JPS6092662A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS6092662A JPS6092662A JP20133483A JP20133483A JPS6092662A JP S6092662 A JPS6092662 A JP S6092662A JP 20133483 A JP20133483 A JP 20133483A JP 20133483 A JP20133483 A JP 20133483A JP S6092662 A JPS6092662 A JP S6092662A
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- Japan
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- electrode
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- voltage
- collector
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
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- Bipolar Transistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ｉａ） 発明の技術分野
本発明は半導体装置のうち、特に特性が改善される高耐
圧トランジスタの電極構造に関する。
圧トランジスタの電極構造に関する。
［ｂ） 従来技術と問題点
パワートランジスタ（電力トランジスタ）は高耐圧化、
大電流化など使用目的に応じた特性が得られるようにｍ
点的に設計されている。そのうち、高耐圧トランジスタ
は所要の厚さを有するコレクタ高抵抗（低濃度）層を設
けて、所望の高耐圧が得られるように設計がなされてい
る。
大電流化など使用目的に応じた特性が得られるようにｍ
点的に設計されている。そのうち、高耐圧トランジスタ
は所要の厚さを有するコレクタ高抵抗（低濃度）層を設
けて、所望の高耐圧が得られるように設計がなされてい
る。
このような高耐圧トランジスタにおいて、製法上から三
重拡散形トランジスタ、エピタキシャル三重拡散形トラ
ンジスタなどに分類されるが、何れもｎ ＋ ｐ ＋
ｎ−ｎ ＋型、あるいはｐ＋ｎ＋ｐ−ｐ＋型の構造とな
って、上記したように低濃度コレクタ層と高濃度コレク
タ層とを有することが特徴であり、一般には高濃度コレ
クタ層は半導体基板そのものである。ここで、低濃度コ
レクタ層は所望の高耐圧を得るために、ある程度の厚さ
が必要になるが、一方でこの低濃度コレクタ層は高抵抗
であるから、トランジスタの飽和特性を悪（することが
欠点になる。
重拡散形トランジスタ、エピタキシャル三重拡散形トラ
ンジスタなどに分類されるが、何れもｎ ＋ ｐ ＋
ｎ−ｎ ＋型、あるいはｐ＋ｎ＋ｐ−ｐ＋型の構造とな
って、上記したように低濃度コレクタ層と高濃度コレク
タ層とを有することが特徴であり、一般には高濃度コレ
クタ層は半導体基板そのものである。ここで、低濃度コ
レクタ層は所望の高耐圧を得るために、ある程度の厚さ
が必要になるが、一方でこの低濃度コレクタ層は高抵抗
であるから、トランジスタの飽和特性を悪（することが
欠点になる。
第１図は高耐圧トランジスタのモデル図を示しており、
１は高濃度（ｎ＋型）コレクタ層（半導体基板）、２は
低濃度（ｎ−型）コレクタ層、３はｐ“型ベース領域、
４はｎ＋型エミッタ領域。
１は高濃度（ｎ＋型）コレクタ層（半導体基板）、２は
低濃度（ｎ−型）コレクタ層、３はｐ“型ベース領域、
４はｎ＋型エミッタ領域。
１１はコレクタ電極、１３はベース電極、 １４はエミ
ッタ電極である。第２図にかようなトランジスタにおけ
るＩｂをパラメータとした場合のＩｃ−Ｖｃｅ特性例を
示しており、飽和領域は通常の飽和領域■と擬似飽和領
域■とに分かれる。図中の１．はアクティブ動作時のコ
レクタ電流値、Ｉ、は飽和領域Ｉと擬似飽和領域■との
間のしきい電流値である。
ッタ電極である。第２図にかようなトランジスタにおけ
るＩｂをパラメータとした場合のＩｃ−Ｖｃｅ特性例を
示しており、飽和領域は通常の飽和領域■と擬似飽和領
域■とに分かれる。図中の１．はアクティブ動作時のコ
レクタ電流値、Ｉ、は飽和領域Ｉと擬似飽和領域■との
間のしきい電流値である。
一方、小電力トランジスタの場合には、飽和領域は点線
の如く一直線であるが、数ｌＯボルト以上の高耐圧トラ
ンジスタになると、かような擬似飽和領域■が発生ずる
ことになる。そして、この擬似飽和領域■のため、動作
損失（ロス）を生じて、発熱が増加する。
の如く一直線であるが、数ｌＯボルト以上の高耐圧トラ
ンジスタになると、かような擬似飽和領域■が発生ずる
ことになる。そして、この擬似飽和領域■のため、動作
損失（ロス）を生じて、発熱が増加する。
（Ｃ） 発明の目的
本発明は、このような飽和特性の改善、あるいはスイッ
チング特性の改番を可能にする高耐圧トランジスタの構
造を提案するものである。
チング特性の改番を可能にする高耐圧トランジスタの構
造を提案するものである。
＋ｄ） 発明の構成
その目的は、ベース領域と高濃度コレクタ層との間に、
低濃度コレクタ層を有し、ベース電極。
低濃度コレクタ層を有し、ベース電極。
およびエミッタ電極と共に、前記低濃度コレクタ層およ
び高濃度コレクタ層にそれぞれコレクタ電極が設けられ
た４電極構造を有する半導体装置によって達成される。
び高濃度コレクタ層にそれぞれコレクタ電極が設けられ
た４電極構造を有する半導体装置によって達成される。
（ｅｌ 発明の実施例
以下２図面を参照して詳細に説明する。
本発明にかかる半導体装置は、第３図に示すような記号
で衷心れると考えられ、コレクタ電極はＣ１，Ｃ２の２
つを設けたものになる。第４図は本発明にかかる半導体
装置のモデル図を示しており、第１図のモデル図に低濃
度コレクタ領縛２からのコレクタ電極１２を附加した構
造で、電極１２がＣ２＋従来のコレクタ電極１１がＣ１
である。
で衷心れると考えられ、コレクタ電極はＣ１，Ｃ２の２
つを設けたものになる。第４図は本発明にかかる半導体
装置のモデル図を示しており、第１図のモデル図に低濃
度コレクタ領縛２からのコレクタ電極１２を附加した構
造で、電極１２がＣ２＋従来のコレクタ電極１１がＣ１
である。
このようにして、素子の外部から高濃度コレクタ領域ｌ
と低濃度コレクタ領域２との間に生じている擬似接合電
圧をコレクタ電極１２によって制御し、飽和特性あるい
はスイッチング特梅を改善する。即ち、第４図において
動作中にｎ−型コレクタ領域２にｐ４型ヘース領域から
ホールが注入されると、電子が誘起されて電子濃度が高
くなり導電度が上昇するという所謂導電度変調が生じる
が、その場合に電極１２（Ｃ２）に電極１１ （Ｃ＋
）より僅かに低い電圧を印加すると、擬似接合電圧が高
くなってｎ−型コレクタ領域２に多くの正孔が蓄積され
、対応する導電度変調効果により電子濃度が高くなって
ｎ−型コレクタ領域２の抵抗が低下する。そうすれば、
飽和特性が改善されて第２図に示す擬似飽和領域■が解
消しされて、飽和領域Ｉを延長した点線のような飽和領
域が得られ、動作損失が減少する。
と低濃度コレクタ領域２との間に生じている擬似接合電
圧をコレクタ電極１２によって制御し、飽和特性あるい
はスイッチング特梅を改善する。即ち、第４図において
動作中にｎ−型コレクタ領域２にｐ４型ヘース領域から
ホールが注入されると、電子が誘起されて電子濃度が高
くなり導電度が上昇するという所謂導電度変調が生じる
が、その場合に電極１２（Ｃ２）に電極１１ （Ｃ＋
）より僅かに低い電圧を印加すると、擬似接合電圧が高
くなってｎ−型コレクタ領域２に多くの正孔が蓄積され
、対応する導電度変調効果により電子濃度が高くなって
ｎ−型コレクタ領域２の抵抗が低下する。そうすれば、
飽和特性が改善されて第２図に示す擬似飽和領域■が解
消しされて、飽和領域Ｉを延長した点線のような飽和領
域が得られ、動作損失が減少する。
また、この場合、逆に電極１２’ （Ｃ２）に電極１１
（Ｃ１）より僅かに高い電圧を印加すると、ｎ−型コレ
クタ領域２に蓄積する少数キャリア（正孔）は少なくな
る。そうすれば、スイッチング動作時の遅れ時間、即ら
少数キャリアの消滅に要する時間が短縮される。このよ
うに電極１２（Ｃ２）の附加によって、ｎ−型コレクタ
領域２に蓄積するキャリヤ量をコントロールし、ス・イ
ツチング速度を速くしたり、または動作損失を少なくす
るわけである。
（Ｃ１）より僅かに高い電圧を印加すると、ｎ−型コレ
クタ領域２に蓄積する少数キャリア（正孔）は少なくな
る。そうすれば、スイッチング動作時の遅れ時間、即ら
少数キャリアの消滅に要する時間が短縮される。このよ
うに電極１２（Ｃ２）の附加によって、ｎ−型コレクタ
領域２に蓄積するキャリヤ量をコントロールし、ス・イ
ツチング速度を速くしたり、または動作損失を少なくす
るわけである。
第５図に擬似接合電圧（Ｖｏ）とＩＴ／Ｉｏとの関係図
表を示しており、本図表によって１丁からＶｏが算出さ
れ、この擬似接合電圧を減少ないしは消滅する電位差を
与えれば改善される。
表を示しており、本図表によって１丁からＶｏが算出さ
れ、この擬似接合電圧を減少ないしは消滅する電位差を
与えれば改善される。
このような電位差を電極１２（Ｃ２）と電極１１（Ｃ＋
）との間に与える方法は色々考えられるが、抵抗やダイ
オードを入れる方法、が簡便である。それには、例えレ
キ半導体基板に抵抗やダイオードを同時に形成させるモ
ノリシック的な方式、半導体２、パンケージ内にこれら
を組み込む方式、あるいは外部回路に外付けする方式が
ある。その内、外部回路への外付は方式には、動作中の
所要タイムだけクロックを印加することが可能となる。
）との間に与える方法は色々考えられるが、抵抗やダイ
オードを入れる方法、が簡便である。それには、例えレ
キ半導体基板に抵抗やダイオードを同時に形成させるモ
ノリシック的な方式、半導体２、パンケージ内にこれら
を組み込む方式、あるいは外部回路に外付けする方式が
ある。その内、外部回路への外付は方式には、動作中の
所要タイムだけクロックを印加することが可能となる。
第６図は実際にコレクタ電極１２と電極１１を形成した
トランジスタチップの断面図を示しており、チップの周
囲をメサ形にエツチングして、その領域にベース電極１
３と同様にリング状の電極１２を形成した例である。こ
の場合、コレクタ電極１２の直下にオーミックコンタク
トを得るために高濃度なｎ ＋層を設けてもよい。
トランジスタチップの断面図を示しており、チップの周
囲をメサ形にエツチングして、その領域にベース電極１
３と同様にリング状の電極１２を形成した例である。こ
の場合、コレクタ電極１２の直下にオーミックコンタク
トを得るために高濃度なｎ ＋層を設けてもよい。
ｉｆ） 発明の効果
以上の説明から明らかなように、本発明によれば高耐圧
トランジスタの飽和特性、スイソチング特性が改善され
て、電子回路の性能向上に顕著に貢献するものである。
トランジスタの飽和特性、スイソチング特性が改善され
て、電子回路の性能向上に顕著に貢献するものである。
第１図は従来の高耐圧トランジスタのモデル図、第２図
はそのＩｃ−νｃｅ特性図、第３図は本発明にかかるト
ランジスタ記号、第４図は本発明にかかる高耐圧トラン
ジスタのモデル図、第５図は擬催接合電圧（ＶＯ）とＩ
Ｔ／１０との関係図表、第６図は実際のトランジスタの
チップ断面図の例である。 図中、１は高濃度（ｎ＋型）コレクタ層（半導体基板）
、２は低濃度（ｒｉ−型）コレクタ層、３はｐ＋型ヘー
ス領域、４はｎ＋型エミッタ領域。 １１は高濃度コレクタ領域のコレクタ電極、１２は低濃
度コレクタ領域のコレクタ電極、１３はペース電極、１
４はエミッタ電極を示している。
はそのＩｃ−νｃｅ特性図、第３図は本発明にかかるト
ランジスタ記号、第４図は本発明にかかる高耐圧トラン
ジスタのモデル図、第５図は擬催接合電圧（ＶＯ）とＩ
Ｔ／１０との関係図表、第６図は実際のトランジスタの
チップ断面図の例である。 図中、１は高濃度（ｎ＋型）コレクタ層（半導体基板）
、２は低濃度（ｒｉ−型）コレクタ層、３はｐ＋型ヘー
ス領域、４はｎ＋型エミッタ領域。 １１は高濃度コレクタ領域のコレクタ電極、１２は低濃
度コレクタ領域のコレクタ電極、１３はペース電極、１
４はエミッタ電極を示している。
Claims (1)
- ベース領域と高濃度コレクタ層との間に、低濃度コレク
タ層を有し、ベース電極、およびエミッタ電極と共に、
前記低濃度コレクタ層および高濃度コレクタ層にそれぞ
れコレクタ電極が設けられた４電極構造を有することを
特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20133483A JPS6092662A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20133483A JPS6092662A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6092662A true JPS6092662A (ja) | 1985-05-24 |
Family
ID=16439289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20133483A Pending JPS6092662A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6092662A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6373100B1 (en) | 1998-03-04 | 2002-04-16 | Semiconductor Components Industries Llc | Semiconductor device and method for fabricating the same |
-
1983
- 1983-10-26 JP JP20133483A patent/JPS6092662A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6373100B1 (en) | 1998-03-04 | 2002-04-16 | Semiconductor Components Industries Llc | Semiconductor device and method for fabricating the same |
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