JPH0462928A

JPH0462928A - 半導体装置

Info

Publication number: JPH0462928A
Application number: JP17304290A
Authority: JP
Inventors: Shuji Kanamori; 金森　修二
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-06-30
Filing date: 1990-06-30
Publication date: 1992-02-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は電力用トランジスタを有する半導体装置に関し
、特にエミッタの保護抵抗を備えた半導体装置に関する
。

〔従来の技術〕

従来、電力用トランジスタを有する半導体装置では、該
トランジスタから数百Ｗの出力を取り出すために、通常
数Ａの電流を通流している。このため、過電流などのザ
ージ保護のため第３図のようなエミッタ直列抵抗を付加
することが行われている。

第３図（ａ）はその−例の縦断面図、同図（ｂ）はその
等価回路である。これらの図において、１は一導電型の
コレクタ領域としての半導体基板であり、ここに逆導電
型のベース領域２と一導電型のエミッタ領域３を形成し
、バイポーラ電力用トランジスタを構成している。また
、半導体基板１の上面には絶縁膜４を形成し、この絶縁
膜４上に多結晶シリコン等で抵抗５を形成している。

そして、前記エミッタ領域３につながるエミッタ電極７
をこの抵抗５に電気接続し、エミッタと直列に抵抗５を
接続している。なお、１１はベース電極である。

また、抵抗５を半導体基板１の一部に設けた拡散抵抗で
構成することもある。

〔発明が解決しようとする課題］上述した従来のエミッタ保護用の抵抗５は、多結晶シリ
コンあるいは半導体基板１を構成する単結晶シリコンで
構成されるが、いずれにしても半導体で構成されている
ため、その負性特性によって温度が上界すると抵抗５の
抵抗値が減少され、エミッタ電流が増加してしまう。こ
のため、所定以上の温度に上昇したときにはエミッタ電
流が過大となり、接合破壊を起こしてトランジスタが破
損されることになるという問題がある。

本発明の目的は半導体を抵抗して用いる半導体装置にお
いても、温度上昇によるトランジスタの破損を防止した
半導体装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の半導体装置は、トランジスタのエミッタに接続
される第１の抵抗と、この第１の抵抗に一端を接続した
第２の抵抗と、第１の抵抗と第２の抵抗の他端を温度変
化によって断接し得るスイッチ手段とで構成される。

また、エミッタに接続される抵抗と、この抵抗に一端を
接続したコンデンサと、抵抗とコンデンサの他端を温度
変化によって断接し得るスイッチ手段とで構成される。

〔作用〕

本発明によれば、温度が上昇したときに、第１の抵抗と
第２の抵抗との並列接続状態をスイッチ手段により解除
することで、エミッタに接続される抵抗の値を増大させ
、エミッタ電流の増大を防止する。

また、高周波領域での動作時に温度が上昇したときに、
抵抗とコンデンサとをスイッチ手段により並列接続する
ことで、高周波利得を向上させる。

〔実施例〕

次に、本発明を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の第１実施例を示しており、同図（ａ）
は要部の縦断面図、同図（ｂ）はその等価回路図である
。これらの図において、Ｉは一導電型のコレクタ領域と
しての半導体基板、２は逆導電型のベース領域、３は一
導電型のエミッタ領域であり、電力トランジスタが構成
されている。

また、半導体基板１の上面には絶縁膜４が形成され、こ
の上に多結晶シリコンで第１の抵抗５Ａと第２の抵抗５
Ｂを所要間隔離して形成している。

これらの抵抗５Ａ、５Ｂは例えば１０Ω程度の抵抗値に
設定する。

そして、これら第１の抵抗５Ａおよび第２の抵抗５Ｂを
層間絶縁膜６で被覆し、かつ絶縁膜４゜６に開設したコ
ンタクトボールおよびスルーホールを通して前記エミッ
タ領域３に接続されたエミッタ電極７の他端を前記第１
の抵抗５Ａの一端に接続している。また、前記第１の抵
抗５Ａの一端と第２の抵抗５Ｂの一端とは図外の電極配
線により接続している。さらに、前記第１の抵抗５Ａお
よび第２の抵抗５Ｂ間にはスルーホールを通してバイメ
タルスイッチ８を形成し、このバイメタルスイッチ８を
介して第１の抵抗５Ａおよび第２の抵抗５Ｂの各他端を
相互に電気接続している。このバイメタルスイッチ８は
例えば下層に金を１μｍ、上層に鉛を０．１μｍ程度に
形成した構成としている。このとき、各抵抗５Ａ、５Ｂ
ではスルーホール部分においてＡｇシリサイド層などが
形成しないように、換言すれば抵抗５Ａ、５Ｂとバイメ
タルスイッチ８とが一体化されないように、メツキ等の
熱処理を行わないことが肝要である。

この構成によれば、低温状態では、バイメタルスイッチ
８は図示のように平坦な状態にあり、第１および第２の
抵抗５Ａ、５Ｂの他端にそれぞれ接触し、両抵抗５Ａ、
５Ｂを相互に接続している。

これにより、エミッタには第１の抵抗５Ａと第２の抵抗
５Ｂが並列に接続された状態となる。

一方、高温状態になると、バイメタルスイッチ８は上方
に凹となるように変形されるため、その両端がそれぞれ
第１および第２の抵抗５Ａ、５Ｂから離間し、この結果
箱２の抵抗５Ｂが第１の抵抗５Ａとの並列接続から解除
され、エミッタには第１の抵抗５Ａのみが接続された状
態となる。

したがって、各抵抗５Ａ、５Ｂの抵抗値をそれぞれ１０
Ωとしたときには、低温状態ではエミッタには５Ωの抵
抗が接続されてトランジスタが動作される。また、大電
力動作時にチップ（トランジスタ）の温度が上昇すると
、バイメタルスイッチ８の動作により、エミッタには第
１の抵抗５Ａによる１０Ωの抵抗が接続されてトランジ
スタが動作されることになり、エミッタ電流の増大を防
止してトランジスタの破壊を防止する。

なお、トランジスタの接合破壊温度は通常２００°Ｃ前
後であるため、それ以下の温度でバイメタルスイッチ８
が動作するように構成することが好ましい。

第２図は本発明の第２実施例を示しており、同図（ａ）
は要部の縦断面図、同図（ｂ）はその等価回路図である
。なお、第１図と同一部分には同一符号を付してその説
明は省略する。

この実施例では、第２の抵抗に代えてコンデンサ９を設
け、このコンデンサをバイメタルスイッチ８により抵抗
５（第１の抵抗５Ａに相当）に接続し得るように構成し
ている。

すなわち、半導体基板１の絶縁膜４上に抵抗５を形成し
、かつこれと所定間隅離れた位置にコンデンサ電極９Ａ
を形成している。このコンデンサ電極９Ａは前記絶縁膜
４を誘電膜として半導体基板１とでコンデンサ９を構成
する。

そして、抵抗５とコンデンサ電極９の各対応する端部に
それぞれエアブリッジ電極１０ａ、１０ｂを突出させ、
このエアブリッジ電極１０ａ、１０ｂの中間直下位置に
バイメタルスイッチ８を配設している。

この構成によれば、低温状態ではバイメタルスイッチ８
は図示の状態にあり、エミッタには抵抗５のみが接続さ
れている。そして、高温状態になるとバイメタルスイッ
チ８が上方に凹に変形してその両端がそれぞれエアブリ
ッジ電極１０　ａ、１０ｂに接触する。これにより、抵
抗５とコンデンサ９が接続され、エミッタには抵抗５と
コンデンサ９が並列に接続される。

したがって、この実施例構造を数ＧＨ２帯で使用される
トランジスタに適用し、温度変化によってエミッタに接
続した抵抗５の抵抗値が変化されたときに、コンデンサ
９を並列に接続させることで、高周波でのゲインを増幅
させることが可能となる。

なお、前記した抵抗は低周波用途であれば拡散抵抗を用
い、高周波用途であればポリシリコン抵抗を用いること
が好ましい。

また、バイメタルスイッチに代えてニッケル・チタン合
金のような形状記憶合金を用いてスイッチを構成しても
よい。

〔発明の効果〕以上説明したように本発明は、トランジスタのエミッタ
に接続される第１の抵抗に、温度変化によって動作され
るスイッチ手段により第２の抵抗を断接し得るように構
成しているので、温度が上昇したときにエミッタに接続
される抵抗を増大させ、エミッタ電流の増大を防止する
ことができる。

また、エミッタに接続された抵抗に、温度変化によって
動作されるスイッチ手段によりコンデンサを断接し得る
ように構成しているので、高周波領域での動作時に温度
が上昇したときに、抵抗とコンデンサを並列接続するこ
とで、高周波利得を向上させることができる。これによ
り、高温時、高周波動作時における半導体装置の特性を
向上させることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示し、同図（ａ）は要部
の縦断面図、同図（ｂ）はその等価回路図、第２図は本
発明の第２実施例を示し、同図（ａ）は要部の縦断面図
、同図（ｂ）はその等価回路図、第３図は従来の半導体
装置の一例を示し、同図（ａ）は一部の縦断面図、同図
（ｂ）はその等価回路図である。１・・・半導体基板（コレクタ領域）、２・・・ベース
領域、３・・・エミッタ領域、４・・・絶縁膜、５・・
・抵抗、５Ａ・・・第１の抵抗、５Ｂ・・・第２の抵抗
、６・・・層間絶縁膜、７・・・ベース電極、８・・・
バイメタルスイッチ、９・・・コンデンサ、９Ａ・・・
コンデンサ電極、］Ｏａ、１０ｂ・・・エアブリッジ電
極、１１・・・ヘス電極。Ｕ）

Claims

【特許請求の範囲】１、トランジスタのエミッタに接続される第１の抵抗と
、この第１の抵抗に一端を接続した第２の抵抗と、前記
第１の抵抗と第２の抵抗の他端を温度変化によって断接
し得るスイッチ手段とを備えることを特徴とする半導体
装置。２、トランジスタのエミッタに接続される抵抗と、この
抵抗に一端を接続したコンデンサと、前記抵抗とコンデ
ンサの他端を温度変化によって断接し得るスイッチ手段
とを備えることを特徴とする半導体装置。