(57)【要約】【課題】利得特性を向上し得る高周波バイポーラトランジスタを実現する。【解決手段】高周波バイポーラトランジスタは、Ｎ＋シリコン基板１上に、エピタキシャル層からなるＮ型コレクタ層２が形成され、Ｎ型コレクタ層２表面上に、中央部が長く、且つ端部に向かって徐々に短い形状のＰベース層３が形成され、Ｐベース層３内にストライプ状のＰ＋ベースコンタクト層４とストライプ状のＮ＋エミッタ層５とが、交互に、等間隔で、且つ中央部で長く、端部に向かって徐々に短くなるように形成されている。【選択図】  図１
2004235385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に形成された第１導電型のコレクタ層と、
前記コレクタ層表面に設けられ、中央部の長さが長く、且つ端部に向かって徐々に短い形状を有する第２導電型のベース層と、
前記ベース層内に設けられたストライプ状の複数本の第１導電型のエミッタ層と、
前記各エミッタ層に隣接して前記ベース層内に設けられたストライプ状の複数本の第２導電型の高濃度ベースコンタクト層と、
前記各エミッタ層に設けられたストライプ状の配線部分とこの複数のストライプ状の配線部分を連結する連結配線とを有する櫛形形状のエミッタ金属配線と、
前記各高濃度ベースコンタクト層に設けられたストライプ状の配線部分とこの複数のストライプ状の配線部分を連結する連結配線とを有する櫛形形状のベース金属配線と、
を有することを特徴とするバイポーラトランジスタ。
【請求項２】
さらに、前記高濃度ベースコンタクト層と前記ベース金属の配線部分との間に、第２導電型不純物含有の多結晶半導体層が設けられ、前記エミッタ層と前記エミッタ金属配線の配線部分との間に、第１導電型不純物含有の多結晶半導体層が設けられていることを特徴とする請求項１記載のバイポーラトランジスタ。
【請求項３】
前記高濃度ベースコンタクト層及び前記エミッタ層は、ベース層の中央部における長さが長く、且つ端部に向かって徐々に短くなっていることを特徴とする請求項１または２に記載のバイポーラトランジスタ。
【請求項４】
前記エミッタ層の両側に前記高濃度ベースコンタクト層が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のバイポーラトランジスタ。
【請求項５】
前記高濃度ベースコンタクト層の両側に前記エミッタ層が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のバイポーラトランジスタ。
【請求項６】
前記高濃度ベースコンタクト層間には、複数本のエミッタ層が設けられていることを特徴とする請求項５記載のバイポーラトランジスタ。
【請求項７】
前記高濃度ベースコンタクト層と前記エミッタ層との各間隔が同一であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載のバイポーラトランジスタ。
【請求項８】
前記高濃度ベースコンタクト層と前記エミッタ層との間隔が一定で、且つ前記高濃度ベースコンタクト層の間隔がベース層の中央部で広く、端部に向かって徐々に狭くなっていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載のバイポーラトランジスタ。
【請求項９】
半導体基板上に形成された第１導電型のコレクタ層と、
前記コレクタ層表面に設けられ、中央部の長さが長く、且つ端部に向かって徐々に短い形状を有する第２導電型のベース層と、
前記ベース層内に設けられたストライプ状の複数本の第１導電型のエミッタ層と、
前記各エミッタ層に隣接して前記ベース層内に設けられたストライプ状の複数本の第２導電型の高濃度ベースコンタクト層と、
前記各エミッタ層に設けられたストライプ状の配線部分とこの複数のストライプ状の配線部分を連結する連結配線とを有する櫛形形状のエミッタ金属配線と、
前記各高濃度ベースコンタクト層に設けられたストライプ状の配線部分とこの複数のストライプ状の配線部分を連結する連結配線とを有する櫛形形状のベース金属配線と、
を有するバイポーラトランジスタを構成要素として少なくとも一つ以上備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
入力回路の初段のトランジスタに、請求項１乃至９のいずれか１項記載のバイポーラトランジスタを用いたことを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
少なくとも入力または出力回路の一部分に、請求項１乃至９のいずれか１項記載のバイポーラトランジスタを用いたことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バイポーラトランジスタに係わり、例えば、高周波バイポーラトランジスタおよびこれを用いた半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高周波バイポーラトランジスタにおいては、微細化技術／新材料の導入／デバイス構造の最適化等により、高利得化／低ノイズ化／高周波化などの特性向上が進んでいる。この種の高周波バイポーラトランジスタとしては、図９に示すものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図９（ａ）は高周波バイポーラトランジスタの上面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＥ−Ｅ線に沿う高周波バイポーラトランジスタの拡大断面図である。
【０００４】
この特許文献１に開示された高周波バイポーラトランジスタは、ベース金属配線とエミッタ金属配線が櫛形形状で、それぞれ複数本からなるマルチフィンガー型の構造を有している。
【０００５】
図９に示すように、高周波バイポーラトランジスタでは、Ｎ＋シリコン基板１０１上に、エピタキシャル層からなるＮ型コレクタ層１０２が形成され、Ｎ型コレクタ層１０２表面に、水平方向に細長い長方形からなるＰベース層１０３が形成され、Ｐベース層１０３内にストライプ状のＰ＋ベースコンタクト層１０４とストライプ状のＮ＋エミッタ層１０５とが、形成されている。
【０００６】
このＮ＋エミッタ層１０５は、Ｐベース層１０３表面に設けられた絶縁膜１０８ａのエミッタ開口部１０７にＮ＋多結晶シリコン層１１０（斜線部）を形成し、このＮ＋多結晶シリコン層１１０からの熱拡散にて形成している。
【０００７】
そして、Ｐ＋ベースコンタクト層１０４上の絶縁膜１０８ａを選択的にエッチング除去して形成されたベースコンタクト開口部１０６、及びＮ＋多結晶シリコン層１１０上の絶縁膜１０８ｂを選択的にエッチング除去して形成されたエミッタ開口部１０７に金属配線が形成され、Ｐ＋ベースコンタクト層１０４に接続されたストライプ状の複数本の配線部分１１２ａとそれらを連結する連結配線１１２ｂからなる櫛形形状のベース金属配線１１２が形成されている。
【０００８】
このベース金属配線１１２と同様に、Ｎ＋エミッタ層１０５に接続されたストライプ状の複数本の配線部分１１３ａとそれらを連結する連結配線１１３ｂからなる櫛形形状のエミッタ金属配線１１３が形成されている。ここで、ベースコンタクト開口部１０６およびエミッタ開口部１０７は、交互に、同じ長さで、且つ等間隔に形成されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平８−１７８４４号公報（第４頁、図２）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述した高周波バイポーラトランジスタでは、市場要求の強いＧＨｚ以上の高周波領域で使用する場合、ベース層の両端部分におけるベース容量とエミッタ及びベース抵抗成分とにより、ベース層の両端部分が高周波動作しなくなるため、利得が低下するという問題を有していた。
【００１１】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、利得を向上し得るバイポーラトランジスタおよびバイポーラトランジスタを用いた半導体装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
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、半導体基板上に形成された第１導電型のコレクタ層と、前記コレクタ層表面に設けられ、中央部の長さが長く、且つ端部に向かって徐々に短い形状を有する第２導電型のベース層と、前記ベース層内に設けられたストライプ状の複数本の第１導電型のエミッタ層と、前記各エミッタ層に隣接して前記ベース層内に設けられたストライプ状の複数本の第２導電型の高濃度ベースコンタクト層と、前記各エミッタ層に設けられたストライプ状の配線部分とこの複数のストライプ状の配線部分を連結する連結配線とを有する櫛形形状のエミッタ金属配線と、前記各高濃度ベースコンタクト層に設けられたストライプ状の配線部分とこの複数のストライプ状の配線部分を連結する連結配線とを有する櫛形形状のベース金属配線とを有することを特徴とする。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、本発明の半導体装置は、半導体基板上に形成された第１導電型のコレクタ層と、前記コレクタ層表面に設けられ、中央部の長さが長く、且つ端部に向かって徐々に短い形状を有する第２導電型のベース層と、前記ベース層内に設けられたストライプ状の複数本の第１導電型のエミッタ層と、前記各エミッタ層に隣接して前記ベース層内に設けられたストライプ状の複数本の第２導電型の高濃度ベースコンタクト層と、前記各エミッタ層に設けられたストライプ状の配線部分とこの複数のストライプ状の配線部分を連結する連結配線とを有する櫛形形状のエミッタ金属配線と、前記各高濃度ベースコンタクト層に設けられたストライプ状の配線部分とこの複数のストライプ状の配線部分を連結する連結配線とを有する櫛形形状のベース金属配線とを有するバイポーラトランジスタを構成要素として少なくとも一つ以上備えたことを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、ベース層が、中央部で長く、且つ端部に向かって徐々に短い形状に形成されているため、利得特性の向上したバイポーラトランジスタおよびバイポーラトランジスタを用いた半導体装置を提供できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態に係わる半導体装置としての高周波バイポーラトランジスタについて図１および図２を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係わる半導体装置としての高周波バイポーラトランジスタを示す図であり、図１（ａ）は高周波バイポーラトランジスタの上面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａに沿う高周波バイポーラトランジスタの拡大断面図である。図２は本発明の第１の実施の形態に係わる半導体装置としての高周波バイポーラトランジスタのフィンガー部を示す図であり、図２（ａ）は高周波バイポーラトランジスタのベースフィンガー部の拡大上面図、図２（ｂ）は高周波バイポーラトランジスタのエミッタフィンガー部の拡大上面図である。
【００１７】
図１に示すように、本実施の形態の高周波バイポーラトランジスタでは、Ｎ＋シリコン基板１上に、エピタキシャル層からなるＮ型コレクタ層２が形成され、Ｎ型コレクタ層２表面上に、中央部が長く、且つ端部に向かって徐々に短い形状のＰベース層３が形成され、Ｐベース層３内にストライプ状のＰ＋ベースコンタクト層４とストライプ状のＮ＋エミッタ層５とが、交互に、等間隔で、且つ中央部で長く、端部に向かって徐々に短くなるように形成されている。
【００１８】
このＰ＋ベースコンタクト層４は、Ｐベース層３表面に設けられた絶縁膜８のベースコンタクト開口部６にＰ＋多結晶シリコン層９（斜線部）を形成し、このＰ＋多結晶シリコン層９からの熱拡散にて形成している。一方、Ｎ＋エミッタ層５は、Ｐベース層３表面に設けられた絶縁膜８のエミッタ開口部７にＮ＋多結晶シリコン層１０（斜線部）を形成し、このＮ＋多結晶シリコン層１０からの熱拡散にて形成している。
【００１９】
そして、Ｐ＋多結晶シリコン層９を介してＰ＋ベースコンタクト層４に接続されたストライプ状の複数本の配線部分１２ａとそれらを連結する連結配線１２ｂからなる櫛形形状のベース金属配線１２が形成されている。
【００２０】
このベース金属配線１２と同様に、Ｎ＋多結晶シリコン層１０を介してＮ＋エミッタ層５に接続されたストライプ状の複数本の配線部分１３ａとそれらを連結する連結配線１３ｂからなる櫛形形状のエミッタ金属配線１３が形成されている。
【００２１】
ここでは、Ｐベース層３は、中央部が長く、且つ端部に向かって徐々に短い形状をしているが、三角形の底辺の両側の鋭角部分を直状に切断した逆ベース板形状、台形状または台形状の底辺の両側の鋭角部分を直状に切断したほぼ台形形状、或いはこれら形状の各部が丸みをおびた形状や横長の楕円形状等でも構わない。
【００２２】
なお、図２に示すように、ストライプ状のＰ＋ベースコンタクト層４は図１（ｂ）で示した絶縁膜８をマスクとして、ベースコンタクト開口部６から熱拡散により形成されているので、ベースコンタクト開口部６よりも大きくほぼ同形状である。そして、ストライプ状のＮ＋エミッタ層５も絶縁膜８をマスクとして、エミッタ開口部７からから熱拡散により形成されているので、エミッタ開口部７よりも大きくほぼ同形状である。
【００２３】
本実施の形態では、Ｎ＋エミッタ層５の両側に、必ず１本づつのＰ＋ベースコンタクト層４が形成されている双条ベース構造の高周波バイポーラトランジスタの例であり、両側の最外周には、Ｐ＋ベースコンタクト層４が形成されている。
【００２４】
上述したような本実施の形態の高周波バイポーラトランジスタは、Ｐベース層３が、中央部で長く、且つ端部に向かって徐々に短い形状に形成されているので、Ｐベース層３両端部での容量が低減される。さらに、Ｐ＋ベースコンタクト層４とＮ＋エミッタ層５が、中央部で長く、且つ端部に向かって徐々に短い形状に形成されているので、ベースおよびエミッタ抵抗も低減されている。
【００２５】
従って、ベース層両端部分での容量低減効果により、高周波領域において十分マージンがとれる高利得の高周波バイポーラトランジスタが得られる。さらに、ベース及びエミッタ抵抗低減効果も加わるので、従来よりも高利得の高周波バイポーラトランジスタが得られる。
【００２６】
この発明の第１の実施の形態の高周波バイポーラトランジスタの作用効果を確認するために、以下の実験を行った。
【００２７】
まず、従来の高周波バイポーラトランジスタとして、Ｐベース層３の大きさが、６．６μｍ×８４μｍの長方形の形状を有し、Ｐベース層３内のＰ＋ベースコンタクト層４が、幅０．５μｍで、長さ５μｍの大きさで２１本形成され、Ｐベース層３内のＮ＋エミッタ層５が、幅０．５μｍで、長さ５μｍの大きさで２０本形成され、Ｐ＋ベースコンタクト層４とＮ＋エミッタ層５との繰り返しピッチが４μｍで等間隔に形成されたものを用意した。
【００２８】
一方、  本実施の形態として、Ｐベース層３の大きさが、中央部の長さ６．６μｍ、両端部の長さ４．６μｍで、幅８４μｍの中央部が長く、且つ端部に向かって徐々に短い形状を有し、Ｐ＋ベースコンタクト層４が、幅０．５μｍで中央部の長さ５μｍの大きさで２１本形成され、Ｎ＋エミッタ層５が、幅０．５μｍで中央部の長さ５μｍの大きさで２０本形成され、Ｐ＋ベースコンタクト層４とＮ＋エミッタ層５との繰り返しピッチが４μｍで等間隔に形成されたものを用意した。
【００２９】
ここで、Ｐ＋ベースコンタクト層４とＮ＋エミッタ層５の長さも、周辺部に向かって徐々に短く形成する。つまり、前記Ｐ＋ベースコンタクト層４とＮ＋エミッタ層５は、中央部の長さ５μｍに対して最外周部の方を約３０％短く形成する。また、Ｐベース層３の長さもベース層の中央部の長さ６．６μｍに対して最外周部の方を３０％短く形成して、ベース容量を従来の高周波バイポーラトランジスタよりも１５％削減し、ベースおよびエミッタ抵抗も削減した。
【００３０】
そして、この従来と本実施の形態の高周波バイポーラトランジスタの容量に対する利得およびコレクタ電流に対する利得特性のそれぞれについて、測定を行った。
【００３１】
図３および図４は、高周波バイポーラトランジスタでの本実施の形態と従来の特性比較図である。図３は、高周波バイポーラトランジスタでの容量と利得との関係を示す特性図で、図中の点（ａ）は本実施の形態の特性を示し、図中の点（ｂ）は従来の特性を示す。図４は、高周波バイポーラトランジスタでのコレクタ電流（Ｉｃ）と利得との関係を示す特性図で、図中の実線（ａ）は、本実施の形態の特性を示し、破線（ｂ）は、従来の特性を示す。
【００３２】
この結果、図３から明らかなように、高周波領域（２ＧＨｚ）において、ベース容量を削減した本実施の形態（ａ）の高周波バイポーラトランジスタの利得は、従来（ｂ）と比較して約１１％向上している。
【００３３】
また、図４から明らかなように、高周波領域（２ＧＨｚ）において、ベース容量を削減した本実施の形態（ａ）の高周波バイポーラトランジスタの利得は、従来（ｂ）と比較して、一般的に使用される電流領域であるコレクタ電流１５ｍＡでの最大利得は、従来よりも約１１％向上し、且つ低コレクタ電流領域及び高コレクタ電流領域においても従来よりも高い利得特性が得られる。
【００３４】
（第１の実施の形態の変形例）
次に、本発明の第１の実施の形態の変形例に係わる半導体装置としての高周波バイポーラトランジスタについて図５を参照して説明する。図５（ａ）は高周波バイポーラトランジスタの上面図、図５（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂに沿う高周波バイポーラトランジスタの拡大断面図である。
【００３５】
この変形例は、第１の実施の形態のＰ＋多結晶シリコン層９およびＮ＋多結晶シリコン層１０の形成工程を省略し、代わりにＰ型不純物およびＮ型不純物をイオン注入法により注入し、高温アニールにてＰ＋層およびＮ＋層を形成している。すなわち、レジストをマスクとしてＰ型不純物としてボロン、Ｎ型不純物として砒素をそれぞれイオン注入法によりＰベース層３に注入する。その後、レジストを除去し、９５０℃のアニールによりＰ＋ベースコンタクト層４およびＮ＋エミッタ層５を形成したものである。
【００３６】
本実施の形態の高周波バイポーラトランジスタでは、Ｐベース層３が、中央部で長く、且つ端部に向かって徐々に短い形状に形成されているので、Ｐベース層３両端部での容量が低減される。さらに、Ｐ＋ベースコンタクト層４とＮ＋エミッタ層５が、中央部で長く、且つ端部に向かって徐々に短い形状に形成されているので、ベースおよびエミッタ抵抗も低減されている。
【００３７】
従って、高周波領域において、ベース層両端部分での容量成分が低減され、さらに、ベースおよびエミッタ抵抗成分が低減され動作マージンが十分とれるので、第１の実施の形態と同様に、高利得の高周波バイポーラトランジスタが得られる。
【００３８】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係わる半導体装置としての高周波バイポーラトランジスタついて図６を参照して説明する。図６（ａ）は高周波バイポーラトランジスタの上面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＣ−Ｃに沿う高周波バイポーラトランジスタの拡大断面図である。
【００３９】
この第２の実施の形態は、第１の実施の形態よりも、ベース容量を削減すると共に、エミッタ容量に対するベース容量比も小さく、且つベースおよびエミッタ抵抗を低減するためにＮ＋エミッタ層５の本数を変えずに、Ｐ＋ベースコンタクト層４の本数を削減したもので、この点で異なるが、それ以外の構造については同一である。従って、第１の実施の形態と同一構成部分には、同一符号を付して説明を省略し、以下、異なる構成部分についてのみ説明する。
【００４０】
図６に示すように、本実施の形態では、Ｐ＋ベースコンタクト層４の両側に、必ず１本づつのＮ＋エミッタ層５を形成した双条エミッタ構造に形成している。
【００４１】
即ち、隣接するＰ＋ベースコンタクト層４間には、２本のＮ＋エミッタ層５を隣接して形成し、Ｐベース層３の両端部におけるＰ＋ベースコンタクト層４の外側に、１本のＮ＋エミッタ層５を形成している。
【００４２】
これにより、Ｎ＋エミッタ層５の本数は変えずに、Ｐ＋ベースコンタクト層４の本数を削減すると共に、水平方向の長さを短くしている。
【００４３】
上述したような本実施の形態の高周波バイポーラトランジスタでは、第１の実施の形態に比べて、Ｐベース層３の水平方向の長さを短くすると共に、Ｐ＋ベースコンタクト層４の本数を削減しているために、ベース容量がより削減され、エミッタ容量に対するベース容量比も小さくでき、さらにベースおよびエミッタ抵抗もより低減される。従って、第１の実施の形態よりも高利得の高周波バイポーラトランジスタが得られる。
【００４４】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態に係わる半導体装置としての高周波バイポーラトランジスタついて図７を参照して説明する。図７（ａ）は高周波バイポーラトランジスタの上面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う高周波バイポーラトランジスタの拡大断面図である。
【００４５】
この第３の実施の形態は、トランジスタの中央部分における熱暴走を防ぎ、動作時のベース領域での熱抵抗を均一化するために、Ｐ＋ベースコンタクト層４の間隔を異ならしめたもので、この点で第１の実施の形態と異なり、それ以外の構造については同一である。従って、第１の実施の形態と同一構成部分には、同一符号を付して説明は省略し、以下異なる構成部分についてのみ説明する。
【００４６】
図７に示すように、本実施の形態では、Ｐ＋ベースコンタクト層４の間隔を中央部で広く、且つ端部に向かって徐々に狭くなるように形成している。ここで、Ｐ＋ベースコンタクト層４とＮ＋エミッタ層５の長さは、Ｐベース層３の中央部に対して最外周部の方が短く形成されている。また、Ｐベース層３の長さも中央部に対して最外周部の方が短く形成され、Ｐ＋ベースコンタクト層４の間隔は、Ｐベース層３の中央部に対して最外周部の方が狭く形成されている。なお、Ｎ＋エミッタ層５の間隔もＰ＋ベースコンタクト層４の間隔と同様に、中央部で広く、且つ端部に向かって徐々に狭くなるように形成している。
【００４７】
この実施の形態では、Ｐ＋ベースコンタクト層４とＮ＋エミッタ層５が同じ本数であるが、第２の実施の形態と同様に、隣接するＰ＋ベースコンタクト層４間には、２本のＮ＋エミッタ層５を隣接して形成し、Ｐベース層３の両端部におけるＰ＋ベースコンタクト層４の外側に、１本のＮ＋エミッタ層５を形成している双条エミッタ構造を用いてもよい。
【００４８】
上述したような本実施の形態の高周波バイポーラトランジスタは、Ｐベース層３が、中央部で長く、且つ端部に向かって徐々に短い形状に形成されているので、Ｐベース層３両端部での容量が低減される。さらに、Ｐ＋ベースコンタクト層４とＮ＋エミッタ層５が、中央部で長く、且つ端部に向かって徐々に短い形状に形成されているので、ベースおよびエミッタ抵抗も低減されている。
【００４９】
そして、Ｐ＋ベースコンタクト層４の間隔を中央部で広く、且つ端部に向かって徐々に狭くなるように形成されていることから、ベース層の中央部の電流密度は下がり、つまり疎に、パターン周辺部の電流密度は上がり、つまり密になり、動作時での高周波バイポーラトランジスタのパターン全体の熱抵抗が均一になり、熱暴走が抑制されるので、高周波領域での動作が安定する。
【００５０】
従って、高周波領域において、ベース層両端部分での容量成分が低減され、さらに、ベースおよびエミッタ抵抗成分が低減され動作マージンが十分とれ、且つ動作状態で、熱抵抗を均一化できるので、第１及び第２の実施の形態に比べて安定した高利得の高周波バイポーラトランジスタが得られる。
【００５１】
なお、第１乃至第３の実施の形態では、Ｐベース層３の周辺部分すなわちフィールド領域については、説明していないがベース、エミッタ、およびコレクタ金属配線の配線容量等の低減化を目的として、フィールド領域に選択酸化法により酸化膜（ＬＯＣＯＳ）を埋め込み形成してもよく、また遮断周波数（ｆｔ）が１０〜２０ＧＨｚのシリコン高周波バイポーラトランジスタを例にしたが、微細化技術／新材料の導入／デバイス構造の最適化等をはかった遮断周波数（ｆｔ）数十ＧＨｚ〜数百ＧＨｚを有するベース層にＳｉＧｅ、またはＳｉＧｅＣを用いた高周波ヘテロバイポーラトランジスタ、エミッタ層にＳｉＣを用いた高周波ヘテロバイポーラトランジスタ、及びＡｌＧａＡｓ系、ＩｎＰ系、及びＧａＮ系などの化合物系の高周波ヘテロバイポーラトランジスタに適用しても同様な優れた効果が得られる。
【００５２】
（第４の実施の形態）
次に、本発明による半導体装置の第４の実施の形態についてＢｌｕｅｔｏｏｔｈ用無線システムを例にあげて図８を参照して説明する。ここでは、上記第２の実施の形態に係わる高周波バイポーラトランジスタを、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ用無線システムに用いられる高周波ＩＣに適用したものであり、図８（ａ）はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ用無線システムを概略的に示すブロック図であり、図８（ｂ）および図８（ｃ）は高周波ＩＣに使用されるＳｉＧｅ高周波ヘテロバイポーラトランジスタの上面図及び要部の拡大上面図である。
【００５３】
図８（ａ）に示すように、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ用無線システムの高周波部は、アンテナ（ＡＮＴ）１４、フィルター（ＳＡＷ）１５、スイッチ（ＳＰＤＴ  ＳＷ）１６、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）１７、ゲインコントロールアンプ（ＡＧＣＡｍｐ．）１８、パワーアンプ（ＰＡ）１９、プリパワーアンプ（Ｐｒｅ．ＰＡ）２０、ミキサー（ＭＩＸ．）２１、シンセサイザー（ＰＬＬ）２２から構成されている。
【００５４】
その内、図中の破線で囲まれたローノイズアンプ１７、ゲインコントロールアンプ１８、パワーアンプ１９、プリパワーアンプ２０、ミキサー２１が、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ用高周波ＩＣ２３内に組み込まれ、この高周波ＩＣ２３は、ベース層にＳｉＧｅを用いた遮断周波数（ｆｔ）が６０ＧＨｚを有する高周波ヘテロバイポーラトランジスタによって構成されている。
【００５５】
この高周波ＩＣ２３において、高周波領域で低ノイズで、且つ高利得性能を要求されるローノイズアンプ１７を、図８（ｂ）に示すように、上記第２の実施の形態の高周波バイポーラトランジスタで構成している。ここでは、ベース層にＳｉＧｅベース層３ａを用い、図示していないが、素子分離領域には、ＬＯＣＯＳ（選択酸化法）によりシリコン酸化膜を埋め込んでいる点が、第２の実施の形態と異なり、それ以外の構造については同一である。従って、第２の実施の形態と同一部分には、同一符号を付して説明は省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。
【００５６】
ここでは、Ｐ＋ベースコンタクト層４とＮ＋エミッタ層５の長さは、ＳｉＧｅベース層３ａの中央部に対して最外周部の方が短く形成されている。また、ＳｉＧｅベース層３ａの長さも中央部に対して最外周部の方が短く形成されている。
【００５７】
そして、ローノイズアンプ１７以外の高周波領域で、低ノイズ、且つ高利得性能を要求されない部分、すなわちゲインコントロールアンプ１８、パワーアンプ１９、プリパワーアンプ２０、及びミキサー２１は、図８（ｃ）に示すように従来のＳｉＧｅ高周波ヘテロバイポーラトランジスタで構成されている。
【００５８】
上述したような本実施の形態のＳｉＧｅ高周波ヘテロバイポーラトランジスタからなるローノイズアンプ１７は、Ｐ＋ベースコンタクト層４とＮ＋エミッタ層５の長さが、ＳｉＧｅベース層３ａの中央部に対して最外周部の方が短く形成されている。
【００５９】
この結果、高周波領域において、ベース容量が従来のＳｉＧｅ高周波ヘテロバイポーラトランジスタよりも削減され、ベースおよびエミッタ抵抗も削減されているので、従来よりも高利得のローノイズアンプ１７が得られる。また、利得性能性能を満足させるために従来のローノイズアンプ１７では、トランジスタを２段構成としていたが、本実施の形態では、高周波領域で高利得特性が得られるので、トランジスタを１段に削減することができ、この高周波ＩＣのチップ面積を縮小化しチップコストを低減できる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、利得特性の向上したバイポーラトランジスタおよびバイポーラトランジスタを用いた半導体装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる高周波バイポーラトランジスタを示す図であり、図１（ａ）はその上面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係わる高周波バイポーラトランジスタのフィンガー部を示す図であり、図２（ａ）はベースフィンガー部の拡大上面図、図２（ｂ）はエミッタフィンガー部の拡大上面図。
【図３】高周波バイポーラトランジスタの容量と利得の関係を示す特性比較図。
【図４】高周波バイポーラトランジスタのコレクタ電流（Ｉｃ）と利得の関係を示す特性比較図。
【図５】本発明の第１の実施の形態の変形例に係わる高周波バイポーラトランジスタを示す図であり、図２（ａ）はその上面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係わる高周波バイポーラトランジスタを示す図であり、図６（ａ）はその上面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う拡大断面図。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係わる高周波バイポーラトランジスタを示す図であり、図７（ａ）はその上面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う拡大断面図。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係わる半導体装置を示す図であり、図８（ａ）はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ用無線システムのブロック図であり、図８（ｂ）及び図８（ｃ）はいずれも高周波ＩＣに使用されるＳｉＧｅ高周波ヘテロバイポーラトランジスタの上面図。
【図９】従来の高周波バイポーラトランジスタを示す図であり、図９（ａ）はその上面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＥ−Ｅ線に沿う拡大断面図。
【符号の説明】
１、１０１  Ｎ＋シリコン基板
２、１０２  Ｎ型コレクタ層
３、１０３  Ｐベース層
３ａ  ＳｉＧｅベース層
４、１０４  Ｐ＋ベースコンタクト層
５、１０５  Ｎ＋エミッタ層
６、１０６  ベースコンタクト開口部
７、１０７  エミッタ開口部
８、１０８ａ、１０８ｂ  絶縁膜
９  Ｐ＋多結晶シリコン層（斜線部）
１０、１１０  Ｎ＋多結晶シリコン層（斜線部）
１２  ベース金属配線
１３  エミッタ金属配線
１２ａ、１３ａ  配線部分
１２ｂ、１３ｂ  連結配線
１４  アンテナ
１５  フィルター
１６  スイッチ
１７  ローノイズアンプ
１８  ゲインコントロールアンプ
１９  パワーアンプ
２０  プリパワーアンプ
２１  ミキサー
２２  シンセサイザー
２３  Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ用高周波ＩＣ（破線部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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