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JPH039527A - Lateral type bipolar transistor - Google Patents

Lateral type bipolar transistor

Info

Publication number
JPH039527A
JPH039527A JP1145982A JP14598289A JPH039527A JP H039527 A JPH039527 A JP H039527A JP 1145982 A JP1145982 A JP 1145982A JP 14598289 A JP14598289 A JP 14598289A JP H039527 A JPH039527 A JP H039527A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
collector
concentration
bipolar transistor
lateral
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1145982A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keitoku Ueda
佳徳 上田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP1145982A priority Critical patent/JPH039527A/en
Publication of JPH039527A publication Critical patent/JPH039527A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a lateral type bipolar transistor whose Early voltage is high by forming an impurity diffusion region having the same conductivity type as a collector region and the concentration lower than the collector region, at the collector end-portion on the side facing an emitter region. CONSTITUTION:At a collector end-portion on the side facing an emitter region 7, an impurity diffusion region 6 having the same conductivity type as the collector region 5 and the concentration lower than the collector region 5 is formed. That is, since the collector concentration of a junction part is low on account of Early effect of a lateral type PNP transistor, the difference between the base concentration and the above collector concentration becomes small. As a result, the depletion layer is prevented from stretching toward the base side, and Early voltage becomes high. Thereby a lateral type bipolar transistor whose Early voltage is high can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はバイポーラ型半導体笑積回路装置や、バイポー
ラトランジスタと0MO8を混載したBicMO8型半
導体集積回路装置などにおいて用いられる横形バイポー
ラトランジスタに関するものである。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a lateral bipolar transistor used in a bipolar semiconductor integrated circuit device, a BicMO8 type semiconductor integrated circuit device in which a bipolar transistor and an 0MO8 are mixed, and the like. .

(従来の技術) バイポーラトランジスタを構造上から分類すると、基板
の深さ方向に形成され、電流が深さ方向に流れる縦形ト
ランジスタ(バーチカルトランジスタ)と、基板の表面
に面内方向に形成され、電流が面内方向に流れる横形ト
ランジスタ(ラテラルトランジスタ)の2種類に分類さ
れる。縦形トランジスタの特性は不純物の種類や基板な
どの物理定数でほぼ決定されるのに対し、横形トランジ
スタの特性は写真製版の条件や基板とシリコン酸化膜と
の界面状態などの影響を大きく受け、比較的不安定にな
りやすい。例えば、アナログ回路で精度上問題となるア
ーリー電圧については、横形13 N P トランジス
タは縦形N P N トランジスタの1/4〜115程
度である。
(Prior art) Bipolar transistors can be classified from the viewpoint of their structure: vertical transistors, which are formed in the depth direction of the substrate and allow current to flow in the depth direction, and vertical transistors, which are formed in the in-plane direction on the surface of the substrate and which allow current to flow in the depth direction. There are two types of transistors: lateral transistors in which the current flows in the in-plane direction. The characteristics of vertical transistors are mostly determined by the type of impurities and the physical constants of the substrate, whereas the characteristics of lateral transistors are greatly influenced by photolithography conditions and the state of the interface between the substrate and silicon oxide film. tend to become unstable. For example, regarding the early voltage, which is a problem in accuracy in analog circuits, the horizontal 13 NP transistor is about 1/4 to 115 that of the vertical NP transistor.

(発明が解決しようとする課題) 高精度なアナログ特性を志向したバイポーラ回路はNP
NトランジスタPNPトランジスタを用いて構成される
。バイポーラ回路を全て縦形トランジスタによって構成
することもできるが、製造工程の簡略化とコストを低減
する目的から、縦形NPNトランジスタと横形PNPト
ランジスタを用いるのが一般的である。しかしながら、
横形PNPトランジスタはそのアーリー電圧が低いなど
(Problem to be solved by the invention) Bipolar circuits aimed at highly accurate analog characteristics are NP.
It is constructed using an N-transistor PNP transistor. Although a bipolar circuit can be constructed entirely of vertical transistors, it is common to use vertical NPN transistors and horizontal PNP transistors for the purpose of simplifying the manufacturing process and reducing costs. however,
Horizontal PNP transistors have low early voltage, etc.

構成される回路の特性が横形PNPトランジスタの特性
によって制限を受けることが多い。
The characteristics of the constructed circuit are often limited by the characteristics of the lateral PNP transistor.

本発明はアーリー電圧の高い横形バイポーラトランジス
タを提供することを目的とするものである。
An object of the present invention is to provide a lateral bipolar transistor with a high early voltage.

(課題を解決するための手段) 本発明の横形バイポーラトランジスタでは、エミッタ領
域と対向する側のコレクタ端部に、コレクタ領域と同一
導電型でコレクタ領域より低濃度の不純物拡散領域が形
成されている。
(Means for Solving the Problems) In the lateral bipolar transistor of the present invention, an impurity diffusion region having the same conductivity type as the collector region and having a lower concentration than the collector region is formed at the end of the collector on the side opposite to the emitter region. .

(作用) 横形PNP トランジスタのアーリー効果について説明
する。横形NPNトランジスタについても同様である。
(Function) The Early effect of the lateral PNP transistor will be explained. The same applies to lateral NPN transistors.

バイポーラトランジスタのアーリー効果は、広義にはベ
ース幅変調効果(Base Width Modula
tionEffect)と同義であり、狭義にはベース
幅が変わることによるコレクタ電流のコレクタ電圧依存
性をいう、コレクターベース間にVcbなる電圧を与え
たときのベース側に延びる空乏層の@wbは、コレクタ
ーベース接合における一次のポアソン方程式を解けば与
えられる。均一不純物分布1階段接合の場合、完全空乏
層近似を用いて Wb= (2t (Vbi−Vcb)Nc/e−Nb(
Nb+Nc))1;/2と表わすことができる。ここで
、εはシリコンの誘電率、Vbiは拡散電位差、eは電
子ri+、位電荷、Nbはベース不純物濃度、Ncはコ
レクタ不純物濃度である。
The Early effect of bipolar transistors is broadly defined as the base width modulation effect (Base Width Modulation effect).
When a voltage Vcb is applied between the collector base, @wb of the depletion layer extending toward the base side is It is given by solving the first-order Poisson's equation at the base joint. In the case of a one-step junction with uniform impurity distribution, Wb= (2t (Vbi-Vcb)Nc/e-Nb(
It can be expressed as Nb+Nc))1;/2. Here, ε is the dielectric constant of silicon, Vbi is the diffusion potential difference, e is the electron ri+ potential charge, Nb is the base impurity concentration, and Nc is the collector impurity concentration.

同様にしてコレクタ側に延びる空乏層のl11gWcは Wc= (2t (Vbi−Vcb)Nb/ e−Nc
(Nb+Nc))’/ 2と表わすことができる。
Similarly, l11gWc of the depletion layer extending to the collector side is Wc = (2t (Vbi-Vcb)Nb/e-Nc
(Nb+Nc))'/2.

従来の横形P N P I−ランジスタでは、Nb<N
cであることからベース側への空乏層の伸びがコレクタ
側に比べて非常に大きくなり、そのためアーリー電圧が
低くなる。これに対し5本発明における横形PNP ト
ランジスタ(横形NPNトランジスタでも同じ)では、
接合部のコレクタ濃度が低くなっているので、ベース濃
度との差が小さくなり、ベース側への空乏層の伸びが抑
えられ、ひいてはdWb/dVcbのNb、Ncによる
定数が低くなり、アーリー電圧が高くなる。
In the conventional horizontal P N P I-transistor, Nb<N
c, the extension of the depletion layer toward the base side is much larger than that toward the collector side, resulting in a low early voltage. On the other hand, in the lateral PNP transistor (the same applies to the lateral NPN transistor) according to the present invention,
Since the collector concentration at the junction is low, the difference with the base concentration becomes small, and the extension of the depletion layer toward the base is suppressed, which in turn lowers the constant of dWb/dVcb due to Nb and Nc, and the Early voltage increases. It gets expensive.

(実施例) 第1図及び第2図は本発明を横形PNP トランジスタ
に適用した一実施例を表わすものである。
(Embodiment) FIGS. 1 and 2 show an embodiment in which the present invention is applied to a lateral PNP transistor.

P型シリコン基板1の表面にN型エピタピシャル層3が
形成され、P型不純物拡散による素子分離領域4で囲ま
れたエビタピシャルWJ3には横形PNPトランジスタ
が形成されている。ここで、基板1の比抵抗は4〜20
Ω・cm程度であり、エビタピシャル層3の比抵抗も4
〜20Ω・am程度である。エビタピシャル層3の厚さ
は10μm程度であり、エビタピシャル層3と基板1の
境界にはN型不純物理込みWJ2が形成されている。
An N-type epitaxial layer 3 is formed on the surface of a P-type silicon substrate 1, and a lateral PNP transistor is formed in an epitaxial layer WJ3 surrounded by an element isolation region 4 formed by diffusion of P-type impurities. Here, the specific resistance of the substrate 1 is 4 to 20
It is about Ω・cm, and the resistivity of the epitaxial layer 3 is also 4
~20Ω·am. The thickness of the epitaxial layer 3 is about 10 μm, and an N-type impurity physically doped WJ2 is formed at the boundary between the epitaxial layer 3 and the substrate 1.

埋込みWJ2の不純物濃度はI X 10”/ c ’
m3より大きい。素子分離領域4の表面不純物濃度はI
X 10”/ c m’程度である。
The impurity concentration of the buried WJ2 is I x 10"/c'
larger than m3. The surface impurity concentration of the element isolation region 4 is I
It is approximately X 10"/cm'.

エビタビシャル暦3はベース領域となり、その表面の中
央部分にP型不純物拡散層によるエミッタ領域7が形成
されており、エビタビシャル層3の表面でエミッタ領域
7を取り囲んでP型不純物拡散層によるコレクタ領域5
が形成されている。
The evitabicular calendar 3 becomes a base region, and an emitter region 7 made of a P-type impurity diffusion layer is formed in the center part of its surface, and a collector region 5 made of a P-type impurity diffusion layer surrounds the emitter region 7 on the surface of the evitabicular layer 3.
is formed.

エミッタ領域7とコレクタ領域5の不純物濃度はI X
 I O”/ c m3程度である。コレクタ領域5と
エミッタ領域7は面内でベース領域3を挾んで対向して
いるが、コレクタ領域5がエミッタ領域7と対向してい
る端部には、コレクタ領域5とつながるP型不純物拡散
領域6が形成されている。
The impurity concentration of emitter region 7 and collector region 5 is I
The collector region 5 and the emitter region 7 face each other in the plane with the base region 3 in between, but at the end where the collector region 5 faces the emitter region 7, A P-type impurity diffusion region 6 connected to the collector region 5 is formed.

領域6の不純物濃度はコレクタ領域5の濃度よりも低く
、例えばl X I O”〜I X 10”/ c m
3程度である。
The impurity concentration in the region 6 is lower than the concentration in the collector region 5, for example, l x IO” to I x 10”/cm
It is about 3.

3aはベース領域3の電極となるN型不純物拡散領域で
ある。
3a is an N-type impurity diffusion region that becomes an electrode of the base region 3.

第1図では表面に形成されるシリコン酸化膜や配線など
の図示は省略されている。
In FIG. 1, illustrations of a silicon oxide film, wiring, etc. formed on the surface are omitted.

次に、第3図によりこの実施例の横型PNPトランジス
タを縦型NPNトランジスタとともに製造する場合の製
造方法を説明する。
Next, a manufacturing method for manufacturing the horizontal PNP transistor of this embodiment together with the vertical NPN transistor will be explained with reference to FIG.

(Δ)P型シリコン基板1上にN型高濃度不純物層2を
形成した後、エビタピシャル成長によりN型エピタピシ
ャル層3.10 (エビタピシャル層3と10は同じも
のである。)を形成する。その後、素子分離用のP型窩
濃度不純物/S 4を基板1に達するまで拡散させ、ド
ライブインする。素子分離については酸化膜分離方法な
ど、他の方法を用いることもできる。
(Δ) After forming an N-type high concentration impurity layer 2 on a P-type silicon substrate 1, an N-type epitaxial layer 3.10 (the epitaxial layers 3 and 10 are the same) is formed by epitaxial growth. Thereafter, a P-type cavity concentration impurity /S4 for element isolation is diffused until it reaches the substrate 1 and driven in. Other methods such as an oxide film isolation method can also be used for element isolation.

(B)横形1) N P トランジスタのエミッタ領域
7、コレクタ領域5及び縦形′NPNトランジスタのベ
ース領域11をP型不純物導入工程によって同時に形成
する。
(B) The emitter region 7 and collector region 5 of the horizontal type 1) N P transistor and the base region 11 of the vertical type NPN transistor are simultaneously formed by a P-type impurity introduction step.

次に、コレクタ領域5などを形成した不純物濃度よりも
低い不純物濃度のP型不純物領域6をコレクタ領域5の
エミッタ側端部に形成する。
Next, a P-type impurity region 6 having an impurity concentration lower than that in which the collector region 5 and the like are formed is formed at the emitter side end of the collector region 5.

(C)M形NPNトランジスタのベース領域11の内側
にエミッタ領域12としてN型不純物領域を形成する。
(C) An N-type impurity region is formed as an emitter region 12 inside the base region 11 of the M-type NPN transistor.

エミッタ領域12の不純物濃度はIX 10”/ c 
m3程度である。縦形NPNトランジスタでは、エビタ
ピシャル1510はコレクタ領域となる。
The impurity concentration of the emitter region 12 is IX 10”/c
It is about m3. In a vertical NPN transistor, the epitaxial 1510 becomes the collector region.

第3図でも表面のシリコン酸化膜やその後に形成される
電極やパッシベーション膜の図示は省略されている。
Also in FIG. 3, illustrations of the silicon oxide film on the surface and the electrodes and passivation film formed thereafter are omitted.

(発明の効果) 本発明の横形バイポーラトランジスタでは、コレクタ領
域のエミッタ側端部にコレクタ領域より低譲度で同一導
電型の不純物拡散領域を形成したので、アーリー電圧の
高い横形バイポーラトランジスタを得ることができる。
(Effects of the Invention) In the lateral bipolar transistor of the present invention, an impurity diffusion region of the same conductivity type and with a lower yield than the collector region is formed at the emitter side end of the collector region, so that a lateral bipolar transistor with a high early voltage can be obtained. I can do it.

その結果、横形バイポーラトランジスタを用いたアナロ
グ回路においても高精度なアナログ特性を実現すること
ができる。
As a result, highly accurate analog characteristics can be achieved even in analog circuits using lateral bipolar transistors.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は一実施例を示す断面図、第2図は同実施例の平
面図、第3図は一実施例の製造方法を示す工程断面図で
ある。 3・・・・・・ベース領域、5・・・・・・コレクタ領
域、6・・・・・コレクタの低濃度不純物拡散領域、7
・・・・・・エミッタ領域。 −PNP 第32
FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment, FIG. 2 is a plan view of the same embodiment, and FIG. 3 is a process sectional view showing a manufacturing method of one embodiment. 3...Base region, 5...Collector region, 6...Low concentration impurity diffusion region of collector, 7
...Emitter area. -PNP No. 32

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ベース領域を挾んでコレクタ領域とエミッタ領域
が面内で対向している横形バイポーラトランジスタにお
いて、エミッタ領域と対向する側のコレクタ端部に、コ
レクタ領域と同一導電型でコレクタ領域より低濃度の不
純物拡散領域が形成されていることを特徴とする横形バ
イポーラトランジスタ。
(1) In a lateral bipolar transistor in which a collector region and an emitter region face each other in the plane with the base region in between, the collector end on the side opposite to the emitter region is doped with a concentration of the same conductivity type as the collector region and lower than that of the collector region. A lateral bipolar transistor characterized by having an impurity diffusion region formed therein.
JP1145982A 1989-06-07 1989-06-07 Lateral type bipolar transistor Pending JPH039527A (en)

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JP1145982A JPH039527A (en) 1989-06-07 1989-06-07 Lateral type bipolar transistor

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JPH039527A true JPH039527A (en) 1991-01-17

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110828559A (en) * 2019-11-14 2020-02-21 西安微电子技术研究所 High early voltage transverse transistor structure and preparation method thereof

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