JPH0217673A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野〕
バイポーラトランジスタと、そのコレクターベース間を
クランプする接合型電界効果トランジスタと有する半導
体装置及びその製造方法に関する(発明の概要〕
本発明は、バイポーラトランジスタのスイッチング遅れ
の改善のために、バイポーラトランジスタとそのコクレ
ターベース間をクランプする接合型電界効果トランジス
タを有してなる半導体装置において、バイポーラトラン
ジスタのベース電極取出し領域及び接合型電界効果トラ
ンジスタのゲート領域を夫々と同導電形不純物を含有す
る半導体層で接続し、この半導体層の側壁部に絶縁r−
を介して配したドレイン電極を絶縁層のコンタク]・ホ
ールを介して半導体層と接続するように構成することに
よって、順方向電圧Vfの小さい安定したクランパの接
合型電界効果トランジスタを得るようにしたものである
。Detailed Description of the Invention (Industrial Field of Application) The present invention relates to a semiconductor device having a bipolar transistor and a junction field effect transistor clamping between its collector and base, and a method for manufacturing the same (Summary of the Invention) In order to improve the switching delay of a semiconductor device having a junction field effect transistor that clamps between a bipolar transistor and its cochlear base, the base electrode extraction region of the bipolar transistor and the gate region of the junction field effect transistor are are connected to each other by a semiconductor layer containing impurities of the same conductivity type, and an insulating r-
By configuring the drain electrode disposed through the contact hole in the insulating layer to be connected to the semiconductor layer, a stable clamper junction field effect transistor with a low forward voltage Vf can be obtained. It is something.
又、本発明は上記半導体装置の製法において、ベース電
極取出し領域とゲート領域を共通の不純物含有の多結晶
シリコンI−を介して同時に形成し、エミッタ領域とド
レイン領域を同時に形成し、上記多結晶シリコン!−に
よるベース電極とドレイン電極を接続するようになすこ
とによって、バイポーラトランジスタの製造工程を変え
ることなく、順方向電圧Vfの小さい安定したクランパ
の接合型電界効果トランジスタを有する半導体装置を製
造できるようにしたものである。Further, in the method for manufacturing the semiconductor device of the present invention, the base electrode extraction region and the gate region are formed at the same time via a common impurity-containing polycrystalline silicon I-, the emitter region and the drain region are simultaneously formed, and the silicon! - By connecting the base electrode and drain electrode, it is possible to manufacture a semiconductor device having a stable clamper junction field effect transistor with a small forward voltage Vf without changing the manufacturing process of the bipolar transistor. This is what I did.
バイポーラトランジスタにおいては、飽和時のコレクタ
領域からベース領域への少数キャリアの逆注入により、
オンからオフへ転する時間が遅くなるという問題がある
。このスイッチング遅れを改善する方法として、ショッ
トキーダイオードによるコレクターベースクランプ法が
ある。In a bipolar transistor, reverse injection of minority carriers from the collector region to the base region at saturation causes
There is a problem that the time to turn from on to off is slow. As a method for improving this switching delay, there is a collector base clamp method using a Schottky diode.
また、特開昭62−119972号公報においては、こ
のシッートキーダイオードに代えて接合型電界効果トラ
ンジスタによりコレクターベース間をクランプするよう
にした構成も提案されている。第2図はその構成を示す
。図において、(1)はp形半導体基板、(2)はn−
のコレクタ領域でp形分離拡散fd (31により島領
域として構成されている。(4)はれ+埋め込み層、(
5)はp形のベース領域、(61(6’)はp+ベース
電極取出し領域で両者間に適当な幅の間隙を設けてチャ
ンネルを形成している。このチャンネルはビルドインポ
テンシャルで閉じるような寸法に形成されている。(7
)はエミッタ領域、(8)はベース電極取出し領域(6
1(6’)間のチャンネルにベース、コレクタの両方に
接して形成したn+領領域(9)はコレクタ電極、(l
O)はエミッタ電極、(11)はベースmm取出し領域
(61(6’)とn中領域(8)の双方にオーミックに
接続する金属電極、(12)は5i(hによる表面保護
膜である。第3図は、このI・ランジスタの等価回路を
示す、 (13)はエミッタ端子E、ベース端子B及
びコレクタ端子Cを有するバイポーラトランジスタ、(
14)はクランパの接合型電界効果トランジスタで、ド
レインDがn中領域(8)、ソースSがn−コレクタ領
域(2)、ゲートGがp+ベース電極取出し領域(6)
(6′)に相当する。この構成においては、ベース電極
取出し領域(61(6’)の間隙の幅Wを適当にとると
、ベース−コレクタ間に逆バイアスがかかっている時(
Vctt<Vctt VBH:ヘ−スーエミッタ電圧、
V(H:コレクターエミッタ電圧)は空乏層が拡がって
チャンネルは閉じている。コレクタ電流が増大し、負荷
による電圧降下でコレクターベース間のバイアス電圧が
減少してV B!! −V catになると空乏層が薄
くなり、さらにV B11 > V cmになるとチャ
ンネルが開き、p十ベース電極取出し領域+6)(6’
)とn−コレクタ領域(2)が金属電極(11)及びn
中領域(8)を経由して接続し、ベース−コレクタ間の
電圧をクランプする。即ちコレクタからベースへ逆注入
が起る前に接合型電界効果トランジスタ(14)のチャ
ンネルが開いてベース−コレクタ間をクランプし、バイ
ポーラトランジスタ(13)のオンからオフへの切換が
速やかに行われる。Furthermore, Japanese Patent Laid-Open No. 119972/1983 proposes a configuration in which a junction field effect transistor is used to clamp the collector-base in place of the Schittky diode. FIG. 2 shows its configuration. In the figure, (1) is a p-type semiconductor substrate, (2) is an n-
In the collector region of p-type isolation diffusion fd (31, it is configured as an island region. (4) Swelling + buried layer, (
5) is a p-type base region, (61 (6') is a p+ base electrode extraction region, and a gap of an appropriate width is provided between them to form a channel. This channel has dimensions such that it closes with a built-in potential. (7
) is the emitter region, (8) is the base electrode extraction region (6
The n+ region (9) formed in the channel between 1 (6') in contact with both the base and collector is the collector electrode, (l
O) is an emitter electrode, (11) is a metal electrode that is ohmically connected to both the base mm extraction region (61 (6') and the n middle region (8), and (12) is a surface protective film made of 5i (h). 3 shows the equivalent circuit of this I transistor. (13) is a bipolar transistor having an emitter terminal E, a base terminal B and a collector terminal C;
14) is a clamper junction field effect transistor, where the drain D is the n medium region (8), the source S is the n-collector region (2), and the gate G is the p+ base electrode extraction region (6).
(6'). In this configuration, if the width W of the gap between the base electrode extraction region (61 (6')) is set appropriately, when a reverse bias is applied between the base and the collector (
Vctt<Vctt VBH: Hose emitter voltage,
At V (H: collector emitter voltage), the depletion layer is expanded and the channel is closed. The collector current increases, and the bias voltage between the collector and base decreases due to the voltage drop due to the load, resulting in V B! ! -V cat, the depletion layer becomes thinner, and when V B11 > V cm, the channel opens, p + base electrode extraction region + 6) (6'
) and the n-collector region (2) are connected to the metal electrode (11) and the n-collector region (2).
It is connected via the middle region (8) to clamp the voltage between the base and the collector. That is, before reverse injection occurs from the collector to the base, the channel of the junction field effect transistor (14) opens and clamps the base-collector, and the bipolar transistor (13) is quickly switched from on to off. .
上述の第2図の構成においては、クランパの接合型電界
効果トランジスタ(14)の順方向電圧Vfはチャンネ
ル幅Wに依存し、ゲート領域(即ちp+ベース電極取出
し領域)(6)(6’)及びドレイン領域(即ちn中領
域)(8)の拡散、ゲート領域(6)(6′)とドレイ
ン領域(8)の形成時のリソグラフィーのマスク合せ精
度で決まる。これらの拡散、マスク合せ精度でチャンネ
ル@Wがバラクくことによりクランプする電圧(即ちV
f)が不安定になる爛れがあった。In the configuration shown in FIG. 2 described above, the forward voltage Vf of the junction field effect transistor (14) of the clamper depends on the channel width W, and the forward voltage Vf of the junction field effect transistor (14) of the clamper depends on the channel width W, and the gate region (i.e., the p+ base electrode extraction region) (6) (6') It is determined by the diffusion of the drain region (that is, the n-medium region) (8) and the accuracy of lithography mask alignment when forming the gate region (6) (6') and the drain region (8). Due to the accuracy of these diffusion and mask alignment, the channel @W becomes unstable and the voltage to be clamped (i.e., V
f) There was a sore that made it unstable.
しかしながら、クランパとしての接合型電界効果トラン
ジスタはp−nダイオードより順方向電圧Vfが小さく
できるので、安定して作成できれば実用に供し得る。However, since a junction field effect transistor as a clamper can have a lower forward voltage Vf than a pn diode, it can be put to practical use if it can be stably manufactured.
本発明は、上述の点に鑑み、順方向電圧vrの小さいク
ランパとしての接合型電界効果トランジスタを安定して
有したバイポーラトランジスタ即ち半導体装置及びその
製造方法を提供するものである。In view of the above-mentioned points, the present invention provides a bipolar transistor, that is, a semiconductor device, stably having a junction field effect transistor as a clamper with a small forward voltage vr, and a method for manufacturing the same.
本発明は、バイポーラトランジスタ(51)と、このバ
イポーラトランジスタのコレクターベース間をクランプ
する接合型電界効果トランジスタ(52)とを有する半
導体装置において、バイポーラトランジスタ(51)の
ベース電極取出し領域(40)と接合型電界効果トラン
ジスタ(52)のゲート領域(41)を夫々と同導電形
不純物を含有する半導体層(30)で接続し、半導体j
d(30)の側壁部に絶縁層(42)を介して配した接
合型電界トランジスタのドレイン電極(49)を、半導
体層(30)上の絶縁層(31)のコンタクトホール(
48)を介して半導体層(30)と接続して成ることを
特徴とする。The present invention provides a semiconductor device having a bipolar transistor (51) and a junction field effect transistor (52) that clamps between the collector base of the bipolar transistor. The gate regions (41) of the junction field effect transistors (52) are connected to each other by semiconductor layers (30) containing impurities of the same conductivity type, and the semiconductor
The drain electrode (49) of the junction field transistor arranged on the side wall of d (30) via the insulating layer (42) is connected to the contact hole () of the insulating layer (31) on the semiconductor layer (30).
It is characterized in that it is connected to the semiconductor layer (30) via a layer 48).
また、かかる半導体装置の製造方法としては、バイポー
ラトランジスタ(51)のベース電極取出し領域(40
)と接合型電界効果トランジスタ(52)のゲート領域
(41)を同時に形成する工程、バイポーラトランジス
タのエミッタ領域(44)と接合型電界効果トランジス
タのドレイン領域(45)を同時に形成する工程、バイ
ポーラトランジスタのベース電極(30)と接合型電界
効果トランジスタのドレイン電極(49)を接続する工
程を有することを特徴とするものである。Further, as a method for manufacturing such a semiconductor device, a base electrode extraction region (40) of a bipolar transistor (51) is used.
) and a gate region (41) of a junction field effect transistor (52), a step of simultaneously forming an emitter region (44) of a bipolar transistor and a drain region (45) of a junction field effect transistor, a bipolar transistor The base electrode (30) of the junction field effect transistor is connected to the drain electrode (49) of the junction field effect transistor.
不純物を含有する半導体層(3o)からの不純物拡散に
よってベース電極取出し領域(4o)とゲート領域(4
1)が形成され、両頭域(4o)及び(41)がこの半
導体層(30)によって接続される。また、半導体層(
30)の側壁部に形成した絶縁層側壁部(42)を介し
てドレイン領域(45)が形成され、トレイン領域(4
5)からのドレイン電極(49)が絶縁層(31)のコ
ンタクトホール(48)を介して半導体層(30)に形
成される。従って、クランパとしての接合型電界効果ト
ランジスタ(52)のゲート領域(41)及びドレイン
領域(45)が自己整合的に形成され、即ちチャンネル
幅Wは従来のようなリソグラフィーのマスク合せ精度に
影響されず、半導体層のエツチング時のマスク幅、絶縁
層側壁部(42)の幅、ゲート領域(41)及びドレイ
ン領域(45)を形成する際の拡散により決まりバラツ
キが小さくなるので、順方向電圧Vfの小さい接合型電
界効果トランジスタが安定して得られる。また、ベース
電極取出し領域(40)と、ゲート領域(41)が半導
体FW(30)からの拡散で同時に形成され、また、エ
ミッタ領域(44)とドレイン領域(45)が同時に形
成され、ベース電極取出し領域(40)及びゲート領域
(41)を接続する上記半導体I@(30)によるベー
ス電極と、ドレイン電極(49)が接続されることによ
り、バイポーラトランジスタの製造工程を何ら変更する
ことなくバイポーラトランジスタとクランパの接合型電
界効果トランジスタを有する半導体装置が容易に製造で
きる。The base electrode extraction region (4o) and gate region (4o) are formed by impurity diffusion from the semiconductor layer (3o) containing impurities.
1) is formed, and the double-headed regions (4o) and (41) are connected by this semiconductor layer (30). In addition, the semiconductor layer (
A drain region (45) is formed through the insulating layer side wall portion (42) formed on the side wall portion of the train region (45).
A drain electrode (49) from step 5) is formed in the semiconductor layer (30) via a contact hole (48) in the insulating layer (31). Therefore, the gate region (41) and drain region (45) of the junction field effect transistor (52) as a clamper are formed in a self-aligned manner, that is, the channel width W is not affected by the mask alignment accuracy of conventional lithography. First, the forward voltage Vf is determined by the mask width during etching of the semiconductor layer, the width of the insulating layer side wall portion (42), and the diffusion when forming the gate region (41) and drain region (45), so that the variation is small. A junction field effect transistor with a small value can be stably obtained. Further, the base electrode extraction region (40) and the gate region (41) are formed simultaneously by diffusion from the semiconductor FW (30), and the emitter region (44) and drain region (45) are formed simultaneously, and the base electrode By connecting the base electrode formed by the semiconductor I@(30) and the drain electrode (49), which connects the extraction region (40) and the gate region (41), a bipolar transistor can be formed without changing the manufacturing process of the bipolar transistor. A semiconductor device having a junction field effect transistor of a transistor and a clamper can be easily manufactured.
以下、第1図を参照して本発明による半導体装置及びそ
の製法の一例を詳細説明する。Hereinafter, an example of a semiconductor device and its manufacturing method according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.
第1図Aに示すように、p形のシリコン半導体サブスト
レイト(21)上にn十埋込み領域(22)を介してn
形のシリコン半導体層(23)をエピタキシャル成長し
てシリコン基板(24)を構成する。As shown in FIG. 1A, n
A shaped silicon semiconductor layer (23) is epitaxially grown to form a silicon substrate (24).
この例では基板(24)としてその面方向が(111)
結晶面を有する基板とする。すなわちサブストレイl−
(21)の主面が(111)結晶面に選定されるもので
あり、したがってこれの上に形成するシリコン半導体層
(23)の面方向も(111)結晶面として形成される
。そして、選択酸化(LOGOS )による厚い5iO
z層からなる分離領域(25) (26) 。In this example, the surface direction of the substrate (24) is (111).
The substrate has a crystal plane. That is, the substray l-
The principal plane of (21) is selected as a (111) crystal plane, and therefore the plane direction of the silicon semiconductor layer (23) formed thereon is also formed as a (111) crystal plane. Then, thick 5iO by selective oxidation (LOGOS)
Separation region (25) (26) consisting of a z layer.
分離領域(26)の外側にn十埋込み@域(22)に達
するB+のコレクタ電極取出し領域(27)、分離領域
(25)下にp形すブストレイト(21)に達するp+
領領域28)を夫々形成した後、n形シリコン半導体層
(23)の表面のバイポーラトランジスタを形成すべき
領域及びクランパとしての接合型電界効果トランジスタ
を形成すべき領域との間に対応する部分上に選択的に5
t(h等による絶縁層(29)を形成すると共に、この
絶縁層(29)上を含み両分前領域(25)及び(26
)にわたるようにp形不純物を含有した多結晶シリコン
Jii(30)を形成し、さらにこの多結晶シリコン層
(30)上を含んで全面に5t02等の絶縁Jiii(
31)を被着形成する。A B+ collector electrode extraction region (27) that reaches the n+ buried @ area (22) outside the isolation region (26), and a p+ collector electrode that reaches the p-type breast straight (21) below the isolation region (25).
After forming the respective regions 28), a portion of the surface of the n-type silicon semiconductor layer (23) corresponding to a region where a bipolar transistor is to be formed and a region where a junction field effect transistor as a clamper is to be formed is formed. selectively to 5
An insulating layer (29) of t(h, etc.) is formed, and both front regions (25) and (26) including the top of this insulating layer (29) are formed.
), and an insulating Jiii (30) such as 5t02 is formed on the entire surface including the top of this polycrystalline silicon layer (30).
31) is deposited and formed.
次に、第1図Bに示すように絶縁層(31)に対してフ
ットエツチングを行って最終的にバイポーラトランジス
タの真性ベース領域が形成される部分、及び接合型電界
効果トランジスタのチャンネルに相当する部分に夫々窓
(32)及び(33)を形成し、この窓(32)及び(
33)を通じて多結晶シリコン[(30)を選択的にエ
ツチングして窓(32) 。Next, as shown in FIG. 1B, foot etching is performed on the insulating layer (31) to form a portion that will eventually form the intrinsic base region of the bipolar transistor and a channel of the junction field effect transistor. Windows (32) and (33) are formed in the parts, respectively, and these windows (32) and (
33) through the polycrystalline silicon [(30) and selectively etching the window (32).
(33)に対応する窓(34) (35)を形成する
。多結晶シリコン層(30)に対する選択的エツチング
はシリコンの面ti数に対する依存性を有するエツチン
グ液例えばKOH溶液或はAPW液(エチレンジアミン
NH2(CH2) 2とピロカテコールCal 4(O
H) 2と820を混合した溶液)によってそのエツチ
ングを行う、このとき多結晶シリコン層(30)に対す
るエツチングは、比較的速く進行するも半導体層(23
)の表面の(lit )結晶面が露呈するところまで、
シリコンに対するエツチングが進行すると、ここにおい
てエツチング速度が急激に低下して見かけ上そのエツチ
ングが停止するので、この時点でエツチング処理をやめ
る。このようにすると多結晶シリコン層(30)のみが
エツチング除去された窓(34) (35)が形成さ
れ、この窓(34) (35)内に露出された半導体
層(23)の表面は(111)面による平滑な面となる
。次いで、窓<33) (35)を覆い窓(32)
(34)のみが露出するようにフォトレジスト層(3
6)を選択的に被覆して後、p形不純物例えばBF2”
又はB+ (37)をイオン注入する。 (38)
はイオン注入領域である。Windows (34) and (35) corresponding to (33) are formed. Selective etching of the polycrystalline silicon layer (30) can be carried out using an etching solution that has dependence on the silicon plane ti number, such as a KOH solution or an APW solution (ethylenediamine NH2 (CH2) 2 and pyrocatechol Cal 4 (O
H) The polycrystalline silicon layer (30) is etched relatively quickly, but the semiconductor layer (23
) until the (lit) crystal plane on the surface is exposed.
As the etching of silicon progresses, the etching rate suddenly decreases and the etching apparently stops, so the etching process is stopped at this point. In this way, windows (34) (35) are formed in which only the polycrystalline silicon layer (30) is etched away, and the surface of the semiconductor layer (23) exposed within these windows (34) (35) is ( 111) becomes a smooth surface. Then cover the window (33) (35) and cover the window (32)
The photoresist layer (34) is exposed so that only (34) is exposed.
6) After selectively coating p-type impurities such as BF2''
Alternatively, B+ (37) is ion-implanted. (38)
is the ion implantation region.
次に、第1図Cに示すように、熱処理してイオン注入領
域(38)を活性化してp形の真性ベース領域(39)
を形成すると共に、多結晶シリコン層(30)よりp形
の不純物を拡散してベース電極取出し領域(40)を形
成し、同時に他部において多結晶シリコン層(30)よ
りのp形不純物の拡散によりp+のゲート領域(41)
を形成する。Next, as shown in FIG. 1C, the ion implantation region (38) is activated by heat treatment and the p-type intrinsic base region (39) is
At the same time, p-type impurities are diffused from the polycrystalline silicon layer (30) to form a base electrode extraction region (40), and at the same time, p-type impurities are diffused from the polycrystalline silicon layer (30) in other parts. p+ gate region (41)
form.
次に、第1図りに示すように、全面に5t02層を例え
ばCVD (化学気相成長)法によって被着形成して後
、異方性エツチング例えばRIE(反応性イオンエツチ
ング)によって5t(h層をエツチングして各窓(33
)及び(34)に臨む多結晶シリコン層(30)の側壁
に5t02側壁部(42)を形成する。次に、夫々 5
i(h (Jl’J壁部(42)で囲まれた窓より臨む
ベース領域(39)上及びn形半導体層(23)上を含
んで全面にn形不純物例えば砒素(As)を含有した多
結晶シリコン層(43)を被着形成し、熱処理して多結
晶シリコン層(43)よりのn形の不純物を拡散してベ
ース領域(39)内にn形のエミッタ領域(44)を形
成し、同時に接合型電界効果トランジスタのドレイン領
域(45)を形成する0次に、第1図Eに示すようにパ
ターニングされた多結晶シリコン層(43)を介してエ
ミッタ金属電極(46)を形成すると共に、コレクタ電
極取出し領域(27)にコレクタ金属電極(47)を形
成し、また、多結晶シリコンI’!1(30)からなる
所謂ベース電極上の絶縁ff1l(31)に形成したコ
ンタクトホール(48)を介して多結晶シリコン層(3
0)からなるベース電極とドレイン領域(45)に接続
するようにドレイン金属電極(49)を形成する。これ
ら金属電橋(46) 、 (47) 、 (49)
は例えばアルミニウム等を用いることができる。Next, as shown in the first diagram, a 5t02 layer is deposited on the entire surface by, for example, CVD (chemical vapor deposition), and then a 5t (h layer) is etched by anisotropic etching, such as RIE (reactive ion etching). Etch each window (33
) and (34), a 5t02 sidewall portion (42) is formed on the sidewall of the polycrystalline silicon layer (30). Next, each 5
i(h) Contains n-type impurities such as arsenic (As) over the entire surface including the base region (39) facing from the window surrounded by the Jl'J wall (42) and the n-type semiconductor layer (23). A polycrystalline silicon layer (43) is deposited and heat treated to diffuse n-type impurities from the polycrystalline silicon layer (43) to form an n-type emitter region (44) in the base region (39). At the same time, an emitter metal electrode (46) is formed through a patterned polycrystalline silicon layer (43) as shown in FIG. 1E. At the same time, a collector metal electrode (47) is formed in the collector electrode extraction region (27), and a contact hole is formed in the insulating ff1l (31) on the so-called base electrode made of polycrystalline silicon I'!1 (30). (48) through a polycrystalline silicon layer (3
A drain metal electrode (49) is formed so as to be connected to the base electrode consisting of 0) and the drain region (45). These metal electric bridges (46), (47), (49)
For example, aluminum or the like can be used.
斯くすることによって、コレクタ領域(50) 。By doing so, the collector area (50).
ベース領域(39)及びエミッタ領域(44)からなる
npnバイポーラトランジスタ(51)と、コレクター
ベース間をクランプする接合型電界効果トランジスタ即
ちゲート領域(41) 、 ドレイン領域(45)
、コレクタ領域(50)に相当するソース領域からなる
接合型電界効果トランジスタ(52)が構成され、そし
てp形不純物を含有した多結晶シリコン層(30)のベ
ース電極によってベース領域(40)とゲート領域(4
1)が接続され、且つドレイン電極(49)が絶縁層(
31)のコンタクトホール(48)を介してベース電極
となる多結晶シリコン層(30)に接続されてなる目的
の半導体装置(53)を得る。An NPN bipolar transistor (51) consisting of a base region (39) and an emitter region (44), and a junction field effect transistor clamping between the collector and base, ie, a gate region (41) and a drain region (45).
, a junction field effect transistor (52) consisting of a source region corresponding to a collector region (50), and a base electrode of a polycrystalline silicon layer (30) containing p-type impurities connects the base region (40) and the gate. Area (4
1) is connected, and the drain electrode (49) is connected to the insulating layer (
A target semiconductor device (53) is obtained which is connected to the polycrystalline silicon layer (30) which will become a base electrode through the contact hole (48) of 31).
上述の半導体装置(53)によれば、バイポーラトラン
ジスタ(51)におけるコレクターベース間をクランプ
する接合型電界効果トランジスタ(52)のゲート領域
(41)及びドレイン領域(45)が自己整合的に形成
されるので、順方向電圧Vfが小さく且つ安定して得ら
れる。即ち、チャンネル幅Wはp形不純物をドープした
多結晶シリコンI−(30)に対する例えばKOH溶液
によるエツチング時のマスク幅+ 5102側壁部(
42)の幅、p+ゲート領域(41)及びn+ドレイン
領域(45)を形成する際の拡散により決まり、リソグ
ラフィーのマスク合せ精度は影響しない。従って、Vf
が小さくかつ安定した接合型電界効果トランジスタ(5
2)をクランパとして有するバイポーラトランジスタ(
51) 、即ち半導体装置(53)を提供することがで
きる。According to the above-described semiconductor device (53), the gate region (41) and drain region (45) of the junction field effect transistor (52) that clamps between the collector and base of the bipolar transistor (51) are formed in a self-aligned manner. Therefore, a small and stable forward voltage Vf can be obtained. That is, the channel width W is the mask width when etching polycrystalline silicon I-(30) doped with p-type impurities using, for example, a KOH solution + 5102 sidewall portions (
42) is determined by the diffusion when forming the p+ gate region (41) and the n+ drain region (45), and is not affected by the mask alignment accuracy of lithography. Therefore, Vf
Junction field effect transistor (5
2) A bipolar transistor (
51), that is, a semiconductor device (53) can be provided.
又、バイポーラトランジスタ(51)のベース電極堆出
し領域(40)と、接合型電界効果トランジスタ(52
)のゲート領域(41)が多結晶シリコン層(30)か
らの拡散で同時に形成されると共に、この多結晶シリコ
ン層(30)により内領域(40)及び(41)が接続
され、この多結晶シリコン層(30)とドレイン電極(
49)が接続され、またエミッタ領域(44)とドレイ
ン領域(45)がn形不純物含有の多結晶シリコン層(
43)を拡散源として同時拡散で形成される。従ってバ
イポーラトランジスタ(51)のg造工程を何ら変更す
る(工程を増す)ことなく、バイポーラトランジスタ(
51)とクランパの接合型電界効果トランジスタ(52
)を有する目的の半導体装置(53)が容易に製造でき
る。Furthermore, the base electrode deposition region (40) of the bipolar transistor (51) and the junction field effect transistor (52)
) is simultaneously formed by diffusion from the polycrystalline silicon layer (30), and the inner regions (40) and (41) are connected by this polycrystalline silicon layer (30). Silicon layer (30) and drain electrode (
49) are connected, and the emitter region (44) and drain region (45) are connected to a polycrystalline silicon layer (49) containing n-type impurities.
43) as a diffusion source. Therefore, without changing the manufacturing process (increasing the number of steps) of the bipolar transistor (51), the bipolar transistor (51)
51) and clamper junction field effect transistor (52)
) can be easily manufactured.
本発明によれば、クランパとしての接合型電界効果トラ
ンジスタの順方向電圧Vfがより小さく且つ安定して得
られるので、バイポーラトランジスタのスイッチング遅
れを更に改善することができる。また、かかる順方向電
圧vfの小さい且つ安定した接合型電昇効果トランジス
タとバイポーラトランジスタを有する半導体装置をバイ
ポーラトランジスタの製造工程を変更することなく容易
に製造できるので、この種の半導体装置の実用化を可能
にするものである。According to the present invention, the forward voltage Vf of the junction field effect transistor as a clamper can be obtained smaller and more stably, so that the switching delay of the bipolar transistor can be further improved. In addition, since a semiconductor device having a junction voltage effect transistor and a bipolar transistor with a small and stable forward voltage vf can be easily manufactured without changing the manufacturing process of the bipolar transistor, this type of semiconductor device can be put to practical use. This is what makes it possible.
第1図A−Eは本発明による半導体装置の一例を示す製
造工程順の断面図、第2図は従来の半導体装置の断面図
、第3図はその等価回路図である。
(21)はp形シリコン半導体サブストレイト、(22
)はn十埋込み領域、(23)はn形半導体層、(30
)はp形不純物含有の多結晶シリコン層、(31)はS
+02層、(39)は真性ベース領域、(40)はp子
ベース電極取出し領域、(41)はp+ゲート領域、(
42)は5i02側壁部、(44)はエミッタ領域、(
45)はドレイン領域、(46)はエミッタ金属電極、
(47)はコレクタ金属電極、(49)はドレイン金属
電極である。1A to 1E are cross-sectional views showing an example of a semiconductor device according to the present invention in the order of manufacturing steps, FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor device, and FIG. 3 is an equivalent circuit diagram thereof. (21) is a p-type silicon semiconductor substrate, (22
) is the n0 buried region, (23) is the n-type semiconductor layer, (30
) is a polycrystalline silicon layer containing p-type impurities, (31) is S
+02 layer, (39) is the intrinsic base region, (40) is the p-base electrode extraction region, (41) is the p+ gate region, (
42) is the 5i02 side wall part, (44) is the emitter region, (
45) is the drain region, (46) is the emitter metal electrode,
(47) is a collector metal electrode, and (49) is a drain metal electrode.
Claims (1)
タのコレクターベース間をクランプする接合型電界効果
トランジスタとを有する半導体装置において、 上記バイポーラトランジスタのベース電極取出し領域と
上記接合型電界効果トランジスタのゲート領域が夫々と
同導電形不純物を含有する半導体層で接続されてなり、 該半導体層の側壁部に絶縁層を介して配された上記接合
型電界効果トランジスタのドレイン電極が上記半導体層
上の上記絶縁層のコンタクトホールを介して上記半導体
層と接続されて成ることを特徴とする半導体装置。 2、バイポーラトランジスタと、該バイポーラトランジ
スタのコレクターベース間をクランプする接合型電界効
果トランジスタとを有する半導体装置の製造方法におい
て、 上記バイポーラトランジスタのベース電極取出し領域と
上記接合型電界効果トランジスタのゲート領域を同時に
形成する工程、 上記バイポーラトランジスタのエミッタ領域と上記接合
型電界効果トランジスタのドレイン領域を同時に形成す
る工程、 上記バイポーラトランジスタのベース電極と上記接合型
電界効果トランジスタのドレイン電極を接続する工程と
を有する半導体装置の製造方法。[Claims] 1. In a semiconductor device having a bipolar transistor and a junction field effect transistor clamping between the collector base of the bipolar transistor, a base electrode extraction region of the bipolar transistor and a gate of the junction field effect transistor. The regions are connected to each other by a semiconductor layer containing impurities of the same conductivity type, and a drain electrode of the junction field effect transistor disposed on a side wall of the semiconductor layer via an insulating layer is connected to the drain electrode of the junction field effect transistor on the semiconductor layer. A semiconductor device, characterized in that it is connected to the semiconductor layer described above through a contact hole in an insulating layer. 2. In a method for manufacturing a semiconductor device having a bipolar transistor and a junction field effect transistor clamping between the collector base of the bipolar transistor, the base electrode extraction region of the bipolar transistor and the gate region of the junction field effect transistor are separated. simultaneously forming an emitter region of the bipolar transistor and a drain region of the junction field effect transistor; and connecting a base electrode of the bipolar transistor and a drain electrode of the junction field effect transistor. A method for manufacturing a semiconductor device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16839688A JP2751220B2 (en) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
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JPH0217673A true JPH0217673A (en) | 1990-01-22 |
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KR100860843B1 (en) * | 2007-08-14 | 2008-09-29 | 주식회사 에스코드 | Autonomous driving device and method, and autonomous vehicle using same |
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- 1988-07-06 JP JP16839688A patent/JP2751220B2/en not_active Expired - Fee Related
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