JPH0587135B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は高周波動作の可能なトランジスタ、特
にコレクタ容量の小さなトランジスタに関するも
のである。

(ロ) 従来の技術 近年、ニユーメデイアの発展に伴い、情報伝達
の方法が変わり、情報量も増大の一途をたどつて
いる。これらの情報を我々に伝える表示装置とし
てのCRTデイスプレイは、パソコン・ワープロ
などのOA機器等多くの分野で使用されている。
このため、増大する情報を我々に確実に伝えるた
めのCRTデイスプレイの高精細度化への市場の
ニーズは、一段と高まりを見せている。また人間
工学的見地からCRT画面をなるべく平坦にかつ
画面全体での画質の均一性を改善し、認識性が良
く疲労の少ないものが要求されている。

これらの要求に対して、CRTデイスプレイの
高精細度化は著しいものがあり、解像度で８本／
mm１画面で一般用TVの50画面分の表示情報量を
達成している。

一方画面のフラツト化が進み、周辺部での高精
細度化が技術的問題となつている。本来CRTは、
構造上、画像を映す管面は球状の方が電子ビーム
のスポツト径が変化せず画面は鮮明になる。この
ため、画面のフラツト化のための回路技術とし
て、ダイナミツクフオーカス技術が必要となる。
ダイナミツクフオーカスとは、電子ビーム焦点を
水平走行中に変化させて、フラツトな管面の場合
でも、常に電子ビームのスポツト径を最適にさせ
ることである。こうすることにより、デイスプレ
イの文字、図形などのボケ、ズレなどが全くなく
なり、非常に鮮明な画面となるため、高精細度デ
イスプレイを作るためには不可欠の技術となる。

このためにダイナミツクフオーカス用トランジ
スタの特性としては、 (1) グリツド電圧が高いために、1500Vの電圧に
耐えること (2) 高周波動作をさせるために、コレクタ容量が
小さいこと であることが要求される。

(ハ) 発明が解決しようとする問題点 ところが特開昭57−155773号公報等の如きトラ
ンジスタを使用した場合、コレクタ容量が大きい
ため、グリツド電圧波形に歪みを生じ、その結
果、電子ビームのスポツトサイズが変わつてしま
い、管面全体で均一な鮮明度が得られない問題点
を有していた。

(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明は斯る問題点に鑑みてなされ、少なくと
もコレクタ領域３、ベース領域４およびエミツタ
領域５とを備え、前記ベース面積対コレクタ領域
幅の比が所定値以下であるようなベース面積を有
するトランジスタを１個以上有することで解決す
るものである。

(ホ) 作用 コレクタ領域の少数キヤリアの流れは第３図に
示す点線のように２次元的な広がりを示し、この
少数キヤリアの広がり面積（第４図に点線で示
す。）にコレクタ電流はほぼ比例する。

一方半導体装置１のベース長およびコレクタ領
域幅を第３図の如く夫々L_BおよびWiとすると、
コレクタ電流I_Cは前述した２次元的な広がりを考
慮すると（L_B＋Wi）²とほぼ比例する。一般には
ベース長L_Bはコレクタ領域幅Wiに較べ非常に大
きいために、コレクタ電流I_Cはベース面積L_B ²に
比例する。

しかし前記ベース面積L_B ²対コレクタ領域幅Wi
の比が所定値以下（ここではWiは耐圧で決定さ
れる値のため一定とすると、ベース面積L_B ²が小
さくなる。）であると、コレクタ領域Wiは無視で
きずコレクタ電流I_Cは（L_B＋Wi）²に比例する。
従つて第２図に示す如くコレクタ電流I_Cはベース
長L_Bに対し非線形領域を有する。ここで第２図
のベース長L_Bはベース面積L_B ²の平方根となる。

本発明はこの非線形領域を活用するものであ
り、前記ベース面積L_B ²を小さくしてもコレクタ
電流I_Cがそれほど減少しない領域を使用するの
で、ベース面積と比例関係にあるコレクタ容量が
小さくなつても、それほどコレクタ電流I_Cが減少
しない点に着目した。

(ヘ) 実施例 以下に本発明の一実施例を第１図イ乃至第１図
ロを参照しながら説明する。

本発明に依るトランジスタ１は第１図ロに示す
如く、N⁺型のコレクタコンタクト領域と成る半
導体基板２、Ｎ型エピタキシヤル層より成るコレ
クタ領域３、Ｐ型のベース領域４、N⁺型のエミ
ツタ領域５、ベース領域４を囲みベース領域４か
ら一定の間隔で離間された複数本のＰ型のガード
領域６、コレクタ領域３端部に設けられたN⁺型
のアニユラー領域７、夫々の領域にオーミツクコ
ンタクトしたコレクタ電極８、ベース電極９およ
びエミツタ電極１０、アニユラー領域７にオーミ
ツクコンタクトし酸化膜１１上を内側に延在させ
たシールド電極１２より構成されている。また図
示してないがガード領域６とオーミツクコンタク
トしたフイールド電極、少なくともフイールド電
極を被覆する絶縁膜を形成しても良い。

ここでベース領域４とガード領域６は基板３表
面のシリコン酸化膜１１を選択除去して、周知の
選択拡散を行い形成する。前記ガード領域６は逆
バイアス時に空乏層が均等に広がり高耐圧を可能
とする。またエミツタ領域５とアニユラー領域７
は選択拡散法によりベース領域４内およびコレク
タ領域３の周端部にN⁺拡散し、前記アニユラー
領域７はチヤンネルストツプ領域として働く。

本発明の特徴は前記ベース面積L_B ²対コレクタ
領域幅Wiの比が所定値以下であるようなベース
面積を有する前述の如きトランジスタを１個以上
有することにある。

コレクタ領域３の少数キヤリアの流れは第３図
イに示す如く、点線のように約45°の角度で２次
元的に広がり、この少数キヤリアの広がりによつ
て得られるピラミツド型の立方体の体積にコレク
タ電流I_Cが比例する。このピラミツド型の立方体
の体積は、ベース領域が一片の長さL_Bの正方形
であるとすると、上面がL_B ²、下面が（L_B＋2Wi）
²の面積を有するピラミツド型形状の体積となる。
これを電流が流れる方向と直角の方向（基板の水
平面と平行な方向）の平均断面積で近似すると、
横方向にWi／２だけ広がつた地点が平均断面積
となり、（L_B＋2Wi）²は（L_B＋Wi）²となる。すな
わち、コレクタ電流I_Cは（L_B＋Wi）²とほぼ比例
する。従つて第２図に示す如くコレクタ電流I_Cは
ベース長L_Bに対して非線形領域を有する。従つ
て前記ベース面積L_B ²を小さくしてもコレクタ電
流I_Cがそれ程小さくならない領域があり、この場
合コレクタ容量は逆にベース面積L_B ²と比例する
ので小さくなる。

例えば従来のトランジスタと本発明のトランジ
スタを比較すると第５図のようになる。ここで
Wiは150μｍとする。

従つて従来のトランジスタのコレクタ電流と同
じ値にするためには本発明のトランジスタを５個
並列に接続する必要があり、その際のコレクタ容
量は5pFとなる。その結果従来よりも約1/2のコ
レクタ容量となり、性能は２倍となる。ただし
Wiは耐圧で決定されるため、Wiを変化させると
前記L_B ²／Wiの所定値も変化してゆく、Wiを
150μｍとした場合はL_B ²／Wiの比はおよそ1000以
下が望ましい。

第２図はWi＝1500μｍとした場合で L_B＜1000×150 L_B＜387μｍ となり、コレクタ容量が1/2となる効果が表れる
点である。

(ト) 発明の効果 以上の説明からも明らかな如く、前記ベース面
積対コレクタ領域幅の比が所定値以下であるよう
なベース面積を有するトランジスタ１を１個以上
有することで、前記コレクタ容量を減少させるこ
とが可能となり、グリツド電圧波形の歪みを防止
し管面全体を均一で鮮明にすることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図イは本発明の一実施例であり半導体装置
の平面図、第１図ロは第１図イにおけるＸ−
X′線の断面図、第２図は本発明のコレクタ電流
−ベース長の特性図、第３図イおよび第４図は本
発明の半導体装置を説明する概略断面図および平
面図、第５図は従来および本発明の半導体装置の
特性図である。 １はトランジスタ、２は半導体基板、３はコレ
クタ領域、４はベース領域、５はエミツタ領域、
６はガード領域、７はアニユラー領域、８はコレ
クタ電極、９はベース電極、１０はエミツタ電
極、１１は酸化膜、１２はシールド電極である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一導電型のコレクタ領域となる半導体基板
   と、 この半導体基板に設けられた逆導電型のベース
   領域と、 このベース領域に形成した一導電型のエミツタ
   領域と、 前記ベース領域の周囲に設けられた複数本の逆
   導電型のガード領域と、 前記半導体基板の裏側に設けられたコレクタ電
   極と、 前記ベース領域およびエミツタ領域に設けられ
   たベース電極およびエミツタ電極とを備えた半導
   体装置であつて、 前記ベース領域の面積をベース領域の底面から
   前記半導体基板の裏面までの距離で割つた値が
   1000より小さいことを特徴とする半導体装置。