【手続補正書】
【提出日】平成25年12月6日(2013.12.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１表面と第１厚さを有する第１導電形の第１半導体領域と、
第２表面と第２厚さを有し、該第１表面部分で該第１半導体領域に接して設けられた第１導電形に対して逆導電形の第２半導体領域と、
第３表面と第３厚さを有し、該第２表面部分で該第２半導体領域と接して設けられた第１導電形で第２半導体領域より不純物濃度が大きい第３半導体領域とから少なくとも構成される半導体素子において、
第４表面と第４厚さを有し、該第２表面部分で該第２半導体と接して設けられた第１導電形に対して逆導電形の第４半導体領域を設け、
該第４半導体領域は該第３半導体領域を離間して囲み、
かつ、該第４半導体領域の不純物濃度を該第２半導体領域より大きくすることにより、
該半導体素子の電流増幅率の電流依存性を抑制することを特徴とする
電流増幅率の電流依存性の抑制方法。
【請求項２】
前記第４半導体領域に該第３半導体領域を囲む平面図形で開口部を設け、
該開口部の最短距離の寸法は前記第３半導体領域を囲む内周辺長の１／１０以下であることを特徴とする請求項１記載の電流増幅率の電流依存性の抑制方法。
【請求項３】
前記第４半導体領域の表面不純物濃度は前記第２半導体領域の表面不純物濃度の１０倍以上とすることを特徴とする請求項１記載の電流増幅率の電流依存性の抑制方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】半導体デバイスの増幅率の電流依存性抑制方法
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は半導体デバイスの増幅率の電流依存性を抑制する方法、特にバイポーラトランジスタの電流増幅率のベース電流またはコレクタ電流依存性を少なくする方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
一方、ベース外部抵抗を小さく実現し高周波特性を改善するためのグラフトベース（graft base）トランジスタ構造が従来知られていた。この構造は、非特許文献２の106ペー
ジのFig.6.12(A)に示されるように、高濃度不純物ベース領域（グラフトベース127）をエミッタ130外側の側面からエミッタ下へ延在埋設するように設けた構造である。この場合
、高濃度不純物ベース領域をエミッタと離間するとエミッタ中央下の真性ベース（intrinsic base）121までの抵抗が高くなり有効ではない。図1は、非特許文献2のFig.6.12(A)から抽出したグラフトベース構造のトランジスタ断面を示す。図１において、高濃度不純物ベース領域127は、エミッタの端からエミッタ130下に0.35μm延在埋設されている。図1において、110はコレクタ、121は真性ベース、127はグラフトベース、130はエミッタを示す。これらの数字はFig.6.12(A)に上書きされたものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
このため、グラフトベーストランジスタの高濃度不純物ベース領域の高濃度不純物部分（不純物濃度＞1E19原子/cc）がエミッタと接触する構造はエミッタ・ベース間のリーク
電流を増大させる。これは、該リーク電流値に近い低電流領域での電流増幅率を減少させる。これにより、増幅度の変化の少ないコレクタ電流範囲が却って狭められてしまう。更に、ベース・エミッタ間耐圧が小さくなり、トランジスタの応用範囲が縮減されるので望ましくない。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
【非特許文献１】S.M.Sze著, "Physics of Semiconductor Devices", second edition, John Wiley and Sons.
【非特許文献２】L.Treitinger, M.Miura-Mattausch, "Ultra-Fast Silicon Bipolar Technology", Springer-Verlag
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明では上記の課題を解決するために、エミッタから離間してエミッタを囲んでベース表面に高濃度不純物領域を設ける方法をとる。すなわち、
第１表面と第１厚さを有する第１導電形の第１半導体領域と、
第２表面と第２厚さを有し、該第１表面部分で該第１半導体領域に接して設けられた第１導電形に対して逆導電形の第２半導体領域と、
第３表面と第３厚さを有し、該第２表面部分で該第２半導体領域と接して設けられた第１導電形で第２半導体領域より不純物濃度が大きい第３半導体領域とから少なくとも構成される半導体素子において、
第４表面と第４厚さを有し、該第２表面部分で該第２半導体と接して設けられた第１導電形に対して逆導電形の第４半導体領域を設け、
該第４半導体領域は該第３半導体領域を離間して囲み、
かつ、該第４半導体領域の不純物濃度を該第２半導体領域より大きくすることにより、
該半導体素子の電流増幅率の電流依存性を抑制することを特徴とする
電流増幅率の電流依存性の抑制方法、
となる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
前記第４半導体領域は閉図形で前記第３半導体領域を囲む必要はない。本発明の電流増幅率の電流依存性の抑制方法は、
（２）
前記第４半導体領域が、該第３半導体領域を囲む平面図形で関口部を有する場合は、該関口部の最短距離の寸法が前記第３半導体領域を囲む内周辺長の１/１０以下であれば実現
できる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
（２）記載の電流増幅率の電流依存性の抑制方法では、前記第３半導体領域の周囲において前記第４の半導体領域に完全に固まれない部分(前記開口部)があっても、前記第４半導体領域から逆導電形のキャリアが流れだしている部分では、前記電流増幅率の増加を抑えることが出来る。関口部の距離が、前記第４半導体領域が前記第３半導体領域を囲む内周辺長の１/１０以下または該逆導電形キャリアの拡散長の２倍以下であれば、本発明の
効果は十分得られる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
図４の曲線14は、作成した半導体デバイスの電流増幅率の前記第2半導体領域の電流依
存性を示す。この半導体デバイスでは、前記第２半導体領域への電流において1pAから既
に電流増幅率が示される。この半導体デバイスの電流増幅率は、前記第2半導体領域の電
流1pAから1000000pA（1μA）までの6桁の電流変化に対して、24から28までしか増加して
いない。一方、図４の曲線12は、図２で前記第4半導体領域140を除いた構造の半導体デバイスの電流増幅率を示し、該デバイスの電流増幅率は、前記第２半導体領域への電流における1pAから1000000pAまでの電流変化に対して、26から54まで2倍以上変化している。こ
の比較により、本発明の第4半導体領域が電流増幅率の変化を大幅に抑制していることが
実証された。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
図５は、前記第4半導体領域140が英字Oのように閉じた形状ではなく、英字Cのように開口部を有する平面形状の場合の実施例を示す。図５において図２と同じ符号は同じ領域、機能を示す。44は、開口部の最小寸法を示す。図５に示される半導体デバイスにおいて、図２に関連する上記作成条件では、2〜3マイクロメータ程度の開口部寸法でも電流増幅率の電流依存性を抑制する効果は損なわれなかった。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
図６は、本発明を増幅形光電変換素子に適用した実施例の平面図を示す。図２と同様の設計基準、製造技術を用いて作成した。図６における120-0は、光電変換用の第2半導体領域で、前記第1半導体領域110と、光入力Pを光電流に変換するホトダイオードを形成する
。120-1は、このホトダイオードに連続した第1増幅トランジスタの第2半導体領域（第1ベース）である。130-1は、第3半導体領域（第1エミッタ）である。140-1は、第4半導体領
域である。120-2は、第2増幅トランジスタの第2半導体領域（第2ベース）である。130-2
は、第2増幅トランジスタの第3半導体領域（第2エミッタ）である。140-2は、第2増幅ト
ランジスタの第4半導体領域である。