KR19980703869A - 증가된 항복전압을 가지는 이극 실리콘-온-절연체 트랜지스터 - Google Patents
증가된 항복전압을 가지는 이극 실리콘-온-절연체 트랜지스터 Download PDFInfo
- Publication number
- KR19980703869A KR19980703869A KR1019970707269A KR19970707269A KR19980703869A KR 19980703869 A KR19980703869 A KR 19980703869A KR 1019970707269 A KR1019970707269 A KR 1019970707269A KR 19970707269 A KR19970707269 A KR 19970707269A KR 19980703869 A KR19980703869 A KR 19980703869A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- region
- plug
- base
- conductivity type
- collector
- Prior art date
Links
- 239000012212 insulator Substances 0.000 title claims abstract description 7
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 title description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
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
- H01L29/73—Bipolar junction transistors
- H01L29/7317—Bipolar thin film transistors
-
- 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
- H01L29/73—Bipolar junction transistors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
Abstract
주 표면을 가지는 기판(1), 상기 주 표면상의 산화층(2), 상기 산화층(2)상의 제 1 전도형의 실리콘층(3), 상기 실리콘층(3)내로 연장하는 제 2 전도형의 베이스영역(4), 상기 베이스영역(4)내로 연장하는 제 1 전도형의 에미터영역(5), 및 상기 베이스영역(4)으로부터 수평으로 간격을 두고서 상기 실리콘층(3)내로 연장하는 제 1 전도형의 콜렉터영역(6)을 포함하는 이극 실리콘-온-절연체 트랜지스터에 있어서, 제 2 전도형의 플러그영역(8)이 실리콘층(3)을 지나 상기 콜렉터영역(6)에 대해 반대쪽의 상기 에미터영역(5)의 상기 산화층(2)까지 연장하고, 상기 플러그영역(8)의 일부(8')는 상기 베이스영역(4)으로부터 간격을 두고서, 에미터영역(5)의 최소 일부 아래에서 상기 산화층(2)의 표면을 따라 콜렉터영역(6)을 향해 수평으로 연장하고, 그리고 상기 플러그영역은 상기 베이스영역(4)에 전기적으로 접속된다.
Description
그러한 트랜지스터는 예컨대, IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. 42, No.1, January 1995에 발표된 토르켈 아른보르그(Torkel Arnborg)와 안드레이리트윈(Andrej Litwin)의 논문 Analysis of New High-Voltage Bipolar Silicon-on-Insulator Transistor with Fully Depleted Collector로 부터 공지되었다.
이 공지된 트랜지스터에서, 항복전압은, npn트랜지스터의 에미터전압과 pnp트랜지스터의 에미터전압과 비교해 볼 때 기판전압을 낮추는 한편 매우 급격히 강하한다. 이는, 축적층이 트랜지스터의 에미터 아래에 생성되기 때문이고, 특정 기판전압값에 있어서 이 축적층은 에미터 아래 콜렉터를 완전히 공핍시켜 전위를 고정시키는 것을 불가능하게 한다. 따라서, 항복전압은 매설층(buried layer)과 이 매설층 위에 유사한 두께로 실리콘-온-절연체층으로써 도우핑되는 에피택셜층을 종형 트랜지스터의 경우와 마찬가지이다. 이의 항복전압은 매우 낮다.
npn과 pnp트랜지스터의 항복전압에 동일하게 요구되는 것은 기판전압이 인가된 동작전압경간의 중간에 위치될 필요가 있다는 것이다. 이는 또한 트랜지스터의 가장 높은 가능한 항복전압을 낮춘다. 또한 콜렉터바이어스를 증가시키는 동안 전위 고정이 발생하기 전에 부드러운 콜렉터항복 또는 펀치스루우가 발생될 수 있다.
본 발명은 주 표면, 상기 주 표면상의 산화물, 상기 산화물상의 제 1 전도유형의 실리콘층, 상기 실리콘층내로 연장하는 제 2 전도유형의 베이스영역, 상기 베이영역내로 연장하는 제 1 전도유형의 에미터영역, 및 상기 베이스영역으로부터 수평 간격을 두고서 상기 실리콘층내로 연장하는 제 1 전도유형의 콜렉터영역을 가지는 기판을 포함하는 이극 실리콘-온-절연체(silicon-on-insulator) 트랜지스터에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 트래지스터의 제 1 실시예의 개략적인 단면도.
도 2은 본 발명에 따른 트래지스터의 제 2 실시예의 개략적인 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 트래지스터의 제 3 실시예의 개략적인 단면도.
본 발명의 목적은 에미터 아래 콜렉터-산화층 계면에서 축적층이 발생하는 것을 감소시키거나 또는 방지하기 위하여 전기장을 변경시킴으로써 상기 유형의 항복을 방지하는 것이다.
상기의 목적은 본 발명에 따른 트랜지스로써 이루어지는데, 본 발명의 트랜지스터에서, 제 2 전도유형의 플러그영역이 상기 실리콘층을 지나 상기 콜렉터영역에 대해 반대측의 상기 에미터영역의 상기 산화층까지 연장하고, 상기 플러그영역의 일부는 에미터영역의 적어도 일부 아래에서 상기 산화층의 표면을 따라 상기 베이스영역으로부터 간격을 두고서 콜렉터영역을 향해 연장하고, 그리고 상기 플러그영역은 상기 베이스영역에 전기적으로 접속된다.
이에 의해, 완전히 공핍된 콜렉터를 가지는 트랜지스터에 대해 항복이 발생하기 전에 전압작동영역이 증가되게 된다.
본 발명은 첨부도면을 참조하여 아래에서 보다 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 이극 실리콘-온-절연체(SOI) npn트랜지스터의 제 1 실시예를 보여준다. 역으로 극성을 도우핑시킴으로써, 본 발명은 또한 pnp트랜지스터에 적용된다.
트랜지스터는 실리콘기판(1)을 포함하는데, 이의 주 표면에는 실리콘산화물로 이루어진 절연층(2)이 제공된다.
전도형 N의 불순물로 약하게 도우핑된 실리콘(3)층이 절연 산화층(2)에 제공된다.
전도형 P의 불순물로 도우핑되는 베이스영역(4)이 실리콘층(3)의 자유면에서 실리콘층(3)내로 연장한다.
전도형 N의 불순물로 무겁게 도우핑되는 에미터영역(5)이 베이스영역(4)의 자유면에서 베이스영역(4)내로 연장한다.
베이스영역(4)으로부터 수평으로 간격을 두고서, 전도형 N의 불순물로 무겁게 도우핑되는 콜렉터영역(6)이 실리콘층(3)의 자유면에서부터 실리콘층(3)내로 연장한다.
에미터영역(5) 아래 실리콘층(3)와 산화층(2) 사이의 계면에서 축적층이 발생하는 것을 감소 또는 방지하기 위하여, 전도형 P, 즉 베이스영역과 같은 전도형으로 도우핑되는 플러그영역(7)이 실리콘층(3)을 지나 콜렉터영역(6)의 반대측 에미터영역(5)의 산화층(2)까지 연장한다.
도 1에 도시된 실시예에서, 플러그영역(7)은 베이스영역(4)을 완전히 통하여 연장해, 베이스영역(4)과 전기적으로 접촉한다.
도 2는 본 발명에 따른 이극 SOI트랜지스터의 제 2 실시예를 보여준다.
도 2에 따른 트랜지스터의 일반적인 설계는 도 1에 따른 트랜지스터의 설계와 동일하고 그리고 동일한 부품들에는 동일한 참조번호가 주어졌다.
도 2에 따른 트랜지스터의 플러그영역(8)의 설계는, 베이스영역(4)의 표면으로부터 간격을 두고서 산화층(2)의 표면을 따라 수평으로 콜렉터영역(6)을 향해 연장하는 부분(8')을 포함한다는 점이 도 1에 따른 트랜지스터의 설계와 다르다.
본 발명에 따라 플러그영역(8')은 에미터영역(5)의 최소 일부의 아래에서 산화층(2)의 표면을 따라 수평으로 연장한다. 플러그영역(8)의 수평부(8')는 많아야 콜렉터영역(6)을 향하는 베이스영역(5)의 모서리까지 수평으로 연장하여야 한다.
도 3은 본 발명에 따른 이극 SOI트랜지스터의 제 3 실시예를 보여준다.
도 3에 따른 트랜지스터의 일반적인 설계는 도 1 및 2에 따른 트랜지스터의 설계와 상이하지 않아, 따라서 동일한 부품들에는 도 1 및 2에 따른 트랜지스터의 부품과 동일한 참조번호가 제공된다.
도 3에 따른 트랜지스터는 베이스영역(4)으로부터 간격을 두고서 산화층(2)아래로 연장하는 플러그영역(9)을 포함한다.
그러나, 본 발명에 따라, 플러그영역(9)이 베이스영역(4)들은 외부도선에 의해 전기적으로 서로 접속된다.
도 3에 따른 플러그영역(9)에는 또한 도 2의 플러그영역(8)의 수평부(8')와 비슷한 수평부(도시되지 않음)가 제공될 수 있다.
또 다른 실시예(도시되지 않음)에 따라, 플러그영역은 부분적으로 베이스영역(4)을 통해 연장할 수 있고 또한 베이스영역(4) 외측으로 연장할 수 있다.
도 1, 2, 3의 실시예에서, 전압이 콜렉터(6)와 베이스(4) 사이에 인가되면, 플러그영역에 가까운 콜렉터영역의 수평 공핍이 발생되어, 이에 의해 콜렉터와 산화층 사이의 계면에서 축적층이 감소된다.
항복이 베이스 펀치스루우에 의해 야기되면, 베이스영역으로부터의 수평 전기장이 베이스와 콜렉터 사이의 공간전하층을 증가시키게 되어, 따라서 펀치스루우를 지연시킨다.
또한, 항복이 충돌이온화에 의해 야기되는 경우에, 베이스영역으로부터의 전기장 재분산은 낮은 전기장강도가 되어, 따라서 애벌런치 항복스루우가 지연된다.
콜렉터전압을 증가시킴으로써 항복을 지연시키는 것은 트랜지스터를 보호하기 위해 후에 발생하는 전위고저를 위해 충분하게 된다.
도 2에 따른 플러그영역(8, 8)은 도 1 및 3에 따른 플로그영역(7, 9)보다 제조하기 어렵지만, 그러나 모든 플러그영역들은 완전히 공핍된 콜렉터영역으로 트랜지스터가 항복되기 전에 전압동작영역을 증가시키는데 기여한다.
Claims (6)
- -주 표면을 가지는 기판(1),-상기 주 표면상의 산화층(2),-상기 산화층(2)상의, 제 1 전도형의 실리콘층(3),-상기 실리콘층(3)내로 연장하는, 제 2 전도형의 베이스영역(4),-상기 베이스영역(4)내로 연장하는, 제 1 전도형의 에미터영역(5), 및-상기 베이스영역(4)으로부터 수평으로 간격을 두고서 상기 실리콘층(3)내로 연장하는, 제1전도형의 콜렉터영역(6)을 포함하는 이극 실리콘-온-절연체 트랜지스터에 있어서,제2전도형의 플러그영역(8)이 상기 실리콘층(3)을 지나 상기 콜렉터영역(6)의 반대쪽 상기 에미터영역(5)의 상기 산화층(2)까지 연장하고, 상기 플러그영역(8)의 일부(8')가 상기 베이스영역(4)으로부터 간격을 두고서, 상기 에미터영역(5)의 최소 일부 아래에 있는 상기 산화층(2)의 표면을 따라 콜렉터영역(6)쪽으로 수평으로 연장하고, 그리고 상기 플러그영역은 상기 베이스영역(4)에 전기적으로 접속되는 것이 특징인 이극 실리콘-온-절연체 트랜지스터.
- 청구항 1에 있어서, 상기 플러그영역(8)은 적어도 부분적으로 상기 베이스영역(4)을 통해 연장하는 것이 특징인 트랜지스터.
- 청구항 2에 있어서, 상기 플러그영역(8)은 상기 베이스영역(4)을 완전히 통해 연장하는 것이 특징인 트랜지스터.
- 청구항 1에 있어서, 상기 플러그영역은 상기 베이스영역(4)으로부터 간격을 두고서 연장하는 것이 특징인 트랜지스터.
- 청구항 4에 있어서, 상기 플러그영역은 상기 베이스영역(4)에 외부에서 접속되는 것이 특징인 트랜지스터.
- 청구항 1 내지 6중 어느 하나에 있어서, 상기 플러그영역(8)의 일부(8')는 베이스영역(4)의 모서리까지 수평으로 연장하는 것이 특징인 트랜지스터.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9501385-0 | 1995-04-13 | ||
| SE9501385A SE515867C2 (sv) | 1995-04-13 | 1995-04-13 | Bipolär SOI-transistor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19980703869A true KR19980703869A (ko) | 1998-12-05 |
| KR100372035B1 KR100372035B1 (ko) | 2003-06-19 |
Family
ID=20397959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019970707269A KR100372035B1 (ko) | 1995-04-13 | 1996-04-09 | 증가된항복전압을갖는바이폴라절연기판상의실리콘트랜지스터 |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0820645B1 (ko) |
| JP (1) | JP4102434B2 (ko) |
| KR (1) | KR100372035B1 (ko) |
| CN (1) | CN1083162C (ko) |
| AU (1) | AU5351696A (ko) |
| CA (1) | CA2217049A1 (ko) |
| DE (1) | DE69622270T2 (ko) |
| ES (1) | ES2179941T3 (ko) |
| HK (1) | HK1010606A1 (ko) |
| SE (1) | SE515867C2 (ko) |
| WO (1) | WO1996032798A1 (ko) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100565886C (zh) * | 2004-12-28 | 2009-12-02 | Nxp股份有限公司 | 对衬底电压较不敏感的soi器件 |
| FR2978614B1 (fr) | 2011-07-25 | 2014-09-05 | Altis Semiconductor Snc | Substrat semi-conducteur comprenant des zones dopees formant une jonction p-n |
| JP6125866B2 (ja) * | 2013-03-26 | 2017-05-10 | 新日本無線株式会社 | 半導体装置 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4233618A (en) * | 1978-07-31 | 1980-11-11 | Sprague Electric Company | Integrated circuit with power transistor |
| US4766482A (en) * | 1986-12-09 | 1988-08-23 | General Electric Company | Semiconductor device and method of making the same |
| JPH02327A (ja) * | 1987-10-09 | 1990-01-05 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
| US4843448A (en) * | 1988-04-18 | 1989-06-27 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Thin-film integrated injection logic |
| US4902633A (en) * | 1988-05-09 | 1990-02-20 | Motorola, Inc. | Process for making a bipolar integrated circuit |
| US5237193A (en) * | 1988-06-24 | 1993-08-17 | Siliconix Incorporated | Lightly doped drain MOSFET with reduced on-resistance |
| US5262345A (en) * | 1990-01-25 | 1993-11-16 | Analog Devices, Inc. | Complimentary bipolar/CMOS fabrication method |
| JPH0479364A (ja) * | 1990-07-23 | 1992-03-12 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH04213219A (ja) * | 1990-12-07 | 1992-08-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体集積回路 |
| JP2654268B2 (ja) * | 1991-05-13 | 1997-09-17 | 株式会社東芝 | 半導体装置の使用方法 |
-
1995
- 1995-04-13 SE SE9501385A patent/SE515867C2/sv not_active IP Right Cessation
-
1996
- 1996-04-09 CN CN96193285A patent/CN1083162C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1996-04-09 KR KR1019970707269A patent/KR100372035B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1996-04-09 WO PCT/SE1996/000458 patent/WO1996032798A1/en active IP Right Grant
- 1996-04-09 DE DE69622270T patent/DE69622270T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-04-09 CA CA002217049A patent/CA2217049A1/en not_active Abandoned
- 1996-04-09 JP JP53095296A patent/JP4102434B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1996-04-09 ES ES96910275T patent/ES2179941T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1996-04-09 EP EP96910275A patent/EP0820645B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-04-09 AU AU53516/96A patent/AU5351696A/en not_active Abandoned
-
1998
- 1998-10-29 HK HK98111607A patent/HK1010606A1/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4102434B2 (ja) | 2008-06-18 |
| WO1996032798A1 (en) | 1996-10-17 |
| HK1010606A1 (en) | 1999-06-25 |
| ES2179941T3 (es) | 2003-02-01 |
| JPH11503573A (ja) | 1999-03-26 |
| CN1083162C (zh) | 2002-04-17 |
| EP0820645B1 (en) | 2002-07-10 |
| SE9501385L (sv) | 1996-10-14 |
| DE69622270D1 (de) | 2002-08-14 |
| CN1181842A (zh) | 1998-05-13 |
| EP0820645A1 (en) | 1998-01-28 |
| AU5351696A (en) | 1996-10-30 |
| CA2217049A1 (en) | 1996-10-17 |
| KR100372035B1 (ko) | 2003-06-19 |
| SE515867C2 (sv) | 2001-10-22 |
| SE9501385D0 (sv) | 1995-04-13 |
| DE69622270T2 (de) | 2003-02-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0069429B1 (en) | Insulated gate field effect transistor | |
| JP4278721B2 (ja) | 高い逆降伏電圧を有するツェナーダイオード | |
| US5338965A (en) | High voltage structures with oxide isolated source and RESURF drift region in bulk silicon | |
| US6246101B1 (en) | Isolation structure and semiconductor device including the isolation structure | |
| KR20030005385A (ko) | 전계 효과 트랜지스터의 구조 및 제조 방법 | |
| JPH0357614B2 (ko) | ||
| EP0185415B1 (en) | Conductivity-enhanced combined lateral mos/bipolar transistor | |
| US10262997B2 (en) | High-voltage LDMOSFET devices having polysilicon trench-type guard rings | |
| US5327006A (en) | Thin, dielectrically isolated island resident transistor structure having low collector resistance | |
| US5381031A (en) | Semiconductor device with reduced high voltage termination area and high breakdown voltage | |
| US20010040266A1 (en) | Integrated circuit with highly efficient junction insulation | |
| KR100278526B1 (ko) | 반도체 소자 | |
| US6583487B1 (en) | Power component bearing interconnections | |
| JP2003509867A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2005517283A (ja) | ラテラル絶縁ゲートバイポーラトランジスタデバイス | |
| KR19980703869A (ko) | 증가된 항복전압을 가지는 이극 실리콘-온-절연체 트랜지스터 | |
| US6392276B1 (en) | Device for protecting an SOI structure | |
| EP0267768A1 (en) | High voltage drifted-drain MOS transistor | |
| KR0138917B1 (ko) | 반도체 소자 | |
| US6008512A (en) | Semiconductor device with increased maximum terminal voltage | |
| US6043555A (en) | Bipolar silicon-on-insulator transistor with increased breakdown voltage | |
| KR100694327B1 (ko) | 반도체 디바이스 | |
| US6002158A (en) | High breakdown-voltage diode with electric-field relaxation region | |
| KR100241055B1 (ko) | 트렌치-게이트 수평형 절연게이트 바이폴라 트랜지스터 | |
| US5324978A (en) | Semiconductor device having an improved breakdown voltage-raising structure |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130125 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140117 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150116 Year of fee payment: 13 |
|
| EXPY | Expiration of term |