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JP2005167278A - Bipolar transistor and semiconductor device using the same - Google Patents

Bipolar transistor and semiconductor device using the same Download PDF

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JP2005167278A
JP2005167278A JP2005019303A JP2005019303A JP2005167278A JP 2005167278 A JP2005167278 A JP 2005167278A JP 2005019303 A JP2005019303 A JP 2005019303A JP 2005019303 A JP2005019303 A JP 2005019303A JP 2005167278 A JP2005167278 A JP 2005167278A
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JP
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collector
semiconductor device
transistor
high concentration
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Masahiro Sakuragi
正広 櫻木
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Rohm Co Ltd
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Rohm Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bipolar transistor that has a low saturation voltage between the collector and emitter, has a small size, and can be manufactured by a small number of processes, and to provide a semiconductor device in which the bipolar transistor and a MOS transistor are formed on the same substrate. <P>SOLUTION: A high-concentration region 15 for reducing the saturation voltage VCE (sat) between the collector and emitter is formed so that a base region 13 of an NPN transistor 10 is surrounded. The high-concentration region 15 needs not be formed so deep to reach a buried layer 11, thus reducing lateral expansion. When forming a source region 24 and a drain region 25 of an NMOS transistor 20 formed on the same silicon substrate 30 along with the NPN transistor 10, a high-concentration region 15 can be formed in the same process, thus excluding an exclusive diffusion process for forming the high-concentration region 15, and manufacturing a semiconductor device 1 with a small number of processes. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明はバイポーラトランジスタ及び半導体装置に関する。さらに詳しくは、コレクタ−エミッタ間飽和電圧を低減させたバイポーラトランジスタ及びこのバイポーラトランジスとMOSトランジスタとを同一基板上に形成してなる半導体装置に関する。   The present invention relates to a bipolar transistor and a semiconductor device. More specifically, the present invention relates to a bipolar transistor with a reduced collector-emitter saturation voltage and a semiconductor device in which the bipolar transistor and a MOS transistor are formed on the same substrate.

図5にNPNトランジスタとNMOSトランジスタとを同一基板上に形成してなる従来の半導体装置の構造を示す。図5(a)は平面図、図5(b)は断面図である。   FIG. 5 shows a structure of a conventional semiconductor device in which an NPN transistor and an NMOS transistor are formed on the same substrate. 5A is a plan view and FIG. 5B is a cross-sectional view.

NPNトランジスタ80は、P型シリコン基板81内にAs(ヒ素)、Sb(アンチモン)などを含むN+埋込層82を形成し、その上にN−層からなるコレクタ領域83を形成し、コレクタ領域83内にP−層からなるベース領域84を形成し、ベース領域84内にN層からなるエミッタ領域85を形成してなる。コレクタ領域83にはP(リン)を拡散させたN+層からなるコレクタウォール86が形成され、コレクタウォール86内にAsを拡散させたN+層からなるコレクタコンタクト領域87が形成され、コレクタコンタクト領域87の表面にコレクタ電極88が接続されている。コレクタウォール86は、NPNトランジスタ80のコレクタ直列抵抗を低くしてコレクタ−エミッタ間飽和電圧VCE(sat)を低減させるために設けられる。ベース領域84にはP+層からなるベースコンタクト領域89を介してベース電極91が接続されている。エミッタ領域85にはエミッタコンタクト領域92を介してエミッタ電極93が接続されている。94は、素子分離酸化膜層(LOCOS)、95は絶縁膜である。 In the NPN transistor 80, an N + buried layer 82 containing As (arsenic), Sb (antimony), etc. is formed in a P-type silicon substrate 81, and a collector region 83 composed of an N− layer is formed on the N + buried layer 82. A base region 84 made of a P− layer is formed in 83, and an emitter region 85 made of an N layer is formed in the base region 84. A collector wall 86 made of an N + layer in which P (phosphorus) is diffused is formed in the collector region 83, and a collector contact region 87 made of an N + layer in which As is diffused is formed in the collector wall 86. A collector electrode 88 is connected to the surface. The collector wall 86 is provided to reduce the collector series resistance of the NPN transistor 80 and reduce the collector-emitter saturation voltage V CE (sat). A base electrode 91 is connected to the base region 84 via a base contact region 89 made of a P + layer. An emitter electrode 93 is connected to the emitter region 85 via an emitter contact region 92. 94 is an element isolation oxide film layer (LOCOS), and 95 is an insulating film.

NMOSトランジスタ90は、P型シリコン基板81内にAsを拡散させてN+層からなるソース領域96およびドレイン領域97を形成し、ソース領域96とドレイン領域97との中間領域上にSiO2膜からなるゲート絶縁膜98を介してゲート電極99を形成してなる。ゲート電極99の周辺には、P(リン)を拡散させたN−からなるLDD領域100が形成されている。ソース領域96にはソース電極101が接続され、ドレイン領域97にはドレイン電極102が接続されている。   The NMOS transistor 90 diffuses As in the P-type silicon substrate 81 to form a source region 96 and a drain region 97 composed of an N + layer, and a gate composed of a SiO 2 film on an intermediate region between the source region 96 and the drain region 97. A gate electrode 99 is formed through an insulating film 98. Around the gate electrode 99, an LDD region 100 made of N− in which P (phosphorus) is diffused is formed. A source electrode 101 is connected to the source region 96, and a drain electrode 102 is connected to the drain region 97.

上述したように、従来の半導体装置のNPNトランジスタ80には、コレクタ−エミッタ間飽和電圧VCE(sat)を低減させる目的でコレクタウォール86が設けられている。コレクタウォール86は、高濃度不純物熱拡散により埋込層82に到達するほど深く形成されるため、横方向へも広範囲に拡がってしまう。このためコレクタ電極88とベース電極91との間隔が大きくなり、トランジスタサイズが大きくなってしまうという問題があった。また、コレクタウォール86を埋込層82に到達するほど深く形成するためには、コレクタウォール86を形成するための専用の熱拡散工程が必要であるため、NPNトランジスタ80ひいてはNPNトランジスタ80を有する半導体装置の製造工程数の増大を招くという問題があった。 As described above, the NPN transistor 80 of the conventional semiconductor device is provided with the collector wall 86 for the purpose of reducing the collector-emitter saturation voltage V CE (sat). Since the collector wall 86 is formed so deep as to reach the buried layer 82 by high-concentration impurity thermal diffusion, the collector wall 86 extends in a wide range in the lateral direction. For this reason, there is a problem that the distance between the collector electrode 88 and the base electrode 91 is increased, and the transistor size is increased. Further, in order to form the collector wall 86 deep enough to reach the buried layer 82, a dedicated thermal diffusion process for forming the collector wall 86 is required. Therefore, the semiconductor having the NPN transistor 80 and thus the NPN transistor 80 is required. There has been a problem that the number of manufacturing steps of the apparatus is increased.

本発明はこのような状況に鑑みてなされたもので、その目的は、コレクタ−エミッタ間飽和電圧が低く、サイズか小さく、少ない工程数で製造できるバイポーラトランジスタ、およびこのバイポーラトランジスタとMOSトランジスタとを同一基板上に形成してなる半導体装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a bipolar transistor having a low collector-emitter saturation voltage, a small size, and capable of being manufactured in a small number of steps, and the bipolar transistor and the MOS transistor. An object of the present invention is to provide a semiconductor device formed on the same substrate.

上記目的を達成するために、本発明のバイポーラトランジスタは、コレクタ領域内にベース領域を形成し、当該ベース領域内にエミッタ領域を形成してなるバイポーラトランジスタにおいて、前記ベース領域のほぼ全周を囲むようにして、前記ベース領域よりも高濃度のコレクタ−エミッタ間飽和電圧を低減させるための高濃度領域を形成した。 In order to achieve the above object, a bipolar transistor according to the present invention comprises a base region formed in a collector region and an emitter region formed in the base region, and surrounds almost the entire circumference of the base region. Thus, a high concentration region for reducing the collector-emitter saturation voltage having a higher concentration than that of the base region was formed.

この高濃度領域は、ベース領域のほぼ全周を囲むように形成しているため、従来のバイポーラトランジスタにおけるコレクタウォールのように埋込層に到達するほど深く形成することなく、コレクタエミッタ間飽和電圧の低減をはかることができるため、横方向への拡がりを小さくできる。したがって、バイポーラトランジスタのサイズを従来よりも小さくすることができる。また、このバイポーラトランジスタと共に同一基板上に形成される他の素子の製造工程を利用して高濃度領域を形成することができるので、高濃度領域を形成するための専用の拡散工程を省き、少ない工程数でバイポーラトランジスタを製造することができる。   Since this high concentration region is formed so as to surround almost the entire circumference of the base region, the saturation voltage between the collector and the emitter is not formed so as to reach the buried layer like the collector wall in the conventional bipolar transistor. Therefore, the lateral spread can be reduced. Therefore, the size of the bipolar transistor can be made smaller than before. Further, since the high concentration region can be formed by using the manufacturing process of other elements formed on the same substrate together with the bipolar transistor, a dedicated diffusion step for forming the high concentration region is omitted, and there are few. A bipolar transistor can be manufactured by the number of processes.

本発明の半導体装置は、コレクタ領域内にベース領域を形成し、当該ベース領域内にエミッタ領域を形成してなるバイポーラトランジスタとMOSトランジスタとを同一基板上に形成してなる半導体装置において、前記ベース領域のほぼ全周を取り囲むようにして、コレクタ−エミッタ間飽和電圧を低減させるための高濃度領域を形成した。   The semiconductor device of the present invention is a semiconductor device in which a base region is formed in a collector region, and a bipolar transistor and a MOS transistor formed by forming an emitter region in the base region are formed on the same substrate. A high concentration region for reducing the collector-emitter saturation voltage was formed so as to surround almost the entire circumference of the region.

この高濃度領域は、従来のバイポーラトランジスタにおけるコレクタウォールのように埋込層に到達するほど深く形成する必要がないため、横方向への拡がりを小さくできる。したがって、バイポーラトランジスタのサイズを従来よりも小さくすることができる。また、このバイポーラトランジスタと共に同一基板上に形成されるMOSトランジスタの製造工程を利用して高濃度領域を形成することができるので、高濃度領域を形成するための専用の拡散工程を省くことができるため、拡散に伴う熱処理工程を低減することができるため、すでに形成された拡散領域の拡散長の伸びを低減することができ、高精度で信頼性の高い半導体装置を提供することができる。また、拡散工程が1回減るため、少ない工程数で半導体装置を製造することができる。   Since the high concentration region does not need to be formed deep enough to reach the buried layer unlike the collector wall in the conventional bipolar transistor, the lateral spread can be reduced. Therefore, the size of the bipolar transistor can be made smaller than before. In addition, since the high concentration region can be formed by using the manufacturing process of the MOS transistor formed on the same substrate together with the bipolar transistor, a dedicated diffusion step for forming the high concentration region can be omitted. Therefore, since the heat treatment process accompanying diffusion can be reduced, the extension of the diffusion length of the already formed diffusion region can be reduced, and a highly accurate and highly reliable semiconductor device can be provided. Moreover, since the diffusion process is reduced once, the semiconductor device can be manufactured with a small number of processes.

前記高濃度領域は、前記MOSトランジスタのソース領域およびドレイン領域と同一工程で形成してもよい。このように、MOSトランジスタのソース領域およびドレイン領域と同一工程でバイポーラトランジスタのコレクタ−エミッタ間飽和電圧を低減させるための高濃度領域を形成することにより、高濃度領域を形成するための専用の拡散工程を省き、少ない工程数で半導体装置を製造することができる。   The high concentration region may be formed in the same process as the source region and drain region of the MOS transistor. In this way, by forming the high concentration region for reducing the collector-emitter saturation voltage of the bipolar transistor in the same process as the source region and drain region of the MOS transistor, a dedicated diffusion for forming the high concentration region is formed. A process can be omitted and a semiconductor device can be manufactured with a small number of processes.

前記高濃度領域は、前記MOSトランジスタのソース領域およびドレイン領域に設けられた静電破壊対策用の領域と同一工程で形成されることが望ましい。このように、MOSトランジスタの静電破壊対策用の領域と同一工程でバイポーラトランジスタのコレクタ−エミッタ間飽和電圧を低減させるための高濃度領域を形成することにより、高濃度領域を形成するための専用の拡散工程を省き、少ない工程数で半導体装置を製造することができる。   The high concentration region is preferably formed in the same process as a region for countermeasures against electrostatic breakdown provided in a source region and a drain region of the MOS transistor. Thus, by forming the high concentration region for reducing the collector-emitter saturation voltage of the bipolar transistor in the same process as the region for countermeasures against electrostatic breakdown of the MOS transistor, a dedicated region for forming the high concentration region is formed. Thus, the semiconductor device can be manufactured with a small number of steps.

前記高濃度領域は、前記MOSトランジスタのソース領域およびドレイン領域に設けられた静電破壊対策用の領域と同一工程で形成される第1領域と、前記MOSトランジスタのソース領域およびドレイン領域と同一工程で形成される第2領域とからなることが望ましい。このように、MOSトランジスタの静電破壊対策用の領域と同一工程で形成された第1領域と、ソース領域およびドレイン領域と同一工程で形成された第2領域とでバイポーラトランジスタのコレクタ−エミッタ間飽和電圧を低減させるための高濃度領域を構成することによっても、半導体装置を従来よりも少ない工程数で製造することができる。   The high-concentration region includes a first region formed in the same process as a region for preventing electrostatic breakdown provided in a source region and a drain region of the MOS transistor, and the same process as a source region and a drain region of the MOS transistor. It is desirable that the second region formed by Thus, between the collector and emitter of the bipolar transistor, the first region formed in the same process as the region for countermeasures against electrostatic breakdown of the MOS transistor and the second region formed in the same process as the source region and the drain region. Also by configuring a high concentration region for reducing the saturation voltage, the semiconductor device can be manufactured with a smaller number of processes than in the prior art.

以上説明したように、本発明のバイポーラトランジスタは、バイポーラトランジスタのベース領域のほぼ全周を囲むようにして、コレクタ−エミッタ間飽和電圧を低減させるための高濃度領域を形成したので、トランジスタサイズを増大させることなくコレクタ−エミッタ間飽和電圧を低減させることができる。また、このバイポーラトランジスタと共に同一基板上に形成される他の素子の製造工程を利用して高濃度領域を形成することができるので、高濃度領域を形成するための専用の拡散工程を省き、少ない工程数で製造することができる。   As described above, in the bipolar transistor of the present invention, the high concentration region for reducing the collector-emitter saturation voltage is formed so as to surround the entire circumference of the base region of the bipolar transistor, so that the transistor size is increased. Without this, the collector-emitter saturation voltage can be reduced. Further, since the high concentration region can be formed by using the manufacturing process of other elements formed on the same substrate together with the bipolar transistor, a dedicated diffusion step for forming the high concentration region is omitted, and there are few. It can be manufactured with the number of steps.

本発明の半導体装置は、バイポーラトランジスタのベース領域のほぼ全周を囲むようにして、コレクタ−エミッタ間飽和電圧を低減させるための高濃度領域を形成したので、トランジスタサイズを増大させることなくコレクタ−エミッタ間飽和電圧を低減させることができる。また、バイポーラトランジスタと共に同一基板上に形成されるMOSトランジスタの製造工程を利用して高濃度領域を形成することができるので、高濃度領域を形成するための専用の拡散工程が不要となり拡散に伴い熱処理工程が少なくなるため、高精度で信頼性の高い半導体装置を、少ない工程数で製造することができる。   In the semiconductor device of the present invention, a high concentration region for reducing the collector-emitter saturation voltage is formed so as to surround almost the entire circumference of the base region of the bipolar transistor, so that the collector-emitter region is not increased without increasing the transistor size. The saturation voltage can be reduced. In addition, since the high concentration region can be formed by using the manufacturing process of the MOS transistor formed on the same substrate together with the bipolar transistor, a dedicated diffusion step for forming the high concentration region is not necessary and accompanying the diffusion. Since the number of heat treatment steps is reduced, a highly accurate and highly reliable semiconductor device can be manufactured with a small number of steps.

つぎに、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1(a)は本発明にかかる半導体装置の第1の実施の形態を示す平面図、図1(b)は断面図である。この半導体装置1は、NPNトランジスタ10とNMOSトランジスタ20とを同一シリコン基板30上に形成してなる。   1A is a plan view showing a first embodiment of a semiconductor device according to the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view. This semiconductor device 1 is formed by forming an NPN transistor 10 and an NMOS transistor 20 on the same silicon substrate 30.

NPNトランジスタ10は、P型シリコン基板30内にAs(ヒ素)、Sb(アンチモン)などを拡散させてN+埋込層11を形成し、その上にN−層からなるコレクタ領域12を形成し、コレクタ領域12内にP−層からなるベース領域13を形成し、ベース領域13内にN層からなるエミッタ領域14を形成してなる。   The NPN transistor 10 diffuses As (arsenic), Sb (antimony), etc. in a P-type silicon substrate 30 to form an N + buried layer 11, and forms a collector region 12 composed of an N− layer thereon. A base region 13 made of a P− layer is formed in the collector region 12, and an emitter region 14 made of an N layer is formed in the base region 13.

コレクタ領域12には、ベース領域13の全周を完全に取り囲むようにして、コレクタ−エミッタ間飽和電圧VCE(sat)を低減させるための高濃度領域15が形成され、高濃度領域15にコレクタ電極16が接続されている。高濃度領域15は、As(ヒ素)を拡散させたN+層からなる。 A high concentration region 15 for reducing the collector-emitter saturation voltage V CE (sat) is formed in the collector region 12 so as to completely surround the entire circumference of the base region 13. The electrode 16 is connected. The high concentration region 15 is composed of an N + layer in which As (arsenic) is diffused.

ベース領域13にはP+層からなるベースコンタクト領域17が形成され、ベースコンタクト領域17の表面にベース電極18が接続されている。エミッタ領域14にはエミッタコンタクト領域19を介してエミッタ電極21が接続されている。22は、素子分離酸化膜層(LOCOS)、23は絶縁膜である。   A base contact region 17 made of a P + layer is formed in the base region 13, and a base electrode 18 is connected to the surface of the base contact region 17. An emitter electrode 21 is connected to the emitter region 14 via an emitter contact region 19. 22 is an element isolation oxide film layer (LOCOS), and 23 is an insulating film.

NMOSトランジスタ20は、P型シリコン基板30内にAsを拡散させてN+層からなるソース領域24およびドレイン領域25を形成し、ソース領域24とドレイン領域25との中間領域上にはSiO2膜からなるゲート絶縁膜26を介してゲート電極27を形成してなる。ゲート電極27の周辺には、P(リン)を拡散させたN−層からなる低濃度拡散領域(LDD)領域28が形成されている。ソース領域24にはソース電極31が接続され、ドレイン領域25にはドレイン電極32が接続されている。   The NMOS transistor 20 diffuses As in the P-type silicon substrate 30 to form a source region 24 and a drain region 25 made of an N + layer, and is made of an SiO 2 film on an intermediate region between the source region 24 and the drain region 25. A gate electrode 27 is formed through a gate insulating film 26. Around the gate electrode 27, a low concentration diffusion region (LDD) region 28 made of an N− layer in which P (phosphorus) is diffused is formed. A source electrode 31 is connected to the source region 24, and a drain electrode 32 is connected to the drain region 25.

高濃度領域15は、NMOSトランジスタ20のソース領域24およびドレイン領域25を形成する際に同一工程で形成される。すなわち、P型シリコン基板30内にAsを拡散させてN+層からなるソース領域24およびドレイン領域25を形成する際、コレクタ領域12内にソース領域24およびドレイン領域25と同濃度のAs(ヒ素)を拡散させてN+層からなる高濃度領域15が形成される。   The high concentration region 15 is formed in the same process when the source region 24 and the drain region 25 of the NMOS transistor 20 are formed. That is, when As is diffused in the P-type silicon substrate 30 to form the source region 24 and the drain region 25 made of the N + layer, As (arsenic) having the same concentration as the source region 24 and the drain region 25 in the collector region 12 is formed. Is diffused to form a high concentration region 15 made of an N + layer.

この高濃度領域15は、図5に示した従来構造のNPNトランジスタ80におけるコレクタウォール86のように埋込層82(11)に到達するほど深く形成する必要がないため、横方向への拡がりを小さくできる。したがって、NPNトランジスタ10のサイズを従来よりも小さくすることができる。   The high concentration region 15 does not need to be formed deep enough to reach the buried layer 82 (11) like the collector wall 86 in the NPN transistor 80 having the conventional structure shown in FIG. Can be small. Therefore, the size of the NPN transistor 10 can be made smaller than before.

また、NMOSトランジスタ20のソース領域24およびドレイン領域25の形成工程を利用してNPNトランジスタ10のコレクタ−エミッタ間飽和電圧VCE(sat)を低減させるための高濃度領域15を形成したことにより、高濃度領域15を形成するための専用の拡散工程を省き、少ない工程数で半導体装置1を製造することができる。 Further, by forming the high concentration region 15 for reducing the collector-emitter saturation voltage V CE (sat) of the NPN transistor 10 by using the process of forming the source region 24 and the drain region 25 of the NMOS transistor 20, The semiconductor device 1 can be manufactured with a small number of processes by omitting a dedicated diffusion process for forming the high concentration region 15.

また、高濃度領域15は、寄生トランジスタの形成を防止するガードリングとしても機能する。   The high concentration region 15 also functions as a guard ring that prevents formation of parasitic transistors.

図2は本発明にかかる半導体装置の第2の実施の形態を示す断面図である。この半導体装置2は、NPNトランジスタ40とNMOSトランジスタ50とを同一シリコン基板30上に形成してなる。図1の半導体装置1と異なるのは、NPNトランジスタ40のコレクタ領域12に形成された高濃度領域41がAs(ヒ素)よりも拡散係数の大きいP(リン)を拡散させたN+層からなる点、並びにNMOSトランジスタ50のソース領域24およびドレイン領域25にP(リン)を拡散させてなる静電破壊対策用の領域51が形成されている点である。   FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the semiconductor device according to the present invention. In the semiconductor device 2, an NPN transistor 40 and an NMOS transistor 50 are formed on the same silicon substrate 30. 1 differs from the semiconductor device 1 of FIG. 1 in that the high concentration region 41 formed in the collector region 12 of the NPN transistor 40 is composed of an N + layer in which P (phosphorus) having a diffusion coefficient larger than As (arsenic) is diffused. In addition, an electrostatic breakdown countermeasure region 51 is formed by diffusing P (phosphorus) in the source region 24 and the drain region 25 of the NMOS transistor 50.

高濃度領域41は、NMOSトランジスタ50の静電破壊対策用の領域51を形成する際に同一工程で形成される。すなわち、P型シリコン基板30内にP(リン)を拡散させてN+層からなる静電破壊対策用の領域51を形成する際、コレクタ領域12内に静電破壊対策用の領域51と同濃度のP(リン)を拡散させてN+層からなる高濃度領域41が形成される。   The high concentration region 41 is formed in the same process when the region 51 for countermeasures against electrostatic breakdown of the NMOS transistor 50 is formed. That is, when P (phosphorus) is diffused in the P-type silicon substrate 30 to form an N + layer countermeasure 51 for electrostatic breakdown, the same concentration as the electrostatic breakdown countermeasure 51 in the collector region 12 is formed. P (phosphorus) is diffused to form a high concentration region 41 made of an N + layer.

このように、NMOSトランジスタ50の静電破壊対策用の領域51の形成工程を利用してNPNトランジスタ40のコレクタ−エミッタ間飽和電圧VCE(sat)を低減させるための高濃度領域41を形成することにより、高濃度領域41を形成するための専用の拡散工程を省き、少ない工程数で半導体装置2を製造することができる。 Thus, the high concentration region 41 for reducing the collector-emitter saturation voltage V CE (sat) of the NPN transistor 40 is formed by using the step of forming the region 51 for countermeasures against electrostatic breakdown of the NMOS transistor 50. As a result, a dedicated diffusion step for forming the high concentration region 41 can be omitted, and the semiconductor device 2 can be manufactured with a small number of steps.

図3は本発明にかかる半導体装置の第3の実施の形態を示す断面図である。この半導体装置3は、NPNトランジスタ60とNMOSトランジスタ70とを同一シリコン基板30上に形成してなる。図2の半導体装置2と異なるのは、NPNトランジスタ60のコレクタ領域12に形成された高濃度領域61がP(リン)を拡散させたN+層からなる第1領域61Aと、As(ヒ素)を拡散させたN+層からなる第2領域61Bとで構成されている点である。   FIG. 3 is a sectional view showing a third embodiment of the semiconductor device according to the present invention. This semiconductor device 3 is formed by forming an NPN transistor 60 and an NMOS transistor 70 on the same silicon substrate 30. 2 differs from the semiconductor device 2 of FIG. 2 in that a high concentration region 61 formed in the collector region 12 of the NPN transistor 60 includes a first region 61A composed of an N + layer in which P (phosphorus) is diffused, and As (arsenic). The second region 61B is made of a diffused N + layer.

高濃度領域61の第1領域61Aは、NMOSトランジスタ70の静電破壊対策用の領域51を形成する際同一工程で形成され、第2領域61Bは、ソース領域24およびドレイン領域25を形成する際に同一工程で形成される。すなわち、P型シリコン基板30内にP(リン)を拡散させてN+層からなる静電破壊対策用の領域51を形成する際、コレクタ領域12内に静電破壊対策用の領域51と同濃度のP(リン)を拡散させてN+層からなる第1領域61Aが形成され、静電破壊対策用の領域51内にAsを拡散させてN+層からなるソース領域24およびドレイン領域25を形成する際、第1領域61A内にソース領域24およびドレイン領域25と同濃度のAsを拡散させてN+層からなる第2領域61Bが形成される。   The first region 61A of the high concentration region 61 is formed in the same process when forming the region 51 for countermeasure against electrostatic breakdown of the NMOS transistor 70, and the second region 61B is formed when forming the source region 24 and the drain region 25. Are formed in the same process. That is, when P (phosphorus) is diffused in the P-type silicon substrate 30 to form an N + layer countermeasure 51 for electrostatic breakdown, the same concentration as the electrostatic breakdown countermeasure 51 in the collector region 12 is formed. First region 61A made of N + layer is formed by diffusing P (phosphorus), and As is diffused in region 51 for countermeasure against electrostatic breakdown to form source region 24 and drain region 25 made of N + layer. At this time, As of the same concentration as the source region 24 and the drain region 25 is diffused in the first region 61A, thereby forming a second region 61B made of an N + layer.

このように、NMOSトランジスタ70の静電破壊対策用の領域51の形成工程並びにソース領域24およびドレイン領域25の形成工程を利用して、NPNトランジスタ40のコレクタ−エミッタ間飽和電圧VCE(sat)を低減させるための高濃度領域61を形成することにより、高濃度領域61を形成するための専用の拡散工程を省き、少ない工程数で半導体装置3を製造することができる。 As described above, the collector-emitter saturation voltage V CE (sat) of the NPN transistor 40 is obtained by using the formation process of the electrostatic breakdown countermeasure region 51 of the NMOS transistor 70 and the formation process of the source region 24 and the drain region 25. By forming the high concentration region 61 for reducing the above, it is possible to omit the dedicated diffusion step for forming the high concentration region 61 and to manufacture the semiconductor device 3 with a small number of steps.

図4に、図5に示した従来構造のNPNトランジスタと図1〜図3に示した実施の形態の構造のNPNトランジスタとにおけるコレクタ−エミッタ間抵抗特性(VCE(sat)/IC)、すなわちコレクタ電流ICに対するコレクタ−エミッタ間飽和電圧VCE(sat)の変化特性の測定結果を示す。この測定結果から分かるように、曲線bに示すように、第1の実施の形態の場合は、従来構造の場合(曲線c)よりもコレクタ電流ICの値が大きくなると若干抵抗値が大きくなるが、全体的には従来構造の場合とほぼ同じ特性を示している。第2および第3の実施の形態の場合は、曲線dに示すように、コレクタ電流ICの値が大きくなるほど従来構造の場合よりも抵抗値が小さくなる。ここで曲線aは従来構造でコレクタウォールも形成しない場合の電流―電圧特性を示す図である。 4 shows collector-emitter resistance characteristics (V CE (sat) / I C ) in the NPN transistor having the conventional structure shown in FIG. 5 and the NPN transistor having the structure of the embodiment shown in FIGS. That is, the measurement result of the change characteristic of the collector-emitter saturation voltage V CE (sat) with respect to the collector current I C is shown. As can be seen from the measurement result, as shown by the curve b, in the case of the first embodiment, the resistance value increases slightly when the collector current I C becomes larger than in the case of the conventional structure (curve c). However, the overall characteristics are almost the same as those of the conventional structure. In the case of the second and third embodiments, as indicated by the curve d, the resistance value becomes smaller as the collector current I C becomes larger than in the conventional structure. Here, the curve a is a diagram showing the current-voltage characteristics when the collector wall is not formed in the conventional structure.

なお、上記の実施の形態では、NPNトランジスタのコレクタ−エミッタ間飽和電圧VCE(sat)を低減させるための高濃度領域を、ベース領域13の全周を完全に取り囲むようにして形成したが、一部を欠いて形成してもよい。 In the above embodiment, the high concentration region for reducing the collector-emitter saturation voltage V CE (sat) of the NPN transistor is formed so as to completely surround the entire circumference of the base region 13. It may be formed without a part.

また、上記の実施の形態では、NPNトランジスタとNMOSトランジスタとを同一基板上に形成してなる半導体装置について説明したが、本発明はPNPトランジスタとPMOSトランジスタとを同一基板上に形成してなる半導体装置にも適用できる。その場合、上記実施の形態で説明したドーパントの型および各領域の導電型がすべて逆になるだけである。   In the above embodiment, the semiconductor device in which the NPN transistor and the NMOS transistor are formed on the same substrate has been described. However, the present invention is a semiconductor in which the PNP transistor and the PMOS transistor are formed on the same substrate. It can also be applied to devices. In that case, the dopant type and the conductivity type of each region described in the above embodiment are all reversed.

以上説明したように、本発明のバイポーラトランジスタは、このバイポーラトランジスタと共に同一基板上に形成される他の素子の製造工程を利用して高濃度領域を形成することができ、高濃度領域を形成するための専用の拡散工程を省き、少ない工程数で製造することができることから、集積回路内の種々のデバイスに適用可能である。   As described above, the bipolar transistor of the present invention can form a high concentration region by using a manufacturing process of another element formed on the same substrate together with the bipolar transistor, thereby forming the high concentration region. Therefore, it can be manufactured with a small number of steps without using a dedicated diffusion step, and thus can be applied to various devices in an integrated circuit.

(a)は本発明にかかる半導体装置の第1の実施の形態を示す平面図、図1(b)は断面図である。(A) is a top view which shows 1st Embodiment of the semiconductor device concerning this invention, FIG.1 (b) is sectional drawing. 本発明にかかる半導体装置の第2の実施の形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 2nd Embodiment of the semiconductor device concerning this invention. 本発明にかかる半導体装置の第3の実施の形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 3rd Embodiment of the semiconductor device concerning this invention. コレクタ−エミッタ間抵抗特性(VCE(sat)/IC)の測定結果を示す図である。Collector - is a graph showing measurement results of the emitter resistance characteristic (V CE (sat) / I C). (a)は従来の半導体装置の構造を示す平面図、(b)は断面図である。(A) is a top view which shows the structure of the conventional semiconductor device, (b) is sectional drawing.

符号の説明Explanation of symbols

1:半導体装置
2:半導体装置
3:半導体装置
10:NPNトランジスタ(バイポーラトランジスタ)
11:埋込層
12:コレクタ領域
13:ベース領域
14:エミッタ領域
15:高濃度領域
16:コレクタ電極
18:ベース電極
20:NMOSトランジスタ(MOSトランジスタ)
21:エミッタ電極
24:ソース領域
25:ドレイン領域
27:ゲート電極
30:シリコン基板
31:ソース電極
32:ドレイン電極
40:NPNトランジスタ(バイポーラトランジスタ)
41:高濃度領域
50:NMOSトランジスタ(MOSトランジスタ)
51:静電破壊対策用の領域
60:NPNトランジスタ(バイポーラトランジスタ)
61:高濃度領域
61A:第1領域
61B:第2領域
70:NMOSトランジスタ(MOSトランジスタ)
1: Semiconductor device 2: Semiconductor device 3: Semiconductor device 10: NPN transistor (bipolar transistor)
11: buried layer 12: collector region 13: base region 14: emitter region 15: high concentration region 16: collector electrode 18: base electrode 20: NMOS transistor (MOS transistor)
21: Emitter electrode 24: Source region 25: Drain region 27: Gate electrode 30: Silicon substrate 31: Source electrode 32: Drain electrode 40: NPN transistor (bipolar transistor)
41: High concentration region 50: NMOS transistor (MOS transistor)
51: Area for countermeasures against electrostatic breakdown 60: NPN transistor (bipolar transistor)
61: High concentration region 61A: First region 61B: Second region 70: NMOS transistor (MOS transistor)

Claims (5)

コレクタ領域内にベース領域を形成し、当該ベース領域内にエミッタ領域を形成してなるバイポーラトランジスタにおいて、
前記ベース領域のほぼ全周を囲むように、コレクタ−エミッタ間飽和電圧を低減させるために前記ベース領域よりも高濃度である高濃度領域を形成したことを特徴とするバイポーラトランジスタ。
In a bipolar transistor in which a base region is formed in a collector region and an emitter region is formed in the base region,
A bipolar transistor characterized in that a high concentration region having a higher concentration than the base region is formed so as to reduce a collector-emitter saturation voltage so as to surround substantially the entire circumference of the base region.
コレクタ領域内にベース領域を形成し、当該ベース領域内にエミッタ領域を形成してなるバイポーラトランジスタとMOSトランジスタとを同一基板上に形成してなる半導体装置において、
前記ベース領域のほぼ全周を囲むようにして、コレクタ−エミッタ間飽和電圧を低減させるために、前記ベース領域よりも高濃度の高濃度領域を形成したことを特徴とする半導体装置。
In a semiconductor device in which a base region is formed in a collector region and an emitter region is formed in the base region and a bipolar transistor and a MOS transistor are formed on the same substrate,
A semiconductor device characterized in that a high-concentration region having a higher concentration than the base region is formed so as to reduce the collector-emitter saturation voltage so as to surround substantially the entire circumference of the base region.
前記高濃度領域は、前記MOSトランジスタのソース領域およびドレイン領域と同一工程で形成されたものであることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 2, wherein the high concentration region is formed in the same process as the source region and the drain region of the MOS transistor. 前記高濃度領域は、前記MOSトランジスタのソース領域およびドレイン領域に設けられた静電破壊対策用の領域と同一工程で形成されたものであることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。   3. The semiconductor device according to claim 2, wherein the high concentration region is formed in the same process as a region for countermeasures against electrostatic breakdown provided in a source region and a drain region of the MOS transistor. 前記高濃度領域は、前記MOSトランジスタのソース領域およびドレイン領域に設けられた静電破壊対策用の領域と同一工程で形成された第1領域と、前記MOSトランジスタのソース領域およびドレイン領域と同一工程で形成された第2領域とからなることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。   The high-concentration region includes a first region formed in the same process as a region for countermeasures against electrostatic breakdown provided in a source region and a drain region of the MOS transistor, and the same process as a source region and a drain region of the MOS transistor. The semiconductor device according to claim 2, comprising: a second region formed by:
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