JPH11204536A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

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JPH11204536A
JPH11204536A JP688798A JP688798A JPH11204536A JP H11204536 A JPH11204536 A JP H11204536A JP 688798 A JP688798 A JP 688798A JP 688798 A JP688798 A JP 688798A JP H11204536 A JPH11204536 A JP H11204536A
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JP
Japan
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layer
impurity concentration
substrate surface
semiconductor device
region
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Application number
JP688798A
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Japanese (ja)
Inventor
Kyozo Takeo
尾 恭 三 竹
Masakazu Kobayashi
林 政 和 小
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the characteristics, such as high withstand pressure and high-speed switching, low saturation voltage and the like by setting the impurity concentration in a base region as a double-layered structure, and forming the heavily doped layer in the vicinity of the surface of a substrate at the depth including the layer in the vicinity of the surface of the substrate in an emitter region. SOLUTION: On a semiconductor substrate, having the N<+> /N<-> structure wherein a lightly doped N<-> -layer 2 is formed on a heavily doped N<+> -layer 1, a P<-> -layer 3 having am impurity concentration of NsP<-> =1×10<17> -5×10<17> cm<-3> and the depth from the substrate surface of XiP<-> =55-60 μm, is formed. Furthermore, a P<+> -layer 4 having an impurity concentration of NsP<+> =1×10<19> -5×10<19> cm<-3> and the depth from the substrate surface of XjP<+> =20-25 μm is formed on the P<-> layer 3. In the emitter region in the P<+> -layer 4, an N<+> -layer 5 is formed with an impurity concentration corresponding to a current amplitude β and the depth from the substrate surface of XjN<-> =13-18 μm is formed. Furthermore, the mesa groove formed at the outside of base region is filled with a passivation material 6.

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及びその
製造方法に係り、特に、高耐圧及び高速スイッチング、
低飽和電圧という特性を有するバイポーラ・トランジス
タ及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a semiconductor device having a high breakdown voltage and high-speed switching.
The present invention relates to a bipolar transistor having a characteristic of low saturation voltage and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は、従来のバイポーラ・トランジス
タの断面構造図であり、ここではメサ型トランジスタの
構造を示している。
2. Description of the Related Art FIG. 6 is a cross-sectional structural view of a conventional bipolar transistor. Here, the structure of a mesa transistor is shown.

【0003】図6のバイポーラ・トランジスタは、以下
のような構造を有している。即ち、不純物濃度の高いN
+ 層1上に不純物濃度の低いN- 層2が形成されたN+
/N- 構造の半導体基板上に、不純物濃度NsP- =1
×1017〜5×1017cm-3、基板表面からの深さXj
- =55〜60μmのP- 層10が形成されている。
また、P- 層10上のエミッタ領域には、電流増幅率β
に応じた不純物濃度で、基板表面からの深さXjN-
13〜18μmのN+ 層5が形成され、ベース領域に
は、不純物濃度NsP+ =1×1019〜5×1019cm
-3、基板表面からの深さXjP+ =8〜10μmのP+
層11が形成されている。さらに、ベース領域外部側に
形成されたメサ溝にはパッシベーション材料6が充填さ
れている。以上のような半導体基板表面上の所定部分に
酸化絶縁膜7が形成され、酸化絶縁膜7のベース領域、
エミッタ領域に開設された開口部にベース電極8及びエ
ミッタ電極9が形成され、コレクタがN+ 層1下面側に
設けられてバイポーラ・トランジスタを構成している。
The bipolar transistor shown in FIG. 6 has the following structure. That is, N having a high impurity concentration
N + layer in which N layer 2 having a low impurity concentration is formed on + layer 1
The impurity concentration NsP = 1 on the semiconductor substrate having the / N structure.
× 10 17 -5 × 10 17 cm -3 , depth Xj from substrate surface
A P layer 10 with P = 55 to 60 μm is formed.
Also, P - the emitter region on the layer 10, the current amplification factor β
The impurity concentration in accordance with, the depth XjN from the substrate surface - =
An N + layer 5 of 13 to 18 μm is formed, and an impurity concentration NsP + = 1 × 10 19 to 5 × 10 19 cm is formed in the base region.
-3 , P + at a depth XjP + = 8 to 10 μm from the substrate surface
A layer 11 is formed. Further, a mesa groove formed outside the base region is filled with a passivation material 6. The oxide insulating film 7 is formed at a predetermined portion on the surface of the semiconductor substrate as described above.
A base electrode 8 and an emitter electrode 9 are formed in an opening formed in the emitter region, and a collector is provided on the lower surface side of the N + layer 1 to constitute a bipolar transistor.

【0004】従来のバイポーラ・トランジスタにおいて
は、ベース領域表面近傍の不純物濃度を高くするため
に、エミッタ領域のN+ 層5よりも浅いP+ 層11がベ
ース領域に形成されている。この構造は、表面電極との
接触抵抗を低減し、かつ、表面反転防止を目的として採
用されているものである。
In the conventional bipolar transistor, a P + layer 11 shallower than the N + layer 5 in the emitter region is formed in the base region in order to increase the impurity concentration near the surface of the base region. This structure is employed for the purpose of reducing the contact resistance with the surface electrode and preventing the surface from being inverted.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のバイポーラ・トランジスタにおいては、ベース
領域表面近傍に高不純物濃度層が形成されているので、
スイッチングの高速化が困難であるという問題点があ
る。バイポーラ・トランジスタの場合、スイッチングの
速さは、通常、ベース領域内の少数キャリアをいかに速
く流出させるかに左右されるので、ベース領域表面近傍
に高不純物濃度層が形成されていることにより、スイッ
チングの高速化が困難になる。
However, in the above-mentioned conventional bipolar transistor, a high impurity concentration layer is formed near the surface of the base region.
There is a problem that it is difficult to increase the switching speed. In the case of a bipolar transistor, the switching speed usually depends on how quickly the minority carriers in the base region flow out.Therefore, the high impurity concentration layer is formed near the base region surface, so that the switching speed is high. It becomes difficult to increase the speed.

【0006】一方、ベース領域の不純物濃度を低くする
と、ベース・エミッタ間及びコレクタ・ベース間のジャ
ンクション抵抗が大きくなり、コレクタ・エミッタ間の
飽和電圧が高くなるという問題が生ずる。
On the other hand, when the impurity concentration in the base region is reduced, the junction resistance between the base and the emitter and between the collector and the base is increased, and the saturation voltage between the collector and the emitter is increased.

【0007】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、高耐圧及び高速スイッチング、低飽和
電圧という特性を有する半導体装置及びその製造方法を
提供することである。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device having characteristics of high withstand voltage, high speed switching, and low saturation voltage, and a method of manufacturing the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
によれば、第1の導電型の第1の層と、第1の層上に形
成された第1の導電型の第2の層と、第2の層上に形成
され、第1の不純物濃度の不純物を含む第2の導電型の
第3の層と、第3の層上に形成され、第1の不純物濃度
より高い第2の不純物濃度の不純物を含む第2の導電型
の第4の層と、基板表面からの深さが第4の層より浅
く、第4の層内の基板表面近傍に形成された第1の導電
型の第5の層と、基板表面近傍に第4の層が形成された
領域、並びに、基板表面近傍に第5の層が形成された領
域に開口部が開設され、基板表面上に形成された絶縁膜
と、基板表面上の絶縁膜の開口部に形成された電極と、
を備えたことを特徴とし、この構成により、エミッタ・
ベース間接合部(ジャンクション部)においては、不純
物濃度の高い第4の層によりジャンクション抵抗が低減
され、かつ、エミッタ領域からベース領域へのキャリア
の注入が抑制されるので、コレクタ・エミッタ間の飽和
電圧が低減される一方、高耐圧化を図ることができ、ま
た、第4の層より深い部分の不純物濃度の低い第3の層
によりベース領域内の少数キャリアの移動が抑制される
ので、スイッチング特性の高速化を図ることができる。
According to the semiconductor device of the present invention, a first layer of the first conductivity type and a second layer of the first conductivity type formed on the first layer are provided. A third layer of a second conductivity type formed on the second layer and containing an impurity of the first impurity concentration; and a second layer formed on the third layer and having a higher impurity concentration than the first impurity concentration. A fourth layer of a second conductivity type containing an impurity having an impurity concentration of, and a first conductive layer formed near the substrate surface in the fourth layer, the depth from the substrate surface being smaller than the fourth layer. An opening is formed in the fifth layer of the mold, in a region where the fourth layer is formed near the substrate surface, and in a region where the fifth layer is formed near the substrate surface, and formed on the substrate surface. Insulating film, and an electrode formed in the opening of the insulating film on the substrate surface,
With this configuration, the emitter
At the base-to-base junction (junction), the fourth layer having a high impurity concentration reduces the junction resistance and suppresses the injection of carriers from the emitter region into the base region. Since the voltage can be reduced, the withstand voltage can be increased, and the movement of minority carriers in the base region can be suppressed by the third layer having a lower impurity concentration in a portion deeper than the fourth layer. High-speed characteristics can be achieved.

【0009】本発明に係る半導体装置の製造方法によれ
ば、第1の導電型の第1の層上に、第1の導電型の第2
の層を形成する第1の工程と、第2の層上に、第1の不
純物濃度の不純物を含む第2の導電型の第3の層を形成
する第2の工程と、第3の層上に、第1の不純物濃度よ
り高い第2の不純物濃度の不純物を含む第2の導電型の
第4の層を形成する第3の工程と、第4の層上に絶縁膜
を形成する第4の工程と、絶縁層の一部に開口部を開設
し、不純物の注入及び拡散を行うことにより、第4の層
内の基板表面近傍に、基板表面からの深さが第4の層よ
り浅い第1の導電型の第5の層を形成する第5の工程
と、基板表面近傍に第4の層が形成された領域の絶縁膜
に開口部を開設する第6の工程と、基板表面近傍に第4
の層が形成された領域及び基板表面近傍に第5の層が形
成された領域の開口部に、電極を形成する第7の工程
と、を備えたことを特徴とし、この構成により製造され
る半導体装置は、エミッタ・ベース間接合部(ジャンク
ション部)においては、不純物濃度の高い第4の層によ
りジャンクション抵抗が低減され、かつ、エミッタ領域
からベース領域へのキャリアの注入が抑制されるので、
コレクタ・エミッタ間の飽和電圧が低減される一方、高
耐圧化を図ることができ、また、第4の層より深い部分
の不純物濃度の低い第3の層によりベース領域内の少数
キャリアの移動が抑制されるので、スイッチング特性の
高速化を図ることができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the second layer of the first conductivity type is formed on the first layer of the first conductivity type.
A second step of forming a third layer of a second conductivity type containing an impurity having a first impurity concentration on the second layer, and a third layer A third step of forming a fourth layer of the second conductivity type containing an impurity having a second impurity concentration higher than the first impurity concentration, and a third step of forming an insulating film on the fourth layer. Step 4 and opening an opening in a part of the insulating layer, and injecting and diffusing impurities, so that the depth from the substrate surface is higher than the fourth layer near the substrate surface in the fourth layer. A fifth step of forming a shallow first conductivity type fifth layer, a sixth step of forming an opening in the insulating film in a region where the fourth layer is formed near the substrate surface, and a substrate surface 4th nearby
And a seventh step of forming an electrode in the opening of the region where the fifth layer is formed and the region where the fifth layer is formed in the vicinity of the surface of the substrate. In the semiconductor device, at the emitter-base junction (junction), the fourth layer having a high impurity concentration reduces the junction resistance and suppresses the injection of carriers from the emitter region into the base region.
While the saturation voltage between the collector and the emitter is reduced, the breakdown voltage can be increased, and the movement of minority carriers in the base region can be prevented by the third layer having a lower impurity concentration in a portion deeper than the fourth layer. Since the switching is suppressed, the switching characteristics can be speeded up.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半導体装置及
びその製造方法の実施の形態について、図面を参照しな
がら説明する。
Embodiments of a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0011】図1は、本発明に係る半導体装置の断面構
造図であり、具体的には、本発明に係るバイポーラ・ト
ランジスタの断面構造図であり、ここではメサ型の場合
の構造を示している。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to the present invention, and more specifically, a cross-sectional view of a bipolar transistor according to the present invention. I have.

【0012】本発明に係るバイポーラ・トランジスタ
は、以下のような構造を有している。即ち、不純物濃度
の高いN+ 層1上に不純物濃度の低いN- 層2が形成さ
れたN+ /N- 構造の半導体基板上に、不純物濃度Ns
- =1×1017〜5×1017cm-3、基板表面からの
深さXjP- =55〜60μmのP- 層3が形成されて
いる。また、P- 層3上には不純物濃度NsP+ =1×
1019〜5×1019cm-3、基板表面からの深さXjP
+ =20〜25μmのP+ 層4が形成され、P+層4中
のエミッタ領域には、電流増幅率βに応じた不純物濃度
で、基板表面からの深さXjN- =13〜18μmのN
+ 層5が形成されている。さらに、ベース領域外部側に
形成されたメサ溝にはパッシベーション材料6が充填さ
れている。以上のような半導体基板表面上の所定部分に
酸化絶縁膜7が形成され、酸化絶縁膜7のベース領域、
エミッタ領域に開設された開口部にベース電極8及びエ
ミッタ電極9が形成され、コレクタがN+ 層1下面側に
設けられてバイポーラ・トランジスタを構成している。
The bipolar transistor according to the present invention has the following structure. That is, a low impurity concentration on the high N + layer 1 impurity concentration N - layer 2 is formed N + / N - on a semiconductor substrate of a structure, the impurity concentration Ns
A P layer 3 having a P = 1 × 10 17 to 5 × 10 17 cm −3 and a depth XjP from the substrate surface of 55 to 60 μm is formed. On the P layer 3, the impurity concentration NsP + = 1 ×
10 19 -5 × 10 19 cm -3 , depth XjP from substrate surface
+ = 20 to 25 m is a P + layer 4 is formed, P + to the emitter region of the layer 4, an impurity concentration corresponding to the current amplification factor beta, depth XjN from the substrate surface - = 13~18μm of N
+ Layer 5 is formed. Further, a mesa groove formed outside the base region is filled with a passivation material 6. The oxide insulating film 7 is formed at a predetermined portion on the surface of the semiconductor substrate as described above.
A base electrode 8 and an emitter electrode 9 are formed in an opening formed in the emitter region, and a collector is provided on the lower surface side of the N + layer 1 to constitute a bipolar transistor.

【0013】図2は、本発明に係る半導体装置の製造方
法の各工程における断面構造図である。本発明に係る半
導体装置は、本発明に係る半導体装置の製造方法によ
り、以下のように作製される。
FIG. 2 is a sectional structural view in each step of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention. The semiconductor device according to the present invention is manufactured as follows by the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【0014】図2(a)に示されるような不純物濃度の
高いN+ 層1上に不純物濃度の低いN- 層2が形成され
たN+ /N- 構造の半導体基板を用意し、図2(b)に
示されるように、N- 層2にイオン注入及びその拡散を
行って、不純物濃度NsP-=1×1017〜5×1017
cm-3、基板表面からの深さXjP- =45μm程度の
- 層3を形成する。
A semiconductor substrate having an N + / N structure in which an N layer 2 having a low impurity concentration is formed on an N + layer 1 having a high impurity concentration as shown in FIG. As shown in (b), ion implantation and diffusion into the N layer 2 are performed to obtain an impurity concentration NsP = 1 × 10 17 to 5 × 10 17.
A P layer 3 having a size of cm −3 and a depth XjP = 45 μm from the substrate surface is formed.

【0015】次に、図2(c)に示されるように、P-
層3にイオン注入を行い、不純物濃度NsP+ =1×1
19〜5×1019cm-3のP+ 層4を形成し、さらに、
図2(d)に示されるように、基板表面上、即ち、P+
層4上に酸化絶縁膜7を形成する。この時点で、P+
4の基板表面からの深さXjP+ =20〜25μm、P
- 層3の基板表面からの深さXjP- =55〜60μm
となっており、ベース領域が形成されたことになる。
[0015] Next, as shown in FIG. 2 (c), P -
The layer 3 is ion-implanted, and the impurity concentration NsP + = 1 × 1
A P + layer 4 of 0 19 to 5 × 10 19 cm −3 is formed.
As shown in FIG. 2D, on the substrate surface, that is, P +
An oxide insulating film 7 is formed on the layer 4. At this time, the depth XjP + of the P + layer 4 from the substrate surface is 20 to 25 μm,
- from the substrate surface of the layer 3 deep XjP - = 55~60μm
Thus, the base region is formed.

【0016】酸化絶縁膜7を形成後、レジストの形成、
所定パターンの露光、現像を行い、図2(e)に示され
るように、エミッタ領域となる部分の酸化絶縁膜7をエ
ッチングにより除去し、イオン注入を行うことにより、
基板表面からの深さXjN-=13〜18μmのN+
5を形成する。即ち、ベース領域のP+ 層4がN+ 層5
よりも、5〜10μm程度深くなるようにする。また、
+ 層5の不純物濃度は、電流増幅率βが必要とされる
所定の値となるように適当に調整する。尚、不要となっ
たレジストは除去する。
After forming the oxide insulating film 7, a resist is formed,
Exposure and development of a predetermined pattern are performed, and as shown in FIG. 2E, a portion of the oxide insulating film 7 serving as an emitter region is removed by etching, and ion implantation is performed.
An N + layer 5 having a depth XjN = 13 to 18 μm from the substrate surface is formed. That, P + layer 4 of the base region is N + layer 5
Than about 5 to 10 μm. Also,
The impurity concentration of N + layer 5 is appropriately adjusted so that current amplification factor β has a required value. The unnecessary resist is removed.

【0017】最後に、図2(f)に示されるように、ベ
ース領域外部側にメサ溝を形成し、そのメサ溝にパッシ
ベーション材料6を充填する。また、レジストの形成、
所定パターンの露光、現像を行い、所定部分の酸化絶縁
膜7をエッチングにより除去した後、ベース電極8及び
エミッタ電極9を形成すると、図1に示した本発明に係
る半導体装置が完成する。
Finally, as shown in FIG. 2F, a mesa groove is formed outside the base region, and the mesa groove is filled with a passivation material 6. Also, formation of resist,
After exposing and developing a predetermined pattern and removing a predetermined portion of the oxide insulating film 7 by etching, a base electrode 8 and an emitter electrode 9 are formed. Thus, the semiconductor device according to the present invention shown in FIG. 1 is completed.

【0018】以上説明したように、本発明に係る半導体
装置のベース領域の不純物濃度は2層構造となってお
り、かつ、基板表面近傍の不純物濃度の高いP+ 層4
は、エミッタ領域のN+ 層5よりも5〜10μm程度深
く形成されている点に特徴がある。このような構造を採
用することにより、エミッタ・ベース間接合部(ジャン
クション部)においては、不純物濃度の高いP+ 層4に
よりジャンクション抵抗が低減され、かつ、エミッタ領
域からベース領域へのキャリアの注入が抑制される。従
って、コレクタ・エミッタ間の飽和電圧が低減される一
方、高耐圧化を図ることができる。また、P+ 層4より
深い部分の不純物濃度の低いP- 層3によりベース領域
内の少数キャリアの移動が抑制されるので、スイッチン
グ特性の高速化を図ることができる。
As described above, the impurity concentration of the base region of the semiconductor device according to the present invention has a two-layer structure, and the P + layer 4 having a high impurity concentration near the substrate surface.
Is characterized in that it is formed about 5 to 10 μm deeper than the N + layer 5 in the emitter region. By employing such a structure, in the emitter-base junction (junction), the junction resistance is reduced by the P + layer 4 having a high impurity concentration, and carriers are injected from the emitter region into the base region. Is suppressed. Accordingly, while the saturation voltage between the collector and the emitter is reduced, the withstand voltage can be increased. In addition, since the movement of minority carriers in the base region is suppressed by the P layer 3 having a lower impurity concentration in the portion deeper than the P + layer 4, the switching characteristics can be speeded up.

【0019】図3は、本発明に係る半導体装置及び従来
の半導体装置のスイッチング特性を示す第1のグラフで
ある。具体的には、スイッチングオフのときのコレクタ
電流の消滅時間であるフォールタイムtf とベース電流
の変化率dIB /dtとの関係を示したグラフである。
尚、ベース電流のオン・オフのサイクル周波数fH は6
4MHzとされている。
FIG. 3 is a first graph showing switching characteristics of the semiconductor device according to the present invention and the conventional semiconductor device. Specifically, it is a graph showing the relationship between the fall time tf, which is the disappearance time of the collector current at the time of switching off, and the rate of change dIB / dt of the base current.
The cycle frequency fH of turning on and off the base current is 6
4 MHz.

【0020】ある規格において使用可能なフォールタイ
ムtf の範囲を例えば0.3μsec以下とすると、本発
明に係る半導体装置のフォールタイムtf が0.3μse
c 以下の範囲は、従来の半導体装置に比較して拡大され
ており、スイッチング速度が高速化されていることが分
かる。
If the range of the fall time tf that can be used in a certain standard is, for example, 0.3 μsec or less, the fall time tf of the semiconductor device according to the present invention is 0.3 μse
c The following range is expanded as compared with the conventional semiconductor device, and it can be seen that the switching speed is increased.

【0021】図4は、本発明に係る半導体装置及び従来
の半導体装置のスイッチング特性を示す第2のグラフで
ある。具体的には、ベース電流をオフにしてからコレク
タ電流が消滅し始めるまでの時間であるストレージタイ
ムtstg とベース電流の変化率dIB /dtとの関係を
示したグラフである。尚、ベース電流のオン・オフのサ
イクル周波数fH は64MHzとされている。
FIG. 4 is a second graph showing switching characteristics of the semiconductor device according to the present invention and the conventional semiconductor device. Specifically, it is a graph showing the relationship between the storage time tstg, which is the time from when the base current is turned off to when the collector current starts to disappear, and the rate of change dIB / dt of the base current. The ON / OFF cycle frequency fH of the base current is set to 64 MHz.

【0022】図4のグラフに示されている全範囲にわた
って、本発明に係る半導体装置のストレージタイムtst
g は、従来の半導体装置に比較して1〜2μs短縮され
ており、スイッチング速度が高速化されていることが分
かる。
The storage time tst of the semiconductor device according to the present invention over the entire range shown in the graph of FIG.
g is 1 to 2 μs shorter than that of the conventional semiconductor device, and it can be seen that the switching speed is increased.

【0023】図5は、本発明に係る半導体装置及び従来
の半導体装置のコレクタ・エミッタ間飽和電圧VCE(sa
t) とコレクタ電流IC との関係を示すグラフである。
尚、トランジスタの電流増幅率βは一定値5とされてい
る。
FIG. 5 shows the collector-emitter saturation voltage VCE (sa) of the semiconductor device according to the present invention and the conventional semiconductor device.
5 is a graph showing the relationship between t) and the collector current IC.
The current amplification factor β of the transistor is set to a constant value 5.

【0024】本発明に係る半導体装置と従来の半導体装
置のVCE(sat) −IC 特性を比較すると、コレクタ・エ
ミッタ間飽和電圧VCE(sat) は全範囲にわたって5〜1
0%低減されていることが分かる。
A comparison of the VCE (sat) -IC characteristics between the semiconductor device according to the present invention and the conventional semiconductor device shows that the collector-emitter saturation voltage VCE (sat) is 5 to 1 over the entire range.
It can be seen that it has been reduced by 0%.

【0025】尚、本発明に係る半導体装置及びその製造
方法は、上記実施の形態における各部の導電型をそれぞ
れ逆の導電型として実施することもできる。
It should be noted that the semiconductor device and the method of manufacturing the same according to the present invention can be carried out with the conductivity types of the respective parts in the above-described embodiment being opposite to each other.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明に係る半導体装置及びその製造方
法によれば、ベース領域の不純物濃度は2層構造とされ
ており、かつ、基板表面近傍の不純物濃度の高い層は、
エミッタ領域の基板表面近傍の層を包含する深さに形成
されたものとするので、エミッタ・ベース間接合部(ジ
ャンクション部)においては、不純物濃度の高い層によ
りジャンクション抵抗が低減され、かつ、エミッタ領域
からベース領域へのキャリアの注入が抑制されることに
より、コレクタ・エミッタ間の飽和電圧が低減される一
方、高耐圧化を図ることができ、また、不純物濃度の高
い層より深い部分の不純物濃度の低い層によりベース領
域内の少数キャリアの移動が抑制されることにより、ス
イッチング特性の高速化を図ることができる。
According to the semiconductor device and the method of manufacturing the same according to the present invention, the impurity concentration of the base region has a two-layer structure, and the layer having a high impurity concentration near the substrate surface is:
Since the emitter region is formed at a depth including the layer near the substrate surface, the junction resistance between the emitter and the base is reduced by the layer having a high impurity concentration at the junction between the emitter and the base. By suppressing the injection of carriers from the region to the base region, the saturation voltage between the collector and the emitter can be reduced, the breakdown voltage can be increased, and the impurity in a portion deeper than a layer having a higher impurity concentration can be obtained. Since the movement of minority carriers in the base region is suppressed by the low-concentration layer, the switching characteristics can be speeded up.

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

【図1】本発明に係る半導体装置の断面構造図。FIG. 1 is a sectional structural view of a semiconductor device according to the present invention.

【図2】本発明に係る半導体装置の製造方法の各工程に
おける断面構造図。
FIG. 2 is a sectional structural view in each step of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図3】本発明に係る半導体装置及び従来の半導体装置
のスイッチング特性を示す第1のグラフ。
FIG. 3 is a first graph showing switching characteristics of a semiconductor device according to the present invention and a conventional semiconductor device.

【図4】本発明に係る半導体装置及び従来の半導体装置
のスイッチング特性を示す第2のグラフ。
FIG. 4 is a second graph showing switching characteristics of the semiconductor device according to the present invention and a conventional semiconductor device.

【図5】本発明に係る半導体装置及び従来の半導体装置
のコレクタ・エミッタ間飽和電圧VCE(sat) とコレクタ
電流IC との関係を示すグラフ。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the collector-emitter saturation voltage VCE (sat) and the collector current IC of the semiconductor device according to the present invention and the conventional semiconductor device.

【図6】従来のバイポーラ・トランジスタの断面構造
図。
FIG. 6 is a sectional structural view of a conventional bipolar transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 N+ 層 2 N- 層 3 P- 層 4 P+ 層 5 N+ 層 6 パッシベーション材料 7 酸化絶縁膜 8 ベース電極 9 エミッタ電極 10 P- 層 11 P+ 1 N + layer 2 N - layer 3 P - layer 4 P + layer 5 N + layer 6 passivation material 7 oxide insulating film 8 base electrode 9 emitter electrode 10 P - layer 11 P + layer

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1の導電型の第1の層と、 前記第1の層上に形成された前記第1の導電型の第2の
層と、 前記第2の層上に形成され、第1の不純物濃度の不純物
を含む第2の導電型の第3の層と、 前記第3の層上に形成され、前記第1の不純物濃度より
高い第2の不純物濃度の不純物を含む前記第2の導電型
の第4の層と、 基板表面からの深さが前記第4の層より浅く、前記第4
の層内の前記基板表面近傍に形成された前記第1の導電
型の第5の層と、 前記基板表面近傍に前記第4の層が形成された領域、並
びに、前記基板表面近傍に前記第5の層が形成された領
域に開口部が開設され、前記基板表面上に形成された絶
縁膜と、 前記基板表面上の前記絶縁膜の前記開口部に形成された
電極と、を備えたことを特徴とする半導体装置。
A first layer of a first conductivity type; a second layer of the first conductivity type formed on the first layer; and a second layer of the first conductivity type; A third layer of a second conductivity type including an impurity having a first impurity concentration; and a third layer formed on the third layer and including an impurity having a second impurity concentration higher than the first impurity concentration. A fourth layer of a second conductivity type, wherein a depth from a substrate surface is smaller than the fourth layer;
A fifth layer of the first conductivity type formed in the vicinity of the substrate surface in a layer of the first type, a region in which the fourth layer is formed in the vicinity of the substrate surface, and the fifth layer in the vicinity of the substrate surface. An opening is opened in a region where the layer of No. 5 is formed, and an insulating film formed on the substrate surface, and an electrode formed in the opening of the insulating film on the substrate surface are provided. A semiconductor device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】第1の導電型の第1の層上に、前記第1の
導電型の第2の層を形成する第1の工程と、 前記第2の層上に、第1の不純物濃度の不純物を含む第
2の導電型の第3の層を形成する第2の工程と、 前記第3の層上に、前記第1の不純物濃度より高い第2
の不純物濃度の不純物を含む前記第2の導電型の第4の
層を形成する第3の工程と、 前記第4の層上に絶縁膜を形成する第4の工程と、 前記絶縁層の一部に開口部を開設し、不純物の注入及び
拡散を行うことにより、前記第4の層内の基板表面近傍
に、前記基板表面からの深さが前記第4の層より浅い前
記第1の導電型の第5の層を形成する第5の工程と、 前記基板表面近傍に前記第4の層が形成された領域の前
記絶縁膜に開口部を開設する第6の工程と、 前記基板表面近傍に前記第4の層が形成された領域及び
前記基板表面近傍に前記第5の層が形成された領域の前
記開口部に、電極を形成する第7の工程と、を備えたこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. A first step of forming a second layer of the first conductivity type on a first layer of a first conductivity type; and a first impurity on the second layer. A second step of forming a third layer of a second conductivity type containing an impurity of a concentration, and forming a second layer having a higher impurity concentration than the first impurity on the third layer.
A third step of forming a fourth layer of the second conductivity type containing an impurity having an impurity concentration of, a fourth step of forming an insulating film on the fourth layer, An opening is formed in the portion, and an impurity is implanted and diffused, so that the first conductive layer, which is shallower than the fourth layer, is formed near the substrate surface in the fourth layer. A fifth step of forming a fifth layer of a mold, a sixth step of opening an opening in the insulating film in a region where the fourth layer is formed near the substrate surface, and a vicinity of the substrate surface A step of forming an electrode in the opening in the region where the fourth layer is formed and the region where the fifth layer is formed near the surface of the substrate. Semiconductor device manufacturing method.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002353230A (en) * 2001-05-25 2002-12-06 Sanyo Electric Co Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
JP2007227775A (en) * 2006-02-24 2007-09-06 Sanyo Electric Co Ltd Semiconductor device and its manufacturing method

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