JPH11288945A - Dielectric isolation semiconductor device - Google Patents
Dielectric isolation semiconductor deviceInfo
- Publication number
- JPH11288945A JPH11288945A JP9141398A JP9141398A JPH11288945A JP H11288945 A JPH11288945 A JP H11288945A JP 9141398 A JP9141398 A JP 9141398A JP 9141398 A JP9141398 A JP 9141398A JP H11288945 A JPH11288945 A JP H11288945A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- collector
- semiconductor device
- base
- dielectric isolation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Bipolar Transistors (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体分離型半導
体装置に係り、特に素子間絶縁に誘電体分離方式を用い
る半導体集積回路におけるバイポーラトランジスタの構
造に関する。The present invention relates to a dielectric isolation type semiconductor device, and more particularly to a structure of a bipolar transistor in a semiconductor integrated circuit using a dielectric isolation method for element isolation.
【0002】[0002]
【従来の技術】図8は、誘電体分離方式としてSOI
(Silicon on Insulator)基板とトレンチ加工を用いた
従来のNPNトランジスタの平面パターンの一例を示し
ている。図9(a)、(b)は、図8中のA−A線に沿
う断面構造の一例を示している。2. Description of the Related Art FIG. 8 shows SOI as a dielectric isolation method.
(Silicon on Insulator) An example of a planar pattern of a conventional NPN transistor using a substrate and trench processing is shown. 9A and 9B show an example of a cross-sectional structure along the line AA in FIG.
【0003】図8および図9(a)、(b)に示すNP
Nトランジスタにおいて、51は絶縁基板上に形成され
た半導体層にそれぞれ島状に区分されて複数形成された
不純物濃度が比較的低いN- 型半導体領域からなるコレ
クタ領域、52は上記コレクタ領域の周囲を囲むように
前記半導体層に形成された素子分離用のトレンチ(溝)
の内部に埋め込まれた絶縁体(あるいは多結晶シリコン
など)、53は前記コレクタ領域の表層部の一部に形成
されたP型拡散領域からなるベース領域、54は上記ベ
ース領域の表層部の一部に形成されたN型拡散領域から
なるエミッタ領域、55は前記コレクタ領域の表層部の
一部に形成されたN型拡散領域からなるコレクタ取り出
し領域、56は前記エミッタ領域に対するエミッタ配線
コンタクト領域、57は前記ベース領域に対するベース
配線コンタクト領域、58は前記コレクタ取り出し領域
に対するコレクタ配線コンタクト領域である。The NP shown in FIGS. 8 and 9 (a) and (b)
In the N-transistor, reference numeral 51 denotes a collector region composed of an N @-type semiconductor region having a relatively low impurity concentration, which is divided into a plurality of islands in a semiconductor layer formed on an insulating substrate, and 52 denotes a periphery of the collector region. Trenches (grooves) formed in the semiconductor layer so as to surround the trenches
An insulator (or polycrystalline silicon, etc.) buried therein, 53 is a base region composed of a P-type diffusion region formed in a part of the surface layer of the collector region, and 54 is one surface layer of the base region. An emitter region formed of an N-type diffusion region formed in the collector region; 55, a collector extraction region formed of an N-type diffusion region formed in a part of the surface layer of the collector region; 56, an emitter wiring contact region for the emitter region; 57 is a base wiring contact area for the base area, and 58 is a collector wiring contact area for the collector take-out area.
【0004】図9(a)に示す断面図中には、NPNト
ランジスタが飽和領域のオン状態にある時にコレクタ領
域51へ電子e- が注入する様子を示している。この場
合、NPNトランジスタの飽和領域では、ベース・コレ
クタ間のPN接合が順方向にバイアスされているので、
ベース領域53からコレクタ領域51へホールh+ も注
入され、コレクタ領域51内には過剰な電子とホールが
存在する状態になっている。FIG. 9A shows a state where electrons e- are injected into the collector region 51 when the NPN transistor is in the ON state of the saturation region. In this case, in the saturation region of the NPN transistor, the PN junction between the base and the collector is biased in the forward direction.
Holes h + are also injected from base region 53 to collector region 51, and excess electrons and holes are present in collector region 51.
【0005】図9(b)に示す断面図中には、NPNト
ランジスタがスイッチングオフする時のコレクタ領域か
らキャリアが引き出される様子を示している。この場
合、前記飽和領域での動作時にコレクタ領域51内に蓄
積されている電子e- は高電位側のコレクタ取り出し領
域55へ引き出され、ホールh+ は低電位側のベース領
域53へ引き出され、コレクタ領域51内にキャリアが
なくなってベース領域53からコレクタ領域51に向か
って空乏化することでオフ状態となる。ここで、59は
空乏層を表わしている。FIG. 9B shows a state in which carriers are extracted from the collector region when the NPN transistor switches off. In this case, the electrons e− accumulated in the collector region 51 during the operation in the saturated region are extracted to the collector extraction region 55 on the high potential side, and the holes h + are extracted to the base region 53 on the low potential side. The carrier region is depleted from the base region 53 toward the collector region 51 due to the absence of carriers in the collector region 51, so that the collector region 51 is turned off. Here, 59 represents a depletion layer.
【0006】図10は、図8のバイポーラトランジスタ
のスイッチング動作時の典型的な波形を示している。ス
イッチング動作は、ベース電流IB がオンしてから完全
にコレクタ電流Icが安定するまでの時間tr、ベース
電流がオフしてから前記コレクタ電流Ic が切れ始める
までの時間tstg 、上記コレクタ電流Ic が切れ始めて
から切れ終わるまでの時間tfに分けられる。FIG. 10 shows typical waveforms during the switching operation of the bipolar transistor of FIG. The switching operation includes a time tr from when the base current IB is turned on until the collector current Ic is completely stabilized, a time tstg from when the base current is turned off to when the collector current Ic starts to be cut off, and when the collector current Ic is turned off. It is divided into a time tf from the start to the end of the cut.
【0007】この場合、前記スイッチングオフする時に
コレクタ領域51からのキャリアの掃き出しが完了する
までの時間が上記時間tstg に現われるものであり、こ
の掃き出しが完了するまでの時間tstg を短くできな
い。In this case, the time until the sweeping of the carrier from the collector region 51 is completed at the time of the switching-off appears at the time tstg, and the time tstg until the sweeping is completed cannot be shortened.
【0008】この理由は、誘電体分離方式を用いる半導
体集積回路におけるバイポーラトランジスタでは、飽和
領域がオン状態にある時にコレクタ領域51内に空乏層
がなく、キャリア蓄積領域が広いからである。The reason is that, in a bipolar transistor in a semiconductor integrated circuit using the dielectric isolation method, when the saturation region is in the ON state, there is no depletion layer in the collector region 51 and the carrier accumulation region is wide.
【0009】これに対して、素子間絶縁に接合分離方式
を用いる従来の半導体集積回路におけるバイポーラトラ
ンジスタは、図11に示すような平面パターンと、図1
2(a)、(b)に示すような断面構造を持ち、トラン
ジスタの周辺の素子分離用P型拡散領域82から空乏層
89が広がり、コレクタ領域81の実効的な体積が減少
しており、飽和領域がオン状態にある時にキャリアが蓄
積する領域が狭くなっているので、スイッチングオフす
る時にコレクタ領域81からのキャリアの掃き出しが完
了するまでの時間tstg が短い。On the other hand, a bipolar transistor in a conventional semiconductor integrated circuit using a junction isolation system for element isolation has a planar pattern as shown in FIG.
2 (a) and 2 (b), the depletion layer 89 extends from the element isolation P-type diffusion region 82 around the transistor, and the effective volume of the collector region 81 decreases. Since the region in which carriers accumulate when the saturation region is in the on state is narrow, the time tstg required to complete the sweeping out of carriers from the collector region 81 when switching off is short.
【0010】なお、図11および図12(a)、(b)
に示す素子間絶縁に接合分離方式を用いたNPNトラン
ジスタにおいて、80はP型半導体基板、81は基板表
層部に島状に区分された不純物濃度が比較的低いN- 型
半導体領域からなるコレクタ領域、90は上記コレクタ
領域81の底面部に埋め込み形成された不純物濃度が比
較的高いN+ 型半導体領域からなる埋め込み層、82は
前記コレクタ領域81の周囲を囲むように基板表層部に
形成されたP型半導体領域からなる素子分離領域、83
はベース領域、84はエミッタ領域、85はコレクタ取
り出し領域、86はエミッタ配線コンタクト領域、87
はベース配線コンタクト領域、88はコレクタ配線コン
タクト領域である。そして、空乏層89は、素子分離用
P型拡散領域82の近傍で大きく広がっている。FIG. 11 and FIGS. 12 (a) and 12 (b)
In the NPN transistor using the junction isolation method for inter-element insulation, a collector region 80 is a P-type semiconductor substrate, and a collector region 81 is an N- type semiconductor region having a relatively low impurity concentration and divided into islands in the surface layer of the substrate. Reference numeral 90 denotes a buried layer made of an N + type semiconductor region having a relatively high impurity concentration buried in the bottom of the collector region 81, and 82 is formed in a surface layer of the substrate so as to surround the periphery of the collector region 81. An element isolation region composed of a P-type semiconductor region, 83
Is a base region, 84 is an emitter region, 85 is a collector extraction region, 86 is an emitter wiring contact region, 87
Is a base wiring contact area, and 88 is a collector wiring contact area. Then, the depletion layer 89 is greatly expanded in the vicinity of the element isolation P-type diffusion region 82.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
誘電体分離型半導体装置におけるバイポーラトランジス
タは、コレクタ領域内のキャリア蓄積領域が広く、スイ
ッチングオフ時のキャリアの掃き出しが完了するまでの
時間tstg を短くできないという問題があった。As described above, the bipolar transistor in the conventional dielectric isolation type semiconductor device has a wide carrier accumulation region in the collector region and a time tsg until the carrier is completely swept out at the time of switching off. There was a problem that can not be shortened.
【0012】本発明は上記の問題点を解決すべくなされ
たもので、バイポーラトランジスタのコレクタ領域内の
キャリア蓄積領域が狭くなり、バイポーラトランジスタ
がスイッチングオフする時のキャリアの掃き出しが完了
するまでの時間tstg を短くすることが可能となる誘電
体分離型半導体装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problem, and the time required for the carrier accumulation region in the collector region of the bipolar transistor to become narrower and the carrier to be completely swept when the bipolar transistor is switched off is completed. An object of the present invention is to provide a dielectric isolation type semiconductor device capable of shortening tstg.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明の誘電体分離型半
導体装置は、半導体層にそれぞれ島状に区分されて複数
形成された第1導電型の半導体領域からなるコレクタ領
域と、前記コレクタ領域の周囲を囲むように前記半導体
層に形成された素子分離用のトレンチと、前記トレンチ
の内部に埋め込まれた絶縁体と、前記コレクタ領域の表
層部の一部に形成された前記第1導電型とは逆導電型で
ある第2導電型の拡散領域からなるベース領域と、前記
ベース領域の表層部の一部に形成された前記第1導電型
の拡散領域からなるエミッタ領域と、前記コレクタ領域
の表層部の一部に形成された前記第1導電型の拡散領域
からなるコレクタ取り出し領域と、前記コレクタ取り出
し領域の周囲の少なくとも一部を囲むように形成され、
前記ベース領域と等しい電位が与えられる前記第2導電
型の拡散領域とを具備することを特徴とする。According to the present invention, there is provided a dielectric isolation type semiconductor device, comprising: a collector region comprising a plurality of semiconductor regions of a first conductivity type, each of which is divided into islands in a semiconductor layer; A trench for element isolation formed in the semiconductor layer so as to surround the periphery of the semiconductor layer, an insulator buried in the trench, and the first conductivity type formed in a part of a surface layer of the collector region. A base region formed of a diffusion region of a second conductivity type having a reverse conductivity type, an emitter region formed of a diffusion region of the first conductivity type formed in a part of a surface layer of the base region, and the collector region A collector extraction region formed of a diffusion region of the first conductivity type formed in a part of the surface layer portion of the first region, and formed so as to surround at least a part of a periphery of the collector extraction region;
And a diffusion region of the second conductivity type to which the same potential as the base region is applied.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明の誘電体分
離型半導体装置の第1の実施の形態として、SOI基板
とトレンチ加工を用いて素子間絶縁がなされたNPNト
ランジスタの平面パターンの一例を示している。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows, as a first embodiment of a dielectric isolation type semiconductor device of the present invention, an example of a plane pattern of an NPN transistor in which inter-element insulation is performed using a SOI substrate and trench processing.
【0015】図2は、図1中のC−C線に沿う断面構造
の一例を示している。図1および図2に示すNPNトラ
ンジスタにおいて、20は絶縁基板であり、例えば台基
板用のシリコン基板10上に酸化膜10aのような絶縁
膜が形成されたものである。FIG. 2 shows an example of a cross-sectional structure along the line CC in FIG. In the NPN transistor shown in FIGS. 1 and 2, reference numeral 20 denotes an insulating substrate, for example, an insulating film such as an oxide film 10a formed on a silicon substrate 10 for a base substrate.
【0016】11は前記絶縁基板20上に形成された半
導体層にそれぞれ島状に区分されて複数形成された不純
物濃度が比較的低いN- 型半導体領域からなるコレクタ
領域、12は上記コレクタ領域の周囲を囲むように前記
半導体層に形成された素子分離用のトレンチ(溝)の内
部に埋め込まれた絶縁体(あるいは多結晶シリコンな
ど)である。なお、10bは前記トレンチの内面に形成
された例えば酸化膜のような絶縁膜である。Reference numeral 11 denotes a collector region formed of an N @-type semiconductor region having a relatively low impurity concentration, which is divided into a plurality of islands in a semiconductor layer formed on the insulating substrate 20, and 12 denotes a collector region. An insulator (or polycrystalline silicon or the like) embedded in an element isolation trench (groove) formed in the semiconductor layer so as to surround the periphery. Reference numeral 10b denotes an insulating film such as an oxide film formed on the inner surface of the trench.
【0017】13は前記コレクタ領域の表層部の一部に
形成されたP型拡散領域からなるベース領域、14は上
記ベース領域13の表層部の一部に形成された不純物濃
度が比較的高いN+ 型拡散領域からなるエミッタ領域、
13aは前記ベース領域の表層部の一部に形成された不
純物濃度が比較的高いP+ 型拡散領域からなるベース取
り出し領域、15は前記コレクタ領域11の表層部の一
部に形成された不純物濃度が比較的高いN+ 型拡散領域
からなる例えば方形パターン状のコレクタ取り出し領域
である。この場合、前記ベース領域13は、その一部が
前記コレクタ取り出し領域15の周囲を例えば方形パタ
ーン状に囲むように形成されている。Reference numeral 13 denotes a base region composed of a P-type diffusion region formed in a part of the surface layer of the collector region. Reference numeral 14 denotes N which has a relatively high impurity concentration formed in a part of the surface layer of the base region 13. An emitter region composed of a + type diffusion region,
Reference numeral 13a denotes a base extraction region formed of a P + -type diffusion region having a relatively high impurity concentration formed in a part of the surface layer of the base region. Reference numeral 15 denotes an impurity concentration formed in a part of the surface layer of the collector region 11. Is a collector extraction region in the form of, for example, a square pattern formed of a relatively high N + type diffusion region. In this case, the base region 13 is formed so as to partially surround the collector extraction region 15 in, for example, a square pattern.
【0018】さらに、16は前記エミッタ領域14に接
続されているエミッタ配線のコンタクト領域、17は前
記ベース領域に接続されているベース配線のコンタクト
領域、18は前記コレクタ取り出し領域15に接続され
ているコレクタ配線のコンタクト領域である。Further, 16 is a contact region of the emitter wiring connected to the emitter region 14, 17 is a contact region of the base wiring connected to the base region, and 18 is connected to the collector extraction region 15. This is a contact region for the collector wiring.
【0019】上記構造のNPNトランジスタが飽和領域
のオン状態にある時には、エミッタ領域14からコレク
タ領域11へ電子e- が注入されるが、ベース・コレク
タ間のPN接合が順方向にバイアスされているので、ベ
ース領域13からコレクタ領域11へホールh+ も注入
され、コレクタ領域11内(特にエミッタ領域14の下
方部からコレクタ取り出し領域15の下方部までの領
域)には過剰な電子とホールが存在する状態になってい
る。When the NPN transistor having the above structure is in the ON state of the saturation region, electrons e- are injected from the emitter region 14 to the collector region 11, but the PN junction between the base and the collector is biased in the forward direction. Therefore, holes h + are also injected from base region 13 to collector region 11, and excessive electrons and holes are present in collector region 11 (particularly in a region from below emitter region 14 to below collector extraction region 15). It is in a state to do.
【0020】図2に示す断面図中には、NPNトランジ
スタがスイッチングオフする時にコレクタ領域11から
キャリアe- 、h+ が引き出される様子を示している。
図1の構造においては、トランジスタがスイッチングオ
フする時にベース・コレクタ間のPN接合に印加される
電圧は逆方向にバイアスされ、コレクタ・ベース接合を
形成する2つの半導体領域のうちで不純物濃度が低い方
のコレクタ領域11中により多くの空乏層19が延び
る。FIG. 2 shows a state in which carriers e− and h + are extracted from the collector region 11 when the NPN transistor is switched off.
In the structure of FIG. 1, the voltage applied to the PN junction between the base and the collector when the transistor is switched off is biased in the reverse direction, and the impurity concentration is low in the two semiconductor regions forming the collector-base junction. More depletion layers 19 extend in one collector region 11.
【0021】これにより、飽和領域での動作時にコレク
タ領域11内に蓄積されている余剰キャリア(e- )が
コレクタ領域11から高電位側のコレクタ取り出し領域
15へ押し出される(引き出される)ようになる。As a result, during the operation in the saturation region, the excess carriers (e−) accumulated in the collector region 11 are pushed out (extracted) from the collector region 11 to the collector extraction region 15 on the high potential side. .
【0022】この場合、コレクタ取り出し領域15の周
囲を囲むようにベース領域13の一部が形成されている
ので、本来のベース領域13の下方部だけでなく、コレ
クタ取り出し領域15の周囲を囲むように空乏層19が
延びるので、コレクタ領域11内の特にコレクタ取り出
し領域15の下方部の領域に蓄積されている余剰キャリ
アがコレクタ取り出し領域15へ押し出されるようにな
る。In this case, since a part of the base region 13 is formed so as to surround the periphery of the collector extraction region 15, not only the lower portion of the base region 13 but also the periphery of the collector extraction region 15 is surrounded. Since the depletion layer 19 extends, excess carriers accumulated in the collector region 11, particularly in a region below the collector extraction region 15, are pushed out to the collector extraction region 15.
【0023】換言すれば、キャリア掃き出し時の実効的
なコレクタ領域が小さくなっているので、ベース電流I
B がオフしてからコレクタ電流Ic が切れ始めるまでの
時間tstg が短くなる。In other words, since the effective collector region at the time of carrier sweeping is small, the base current I
The time tstg from when B is turned off to when the collector current Ic starts to be cut is shortened.
【0024】そして、上記コレクタ領域11内にキャリ
アがなくなってベース領域13からコレクタ領域11に
向かって空乏化することでオフ状態となる。結果とし
て、ベース電流がオフしてからコレクタ電流Ic が切れ
終わるまでの時間が短くなり、スイッチングオフ動作が
高速化される。Then, the carrier is lost in the collector region 11 and depleted from the base region 13 toward the collector region 11, whereby the collector region 11 is turned off. As a result, the time from when the base current is turned off to when the collector current Ic ends is shortened, and the switching-off operation is speeded up.
【0025】なお、図9に示した構造の従来例のNPN
トランジスタでも、ベース領域53からコレクタ領域5
1に向かって空乏化するが、ベース領域53がコレクタ
取り出し領域55の周囲を囲むようには形成されていな
いので、コレクタ領域51内の右隅部(コレクタ取り出
し領域55を挟んでベース領域53とは反対側の領域)
のキャリアはなかなか掃き出されず、前記時間tstg が
長くなっていた。The NPN of the conventional example having the structure shown in FIG.
Even in the case of a transistor, the base region 53 to the collector region 5
1, but the base region 53 is not formed so as to surround the periphery of the collector extraction region 55. Therefore, the right corner of the collector region 51 (with the base region 53 across the collector extraction region 55). Is the opposite area)
Carrier was not easily swept out, and the time tstg became long.
【0026】なお、前記コレクタ取り出し領域15の周
囲を囲むベース領域13部のパターン形状は、図1に示
したように連続するものに限らず、例えば図5(a)あ
るいは(b)に示すように空乏層19が連続的に生成さ
れるようにパターンの一部が欠落していても、前記した
ような効果が得られる。The pattern shape of the base region 13 surrounding the collector extraction region 15 is not limited to a continuous shape as shown in FIG. 1, but may be, for example, as shown in FIG. 5 (a) or (b). Even if a part of the pattern is missing such that the depletion layer 19 is continuously generated, the above-described effect can be obtained.
【0027】また、前記コレクタ取り出し領域15の外
縁とこの周囲を囲むベース領域13部の内縁との距離
は、NPNトランジスタの耐圧と動作速度に対して二律
相反する関係で影響するものであり、例えば図6に示す
ように実施することが望ましい。The distance between the outer edge of the collector extraction region 15 and the inner edge of the base region 13 surrounding the collector extraction region 15 has an inverse relationship to the breakdown voltage and operating speed of the NPN transistor. For example, it is desirable to carry out as shown in FIG.
【0028】図6に示すNPNトランジスタの構造は、
図1に示したNPNトランジスタの構造と比べて、コレ
クタ取り出し領域15およびこの周囲を囲むベース領域
13部がそれぞれ円形パターン状に形成されている点が
異なり、その他は同じである。The structure of the NPN transistor shown in FIG.
Compared to the structure of the NPN transistor shown in FIG. 1, the collector extraction region 15 and the base region 13 surrounding the collector extraction region 15 are formed in a circular pattern, respectively, and are otherwise the same.
【0029】このような図6に示すNPNトランジスタ
の構造によれば、コレクタ取り出し領域15の外縁とこ
の周囲を囲むベース領域13部の内縁との距離が全周に
わたって等しいので、NPNトランジスタの耐圧と動作
速度の特性が向上する。According to the structure of the NPN transistor shown in FIG. 6, the distance between the outer edge of the collector extraction region 15 and the inner edge of the base region 13 surrounding the collector extraction region 15 is equal over the entire circumference. The operation speed characteristics are improved.
【0030】図3は、本発明の誘電体分離型半導体装置
の第2の実施の形態として、SOI基板とトレンチ加工
を用いて素子間絶縁がなされたNPNトランジスタの平
面パターンの一例を示している。FIG. 3 shows, as a second embodiment of the dielectric isolation type semiconductor device of the present invention, an example of a plane pattern of an NPN transistor in which inter-element insulation is performed using a SOI substrate and trench processing. .
【0031】図4は、図3のD−D線に沿う断面構造の
一例を示している。図3に示すNPNトランジスタは、
図1を参照して前述したNPNトランジスタと比べて、
さらにベース拡散領域13の外周部に、ベース拡散領域
と同じ導電型(本例ではP型)でそれより深い拡散領域
30が形成されている点が異なり、その他は同じである
ので図1中と同一符号を付している。FIG. 4 shows an example of a sectional structure taken along line DD of FIG. The NPN transistor shown in FIG.
Compared to the NPN transistor described above with reference to FIG.
Further, a diffusion region 30 of the same conductivity type (P type in this example) and a deeper region than the base diffusion region is formed in the outer peripheral portion of the base diffusion region 13, and the other portions are the same, and are the same as those in FIG. The same reference numerals are given.
【0032】このようにP型拡散領域30が形成されて
いると、トランジスタがスイッチングオフする時に、図
4に示すように、コレクタ領域11中の周辺領域の空乏
層19の領域がより広がり、キャリア掃き出し時の実効
的なコレクタ領域がさらに小さくなっているので、スイ
ッチングオフ動作がさらに高速になる。When the P-type diffusion region 30 is formed as described above, when the transistor is switched off, as shown in FIG. 4, the region of the depletion layer 19 in the peripheral region in the collector region 11 is further expanded, and the carrier is increased. Since the effective collector area at the time of sweeping is further reduced, the switching-off operation becomes faster.
【0033】しかも、コレクタ領域11中にコレクタ取
り出し領域15の周囲を囲むように形成される空乏層1
9の領域が深さ方向により深くなっているので、図1に
示した構造のNPNトランジスタよりもコレクタ領域1
1の厚さが厚い場合でも、コレクタ領域11内の特にコ
レクタ取り出し領域15の下方部の領域に蓄積されてい
る余剰キャリアをコレクタ取り出し領域15へ押し出し
易くなっている。In addition, depletion layer 1 formed in collector region 11 so as to surround collector take-out region 15 is formed.
Since the region 9 is deeper in the depth direction, the collector region 1 is larger than the NPN transistor having the structure shown in FIG.
Even when the thickness of 1 is large, excess carriers accumulated in the collector region 11, particularly in a region below the collector extraction region 15, can be easily pushed out to the collector extraction region 15.
【0034】図7に示すNPNトランジスタの構造は、
図3に示した第2の実施の形態に係るNPNトランジス
タの構造と比べて、ベース領域13内におけるベース取
り出し領域13aとエミッタ領域14との位置が入れ替
えられて形成されている点と、P型拡散領域30がベー
ス取り出し領域13aを含む領域であってエミッタ領域
14に接近するまで広い領域に形成されている点が異な
り、その他は同じである。The structure of the NPN transistor shown in FIG.
Compared to the structure of the NPN transistor according to the second embodiment shown in FIG. 3, the positions of the base extraction region 13a and the emitter region 14 in the base region 13 are interchanged, The difference is that the diffusion region 30 is a region including the base extraction region 13a and is formed in a wide region until approaching the emitter region 14, and the other is the same.
【0035】このような図7に示すNPNトランジスタ
の構造によれば、P型拡散領域30がベース取り出し領
域13aを含む領域であってエミッタ領域14に接近す
るまで広い領域に形成されていると、トランジスタがス
イッチングオフする時に、空乏層の領域がコレクタ領域
11内のエミッタ領域14の下方部の領域の近傍まで広
がり、エミッタ領域14の下方部に蓄積されている余剰
キャリアに対する押し出し効果が向上する。According to the structure of the NPN transistor shown in FIG. 7, if the P-type diffusion region 30 is a region including the base extraction region 13a and formed in a wide region until it approaches the emitter region 14, When the transistor is switched off, the region of the depletion layer expands to the vicinity of the region below the emitter region 14 in the collector region 11, and the effect of pushing out excess carriers accumulated below the emitter region 14 is improved.
【0036】[0036]
【発明の効果】上述したように本発明によれば、バイポ
ラトランジスタがスイッチングオフする時のキャリアの
掃き出しが完了するまでの時間tstg を短くすることが
可能となる誘電体分離型半導体装置を提供することがで
きる。As described above, according to the present invention, there is provided a dielectric isolation type semiconductor device capable of shortening the time tstg required for completing the carrier sweeping when the bipolar transistor is switched off. can do.
【図1】本発明の誘電体分離型半導体装置の第1の実施
の形態に係るNPNトランジスタの平面パターンの一例
を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an example of a plane pattern of an NPN transistor according to a first embodiment of a dielectric isolation type semiconductor device of the present invention.
【図2】図1中のC−C線に沿う断面構造の一例につい
てトランジスタがオン状態の時とスイッチングオフする
時のキャリアの動きを説明するために示す図。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional structure taken along line CC in FIG. 1 for explaining movement of carriers when a transistor is on and when switching is off.
【図3】本発明の第2の実施の形態に係るNPNトラン
ジスタの平面パターンの一例を示す図。FIG. 3 is a view showing an example of a plane pattern of an NPN transistor according to a second embodiment of the present invention.
【図4】図3中のD−D線に沿う断面構造の一例を示す
図。FIG. 4 is a view showing an example of a cross-sectional structure along the line DD in FIG. 3;
【図5】図1のNPNトランジスタの平面パターンの変
形例1を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a first modification of the plane pattern of the NPN transistor of FIG. 1;
【図6】図1のNPNトランジスタの平面パターンの変
形例2を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a modification 2 of the plane pattern of the NPN transistor of FIG. 1;
【図7】図3のNPNトランジスタの平面パターンの変
形例を示す図。FIG. 7 is a view showing a modification of the planar pattern of the NPN transistor of FIG. 3;
【図8】従来の誘電体分離型半導体装置のNPNトラン
ジスタの平面パターンの一例を示す図。FIG. 8 is a diagram showing an example of a plane pattern of an NPN transistor of a conventional dielectric isolation type semiconductor device.
【図9】図8中のA−A線に沿う断面構造の一例を示す
図。FIG. 9 is a view showing an example of a cross-sectional structure along the line AA in FIG. 8;
【図10】図8のバイポーラトランジスタのスイッチン
グ動作時の典型的な波形を示す図。FIG. 10 is a view showing a typical waveform at the time of a switching operation of the bipolar transistor of FIG. 8;
【図11】従来の接合分離型半導体装置のNPNトラン
ジスタの平面パターンの一例を示す図。FIG. 11 is a diagram showing an example of a plane pattern of an NPN transistor of a conventional junction separation type semiconductor device.
【図12】図11中のB−B線に沿う断面構造の一例を
示す図。FIG. 12 is a diagram showing an example of a cross-sectional structure along the line BB in FIG. 11;
11…コレクタ領域、 12…素子分離用トレンチ内部に埋め込まれた絶縁体、 13…ベース領域、 13a…ベース取り出し領域、 14…エミッタ領域、 15…コレクタ取り出し領域、 19…空欠層。 11: collector region, 12: insulator buried inside the element isolation trench, 13: base region, 13a: base extraction region, 14: emitter region, 15: collector extraction region, 19: vacancy layer
Claims (9)
数形成された第1導電型の半導体領域からなるコレクタ
領域と、 前記コレクタ領域の周囲を囲むように前記半導体層に形
成された素子分離用のトレンチと、 前記トレンチの内部に埋め込まれた絶縁体と、 前記コレクタ領域の表層部の一部に形成された前記第1
導電型とは逆導電型である第2導電型の拡散領域からな
るベース領域と、 前記ベース領域の表層部の一部に形成された前記第1導
電型の拡散領域からなるエミッタ領域と、 前記コレクタ領域の表層部の一部に形成された前記第1
導電型の拡散領域からなるコレクタ取り出し領域と、 前記コレクタ取り出し領域の周囲の少なくとも一部を囲
むように形成され、前記ベース領域と等しい電位が与え
られる前記第2導電型の拡散領域とを具備することを特
徴とする誘電体分離型半導体装置。A collector region formed of a plurality of semiconductor regions of a first conductivity type, each of which is divided into islands in the semiconductor layer; and an element isolation formed in the semiconductor layer so as to surround a periphery of the collector region. A trench embedded in the trench; an insulator buried in the trench; and a first trench formed in a part of a surface layer of the collector region.
A base region formed of a diffusion region of a second conductivity type having a conductivity type opposite to the conductivity type; an emitter region formed of a diffusion region of the first conductivity type formed in a part of a surface layer of the base region; The first region formed on a part of the surface portion of the collector region;
A collector extraction region formed of a conductive diffusion region; and a second conductivity type diffusion region formed so as to surround at least a part of the periphery of the collector extraction region and to which a potential equal to that of the base region is applied. A dielectric isolation type semiconductor device characterized by the above-mentioned.
において、 前記拡散領域は、前記ベース領域に連なり、前記コレク
タ取り出し領域の周囲を全て囲むように形成されている
ことを特徴とする誘電体分離型半導体装置。2. The dielectric isolation type semiconductor device according to claim 1, wherein said diffusion region is continuous with said base region and is formed so as to surround the entire periphery of said collector extraction region. Body-separated semiconductor device.
において、 前記拡散領域は、前記ベース領域に連なり、前記コレク
タ取り出し領域の周囲の一部を囲むように形成されてい
ることを特徴とする誘電体分離型半導体装置。3. The dielectric isolation type semiconductor device according to claim 1, wherein said diffusion region is formed so as to be continuous with said base region and to surround a part of a periphery of said collector extraction region. Dielectric isolation type semiconductor device.
において、 前記拡散領域は、前記ベース領域とは分離されて形成さ
れていることを特徴とする誘電体分離型半導体装置。4. The dielectrically isolated semiconductor device according to claim 1, wherein said diffusion region is formed separately from said base region.
誘電体分離型半導体装置において、 前記ベース領域および拡散領域は、前記コレクタ領域に
比べて不純物濃度が高いことを特徴とする誘電体分離型
半導体装置。5. The dielectric isolation type semiconductor device according to claim 1, wherein the base region and the diffusion region have a higher impurity concentration than the collector region. Body-separated semiconductor device.
誘電体分離型半導体装置において、 さらに、前記ベース領域および拡散領域の外周部に前記
ベース領域より深く形成された前記第2導電型の拡散領
域を具備することを特徴とする誘電体分離型半導体装
置。6. The dielectric isolation type semiconductor device according to claim 1, further comprising: a second conductive layer formed deeper than the base region in an outer peripheral portion of the base region and the diffusion region. 1. A dielectric isolation type semiconductor device comprising a diffusion region of a die type.
誘電体分離型半導体装置において、 さらに、前記ベース領域の表層部の一部で前記エミッタ
領域を挟んで前記コレクタ取り出し領域側とは反対側に
形成された前記第1導電型の拡散領域からなるベース取
り出し領域を具備することを特徴とする誘電体分離型半
導体装置。7. The dielectric isolation type semiconductor device according to claim 1, further comprising: a part of a surface layer of said base region, said collector region being interposed between said collector region and said emitter region. A base isolation region formed on the opposite side and comprising the first conductivity type diffusion region.
において、 さらに、前記ベース領域のベース取り出し領域を含む外
周部に前記ベース領域より深く形成された前記第2導電
型の拡散領域を具備することを特徴とする誘電体分離型
半導体装置。8. The dielectric isolation type semiconductor device according to claim 7, further comprising a diffusion region of the second conductivity type formed deeper than the base region in an outer peripheral portion of the base region including a base extraction region. And a dielectric isolation type semiconductor device.
誘電体分離型半導体装置において、 前記半導体層は絶縁基板上に形成されているシリコン層
であることを特徴とする誘電体分離型半導体装置。9. The dielectric isolation type semiconductor device according to claim 1, wherein said semiconductor layer is a silicon layer formed on an insulating substrate. Type semiconductor device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09141398A JP3389092B2 (en) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | Dielectric separated type semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09141398A JP3389092B2 (en) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | Dielectric separated type semiconductor device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11288945A true JPH11288945A (en) | 1999-10-19 |
JP3389092B2 JP3389092B2 (en) | 2003-03-24 |
Family
ID=14025704
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09141398A Expired - Fee Related JP3389092B2 (en) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | Dielectric separated type semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3389092B2 (en) |
-
1998
- 1998-04-03 JP JP09141398A patent/JP3389092B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3389092B2 (en) | 2003-03-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5304821A (en) | MOS-gate-turnoff thyristor | |
JP3575908B2 (en) | Semiconductor device | |
JP2002270844A (en) | Semiconductor device and manufacturing method of the same | |
JP3818673B2 (en) | Semiconductor device | |
KR100278526B1 (en) | Semiconductor device | |
JPH07326773A (en) | Diode and its preparation | |
JP2004207733A (en) | Bipolar transistor having majority carrier accumulation layers as sub-collector | |
US10727324B2 (en) | Bipolar junction transistor | |
JPH10504940A (en) | Semiconductor element | |
US6525392B1 (en) | Semiconductor power device with insulated circuit | |
JP2001522540A (en) | Semiconductor component having structure for preventing cross current | |
KR0138917B1 (en) | Lateral high-voltage transistor | |
JPH11288945A (en) | Dielectric isolation semiconductor device | |
JP2002100774A (en) | Semiconductor device having high dielectric strength | |
KR100241055B1 (en) | Trench gate laterl insulated gate bipolar transistor | |
JPH0582534A (en) | Semiconductor device | |
JPH10189755A (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
JP4193662B2 (en) | Trench lateral conductivity modulation semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device | |
JPH11121768A (en) | Semiconductor integrated circuit | |
JP2752655B2 (en) | Bipolar integrated circuit device | |
JP3150420B2 (en) | Bipolar integrated circuit and manufacturing method thereof | |
JP2002299465A (en) | Semiconductor device | |
KR20000010184A (en) | Bi-polar transistor with trench structure and its manufacturing method | |
JPS60245248A (en) | Semiconductor ic | |
JPH10335655A (en) | Lateral insulated gate bipolar transistor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 5 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080117 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 6 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090117 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 7 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100117 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 8 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110117 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120117 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 10 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130117 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |