JP2005011951A - 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配列構造 - Google Patents

Abstract

【課題】エミッタ領域の長辺が長い場合であっても、該長辺方向に対して均一に動作させることのできるバイポーラトランジスタを提供する。
【解決手段】ベース引き出し配線電極２は、ベース電極１２の長辺と直角にベース電極１２と交差するように配置され、該交差部に接続部４２が設けられている。ベース電極１２において接続部４２から最も遠い点と接続部４２との距離がベース電極１２の長辺長よりも小さくなるように設定されている。エミッタ引き出し配線電極１は、ベース引き出し配線電極２と平行で、かつ、エミッタ電極１１と交差するように配置され、該交差部に接続部４１が設けられている。エミッタ電極１１において接続部４１から最も遠い点と接続部４１との距離がエミッタ電極１１の長辺長よりも小さくなるように設定されている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に高周波電力増幅集積回路に適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配列構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話に代表される携帯無線通信や、無線ＬＡＮに代表されるワイヤレスデータ通信など、高周波帯域を利用した無線通信の応用製品が開発され、利用が増加している。これらの製品の信号送信部には高周波電力増幅器として、高い動作周波数をもち高電流利得、高増幅率が得られる化合物半導体を用いたヘテロ接合バイポーラトランジスタ（以下、ＨＢＴという）が備えられたマイクロ波モノリシック集積回路（以下、ＭＭＩＣという）パワーアンプが広く用いられている。
【０００３】
ＭＭＩＣパワーアンプに使用されるＨＢＴは、さらに、高周波帯域において高電流利得が得られるように、エミッタ領域における周辺長／面積の比が大きく設計されている。そのため、一般に、エミッタ領域は細長い短冊状（長方形状）であり、長辺と短辺とを有している。エミッタ電極は、該エミッタ領域上に細長く短冊状に形成されている。また、高周波帯域において均一に動作させるためには、ベース電極とエミッタ領域直下の真性ベース領域との間のベース抵抗を低減する必要があり、ベース電極はエミッタ電極の直近に細長く短冊状に形成されている。さらに、トランジスタの最大動作周波数を規定する最大発振周波数（ｆｍａｘ）を高くするためには、ベース・コレクタ間の接合容量を低減する必要があり、ベース電極が形成される領域（外部ベース領域）の面積は可能な限り小さく設計されている。このため、ベース領域もエミッタ領域と同様に細長く短冊状に形成されている。したがって、エミッタ領域の長辺が長い場合には、ベース領域の長辺も同様に長くなる。
【０００４】
上記ＭＭＩＣパワーアンプに備えられるＩＣチップは、複数のＨＢＴが並列に配置されたトランジスタ配列により形成されている。
【０００５】
上記トランジスタ配列された単位トランジスタの従来例について図９〜図１２を用いて説明する。
【０００６】
化合物半導体を用いた単位トランジスタであるＨＢＴの一つの例として、ＡｌＧａＡｓやＩｎＧａＰをエミッタとするＧａＡｓＨＢＴの断面図を図９に、平面図を図１０に示す。図９で示されるように、半導体基板１２５の上に、サブコレクタ層１２４、コレクタ層（コレクタ領域）１２３、ベース層（ベース領域）１２２、エミッタ層（エミッタ領域）１２１がこの順で積層されている。エミッタ領域１２１にはエミッタ電極１１１が、ベース領域１２２にはベース電極１１２が、コレクタ領域１２３にはコレクタ電極１１３がそれぞれ形成されている。
【０００７】
エミッタ電極１１１およびベース電極１１２には、外部の素子との接続を可能とするために、エミッタ引き出し配線電極１０１およびベース引き出し配線電極１０２が接続されている。本従来例においては、図１０で示されるように、エミッタ引き出し配線電極１０１およびベース引き出し配線電極１０２は、短冊状のエミッタ領域１２１およびベース領域１２２の短辺側からそれぞれ引き出されている。また、エミッタ引き出し配線電極１０１とエミッタ電極１１１とが重なる部分には両電極を接続するための接続部１４１が設けられている。同様に、ベース引き出し配線電極１０２とベース電極１１２との重なる部分には、両電極を接続するための接続部１４２が設けられている。
【０００８】
なお、エミッタ領域１２１の長辺が４０μｍ以下であり、短辺が５μｍ以下のＨＢＴが選択される場合が多い。このようなエミッタ領域１２１の小さいトランジスタが配列されたＩＣチップの場合には、高い出力電力を得るために、単位トランジスタの数を増やす必要がある。例えば、携帯電話システム用の電力増幅器の場合、５０を超えることもある。単位トランジスタの数が増えると、ＩＣチップ上においてトランジスタ配列に多くの面積が消費され、かつ、トランジスタ間の相互の配線で損失が生じやすく、電力利得の低下を招く。
【０００９】
そこで、エミッタ領域１２１の長辺を４０μｍ以上にして、単位トランジスタ当りのエミッタ領域１２１の面積を増やすことで、単位トランジスタの数を減らすことが考えられる。しかし、図１０で示されるように、エミッタ引き出し配線電極１０１がエミッタ領域１２１の短辺側から引き出されている場合には、エミッタ領域１２１の長辺を長くすると、エミッタ引き出し電極１０１およびエミッタ電極１１１におけるエミッタ領域１２１長辺方向の配線抵抗やインダクタンスの影響が大きくなる。これにより、エミッタ電極１１１の信号入力側（エミッタ引き出し配線電極が引き出されている短辺側）からその反対側にかけて信号電圧の不均一が生じる。ベース領域１２２についても同様である。このため、最大出力電力も低下する。図１１で示されるように、エミッタ領域の長辺長（エミッタ長辺長）が長くなるにつれて、最大出力電力が減少することがわかる。
【００１０】
この改良として、図１２に示すような、エミッタ引き出し配線電極がエミッタ領域の短辺側から引き出されていない構成を有する半導体装置がある。すなわち、エミッタ引き出し配線電極（エミッタ共通配線）１０１は、短冊状に形成されたエミッタ電極１１１のほぼ全体上に形成された接続部１４１を介してエミッタ領域１２１の長辺方向に垂直な方向に引き出されている。一方、ベース引き出し配線電極（ベース共通配線）１０２は、ベース領域１２２の短辺側に位置する接続部１４２を介してベース領域１２２の長辺方向に引き出されている。なお、この半導体装置には、コレクタ電極１１３および外部の回路の接続を可能とするコレクタ引き出し配線電極１０３と、コレクタ引き出し配線電極１０３とコレクタ電極１１３との重なり部分に両電極を接続するための接続部１４３とが設けられている。
【００１１】
また、エミッタ引き出し配線電極がエミッタ領域の短辺側から引き出されていない別の従来例が特許文献１に開示されている。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００２−２４６５８７号公報（２００２年８月３０日公開）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１２や特許文献１に示されているような半導体装置では、ベース共通配線はベース領域の短辺側から長辺方向と平行な方向に引き出されており、ベース共通配線およびベース電極におけるエミッタ領域長辺方向の配線抵抗およびインダクタンスにより、ベース電極の信号入力側（ベース領域における一方の短辺側）から反対側（他方の短辺側）にかけて、信号電圧の不均一が生じるという問題がある。そのため、信号入力側から遠い領域は十分に機能することができず、エミッタ領域の長辺が長いトランジスタにおける、最大出力電力の低下を防止するには不十分である。
【００１４】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、エミッタ領域の長辺が長い場合であっても、該長辺方向に対して均一に動作させることのでき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配列構造を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るバイポーラトランジスタは、上記の課題を解決するために、短冊状のエミッタ領域を有し、該エミッタ領域に形成された短冊状のエミッタ電極と、エミッタ電極に平行して配置された短冊状のベース電極と、エミッタ電極に接続されているエミッタ引き出し配線電極と、ベース電極に接続されているベース引き出し配線電極とが備えられており、前記ベース引き出し配線電極は、ベース電極と交差するように配置され、該交差部にベース引き出し配線とベース電極との接続部が設けられており、ベース電極において該接続部から最も遠い点と該接続部との距離がベース電極の長辺長よりも小さくなるように設定されており、前記エミッタ引き出し配線電極は、エミッタ電極と交差するように配置され、該交差部にエミッタ引き出し配線電極とエミッタ電極との接続部が設けられており、エミッタ電極において該接続部から最も遠い点と該接続部との距離がエミッタ電極の長辺長よりも小さくなるように設定されている。
【００１６】
上記の構成によれば、信号入力箇所であるベース電極とベース引き出し配線電極との接続部からみたベース電極の実効的な長辺長を実際の長辺長よりも低減できる。よって、ベース電極の短辺側から信号を入力する場合に比べて、ベース電極における抵抗やインダクタンスの影響を減少させることができ、ベース領域全体に入力される信号電圧の均一性をより向上することができる。
【００１７】
エミッタ電極およびエミッタ引き出し配線電極についても、ベース電極およびベース引き出し配線電極についての上記作用と同様の作用をもつため、エミッタ電極の短辺側から信号電圧を入力する場合に比べて、エミッタ領域全体に入力される信号電圧の均一性をより向上することができる。
【００１８】
以上のように、ベース領域およびエミッタ領域における入力される信号電圧の均一性を両者とも向上させることで、エミッタ領域の長辺が長い場合であっても、均一に動作させることのできるバイポーラトランジスタを提供することができる。
【００１９】
本発明に係るバイポーラトランジスタは、上記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、前記ベース引き出し配線電極が、前記エミッタ引き出し配線電極と平行であることを特徴としている。
【００２０】
上記の構成によれば、エミッタ引き出し配線電極は、ベース引き出し配線電極に覆われていないエミッタ電極の領域を全て覆うことができ、エミッタ電極とエミッタ引き出し配線電極との接続部の面積を充分大きく設計することができる。よって、エミッタ電極への信号入力箇所が大きくなり、より一層エミッタ領域を均一に動作させることができる。
【００２１】
本発明に係るバイポーラトランジスタは、上記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、前記ベース引き出し配線電極とベース電極の長辺とが直角であることを特徴としている。
【００２２】
上記の構成によれば、複数の上記バイポーラトランジスタが並列に配列された配列構造において、各バイポーラトランジスタのベース電極において同一箇所でベース引き出し配線電極とベース電極との接続部を設けることができ、各ベース電極に対して均一に信号を入力させることができる。
【００２３】
本発明に係るバイポーラトランジスタは、上記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、前記エミッタ引き出し配線電極と前記ベース引き出し配線電極とが交互に配置されていることを特徴としている。
【００２４】
上記の構成によれば、エミッタ引き出し配線電極（もしくはベース引き出し配線電極）が隣接された配置に比べて、両引き出し配線電極が分散して配置されるので、ベース電極と接続部との接合面（信号入力箇所）からベース電極における信号が到達する最も遠い点までの実効的な平均長辺長、および、エミッタ電極と接続部との接合面（信号入力箇所）からエミッタ電極における信号が到達する最も遠い点までの実効的な平均長辺長の両方を同時により一層短く設定することができる。
【００２５】
本発明に係るバイポーラトランジスタは、上記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、ベース引き出し配線とベース電極との接続部が、ベース電極の長辺方向の中央であることを特徴としている。
【００２６】
上記の構成によれば、ベース電極の長辺方向の中央でベース電極に入力信号を伝えることができるため、信号の入力地点からベース電極端までの距離をベース電極の長辺長の１／２以下とすることができる。これにより、ベース電極の短辺側より信号を入力していた従来の構成に比べて、ベース電極における入力信号の均一性を２倍以上向上させることができる。
【００２７】
本発明に係るバイポーラトランジスタは、上記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、前記エミッタ引き出し配線電極および前記ベース引き出し配線電極が複数本配置されていることを特徴としている。
【００２８】
上記の構成によれば、ベース電極上の信号入力箇所が増えるため、ベース電極における信号入力箇所からの平均距離を小さくすることができる。これにより、ベース電極全体により一層均一に信号電圧を入力させることができる。また、エミッタ電極についても同様となる。
【００２９】
本発明に係るバイポーラトランジスタは、上記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、ヘテロ接合バイポーラトランジスタであることを特徴としている。
【００３０】
上記の構成によれば、エミッタ領域がワイドバンドギャップをもつため、高い動作周波数をもち、高電流利得、高効率の電力増幅を得ることができる。
【００３１】
本発明に係るバイポーラトランジスタは、上記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、前記エミッタ領域の長辺長が４０μｍ以上であることを特徴としている。
【００３２】
上記の構成によれば、単位トランジスタあたりのエミッタ面積が大きいので、トランジスタ配列された集積回路を形成する場合に、配列される単位トランジスタの数を減らすことができる。これにより、集積回路チップのサイズを縮小することができ、また、トランジスタ相互間の接続配線数も少なくなるので配線による損失を低減するこができる。
【００３３】
本発明に係るバイポーラトランジスタは、上記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、前記ベース引き出し配線電極および前記エミッタ引き出し配線電極の下には１μｍ以上の厚みを有する絶縁膜が形成されていることを特徴としている。
【００３４】
上記の構成によれば、ベース電極とエミッタ引き出し電極との間に１μｍ以上の厚みを有する絶縁膜が存在するために、ベース電極およびエミッタ引き出し電極間の容量を無視できる程度に小さくすることができる。同様に、エミッタ電極およびベース引き出し配線電極間の容量も無視できる程度に小さくすることができる。これにより、バイポーラトランジスタの性能をより一層向上させることができる。
【００３５】
本発明に係るバイポーラトランジスタは、上記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、前記ベース引き出し配線電極とエミッタ電極との間、および、前記エミッタ引き出し配線電極とベース電極との間に空気層が形成されていること特徴としている。
【００３６】
上記の構成によれば、ベース電極とエミッタ引き出し電極との間は空気によって絶縁されるため、ベース電極およびエミッタ引き出し電極間の容量をさらに小さくすることができる。同様に、エミッタ電極およびベース引き出し配線電極間の容量も小さくすることができる。これにより、バイポーラトランジスタの性能をより一層向上させることができる。
【００３７】
本発明に係るバイポーラトランジスタ配列構造は、上記の課題を解決するために、上記のバイポーラトランジスタが複数並列されており、各バイポーラトランジスタのベース電極は、共通の前記ベース引き出し配線電極と各接続部を介して接続され、前記ベース引き出し配線電極は、１個もしくは複数個のバイポーラトランジスタごとに前記ベース電極への信号を入力する引き出し配線電極が接続されていることを特徴としている。
【００３８】
上記の構成によれば、長辺方向に対して均一に動作させることのできるバイポーラトランジスタを複数配列されており、かつ、引き出し配線電極が１個もしくは複数個のバイポーラトランジスタごとに設けられているため、１個もしくは複数個のバイポーラトランジスタごとに、遅延時間差なく、均一に信号を入力することができる。
【００３９】
本発明に係るバイポーラトランジスタ配列構造は、上記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、前記引き出し配線電極は、前記ベース引き出し配線電極における複数のバイポーラトランジスタ間の中央部分に接続されていることを特徴としている。
【００４０】
上記の構成によれば、複数のバイポーラトランジスタ間の中央部分を境として分けられる２組のバイポーラトランジスタ配列に対して、遅延時間差なく、均一に信号を入力することができる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
〔実施形態１〕
本発明の実施の一形態について図１ないし図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００４２】
図１は、本実施形態に係るバイポーラトランジスタの平面図である。また、図２（ａ）は図１のＡ−Ａ線に沿った矢視断面図であり、図２（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線に沿った矢視断面図である。
【００４３】
図２（ａ）、図２（ｂ）に示されるように、本実施形態に係るバイポーラトランジスタは、半絶縁性ＧａＡｓ基板２５の上に形成されたＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓからなるサブコレクタ層２４と、サブコレクタ層２４の上に形成されたｎ型ＧａＡｓからなるコレクタ層（コレクタ領域）２３と、コレクタ層２３の上に形成されたｐ型ＧａＡｓからなるベース層（ベース領域）２２と、ベース層２２の上に形成されたＡｌＧａＡｓからなるエミッタ層（エミッタ領域）２１とを有しているエミッタ・アップｎｐｎ型ＨＢＴである。
【００４４】
ＨＢＴは、エミッタ領域２１がワイドバンドギャップをもつため、高い動作周波数をもち、高電流利得、高効率の電力増幅を得ることのできる好ましいバイポーラトランジスタである。
【００４５】
コレクタ領域２３の断面は凸字状の形状を有しており、段差が設けられている。そのため、半絶縁性ＧａＡｓ基板２５から遠い上面と近い上面との２つの上面が形成されている。ここで、コレクタ領域２３の上面のうち、半絶縁性ＧａＡｓ基板２５から遠い上面にのみベース領域２２が形成されており、半絶縁性ＧａＡｓ基板２５から近い上面には、ベース領域２２が形成されていない。また、エミッタ領域２１は、ベース領域２２の上面の中央部分に形成されており、ベース領域２２の上面にはエミッタ領域２１が形成されていない部分が存在している。なお、図には明記されていないが、各機能層には電極との低コンタクトのオーミック接続を実現するために不純物を高濃度にドーピングされているコンタクト層が含まれている。
【００４６】
コレクタ領域２３にはコレクタ電極１３が、ベース領域２２にはベース電極１２が、エミッタ領域２１にはエミッタ電極１１がそれぞれオーミック接続により形成されている。
【００４７】
図１で示されるように、コレクタ領域２３の平面形状は、短冊状である。
【００４８】
また、コレクタ電極１３は、コレクタ領域２３の一方の短辺側のみを除いて、ベース領域２２を囲むように形成されており、Ｕ字形状を有している（図１では、Ｕ字を１８０度回転した形状となっている）。Ｕ字形状のコレクタ電極１３のうち、コレクタ領域２３の短辺と平行に形成されている部分を折り返し部とよぶ。
【００４９】
エミッタ領域２１は細長い短冊状を有している。これは、エミッタ・ベース接合部分の周囲長（エミッタ周囲長）／面積（エミッタ面積）の比をできるだけ大きくすることにより、電流利得遮断周波数（ｆｔ）を高くするためである。これにより、高周波帯域および大電流時に良好な特性を得ることができる。なお、エミッタ領域２１は、その短辺長が２〜５μｍ、長辺長が４０μｍ以上に設定されている。
【００５０】
エミッタ領域２１上に形成されるエミッタ電極１１も、細長い短冊状に形成されている。エミッタ電極１１の短辺長および長辺長は、エミッタ領域２１の短辺長（２〜５μｍ）および長辺長（４０μｍ以上）よりもわずかに小さい値に設定されている。
【００５１】
エミッタ領域２１と同様に、エミッタ領域２１の下に形成されているベース領域２２も細長い短冊状を有している。ベース領域２２には、エミッタ領域２１直下に位置する真性ベース領域と、それ以外の外部ベース領域とがある。なお、図１においては、ベース領域２２のうち真性ベース領域はエミッタ領域２１により隠れており、外部ベース領域のみが見えている。外部ベース領域の面積は小さく設計されており、これにより、ベース・コレクタ間の接合容量が小さくなり、最大発振周波数（ｆｍａｘ）の低下を抑えることができる。
【００５２】
また、ベース電極１２はエミッタ領域２１の両側にある外部ベース領域の上にエミッタ電極１１と平行して細長く短冊状に２本形成されている。該２本のベース電極１２はエミッタ電極１１の直近に形成されている。これは、ベース電極１２とエミッタ領域２１直下の真性ベース領域との距離を小さくして、ベース抵抗をできるだけ低減することで、高周波帯域における特性劣化を防止するためである。ベース電極１２の短辺長は１〜２μｍに設定されている。
【００５３】
なお、上記コレクタ領域２３、ベース領域２２、エミッタ領域２１のそれぞれの長辺方向は同じである。
【００５４】
これらコレクタ領域２３、ベース領域２２、エミッタ領域２１を覆うように絶縁膜７１が形成されている。絶縁膜７１の材料としては、例えば、ポリイミドが用いられる。各電極上の絶縁膜７１に穴が設けられ、各接続部が形成されている。該接続部を介して、外部の回路要素との連絡を行うための引き出し配線電極と各電極とが接続される。引き出し配線電極には、コレクタ電極１３と接続されるコレクタ引き出し配線電極３と、ベース電極１２と接続されるベース引き出し配線電極２と、エミッタ電極１１と接続されるエミッタ引き出し配線電極１とがある。
【００５５】
ここで、絶縁膜７１の厚みを制御することにより、ベース電極１２とエミッタ引き出し電極１との間の容量、および、エミッタ電極１１とベース引き出し配線電極２との間の容量を非常に小さくすることができる。無視できる程度に容量を小さくするために、絶縁膜７１の膜厚は１μｍ以上であることが好ましい。例えば、本実施の形態では、絶縁膜７１の膜厚は約１．５μｍである。また、絶縁膜７１が形成されていることで、引き出し配線電極の機械的強度および放熱性も向上する。
【００５６】
コレクタ電極１３とコレクタ引き出し配線電極３とを接続するための接続部４３は、コレクタ電極１３のうち、折り返し部の上に形成されている。該接続部４３によりコレクタ電極１３と接続されたコレクタ引き出し配線電極３は、コレクタ領域２３の短辺側に引き出されている。言い換えると、コレクタ領域２３の長辺方向と平行な方向に引き出されている。
【００５７】
ベース電極１２を外部の回路要素に連絡するためのベース引き出し配線電極２は、帯状であり、２本のベース電極１２の長辺方向における中央部を含む領域でベース電極１２の長辺と直角に交差するように形成されている。ここで、ベース引き出し配線電極２はエミッタ電極１１の長辺方向の中央（ベース電極１２の長辺方向の中央でもある）に対して対称に１本形成されており、ベース電極１２の長辺方向の両端部以外の場所に形成されている。ベース引き出し配線電極２と２本のベース電極１２との交差する部分の絶縁膜７１が開口され、ベース電極１２とベース引き出し配線電極２との接続部４２が形成されている。
【００５８】
図１で示されるように、接続部４２はベース電極１２の両端部以外の部分に形成されており、ベース電極１２において接続部４２から最も遠い点は、ベース電極１２の短辺部となる。この短辺部と接続部４２との距離はベース電極１２の長辺長よりも短くなっている。つまり、ベース電極１２における信号入力箇所（接続部４２とベース電極１２との接合面）からみた、ベース電極１２の実効的な長辺長を実際のベース電極１２の長辺長よりも短くすることができる。ベース電極の短辺側においてベース引き出し配線電極との接続部が設けられている従来例では、信号入力箇所からみたベース電極の実効的な長辺長は、実際のベース電極の長辺長とほぼ同じである。この実効的な長辺長に応じて配線抵抗やインダクタンスが生じ、信号電圧に不均一が生じる。よって、上記構成により、従来に比べて、ベース電極１２における配線抵抗やインダクタンスの影響を低減することができ、ベース領域２２全体に入力される信号電圧の均一性をより向上することができる。
【００５９】
本実施の形態では、上述したように、接続部４２がベース電極１２の長辺方向における中央である。よって、ベース電極１２における信号入力箇所からみたベース電極１２の実効的な長辺長は、実際のベース電極１２における長辺長の１／２以下である。これにより、ベース電極の短辺側より信号を入力していた従来の構成に比べて、ベース電極１２における入力信号の均一性を２倍以上向上させることができる。
【００６０】
また、接続部４２はベース引き出し配線電極２の幅に見合う分の長さだけベース電極１２上にその長辺方向に形成されている。接続部４２の幅はベース電極１２の短辺長に見合う分の長さを有している。つまり、ベース引き出し配線電極２の幅の長さよりわずかに短い長さ（ベース引き出し配線電極２の幅が許す長さ）をもち、かつ、ベース電極１２の短辺長よりわずかに短い幅をもつようにベース電極１２上にその長辺方向に長く短冊状に接続部４２が設けられている。よって、ベース引き出し配線電極２の幅に従って、該接続部４２とベース電極１２との接合面の面積を充分に大きくすることができる。
【００６１】
なお、図１におけるＡ−Ａ線は、ベース引き出し配線電極２上にあるため、図２（ａ）は、ベース引き出し配線電極２の断面を含むトランジスタ断面を示している。２本のベース電極１２の上には、絶縁膜７１の形成されていない接続部４２がそれぞれ形成されており、接続部４２を介してベース引き出し配線電極２とベース電極１２とが接続されている。
【００６２】
エミッタ電極１１を外部の回路要素に連絡するためのエミッタ引き出し配線電極１は、帯状であり、エミッタ電極１１の長辺方向における両端部を含む領域でエミッタ電極１１の長辺と交差しており、ベース引き出し配線電極２の両側にこれと平行に２本形成されている。該交差部の絶縁膜７１が開口されることでエミッタ電極１１とエミッタ引き出し配線電極１との接続部４１が形成されている。
【００６３】
エミッタ電極１１における接続部４１からもっとも遠い点は、エミッタ電極１１の長辺方向の中点となる。よって、接続部４１とエミッタ電極１１における接続部４１からもっとも遠い点との距離は、エミッタ電極１１の長辺の長さより当然に短い。つまり、エミッタ電極１１における信号入力箇所（接合部４１とエミッタ電極１１との接合面）からみたエミッタ電極１１の実効的な長辺長を、実際のエミッタ電極の長辺長よりも短くすることができる。ベース電極１２の場合と同様に、この実効的な長辺長に応じて配線抵抗やインダクタンスが生じ、入力信号電圧に不均一が生じる。よって、エミッタ電極１１の短辺側から信号を入力する場合に比べて、エミッタ電極１１における配線抵抗やインダクタンスの影響を低減することができ、エミッタ領域２１全体に入力される信号電圧の均一性をより向上することができる。
【００６４】
また、接続部４１はエミッタ引き出し配線電極１の幅に見合う分の長さだけエミッタ電極１１上にその長辺方向に形成されている。接続部４１の幅はエミッタ電極１１の短辺長に見合う分の長さを有している。つまり、エミッタ引き出し配線電極１の幅の長さよりわずかに短い長さ（エミッタ引き出し配線電極１の幅が許す長さ）をもち、かつ、エミッタ電極１１の短辺長よりわずかに短い幅をもつようにエミッタ電極１１上にその長辺方向に長く短冊状に接続部４１が設けられている。よって、エミッタ引き出し配線電極１の幅に従って、該接続部４１とエミッタ電極１１との接合面の面積を充分に大きくすることができる。
【００６５】
本実施の形態では、エミッタ引き出し配線電極１とベース引き出し配線電極２とが平行である好ましい構成を有している。これにより、２本のエミッタ引き出し配線電極１は、ベース引き出し配線電極２に覆われていないエミッタ電極１１の領域を設計上許される範囲で覆うように配置することができる。つまり、ベース引き出し配線電極２からエミッタ電極１１の短辺までの長さよりわずかに小さい幅をもち、ベース引き出し配線電極２とショートされないようにベース引き出し配線電極２と隙間が形成された状態で、エミッタ電極１１と交差されている。これにより、接続部４１とエミッタ電極１１との接合面（エミッタ電極における信号入力箇所）の面積が大きくなり、エミッタ電極全体における入力信号の均一性がより一層向上する。
【００６６】
なお、上述したように、ベース引き出し配線電極２はエミッタ電極１１の長辺方向の中央に対して対称に形成されているため、２本のエミッタ引き出し配線電極１は、エミッタ電極１１の長辺方向の中央に対して対称に形成されている。
【００６７】
図１においてＢ−Ｂ線はエミッタ引き出し配線電極１上にあるため、図２（ｂ）は、エミッタ引き出し配線電極１の断面を含むトランジスタ断面を示している。エミッタ電極１１の上には、絶縁膜７１の形成されていない接続部４１がそれぞれ形成されており、接続部４１を介してエミッタ引き出し配線電極１とエミッタ電極１１とが接続されている。
【００６８】
図３に本実施の形態に係るバイポーラトランジスタをＭＭＩＣパワーアンプの出力段トランジスタ配列に適用したバイポーラトランジスタ配列構造の例を示す。
【００６９】
図３で示すように、例えば４個の単位トランジスタは、互いのコレクタ領域２３の長辺同士が隣り合うように、並列に配列された構造を有する。このとき、コレクタ電極１３とコレクタ引き出し配線電極３との接続部４３が形成されている側のコレクタ領域の短辺が、全てのトランジスタで同方向になるように並列されている。コレクタ引き出し配線電極３は、並列された４個のトランジスタ全てのコレクタ電極１３と接続部４３を介して接続されるように、一体として形成され、出力端子となるボンディングパッド６３に接続されている。
【００７０】
ベース引き出し配線電極１は、並列に配列されたトランジスタ全てのベース電極１２を覆うように形成されている。ベース引き出し配線電極２と各ベース電極１２との交差する部分に設けられた接続部４２を介して、各トランジスタのベース電極１２と１本のベース引き出し配線電極２とが接続されている。ここで、ベース引き出し配線電極２は、ベース電極１２の長辺方向に対して垂直に引き出されている好ましい構成を有するため、各ベース電極１２において長辺中央の同一部分を覆うことができ、各単位トランジスタのベース電極に対して同じように信号を入力することができる。これにより、各単位トランジスタの動作をより均一にすることができる。
【００７１】
ベース引き出し配線２は別層の引き出し配線電極５１に接続され、エミッタ引き出し配線電極１と交差して、ＭＭＩＣ内の他の回路へ接続されている。引き出し配線電極５１は、４個の単位トランジスタのうち、中央に位置する隣り合う２個の単位トランジスタの中央に配置されている。よって、引き出し配線電極５１を介してこの隣り合う単位トランジスタのベース電極１２に入力される信号は、その配線距離に差がないため、遅延時間差が生じない。すなわち、引き出し配線電極５１の両側にある単位トランジスタを均一に動作させることができる好ましい構成を有している。
【００７２】
エミッタ引き出し配線電極１は、ベース引き出し配線電極２の両側に、これと平行に２本形成されている。２本のエミッタ引き出し配線電極１と並列された全てのトランジスタが有するエミッタ電極１１との交差部分に設けられた接続部４１を介して、エミッタ引き出し配線電極１と並列された全てのトランジスタが有するエミッタ電極１１とが接続されている。
【００７３】
２本のエミッタ引き出し配線電極１は、配列された単位トランジスタの外側に位置している両側２個の単位トランジスタのさらに外側に形成されているボンディングパッド６１と接続部４４を介して接続されている。ボンディングパッド６１を配列された単位トランジスタの両外側に形成されており、２箇所から同時に信号が入力されるようになっている。よって、トランジスタ配列の中央から左側に配置されている単位トランジスタ群と右側に配置されたトランジスタ郡とを均一に動作させることができるため、ボンディングパッド６１が片側だけ１箇所に形成されている構成に比べて、よりトランジスタ全体の動作均一性を向上させることができる。
【００７４】
また、単位トランジスタに形成されているエミッタ電極１１には２本のエミッタ引き出し配線電極１と接続できるように接続部４１が２箇所形成されている。図３で示されるように、該２箇所の接続部４１とボンディングパッド６１との配線距離が同じになるように設計されているため、単位トランジスタにおける２箇所の接続部４１に対して、遅延時間差のない均一な信号を入力できる好ましい構成を有している。
【００７５】
本実施形態のように、エミッタ領域２１が長辺方向に長い（４０μｍ以上）トランジスタを使い、単位トランジスタのエミッタ領域２１とベース領域２２との接合面積（単位エミッタ面積）を大きく設定することで、１列に配置した単純なトランジスタ配列で充分なエミッタ面積を得ることが可能である。また、エミッタ電極１１やベース電極１２の大部分がトランジスタ上でエミッタ引き出し配線電極１やベース引き出し配線電極２により相互に接続されるため、非常に小さな面積で大出力のトランジスタ配列を実現する事ができる。
【００７６】
以上のように、本実施形態に係るバイポーラトランジスタは、短冊状のエミッタ領域２１を有し、該エミッタ領域２１に形成された短冊状のエミッタ電極１１と、エミッタ電極１１に平行して配置された短冊状のベース電極１２と、エミッタ電極１１に接続されているエミッタ引き出し配線電極１と、ベース電極１２に接続されているベース引き出し配線電極２とが備えられており、ベース引き出し配線電極２は、ベース電極１２と交差するように配置され、該交差部にベース引き出し配線２とベース電極１２との接続部４２が設けられており、ベース電極１２において該接続部４２から最も遠い点（ベース電極１２の短辺部）と該接続部４２との距離がベース電極１２の長辺長よりも小さくなるように設定されており、エミッタ引き出し配線電極１は、エミッタ電極１１と交差するように配置され、該交差部にエミッタ引き出し配線電極１とエミッタ電極１１との接続部４１が設けられており、エミッタ電極１１において該接続部４１から最も遠い点（エミッタ電極１１の長辺方向の中点）と該接続部４１との距離がエミッタ電極１１の長辺長よりも小さくなるように設定されている。
【００７７】
これにより、信号入力箇所であるベース電極１２とベース引き出し配線電極２との接続部４２からみたベース電極１２の実効的な長辺長を実際の長辺長よりも低減できる。よって、ベース電極の短辺側から信号を入力する場合に比べて、ベース電極１２における抵抗やインダクタンスの影響を減少させることができ、ベース領域２２全体に入力される信号電圧の均一性をより向上することができる。
【００７８】
エミッタ電極１１およびエミッタ引き出し配線電極１についても、ベース電極１２およびベース引き出し配線電極２についての上記作用と同様の作用をもつため、エミッタ電極の短辺側から信号電圧を入力する場合に比べて、エミッタ領域２１全体に入力される信号電圧の均一性をより向上することができる。
【００７９】
以上のように、ベース領域２２およびエミッタ領域２１における入力される信号電圧の均一性を両者とも向上させることで、エミッタ領域２１の長辺が長い場合であっても、均一に動作させることのできるバイポーラトランジスタを提供することができる。
【００８０】
つぎに、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示した工程断面図に沿って、上記配線構造を適用したバイポーラトランジスタの形成方法をＡｌＧａＡｓ・ＨＢＴを例に説明する。図４（ａ）〜図４（ｃ）は図２（ａ）同様、ベース引き出し配線電極２を含むトランジスタ断面を示したものである。
【００８１】
まず、公知の手段により（例えば、電子通信学会技術研究報告ＥＤ９０−１３５に記載されている）、半絶縁性ＧａＡｓ基板２５上にＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓからなるサブコレクタ層２４、ｎ型ＧａＡｓからなるコレクタ層（コレクタ領域）２３、ｐ型ＧａＡｓからなるベース層（ベース領域）２２、ＡｌＧａＡｓからなるエミッタ層（エミッタ領域）２１が、順次エピタキシャル形成による積層工程および所定の形状に加工するためのエッチング処理により形成される。その後、電極材料と各層とのオーミック接続を可能とするために、各領域において電極が形成される表面に不純物を高濃度にドーピングしたオーミックコンタクト層（図示しない）を形成する。エミッタ領域２１の所定の箇所にエミッタ電極１１を、ベース領域２２の所定の箇所にベース電極１２、コレクタ領域２３の所定の箇所にコレクタ電極１３を形成する。図４（ａ）は、この状態を示す断面図である。図には明示していないが、このとき全ての電極上を含めたウエハ全体は、プラズマＣＶＤ法により堆積された窒化珪素膜にカバーされており、引き出し配線電極と接続される各電極の部分にのみ開口が形成されている。
【００８２】
次に、トランジスタの段差を平滑化するために、ポリイミドを用いた絶縁膜７１をトランジスタのコレクタ領域２３、ベース領域２２、エミッタ領域２１を覆うように形成し、同時に絶縁膜７１のコレクタ電極１３上、ベース電極１２上、エミッタ電極１１上の引き出し配線電極と接続する部分のみを開口する。本実施の形態では、感光性ポリイミドを利用してフォトリソグラフィにて膜厚が２．２μｍである絶縁膜７１と各接続部とが形成されている。図４（ｂ）は、この状態を示す断面図である。
【００８３】
続いて、ＭＭＩＣに最初の配線電極（第１層の配線電極）を形成すると同時に、コレクタ引き出し配線電極３と引き出し配線電極５１とをリフトオフ法にて形成する。すなわち、フォトレジストをウエハ全体に塗布し、配線電極を形成したい部分のレジストをフォトリソグラフィにて開口し、配線電極材としてＴｉ／Ｐｔ／Ａｕを蒸着した後、有機溶剤洗浄によりレジストごと上に堆積した不要な配線電極材を取り除いて、所望の配線パターンを形成する。第１層の配線電極形成後、層間絶縁のためプラズマＣＶＤ法により窒化珪素膜が形成され、第１層の配線電極と第２層の配線電極間とを接続する箇所と、ベース電極１２の接続部４２およびエミッタ電極１１の接続部４１に当たる箇所と、ボンディングパッド６１が備えられている電極上の接続部４４に当たる箇所とにコンタクトホールが形成される。また、コレクタ引き出し配線電極３の上にもコンタクトホールを形成する。なお、第１層の配線電極の形成時には、ベース引き出し配線電極２を含むトランジスタ断面上には電極が形成されないので、この状態は図４（ｂ）と同じである。
【００８４】
次に、ＭＭＩＣの第２層の配線電極を形成する。この第２層の配線電極と同時に、ベース引き出し配線電極２およびエミッタ引き出し配線電極１も形成される。このときトランジスタ上のコレクタ引き出し配線電極３の上に、第２層の配線電極を重ねて形成する。配線電極を重ねることにより、全体の配線厚をさらに大きくできるので、パワー動作時の大電流と発熱に対応することが可能となる。第２層の配線電極は、第１層の配線電極と同様、リフトオフ法で形成することもできるが、パワートランジスタとしての特性を考慮すると、配線抵抗の低減、熱抵抗の低減のためにはメッキ法にて厚膜配線とすることが望ましい。本実施形態においてはメッキ法により７μｍの厚膜配線を形成した。図４（ｃ）は、この状態を示す断面図である。
【００８５】
ベース電極引き出し配線２の両側には、平行してエミッタ引き出し配線電極１が配置されているため、図３に示すように、ベース引き出し配線電極２に接続されている引き出し配線電極５１は、一方のエミッタ引き出し配線電極１と交差する必要がある。そこで、上記のように、大電流が流れるエミッタ引き出し配線電極１を厚膜配線である第２層の配線電極とし、引き出し配線電極５１を第１層の配線電極とすることで、エミッタ引き出し配線電極１と引き出し配線電極５１とを交差させている。なお、第２層の配線電極はエアブリッジ構造とする事が可能であり、本実施例においては、第１層の配線電極との交差部はエアブリッジとしている。
【００８６】
図６は以上のような方法で作製したトランジスタの入出力特性を評価した結果である。横軸は出力電力（Ｐｏｕｔ）を、縦軸は電力利得（Ｇａｉｎ）を表している。エミッタ領域の長辺長の短い（たとえば、４０μｍ未満）トランジスタを行列状に多数並列接続した従来の配列のトランジスタと比較して、最大出力電力を維持したままで電力利得が向上している。
【００８７】
図３に示したバイポーラトランジスタ配列構造では、４個の単位トランジスタが並列に配置されており、各単位トランジスタのベース引き出し配線電極２が共通している。この共通したベース引き出し配線電極２は、１本の引き出し配線電極５１に接続し、ベース引き出し配線電極２への信号入力箇所は、トランジスタ配列の中央の１点としていたが、これに限るものではない。
【００８８】
バイポーラトランジスタ配列構造内の単位トランジスタの数が多くなると、配線長が長くなることによる損失や信号の遅延時間差を小さくするために、信号入力箇所を多点とするほうが望ましい。例えば、図５で示したように、バイポーラトランジスタ配列構造が、８個の単位トランジスタが並列に配置された構造を有しており、トランジスタ配列構造内のベース引き出し配線電極２を１個もしくは数個の単位トランジスタごとにベース電極１２への信号を入力する引き出し配線電極５１が設けられていてもよい。２個の単位トランジスタ毎にベース引き出し配線電極２が形成され、各々のベース引き出し配線２に信号入力するための引き出し配線電極５１が接続されている。
【００８９】
上記実施の形態においては、図２（ａ）および図２（ｂ）で示されるように、エミッタ引き出し配線電極１およびベース引き出し配線電極２の下層に絶縁膜７１が形成されている構成としたが、これに限られない。例えば、絶縁膜７１が設けられる代わりに、エミッタ引き出し配線電極およびベース引き出し配線電極の下層が空気層であり、エミッタ引き出し配線電極およびベース引き出し配線電極が空中配線として形成されている構成であってもよい。
【００９０】
図７（ａ）に空中配線として形成されているベース引き出し配線電極２におけるバイポーラトランジスタの断面図を、図７（ｂ）に空中配線として形成されているエミッタ引き出し配線電極１におけるバイポーラトランジスタの断面図を示した。図７（ａ）で示されるように、ベース引き出し配線電極２とエミッタ電極１１との間には空気が充填されている。これにより、空気の誘電率がほぼ１であるため、ベース引き出し配線電極２とエミッタ電極１１との間に発生する容量をより一層低減することができる。同様の原理により、図７（ｂ）で示されるような、エミッタ引き出し配線電極１とベース電極１２との間の容量もより一層低減できる。これにより、バイポーラトランジスタの性能を一層向上させることができる。さらに、図７（ａ）、図７（ｂ）に示されるような構成では、ベース引き出し配線電極２とコレクタ電極１３との間の容量、エミッタ引き出し配線電極１とコレクタ電極１３との間の容量も低減することができる。
【００９１】
このようなエミッタ引き出し配線電極１およびベース引き出し配線電極２が空中配線として形成される構造は、上述の絶縁膜７１の代わりにフォトレジストで同様の形状を形成し、エミッタ引き出し配線電極１およびベース引き出し配線電極２を形成した後、有機洗浄やドライエッチ、もしくはこれらの組み合わせでフォトレジストを除去する工程を入れることで作製される。なお、上述の実施形態では、エミッタ引き出し配線電極１およびベース引き出し配線電極２は、ＭＭＩＣの第２層の配線電極と同時に形成されており、約７μｍの厚膜配線であるため空中配線としても強度に問題はない。一方、エミッタ引き出し配線電極１およびベース引き出し配線電極２が第１層の配線電極と同時に形成される場合、一般に第１層の配線電極は厚さ１μｍ程度の薄膜で形成されることが多く、空中配線とするには強度が足りない場合がある。
【００９２】
上記実施の形態においては、図３で示したように、引き出し配線電極５１が、エミッタ引き出し配線電極１およびベース引き出し配線電極２の下に配置される構成であるとしたが、これに限られるものではない。例えば、引き出し配線電極５１が、エミッタ引き出し配線電極１およびベース引き出し配線電極２の上に配置される構成であってもよい。
【００９３】
引き出し配線電極５１が、エミッタ引き出し配線電極１およびベース引き出し配線電極２の上に配置される構成をもつバイポーラトランジスタの形成方法を図４（ａ）〜図４（ｄ）を用いて説明する。図４（ｄ）は、図４（ａ）〜図４（ｃ）と同様にベース引き出し配線電極２が設けられる部分のバイポーラトランジスタの断面図である。なお、図３で示したような引き出し配線電極５１がベース引き出し配線電極２の下に配置される構成を有するバイポーラトランジスタについて上述した形成方法と同じものについては説明を省略する。
【００９４】
まず、図４（ａ）、図４（ｂ）で示したように、コレクタ領域、ベース領域、エミッタ領域を覆うようにポリイミドの絶縁膜７１を形成し、コレクタ電極、ベース電極、エミッタ電極上に開口させる。
【００９５】
次に、ＭＭＩＣの第１層の配線電極と同時に、エミッタ引き出し配線電極１、ベース引き出し配線電極２、コレクタ引き出し配線電極３を形成する。続いて、層間絶縁のための窒化珪素膜（図示しない）を形成し、第２層の配線電極と接続する箇所にコンタクトホールを形成する。ここでベース引き出し配線電極２上にもコンタクトホール（図示しない）を形成しておく。このときのベース引き出し配線電極２における断面図は図４（ｃ）のようになる。
【００９６】
さらに、ＭＭＩＣの第２層の配線電極を形成する。この第２層の配線電極と同時に、引き出し配線電極５１およびベース引き出し配線電極２上の配線電極５２も形成する。第２層の配線電極が形成された後のベース引き出し配線電極２における断面図は図４（ｄ）のようになる。ベース引き出し配線電極２の上にも配線電極５２が形成されており、両配線電極はコンタクトホールにて接続されているため、結果としてベース電極へ接続する配線電極の全体の配線厚をさらに大きくすることができる。これにより、パワー動作時の大電流と発熱に対応することができる。
【００９７】
〔実施の形態２〕
本発明のバイポーラトランジスタに関する他の実施形態について、図８に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施の形態１にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００９８】
前記実施の形態１では、単位トランジスタが有するベース電極と交差するベース引き出し配線電極が１本である構成を示したが、本実施の形態２では、単位トランジスタが有するベース電極と交差する複数本のベース引き出し配線電極が設けられている。例えば、図８に示されるように、２本のベース引き出し配線電極２が設けられている。コレクタ引き出し配線電極３の接続部４３に近い方から、エミッタ引き出し配線電極１、ベース引き出し配線電極２、エミッタ引き出し配線電極１、ベース引き出し配線電極２、エミッタ引き出し配線電極１の順で形成されている。つまり、ベース引き出し配線電極２が２本、エミッタ引き出し配線電極１が３本形成されている。
【００９９】
単位トランジスタの長辺側の長さが一定の場合、ベース引き出し配線電極２が１本の場合にくらべ、２本の場合の方が、ベース引き出し配線電極２とベース電極１２との接続部４２から、ベース電極１２の端部までの距離を短くすることが容易であるから、ベース電極１２の抵抗やインダクタンスによるベース電極１２の長辺方向の動作不均一をより一層低減することができる。また、同様に、エミッタ引き出し配線電極１についても、２本よりも３本の方が、エミッタ電極１１の抵抗やインダクタンスによる電極長辺方向の動作不均一もより一層低減できる。
【０１００】
つまり、ベース電極１２、エミッタ電極１１上の信号入力箇所の数が増え、各電極上で散在するために、各電極における信号入力箇所からの最も遠い点と信号入力箇所との距離を小さくする（各電極における信号入力箇所からの平均距離を小さくする）ことができる。これにより、各電極全体により一層均一に信号を入力することができるのである。
【０１０１】
また、単位トランジスタの長辺側の長さが大きくなった場合であっても、ベース引き出し配線電極２とエミッタ引き出し配線電極１の本数を共に複数にすることで、ベース引き出し配線電極２とベース電極１２との接続部４２からベース電極１２の短辺側端部までの距離を短くすることができ、この距離から生じる電極抵抗やインダクタンスの影響を小さくすることができる。つまり、ベース引き出し配線電極２が１本形成されている構成の状態（図１に示す状態）で、ベース引き出し配線電極２の幅を大きくすると、接続部４２からベース電極１２の端部との距離も大きくなってしまうが、ベース引き出し配線電極２の本数を２以上とすることで、該距離が大きくならないようにすることができる。
【０１０２】
上記実施の形態１，２においては、ベース引き出し配線電極２とエミッタ引き出し配線電極１とが隣り合い、交互に配置されるような好ましい構成を有している。このような構成を有することで、ベース電極１２における信号入力箇所およびベース電極１２において該信号入力箇所から最も遠い点の距離と、エミッタ電極１１における信号入力箇所およびエミッタ電極１１において該信号入力箇所から最も遠い点の距離とをより一層効率的に同時に小さくすることができる。すなわち、エミッタ引き出し配線電極１（もしくはベース引き出し配線電極２）同士が隣接された配置に比べて、ベース電極１２における接続部４２（信号入力箇所）からみたベース電極１２の実効的な平均長辺長およびエミッタ電極１１における接続部４１（信号入力箇所）からみたエミッタ電極１１の実効的な平均長辺長の両方を同時により一層短く設定することができる。また、２本のベース引き出し配線電極２が隣り合うように配置する場合に比べて、２本分の幅を有するベース引き出し配線電極２を１本形成するほうが、より工程作業が簡略化できることはいうまでもない。
【０１０３】
また、上記実施の形態１，２においては、ベース引き出し配線電極２の本数をエミッタ引き出し配線電極１の本数よりも１本少ない構成であるとしたが、これに限らない。図１のように、ベース引き出し配線電極２とエミッタ引き出し配線電極１との本数の合計が３本の場合には、中央にエミッタ引き出し配線電極１を配置し、その両側にベース引き出し配線電極２が配置されていてもよい。このような構成であっても、ベース電極１２における信号入力箇所およびベース電極１２において該信号入力箇所から最も遠い点の距離をベース電極１２の長辺長より小さくすることができ、エミッタ電極１１における信号入力箇所およびエミッタ電極１１において該信号入力箇所から最も遠い点の距離をエミッタ電極１１の長辺長よりも小さくすることができる。
【０１０４】
【発明の効果】
本発明に係るバイポーラトランジスタは、以上のように、ベース引き出し配線電極は、ベース電極と交差するように配置され、該交差部にベース引き出し配線とベース電極との接続部が設けられており、ベース電極において該接続部から最も遠い点と該接続部との距離がベース電極の長辺長よりも小さくなるように設定されており、エミッタ引き出し配線電極は、エミッタ電極と交差するように配置され、該交差部にエミッタ引き出し配線電極とエミッタ電極との接続部が設けられており、エミッタ電極において該接続部から最も遠い点と該接続部との距離がエミッタ電極の長辺長よりも小さくなるように設定されている構成である。
【０１０５】
それゆえ、信号入力箇所であるベース電極とベース引き出し配線電極との接続部からみたベース電極の実効的な長辺長を実際の長辺長よりも小さくなり、ベース電極における抵抗やインダクタンスの影響を減少させることができ、ベース領域全体に入力される信号電圧の均一性をより向上することができる。エミッタ電極およびエミッタ引き出し配線電極についても、ベース電極およびベース引き出し配線電極と同様である。これにより、ベース領域およびエミッタ領域における入力される信号電圧の均一性を両者とも向上させることで、エミッタ領域の長辺が長い場合であっても、均一に動作させることのできるバイポーラトランジスタを提供することができるという効果を奏する。
【０１０６】
本発明に係るバイポーラトランジスタは、以上のように、上記の構成に加えて、前記ベース引き出し配線電極が、前記エミッタ引き出し配線電極と平行である構成である。
【０１０７】
それゆえ、エミッタ引き出し配線電極は、ベース引き出し配線電極に覆われていないエミッタ電極の領域を全て覆うことができ、エミッタ電極への信号入力箇所が大きくなり、より一層エミッタ領域を均一に動作させることができるという効果を奏する。
【０１０８】
本発明に係るバイポーラトランジスタは、以上のように、上記の構成に加えて、前記ベース引き出し配線電極とベース電極の長辺とが直角である構成である。
【０１０９】
それゆえ、複数の上記バイポーラトランジスタが並列に配列された配列構造において、各バイポーラトランジスタのベース電極において同一箇所でベース引き出し配線電極とベース電極との接続部を設けることができ、各ベース電極に対して均一に信号を入力させることができるという効果を奏する。
【０１１０】
本発明に係るバイポーラトランジスタは、以上のように、上記の構成に加えて、前記エミッタ引き出し配線電極と前記ベース引き出し配線電極とが交互に配置されている構成である。
【０１１１】
それゆえ、エミッタ引き出し配線電極（もしくはベース引き出し配線電極）が隣接された配置に比べて、ベース電極における接続部（信号入力箇所）からみたベース電極の実効的な平均長辺長およびエミッタ電極における接続部（信号入力箇所）からみたエミッタ電極の実効的な平均長辺長の両方を同時により一層短く設定することができるという効果を奏する。
【０１１２】
本発明に係るバイポーラトランジスタは、以上のように、上記の構成に加えて、ベース引き出し配線とベース電極との接続部が、ベース電極の長辺方向の中央である構成である。
【０１１３】
それゆえ、ベース電極の長辺方向の中央でベース電極に入力信号を伝えることができるため、信号の入力地点からベース電極端までの距離をベース電極の長辺長の１／２以下とすることができる。これにより、ベース電極の短辺側より信号を入力していた従来の構成に比べて、ベース電極における入力信号の均一性を２倍以上向上させることができるという効果を奏する。
【０１１４】
本発明に係るバイポーラトランジスタは、以上のように、上記の構成に加えて、前記エミッタ引き出し配線電極および前記ベース引き出し配線電極が複数本配置されている構成である。
【０１１５】
それゆえ、ベース電極上の信号入力箇所が増えるため、ベース電極における信号入力箇所からの平均距離を小さくすることができる。これにより、ベース電極全体により一層均一に信号電圧を入力させることができるという効果を奏する。また、エミッタ電極についても同様となる。
【０１１６】
本発明に係るバイポーラトランジスタは、以上のように、上記の構成に加えて、ヘテロ接合バイポーラトランジスタである構成である。
【０１１７】
それゆえ、エミッタ領域がワイドバンドギャップをもつため、高い動作周波数をもち、高電流利得、高効率の電力増幅を得ることができるという効果を奏する。
【０１１８】
本発明に係るバイポーラトランジスタは、以上のように、上記の構成に加えて、前記エミッタ領域の長辺長が４０μｍ以上である構成である。
【０１１９】
それゆえ、トランジスタ配列された集積回路を形成する場合に、配列される単位トランジスタの数を減らすことができる。これにより、集積回路チップのサイズを縮小することができ、また、トランジスタ相互間の接続配線数も少なくなるので配線による損失を低減するこができるという効果を奏する。
【０１２０】
本発明に係るバイポーラトランジスタは、以上のように、上記の構成に加えて、前記ベース引き出し配線電極および前記エミッタ引き出し配線電極の下には１μｍ以上の厚みを有する絶縁膜が形成されている構成である。
【０１２１】
それゆえ、ベース電極およびエミッタ引き出し電極間の容量を無視できる程度に小さくすることができる。同様に、エミッタ電極およびベース引き出し配線電極間の容量も無視できる程度に小さくすることができる。これにより、バイポーラトランジスタの性能をより一層向上させることができるという効果を奏する。
【０１２２】
本発明に係るバイポーラトランジスタは、以上のように、上記の構成に加えて、前記ベース引き出し配線電極とエミッタ電極との間、および、前記エミッタ引き出し配線電極とベース電極との間に空気層が形成されていること特徴としている。
【０１２３】
それゆえ、ベース電極およびエミッタ引き出し電極間の容量、エミッタ電極およびベース引き出し配線電極間の容量をさらに小さくすることができる。これにより、バイポーラトランジスタの性能をより一層向上させることができるという効果を奏する。
【０１２４】
本発明に係るバイポーラトランジスタ配列構造は、以上のように、上記のバイポーラトランジスタが複数並列されており、各バイポーラトランジスタのベース電極は、共通の前記ベース引き出し配線電極と各接続部を介して接続され、前記ベース引き出し配線電極は、１個もしくは複数個のバイポーラトランジスタごとに前記ベース電極への信号を入力する引き出し配線電極が接続されている構成である。
【０１２５】
それゆえ、引き出し配線電極が１個もしくは複数個のバイポーラトランジスタごとに、遅延時間差なく、均一に信号を入力することができるという効果を奏する。
【０１２６】
本発明に係るバイポーラトランジスタ配列構造は、以上のように、上記の構成に加えて、前記引き出し配線電極は、前記ベース引き出し配線電極における複数のバイポーラトランジスタ間の中央部分に接続されている構成である。
【０１２７】
それゆえ、複数のバイポーラトランジスタ間の中央部分を境として分けられる２組のバイポーラトランジスタ配列に対して、遅延時間差なく、均一に信号を入力することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るバイポーラトランジスタの一構成例を示す平面図である。
【図２】（ａ）は図１中のＡ−Ａ線に沿った上記バイポーラトランジスタの矢視断面図であり、（ｂ）は図１中のＢ−Ｂ線に沿った上記バイポーラトランジスタの矢視断面図である。
【図３】上記バイポーラトランジスタを並列に配列したトランジスタ配列の一実施例を示す平面図である。
【図４】上記バイポーラトランジスタの形成方法を説明するための工程毎に示す断面図である。（ａ）はエミッタ電極、ベース電極、コレクタ電極が形成された後の状態を示す図であり、（ｂ）は絶縁膜に接続部が形成された後の状態を示す図であり、（ｃ）はベース引き出し配線電極が形成された後の状態を示す図であり、（ｄ）はベース引き出し配線電極の上にさらに配線電極が形成された後の状態を示す図である。
【図５】上記バイポーラトランジスタを並列に配列したトランジスタ配列の別の実施例を示す平面図である。
【図６】従来例と図３で示したトランジスタ配列との入出力特性の比較を示したグラフである。
【図７】上記バイポーラトランジスタの他の構成例を示しており、（ａ）はベース引き出し配線電極を含む断面図、（ｂ）はエミッタ引き出し配線電極を含む断面図である。
【図８】他の実施形態に係るバイポーラトランジスタの平面図である。
【図９】従来のバイポーラトランジスタの一構成例を示す断面図である。
【図１０】従来のバイポーラトランジスタの一構成例を示す平面図である。
【図１１】従来のバイポーラトランジスタの他の構成例を示す平面図である。
【図１２】従来のバイポーラトランジスタにおけるエミッタ領域の長辺長と最大出力電力との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ エミッタ引き出し配線電極
２ ベース引き出し配線電極
１１ エミッタ電極
１２ ベース電極
２１ エミッタ領域
４１・４２ 接続部
５１ 引き出し配線電極

Claims (12)

1. 短冊状のエミッタ領域を有し、該エミッタ領域に形成された短冊状のエミッタ電極と、
   エミッタ電極に平行して配置された短冊状のベース電極と、
   エミッタ電極に接続されているエミッタ引き出し配線電極と、
   ベース電極に接続されているベース引き出し配線電極とが備えられており、
   前記ベース引き出し配線電極は、ベース電極と交差するように配置され、該交差部にベース引き出し配線とベース電極との接続部が設けられており、ベース電極において該接続部から最も遠い点と該接続部との距離がベース電極の長辺長よりも小さくなるように設定されており、
   前記エミッタ引き出し配線電極は、エミッタ電極と交差するように配置され、該交差部にエミッタ引き出し配線電極とエミッタ電極との接続部が設けられており、エミッタ電極において該接続部から最も遠い点と該接続部との距離がエミッタ電極の長辺長よりも小さくなるように設定されているバイポーラトランジスタ。
2. 前記ベース引き出し配線電極が、前記エミッタ引き出し配線電極と平行であることを特徴とする請求項１に記載のバイポーラトランジスタ。
3. 前記ベース引き出し配線電極とベース電極の長辺とが直角であることを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載のバイポーラトランジスタ。
4. 前記エミッタ引き出し配線電極と前記ベース引き出し配線電極とが交互に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のバイポーラトランジスタ。
5. ベース引き出し配線とベース電極との接続部が、ベース電極の長辺方向の中央であることを特徴とする請求項１ないし請求項３に記載のバイポーラトランジスタ。
6. 前記エミッタ引き出し配線電極および前記ベース引き出し配線電極が複数本配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４に記載のバイポーラトランジスタ。
7. 請求項１に記載のバイポーラトランジスタがヘテロ接合バイポーラトランジスタであることを特徴とするバイポーラトランジスタ。
8. 前記エミッタ領域の長辺長が４０μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のバイポーラトランジスタ。
9. 前記ベース引き出し配線電極および前記エミッタ引き出し配線電極の下には１μｍ以上の厚みを有する絶縁膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバイポーラトランジスタ。
10. 前記ベース引き出し配線電極とエミッタ電極との間、および、前記エミッタ引き出し配線電極とベース電極との間に空気層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバイポーラトランジスタ。
11. 請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のバイポーラトランジスタが複数並列されており、
    各バイポーラトランジスタのベース電極は、共通の前記ベース引き出し配線電極と各接続部を介して接続され、
    前記ベース引き出し配線電極は、１個もしくは複数個のバイポーラトランジスタごとに前記ベース電極への信号を入力する引き出し配線電極が接続されていることを特徴とするバイポーラトランジスタ配列構造。
12. 前記引き出し配線電極は、前記ベース引き出し配線電極における複数のバイポーラトランジスタ間の中央部分に接続されていることを特徴とする請求項１１に記載のバイポーラトランジスタ配列構造。

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