JPH05121418A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH05121418A
JPH05121418A JP27762591A JP27762591A JPH05121418A JP H05121418 A JPH05121418 A JP H05121418A JP 27762591 A JP27762591 A JP 27762591A JP 27762591 A JP27762591 A JP 27762591A JP H05121418 A JPH05121418 A JP H05121418A
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JP
Japan
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type
pnp
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collector
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Application number
JP27762591A
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English (en)
Inventor
Yasuo Noguchi
靖夫 野口
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】CVD酸化膜をバイポーラトランジスタの絶縁
膜として用いる場合、CVD酸化膜中に蓄積される電荷
により表面再結合電流が増大し、低電流側でhFEが低下
することを防ぐ。 【構成】CVD酸化膜を素子内活性領域上から除去し、
外部のエピタキシャル層上および絶縁分離帯上にのみ形
成することにより、ベース表面再結合電流増大を防ぐこ
とができ、低電流側でのhFEの低下をなくすことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関し、特に
バイポーラ集積回路用のトランジスタに関する。
【0002】
【従来の技術】先ず従来技術による40V以上の高耐圧
横方向PNPトランジスタ(以下L−PNP Tr.と
記す)について、図3(a)の平面図および、そのC−
C′断面図である図3(b)を参照して説明し、次に従
来技術による40V以上の高耐圧縦方向PNPトランジ
スタ(以下V−PNP Tr.と記す)について、図4
(a)の平面図および、そのD−D′断面図である図4
(b)を参照して説明する。
【0003】バイポーラトランジスタの耐圧は一般にエ
ミッタ−コレクタ間の耐圧(以下BVCEO と記す)で保
証される。BVCEO >40Vを満たすには、先ずL−P
NPTr.のベース層となるエピタキシャル層4の比抵
抗を3〜5Ω・cm、厚さ8〜12μmに選ぶ。次に通
常縦型NPNトランジスタの高濃度P型外部ベース(図
示せず)と同時に形成されるL−PNPTr.のエミッ
タ9a,コレクタ9bの条件を決める。半導体集積回路
の高速化・高集積化にともない、接合が浅くなっている
ため、例えばボロンをイオン注入して、接合浅さ1〜2
μmに形成される。また、パンチスルー防止のため、エ
ミッタ・コレクタ間距離、すなわちベース幅は10〜1
5μm必要とされる。逆方向リーク電流を減少させるた
め、エミッタ接地電流増幅率(以下hFEと記す)を下け
るように、N型拡散6を(エミッタ層9aを含んで)ベ
ースの一部として表面濃度約1016cm-3、深さ約3〜
5μmにて形成する。コレクタ・ベース接合の表面での
電界集中を防ぐため、コレクタ拡散層9bの内側および
外側をコレクタ電極となるアルミ配線15cで覆ってい
る。さらに、P+ 型のコレクタ拡散層9bと絶縁拡散層
5aとの間ではN- 型エピタキシャル層4表面のP型反
転電圧を40V以上確保する必要がある。そのため、厚
さ約1〜2μmのフィールド酸化膜7の上にエピタキシ
ャル層と同電位の多結晶シリコン層12aがシールド用
として形成されている。この多結晶シリコン層12aは
例えばヒ素をイオン注入して導電性を持たせているの
で、アルミ配線15a〜15cとの間に絶縁膜が必要に
なる。この絶縁膜として、CVD法による酸化膜14が
約3000〜6000オングストロームの厚さで形成さ
れる。従来は、図3(a),(b)に示すように、エミ
ッタ,ベース,コレクタのそれぞれのコンタクト11
a,11b,11cの周囲約1〜2μm以外はすべてこ
のCVD酸化膜14で覆うような構造をしていた。
【0004】同様に、V−PNP Tr.に関しても、
図4(a),(b)に示すように、エミッタ,ベース,
コレクタおよびエピタキシャル層のそれぞれのコンタク
ト11a,11b,11cおよび11dの周辺約1〜2
μm以外はすべてCVD酸化膜14で覆う構造であっ
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この従来のL−PNP
Tr.およびV−PNP Tr.では、CVD酸化膜
14がトランジスタの各コンタクト部以外全面を覆って
いたため、アルミのスパッタリングやドライエッチ時に
おいてCVD酸化膜14中に発生する電荷を多く蓄積し
ていた。この蓄積電荷はその直下のシリコン表面に再結
合中心を誘発する。特に、ベース領域となるエピタキシ
ャル層4の表面に再結合中心が多くあれば、表面での再
結合電流がベース電流の増大をもたらし、図5にあるh
FEのコレクタ電流IC 依存性のグラフにて、低電流側で
のhFE低下を引き起こすという欠点があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
第1導電型の半導体基板の一主面上に第2導電型のエピ
タキシャル層が形成され、前記エピタキシャル層表面に
第1導電型の第1領域と前記第1領域と重なることなく
前記第1領域を取り囲む第1導電型の導2領域とが形成
され、絶縁膜の一部としてCVD法による酸化膜が少な
くとも前記第1領域と前記第2領域とで囲まれた前記エ
ピタキシャル層上を除いた表面上に形成されることを特
徴とするものである。
【0007】
【実施例】本発明の第1の実施例であるL−PNP T
r.について、図1(a)の平面図および、そのA−
A′断面図である図1(b)を参照して説明する。
【0008】比抵抗1〜5Ω・cmのP- 型シリコン基
板1に層抵抗20〜50Ω/□のN+ 型埋込層2および
100〜300Ω/□のP+ 型埋込層3aが形成されて
いる。N+ 型埋込層2はアンチモンまたはヒ素を拡散し
て形成され、L−PNP Tr.のベースの一部とし
て、エミッタ電流やコレクタ電流がシリコン基板1へ洩
れるのを抑える効果がある。P+ 型埋込層3aはP+
拡散層5aとともにボロンの拡散やイオン注入で形成さ
れ、隣接素子間の絶縁分離帯となっている。N- 型エピ
タキシャル層4は比抵抗3〜5Ω・cm、厚さ8〜12
μmで、L−PNP Tr.のベース層を構成してい
る。N型拡散層6は例えばリンを加速エネルギー100
〜150keV、ドーズ量1〜3×1013cm-2イオン
注入して形成され、ベース層の一部を構成している。P
+ 型拡散層9a,9bはそれぞれエミッタおよびコレク
タとなり、例えばボロンを加速エネルギー30〜50k
eV、ドーズ量1〜3×1015cm-2イオン注入するこ
とにより同時に形成している。なお、エミッタ拡散層9
aはN型拡散層6に完全に含まれている。絶縁膜として
厚さ1〜2μmのフィールド酸化膜7が絶縁分離帯3
a,5a上およびそれより内側のエピタキシャル層4の
一部まで形成されている。L−PNP Tr.の活性領
域上には厚さ500〜1000オングストロームの熱酸
化膜8が形成されている。全面に厚さ1000〜200
0オングストロームのLPCVD窒化膜10が覆ってい
る。ベースのコンタクト11bには多結晶シリコン層1
2aが形成されており、これに例えばヒ素をイオン注入
した後、アニールすることにより、表面濃度1020〜1
21cm-3、深さ1000〜2000オングストローム
のN+ 型拡散層13aを形成している。このN+ 型拡散
層13aは通常縦型NPNトランジスタの浅いエミッタ
(図示せず)と同時に形成される。多結晶シリコン層1
2aはコンタクト11bから延長され、絶縁拡散層5a
とコレクタ拡散層9bとの間のエピタキシャル層4上を
覆うように配されている。絶縁膜としてのCVD酸化膜
14は素子内活性領域上には形成されず、外側の多結晶
シリコン層12aを覆うのみとなっている。エミッタ,
コレクタそれぞれの電極は、コンタクト11a,11c
を介してアルミ配線15a,15cで構成されている。
ベース電極は多結晶シリコン層12aを介してアルミ配
線15bで構成されている。エミッタ配線15aはエミ
ッタ拡散層9aの外側まで覆っているが、コレクタ拡散
層9b上までは伸びていない。一方、コレクタ配線15
bはコレクタ拡散層9bの内側・外側ともに覆ってい
る。
【0009】次に、本発明の第2の実施例であるV−P
NP Tr.について、図2(a)の平面図および、そ
のB−B′断面図である図2(b)を参照して説明す
る。前述のL−PNP Tr.と重複する部分の説明は
省く。P+ 型埋込層3bは絶縁分離帯の3aと同時に形
成されてV−PNP Tr.のコレクタの一部となるも
ので、N+ 型埋込層2に完全に含まれ、シリコン基板1
とはフローティングになっている。P+ 型拡散層5bは
絶縁分離帯の5aと同時に形成されてP+ 型埋込層3b
に連結され、コレクタの一部となっている。P+ 型拡散
層5bで取り囲まれた内部のエピタキシャル層4および
N型拡散層6がベースとなっており、ベースコンタクト
層13aは多結晶シリコン層12bを介して浅く、高濃
度に形成されている。P+ 型拡散層9aがエミッタ層を
形成している。ベースコンタクト層13aを形成する多
結晶シリコン層12bはベースコンタクト11b上にの
み形成されており、表面反転防止のためのシールドとし
ては、P+型拡散層5b外側のエピタキシャル層4につ
ながるコンタクト11d上の多結晶シリコン層12aに
よって構成されている。絶縁膜としてのCVD酸化膜1
4はL−PNP Tr.と同様、素子内活性領域上には
形成されず、外側の多結晶シリコン層12aを覆うのみ
となっている。
【0010】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、CVD酸
化膜14がL−PNP Tr.およびV−PNP T
r.の素子内活性領域上、特にベース層上に形成されて
いないため、発生電荷の蓄積が生じず、よってシリコン
表面に再結合中心の誘発も起きず、ベース電流の増大が
防げる。したがって図5に示すように、低電流側でhFE
の低下をなくすことができ、特性の向上を図ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の第1の実施例であるL−PN
P Tr.を示す平面図である。(b)は(a)のA−
A′断面図である。
【図2】(a)は本発明の第2の実施例であるV−PN
P Tr.を示す平面図である。(b)は(a)のB−
B′断面図である。
【図3】(a)は従来技術によるL−PNP Tr.を
示す平面図である。(b)は(a)のC−C′断面図で
ある。
【図4】(a)は従来技術によるV−PNP Tr.を
示す平面図である。(b)は(a)のD−D′断面図で
ある。
【図5】トランジスタのhFEのIC 依存性。
【符号の説明】
1 P- 型シリコン基板 2 N+ 型埋込層 3a,3b P+ 型埋込層 4 N- 型エピタキシャル層 5a,5b P+ 型拡散層 6 N型拡散層 9a,9b P+ 型拡散層 13a,13b N+ 型拡散層 7,8,14 酸化膜 10 窒化膜 11a〜11d コンタクト 12a,12b 多結晶シリコン層 15a〜15d アルミ配線

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1導電型の半導体基板の一主面上に第
    2導電型のエピタキシャル層が形成され、前記エピタキ
    シャル層表面に第1導電型の導1領域と前記第1領域と
    重なることなく前記第1領域を取り囲む第1導電型の第
    2領域とが形成され、絶縁膜の一部としてCVD法によ
    る酸化膜が少なくとも前記第1領域と前記第2領域とで
    囲まれた前記エピタキシャル層上を除いた表面上に形成
    されることを特徴とする半導体装置。
JP27762591A 1991-10-24 1991-10-24 半導体装置 Pending JPH05121418A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000188296A (ja) * 1998-12-22 2000-07-04 Sony Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2003533886A (ja) * 2000-05-16 2003-11-11 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 半導体電力構成素子

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Effective date: 20001219