JP2590718B2 - バイポーラトランジスタ - Google Patents
バイポーラトランジスタInfo
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 6
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
- H01L29/73—Bipolar junction transistors
- H01L29/7302—Bipolar junction transistors structurally associated with other devices
- H01L29/7304—Bipolar junction transistors structurally associated with other devices the device being a resistive element, e.g. ballasting resistor
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- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/0684—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by the shape, relative sizes or dispositions of the semiconductor regions or junctions between the regions
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-
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- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はマルチフィンガー構造を
有するバイポーラトランジスタの放熱特性の改良に関す
るものである。
有するバイポーラトランジスタの放熱特性の改良に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】マルチフィンガー構造のバイポーラトラ
ンジスタでは、動作状態において中央部付近のフィンガ
ーが高温になり、それにより中央部のフィンガーのみ電
流が増加して発熱量が増加、それがまた温度を上げると
いう正帰還が発生する。そのため、正帰還によってチッ
プの中央部のフィンガーで電流集中現象が起き、導入電
力のほとんどが中央部のフィンガーで消費される。従来
の構造(図5)はフィンガーを等形状に作製している。
この構造では、中央部の放熱が悪く、中央部でのピーク
温度が非常に高くなる。そのため、トランジスタの大部
分のフィンガーが正常であっても中央部のフィンガーが
熱暴走し、トランジスタが全体として使用できなく、取
り扱える消費電力が低くなると言う問題点を有してい
た。
ンジスタでは、動作状態において中央部付近のフィンガ
ーが高温になり、それにより中央部のフィンガーのみ電
流が増加して発熱量が増加、それがまた温度を上げると
いう正帰還が発生する。そのため、正帰還によってチッ
プの中央部のフィンガーで電流集中現象が起き、導入電
力のほとんどが中央部のフィンガーで消費される。従来
の構造(図5)はフィンガーを等形状に作製している。
この構造では、中央部の放熱が悪く、中央部でのピーク
温度が非常に高くなる。そのため、トランジスタの大部
分のフィンガーが正常であっても中央部のフィンガーが
熱暴走し、トランジスタが全体として使用できなく、取
り扱える消費電力が低くなると言う問題点を有してい
た。
【0003】このような熱的不安定を防止するために一
般にエミッタバラスト抵抗を導入する。従来の方法では
各エミッタに等しい値の抵抗を導入しているが、その値
がかなり高く、抵抗自体で消費される電力が大きくな
り、また実質的なエミッタ抵抗を増加させることから、
周波数特性が劣化させるという問題点が発生する。
般にエミッタバラスト抵抗を導入する。従来の方法では
各エミッタに等しい値の抵抗を導入しているが、その値
がかなり高く、抵抗自体で消費される電力が大きくな
り、また実質的なエミッタ抵抗を増加させることから、
周波数特性が劣化させるという問題点が発生する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したようにマルチ
フィンガー構造のバイポーラトランジスタにおいて消費
電力を大きくするために、チップの中央部のフィンガー
での放熱を良くし、ピーク温度を下げる必要がある。ま
た、エミッタバラスト抵抗を導入してデバイスを熱的に
安定させる時、より低い値の抵抗を形成する必要があ
る。
フィンガー構造のバイポーラトランジスタにおいて消費
電力を大きくするために、チップの中央部のフィンガー
での放熱を良くし、ピーク温度を下げる必要がある。ま
た、エミッタバラスト抵抗を導入してデバイスを熱的に
安定させる時、より低い値の抵抗を形成する必要があ
る。
【0005】本発明の目的は、上述したような従来の問
題点を解決し、より良い放熱特性を有するバイポーラト
ランジスタを提供するものである。
題点を解決し、より良い放熱特性を有するバイポーラト
ランジスタを提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のマルチフィンガ
ー構造のバイポーラトランジスタは、個々のエミッタフ
ィンガーの面積は等しく、エミッタフィンガー形状が中
央部に行くほど細長い形状にすることを特徴とするもの
である。また、このバイポーラトランジスタにおいて、
エミッタバラスト抵抗を設ける場合その抵抗値はチップ
周辺部では高く、中央部に行くほど低く形成することを
特徴とするものである。
ー構造のバイポーラトランジスタは、個々のエミッタフ
ィンガーの面積は等しく、エミッタフィンガー形状が中
央部に行くほど細長い形状にすることを特徴とするもの
である。また、このバイポーラトランジスタにおいて、
エミッタバラスト抵抗を設ける場合その抵抗値はチップ
周辺部では高く、中央部に行くほど低く形成することを
特徴とするものである。
【0007】
【作用】本発明の構造によると、チップの中央部のフィ
ンガーの周辺長が長くなるので、放熱能力が増加し、接
合のピーク温度の上昇が抑えられ、トランジスタの消費
電力をより高くすることが可能である。また、本発明の
構造のトランジスタではバラスト抵抗値をより低くする
ことができ、バラスト抵抗自体で消費される電力と周波
数特性劣化を抑えることができる。
ンガーの周辺長が長くなるので、放熱能力が増加し、接
合のピーク温度の上昇が抑えられ、トランジスタの消費
電力をより高くすることが可能である。また、本発明の
構造のトランジスタではバラスト抵抗値をより低くする
ことができ、バラスト抵抗自体で消費される電力と周波
数特性劣化を抑えることができる。
【0008】
【実施例】図1は、本発明の一実施例を示すnpn型マ
ルチフィンガーバイポーラトランジスタの平面図であ
る。図において、12はエミッタ電極、13はエミッタ
パッド、14,15,16はエミッタ領域、21はベー
ス電極、22はベースパッド、31はコレクタ電極、そ
して32はコレクタパッドである。チップの周辺部のエ
ミッタフィンガー14の長さと幅をlと3wとすれば、
エミッタフィンガー14の面積と周辺長はそれぞれl×
3wと2(l+3w)、15の面積と周辺長はそれぞれ
1.5l×2wと2(1.5l+2w)中央部のエミッ
タフィンガー16の面積と周辺長はそれぞれ3l×wと
2(3l+w)であり、各エミッタフィンガーの面積は
同じであるが、チップ周辺部から中央部に行くほどエミ
ッタフィンガーの周辺長が長く、その形状が細長くな
る。
ルチフィンガーバイポーラトランジスタの平面図であ
る。図において、12はエミッタ電極、13はエミッタ
パッド、14,15,16はエミッタ領域、21はベー
ス電極、22はベースパッド、31はコレクタ電極、そ
して32はコレクタパッドである。チップの周辺部のエ
ミッタフィンガー14の長さと幅をlと3wとすれば、
エミッタフィンガー14の面積と周辺長はそれぞれl×
3wと2(l+3w)、15の面積と周辺長はそれぞれ
1.5l×2wと2(1.5l+2w)中央部のエミッ
タフィンガー16の面積と周辺長はそれぞれ3l×wと
2(3l+w)であり、各エミッタフィンガーの面積は
同じであるが、チップ周辺部から中央部に行くほどエミ
ッタフィンガーの周辺長が長く、その形状が細長くな
る。
【0009】図2は、図1のトランジスタ構造にエミッ
タバラスト抵抗を形成させた時の平面図である。各エミ
ッタコンタクト抵抗率は1.5×10-6Ωcm2 であ
り、各エミッタコンタクト抵抗値は5Ωである。図での
41,42,43はバラスト抵抗体であり、その値は各
々20,16,7Ωと設計し、チップ周辺部では高く、
中央部では低くなる。
タバラスト抵抗を形成させた時の平面図である。各エミ
ッタコンタクト抵抗率は1.5×10-6Ωcm2 であ
り、各エミッタコンタクト抵抗値は5Ωである。図での
41,42,43はバラスト抵抗体であり、その値は各
々20,16,7Ωと設計し、チップ周辺部では高く、
中央部では低くなる。
【0010】図1の実施例によるマルチフィンガーバイ
ポーラトランジスタの接合ピーク温度を計算した結果を
図3に示す。実線は図1の実施例の結果であり、破線は
従来構造の図5での結果である。図3から明らかなよう
に、一定の接合温度で取り扱える消費電力は本発明の構
造で相当に増加している。
ポーラトランジスタの接合ピーク温度を計算した結果を
図3に示す。実線は図1の実施例の結果であり、破線は
従来構造の図5での結果である。図3から明らかなよう
に、一定の接合温度で取り扱える消費電力は本発明の構
造で相当に増加している。
【0011】図4は、図2実施例の構造でのX−X線上
での接合温度分布を示す図である。実線は図2の実施例
の接合温度分布を示し、破線は図5の従来構造の個々の
エミッタフィンガー11に25Ωのバラスト抵抗を均一
に形成したトランジスタでの温度分布を示し、両方とも
同じ消費電力の場合である。この時、25Ωのエミッタ
バラスト抵抗は従来構造において熱安定化に必要な最小
抵抗値である。また、各エミッタコンタクト抵抗率は両
方とも同じであると仮定した。図4から明らかなよう
に、本発明の構造では従来構造より低い不均一のバラス
ト抵抗の導入によっても熱的な安定化が実現できる。さ
らに、接合ピーク温度は本発明の構造でより低くなり、
取り扱える消費電力を向上させることができる。
での接合温度分布を示す図である。実線は図2の実施例
の接合温度分布を示し、破線は図5の従来構造の個々の
エミッタフィンガー11に25Ωのバラスト抵抗を均一
に形成したトランジスタでの温度分布を示し、両方とも
同じ消費電力の場合である。この時、25Ωのエミッタ
バラスト抵抗は従来構造において熱安定化に必要な最小
抵抗値である。また、各エミッタコンタクト抵抗率は両
方とも同じであると仮定した。図4から明らかなよう
に、本発明の構造では従来構造より低い不均一のバラス
ト抵抗の導入によっても熱的な安定化が実現できる。さ
らに、接合ピーク温度は本発明の構造でより低くなり、
取り扱える消費電力を向上させることができる。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のバイポー
ラトランジスタによれば、チップの中央部のフィンガー
の周辺長が長くなるので、放熱能力が増加し、ピーク温
度の上昇が抑えられる。その結果、トランジスタの消費
電力がより高い状態で使用可能となる。また、本発明の
構造のトランジスタではバラスト抵抗の値を低くするこ
とができ、バラスト抵抗自体で消費される電力と周波数
特性劣化を抑えることができる。
ラトランジスタによれば、チップの中央部のフィンガー
の周辺長が長くなるので、放熱能力が増加し、ピーク温
度の上昇が抑えられる。その結果、トランジスタの消費
電力がより高い状態で使用可能となる。また、本発明の
構造のトランジスタではバラスト抵抗の値を低くするこ
とができ、バラスト抵抗自体で消費される電力と周波数
特性劣化を抑えることができる。
【0013】なお、バイポーラトランジスタはSiバイ
ポーラトランジスタ、GaAs系、In系ヘテロ接合バ
イポーラトランジスタ、BiCMOS.BiNMOS等
種々のものを使うことができる。
ポーラトランジスタ、GaAs系、In系ヘテロ接合バ
イポーラトランジスタ、BiCMOS.BiNMOS等
種々のものを使うことができる。
【図1】本発明のマルチフィンガーバイポーラトランジ
スタ構造を表した図である。
スタ構造を表した図である。
【図2】本発明のマルチフィンガーバイポーラトランジ
スタにエミッタバラスト抵抗を形成させた構造を表した
図である。
スタにエミッタバラスト抵抗を形成させた構造を表した
図である。
【図3】本発明の実施例と、従来構造の実施例における
接合のピーク温度の消費電力密度に対する依存性を表す
図である。
接合のピーク温度の消費電力密度に対する依存性を表す
図である。
【図4】エミッタバラスト抵抗付きの構造における、本
発明の実施例と従来構造の実施例の接合温度分布を表す
図である。
発明の実施例と従来構造の実施例の接合温度分布を表す
図である。
【図5】従来のマルチフィンガーバイポーラトランジス
タ構造を表した図である。
タ構造を表した図である。
11,14,15,16 エミッタフィンガー 12 エミッタ電極 13 エミッタボンディングパッド 21 ベース電極 22 ベースボンディングパッド 31 コレクタ電極 32 コレクタボンディングパッド 41,42,43 エミッタバラスト抵抗体
Claims (2)
- 【請求項1】 マルチフィンガー構造のバイポーラトラ
ンジスタにおいて、個々のエミッタフィンガーの面積は
等しく、エミッタフィンガー形状が中央部に行くほど細
長い形状に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】 エミッタバラスト抵抗は抵抗値がチップ
周辺部では高く、中央部に行くほど低く形成することを
特徴とする請求項1に記載のバイポーラトランジスタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5322527A JP2590718B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | バイポーラトランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5322527A JP2590718B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | バイポーラトランジスタ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07176538A JPH07176538A (ja) | 1995-07-14 |
JP2590718B2 true JP2590718B2 (ja) | 1997-03-12 |
Family
ID=18144667
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5322527A Expired - Fee Related JP2590718B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | バイポーラトランジスタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2590718B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1961412B (zh) * | 2004-03-30 | 2010-05-26 | 日本电气株式会社 | 半导体器件 |
JP2006019503A (ja) * | 2004-07-01 | 2006-01-19 | Sharp Corp | 半導体装置 |
WO2022202003A1 (ja) * | 2021-03-26 | 2022-09-29 | 株式会社村田製作所 | 半導体装置及び半導体モジュール |
-
1993
- 1993-12-21 JP JP5322527A patent/JP2590718B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07176538A (ja) | 1995-07-14 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19961022 |
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