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JP2526779B2 - Semiconductor device - Google Patents
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JP2526779B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2526779B2
JP2526779B2 JP5083184A JP8318493A JP2526779B2 JP 2526779 B2 JP2526779 B2 JP 2526779B2 JP 5083184 A JP5083184 A JP 5083184A JP 8318493 A JP8318493 A JP 8318493A JP 2526779 B2 JP2526779 B2 JP 2526779B2
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base
emitter
collector
insulating film
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高之 水田
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、バイポーラトランジス
タ動作を行う半導体装置に関し、特にエミッタ・コレク
タ電流を均一に流す事により高速動作を可能にするラテ
ラルトランジスタ構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device which operates as a bipolar transistor, and more particularly to a lateral transistor structure which enables a high speed operation by causing an emitter-collector current to flow uniformly.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般のラテラル型バイポーラトランジス
タの半導体装置は、直線状にエミッタ・ベース・コレク
タの領域を形成する。これに対して特開昭61−743
68号公報に図13に示すような同心円状に各領域を配
するトランジスタが開示されている。尚、同図で(A)
は平面図であり、(B)は(A)のB−B部の断面図で
ある。このトランジスタは、半絶縁性の半導体基板61
に中心から順にエミッタ領域となるN+ 型の第1領域6
2とベース領域となるP+ 型の第3領域64とコレクタ
領域となるN+ 型の第2領域63とをそれぞれ同心円状
に形成している。そして各領域にエミッタ電極65,ベ
ース電極67,コレクタ電極66がそれぞれ接続されて
いる。
2. Description of the Related Art In a semiconductor device of a general lateral bipolar transistor, an emitter / base / collector region is linearly formed. On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 61-743
Japanese Patent No. 68 discloses a transistor in which each region is arranged concentrically as shown in FIG. In the figure, (A)
Is a plan view, and (B) is a cross-sectional view taken along line BB of (A). This transistor has a semi-insulating semiconductor substrate 61.
The N + -type first region 6 which becomes the emitter region in order from the center
2 and a P + -type third region 64 that serves as a base region and an N + -type second region 63 that serves as a collector region are formed concentrically. The emitter electrode 65, the base electrode 67, and the collector electrode 66 are connected to the respective regions.

【0003】ここで第3と第1の領域間に順バイアス電
圧をあたえると、多数キャリアの注入により第3領域下
に仮想ベース領域69が形成される。この仮想ベース領
域、すなわち注入キャリアによる電流路は、半絶縁性の
領域に形成するようにしたために、注入キャリアの拡散
長がきわめて長く、再結合速度が小さく、またコレクタ
電圧の影響を受けにくい。また同心円状にしたのでベー
ス電流・コレクタ電流・仮想ベース領域のいずれもが素
子内で均一化され、その結果、高出力、高周波用に適す
るとされている。
When a forward bias voltage is applied between the third and first regions, a virtual base region 69 is formed below the third region by the injection of majority carriers. Since the virtual base region, that is, the current path due to the injected carriers is formed in the semi-insulating region, the diffusion length of the injected carriers is extremely long, the recombination speed is small, and the influence of the collector voltage is small. In addition, since they are concentric, all of the base current, collector current, and virtual base region are made uniform in the element, and as a result, they are said to be suitable for high output and high frequency.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述の従
来技術では、GaAsに代表されるような半絶縁性か高
比抵抗の半導体を用いなければ所望の特性が得られず、
材料が限定される欠点があった。また、この仮想ベース
領域は多数キャリアの注入で形成される為、高い動作電
圧をかけなければ深さ方向に大きな幅のチャンネルを形
成することができず、このため、大電流を流すにはモビ
リティを上げるなどの工夫が必要であった。さらに、ラ
テラル配置しているため仮想ベース領域の形成される部
分が長くなり、この部分を電子が走行する時間がかかる
為に、その高速性におのずと限界が生じるという欠点が
あった。また高出力化が述べられているが、そのために
は第1領域の円の形状を大きくする必要があり、これに
反比例してスピードが下がり一方、第2,第3の領域の
形状を大きくするとそれにつれてサイズが大きくなるた
め専有面積が大となる欠点があった。
However, in the above-mentioned conventional technique, desired characteristics cannot be obtained unless a semiconductor having a semi-insulating property or a high specific resistance such as GaAs is used.
There was a drawback that the material was limited. Further, since this virtual base region is formed by injecting majority carriers, it is not possible to form a channel with a large width in the depth direction unless a high operating voltage is applied. It was necessary to devise such as raising. Further, the lateral arrangement causes the portion where the virtual base region is formed to be long, and it takes time for electrons to travel through this portion, so that there is a drawback that the speed is naturally limited. In addition, higher output is mentioned, but for that purpose, it is necessary to increase the size of the circle in the first region, and the speed decreases in inverse proportion to this, while increasing the size of the second and third regions. As the size increases accordingly, there is a drawback that the occupied area becomes large.

【0005】また一方で図14に示す構造が、199
2.Symposium on VLSI Techn
ology Digest of Technical
Papers. P54.FRACS(Fully
Radiatire Carrent Dath St
ructure)に「A High−Speed Bi
polar Transistor with Sub
−0.1μm Emitter」と題する論文で提案さ
れている。このトランジスタは、基板51上のシリコン
酸化膜57により囲まれたコレクタ領域54内に半球状
のミゾを形成し、その表面にベース領域53をボロン拡
散で形成し、リンドープポリシリコン56をミゾに埋め
込みエミッタ領域52を形成し、エミッタ電極58を形
成してトランジスタが完成する。
On the other hand, the structure shown in FIG.
2. Symposium on VLSI Techn
logic Digest of Technical
Papers. P54. FRACS (Fully
Radiatire Current Death St
"A High-Speed Bi
polar Transistor with Sub
-0.1 μm Emitter ”. In this transistor, a hemispherical groove is formed in a collector region 54 surrounded by a silicon oxide film 57 on a substrate 51, a base region 53 is formed on the surface by boron diffusion, and phosphorus-doped polysilicon 56 is formed as a groove. A buried emitter region 52 is formed and an emitter electrode 58 is formed to complete the transistor.

【0006】本構造は、球状のエミッタ領域から電子が
放射状に移動することで高速動作する仕組みとなってい
る。しかし、これではベースポリシコン55によるベー
スの引き出し形状が長く、ベース抵抗が高くなる為、遮
断周波数fT は高くなるものの最大発振周波数fmax
の向上は望めず、高周波回路への応用は難しい。
In this structure, electrons move radially from the spherical emitter region to operate at high speed. However, in this case, since the shape of the base drawn by the base polysilicon 55 is long and the base resistance is high, the cutoff frequency f T is high, but the maximum oscillation frequency fmax is high.
Is not expected, and it is difficult to apply it to high frequency circuits.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上述の欠点を解消するた
めに本発明は、基板上の表面に絶縁膜が設けられ、前記
絶縁膜上に半導体層が設けられ、前記半導体層にバイポ
ーラトランジスタが形成された半導体装置において、
柱状の第1導電型のエミッタ領域と、前記エミッタ領域
の外周に接して前記エミッタ領域を取り囲む円筒状の第
2導電型のベース領域と、前記ベース領域の外周に接し
て前記ベース領域を取り囲む第1導電型のコレクタ領域
とを有し、前記エミッタ領域、前記ベース領域および前
記コレクタ領域の各領域は前記半導体層の表面から前記
絶縁膜に達するまで垂直又は斜めに形成されており、か
つスリット状の形状を有して前記半導体層の表面から前
記絶縁膜に達するまで前記ベース領域の円筒状の外周に
接続した一つ又は複数のベースフィンが放射状に前記コ
レクタ領域内部を延在して形成され、前記ベースフィン
の上部にベース電極が接続されているラテラル型バイポ
ーラトランジスタを具備する半導体装置にある。ここ
で、前記エミッタ領域、前記ベース領域および前記コレ
クタ領域の各領域の少なくとも一つの領域に、前記絶縁
膜に達するか又は途中まで貫通する金属電極が埋め込ま
れていることができる。また、コレクタ電極とエミッタ
引き出し電極のいずれか一方が前記半導体層の表面上に
位置し、他方が前記基板と前記絶縁膜との間に位置して
いることができる。
In order to solve the above-mentioned drawbacks, the present invention provides an insulating film on the surface of a substrate, a semiconductor layer on the insulating film, and a bipolar transistor on the semiconductor layer. In the formed semiconductor device, the circle
A columnar first conductivity type emitter region, and the emitter region
The cylindrical first part that is in contact with the outer periphery of and surrounds the emitter region.
2 conductive type base region and the outer periphery of the base region
First-conductivity-type collector region surrounding the base region
And having the emitter region, the base region and the front
Each region of the collector region is from the surface of the semiconductor layer to
Is it formed vertically or diagonally until it reaches the insulating film?
From the surface of the semiconductor layer having a slit-like shape
The cylindrical outer periphery of the base area is reached until the insulating film is reached.
One or a plurality of connected base fins are radially connected to each other.
The base fin is formed to extend inside the rectifier region.
Lateral type bipolar with a base electrode connected to the top of the
In a semiconductor device equipped with an error transistor. here
At the emitter region, the base region and the core region.
The insulation in at least one of each of the
Embedded metal electrode that reaches the membrane or penetrates halfway
Can be Also, collector electrode and emitter
One of the extraction electrodes is on the surface of the semiconductor layer
And the other is located between the substrate and the insulating film .

【0008】[0008]

【実施例】以下図面を参照して本発明を説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings.

【0009】図1は本発明の第1の実施例を示す図であ
り、(A)は平面図、(B)は(A)のB−B部の断面
図である。本図において基板1上に絶縁層膜8が形成さ
れ、絶縁領域7で囲まれた島領域の形状でコレクタ領域
4が形成されている。そしてその中に円柱上のN型エミ
ッタ領域2,このエミッタ領域2の外側に接する円筒状
のP型ベース領域3,このベース領域3に接続されるP
型ベースフィン領域5とP型のベースコンタクト領域6
が形成されている。そしてこれら領域2,3,4,5は
全て半導体層11の表面12から垂直に直線状に絶縁層
膜8に達して形成されている。
1A and 1B are views showing a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a sectional view taken along line BB of FIG. In this figure, an insulating layer film 8 is formed on a substrate 1, and a collector region 4 is formed in the shape of an island region surrounded by an insulating region 7. Then, in it, a cylindrical N-type emitter region 2, a cylindrical P-type base region 3 in contact with the outside of this emitter region 2, and a P connected to this base region 3 are connected.
Type base fin region 5 and P type base contact region 6
Are formed. All of these regions 2, 3, 4, and 5 are formed so as to reach the insulating layer film 8 in a straight line vertically from the surface 12 of the semiconductor layer 11.

【0010】このように島領域4をコレクタ領域とし
て、ラテラルバイポーラトランジスタが形成され、エミ
ッタ領域2に注入された電子はベース領域3をほぼ水平
に通り抜け、コレクタ領域4に至る動作を行い、この動
作は縦断面的には円柱状エミッタ領域の上下全ての部分
で行われる事になる。
In this way, a lateral bipolar transistor is formed with the island region 4 as the collector region, and the electrons injected into the emitter region 2 pass through the base region 3 almost horizontally and reach the collector region 4 to perform this operation. In terms of a vertical cross section, this is performed in all parts above and below the cylindrical emitter region.

【0011】また平面的には電子は中央のエミッタ領域
から放射状に、外側のコレクタ領域4に至ることにな
る。
In plan view, the electrons radially reach the outer collector region 4 from the central emitter region.

【0012】このように、本発明は従来平面的であった
トランジスタ構造を、立体的に形成することでより多く
の電子を流すことが可能になる。
As described above, according to the present invention, by forming the transistor structure, which has been conventionally planar, in three dimensions, it becomes possible to flow more electrons.

【0013】次に図1のトランジスタの製造方法の一例
を図2乃至図4を参照して説明する。尚、図2および図
3で(A)は平面図、(B)は(A)のB−B部の断面
図である。また図4で(A)は平面図、(B)は(A)
のB−B部の断面図、(C)は(A)のC−C部の断面
図である。
Next, an example of a method of manufacturing the transistor of FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 2 and 3, (A) is a plan view and (B) is a cross-sectional view taken along the line BB of (A). Further, in FIG. 4, (A) is a plan view and (B) is (A).
3B is a cross-sectional view of the B-B section of FIG. 3C, and FIG. 6C is a cross-sectional view of the CC section of FIG.

【0014】まず、図2(A),(B)に示すように、
基体1上の絶縁層膜8上にN型単結晶シリコン層11を
形成し、これを絶縁領域7で取り囲んで島状領域を残
す。そしてこの島状領域内の表面12にP+ 型ベースコ
ンタクト領域6を拡散もしくはイオン注入法で形成す
る。ここで絶縁層膜8は既存のウエハー張り合わせ技術
をもちいるか、あるいはSIMOXに代表される絶縁層
埋め込み技術を用いて形成される。また絶縁領域7は熱
酸化でもPN分離のいずれでも構わない。次に図3
(A),(B)に示すように、エミッタ形成領域を含む
P型ベース形成領域3′およびP型ベースフィン領域5
を、ボロンイオンビームをスキャニングしないで固定さ
せて、(110)方向に、無機質のマスク材13をマス
クとしイオン注入しその後の活性化熱処理により形成す
る。このイオン注入でイオンビームに角度がつくとチャ
ンネリングの効果が薄れるから、固定させて表面12に
垂直に行う。すなわち、N型島状領域の面方位を(11
0)としておき、イオン注入時のビームを固定して注入
すれば、注入されるボロンは、結晶のチャンネリング方
向に大きく進む。例えば、エネルギー70KeVで
〈9.11.5〉方向では、0.25μmの深さにピー
クをもつプロファイルが得られるが〈110〉方向では
0.35〜0.9μmまでほぼフラットな濃度をもつプ
ロファイルが得られている。ここで注入のエネルギーを
大きくすれば、より深い所でフラットな濃度プロファイ
ルが得られ、さらにいくつかの注入エネルギーを組み合
わせれば、浅い所から深い所までフラットな濃度プロフ
ァイルでの形成が可能となる。
First, as shown in FIGS. 2 (A) and 2 (B),
An N-type single crystal silicon layer 11 is formed on the insulating layer film 8 on the substrate 1 and is surrounded by the insulating region 7 to leave an island region. Then, the P + type base contact region 6 is formed on the surface 12 in the island region by diffusion or ion implantation. Here, the insulating layer film 8 is formed using an existing wafer bonding technique or an insulating layer embedding technique typified by SIMOX. The insulating region 7 may be either thermally oxidized or PN separated. Next in FIG.
As shown in (A) and (B), the P-type base forming region 3 ′ including the emitter forming region and the P-type base fin region 5 are included.
Is fixed without scanning with a boron ion beam, ions are implanted in the (110) direction using the inorganic mask material 13 as a mask, and the subsequent heat treatment for activation is performed. When the ion beam is angled by this ion implantation, the effect of channeling is weakened, so that the ion beam is fixed and perpendicular to the surface 12. That is, the plane orientation of the N-type island region is (11
If 0) is set and the beam for ion implantation is fixed and implanted, the implanted boron greatly advances in the channeling direction of the crystal. For example, at an energy of 70 KeV, a profile having a peak at a depth of 0.25 μm can be obtained in the <9.11.5> direction, but a profile having a substantially flat concentration from 0.35 to 0.9 μm in the <110> direction. Has been obtained. If the implantation energy is increased here, a flat concentration profile can be obtained at a deeper place, and if several implantation energies are combined, it is possible to form a flat concentration profile from a shallow place to a deep place. .

【0015】次に図4(A),(B),(C)に示すよ
うに全面上に絶縁物を被着させ異方性エッチバックをす
ることにより無機質のマスク13の側壁のみにこの絶縁
物のサイドウォール14を形成する。この際、図4
(C)に示すように、ベースフィン領域5上のマスク1
3の開孔間隔は狭いからここはサイドウォール14で完
全に埋められる。次にAsなどN型導電性物質をイオン
注入して熱活性処理を行うことによりエミッタ領域2を
形成すれば、無機層のマスク13の側壁に付いた絶縁物
14の下部にベース領域3が残り、本発明の図1に示す
実施例のラテラル型バイポーラトランジスタが完成す
る。
Next, as shown in FIGS. 4 (A), (B) and (C), an insulator is deposited on the entire surface and anisotropically etched back, so that only the side wall of the inorganic mask 13 is insulated. The sidewall 14 of the object is formed. At this time, FIG.
As shown in (C), the mask 1 on the base fin region 5
Since the space between the holes 3 is narrow, it is completely filled with the sidewall 14. Next, the emitter region 2 is formed by ion-implanting an N-type conductive material such as As to perform the thermal activation process, so that the base region 3 remains below the insulator 14 attached to the sidewall of the inorganic layer mask 13. The lateral bipolar transistor of the embodiment shown in FIG. 1 of the present invention is completed.

【0016】次に図5乃至図7を参照して、図1のバイ
ポーラトランジスタの製造方法の他の例を説明する。
尚、図5乃至図7において、(A)は平面図、(B)は
(A)のB−B部の断面図である。
Next, another example of a method of manufacturing the bipolar transistor of FIG. 1 will be described with reference to FIGS.
5 to 7, (A) is a plan view and (B) is a cross-sectional view taken along the line BB of (A).

【0017】まず図5に示すように、図2と同様に基体
1上に絶縁層膜8,N型シリコン層11を形成し、絶縁
領域7に囲まれたシリコン層11の島状領域内にスリッ
ト状のベースフィン領域5をイオン注入法で形成する。
しかる後、無機質のマスク16をマスクにして、エミッ
タ領域と同一平面形状の円柱状孔15をシリコン層の表
面から絶縁層膜8に達して形成する。従って、ベースフ
ィン領域5は、やや長めでもこの工程で削除される為問
題は生じない。またこのベースフィン領域5の形成のイ
オン注入の際に、横方向の広がりを生じるが、これも他
の領域に影響を与えないので問題は生じない。また、円
柱状の空間15を形成する際、(110)面を有するウ
ェハーであれば、ヒドラジンなどのアルカリ性エッチン
グ液で除去すれば、垂直な空間が形成できるし、(11
0)面以外であれば、異方性ドライエッチングで形成す
る。次に図7に示すように、円柱状孔15内を砒素をド
ープしたポリシリコンもしくは単結晶シリコンで充填し
てN型エミッタ領域2を形成し、シリコン層の表面にP
型ベースコンタクト領域6を形成する。
First, as shown in FIG. 5, the insulating layer film 8 and the N-type silicon layer 11 are formed on the substrate 1 as in FIG. 2, and the silicon layer 11 is surrounded by the insulating region 7 in the island region. The slit-shaped base fin region 5 is formed by the ion implantation method.
Then, using the inorganic mask 16 as a mask, a cylindrical hole 15 having the same plane shape as the emitter region is formed from the surface of the silicon layer to the insulating layer film 8. Therefore, even if the base fin region 5 is a little long, it is deleted in this step and no problem occurs. Further, when the base fin region 5 is formed by ion implantation, lateral expansion occurs, but this does not affect other regions either, so no problem occurs. Further, when forming the cylindrical space 15, if the wafer has a (110) plane, a vertical space can be formed by removing it with an alkaline etching solution such as hydrazine.
If it is other than the (0) plane, it is formed by anisotropic dry etching. Next, as shown in FIG. 7, the inside of the cylindrical hole 15 is filled with arsenic-doped polysilicon or single crystal silicon to form an N-type emitter region 2, and a P layer is formed on the surface of the silicon layer.
A mold base contact region 6 is formed.

【0018】図8は本発明の第2の実施例として複数の
ベースフィンおよびベースコンタクトを設けたトランジ
スタをそれぞれ示す平面図である。すなわち、図8はベ
ースの抵抗値を下げる工夫の一例を示す平面図であり、
図8(A)は第2のベースフィン領域22と第2のベー
スコンタクト領域21を有している。また図8(B)は
さらに第3のベースフィン領域23,第3のベースコン
タクト領域24を有している。これら増設されたベース
フィンとコンタクトにより、ベース抵抗のうちベース領
域3に至るまでの抵抗値を半減、又は、1/3にするこ
とが可能となる。またベース領域3の抵抗値も距離が半
分、又は、1/3となるためそれぞれ低減が可能となる
構造が提供できる。従ってベースフィンとベースコンタ
クトを低減すれば、さらなる低減が可能となる。
FIG. 8 is a plan view showing a transistor provided with a plurality of base fins and base contacts as a second embodiment of the present invention. That is, FIG. 8 is a plan view showing an example of a device for reducing the resistance value of the base,
FIG. 8A has a second base fin region 22 and a second base contact region 21. Further, FIG. 8B further has a third base fin region 23 and a third base contact region 24. With these additional base fins and contacts, it is possible to reduce the resistance value of the base resistance up to the base region 3 by half or by ⅓. Further, since the resistance value of the base region 3 is half or 1/3, it is possible to provide a structure capable of reducing the resistance value. Therefore, if the number of base fins and base contacts is reduced, further reduction is possible.

【0019】図9は本発明の第3の実施例を示す断面図
である。本実施例のエミッタ領域2とコレクタ領域4に
それぞれ金属電極9を埋め込むことによりエミッタ抵抗
とコレクタ抵抗とを低減する工夫をしている。このよう
に金属電極9を埋め込むことにより、トランジスタの上
下間のエミッタまたはコレクタの各抵抗値を下げること
ができ、このトランジスタの上側と下側の電流量のアン
バランス低減を図ることができる。
FIG. 9 is a sectional view showing a third embodiment of the present invention. By embedding a metal electrode 9 in each of the emitter region 2 and the collector region 4 of this embodiment, the device is designed so as to reduce the emitter resistance and the collector resistance. By embedding the metal electrode 9 in this way, the resistance values of the emitter and the collector between the upper and lower sides of the transistor can be reduced, and the imbalance of the current amounts on the upper side and the lower side of the transistor can be reduced.

【0020】図10は本発明の第4の実施例を示す平面
図である。この実施例ではベースコンタクト領域にも埋
め込み金属電極32を埋設した例であり、前述のコレク
タ,エミッタの各抵抗値低減と同様の効果をもたらせる
ことができる。またコレクタ側埋設金属電極33は、C
字状に配置されており、これによりエミッタ領域2から
放射状にでる電子を均一にとらえることが可能となる。
この例では図8の様に2つ以上ベースフィン,ベースコ
ンタクトを組み合わせることも問題無く、例えば図8
(A)ではコレクタ埋設金属電極33は、半弧状のもの
を2つ埋設すれば所望の効果を生み出す。
FIG. 10 is a plan view showing a fourth embodiment of the present invention. This embodiment is an example in which the buried metal electrode 32 is buried also in the base contact region, and it is possible to obtain the same effect as the above-mentioned reduction of the resistance value of each of the collector and the emitter. The collector-side buried metal electrode 33 is C
They are arranged in a letter shape, which makes it possible to uniformly capture the electrons radially emitted from the emitter region 2.
In this example, there is no problem in combining two or more base fins and base contacts as shown in FIG.
In (A), the collector-embedded metal electrode 33 produces a desired effect by embedding two semi-arc-shaped ones.

【0021】図11は本発明の第5の実施例を示す断面
図である。この実施例では、トランジスタの上下での電
流量アンバランスを解消する為の工夫をしてあり、エミ
ッタ電極とコレクタ電極の取り出しをそれぞれ相対する
側から行う例である。すなわち、エミッタ側は上側から
電極34を取り出し、コレクタ4側は埋設した下側の電
極36から取り出している。このような工夫によりエミ
ッタ電極から流れ込む電子は全て下側のコレクタ電極3
6に向かって流れ、局部集中は生じない。なお、エミッ
タとコレクタの電極の取り出し方向は逆であってもなん
ら問題無い。又、本実施例の構造の製法の一例として
は、図9または図10の形状が作られた後にコレクタ電
極のみを形成し、その後裏面を研削し、エミッタ,ベー
ス領域を露出させた後、別の基板1に接着層10で接着
し、次いでエミッタ,ベースの両電極を形成して成る。
FIG. 11 is a sectional view showing the fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, a device for eliminating the current imbalance between the upper and lower sides of the transistor is devised, and the emitter electrode and the collector electrode are taken out from opposite sides. That is, the electrode side is taken out from the upper side on the emitter side, and the buried lower electrode 36 is taken out from the collector 4 side. With such a device, all the electrons flowing from the emitter electrode are on the lower collector electrode 3
Flow toward 6 and no local concentration occurs. There is no problem if the emitter and collector electrodes are taken out in opposite directions. As an example of the method of manufacturing the structure of this embodiment, only the collector electrode is formed after the shape shown in FIG. 9 or 10 is formed, and then the back surface is ground to expose the emitter and base regions, and then another The substrate 1 is adhered to the substrate 1 with an adhesive layer 10 and then both electrodes of the emitter and the base are formed.

【0022】図12は本発明の第6の実施例をそれぞれ
示す断面である。この実施例は、一定の深さしか利用で
きない時にトランジスタの長さを長くする工夫をしてあ
る。すなわち、斜め方向に〈110〉が形成されたサブ
ストレートを用い、その〈110〉方向からイオン注入
することにより図12(A)の形状を得るもので、例え
ば45°の方向であれば約ルート2倍(2の平方根倍)
長くすることが可能となる。又、図12(B)は、トラ
ンジスタの上下での電流のアンバランスを解消する工夫
の一つをしたものであり、上側ではエミッタコレクタ間
の距離を置き、底側は接近させて成る構造を有してい
る。これにより、コレクタ抵抗が下方向に向かって増加
する分をコレクタ電極とベース間の距離を置くことで相
殺している。
FIG. 12 is a cross section showing a sixth embodiment of the present invention. In this embodiment, the length of the transistor is lengthened when only a certain depth is available. That is, a substrate having <110> formed in an oblique direction is used, and the shape of FIG. 12 (A) is obtained by implanting ions from the <110> direction. 2 times (square root of 2 times)
It is possible to make it longer. In addition, FIG. 12B shows one of the measures for eliminating the current imbalance between the upper and lower sides of the transistor, in which the emitter-collector distance is set on the upper side and the bottom side is made closer. Have As a result, the increase in the collector resistance in the downward direction is offset by increasing the distance between the collector electrode and the base.

【0023】なお、上記実施例では埋め込み金属電極
は、W(タングステン)、TiW(タイタン)、Al
(アルミ)などの金属を想定しているが、これ以外の金
属やポリシリコン等で代用することを禁止するものでは
ない。
In the above embodiment, the embedded metal electrodes are W (tungsten), TiW (Titan), Al.
Although metals such as (aluminum) are assumed, substitution of other metals such as polysilicon or polysilicon is not prohibited.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によるラテラ
ル構造をもつトランジスタは次のような効果を有する。
As described above, the transistor having the lateral structure according to the present invention has the following effects.

【0025】1.ベース領域を短く形成できるため電子
の走行距離が短く、高速性に優れている。
1. Since the base region can be formed to be short, the traveling distance of electrons is short and the high speed is excellent.

【0026】2.基板の深さ方向にトランジスタが形成
される為、同一占有面積でありながら種々の長さのトラ
ンジスタが作れ、小電流から大電流までの電流を扱うこ
とができる。
2. Since the transistors are formed in the depth direction of the substrate, transistors of various lengths can be formed even though they occupy the same area, and currents from small currents to large currents can be handled.

【0027】3.シリンドリカルタイプのトランジスタ
でかつエミッタ、ベース、コレクタがそれぞれ接触して
おり、低電圧で駆動でき、仮想ベース領域を形成する為
に必要な高電圧が不要となる。
3. Since the transistor is a cylindrical type, and the emitter, base, and collector are in contact with each other, the transistor can be driven at a low voltage, and the high voltage required for forming the virtual base region is unnecessary.

【0028】4.ベース抵抗を下げる手段を提供するた
めに最大発振周波数の向上につながる。
4. This leads to improvement of the maximum oscillation frequency in order to provide a means for lowering the base resistance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示す図であり、(A)
は平面図、(B)は(A)のB−B部の断面図である。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention, (A)
Is a plan view and (B) is a cross-sectional view taken along line BB of (A).

【図2】第1の実施例のバイポーラトランジスタを製造
する方法の一例の一工程を示す図であり、(A)は平面
図、(B)は(A)のB−B部の断面図である。
FIG. 2 is a diagram showing a step of an example of a method of manufacturing the bipolar transistor of the first embodiment, (A) is a plan view, and (B) is a cross-sectional view of a BB portion of (A). is there.

【図3】図2の後の一工程を示す図であり、(A)は平
面図、(B)は(A)のB−B部の断面図である。
3A and 3B are views showing one step after FIG. 2, in which FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 3A.

【図4】図3の後の一工程を示す図であり、(A)は平
面図、(B)は(A)のB−B部の断面図、(C)は
(A)のC−C部の断面図である。
FIG. 4 is a diagram showing a step subsequent to FIG. 3, in which (A) is a plan view, (B) is a cross-sectional view taken along the line BB in (A), and (C) is C- in (A). It is sectional drawing of C part.

【図5】第1の実施例のバイポーラトランジスタを製造
する方法の他の例の一工程を示す図であり、(A)は平
面図、(B)は(A)のB−B部の断面図である。
FIG. 5 is a diagram showing a step of another example of the method for manufacturing the bipolar transistor of the first embodiment, (A) is a plan view, and (B) is a cross-section taken along the line BB of (A). It is a figure.

【図6】図5の後の一工程を示す図であり、(A)は平
面図、(B)は(A)のB−B部の断面図である。
6A and 6B are diagrams showing one step after FIG. 5, in which FIG. 6A is a plan view and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.

【図7】図6の後の一工程を示す図であり、(A)は平
面図、(B)は(A)のB−B部の断面図である。
FIG. 7 is a diagram showing a step subsequent to FIG. 6, in which (A) is a plan view and (B) is a cross-sectional view taken along the line BB of (A).

【図8】本発明の第2の実施例を示す図であり、(A)
および(B)はそれぞれたがいに異なる態様の平面図で
ある。
FIG. 8 is a diagram showing a second embodiment of the present invention, (A)
And (B) are plan views of different modes.

【図9】本発明の第3の実施例を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第4の実施例を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing a fourth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第5の実施例を示す断面図である。FIG. 11 is a sectional view showing a fifth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第6の実施例を示す図であり、
(A)および(B)はそれぞれたがいに異なる態様の断
面図である。
FIG. 12 is a diagram showing a sixth embodiment of the present invention,
(A) And (B) is a sectional view of a mode which differs in each other.

【図13】従来技術のバイポーラトランジスタを示す図
であり、(A)は平面図、(B)は(A)のB−B部の
断面図である。
13A and 13B are views showing a conventional bipolar transistor, in which FIG. 13A is a plan view and FIG. 13B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 13A.

【図14】他の従来技術のバイポーラトランジスタを示
す断面図である。
FIG. 14 is a sectional view showing another conventional bipolar transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,51,61 基板 2 エミッタ領域 3 ベース領域 3′ エミッタ形成領域を含むベース形成領域 4 コレクタ領域 5,22,23 ベースフィン領域 6,21,24 ベースコンタクト領域 7 絶縁領域 8 絶縁層膜 9,31,32,33 埋込金属電極 35,36 電極 10 接着層 11 シリコン層 12 シリコン層の表面 13,16 マスク 14 サイドウォール 15 円柱状孔 52 エミッタ 53 ベース 54 コレクタ 55 ベースポリシリコン 56 エミッタポリシリコン 57 酸化膜 62 第1領域 63 第2領域 64 第3領域 69 仮想ベース領域 58,65,66,67 電極 1, 51, 61 substrate 2 emitter region 3 base region 3'base forming region including emitter forming region 4 collector region 5, 22, 23 base fin region 6, 21, 24 base contact region 7 insulating region 8 insulating layer film 9, 31, 32, 33 Embedded metal electrode 35, 36 Electrode 10 Adhesion layer 11 Silicon layer 12 Surface of silicon layer 13, 16 Mask 14 Sidewall 15 Cylindrical hole 52 Emitter 53 Base 54 Collector 55 Base polysilicon 56 Emitter polysilicon 57 Oxide film 62 First region 63 Second region 64 Third region 69 Virtual base region 58, 65, 66, 67 Electrode

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板上の表面に絶縁膜が設けられ、前記
絶縁膜上に半導体層が設けられ、前記半導体層にバイポ
ーラトランジスタが形成された半導体装置において、円柱状の第1導電型のエミッタ領域と、前記エミッタ領
域の外周に接して前記エミッタ領域を取り囲む円筒状の
第2導電型のベース領域と、前記ベース領域の外周に接
して前記ベース領域を取り囲む第1導電型のコレクタ領
域とを有し、前記エミッタ領域、前記ベース領域および
前記コレクタ領域の各領域は前記半導体層の表面から前
記絶縁膜に達するまで垂直又は斜めに形成されており、
かつスリット状の形状を有して前記半導体層の表面から
前記絶縁膜に達するまで前記ベース領域の円筒状の外周
に接続した一つ又は複数のベースフィンが放射状に前記
コレクタ領域内部を延在して形成され、前記ベースフィ
ンの上部にベース電極が接続されていることを 特徴とす
るラテラル型バイポーラトランジスタを具備する半導体
装置。
1. A semiconductor device in which an insulating film is provided on a surface of a substrate, a semiconductor layer is provided on the insulating film, and a bipolar transistor is formed on the semiconductor layer, the columnar first conductivity type emitter. Area and the emitter area
A cylindrical shape that surrounds the emitter region in contact with the outer periphery of the region
The second conductivity type base region and the outer periphery of the base region.
And a collector region of the first conductivity type surrounding the base region
The emitter region, the base region and
Each region of the collector region is located in front of the surface of the semiconductor layer.
It is formed vertically or diagonally until it reaches the insulating film,
And having a slit-like shape from the surface of the semiconductor layer
Cylindrical outer periphery of the base region until reaching the insulating film
One or more base fins connected to
The base film is formed to extend inside the collector region.
A semiconductor device comprising a lateral type bipolar transistor, characterized in that a base electrode is connected to an upper part of the transistor.
【請求項2】 前記エミッタ領域、前記ベース領域およ
び前記コレクタ領域の各領域の少なくとも一つの領域
に、前記絶縁膜に達するか又は途中まで貫通する金属電
極が埋め込まれていることを特徴とする請求項1記載の
半導体装置。
2. The emitter region, the base region and
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a metal electrode reaching or partially penetrating the insulating film is embedded in at least one of the collector region and the collector region .
【請求項3】 コレクタ電極とエミッタ引き出し電極の
いずれか一方が前記半導体層の表面上に位置し、他方が
前記基板と前記絶縁膜との間に位置していることを特徴
とする請求項1もしくは請求項2記載の半導体装置。
3. One of a collector electrode and an emitter lead electrode is located on the surface of the semiconductor layer, and the other is
The semiconductor device according to claim 1 , wherein the semiconductor device is located between the substrate and the insulating film .
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