[发明专利]半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体装置，其降低了用作功率用半导体元件的纵型PNP晶体管向衬底的泄漏电流。

背景技术

作为现有半导体装置的一个实施例，已知有下述的纵型PNP晶体管。图8是用于对现有的纵型PNP晶体管进行说明的剖视图。

如图8所示，在P型硅衬底111上形成有N型外延层112。在硅衬底111和外延层112上，重叠地形成有N型埋入扩散层(以下称作埋入层)113和P型埋入层114。并且，在外延层112形成有作为集电极区域的P型扩散层115、116以及作为基极区域的N型扩散层117。P型扩散层115、116与P型埋入层114相连。并且，在N型扩散层117上，形成有作为发射极区域的P型扩散层118以及作为基极导出区域的N型扩散层119。

另外，在外延层112上形成有氧化膜120。在氧化膜120上形成有接触孔121、122、123、124、125。通过接触孔121～125，形成电极126、集电极电极127、128、发射极电极129以及基极电极130(例如参照专利文献1)。

【专利文献1】(日本)特开2004-207702号公报(第6-7页、图2)。

下面对在饱和区域中使用图8所示纵型PNP晶体管时产生的问题进行说明。例如，在发射极电极129上施加电源电压(13.0V)，在集电极电极127、128上施加与电源电压基本相等的电压(与电源电压之间的电位差在0.3V以下的电压(12.9V))，在基极电极130上施加希望的电压。另外，在与位于P型扩散层115、116外侧的外延层112连接的电极126上施加电源电压(13.0V)。

首先，在基极电极130上施加12.3V电压，发射极-基极区域之间变为顺向电压，从而纵型PNP晶体管进行接通动作。并且，如果降低施加在基极电极130上的电压(12.1V)，增大基极电流，则由N型埋入层113、P型埋入层114以及N型扩散层117构成的寄生NPN晶体管Tr11(以下称作寄生Tr11)就会进行接通动作。此时，在作为基极区域的P型埋入层114上施加12.9V的电压，在作为发射极区域的N型扩散层117上施加12.1V的电压，在作为集电极区域的N型埋入层113上施加13.0V的电压。

另一方面，在由N型扩散层131、132(包含位于P型扩散层115外侧的外延层112)、P型扩散层115以及N型扩散层117构成的寄生NPN晶体管Tr12(以下称作寄生Tr12)上，也被施加实质上与寄生Tr11相等的电压。但是，在寄生Tr12上，存在阻碍晶体管动作的两个主要因素。第一因素如下所述。通过在N型扩散层119的周围配置P型扩散层118，寄生Tr12的发射极区域中的寄生电阻将变高。并且，施加在发射极区域与基极区域的PN接合区域中的电压将降低。第二因素如下所述。P型扩散层115被用作纵型PNP晶体管的集电极区域，所以其杂质浓度变高。而且，从作为寄生Tr12的发射极区域的N型扩散层117注入的电子与作为基极区域的P型扩散层115内的正孔再结合的概率高。由于这样的因素存在，所以寄生Tr11将优先于寄生Tr12进行接通动作。

接着，由于寄生Tr11进行接通动作，在N型埋入层113中引起电位下降(从13.0V的电位下降到11.5V)。于是，由P型半导体衬底111、N型埋入层113以及P型埋入层114构成的寄生PNP晶体管Tr13(以下称作寄生Tr13)进行接通动作。此时，在作为基极区域的N型埋入层113上施加11.5V，在作为发射极区域的P型埋入层114上施加12.9V，在作为集电极区域的P型半导体衬底111上施加0V。结果，寄生Tr13持续进行接通动作。

也就是说，通过在饱和区域中使用纵型PNP晶体管，电流会从电源线向地线泄漏，从而导致设定为接地电位的半导体衬底111的电位发生变动。并且，还可能导致由形成在同一半导体衬底111上的周边电路的闩锁(ラツチアツプ)造成的误动作。结果，在高功率用电路中，图8所示结构的纵型PNP晶体管因为上述泄漏电流而有难以使用的问题。

发明内容