(57)【要約】【課題】耐圧の異なるトランジスタを容易に形成することができる半導体装置を提供すること。【解決手段】本発明にかかる半導体装置は、ボディシリコン層２３、低耐圧のトランジスタ４０、及び高耐圧のトランジスタ３０を有する。トランジスタ４０では、高濃度コレクタ領域４２及びベース領域４３が、半導体層２３に設けられた低濃度コレクタ領域４１に接する。また、トランジスタ３０では、ボディシリコン層２３に設けられた低濃度コレクタ領域３１に接する、高濃度コレクタ領域３２及びベース領域３３において、ボディシリコン層２３の主表面に対して平行方向の距離が、高濃度コレクタ領域３２及びベース領域３３よりも離れて設けられている。【選択図】図１
2010109258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体層と、
第１の高濃度コレクタ領域及び第１のベース領域が、前記半導体層に設けられた第１の低濃度コレクタ領域に接する低耐圧のトランジスタと、
前記半導体層に設けられた第２の低濃度コレクタ領域に接する、第２の高濃度コレクタ領域及び第２のベース領域において、前記半導体層の主表面に対して平行方向の距離が、前記第１の高濃度コレクタ領域及び前記第１のベース領域よりも離れて設けられた高耐圧のトランジスタとを有する半導体装置。
【請求項２】
前記第１の高濃度コレクタ領域は、前記第１のベース領域の両側にそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１の高濃度コレクタ領域の幅より前記第２の高濃度コレクタ領域の幅のほうが狭いことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１の高濃度コレクタ領域は、第１の高濃度コンタクトコレクタ領域と第１の高濃度埋込コレクタ領域とを有し、
前記第２の高濃度コレクタ領域は、第２の高濃度コンタクトコレクタ領域と、前記第１の高濃度埋込コレクタ領域よりも幅が狭い第２の高濃度埋込コレクタ領域とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記半導体層上において、前記半導体層に接して設けられた上部半導体層をさらに有し、
前記第１の高濃度コレクタ領域、前記第２の高濃度コレクタ領域、前記第１の低濃度コレクタ領域、及び前記第２の低濃度コレクタ領域は、前記半導体層に形成され、
前記第１のベース領域及び前記第２のベース領域は、前記上部半導体層に形成された請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の高集積化と高機能化に伴って、異なる回路を一つの装置内に混在させて複数の機能を備えた半導体装置設計が増えている。回路は、トランジスタを用いて構成され、トランジスタについては、例えば特許文献１〜３に開示されている。要求される回路によってトランジスタに必要とされる耐圧は異なるが、一般にトランジスタの耐圧と動作速度はトレードオフの関係にある。このため、最も高い耐圧を要求する回路にあわせてトランジスタを設計すると、高耐圧を要求しない回路の性能を最大化できないことになる。従って、回路性能を最大限に引き出すためには、同一の半導体装置内に複数の異なる耐圧のトランジスタを製造できることが望ましい。更に、これらのトランジスタを低コストで製造できることが望ましい。
【０００３】
かかる要求を解決するための一つの手法が、特許文献１に記載されている。ここで、図７を参照して、従来技術の構造を説明する。図７は、従来の半導体装置の構成を示す断面図である。なお、図７は、特許文献１の図１に対応している。
【０００４】
特許文献１に記載された半導体装置は、動作速度を重視する縦形ｎｐｎバイポーラトランジスタ１と、高耐圧特性を重視する縦形ｎｐｎバイポーラトランジスタ２とを有する。縦形ｎｐｎバイポーラトランジスタ２は、コレクタ埋込領域２ａと、コレクタ埋込領域２ａ上のｎウェル２ｂ上部に形成されたベース領域２ｃと、ベース領域２ｃの上部中央に形成されたエミッタ領域２ｄとを有する。
【０００５】
縦形ｎｐｎバイポーラトランジスタ２と同様、縦形ｎｐｎバイポーラトランジスタ１も、コレクタ埋込領域１ａ、ｎウェル１ｂ、ベース領域１ｃ、及びエミッタ領域１ｄを有する。さらに、縦形ｎｐｎバイポーラトランジスタ１は、ｎ形不純物領域１ｅも有する。ｎ形不純物領域１ｅは、これらを半導体基板３に設ける際に、エミッタ領域１ｄ直下においてベース領域１ｃとコレクタ埋込領域１ａとの間のｎウェル１ｂ（コレクタ領域）のみにｎ形不純物を導入することにより形成される。これにより、動作速度を重視する縦形ｎｐｎバイポーラトランジスタ１に、ＳＩＣ（Selectively Ion-implanted Collector）構造を形成する。このように、トランジスタごとにＳＩＣ構造の形成有無を作りわけ、異なる２種の耐圧のトランジスタを混載させることを可能にしている。
【０００６】
また、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板上に、バイポーラトランジスタを形成する製造方法が特許文献２に記載されている。ここで、図８を参照して、製造方法に従って半導体装置の構成を説明する。図８は、従来の半導体装置の他の構成を示す断面図である。なお、図８は、特許文献２の図５に対応している。
【０００７】
まず、ＳＯＩ基板の絶縁層１０上のボディシリコン層に、ドーパントの注入によってコレクタ領域１１とベース領域１２を形成する。そして、ベース領域１２上にポリシリコン層１３を形成する。次に、選択的にイオン注入を行い、ｎ＋導電形に高ドープされたエミッタ端子領域及びコレクタ端子領域１４が形成される。その後、熱処理工程によって、エミッタ端子領域としてのポリシリコン層１３から高ドープされたドーパントが拡散し、エミッタ領域１６が形成される。そして、次に、選択的にイオン注入を行い、ｐ＋導電形に高ドープされたベース端子領域１５が形成される。最低にドープされた領域としてのコレクタ領域１１のドープ濃度は、コレクタ領域１１が完全に空乏化する程度に低く選ばれる。
【特許文献１】特開平７−２３１０４３号公報
【特許文献２】特開平７−３２６６３０号公報
【特許文献３】特開２０００−２９４５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の技術では、トランジスタ毎に選択的にＳＩＣ構造を作りわける必要があるため、工程が増加する。特に３種以上の耐圧のトランジスタを混在させるには、混在させる種類に比例して製造工程が増える問題がある。
【０００９】
また、高耐圧向けの縦形ｎｐｎバイポーラトランジスタ２そのものの耐圧を上げるには、コレクタ埋込領域２ａとベース領域２ｃの間の距離を広げる必要がある。このために、エピタキシャル層４Ｅｐｉを厚くする手法が一般的に知られている。しかし、エピタキシャル層４Ｅｐｉを厚くすると、ＳＩＣ構造を形成する縦形ｎｐｎバイポーラトランジスタ１についてコレクタ抵抗が高くなるなどの悪影響がある。また、コレクタ引き出し領域２ｆを一度に深く形成することが困難になるため、エピタキシャル成長およびコレクタ引き出し領域２ｆを２回に分けて形成するなどの手法が必要となり、コストが増大する。
【００１０】
特許文献２では、ＳＯＩ構造を採用し、横方向でコレクタ−ベース間耐圧が決定される構造であり、本発明に類似している。しかし、特許文献２に記載の製法・構造では、耐圧を制御するには選択的にコレクタ端子領域１４の不純物濃度を可変する必要があるため、特許文献１の技術のように選択的にＳＩＣ構造を形成する場合とさして変わらない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明にかかる半導体装置は、半導体層と、第１の高濃度コレクタ領域及び第１のベース領域が、前記半導体層に設けられた第１の低濃度コレクタ領域に接する低耐圧のトランジスタと、前記半導体層に設けられた第２の低濃度コレクタ領域に接する、第２の高濃度コレクタ領域及び第２のベース領域において、前記半導体層の主表面に対して平行方向の距離が、前記第１の高濃度コレクタ領域及び前記第１のベース領域よりも離れて設けられた高耐圧のトランジスタとを有するものである。これにより、耐圧の異なるトランジスタを容易に形成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、耐圧の異なるトランジスタを容易に形成することができる半導体装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１を参照して、半導体装置の構成を説明する。図１は、半導体装置の構成を示す断面図である。半導体装置は、複数のトランジスタを有する。ここでは、トランジスタの一例として、ｎｐｎバイポーラトランジスタを用いて説明する。なお、本実施の形態において、トランジスタは、横方向に電流が流れる横形のトランジスタである。
【００１４】
半導体装置は、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板を用いて構成される。ＳＯＩ基板とは、絶縁層２０上に半導体層としてのボディシリコン層２３が形成されたものである。半導体装置には、耐圧の異なる２つ以上のトランジスタを有する。ここでは、高耐圧を重視するトランジスタ３０と、低耐圧で動作速度を重視するトランジスタ４０の２つのトランジスタを有する。
【００１５】
トランジスタ３０において、ボディシリコン層２３には、低濃度コレクタ領域３１、高濃度コレクタ領域３２、ベース領域３３、及びエミッタ領域３４が形成される。低濃度コレクタ領域３１は、リン等のｎ形不純物を低濃度に含むｎ形半導体層である。低濃度コレクタ領域３１には、例えば１×１０１４〜１×１０１６ｃｍ−３程度の低濃度に不純物が含まれている。高濃度コレクタ領域３２は、リン等のｎ形不純物を高濃度に含むｎ形半導体層である。高濃度コレクタ領域３２には、例えば１×１０１８〜１×１０２１ｃｍ−３程度の高濃度に不純物が含まれている。ベース領域３３は、ホウ素等のｐ形不純物を含むｐ形半導体層である。エミッタ領域３４は、リン等のｎ形不純物を高濃度に含むｎ形半導体層である。低濃度コレクタ領域３１、高濃度コレクタ領域３２、ベース領域３３、及びエミッタ領域３４は、それぞれの上端が、ボディシリコン層２３の主表面（絶縁層２０とは反対側の面）に接して形成される。
【００１６】
エミッタ領域３４は、ボディシリコン層２３の主表面付近に形成される。ベース領域３３は、ボディシリコン層２３の上部に形成される。ベース領域３３は、上端以外のエミッタ領域３４を取り囲むように形成される。すなわち、低濃度コレクタ領域３１とエミッタ領域３４の間には、ベース領域３３が形成される。高濃度コレクタ領域３２は、ベース領域３３から離間して設けられる。高濃度コレクタ領域３２は、ボディシリコン層２３の高さ方向の最下端あるいは中央部から上端まで形成される。また、高濃度コレクタ領域３２の高さは、ベース領域３３の高さより高くなっている。それ以外のボディシリコン層２３には、低濃度コレクタ領域３１が形成される。すなわち、高濃度コレクタ領域３２とベース領域３３との間には、低濃度コレクタ領域３１が形成される。また、高濃度コレクタ領域２３及びベース領域３３は、低濃度コレクタ領域３１に接する。ボディシリコン層２３の主表面において、高濃度コレクタ領域３２、低濃度コレクタ領域３１、ベース領域３３、及びエミッタ領域３４が順次並んで設けられる。
【００１７】
ボディシリコン層２３上には、コレクタ電極３５、ベース電極３６、及びエミッタ電極３７が形成される。コレクタ電極３５、ベース電極３６、及びエミッタ電極３７は、ボディシリコン層２３の主表面に接して順次並んで形成される。具体的には、コレクタ電極３５は、高濃度コレクタ領域３２に接して形成される。ベース電極３６は、高濃度コレクタ領域３２とエミッタ領域３４の間におけるベース領域３３に接して形成される。エミッタ電極３７は、エミッタ領域３４に接して形成される。
【００１８】
トランジスタ４０は、上記のトランジスタ３０と同様、低濃度コレクタ領域４１、高濃度コレクタ領域４２、ベース領域４３、エミッタ領域４４、コレクタ電極４５、ベース電極４６、及びエミッタ電極４７を有する。トランジスタ３０、４０において、高濃度コレクタ領域３２、４２とベース領域３３、４３の間の距離が異なっている。具体的には、高濃度コレクタ領域３２とベース領域３３の間の距離ｄ１と、高濃度コレクタ領域４２とベース領域４３の間の距離ｄ２とが異なっている。ここで、距離ｄ１、ｄ２とは、ボディシリコン層２３の主表面とは平行方向におけるこれらの距離（間隔）のことである。換言すると、トランジスタ３０、４０において、高濃度コレクタ領域３２、４２とベース領域３３、４３の間に存在する低濃度コレクタ領域３１、４１の幅が異なっている。また、トランジスタ３０、４０において、コレクタ電極３５、４５とベース電極３６、４６との間の距離が異なっている。
【００１９】
具体的には、トランジスタ４０と比較してトランジスタ３０では、これらの距離や幅が大きくなっている。すなわち、高耐圧を重視するトランジスタ３０では、高濃度コレクタ領域３２とベース領域３３が、距離を離して形成されている。詳細には、距離ｄ２より距離ｄ１のほうが長くなっている。このため、トランジスタ４０よりトランジスタ３０のほうが全体の平面寸法が大きくなっている。なお、それ以外については、トランジスタ４０は、上記のトランジスタ３０と略同様の構成等を有する。すなわち、トランジスタ３０、４０において、対応する構成要素の高さ方向（ボディシリコン層２３の主表面とは垂直方向）の位置関係は同じである。そして、トランジスタ３０、４０において、対応する構成要素の横方向（ボディシリコン層２３の主表面とは平行方向）の位置関係が異なる。また、トランジスタ３０、４０において、対応する領域は、略同様の不純物濃度を有する。
【００２０】
隣接するトランジスタ間において、ボディシリコン層２３には、素子分離を目的とした絶縁層２１が形成される。また、コレクタ電極３５、４５、ベース電極３６、４６、及びエミッタ電極３７、４７が形成された領域以外のボディシリコン層２３上には、絶縁層２２が形成される。本実施の形態にかかる半導体装置は、以上のように構成される。
【００２１】
トランジスタ３０、４０では、高濃度コレクタ領域３２、４２とエミッタ領域３４、４４の間を電流が流れる。また、本実施の形態では、上記のように、トランジスタ４０と比較して、トランジスタ３０は、高濃度コレクタ領域３２とベース領域３３の間の距離が長くなっている。すなわち、トランジスタ４０と比較して、トランジスタ３０は、高濃度コレクタ領域３２とベース領域３３の間の低濃度コレクタ領域３１の幅が大きくなっている。換言すると、トランジスタ４０と比較して、トランジスタ３０は、低濃度コレクタ領域３１内の電流通路が長くなる。また、低濃度コレクタ領域３１、４１は、低濃度コレクタ領域３１、４１が空乏化する程度の低濃度で形成されている。このため、トランジスタ４０よりトランジスタ３０のほうが高耐圧となる。また、トランジスタ３０よりトランジスタ４０のほうが動作速度が速くなる。このように、トランジスタの耐圧、具体的にはコレクタ−ベース間の耐圧は、高濃度コレクタ領域３２とベース領域３３の間の距離によって変化する。
【００２２】
また、コレクタ−ベース間の耐圧は、低濃度コレクタ領域３１、４１の不純物濃度によっても変化する。ここで、低濃度コレクタ領域３１、４１の不純物濃度による、高濃度コレクタ領域３２、４２とベース領域３３、４３の間の距離及びコレクタ−ベース間耐圧の関係を図２に示す。図２では、一方が無限大濃度の階段接合とした場合の計算結果を示す。図２において、横軸は、高濃度コレクタ領域３２、４２とベース領域３３、４３の間の距離［ｕｍ］を示す。縦軸は、コレクタ−ベース間耐圧［Ｖ］を示す。
【００２３】
図２に示されるように、所定の距離を超えない範囲では、コレクタ−ベース間耐圧は、高濃度コレクタ領域３２、４２とベース領域３３、４３の間の距離に概ね比例した値をとる。そして、所定の距離を越えると、コレクタ−ベース間耐圧は、増加せず一定値をとる。すなわち、所定の距離とは、コレクタ−ベース間耐圧との間に略比例関係を有する上限の距離のことである。上限距離は、電界強度が電子なだれ降伏現象が生じる限界（Ｓｉの場合、約３０［Ｖ／ｕｍ］）に達する距離である。
【００２４】
上限距離は、低濃度コレクタ領域３１、４１自身の不純物濃度によって決まる。また、低濃度コレクタ領域３１、４１の不純物濃度が異なっても、高濃度コレクタ領域３２、４２とベース領域３３、４３の間の距離が０のときのコレクタ−ベース間耐圧の値、図２に示された直線の上限距離までの傾きは略同一である。低濃度コレクタ領域３１、４１の不純物濃度が低くなるほど、上限距離は長くなり、コレクタ−ベース間耐圧の上限も大きくなる。すなわち、低濃度コレクタ領域３１、４１の不純物濃度が低くなるほど、トランジスタごとの耐圧の差を大きくすることができる。
【００２５】
具体的には、符号５０で示すように、低濃度コレクタ領域３１、４１の不純物濃度が〜１×１０１６［ａｔｏｍ／ｃｍ３］であれば限界距離は２［ｕｍ］程度であり、このときの接合耐圧は３０［Ｖ］程度である。符号５１で示すように、低濃度コレクタ領域３１、４１の不純物濃度が〜１×１０１５［ａｔｏｍ／ｃｍ３］であれば限界距離は２０［ｕｍ］程度であり、このときの接合耐圧は３００［Ｖ］程度である。符号５２で示すように、低濃度コレクタ領域３１、４１の不純物濃度が〜１×１０１４［ａｔｏｍ／ｃｍ３］であれば限界距離は２００［ｕｍ］程度であり、このときの接合耐圧は３０００［Ｖ］程度である。以上のように、トランジスタ３０、４０の耐圧特性は、高濃度コレクタ領域３２、４２とベース領域３３、４３の間の距離、及び低濃度コレクタ領域３１、４１の不純物濃度によって決定する。
【００２６】
すなわち、半導体装置は、以下の２点を考慮して設計される。
（１）複数のトランジスタのうち、最も高耐圧を要求されるトランジスタの耐圧を十分以上に確保できるほど低濃度に低濃度コレクタ領域の不純物濃度を設計する。
（２）トランジスタ毎に所望の耐圧が満たされる範囲内で高濃度コレクタ領域の位置を設計する。
【００２７】
また、本実施の形態の構造では、特許文献１のように、トランジスタ底面を高濃度コレクタ領域で形成せず、ＳＯＩ基板のＢｏｘ（Buried Oxide）層としての絶縁層２０で形成している。具体的には、本実施の形態では、それぞれのトランジスタ３０、４０において、横方向に高濃度コレクタ領域３２、４２、低濃度コレクタ領域３１、４１、ベース領域３３、４３、エミッタ領域３４、４４が順次並んで形成される。このため、特許文献１のように縦方向に電流が流れるのではなく、横方向に電流が流れる。従って、縦方向の設計（距離・濃度）では耐圧は決定されず、横方向の設計で耐圧を決めることが可能である。
【００２８】
すなわち、トランジスタ３０、４０ごとの耐圧を変えるためには、高濃度コレクタ領域３２、４２とベース領域３３、４３の横方向の距離を変えればいいため簡便である。例えば、高濃度コレクタ領域３２、４２の位置を横方向に調整すればいいため簡便である。また、ボディシリコン層２３を厚く形成しなくても十分な耐圧を得ることができ、動作速度を重視するトランジスタ４０にコレクタ抵抗が高くなるなどの悪影響が生じにくい。さらに、絶縁層２１の形成も簡便である。
【００２９】
具体的には、高濃度コレクタ領域３２、４２の位置をベース領域３３、４３に近づけるほど、より高速動作が可能なトランジスタが形成できる。反対に、高濃度コレクタ領域３２、４２の位置をベース領域３３、４３から遠ざけるほど、より高耐圧なトランジスタが形成できる。このように、トランジスタごとに、高濃度コレクタ領域とベース領域との間の距離を調整することにより、１つの基板上に耐圧の異なるトランジスタを形成することができる。
【００３０】
また、高濃度コレクタ領域３２、４２は、高濃度コレクタ領域３２、４２に対応する位置に開口を有するマスクを介して、不純物を注入することにより形成される。このマスクの形状を調整すれば、特に製造工程を増やすことなく、耐圧の異なるトランジスタを容易に形成することができる。このため、生産性を向上させることができる。すなわち、製造方法によらず、マスク設計のみで耐圧制御が可能になるので、複数の耐圧のトランジスタ混載が容易になる。
【００３１】
実施の形態２．
本実施の形態では、ベース領域３３の両側に、高濃度コレクタ領域３２をそれぞれ形成する。図３を参照して、本実施の形態にかかる半導体装置の構成について説明する。図３は、半導体装置の構成を示す断面図である。なお、図３においては、１つのトランジスタのみを示すが、実施の形態１と同様、耐圧の異なる複数のトランジスタが形成される。また、ここでは、トランジスタ３０に適用した例を説明するが、トランジスタ４０にも適用可能である。なお、実施の形態１と共通する説明は、適宜省略又は簡略化する。
【００３２】
図３に示されるように、ベース領域３３の両側に高濃度コレクタ領域３２がそれぞれ形成される。すなわち、２つの高濃度コレクタ領域３２によってベース領域３３が挟まれる。また、これら２つの高濃度コレクタ領域３２は、略同じ形状、サイズを有する。そして、２つの高濃度コレクタ領域３２に接して、２つのコレクタ電極３５が形成される。すなわち、ボディシリコン層２３上には、コレクタ電極３５、ベース電極３６、エミッタ電極３７、及びコレクタ電極３５が順次形成される。このように形成することで、コレクタ抵抗を下げ、動作速度を向上させることが可能である。この場合の耐圧は、２つの高濃度コレクタ領域３２のうち、ベース領域３３に近い方の高濃度コレクタ領域３２とベース領域３３の間の距離で決定される。すなわち、最も短い、高濃度コレクタ領域３２とベース領域３３の間の距離（具体的には横方向の距離）で耐圧が決定される。
【００３３】
そして、複数のトランジスタにおいて、ベース領域３３と高濃度コレクタ領域３２の間の距離を変更することにより、耐圧の異なるトランジスタを同一のＳＯＩ基板に容易に形成することができる。また、実施の形態１と同様、半導体装置の製造には、マスクの形状を調整すればよく、簡便であり、生産性を向上させることができる。なお、ここでは、高濃度コレクタ領域３２を２つ形成したが、３つ以上形成してもよい。また、動作速度を重視するトランジスタのみ、高濃度コレクタ領域を複数形成してもよいし、全てのトランジスタに高濃度コレクタ領域を複数形成してもよい。
【００３４】
実施の形態３．
本実施の形態では、高濃度コレクタ領域３２、４２のサイズを変更する。図４を参照して、本実施の形態にかかる半導体装置の構成について説明する。図４は、半導体装置の構成を示す断面図である。なお、実施の形態１と共通する説明は、適宜省略又は簡略化する。
【００３５】
図４に示されるように、低耐圧で動作速度を重視するトランジスタ４０のみ、高濃度コレクタ領域４２のサイズを大きくする。具体的には、トランジスタ３０と比較して、トランジスタ４０では、高濃度コレクタ領域３２の幅が広い。また、トランジスタ３０、４０において、高濃度コレクタ領域３２、４２の高さは略同一である。それぞれのトランジスタ３０、４０において、全体の平面寸法は略同一である。
【００３６】
また、それぞれのトランジスタ３０、４０において、コレクタ電極３５、４５とベース電極３６、４６の間の距離は略同一である。また、ベース電極３６、４６とエミッタ電極３７、４７の間の距離も略同一である。すなわち、それぞれのトランジスタ３０、４０において、高濃度コレクタ領域３２、４２の幅のみが異なり、その他の対応する構成要素のサイズ、位置関係等は略同一である。このため、トランジスタ設計がより容易になる。また一度設計した製品の耐圧設計を変更する際でも、高濃度コレクタ領域３２、４２を決定するマスクのみの修正で事足りるため、設計変更が簡単になる利点がある。
【００３７】
このように、高濃度コレクタ領域３２、４２のサイズ、具体的には幅を変更することにより、高濃度コレクタ領域３２、４２とベース領域３３、４３の間の距離が変わる。具体的には、高濃度コレクタ領域３２とベース領域３３の間の距離ｄ１を、高濃度コレクタ領域４２とベース領域４３の間の距離ｄ２よりも広くする。これにより、高濃度コレクタ領域３２、４２のサイズのみで耐圧を制御可能になり、耐圧の異なるトランジスタ３０、４０を容易に形成することができる。
【００３８】
実施の形態４．
本実施の形態では、埋込高濃度コレクタ領域を形成する。図５を参照して、本実施の形態にかかる半導体装置の構成について説明する。図５は、半導体装置の構成を示す断面図である。なお、実施の形態１と共通する説明は、適宜省略又は簡略化する。
【００３９】
図５に示されるように、トランジスタ３０には、埋込高濃度コレクタ領域３２ｂが形成される。すなわち、本実施の形態においては、高濃度コレクタ領域３２は、高濃度コンタクトコレクタ領域３２ａと、埋込高濃度コレクタ領域３２ｂによって構成される。高濃度コンタクトコレクタ領域３２ａは、実施の形態１の高濃度コレクタ領域と略同一の形状、サイズ等を有する。トランジスタ３０と同様、トランジスタ４０においても、高濃度コレクタ領域４２は、高濃度コンタクトコレクタ領域４２ａと、埋込高濃度コレクタ領域４２ｂによって構成される。なお、トランジスタ３０、４０において、埋込高濃度コレクタ領域３２ｂ、４２ｂ以外の対応する構成要素は、サイズ、位置関係等が略同一である。
【００４０】
埋込高濃度コレクタ領域３２ｂ、４２ｂは、高濃度コンタクトコレクタ領域３２ａ、４２ｂの下部にそれぞれ接触して形成される。トランジスタ３０、４０において、埋込高濃度コレクタ領域３２ｂ、４２ｂのサイズが異なっている。なお、埋め込み高濃度コレクタ領域３２ｂ、４２ｂの高さ方向の位置関係は同じである。具体的には、埋込高濃度コレクタ領域３２ｂ、４２ｂの幅が異なっている。すなわち、高耐圧を重視するトランジスタ３０では、埋込高濃度コレクタ領域３２ｂの幅を狭く、低耐圧で動作速度を重視するトランジスタ４０では、埋込高濃度コレクタ領域４２ｂの幅を広くする。
【００４１】
トランジスタ３０では、埋込高濃度コレクタ領域３２ｂは、高濃度コンタクトコレクタ領域３２ａ近傍のみに形成される。また、トランジスタ４０では、埋込高濃度コレクタ領域４２ｂは、高濃度コンタクトコレクタ領域４２ａから、ベース領域４３の高濃度コンタクトコレクタ領域４２ａとは反対側端部の下部まで形成される。すなわち、埋込高濃度コレクタ領域４２ｂは、上面視にて、ベース領域４３と重なるように形成される。なお、それぞれのトランジスタ３０、４０において、ベース領域３３、４３と埋込高濃度コレクタ領域３２ｂ、４２ｂとは、離間して形成される。
【００４２】
また、実施の形態３と同様、それぞれのトランジスタ３０、４０において、埋込高濃度コレクタ領域３２ｂ、４２ｂのサイズのみが異なり、その他の対応する構成要素のサイズ、位置関係等は略同一である。このため、異なる耐圧のトランジスタ設計がより容易になる。また一度設計した製品の耐圧設計を変更する際でも、高濃度コレクタ領域３２、４２を決定するマスクのみの修正で事足りるため、設計が簡単になる利点がある。
【００４３】
このように、埋込高濃度コレクタ領域３２ｂ、４２ｂのサイズ、具体的には幅を変更することにより、高濃度コレクタ領域３２、４２とベース領域３３、４３の間の距離が変わる。本実施の形態では、トランジスタ４０において、埋込高濃度コレクタ領域４２ｂとベース領域４３は、上面視にて重なるように形成される。このため、トランジスタ４０において、高濃度コレクタ領域４２とベース領域４３の間の横方向の距離は０である。また、高濃度コレクタ領域３２とベース領域３３の間の距離ｄ１が０より長くなっている。従って、高濃度コレクタ領域３２とベース領域３３の間の横方向の距離は、高濃度コレクタ領域４２とベース領域４３の間の距離より長くなっている。このように、実施の形態３と同様、一つの高濃度コレクタ領域３２のサイズのみで耐圧を制御可能になり、耐圧の異なるトランジスタを容易に形成することができる。
【００４４】
また、さらに特許文献１にあるようなＳＩＣ構造を併用することも可能である。特に、低耐圧で高速動作するトランジスタ４０にＳＩＣ構造を併用することで、さらなる高速動作が可能となり、混載できるトランジスタの選択の幅を広げることができる。
【００４５】
実施の形態５．
本実施の形態では、ボディシリコン層上に、ベース領域及びエミッタ領域を形成する。図６を参照して、本実施の形態にかかる半導体装置の構成について説明する。図６は、半導体装置の構成を示す断面図である。なお、図６においては、１つのトランジスタのみを示すが、実施の形態１と同様、複数のトランジスタが形成される。ここでは、トランジスタ３０に適用した例を説明するが、トランジスタ４０にも適用可能である。なお、実施の形態１と共通する説明は、適宜省略又は簡略化する。
【００４６】
図６に示されるように、実施の形態１と同様、ＳＯＩ基板の絶縁層２０の上のボディシリコン層２３に、低濃度コレクタ領域３１、高濃度コレクタ領域３２、及び素子分離を目的とした絶縁層２１が形成される。また、ボディシリコン層２３上には、ベース領域３３、エミッタ領域３４、ベース導電層３８、絶縁層２２、コレクタ電極３５、ベース電極３６、及びエミッタ電極３７が形成される。また、例えば、ベース領域３３及びエミッタ領域３４は、上部半導体層２４によって形成される。すなわち、上部半導体層２４は、ボディシリコン層２３上に形成される。上部半導体層２４は、ボディシリコン層２３の主表面に接する。
【００４７】
ベース領域３３は、低濃度コレクタ領域３１及びエミッタ領域３４と接して形成される。ベース領域３３は、上端以外のエミッタ領域３４を取り囲むように形成される。ベース領域３３は、例えばゲルマニウムを含むエピタキシャル層で形成してもよい。すなわち、上部半導体層２４は、例えばゲルマニウムを含むエピタキシャル層であってもよい。このように形成すると、ゲルマニウムを含むエピタキシャル層などを利用した、より高性能なトランジスタにも適用可能となる。
【００４８】
ベース領域３３の上端に接してベース導電層３８が形成される。ベース導電層３８は、ベース領域３３の対向する両端部にそれぞれ形成され、エミッタ領域３４とは反対側に向けて延設する。そして、高濃度コレクタ領域３２に接してコレクタ電極３５が形成される。２つのベース導電層３８に接して、２つのベース電極３６が形成される。エミッタ電極３７は、エミッタ領域３４に接して形成される。そして、それ以外の部分には、絶縁層２２が形成される。トランジスタごとに、高濃度コレクタ領域とベース領域との間の距離を調整することにより、１つの基板上に耐圧の異なるトランジスタを容易に形成することができる。
【００４９】
また、上記の説明は、本発明の実施形態を説明するものであり、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。また、上記の実施の形態を組み合わせることも可能である。そして、本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】実施の形態１にかかる半導体装置の構成を示す断面図である。
【図２】実施の形態１にかかる低濃度コレクタ領域の濃度・高濃度コレクタ領域とベース領域間の距離・コレクタ−ベース間耐圧の関係を示すグラフである。
【図３】実施の形態２にかかる半導体装置の構成を示す断面図である。
【図４】実施の形態３にかかる半導体装置の構成を示す断面図である。
【図５】実施の形態４にかかる半導体装置の構成を示す断面図である。
【図６】実施の形態５にかかる半導体装置の構成を示す断面図である。
【図７】従来の半導体装置の構成を示す断面図である。
【図８】従来の半導体装置の他の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  縦形ｎｐｎバイポーラトランジスタ、１ａ  コレクタ埋込領域、１ｂ  ｎウェル、
１ｃ  ベース領域、１ｄ  エミッタ領域、１ｅ  ｎ形不純物領域、
２  縦形ｎｐｎバイポーラトランジスタ、２ａ  コレクタ埋込領域、２ｂ  ｎウェル、
２ｃ  ベース領域、２ｄ  エミッタ領域、２ｆ  コレクタ引き出し領域、
３  半導体基板、１０  絶縁層、１１  コレクタ領域、１２  ベース領域、
１３  ポリシリコン層、１４  コレクタ端子領域、１５  ベース端子領域、
１６  エミッタ領域、２０  絶縁層、２１  絶縁層、２２  絶縁層、
２３  ボディシリコン層、２４  上部半導体層、３０  トランジスタ、
３１  低濃度コレクタ領域、３２  高濃度コレクタ領域、
３２ａ  高濃度コンタクトコレクタ領域、３２ｂ  埋込高濃度コレクタ領域、
３３  ベース領域、３４  エミッタ領域、３５  コレクタ電極、３６  ベース電極、
３７  エミッタ電極、３８  ベース導電層、４０  トランジスタ、
４１  低濃度コレクタ領域、４２  高濃度コレクタ領域、
４２ａ  高濃度コンタクトコレクタ領域、４２ｂ  埋込高濃度コレクタ領域、
４３  ベース領域、４４  エミッタ領域、４５  コレクタ電極、４６  ベース電極、
４７  エミッタ電極、
５０  〜１×１０１６［ａｔｏｍ／ｃｍ３］の濃度の低濃度コレクタ領域、
５１  〜１×１０１５［ａｔｏｍ／ｃｍ３］の濃度の低濃度コレクタ領域、
５２  〜１×１０１４［ａｔｏｍ／ｃｍ３］の濃度の低濃度コレクタ領域
【図１】
2010109258.tif 000003
【図２】
2010109258.tif 000004
【図３】
2010109258.tif 000005
【図４】
2010109258.tif 000006
【図５】
2010109258.tif 000007
【図６】
2010109258.tif 000008
【図７】
2010109258.tif 000009
【図８】
2010109258.tif 000010