b) and (c). The transistor 11 has a structure in which an n-type collector layer 14 is stacked on a p-type substrate 12. The carrier concentration of the p-type substrate 12 can be, for example, 10 15 cm −3 . Also, n
The carrier concentration of the type collector layer 14 is, for example, 10 16 c
m −3 . Here, an n-type buried region 13 is partially formed between the substrate 12 and the collector layer 14. The buried region 13 has a low resistance at a carrier concentration of about 10 20 cm −3 , and functions as a conductor that guides a collector current to the collector extraction region 19. A p-type base region 16 is formed in a part of the collector layer 14, and an n-type emitter region 18 is formed in a part of the base region 16. Here, the depth of the base region 16 can be about 0.2 μm from the surface. Further, an n-type collector extraction region 19 is formed in a part of the collector layer 14. The upper surface of the transistor 11 is covered with the insulating film 20. A part of the insulating film 20 above the p-type base region 16 is opened to form a base electrode wiring 40. A part of the insulating film 20 above the n-type emitter region 18 is opened to form an emitter electrode wiring 45. Further, in the insulating film 20, the n-type collector extraction region 19
The upper part is opened to form a collector electrode wiring 47.

【0027】ここで、本発明においては、コレクタ領域
14のうちで、絶縁膜20を介してベース電極配線40
と対向している部分をp型領域22としている。このp
型領域22は、図2(a)と(c)に示されている。ま
た、このp型領域22は、トランジスタを平面的に見た
図1からも分かるように、ベース電極ボンディング・パ
ッド50およびベース電極配線40のうちの引き出し部
分40Aの下部に、それらとほぼ一致した形状で形成さ
れている。そして、このp型領域22は、p型基板12
と電気的に接続している。また、このp型基板12は、
エミッタ電位と同電位であり、通常はアース電位、すな
わち0ボルトに保持される。従って、本発明によれば、
従来の構造と異なり、ベース電極配線40が絶縁膜20
を介してMIS構造を形成することがない。その結果と
して、ベース−コレクタ間の寄生容量を顕著に低減し、
トランジスタの高周波特性を顕著に向上させることがで
きた。
Here, in the present invention, in the collector region 14, the base electrode wiring 40
The part opposite to is defined as a p-type region 22. This p
The mold region 22 is shown in FIGS. 2A and 2C. Further, as can be seen from FIG. 1 which shows the transistor in plan view, the p-type region 22 substantially coincides with the base electrode bonding pad 50 and the lower portion of the extraction portion 40A of the base electrode wiring 40. It is formed in a shape. The p-type region 22 is formed on the p-type substrate 12
Is electrically connected to Also, this p-type substrate 12
It is the same potential as the emitter potential and is normally kept at ground potential, ie, 0 volts. Thus, according to the present invention,
Unlike the conventional structure, the base electrode wiring 40 is
No MIS structure is formed through the structure. As a result, the parasitic capacitance between the base and the collector is significantly reduced,
The high-frequency characteristics of the transistor were significantly improved.

【0028】本発明によるトランジスタのベース−コレ
クタ間の容量を測定した結果、0.1pFであった。す
なわち、図6に示した従来のトランジスタの容量値0.
2pFの半分であった。また、本発明によるトランジス
タの2GHzでの利得は、14dBであり、直流から2
GHzまでほぼ平坦な周波数特性を得ることができた。
すなわち、図6に示した従来の改良型トランジスタの場
合には、2GHzでの利得が約10dBであり、直流よ
りも4dB低下していたことと比較しても、周波数特性
が顕著に向上したことが分かった。
The measured capacitance between the base and the collector of the transistor according to the present invention was 0.1 pF. That is, the capacitance value of the conventional transistor shown in FIG.
It was half of 2 pF. Further, the gain at 2 GHz of the transistor according to the present invention is 14 dB,
Almost flat frequency characteristics could be obtained up to GHz.
That is, in the case of the conventional improved transistor shown in FIG. 6, the gain at 2 GHz is about 10 dB, and the frequency characteristic is remarkably improved as compared with 4 dB lower than the direct current. I understood.

【0029】次に、図1および図2(a)〜(c)を参
照しながら、本発明によるトランジスタの製造方法につ
いて説明する。まず、p型シリコン基板12の表面に、
n型埋め込み領域13となる領域を開口した酸化膜を形
成する。続いて、その開口部に、n型不純物として例え
ば砒素(As)またはアンチモン(Sb)などを、例え
ば熱拡散などの方法により導入して、n型埋め込み層1
3を形成する。
Next, a method for manufacturing a transistor according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2A to 2C. First, on the surface of the p-type silicon substrate 12,
An oxide film having an opening in a region to be the n-type buried region 13 is formed. Subsequently, for example, arsenic (As), antimony (Sb), or the like is introduced as an n-type impurity into the opening by, for example, a method such as thermal diffusion.
Form 3

【0030】次に、基板12の表面に、n型コレクタ層
14をエピタキシャル成長により形成する。この結晶成
長は、例えば、シラン(SiH)とリン化合物(例え
ばPH)を高温下で熱分解して、基板12上にn型シ
リコン層を堆積することにより行う。また、この層厚
は、例えば、1μm程度とすることができる。すなわ
ち、トランジスタの高周波特性を向上させるためには、
エミッタ・ベース・コレクタ間のキャリアの走行時間を
短縮する必要がある。この観点から、1GHz帯で良好
な特性を得るためには、n型コレクタ層の厚さは、1μ
m以下とすることが望ましい。また、そのキャリア濃度
は、例えば1016cm-3とすることができる。
Next, an n-type collector layer 14 is formed on the surface of the substrate 12 by epitaxial growth. This crystal growth is performed, for example, by thermally decomposing silane (SiH 4 ) and a phosphorus compound (for example, PH 3 ) at a high temperature to deposit an n-type silicon layer on the substrate 12. The layer thickness can be, for example, about 1 μm. That is, in order to improve the high frequency characteristics of the transistor,
It is necessary to reduce the traveling time of carriers between the emitter, base and collector. From this viewpoint, in order to obtain good characteristics in the 1 GHz band, the thickness of the n-type collector layer is 1 μm.
m or less. The carrier concentration can be, for example, 10 16 cm −3 .

【0031】さらに、ウェーハを高温の酸化雰囲気に曝
してn型コレクタ層14の表面に酸化膜を形成し、p型
領域22の部分を開口する。この開口部に例えば、ボロ
ン(B)などのp型不純物を選択的にイオン注入して、
熱処理により活性化させるとともに拡散を促すことによ
って、p型領域22を形成することができる。このよう
にして形成されたp型領域22は、表面付近のキャリア
濃度が1018〜1019cm-3程度であり、p型基板12
までp型化した構造とすることができる。また、このよ
うなp型領域22は、その他の方法として、例えばBS
G(ホウ素シリケートガラス)膜を用いた固相拡散によ
っても形成することができる。すなわち、本発明におけ
るp型領域22は、ベース電極の下のMIS構造をp型
基板12に電気的に短絡できる構造であれば、いかなる
形成方法によるものであっても構わない。
Further, the wafer is exposed to a high-temperature oxidizing atmosphere to form an oxide film on the surface of the n-type collector layer 14, and the p-type region 22 is opened. For example, a p-type impurity such as boron (B) is selectively ion-implanted into the opening,
The p-type region 22 can be formed by activating by heat treatment and promoting diffusion. The p-type region 22 thus formed has a carrier concentration near the surface of about 10 18 to 10 19 cm −3 , and the p-type substrate 12
The structure can be a p-type. Further, such a p-type region 22 may be formed by another method, for example, by using BS
It can also be formed by solid-phase diffusion using a G (boron silicate glass) film. That is, the p-type region 22 in the present invention may be formed by any method as long as the MIS structure under the base electrode can be electrically short-circuited to the p-type substrate 12.

【0032】p型領域22を形成した後は、従来と同様
のプロセスによりトランジスタを完成することができ
る。すなわち、ウェーハを高温の酸化雰囲気に曝して、
表面を酸化させることにより絶縁膜20を形成する。ま
た、絶縁膜20の一部を開口して、n型コレクタ取り出
し領域19を形成する。さらに、同様のプロセスによっ
て、ベース拡散によりp型ベース領域16を形成し、エ
ミッタ拡散によりn型エミッタ領域を形成する。そし
て、さらにウェーハ表面に絶縁膜を形成し、所定の開口
部にそれぞれの配線を形成して、トランジスタ11が完
成する。
After the formation of the p-type region 22, the transistor can be completed by a process similar to the conventional one. That is, exposing the wafer to a high temperature oxidizing atmosphere,
The insulating film 20 is formed by oxidizing the surface. Further, an opening is formed in a part of the insulating film 20 to form an n-type collector extraction region 19. Further, by the same process, the p-type base region 16 is formed by base diffusion, and the n-type emitter region is formed by emitter diffusion. Then, an insulating film is further formed on the wafer surface, and respective wirings are formed in predetermined openings, whereby the transistor 11 is completed.

【0033】本発明によるトランジスタは、このよう
に、従来のトランジスタの製造工程に、p型領域22を
形成するためのパターンニングと拡散工程を追加するだ
けで製造することができる。すなわち、本発明によれ
ば、従来の製造工程や製造装置を殆ど変えることなく、
高性能のトランジスタを得ることができる。
As described above, the transistor according to the present invention can be manufactured only by adding patterning and diffusion steps for forming the p-type region 22 to the conventional transistor manufacturing process. That is, according to the present invention, the conventional manufacturing process and manufacturing apparatus are hardly changed,
A high-performance transistor can be obtained.

【0034】本発明によるp型領域22を形成するに際
しては、まず、ウェーハ深さ方向については、p型領域
が基板12まで、確実に到達するように形成する必要が
ある。また、ウェーハの面内方向については、p型領域
22がp型ベース領域16と短絡しないように、一定の
間隔をおいて形成する必要がある。しかし、寄生容量を
低減するためには、ベース電極の下を、可能な限りp型
領域22とすることが望ましい。すなわち、p型領域2
2は、ベース領域16とショートしない範囲で、なるべ
く広くベース電極の下を埋めるように形成することが望
ましい。
In forming the p-type region 22 according to the present invention, first, it is necessary to form the p-type region so as to reliably reach the substrate 12 in the depth direction of the wafer. Further, in the in-plane direction of the wafer, it is necessary to form the p-type region 22 at regular intervals so as not to short-circuit the p-type base region 16. However, in order to reduce the parasitic capacitance, it is desirable to make the p-type region 22 beneath the base electrode as much as possible. That is, the p-type region 2
2 is preferably formed so as to fill under the base electrode as widely as possible without causing a short circuit with the base region 16.

【0035】次に、本発明の第1の変形例について説明
する。図3は、本発明の第1の変形例を表す概念図であ
る。すなわち、同図(a)は、その概略平面図であり、
また、(b)及び(c)は、それぞれ図3(a)のX−
X切断線およびY−Y切断線で切断して矢印方向からそ
の要部を眺めた概略断面図である。
Next, a first modification of the present invention will be described. FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a first modification of the present invention. That is, FIG. 1A is a schematic plan view thereof,
(B) and (c) correspond to X- in FIG.
It is the schematic sectional drawing which cut | disconnected by the X cutting line and the YY cutting line, and looked at the principal part from the arrow direction.

【0036】本変形例においては、ベース電極だけでな
く、エミッタ電極の下部にもp型領域を形成している。
すなわち、p型領域22は、まず、図3(a)および
(b)に示したように、ベース配線層の一部であるベー
ス電極ボンディング・パッド50およびベース電極配線
40のうちの引き出し部分40Aの下部に、それらとほ
ぼ一致した形状で形成されている。さらの、p型領域2
2は、図3(a)および(c)に示したように、エミッ
タ電極ボンディング・パッド52およびエミッタ電極配
線のうちの引き出し部分45Aの下部にも、それらとほ
ぼ一致した形状で形成されている。なお、その他の部分
は、図1と同一の符号を付して説明を省略する。
In this modification, a p-type region is formed not only under the base electrode but also under the emitter electrode.
That is, first, as shown in FIGS. 3A and 3B, the p-type region 22 is formed with a base electrode bonding pad 50 which is a part of the base wiring layer and a lead portion 40A of the base electrode wiring 40. Are formed in the lower part of the base plate in a shape almost corresponding to them. Further, p-type region 2
As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (c), 2 is also formed below the emitter electrode bonding pad 52 and the extraction portion 45A of the emitter electrode wiring so as to have a shape substantially coinciding therewith. . The other parts are denoted by the same reference numerals as in FIG. 1 and the description is omitted.

【0037】このように、エミッタ電極の下部にもp型
領域22を形成することによって、エミッタ−コレクタ
間の寄生容量を低下することができる。すなわち、例え
ば図7に示したような従来の構造では、エミッタ電極ボ
ンディング・パッド52、52やエミッタ電極配線45
は、絶縁膜20を介してコレクタ層14と対向してい
る。そして、このMIS構造に起因した寄生容量が生ず
る。
As described above, by forming the p-type region 22 below the emitter electrode, the parasitic capacitance between the emitter and the collector can be reduced. That is, in the conventional structure shown in FIG. 7, for example, the emitter electrode bonding pads 52, 52 and the emitter electrode wiring 45
Are opposed to the collector layer 14 via the insulating film 20. Then, a parasitic capacitance due to the MIS structure occurs.

【0038】しかし、本変形例によれば、エミッタ電極
ボンディング・パッド52、52やエミッタ電極配線の
引き出し部分45Aの下は、p型領域22とすることに
より、エミッタ電位となる。従って、エミッタ−コレク
タ寄生容量を低下することができる。
According to this modification, however, the emitter potential is set by setting the p-type region 22 under the emitter electrode bonding pads 52, 52 and the lead-out portion 45A of the emitter electrode wiring. Therefore, the emitter-collector parasitic capacitance can be reduced.

【0039】次に、本発明の第2の変形例について説明
する。図4は、本発明の第2の変形例を表す概念図であ
る。すなわち、同図(a)は、その概略平面図であり、
また、(b)及び(c)は、それぞれ図4(a)のX−
X切断線およびY−Y切断線で切断して矢印方向からそ
の要部を眺めた概略断面図である。なお、同図(a)〜
(c)においては、前述したトランジスタと同一の部分
には、同一の符号を付して説明を省略する。
Next, a second modification of the present invention will be described. FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a second modified example of the present invention. That is, FIG. 1A is a schematic plan view thereof,
4 (b) and (c) respectively show X-
It is the schematic sectional drawing which cut | disconnected by the X cutting line and the YY cutting line, and looked at the principal part from the arrow direction. In addition, FIG.
In (c), the same portions as those of the above-described transistor are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0040】本変形例においては、トランジスタのnp
n接合領域の外周部分をすべてp型領域22としてい
る。すなわち、図4(a)において破線で示した領域
は、基板12の上にp型領域22が形成されている。本
変形例においても、前述したように、ベース配線層の下
のベース−コレクタ間の寄生容量と、エミッタ配線層の
下のエミッタ−コレクタ間の寄生容量を低減することが
できる。さらに、このように、トランジスタ13の外周
部分を全てp型領域22とすることによって、トランジ
スタの外周部が、エミッタ電位、すなわち、アース電位
に保持され、シールド効果を生ずる。すなわち、トラン
ジスタ13は、電磁波や静電気などの電気的ノイズに対
して遮蔽され、より安定した動作をすることができるよ
うになる。
In this modification, the np of the transistor
The entire outer peripheral portion of the n-junction region is a p-type region 22. That is, in the region indicated by the broken line in FIG. 4A, the p-type region 22 is formed on the substrate 12. Also in the present modification, as described above, the parasitic capacitance between the base and the collector below the base wiring layer and the parasitic capacitance between the emitter and the collector below the emitter wiring layer can be reduced. Further, as described above, by making the entire outer peripheral portion of the transistor 13 the p-type region 22, the outer peripheral portion of the transistor 13 is maintained at the emitter potential, that is, the ground potential, and a shielding effect is generated. That is, the transistor 13 is shielded from electrical noise such as electromagnetic waves and static electricity, and can operate more stably.

【0041】次に、本発明の第3の変形例について説明
する。図5は、本発明の第3の変形例を表す概念図であ
る。すなわち、同図(a)は、その概略平面図であり、
また、(b)及び(c)は、それぞれ図5(a)のX−
X切断線およびY−Y切断線で切断して矢印方向からそ
の要部を眺めた概略断面図である。なお、同図(a)〜
(c)においては、前述したトランジスタと同一の部分
には、同一の符号を付して説明を省略する。
Next, a third modification of the present invention will be described. FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a third modification of the present invention. That is, FIG. 1A is a schematic plan view thereof,
5 (b) and (c) respectively show X-
It is the schematic sectional drawing which cut | disconnected by the X cutting line and the YY cutting line, and looked at the principal part from the arrow direction. In addition, FIG.
In (c), the same portions as those of the above-described transistor are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0042】本変形例においては、トランジスタのベー
ス電極配線40の先端にポリシリコン層により構成され
た抵抗56が接続され、その抵抗56の他端に電極パッ
ド50が接続されている。この抵抗56は、例えば、ベ
ース電圧供給回路の一部を構成する役割を果たす。そし
て、本変形例では、ベース電極配線の引き出し部と抵抗
56、および電極パッド50の下に、平面的にみてそれ
らとほぼ同一の形状となるように、p型領域22が形成
されている。つまり、本変形例では、ベース配線層に付
加された抵抗56の下にもp型領域22を設けることに
より、その部分のMIS構造に起因する寄生容量も低減
することができる。従って、寄生容量を増加させること
なく、絶縁膜20の上のベース電極配線パターンを従来
よりも長く形成したり、また、ベース電極配線の途中に
抵抗やその他の回路部品を形成することができるように
なる。
In this modification, a resistor 56 made of a polysilicon layer is connected to the tip of the base electrode wiring 40 of the transistor, and the electrode pad 50 is connected to the other end of the resistor 56. The resistor 56 plays a role of constituting a part of a base voltage supply circuit, for example. In the present modification, the p-type region 22 is formed below the lead portion of the base electrode wiring, the resistor 56, and the electrode pad 50 so as to have substantially the same shape as those in plan view. That is, in the present modification, by providing the p-type region 22 also under the resistor 56 added to the base wiring layer, the parasitic capacitance caused by the MIS structure in that portion can be reduced. Therefore, the base electrode wiring pattern on the insulating film 20 can be formed longer than before, and a resistor or other circuit component can be formed in the middle of the base electrode wiring without increasing the parasitic capacitance. become.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に説明する効果を奏する。
The present invention is embodied in the form described above, and has the following effects.

【0044】すなわち、本発明によるトランジスタは、
ベース−コレクタ間容量を従来の約半分まで低下するこ
とが可能である。また、直流から2GHzまでほぼ平坦
な周波数特性を得ることができる。すなわち、従来の改
良型トランジスタの場合には、2GHzでの利得が約4
dB低下していたことと比較しても顕著に改善する。し
かも、本発明によれば、このような高性能のトランジス
タを簡易なプロセスで製造することができる。すなわ
ち、従来の素子構造とプロセスを基本的に変更すること
なく、p型領域形成工程を追加するだけでよい。
That is, the transistor according to the present invention comprises:
It is possible to reduce the base-collector capacitance to about half of the conventional value. Further, it is possible to obtain a substantially flat frequency characteristic from DC to 2 GHz. That is, in the case of the conventional improved transistor, the gain at 2 GHz is about 4
It is remarkably improved as compared with the fact that it has been reduced by dB. Moreover, according to the present invention, such a high-performance transistor can be manufactured by a simple process. That is, it is only necessary to add a p-type region forming step without basically changing the conventional element structure and process.

【0045】また、本発明によれば、エミッタ電極ボン
ディング・パッドやエミッタ電極配線の引き出し部分の
下をp型領域とすることにより、エミッタ−コレクタ寄
生容量を低下することができる。
Further, according to the present invention, the emitter-collector parasitic capacitance can be reduced by setting the p-type region below the portion where the emitter electrode bonding pad and the lead of the emitter electrode wiring are drawn.

【0046】さらに、本発明によれば、トランジスタの
外周部分を全てp型領域とすることによって、トランジ
スタの外周部が、エミッタ電位、すなわち、アース電位
に保持され、シールド効果を生ずる。すなわち、トラン
ジスタは、電磁波や静電気などの電気的ノイズに対して
遮蔽され、より安定した動作をすることができるように
なる。
Further, according to the present invention, the entire outer peripheral portion of the transistor is a p-type region, so that the outer peripheral portion of the transistor is maintained at the emitter potential, that is, the ground potential, and a shielding effect is produced. That is, the transistor is shielded from electric noise such as electromagnetic waves and static electricity, and can operate more stably.

【0047】また、本発明によれば、寄生容量を増加さ
せることなく、ベース配線パターンを従来よりも長く形
成したり、抵抗やその他の回路部品を絶縁膜の上に形成
することができるようになる。
Further, according to the present invention, the base wiring pattern can be formed longer than before and the resistance and other circuit components can be formed on the insulating film without increasing the parasitic capacitance. Become.

【0048】すなわち、本発明によれば、ベース−コレ
クタ間寄生容量が低く、周波数特性が大幅に改善された
トランジスタを簡易な工程により得ることができるよう
になり、産業上のメリットは多大である。
That is, according to the present invention, a transistor having low base-collector parasitic capacitance and greatly improved frequency characteristics can be obtained by a simple process, and the industrial merit is great. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるトランジスタの構成を表す概略平
面図である。
FIG. 1 is a schematic plan view illustrating a configuration of a transistor according to the present invention.

【図2】(a)、(b)及び(c)は、それぞれ図1の
X−X切断線、Y−Y切断線およびZ−Z切断線で切断
して矢印方向からその要部を眺めた概略断面図である。
2 (a), (b) and (c) are cut along the XX cutting line, YY cutting line and ZZ cutting line in FIG. FIG.

【図3】本発明の第1の変形例を表す概念図である。す
なわち、(a)は、その概略平面図であり、また、
(b)及び(c)は、それぞれ(a)のX−X切断線お
よびY−Y切断線で切断して矢印方向からその要部を眺
めた概略断面図である。
FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a first modification of the present invention. That is, (a) is a schematic plan view thereof,
(B) and (c) are schematic sectional views cut along the XX cutting line and the YY cutting line of (a), respectively, and viewing the main part from the direction of the arrow.

【図4】本発明の第2の変形例を表す概念図である。す
なわち、(a)は、その概略平面図であり、また、
(b)及び(c)は、それぞれ(a)のX−X切断線お
よびY−Y切断線で切断して矢印方向からその要部を眺
めた概略断面図である。
FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a second modification of the present invention. That is, (a) is a schematic plan view thereof,
(B) and (c) are schematic sectional views cut along the XX cutting line and the YY cutting line of (a), respectively, and viewing the main part from the direction of the arrow.

【図5】本発明の第3の変形例を表す概念図である。す
なわち、(a)は、その概略平面図であり、また、
(b)及び(c)は、それぞれ(a)のX−X切断線お
よびY−Y切断線で切断して矢印方向からその要部を眺
めた概略断面図である。
FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a third modification of the present invention. That is, (a) is a schematic plan view thereof,
(B) and (c) are schematic sectional views cut along the XX cutting line and the YY cutting line of (a), respectively, and viewing the main part from the direction of the arrow.

【図6】従来のトランジスタの構成を表す概念図であ
る。すなわち、(a)は、その概略平面図であり、ま
た、(b)及び(c)は、それぞれ(a)のX−X切断
線およびY−Y切断線で切断して矢印方向からその要部
を眺めた概略断面図である。
FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a conventional transistor. That is, (a) is a schematic plan view, and (b) and (c) are cut along the XX cutting line and the YY cutting line of (a), respectively. It is the schematic sectional drawing which looked at the part.

【図7】改良された従来のトランジスタの構成を表す概
念図である。すなわち、(a)は、その概略平面図であ
り、また、(b)及び(c)は、それぞれ(a)のX−
X切断線およびY−Y切断線で切断して矢印方向からそ
の要部を眺めた概略断面図である。
FIG. 7 is a conceptual diagram showing a configuration of an improved conventional transistor. That is, (a) is a schematic plan view, and (b) and (c) respectively show X-
It is the schematic sectional drawing which cut | disconnected by the X cutting line and the YY cutting line, and looked at the principal part from the arrow direction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、12、13、14 トランジスタ 12 基板 13 n型埋め込み層 14 n型コレクタ層 16 p型ベース領域 18 エミッタ領域 19 n型取り出し領域 20 絶縁膜 22 p型領域 40 ベース電極配線 40A ベース電極配線引き出し部 45 エミッタ電極配線 47 コレクタ電極配線 50 ベース電極ボンディング・パッド 52 エミッタ電極ボンディング・パッド 54 コレクタ電極ボンディング・パッド 60、65、66、70 ワイア 82 コレクタ用リードフレーム 85 ベース用リードフレーム 90 エミッタ用リードフレーム 100、101 トランジスタ 102 基板 103 n型埋め込み層 104 n型コレクタ層 106 p型ベース領域 108 エミッタ領域 19 n型取り出し領域 110 絶縁膜 140 ベース電極配線 145 エミッタ電極配線 147 コレクタ電極配線 150 ベース電極ボンディング・パッド 152 エミッタ電極ボンディング・パッド 154 コレクタ電極ボンディング・パッド 160、165、166、170 ワイア 182 コレクタ用リードフレーム 185 ベース用リードフレーム 190 エミッタ用リードフレーム 11, 12, 13, 14 Transistor 12 Substrate 13 N-type buried layer 14 N-type collector layer 16 P-type base region 18 Emitter region 19 N-type extraction region 20 Insulating film 22 P-type region 40 Base electrode wiring 40A Base electrode wiring lead portion 45 Emitter electrode wiring 47 Collector electrode wiring 50 Base electrode bonding pad 52 Emitter electrode bonding pad 54 Collector electrode bonding pad 60, 65, 66, 70 Wire 82 Collector lead frame 85 Base lead frame 90 Emitter lead frame 100 , 101 transistor 102 substrate 103 n-type buried layer 104 n-type collector layer 106 p-type base region 108 emitter region 19 n-type extraction region 110 insulating film 140 base electrode wiring 14 5 Emitter electrode wiring 147 Collector electrode wiring 150 Base electrode bonding pad 152 Emitter electrode bonding pad 154 Collector electrode bonding pad 160, 165, 166, 170 Wire 182 Collector lead frame 185 Base lead frame 190 Emitter lead frame

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1導電型の半導体基板と、第2導電型の
半導体からなるコレクタ領域と、第1導電型の半導体か
らなるベース領域と、第2導電型の半導体からなるエミ
ッタ領域と、これらの上に形成された絶縁膜と、前記絶
縁膜に設けられた開口を介して前記ベース領域に接続さ
れたベース電極と、を有する半導体装置であって、前記
絶縁膜を挟んで前記ベース電極と対向している部分の半
導体領域の導電型が、前記ベース電極との間で生ずる寄
生容量を低減するように、第1導電型とされていること
を特徴とする、半導体装置。
A first conductivity type semiconductor substrate; a second conductivity type semiconductor; a collector region; a first conductivity type semiconductor; a base region; a second conductivity type semiconductor; A semiconductor device comprising: an insulating film formed thereon; and a base electrode connected to the base region through an opening provided in the insulating film, wherein the base electrode has the insulating film interposed therebetween. A semiconductor device in which a portion of the semiconductor region opposite to the first region has a first conductivity type so as to reduce a parasitic capacitance generated between the semiconductor region and the base electrode.
【請求項2】第1導電型の半導体基板と、前記半導体基
板上に形成された第2導電型の半導体からなるコレクタ
層と、前記コレクタ層の表面側の一部分を第1導電型と
することにより形成されたベース領域と、前記ベース領
域の表面側の一部分を第2導電型とすることにより形成
されたエミッタ領域と、前記コレクタ層と前記ベース層
および前記エミッタ層の表面を覆う絶縁膜と、前記絶縁
膜上に配置され、前記絶縁膜に設けられた開口を介して
前記ベース領域に接続されたベース配線層と、前記絶縁
膜上に配置され、前記絶縁膜に設けられた開口を介して
前記エミッタ領域に接続されたエミッタ配線層と、を備
えた半導体装置であって、 前記絶縁膜を挟んで前記ベース配線層と対向している半
導体部分のうちの、前記ベース領域と前記エミッタ領域
のいずれにも属しない半導体部分が前記絶縁膜との接触
面から前記半導体基板に至るまで実質的に第1導電型と
されていることにより、前記ベース電極との間で生ずる
寄生容量を低減するようにした、半導体装置。
2. A semiconductor substrate of a first conductivity type, a collector layer made of a semiconductor of a second conductivity type formed on the semiconductor substrate, and a part of the surface side of the collector layer being of the first conductivity type. A base region formed by the above, an emitter region formed by making a part of the surface side of the base region a second conductivity type, an insulating film covering surfaces of the collector layer, the base layer, and the emitter layer. A base wiring layer disposed on the insulating film and connected to the base region through an opening provided in the insulating film, and a base wiring layer disposed on the insulating film and passing through an opening provided in the insulating film. And an emitter wiring layer connected to the emitter region, wherein the base region and the emitter of a semiconductor portion facing the base wiring layer with the insulating film interposed therebetween. Since the semiconductor portion that does not belong to any of the heater regions is substantially of the first conductivity type from the contact surface with the insulating film to the semiconductor substrate, a parasitic capacitance generated between the semiconductor portion and the base electrode. A semiconductor device that reduces noise.
【請求項3】前記実質的に第1導電型とされている前記
半導体部分と、前記ベース領域との間には、これらが電
気的に短絡しないように、第2導電型の半導体部分が設
けられていることを特徴とする、請求項2記載の半導体
装置。
3. A semiconductor portion of a second conductivity type is provided between the semiconductor portion having the substantially first conductivity type and the base region so that they are not electrically short-circuited. 3. The semiconductor device according to claim 2, wherein:
【請求項4】前記絶縁膜を挟んで前記エミッタ配線層と
対向している半導体部分のうちの、前記ベース領域と前
記エミッタ領域のいずれにも属しない半導体部分が前記
絶縁膜との接触面から前記半導体基板に至るまで実質的
に第1導電型とされていることにより、前記エミッタ電
極との間で生ずる寄生容量を低減するようにしたことを
特徴とする、請求項2または3記載の半導体装置。
4. A semiconductor portion that does not belong to any of the base region and the emitter region, of a semiconductor portion facing the emitter wiring layer with the insulating film interposed therebetween, from a contact surface with the insulating film. 4. The semiconductor according to claim 2, wherein the semiconductor substrate is substantially of the first conductivity type to reduce a parasitic capacitance generated between the semiconductor substrate and the emitter electrode. apparatus.
【請求項5】前記絶縁膜上で、前記ベース配線層に抵抗
素子が接続され、前記絶縁膜を挟んで前記抵抗素子と対
向している半導体部分が前記絶縁膜との接触面から前記
半導体基板に至るまで実質的に第1導電型とされている
ことにより、前記抵抗素子との間で生ずる寄生容量を低
減するようにした、請求項2〜4のいずれか一つに記載
の半導体装置。
5. A semiconductor device, wherein a resistance element is connected to the base wiring layer on the insulating film, and a semiconductor portion facing the resistance element with the insulating film interposed therebetween is connected to the semiconductor substrate from a contact surface with the insulating film. 5. The semiconductor device according to claim 2, wherein the semiconductor device is substantially of the first conductivity type to reduce parasitic capacitance generated with the resistance element.
【請求項6】第1導電型の半導体基板と、前記半導体基
板上に形成された第2導電型の半導体からなるコレクタ
層と、前記コレクタ層の表面側の一部分を第1導電型と
することにより形成されたベース領域と、前記ベース領
域の表面側の一部分を第2導電型とすることにより形成
されたエミッタ領域と、前記コレクタ層と前記ベース層
および前記エミッタ層の表面を覆う絶縁膜と、前記絶縁
膜上に配置され、前記絶縁膜に設けられた開口を介して
前記ベース領域に接続されたベース配線層と、前記絶縁
膜上に配置され、前記絶縁膜に設けられた開口を介して
前記エミッタ領域に接続されたエミッタ配線層と、を備
えた半導体装置であって、 前記絶縁膜と接する半導体部分のうちで、前記ベース領
域および前記エミッタ領域のいずれにも属しない半導体
部分が、前記絶縁膜との接触面から前記半導体基板に至
るまで実質的に第1導電型とされていることにより、前
記ベース配線層および前記エミッタ配線層との間で生ず
る寄生容量を低減するようにした、半導体装置。
6. A semiconductor substrate of a first conductivity type, a collector layer made of a semiconductor of a second conductivity type formed on the semiconductor substrate, and a part of a surface side of the collector layer being a first conductivity type. A base region formed by the above, an emitter region formed by making a part of the surface side of the base region a second conductivity type, an insulating film covering surfaces of the collector layer, the base layer, and the emitter layer. A base wiring layer disposed on the insulating film and connected to the base region through an opening provided in the insulating film, and a base wiring layer disposed on the insulating film and passing through an opening provided in the insulating film. And an emitter wiring layer connected to the emitter region, wherein the semiconductor portion in contact with the insulating film does not belong to any of the base region and the emitter region. The semiconductor portion is substantially of the first conductivity type from the contact surface with the insulating film to the semiconductor substrate, thereby reducing parasitic capacitance generated between the base wiring layer and the emitter wiring layer. A semiconductor device designed to be reduced.
【請求項7】前記実質的に第1導電型とされている前記
半導体部分と、前記ベース領域との間には、これらが電
気的に短絡しないように、第2導電型の半導体部分が設
けられていることを特徴とする、請求項6記載の半導体
装置。
7. A semiconductor portion of a second conductivity type is provided between the semiconductor portion having the substantially first conductivity type and the base region so that they are not electrically short-circuited. The semiconductor device according to claim 6, wherein:
【請求項8】半導体基板上に形成されたプレーナ型のバ
イポーラ・トランジスタにおいて、絶縁膜を介してベー
ス配線層と対向する部分のコレクタ層を、ベース領域と
短絡しないように一定の間隔を置きつつ基板と同じ導電
型にすることにより、基板と同電位になるようにして、
前記ベース配線層の下に形成されるMIS容量を低減し
たことを特徴とする、半導体装置。
8. In a planar type bipolar transistor formed on a semiconductor substrate, a collector layer in a portion facing a base wiring layer via an insulating film is spaced apart from the base region by a predetermined distance so as not to be short-circuited. By making it the same conductivity type as the substrate, so that it has the same potential as the substrate,
A semiconductor device, wherein a MIS capacitance formed below the base wiring layer is reduced.
【請求項9】第1導電型の半導体基板上に第2導電型の
半導体からなるコレクタ層を形成する工程と、前記コレ
クタ層の表面側の一部分を第1導電型とすることにより
ベース領域を形成する工程と、前記ベース領域の表面側
の一部分を第2導電型とすることによりエミッタ領域を
形成する工程と、前記コレクタ層と前記ベース層および
前記エミッタ層の表面を絶縁膜で覆う工程と、前記絶縁
膜に設けた開口を介して前記ベース領域に接続したベー
ス配線層を前記絶縁膜上に形成する工程と、を備えた半
導体装置の製造方法であって、 前記絶縁膜を挟んで前記ベース配線層と対向している半
導体部分のうちで、前記ベース領域と前記エミッタ領域
のいずれにも属さず、かつ前記ベース領域に接触してい
ない半導体部分を、前記絶縁膜との接触面から前記半導
体基板に至るまで第1導電型とすることにより、この第
1導電型の半導体部分が前記ベース領域と短絡しないよ
うにしつつ、前記ベース配線層との間で生ずる寄生容量
を低減するようにしたことを特徴とする、半導体装置の
製造方法。
9. A step of forming a collector layer made of a semiconductor of a second conductivity type on a semiconductor substrate of a first conductivity type, and forming a base region by making a part of the surface side of the collector layer a first conductivity type. Forming, forming an emitter region by making a part of the surface side of the base region a second conductivity type, covering the surfaces of the collector layer, the base layer, and the emitter layer with an insulating film; Forming a base wiring layer connected to the base region through an opening provided in the insulating film on the insulating film, the method comprising the steps of: Of the semiconductor portion facing the base wiring layer, a semiconductor portion that does not belong to any of the base region and the emitter region and that is not in contact with the base region is a contact surface with the insulating film. From the first conductive type to the semiconductor substrate so that the semiconductor portion of the first conductive type is not short-circuited to the base region, and the parasitic capacitance generated between the semiconductor portion and the base wiring layer is reduced. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
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