JPS61284961A - 半導体装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は、半導体装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来、バイポーラトランジスタからなる半導体装置とし
て第４図に示す構造のものが使用されている。図中１は
、半導体基板２の所定領域に形成されたＰ導電形のベー
ス領域である。ベース領域１内にはＮｓ導電形不純物＃
４域からなるエミッタ領域３が形成されている。半導体
基板２の主面には、エミッタ領域３及びベース領域１の
夫々に接続する取出電極４．５が絶縁膜６を介して形成
されている。このように構成された半導体装置１ｃｍは
、次のような欠点を有している。■ベース抵抗が高い。

■エミッタ領［３の面積が広い場合、エミッタ直下のベ
ース領域１の電圧降下のためにエミッタからの少数キャ
リアの注入が不均一になり、エミッタ領域３の周辺に電
流集中が起き易い。

このような問題を解消するために第５図に示すような所
謂グラフトベース構造の半導体装置ユが開発されている
。この半導体装置ＩＱ−の場合、真性ベース領域１１を
囲むようにして高濃度の外部ベース領１１２が形成され
ている。このため真性ベース領域１１に無関係に外部ベ
ースｆｒ４域１２の濃度を高くして、ベース抵抗を下げ
ることができる。しかし、依然エミッタ領域の周辺に電
流集中が起き易い問題がある。

また、第６図に示す如く−、エミッタ周辺長をかせぐた
めに所謂メツシュ構造のエミッタ領域１３を設けた半導
体装エム１が開発されている。このような半導体装置ｍ
の場合、電流増幅率を上げるためにベース不純物濃度を
下げていくとベース抵抗が高くなる欠点がある。なお、
第５図及び第６図に示す半導体装エム１、二１の説明は
、第４図に示すものと同様の部分には同符号を付して行
っている。

〔発明の目的〕

本発明は、ベース抵抗を増大させずに低濃度領域（ベー
ス領域）の不純物濃度を低下させて高増幅率を得ると共
に、少数キャリアの注入を均一にしてかつ大面積化が可
能であり、優れた素子特性を有する半導体装置を提供す
ることをその目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明は、ベース領域を構成する低濃度領域内に高濃度
で半導体基板と同導電形の同導電形領域と反対導電形の
反対導電影領域とを形成し、同導電形領域及び反対導電
形領域上に取出電極を夫々設けたことにより、ベース抵
抗を増大させずに低濃度領域（ベース領域）の不純物濃
度を低下させて高増幅率を得ると共に、少数キャリアの
注入を均一にしてかつ大面積化が可能であり、優れた素
子特性を有する半導体装置である。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第１図は、本発明の一実施例の概略構成を示す説明図で
ある。図中４０は、高濃度層４１上にエピタキシャル層
４２を積層した半導体基板である。半導体基板４０の主
面側の所定領域には、Ｐ導電形の低濃度領［４３からな
るベース領域が所定の深さで形成されている。低濃度領
域４３内には、高濃度のＮ導電形の同導電形領ｔａ４４
とＰ導電形の反対導電影領域４５が、所定の拡散深さで
交互に隣接するようにして形成されている。反対導電影
領域４５は、エミッタ領域を構成するものである。同導
電形領域４４及び反対導電影領域４５を含む半導体基板
４０の主面には、絶縁膜４６が形成されている。絶縁膜
４６には、同導電形領域４４、反対導電形ＩＮ域４５に
通じる開口部４７が夫々形成されている。絶縁膜４６上
には、開口部４７を介して同導電形＠Ｒ４４、反対導電
影領域４５の各々に接続する取出電極４８．４９が形成
されている。

このように構成された半導体装置１によれば、取出電極
４つの直下のベース領域は高濃度の同導電形領域４５で
形成されているので、ベース抵抗を大幅に低減させるこ
とができる。また、同導電形領域４５は、低濃度領域４
３によって完全に包囲されているので、コレクタ・ベー
ス接合耐圧は低濃度領域４３によって決定され高耐圧を
容易に得ることができる。また、エミッタ・ベースを構
成する反対導電型領域４４、及び同導電型領域４５をス
トライブ状に交互に形成することにより、ベース抵抗を
低く保ったままエミッタ直下のベース領域の電位降下に
よる注入の不均一性を緩和して、所謂メツシュエミッタ
構造のものと同様に注入の不均一性を良好にすることが
できる。更に、エミッタを構成する反対導電型領域４４
の側面が高濃度の同導電型領域４５で囲まれているので
、横方向の注入が起きにくい。このため表面付近へキャ
リアが移動し難いため、表面結合が起きにくくなり高注
入効率を得ることができる。また、表面で発生し易いノ
イズも低減され良好な素子特性を得ることができる。

次に実施例の半導体装置１史の製造方法を図面を参照し
て説明する。まず、第２図（Ａ）に示す如く、高濃度層
４１上にエピタキシャル層４２を積層した半導体基板４
０を用意する。なお、半導体基板は、基板の裏面側に電
極を取るための高濃度領域を形成したものとしても良い
。また、回路素子（ＩＣ）中に本発明のトランジスタ構
造を採用する場合には、第３図に示す如く、Ｐ形基板５
１上にｎ形の埋込領域５２を形成した後、エピタキシャ
ル層５２を形成した半導体基板５４を使用する。ここで
、ｖｃｅｏ耐圧が３０Ｖ程度のトランジスタを構成する
場合には、エピタキシャル１１５３の比抵抗を３〜５Ω
、厚さを１０μｍ程度に設定する。

次に同図（Ｂ）に示す如く、エピタキシャル層４２上に
ベース拡散を行う際のマスクとなる酸化ｖＩ５５を厚さ
５０００人形成する。次いで、周知のフォトリソグラフ
ィ法により酸化膜５５にベース拡散用の窓５６を開口す
る。次いで、この窓５６を介してエピタキシセル層４２
内に例えばボロンのイオン注入を行った後、Ｎ２中で熱
処理を施し拡散深さが３μｍ、表面濃度が １ｘ１０１７ｃＩＲ−３の低濃度領域４３を形成する。

低濃度領域４３をイオン注入法で形成するのは、高電流
増幅率を得るためである。

次に同図（Ｃ）に示す如く、低濃度領域４３を含む半導
体基板４０の表面に新しく酸化膜５７を形成する。次い
で、酸化膜５７の所定領域に窓５８を開口した後、酸化
膜５７上及び窓５８により露出した半導体基板４０の表
面を覆うようにＢＳＧ　（ボロン含有シリケートガラス
）膜５９を形成する。次に、１０００〜１２００℃の温
度で熱処理を施しベースとなる反対導電型頭［４５の拡
散源６０を形成する。なお、拡散源６０の深さは約１μ
ｍに設定しておく。その理由はボロンの拡散係数が後ｊ
ホするリンの拡散係数的１４であり、深さが共に２μｍ
の同導電型領域４４及び反対導電型頭［４５を形成する
ためである。

次に同図ＣＤ）に示す如く、ＢＳＧ膜５９の所定領域に
酸化膜５７を介して半導体基板４０の表面に通じる窓６
１を開口する。次いで、酸化膜５７上及び窓６１により
露出した半導体基板４０の表面を覆うようにＰＳＧ　（
リン含有シリケートガラス）膜６２を形成する。次に、
１１００℃の温度で熱処理を施しエミッタとなる同導電
型領域４４を形成する。この時に拡散［６０からの拡散
も進み、深さ２μｍのベース領域となる反対導電型領域
４５が同時に形成される。また、同導電型領１４４４と
反対導電型領域４５の表面の不純物濃度は、約２〜３Ｘ
１０”ｃｍ”に設定される。

然る後、同図（Ｅ）に示す如く、同導電型領域４４と反
対導電型領域４５の各々に接続する取出電極４８．４９
を形成して所定の半導体装置［史を得る。

（発明の効果〕 以上説明した如く、本発明に係る半導体装置によれば、
ベース抵抗を増大させずに低濃度領域（ベース領［）の
不純物濃度を低下させて高増幅率を得ると共に、少数キ
ャリアの注入を均一にしてかつ大面積化が可能であり、
優れた素子特性を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の概略構成を示す説明図、
第２図（Ａ＞乃至同図（Ｅ）は、同実施例の半導体装置
の製造方法を工程順に示す説明図、第３図は、同製造方
法で使用する半導体基板の他の例を示す説明図、第４図
乃至第６図は、従来の半導体装置の概略構成を示す説明
図である。 ４０・・・半導体基板、４１・・・高濃度層、４２・・
・エピタキシャル層、４３・・・低濃度領域、４４・・
・同導電型領域、４５・・・反対導電影領域、４６・・
・絶縁膜、４７・・・開口部、４８．４９・・・取出電
極、４８．４９、江・・・半導体装置。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 ＠２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一導電形の半導体基板の主面側の領域に所定の深さで形
   成された反対導電形の低濃度領域と、該低濃度領域の主
   面側に所定の深さで、かつ、異なる導電形で交互に隣接
   するように形成された高濃度で前記半導体基板と同導電
   形の同導電形領域及び反対導電形の反対導電形領域と、
   該同導電形領域及び反対導電形領域上に夫々形成された
   取出電極とを具備することを特徴とする半導体装置。