JPS6092662A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPS6092662A JPS6092662A JP58201334A JP20133483A JPS6092662A JP S6092662 A JPS6092662 A JP S6092662A JP 58201334 A JP58201334 A JP 58201334A JP 20133483 A JP20133483 A JP 20133483A JP S6092662 A JPS6092662 A JP S6092662A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- collector
- region
- type
- collector layer
- 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.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 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
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 235000012771 pancakes Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D48/00—Individual devices not covered by groups H10D1/00 - H10D44/00
- H10D48/30—Devices controlled by electric currents or voltages
- H10D48/32—Devices controlled 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
- H10D48/34—Bipolar devices
- H10D48/345—Bipolar transistors having ohmic electrodes on emitter-like, base-like, and collector-like regions
Landscapes
- 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 |
|---|---|---|---|
| JP58201334A JPS6092662A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58201334A 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 |
|---|---|---|---|
| JP58201334A 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 JP58201334A 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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